KR20070121396A - 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기 - Google Patents
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Abstract
주 정화장치와 병행하여 보조 살균정화장치에 의한 살균정화 효율을 증대시킨 공기청정기의 보조 살균 정화장치를 제시하기 위한 것으로 일정한 형상의 몸체 내에 형성되는 주 공기통로와, 상기 주 공기통로에 설치되어 공기 흐름을 발생하기 위한 팬과, 흡입된 공기를 정화하기 위해 상기 주 공기통로 상에 설치되는 공기정화수단으로 이루어지는 주 정화장치와; 상기 주 공기통로의 주위에 형성되는 보조 공기통로와, 상기 보조 공기통로에 완만한 공기 흐름 속도를 발생하기 위해 형성되는 공기유동수단과, 상기 보조 공기통로에 설치되는 살균램프를 포함하는 완속 살균정화수단으로 구성되는 보조 살균정화장치;로 이루어져 주 정화장치과 병행하여 보조 살균정화장치에 의한 살균정화가 이루어지도록 구성된 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기를 요지로 한다.
공기청정기, 보조 공기통로, 살균장치, 보조 정화장치
Description
도 1은 본 발명에 의한 공기청정기의 구조도
도 2 및 도 3은 주상구조의 몸체에 본 발명을 적용한 실시 예도
도 4는 본 발명에서 공기의 순환 흐름 상태도
도 5는 본 발명을 물세척 공기청정기 구조에 적용한 실시 예도
도 6은 보조 살균정화장치를 도어에 의해 개폐구조로 구성한 실시 예도
도 7은 보조 살균정화장치를 주상구조 몸체 하부에 형성한 실시 예도
*. 주요 부호의 설명
10. 10A. 몸체 20. 주공기통로
21. 흡입구 22. 배출구 23. 상부 흡배출구
24. 하부 흡배출구 30. 30A. 팬
40. 공기정화수단 41. 광촉매판 42. 자외선램프
43. 물세척장치 44. 물공급장치 45. 수조
46. 물순환장치 47. 배출장치
50. 보조 공기통로 60. 공기유동수단
80. 완속 살균정화수단
본 발명은 실내 공기를 흡입 후 정화과정을 거쳐 배출하는 공기청정기에 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기에 관한 것이며, 더욱 상세히는 주 정화장치 외 측으로 공기의 흐름 속도를 낮춘 보조 공기통로를 형성하고 상기 보조공기통로에 살균램프를 포함한 살균정화수단을 형성한 보조 살균정화장치를 결합함으로써 주 정화장치와 병행하여 보조 살균정화장치에 의한 살균정화 효율을 증대시킨 공기청정기에 관한 것이다.
공기청정기는 일정한 형태의 몸체 내에 전후, 좌우 또는 상하 방향으로 형성된 공기통로와, 공기 흐름을 발생하기 위해 상기 공기통로 상에 형성되는 팬과, 공기에 포함된 유해 오염물질을 거르거나 포집 또는 물리화학적 반응을 통하여 분리 제거하기 위해 상기 공기 통로 상에 설치되는 공기정화장치로 구성되어 실내 공기를 연속 순환시키면서 정화할 수 있도록 구성된다.
공기정화장치의 공기정화수단은 공기통로 상에 일련의 필터를 설치하여 공기 중의 미세 먼지 류, 곰팡이, 바이러스 또는 유해물질을 걸러내는 필터방식과; 방전원리에 의해 강력한 집진력을 갖는 접지판으로 오염된 공기를 정화하는 전기집진 방식과; 팬으로 흡입한 공기를 물에 강제로 접촉시켜 오염물질을 걸러내는 물 세척방식과; 공기통로 상에 설치한 광촉매 필터 또는 광촉매 반응판에 의한 광촉매 산화방식 등 다양한 수단이 있으며, 통상 이들 정화 방식이 단독 또는 복합적으로 사용된다. 이들 방식에 더하여 부가적으로 미생물이나 바이러스 등의 살균 효과를 높이기 위해 자외선 살균램프나 오존램프 등을 함께 사용하는 방식 등이 알려져 있다.
이와 같은 공기정화수단은 각기 일정한 용적을 갖는 실내 공기를 공기통로 내로 흡입하여 정화수단에 흡입한 공기를 접촉시킴으로써 공기 정화가 이루어지도록 구성되기 때문에 공기통로를 통과하는 공기의 양에 따라 정화 능력이 증감한다. 따라서, 유효한 공기정화능력을 발휘하기 위해서 공기통로로 흡입되는 공기량을 충분히 증가시킬 수밖에 없으나 다른 한편으로 자외선이나 광촉매 산화반응 등과 같이 조사량 또는 접촉량에 따라 살균 또는 정화효율이 증감되는 정화수단의 경우에는 공기 흐름 속도가 높아짐으로써 피 처리물에 대한 조사량 또는 접촉량이 감소되어 효율이 저하되는 문제점이 있다.
자외선에 의한 살균기능을 갖는 공기청정기를 예로 들면, 자외선 중 200~280nm 파장(UV-C)은 유효하게 세포에 흡수되어 DNA의 염기 중 티민의 분자구조를 파괴하는 방법으로 DNA의 복제기능을 정지시킴으로써 강력한 살균효과를 갖는다.자외선 살균은 모든 세균에 효과가 있고, 피 조사물을 변화시키지 않으며, 세균에 대하여 내성(耐性)을 주지 않고, 살균효과가 잔존하지 않으며, 조사중에만 살균 효과를 제공하고 사용이 간단하고 경제적인 특징이 있다. 그 중 253.7nm 파장 의 자외선은 세포의 흡수율이 높고 살균효과가 높기 때문에 각종 수 처리시설이나 공기 살균에 폭넓게 이용되고 있다.그러나, 자외선에 의한 살균효과는 자외선의 조사량( w.min/㎠)에 영향을 받고, 세균에 따라 생잔률이 다른 특징이 있어 빠르게 흐르는 공기에 포함된 각종 세균이 자외선에 순간적으로 노출되더라도 그 조사량은 극히 미미한 수준이기 때문에 기대되는 살균효과를 얻을 수 없다.
공기청정기에 사용하는 자외선은 공기 정화수단을 통과하는 과정에서 살균램프를 사용하여 UV-C를 조사하여 줌으로써 공기 중에 포함된 각종 병원성 세균이나 바이러스 및 곰팡이류를 살균하거나 포집용 필터에서의 세균의 증식을 방지할 목적으로 사용한다.
후자의 경우, 즉 포집용 필터에 자외선을 가하는 경우에는 필터 내에 자외선을 지속적으로 가할 수 있어 필터 내에서의 미생물 증식을 억제하는 데 필요한 살균선 조사량이 확보되고, 충분한 살균효과를 얻을 수 있다.
그러나 전자의 경우, 즉 흐르는 공기 살균의 경우에는 길이가 긴 덕트 내에 연속적으로 자외선 램프를 설치한 경우와 달리 공기청정기는 공기통로의 길이가 짧고 공기가 빠르게 흐르기 때문에 살균에 필요한 충분한 조사량을 가할 수 없다.
따라서, 대부분의 공기청정기에서 자외선에 의한 살균효과는 필터에서의 미생물류의 증식을 억제하는 효과 이외에 흐르는 공기에 대한 직접적 살균효과를 갖지 못하여 공기에 포함된 바이러스 및 유해 세균류에 대한 실질적인 살균효과를 얻을 수 없는 문제점이 있다.
오존램프에 의해 발생한 오존도 공기 또는 물의 강력한 살균효과를 제공하지 만 이 역시 상기와 같이 접촉시간이 짧을 경우 소기의 살균효과를 얻을 수 없는 한계가 있었다.
유해 세균의 살균 및 유기오염물질의 산화 제거에 매우 유용하게 사용하고 있는 광촉매를 이용한 공기정화방식은 광촉매로 주로 사용하는 산화티탄( TiO2 )의 강력한 살균.산화반응을 이용한 것이다. 나노미터 크기의 산화티탄( TiO2 ) 결정에 400nm 이하의 자외선을 쪼이면 분자 내에서 산화 환원반응 및 친수성 반응이 동시에 이루어지며, 광촉매 표면에서는 절대온도 30,000˚K에서 소각하는 것과 같은 효과를 발휘하여 아세트알데히드, 카시린, 툴루엔, 스티렌 등과 같은 유기휘발성 화합물(VOCs), 라돈가스, 포름알데히드 등 건축물에서 발생하는 유해물질, 황화수소, 암모니아 같은 악취가스, 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)와 같은 대기 오염물질을 산화 분해하고, 기타 트리클로로에틸렌 (Trichloroethylene) 등의 유기 염소화합물, 페놀(Phenol) 화합물, 폴리염화비닐(PCB), 환경호르몬(Bisphenol, Nonylphenol, Estradiol, Dioxin), 아세트알데히드, 카시린, 톨루엔, 스티렌 황화수소, 메틸메루카프탄, 유화메틸, 트리메틸아민, 이소길초산, 암모니아를 산화 분해하며, 박테리아, 세균 등 미생물에 대해서도 강력한 살균력으로 분해하여 CO2와 H2O로 산화시키고, 그 독성물질까지 제거하는 강력한 공기 정화 효과를 발휘하는 특성이 있다.
이와 같은 광촉매의 강력한 살균.산화반응을 이용하는 공기청정기에서 광촉매 반응은 기재에 코팅된 광촉매 표면에서 이루어지기 때문에 광촉매와의 접촉량이 많고 접촉 표면이 깨끗이 유지될수록 증대된다. 따라서 공기 흐름이 빠르거나 정지된 상태에서는 공기에 포함된 유해물질의 접촉율이 낮아 정화효율이 낮고, 완만한 속도로 흐르는 경우에는 접촉율이 높기 때문에 정화 효율이 높다. 기존의 광촉매 정화장치는 앞서 설명한 바와 같이 빠르게 흐르는 공기 통로 상에 광촉매반응판 또는 필터가 설치됨으로 흐르는 공기에 포함된 물질 중 일부 광촉매표면에 접촉한 물질만 광촉매반응이 이루어져 광촉매반응에 의한 정화효율을 높게 유지할 수 없는 한계가 있다.
본 발명은 공기청정기에서 살균 및 정화 수단으로 사용하는 자외선, 오존 또는 광촉매의 기능을 최대로 향상할 수 있는 구성을 공기청정기에 부여함으로써 실내 공기의 효율적인 살균 정화처리가 이루어지도록 할 목적으로 안출된 것이다.
이를 위하여 본 발명은 공기청정기를 구성하는 주 정화장치 외 측으로 공기의 흐름 속도를 낮춘 보조 공기통로를 형성하고 상기 보조 공기통로에 완속 살균정화수단을 형성한 구조의 보조 살균정화장치를 형성함으로써 주 정화장치과 병행하여 보조 살균정화장치에 의한 살균정화 효율을 증대시킨 공기청정기를 제시한다.
상기한 공기청정기는 일정한 형상의 몸체 내에 상하, 좌우 또는 전후 방향으로 형성되는 주 공기통로와, 상기 주 공기통로에서 공기 흐름을 발생하기 위한 팬 과, 공기에 포함된 유해 오염물질을 거르거나 포집 또는 물리화학적 반응을 통하여 분리 제거하기 위해 상기 주 공기통로 상에 설치되는 공기정화수단으로 이루어지는 주 정화장치와; 상기 주 공기통로의 주위에 형성되는 보조 공기통로와, 상기 보조 공기통로에 완만한 공기 흐름 속도를 발생하기 위해 형성되는 공기유동수단과, 상기 보조 공기통로에 설치되는 살균램프를 포함하는 완속 살균정화수단으로 구성되는 보조 살균정화장치;로 구성된다.
본 발명이 적용되는 공기청정기 몸체는 주 공기통로 및 주 정화장치의 구조에 따라 변경 가능한 요소이며, 주 정화장치의 정화수단을 복수의 필터로 구성한 경우에는 얇은 슬림형 구조로 하여 주 공기통로를 전 후면 또는 좌우로 관통하도록 형성하고, 보조 공기통로는 주 공기통로의 외 측 주위 또는 주 공기통로와 구분되는 별개의 공간에 형성하는 구조로 실시할 수 있다.
또한, 주 정화장치의 공기정화수단을 물 세척 방식으로 구성하는 경우에는 복수의 반응판에 분사한 물이 흘러내리면서 통행 공기를 씻어 줄 수 있도록 몸체를 주상(柱狀)구조로 하여 그 중심부에 주 공기통로를 형성하고, 주 공기통로와 나란하게 주 공기통로의 외 측으로 보조 공기통로를 형성하거나 주상구조의 몸체 하부에 주 공기통로의 공기 흐름에 영향을 받지 않는 별도의 공간을 형성하여 보조 공기통로를 구성할 수 있다.
보조공기통로에 형성되는 공기유동수단은 정체된 공기에 약간의 흐름을 제공할 수 있도록 간단한 구조로써 소형 팬을 설치한 구조로 실시하거나 보조 공기통로를 주 공기통로 외 측에 형성한 경우에는 주 공기통로로 연결되는 베르누이관을 형 성하거나 또는 주상구조의 몸체에서 성층화한 상하 공기의 흐름 차를 이용한 굴뚝 효과에 의해 보조공기통로 내부에 공기 흐름이 발생하는 구조로 실시할 수 있다.
상기한 보조 공기통로의 유속은 공기 흐름이 정체된 상태를 벗어나고, 주 공기통로의 유속보다 작은 속도가 유지되도록 함으로써 목적을 달성할 수 있다
보조 공기통로에 형성되는 완속 살균정화수단으로 살균램프와 광촉매반응장치가 사용되고, 살균램프로서 자외선살균램프 또는 오존살균램프가 사용되며, 이들 요소가 단독 또는 복합적으로 적용되는 구조를 갖는다.
상기에서 자외선살균램프에 의한 완속 살균정화수단은 살균작용이 우수한 253.7nm 파장대의 UV-C램프를 사용하여 공기 중에 포함된 균류나 바이러스 등 유해 세균을 살균하는 작용을 한다.
오존살균램프에 의한 완속 살균정화수단은 오존형성영역대(Ozone Forming Range, 100~200nm)의 램프를 보조 공기통로 상에 설치하고, 보조 공기통로의 출구에 오존필터를 형성한 구조로 실시하여 오존에 의한 살균 및 탈취 작용을 수행하고, 오존필터에 의해 배출공기 중의 오존을 걸러 외부로 유출하는 것을 방지하는 구조로 실시된다.
광촉매반응장치는 광촉매 반응을 유도하기 위한 자외선램프와 기재에 광촉매를 부착한 광촉매반응판으로 이루어지고, 광촉매반응판은 보조 공기통로에서 탈착구조로 결합되어 광촉매의 산화.환원 반응에 의해 바이러스 등을 포함한 유해세균과 휘발성 유기오염물질을 포함한 유해 오염물질 등을 산화 소멸하는 작용을 한다. 탈착구조로 결합되는 광촉매반응판은 광촉매반응 후의 부산물이 광촉매 표면에 투 막을 형성하여 광촉매 반응을 차단하는 것을 방지하기 위한 것으로 사용에 의해 광촉매판이 오염되었을 때 새로운 광촉매판으로 교체하여 줌으로서 유효한 광촉매반응을 지속적으로 유지할 수 있도록 한다.
상기한 광촉매반응판은 종이 또는 금속 등의 소재를 기재로 하여 기재 표면에 나노크기의 산화티탄(TiO2)을 부착 형성하여 이를 카트리지 구조로 구성함으로써 간편하게 교체할 수 있다.
완속 살균정화수단을 교체가능 하게 하는 탈착구조는 간단하게는 보조 공기통로를 도어로 여닫는 구조로 구성하거나 체결구를 사용하여 덮개를 개방할 수 있도록 한 구조 등으로 다양하게 실시할 수 있다.
상기한 완속 상균정화수단은 공기의 흐름 속도가 주 공기정화장치에 의한 공기의 흐름 속도보다 상대적으로 낮게 형성됨으로 기존에 빠른 공기의 흐름 속도 때문에 효율이 낮았던 살균 정화방법인 자외선살균램프나 오존살균램프 또는 광촉매반응장치에 의한 정화효율을 상대적으로 높게 유지할 수 있는 장점을 제공하고, 주 공기정화장치에 의한 공기정화와 동시에 보조 살균정화장치를 구성하는 자외선 또는 오존 램프에 의한 바이러스를 포함한 세균류의 살균 및 광촉매반응장치에 의한 유해물질의 산화제거가 동시에 수행되는 효과를 제공한다.
이하 첨부된 도면에 의한 실시 예에 의해 본 발명을 더욱 상세히 설명한다.
도 1은 박스 형상의 공기청정기 몸체(10) 내에 전후 방향으로 형성되는 주 공기통로(20)와, 상기 주 공기통로에서 공기 흐름을 발생하기 위한 팬(30)과, 공기 에 포함된 유해 오염물질을 거르기 위한 공기정화수단(40)로 주 정화장치가 구성된다. 보조 살균정화장치는 상기 주 공기통로의 측 부에 형성되는 보조 공기통로(50) 와, 상기 보조 공기통로에 완만한 공기 흐름 속도를 발생하기 위해 형성되는 공기유동수단(60)과, 상기 보조 공기통로에 설치되는 살균램프(81)를 포함하는 완속 살균정화수단(80)으로 이루어지는 본 발명의 기본 구성을 보인 것이다.
상기한 실시 예에서 몸체(10)와 그 내부에 형성되는 주 공기통로(20)와 팬(30) 및 공기정화수단(40)으로 이루어지는 주 정화장치는 공기청정기의 일반적인 구성 요소로써 각기 다양한 형태로 구성할 수 있고, 주 정화장치(40)는 공기 정화가 이루어지는 주요소로써 복수의 필터를 연속적으로 배열한 구조로 이루어질 수 있고, 필터와 전기 집진 또는 필터와 광촉매필터 등 복수의 요소로 구성될 수 있다.
상기 구성에서 보조 공기통로(50)는 주 공기통로를 흐르는 공기의 흐름속도 보다 낮은 속도로 공기의 흐름을 형성하여 통로 내부에 보다 오래 머무를 수 있도록 구성하기 위한 것으로 주 공기통로와 나란하게 형성되거나 독립된 형태로 형성되며, 내부에 완만한 공기 흐름 속도를 발생하기 위해 공기유동수단(60)이 형성되고, 유입된 공기에 포함된 유해 세균 또는 유해물질을 살균 정화처리하기 위한 완속 살균정화수단(80)이 형성된다.
상기한 보조 공기통로(50)는 주 공기통로(20)의 외 측 전면에 형성할 수 있고, 일 측 부만 형성할 수 있으며, 정화수단에 따라 격벽으로 분리하여 각 격벽으로 분리된 보조 공기통로마다 다른 방식의 완속 살균정화수단을 형성할 수 있다.
공기유동수단(60)은 보조 공기통로에 정체상태보다 크지만 주 공기통로의 공기흐름속도 보다 낮은 속도의 공기 흐름을 발생하기 위한 것으로 가장 간단한 형태로서 소형 팬을 공기통로에 설치하는 구조로 실시할 수 있고, 주 공기통로의 공기 흐름을 이용하여 그보다 약한 공기흐름을 유도하는 구조로 실시할 수 있다.
공기유동수단에 의해 보조 공기통로에 유도되는 공기의 흐름 속도는 0보다 크고, 주 공기통로의 흐름속도에 대하여 대략 1/2 이하의 범위 내에서 완속 살균정화수단에 따라 차등 적용함으로써 효율적인 운전이 가능하다.
도 1에 도시된 공기유동수단(60)은 주 공기통로 외측으로 보조 공기통로(60)를 형성하고 상기 보조 공기통로의 흡입구(51) 측은 주 공기통로의 흡입구(21)에서의 공기 흡입압력에 의해 간섭을 받지 않도록 몸체 외 측으로 향하도록 형성하고, 보조 공기통로의 배출구(52)는 주 공기통로의 배출구(22)의 공기배출압력에 의해 간섭받도록 주 공기통로의 배출구(22) 측 부에 형성한 구성을 보인 것이다.
상기 구조는 보조 공기통로에 팬을 설치하여 공기의 흐름을 발생하지 않더라도 베르누이 정리에 의해 알 수 있는 바와 같이 주 공기통로를 통한 공기의 배출속도에 의해 그 주위에 형성된 낮은 압력이 보조공기통로의 흡입구(51)를 통해 외부공기를 흡입하고, 흡입된 공기는 보조 공기통로를 거쳐 그 배출구(52)로 배출되는 작용에 의해 보조공기통로에서의 공기 흐름을 유도할 수 있다. 보조공기통로에서 발생하는 공기의 흐름 속도는 보조공기통로의 흡입구(51)의 크기나 위치, 보조공기통로의 크기 및 그 배출구의 위치나 크기에 따라 여러 형태로 나타날 수 있으나 주 공기통로의 배출구에서의 공기 흐름 속도에 미치지 않기 때문에 상대적으로 낮은 속도의 공기 흐름을 유도할 수 있다.
보조 공기통로(50)에 형성되는 완속 살균정화수단(80)은 보조 공기통로 내로 유입되는 공기 중에 포함된 미생물이나 바이러스 및 세균 등을 살균 정화하고, 유기 오염물질, 환경호르몬 등의 유해물질을 산화 제거하여 정화하기 위한 것으로 자외선살균램프나 오존 살균램프와 같은 살균램프(81) 또는 광촉매반응장치와 같은 살균 정화수단이 설치사용되며, 오존 살균램프를 사용한 경우에는 오존의 유출을 방지하기 위해 오존필터(81a)를 설치한다.
도 2는 본 발명을 주상(柱狀)구조의 몸체에 적용한 것으로 주 정화장치는 주상(柱狀) 구조의 몸체(10A) 내부 중심에 주 공기통로(20)가 형성되며, 주 공기 통로 상부에 정역회전가능한 팬(30A)이 설치되고 상기 주 공기통로에 공기정화수단(40)이 설치되는 구조를 갖는다.
공기청정기를 구성하는 몸체(10A)는 주상 구조이기 때문에 내부의 공기통로는 상하로 길게 형성됨으로써 공기의 원활한 흐름을 유도할 수 있고, 공기정화수단에 의한 반응접촉시간이 길어 정화효율이 향상되고 공기의 흐름이 안정화되는 효과를 제공한다. 또한, 몸체 내의 주 공기통로에 설치되는 정역회전가능한 팬(30A)에 의해 상하 방향으로 공기 흐름 방향을 전환할 수 있어 상층의 더운 공기와 하층의 차가운 공기로 층화(層化)된 실내 공기를 효과적으로 순환할 수 있다. 이와 같은 작용을 안정적으로 유지할 수 있도록 상기 팬은 유압식(有壓式)을 사용하며, 유압식 팬은 압을 가하여 공기를 밀어내기 때문에 공기를 흡입하는 작동과 더불어 필터 등으로 공기정화수단을 구성한 경우에도 압을 가하여 밀어냄으로써 필터를 통과할 수 있도록 구성할 수 있다.
상기한 주상 구조는 공기정화수단(40)의 정화방식에 관계없이 적용가능하다. 즉, 공기청정기를 구성하는 내부 공기정화수단은 대전에 의한 전기집진 방식, 필터에 의한 여과방식, 또는 광 촉매반응에 의한 광 촉매 방식 등 다양한 정화 방식이 적용될 수 있다.
상기의 주상 구조에서 보조 살균정화장치는 상기 주 공기통로의 측 부에 형성되는 보조 공기통로(50)와, 상기 보조 공기통로에 완만한 공기 흐름 속도를 발생하기 위해 형성되는 공기유동수단(60)과, 상기 보조 공기통로에 설치되는 살균램프(81)를 포함하는 완속 살균정화수단(80)으로 이루어진다.
상기 주상구조에서 주 공기통로의 상단에 공기의 흡 배출이 이루어지는 상부흡배출구(23)가 형성되고, 몸체의 중간 하부에 하부 흡배출구(24)가 형성되어 정역회전가능한 팬에 의해 몸체의 상 하부 흡배출구를 통한 공기의 상하 순환 흐름이 발생한다.
상기한 주상구조에서 보조 공기통로(50)는 몸체의 상하 전 길이에 걸쳐 형성되며, 그 하단 및 상부에 각기 흡입구(53), 배출구(54)가 형성된다.
공기유동수단(60)은 하부의 흡입구(53) 및 상부의 배출구(54)가 개방된 상태에서 대략 1m이상의 높이를 갖는 주상구조에 의한 굴뚝 효과에 의해 주 공기통로에서의 공기 흐름에 따라 공기 흐름이 유도되는 구조로 이루어질 수 있고, 도 3에 도시한 바와 같이 별도의 베르누이관(55)을 주 공기통로를 가로질러 형성함으로써 완만한 공기흐름을 유도할 수 있다.
베르누이관을 형성한 경우에는 도 3의 (b)에 보인 바와 같이 평면상 상기 베르누이관을 지그재그 형태로 보조 공기통로와 주 공기통로를 연결하도록 형성하고, 보조 공기통로의 상부를 막고 각 관의 측면에는 통기공(55a)을 형성하여 공기 흐름을 효율적으로 유도할 수 있도록 구성한다.
상기한 주상구조는 다양한 형태의 공기 흐름을 유도할 수 있는 장점이 있다.
도 4은 상기한 주상구조에 의해 얻어질 수 있는 공기의 순환 흐름을 도시한 것이다. (a)의 경우는 정역회전 팬을 하향으로 유지한 경우로써 상부 흡배출구(23)에서 흡입한 공기는 주 공기통로(20)를 거쳐 하부 흡배출구(24)를 통하여 배출되며, 주 공기통로에 설치된 공기정화수단(40)을 통과하는 과정에서 공기정화가 이루어진다. 또한 동시에 주 공기통로의 상부 흡배출구(23) 주변에는 공기의 압력이 낮아지면서 보조 공기통로에는 하부에서 상부로 흐르는 상 향류가 형성되며, 상기 상향류는 압력의 차이에 의해 주 공기통로로 흡수된다. 상기한 상향류는 보조 공기통로를 완만한 속도로 흐르면서 완속 살균정화수단과 접촉하여 1차 정화가 이루어지고, 1차 정화가 이루어진 공기는 보조 공기통로의 상부에서 다시 주 공기통로로 빨려들어가 주 정화장치에 의한 2차 정화가 이루어진다.
상기한 공기 흐름은 바닥층에 형성된 무거운 공기와 상층의 가벼운 공기를 동시에 순환하는 효과를 제공하며, 키가 큰 공기청정기에 의한 실내 공기의 전체적인 대류 현상과, 상층에 형성된 부상 먼지 류 및 유해 가스상 물질뿐만 아니라 바닥층에 형성되는 유해 가스상 물질, 바이러스, 유해 세균류를 동시에 흡입-정화 배출하는 선순환이 이루어지고, 보조 공기통로로 흡입된 공기는 보조 정화장치 및 주 정화장치에 의한 2단계 정화가 이루어져 정화효율이 향상된다.
(b)는 경우는 정역회전 팬을 상향으로 유지한 경우로써 주 공기통로의 하부 흡배출구(24)에서 흡입한 공기는 주 공기통로를 거쳐 상부 흡배출구(23)를 통하여 배출되며, 주 공기통로에 설치된 공기정화수단을 통과하는 과정에서 공기정화가 이루어진다. 또한 동시에 상부 주 공기통로의 흡배출구 주변에는 공기의 압력이 낮아지면서 보조 공기통로에는 하부에서 상부로 흐르는 상 향류가 형성된다. 상기한 상향류는 보조 공기통로를 완만한 속도로 흐르면서 완속 살균정화수단과 접촉하여 1차 정화가 이루어진다.
상기한 공기흐름은 바닥층에 형성된 무거운 공기와 그 바로 위층의 공기를 함께 흡입하여 각기 주 정화장치 및 보조 살균정화장치에 의해 순환정화함으로써 대기압이 높거나 활동이 적어 유해 오염물질이 바닥에 깔린 경우에 효과적인 정화가 이루어진다.
도 5는 본 발명을 물 세척 공기청정기에 적용한 실시 예로써 주상(柱狀)의 몸체(10A)과, 그 내부에 형성되는 주 공기통로(20)와, 주 공기통로 상부에 설치되는 정역회전가능한 팬(30A)과, 주 공기통로에 설치되는 공기정화수단(40)으로 구성되고, 공기정화수단(40)은 주 공기통로에 설치된 다수의 광촉매판(41)과, 광촉매판의 광촉매반응에 필요한 빛을 조사하기 위해 상부에 설치되는 UV램프(42)와, 광촉매판에 물을 분사하여 워터 커튼을 형성하기 위한 물 세척장치(43)가 포함되어 광촉매판에 의한 광촉매반응과, 세척장치에 의한 광촉매 표면의 세척과, 세척장치의 계속 가동에 의한 공기의 물 세척을 복합적으로 구현할 수 있도록 구성된다.
또한, 상기 공기청정기에는 수도관으로부터 용수를 자동으로 공급하는 물공급장치(44)와, 수도관으로부터 공급된 물을 물 세척장치에 공급하고 사용 수는 다시 회수하기 위해 광촉매판 하부에 설치되는 수조(45)와, 내부펌프(46a)에 의해 상기 수조의 물을 광촉매판 상부의 물 세척장치(43)에 공급하는 물 순환장치(46)와, 일정 시간 동안 사용한 물을 배수펌프에 의해 외부로 배출하기 위한 배출장치(47)가 포함된다.
상기 실시 예에 의한 공기청정기는 광촉매판을 분해하여 씻을 필요 없이 자동으로 세척이 이루어지고, 광촉매반응에 의해 분해되기 어려운 오염물질이 갑자기 광촉매판 표면에 부착되더라도 즉시 세척이 가능하여 항상 최상의 상태로 광촉매반응을 대기하는 상태로 유지될 수 있어 공기 청정효율이 향상되고 청정능력이 지속되며, 기존의 공기청정기에서 광촉매를 소비자가 주기적으로 분해하여 청소하고 필터를 교체하는 번거로움과 비용을 지출할 필요가 없다. 또한, 광촉매판에 물이 분사됨으로써 광촉매반응에 의해 처리되지 못한 오염물질, 냄새, 극미세 먼지 및 세균이나 바이러스를 물이 갖는 흡착, 용해, 확산, 표면장력의 특성에 의해 흡착 분리시키고 이를 침전 배출시킬 수 있어 깨끗하고 신선한 공기를 생산할 수 있으며, 기화 가습에 의해 실내공기를 자연습도로 조절하여 줌으로서 실내 공기의 질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 갖는다. 또한, 정역회전이 가능한 팬에 의해 조건에 따라 흡입경로와 배기 경로를 전환 시킬 수 있어 계절별, 시간대별로 실내공기의 특성에 맞게 공기청정기를 가동시킬 수 있다.
본 발명에 의한 보조 살균정화장치는 상기한 몸체의 측면에 형성된다.
상기 주상구조에서 보조 공기통로(50)는 몸체의 상하 전 길이에 걸쳐 형성되며, 그 하단 및 상부에 각기 하부 흡배출구(53), 상부 흡배출구(54)가 형성된다. 도시된 실시 예는 상부 흡배출구를 베르누이관으로 구성하여 보조 공기통로와 주 공기통로를 연결하는 구조를 갖는다.
공기유동수단(60)은 하부 흡배출구(53) 및 상부 흡배출구가 개방된 상태에서 대략 1m 이상의 높이를 갖는 주상구조에 의한 굴뚝 효과에 의해 주 공기통로에서의 공기흐름에 따라 공기흐름이 유도되는 구조로 이루어질 수 있고, 도시된 바와 같이 별도의 베르누이관을 주 공기통로를 가로질러 형성함으로써 완만한 공기흐름을 유도할 수 있다.
상기한 보조 공기통로는 완속 살균정화수단이 결합되며, 상기 완속살균정화수단으로 자외선살균램프나 오존살균램프와 같은 살균램프가 사용되고, 별도의 광촉매반응장치가 포함될 수 있다.
도 6은 보조 공기통로(50)를 구성함에 있어서 내부가 개방되도록 도어(56) 구조로 형성하고, 그 내부에 완속 살균정화수단(80)으로서 살균램프(81) 및 출구측에 오존필터(81a)를 설치하고, 이와 함께 광촉매반응장치(82)를 설치한 구성을 보인 것이다.
상기에서 광촉매반응장치(82)는 교체 가능한 판 형상의 카트리지 구조로 이루어진 광촉매판(82a)과, 상기 광촉매 판에 자외선을 가하여 광촉매반응을 유도하기 위한 자외선램프(82)로 구성된다.
상기 광촉매 반응이 253.7nm 파장대에서 이루어지도록 광촉매 반응을 조정한 경우에 살균램프 및 자외선램프를 공용으로 사용할 수 있다.
카트리지 구조의 광촉매반응판은 광촉매 반응에 대한 내 산화성을 갖는 금속판 또는 종이 등을 기재로 하여 박스 형으로 구성하여 광촉매 반응 후 부산물에 의해 광촉매판 표면에 투막이 형성될 때 이를 간편하게 교체할 수 있도록 구성된다.
상기한 보조 공기통로의 내벽은 반사면으로 구성할 수 있으며, 이와 같이 함으로서 자외선에 대한 반사율을 높여 살균조사 및 광촉매 반응에 필요한 자외선 에너지를 효과적으로 조사할 수 있다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예로서 주상 구조의 몸체(10A)를 갖는 공기청정기 구조에서 몸체의 하부에 주 공기통로와 독립된 보조 공기통로(50)를 형성하고, 상기 보조 공기통로(50)는 상 하부에 각기 배출구(52)와 흡입구(51)를 형성하며, 상기 흡입구에는 소형 팬(61)을 공기유동수단으로 설치하며, 보조 공기통로 내부에 살균램프를 포함한 완속 살균정화수단(80)을 결합한 구조를 도시한 것이다.
상기 구조는 주 정화장치에 의한 공기청정 작용을 하고, 보조 살균정화장치에서는 공기의 흐름을 약하게 한 상태에서 자외선살균램프, 오존살균램프 및 광촉매반응장치 장치 등으로 구성한 완속 살균정화수단에 의해 흡입된 공기에 포함된 유해 미생물이나 유해물질 등과 충분한 접촉에 의해 효과적으로 정화 처리할 수 있게 된다.
이상의 구성에 의한 본 발명은 공기청정기를 구성하는 주 정화장치와 함께 공기의 흐름 속도를 낮춘 보조 공기통로에서 이루어지는 보조 살균정화장치를 형성함으로써 주 정화장치과 병행하여 보조 살균정화장치에 의한 살균정화 효율을 증대 시키는 구성원리를 갖는 것으로서 다양한 구조로 실시 가능하며, 상기한 각 실시 예에 의해 제한되지 않는다.
이상의 구성에 의한 본 발명은 기존의 공기정화장치에서 공기의 흐름이 빠름으로써 효율이 저하된 부분인 살균램프에 의한 바이러스나 세균 등의 살균 정화나 광촉매 반응장치에 의한 살균 및 정화가 공기 흐름이 약한 보조 공기통로 내에서 이루어지도록 구성함으로써 주 정화장치에 의한 공기정화와 보조 살균 정화장치에 의한 살균 정화가 함께 이루어져 고 효율의 살균 정화가 가능한 이점을 제공한다.
또한, 본 발명은 주상 구조의 몸체에 보조 살균정화장치를 결함함으로써 상층의 공기와 하층의 공기를 동시에 흡입하여 살균 정화하고, 특히 하층의 공기는 보조 살균정화장치에 의한 1차 정화와 주 정화장치에 의한 2차 정화가 함께 이루어짐으로써 실내공기를 효율적으로 정화처리할 수 있는 이점을 제공한다.
Claims (7)
- 일정한 형상의 몸체 내에 형성되는 주 공기통로와, 상기 주 공기통로에 설치되어 공기 흐름을 발생하기 위한 팬과, 흡입된 공기를 정화하기 위해 상기 주 공기통로 상에 설치되는 공기정화수단으로 이루어지는 주 정화장치와; 상기 주 공기통로의 주위에 형성되는 보조 공기통로와, 상기 보조 공기통로에 완만한 공기 흐름 속도를 발생하기 위해 형성되는 공기유동수단과, 상기 보조 공기통로에 설치되는 살균램프를 포함하는 완속 살균정화수단으로 구성되는 보조 살균정화장치;로 이루어져 주 정화장치과 병행하여 보조 살균정화장치에 의한 살균정화가 이루어지도록 구성된 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
- 제 1항에 있어서, 공기청정기의 몸체는 주상구조이며, 주 공기통로가 중심에 형성되고, 그 외 측으로 상하 전 길이에 걸쳐 보조공기통로가 형성된 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
- 제 1항에 있어서, 공기청정기의 몸체는 주상구조로 이루어져 주 공기정화장치가 상부에 위치하고, 보조 살균정화장치는 하부에 구성되며, 공기유동수단은 보조공기통로의 흡입구 또는 배출구 중의 어느 하나에 형성된 소형 팬으로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
- 제 1항에 있어서, 공기유동수단은 주 공기통로와 보조 공기통로를 연결하는 베르누이관 구조로 이루어져 주 공기통로에 의한 공기 흐름에 의해 보조 공기통로 내의 공기 흐름이 유도되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
- 제 1항에 있어서, 공기유동수단은 보조 공기통로의 배출구를 주 공기통로의 흡입구 또는 배출구 중의 어느 하나에 접하도록 구성되어 주 공기통로에 의한 공기 흐름에 의해 보조 공기통로 내의 공기 흐름이 유도되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
- 제 1항에 있어서, 완속 살균정화수단은 탈착구조로 결합되는 광촉매반응판과 자외선 램프로 이루어지는 광촉매반응장치가 포함되는 것을 특징으로 하는 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
- 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서, 주 정화장치는 주상구조의 몸체와, 그 내부에 형성되는 주 공기통로와, 주 공기통로 상부에 설치되는 정역회전가능한 팬과, 주 공기통로에 설치되는 공기정화수단으로 구성되고, 공기정화수단은 주 공기통로에 설치된 다수의 광촉매판과, 광촉매판의 광촉매반응에 필요한 빛을 조사하기 위해 상부에 설치되는 자외선램프와, 광촉매판에 물을 분사하여 워터 커튼을 형성하기 위한 물 세척장치와, 수도관으로부터 용수를 자동으로 공급하는 물공급장치와, 수도관으로부터 공급된 물을 물 세척장치에 공급하고 사용 수는 다시 회수하기 위해 광촉매판 하부에 설치되는 수조와, 내부펌프에 의해 상기 수조의 물을 광촉매판 상부의 물 세척장치에 공급하는 물 순환장치와, 일정 시간 동안 사용한 물을 배수펌프에 의해 외부로 배출하기 위한 배출장치가 포함되는 구조로 이루어진 것을 특징으로 하는 보조 살균정화장치를 구비한 공기청정기.
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