KR20080030325A - 차량용 공기정화장치 - Google Patents

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KR20080030325A
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Abstract

본 발명에 따르면, 차량의 리어셀프에 설치되어 실내 공기를 정화시키는 장치에 있어서, 상하로 개구된 달팽이관 형상의 팬설치부가 구비되며, 내부양측에는 공기흡입부 및 공기토출부가 각각 팬설치부와 동일평면상에 연통설치된 하부케이스와, 양측부에 각각 하부케이스의 공기흡입부 및 공기토출부와 연통되는 공기흡입구 및 공기토출구가 형성된 상부케이스로 이루어진 본체; 본체의 하부케이스에 형성된 공기흡입부에 착탈식으로 삽입설치되어 상부케이스의 공기흡입구로 유입되는 공기를 여과시키는 필터; 하부케이스의 팬설치부의 하단을 커버하는 모터하우징에 의해 하부케이스의 팬설치부 하부에 설치되는 구동모터; 하부케이스의 팬설치부 내부에 삽입된 상태로 구동모터와 연결되어 구동모터에 의해 회전하면서 공기흐름을 발생시키는 원심형 시로코팬; 하부케이스의 공기흡입부 방향 외주연에는 라운딩부를 형성하며, 중앙부에는 공기흡입부로 유입된 공기를 원심형 시로코팬의 중앙부로 안내하는 유로안내공을 관통형성한 상태로 하부케이스의 팬설치부 상부에 설치하는 유로가이드판; 하부케이스의 공기토출부 일측에는 원심형 시로코팬에 의해 유입이송되는 공기의 세균 및 악취를 제거하는 공기청정기를 구비한다.
차량, 공기정화, 리어셀프, 광촉매, UV, 플라즈마, 리어셀프

Description

차량용 공기정화장치{Apparatus for purifying indoor air of vehicle}
도 1은 종래의 차량용 공기정화장치를 나타낸 분해 사시도,
도 2는 도 1의 차량에 설치된 상태를 나타낸 단면도,
도 3a는 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 공기정화장치의 사시도,
도 3b는 도 3a의 부분 확대사시도,
도 4는 도 3a의 분해 사시도,
도 5a 및 도 5b는 도 3a의 작용관계를 나타내는 측단면도 및 평단면도,
도 6은 도 3a의 차량에 설치된 상태를 나타낸 단면도,
도 7은 도 4에 도시된 공기청정기의 분해사시도,
도 8는 도 7의 결합사시도,
도 9은 도 7에 도시된 플라즈마 반응체의 공기정화 개념도,
도 10는 도 7에 도시된 광촉매 플레이트의 광촉매 반응의 개념도,
도 11은 도 7의 공기정화 성능 실험의 구성도,
도 12a 내지 도 12b는 도 11의 실험에 사용되는 변수 'A' 및 변수 'B'를 나타내는 개략도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100:공기정화장치 110:가스센서
120:제어회로기판 130:교환주기표시덮개
140:리어시트 150:리어셀프
160:트렁크룸 200:본체
210:하부케이스 211:팬설치부
212:공기흡입부 213:공기토출부
221:공기흡입구 222:공기토출구
300:필터 400:구동모터
410:모터하우징 500:원심형 시로코팬
600:유로가이드판 610:라운딩부
620:유로안내공 700:공기청정기
710:케이스 711:몸체
720:UV조사체 721:회로기판
722:UV램프 730:플라즈마 반응체
740:광촉매 플레이트 750:전원공급부
본 발명은 공기정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 차량 내부의 리어시트 후방에 위치한 리어셀프에 설치되어 실내 공기를 정화시키고 악취 및 세균을 제거하는 차량용 공기정화장치에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 외부로부터 유입되거나 또는 내부에서 자체적으로 생성되어 실내 공기를 오염시키는 먼지, 세균, 유해가스, 악취 등의 유해물질은 탑승자의 건강을 위협할 뿐 아니라 운행의 안전성을 저감시키고 차량의 부품을 오염 및 손상시키게 된다.
따라서, 이러한 문제점을 해결하기 위하여 이온과 오존 발생에 의해 세균의 사멸 및 유해가스와 악취성 물질을 정화시키는 공기정화장치를 차량 내부의 리어셀프에 설치하여 사용하는 실정이다.
이러한, 차량의 리어시트 후방의 리어셀프(rear shelf)에 설치되는 공기정화장치(1)는 도 1과 같이 상,하부케이스(20,30)로 이루어진 본체(10)와, 상기 상부케이스(20)에는 착탈식 필터(40)가 삽입설치되는 공기흡입구(21)와 공기토출구(22)가 나란하게 인접형성된다.
그리고, 상기 하부케이스(30) 내부 일측에는 상기 상부케이스(20)의 공기흡입구(21)와 연통되는 달팽이관 형상의 팬설치부(31)가 형성되며 내부 타측에 상기 상부케이스(20)의 공기토출구(22)와 연통되는 공기토출부(32)가 팬설치부(31)와 동일평면상에 연통되게 형성되고, 상기 팬설치부(31)의 내부에는 팬설치부(31)의 상단, 즉 팬설치부(31)와 공기흡입구(21)사이에 설치된 모터설치판(50)의 모터하우징(51)에 장착된 구동모터(60)에 의해 회전하는 원심형 시로코팬(70)이 삽입설치되도록 구성된다.
그러나, 종래의 차량용 공기정화장치(1)는 상부케이스(20)에 형성된 공기흡입구(21)와 하부케이스(30)에 형성된 팬설치부(31)가 상하로 적층되는 구조로 되어 있어 본체(10)의 전체적인 두께가 두꺼워지게 됨으로써, 도 2와 같이 차량의 리어시트(80)후방에 위치한 리어셀프(81)에 내장설치시 공기정화장치(1)의 본체(10)가 트렁크룸(82)의 내부로 돌출되기 때문에 트렁크룸(82)의 유효수납공간을 감소시키는 문제점이 있다.
또한, 상기 본체(10)의 상부케이스(20)상면에 형성된 공기흡입구(21)와 공기토출구(22)가 서로 인접되게 형성되어 있기 때문에 공기토출구(22)를 통해 토출되는 정화된 공기가 차량 내부로 순환되지 못하고 공기흡입구(21)로 바로 흡입되어버리는 "맴돌이현상"이 발생되어 정화효율이 저하되는 문제점이 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 차량의 리어시트후방에 위치한 리어셀프에 내장설치시 트렁크룸의 내부로 돌출되는 부분을 최소화시켜 트렁크룸의 유효수납공간을 넓게 확보할 수 있으며, 본체의 공기흡입부와 공기토출부 사이의 간격을 이격시켜 공기토출부로부터 토출되는 정화된 공기가 바로 공기흡입부로 유입되지 않도록 하는 차량용 공기정화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명의 다른 목적 및 장점들은 하기에 설명될 것이며, 본 발명의 실시예에 의해 알게 될 것이다. 또한, 본 발명의 목적 및 장점들은 특허청구범위에 나타낸 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 차량의 리어셀프에 설치되어 실내 공기를 정화시키는 장치에 있어서, 상하로 개구된 달팽이관 형상의 팬설치부가 구비되며, 내부양측에는 공기흡입부 및 팬설치부의 측면으로부터 차량의 전방을 향하도록 경사지게 형성된 공기토출부가 각각 팬설치부와 동일평면상에 연통설치된 하부케이스와, 양측부에 각각 상기 하부케이스의 공기흡입부 및 공기토출부와 연통되는 공기흡입구 및 공기토출구가 형성된 상부케이스로 이루어진 본체와; 상기 본체의 하부케이스에 형성된 공기흡입부에 착탈식으로 삽입설치되어 상기 상부케이스의 공기흡입구로 유입되는 공기를 여과시키는 필터와; 상기 하부케이스의 팬설치부의 하단을 커버하는 모터하우징에 의해 상기 하부케이스의 팬설치부 하부에 설치되는 구동모터와; 상기 하부케이스의 팬설치부 내부에 삽입된 상태로 상기 구동모터와 연결되어 상기 구동모터에 의해 회전하면서 공기흐름을 발생시키는 원심형 시로코팬과; 상기 하부케이스의 공기흡입부 방향 외주연에는 라운딩부를 형성하며, 공기흡입부로 유입된 공기를 원심형 시로코팬의 중앙부로 안내하는 유로안내공을 관통형성한 상태로 상기 하부케이스의 팬설치부 상부에 설치하는 유로가이드판; 및 상기 하부케이스의 공기토출부 일측에는 상기 원심형 시로코팬에 의해 유입이송되는 공기의 세균 및 악취를 제거하는 공기청정기를 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적인 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
도 3a는 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기정화장치의 사시도, 도 3b는 도 3a의 부분 확대사시도, 도 4는 도 3a의 분해사시도, 도 5a 및 도 5b는 도 3a의 작용관계를 나타내는 측단면도 및 평단면도, 도 6은 도 3a의 차량에 설치된 상태를 나타낸 측단면도이다.
도 6과 같이 본 발명의 차량용 공기정화장치(100)는 차량의 리어시트(140) 후방에 위치하는 리어셀프(150)에 설치되어 차량 실내공기를 정화시키도록 한다.
도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 차량용 공기정화장치(100)는 본체(200), 필터(300), 구동모터(400), 원심형 시로코팬(500), 유로가이드판(600), 공기청정기(700)를 포함한다.
상기 본체(200)는 상호 상하로 결합하는 상부케이스(220) 및 하부케이스(210)를 포함하는 것이 바람직하다.
이러한, 상기 하부케이스(210) 내부의 대략 중앙부에는 상하로 개구된 달팽이관 형상의 팬설치부(211)를 구비한다.
더불어, 상기 하부케이스(210) 내부 양측에는 공기흡입부(212) 및 상기 팬설 치부(211)의 측면으로부터 차량의 전방을 향하도록 경사지게 형성된 공기토출부(213)를 각각 상기 팬설치부(211)와 동일평면상에 연통 설치한다.
그리고, 상기 상부케이스(220) 양측부에는 각각 상기 하부케이스(210)의 공기흡입부(212) 및 상기 공기토출부(213)와 연통되는 공기흡입구(221) 및 공기토출구(222)를 형성한다.
이러한, 상기 상부케이스(220)의 공기흡입구(221) 일측에는 상기 공기흡입구(221)로 유입되는 공기의 오염도를 감지하는 가스센서(110)를 설치할 수도 있다.
그리고, 상기 하부케이스(210)의 공기토출부(213) 일측에는 상기 가스센서(110)로부터 감지된 신호에 따라 상기 팬설치부(211)에 설치된 상기 구동모터(400)를 제어하여 상기 원심형 시로코팬(500)의 회전속도를 증감속하는 제어회로기판(120)을 설치할 수도 있다.
게다가, 상기 상부케이스(220)에 구비되는 가스센서(110)와 상기 필터(300) 사이에는 상기 필터(300) 일부분을 최초상태로 밀폐유지하여 다른 상기 필터(300) 부분의 오염정도를 사용자가 파악할 수 있도록 하여 상기 필터(300)의 교환시기를 판단할 수 있도록 하는 교환주기표시덮개(130)를 구비할 수도 있다.
상기 필터(300)는 상기 상부케이스(220)의 공기흡입구(221)를 통해 유입되는 차량 내부의 공기에서 수분 및 먼지와 같은 이물질을 여과하는 부재이다.
이러한, 상기 필터(300)는 상기 공기흡입구(221)로 유입되는 공기와 보다 더 넓은 면적에 걸쳐 접촉할 수 있도록 하여 정화효율이 향샹되도록 상기 하부케이스(210)에 구비된 상기 팬설치부(211)로부터 상기 하부케이스(210)의 공기흡입 부(212) 방향으로 하향 경사지게 착탈가능한 상태로 삽입설치하는 것이 바람직하다.
여기서, 상기 필터(300)는 공기정화장치에 통상적으로 사용되고 있는 공지의 필터를 사용하는 것이 바람직하다.
상기 구동모터(400)는 상기 원심형 시로코팬(500)이 회전되도록 구동력을 발생시키는 부재이다.
이러한, 상기 구동모터(400)는 상기 하부케이스(210)의 팬설치부(211) 하부에 상기 팬설치부(211)의 하단을 커버하는 모터하우징(410)에 의해 고정설치한다.
여기서, 상기 구동모터(400)로는 기계적인 마찰로 마모가 되어 수명에 영향을 주는 정류자와 브러쉬를 사용하지 않아 그 수명이 반영구적으로 길고 소음이 적은 공지의 비엘디씨모터(BLDC, Brushless DC Motor) 또는 코어를 제거하여 부피가 대폭 축소된 모터구동부와 모터하우징부를 일체로 형성한 공지의 코어리스모터(Coreless Motor)를 선택적으로 사용할 수 있다.
상기 원심형 시로코팬(500)(Sirocco fan)은 상기 구동모터(400)에 의해 회전하면서 상기 본체(200)에서 공기흐름이 발생되게 하여 차량 내부의 공기가 순환할 수 있도록 하는 회전부재이다.
이러한, 상기 원심형 시로코팬(500)은 상기 하부케이스(210)의 팬설치부(211) 내부에 삽입 설치한다.
여기서, 상기 원심형 시로코팬(500)은 복수개의 날개를 원통형상의 외주연에 형성한 다익팬으로 통칭된 것으로, 송풍기나 공기정화장치에 통상적으로 사용되고 있는 공지의 원심형 시로코팬을 사용하는 것이 바람직하다.
따라서, 상기 원심형 시로코팬(500)은 중앙부를 통해 수직방향으로 공기를 흡입하여 달팽이관 형상으로 된 상기 본체(200)의 하부케이스(210) 내벽을 따라 배출하게 된다.
상기 유로가이드판(600)은 상기 하부케이스(210)의 팬설치부(211) 상부에 설치되는 부재이다.
이러한, 상기 유로가이드판(600)은 상기 하부케이스(210)의 공기흡입부(212) 방향 외주연에는 라운딩부(610)를 형성하며, 대략 중앙부에는 상기 공기흡입부(212)로 유입된 공기를 상기 원심형 시로코팬(500)의 중앙부로 안내하는 유로안내공(620)을 관통형성한다.
여기서, 상기 라운딩부(610)는 완만한 곡면을 가지도록 형성하여 이송되는 공기흐름중에 와류가 발생하는 것을 방지하게 된다.
따라서, 도 5a에 도시한 바와 같이 상기 본체(200) 내부에는 상기 상부케이스(220)의 공기흡입구(221)로 흡입된 공기가 상기 하부케이스(210)의 공기흡입부(212)에 경사지게 설치된 상기 필터(300)를 거쳐 상기 하부케이스(210)의 공기흡입부(212) 내부로 유입된다.
이후, 상기 하부케이스(210)의 팬설치부(211) 상부에 설치된 유로가이드판(600)의 유로안내공(620)을 통해 팬설치부(211) 내부에 설치된 원심형 시로코팬(500)의 내부로 공기가 유입된 다음, 상기 원심형 시로코팬(500)의 회전력에 의해 상기 하부케이스(210)의 공기토출부(213)를 거쳐 상기 상부케이스(220)의 공기 토출구(222)로 토출되는 W자 형상으로 이루어진 공기유로가 형성된다.
상기 공기청정기(700)는 상기 필터(300)를 거쳐 여과된 공기에서 세균 및 악취를 제거하는 부분으로, 상기 원심형 시로코팬(500)에 의해 유입 이송된 공기중에서 세균 및 악취를 제거할 수 있도록 상기 하부케이스(210)의 공기토출부(213) 일측에 설치한다.
도 7은 도 4에 나타낸 공기청정기(700)의 분해사시도, 도 8은 도 7의 결합사시도이다.
이러한, 상기 공기청정기(700)는 케이스(710), UV조사체(720), 플라즈마 반응체(730), 광촉매 플레이트(740) 및 전원공급부(750)를 포함한다.
상기 케이스(710)는 몸체(711), 상기 몸체(711) 상부에 연통 결합된 제 1수납체(712) 및 제 2수납체(714)를 포함할 수 있다.
상기 몸체(711)는 중공되어 내부에 상기 전원공급부(750)가 내장될 수 있으며 하부에는 내부를 보호하고 탈착 가능하도록 결합되는 덮개(117)가 포함될 수 있다.
상기 제 1수납체(712)는 상하로 관통되어 상기 몸체(711) 상부에 수직 연통 결합되고 일측벽은 수평 관통된 복수개의 관통턱(113)이 형성된 부분으로서, 내부에 상기 UV조사체(720)가 삽입 고정될 수 있다.
여기서, 상기 제 1수납체(712)가 상기 몸체(711)와 연통됨에 따라 상기 몸체(711) 내부에 설치되는 상기 전원공급부(750)의 전원이 상기 UV조사체(720)에 공급될 수 있다.
또한, 상기 제 2수납체(714)는 상기 제 1수납체(712)와 마주보는 측에서 상기 몸체(711) 상부에 수직 연통 결합되고 상기 관통턱(113)과 마주보는 일측벽은 개구되어 삽입부(715)를 형성하며, 내부에는 상기 플라즈마 반응체(730)가 삽입 고정될 수 있다.
여기서, 상기 제 2수납체(112)가 상기 몸체(711)와 연통됨에 따라 상기 몸체(711) 내부에 설치되는 상기 전원공급부(750)의 전원이 상기 플라즈마 반응체(730)에 공급될 수 있다.
상기 UV조사체(720)는 판재형상의 회로기판(721) 및 상기 회로기판(721)에 수직 연결되어 자외선이 조사되는 UV램프(722)가 복수개로 구비되며, 상기 회로기판(721)이 상기 제 1수납체(712)의 관통된 내부로 삽입되면서 상기 UV램프(722)의 외주부는 상기 관통턱(113)에 걸림 고정될 수 있다.
여기서, 상기 UV조사체(720)의 회로기판(721)에는 상기 UV램프(722)를 동작시키는 전자회로가 구비될 수 있다.
상기 플라즈마 반응체(730)는 판재형상을 가지고 상기 제 2수납체(714)의 삽입부(715)에 삽입 고정되어 설치되고, 플라즈마(733)를 발생시켜 실내 공기를 정화시킬 수 있으며, 도 9와 같이 전극(731)이 형성된 세라믹 기판(732)일 수 있다.
이러한 상기 플라즈마 반응체(730)가 상기 삽입부(715)에 고정되는 방식은 접착 고정, 억지끼움 또는 상기 플라즈마 반응체(730)와 상기 삽입부(715)에 각각의 암레일과 수레일이 구비되어 슬라이드 삽입 고정되는 방식에 의해 고정 가능하나, 고정 방식은 이에 한정되지 않고 다양하게 변형될 수 있음을 이해하여야 한다.
도 9에는 이러한 플라즈마 반응체(730)의 공기정화 개념도가 도시되어 있다.
먼저, 상기 플라즈마 반응체(730)의 전극(731)에 전기가 인가되면 전극(731) 간 방전되면서 플라즈마(733)를 발생시키게 된다.
상기 플라즈마(733)는 공기 중의 질소(N2), 산소(O2) 및 물(H2O)과 반응하여 하이드록시 라디칼(OH-) 이온 및 오존(O3)을 생성시키게 되는데, 생성된 하이드록시 라디칼(OH-) 이온 및 오존(O3)에 의해 공기 중의 악취, 세균 등의 유해물질이 분해 및 산화될 수 있다.
한편, 상기 광촉매 플레이트(740)는 판재형상을 가지며 상기 제 1수납체(712)와 제 2수납체(714) 사이에서 상기 몸체(711) 상부에 수직 결합됨에 따라 상기 UV조사체(720)와 상기 플라즈마 반응체(730)는 상기 광촉매 플레이트(740)를 중심으로 상호 대향 배치되게 된다.
이러한 상기 광촉매 플레이트(740)는 상기 제 1수납체(712)에 삽입된 UV조사체(720)의 자외선 조사에 의해 광촉매 반응되어 공기를 정화시킬 수 있다.
여기서, 상기 광촉매 플레이트(740)는 알루미늄 플레이트 표면의 이산화티타늄(TiO2)층 및 상기 이산화티타늄(TiO2)층 상부에서 스프레이 도포로 환원 고정되어 형성된 구리(Cu)층을 포함할 수 있다.
상기 이산화티타늄(TiO2)은 금속산화물로서 자외선 조사에 의해 촉매반응되면서 각종 유해물질의 산화 및 분해 제거가 가능하며, 상기 Cu(구리)는 살균, 탈취 및 항균특성을 가진 금속으로서 상기 이산화티타늄(TiO2)의 유해물질 제거 효율을 증강시킬 수 있다.
도 10에는 이러한 상기 광촉매 플레이트(740)의 광촉매 반응에 대한 개념도가 도시되어 있다.
도시된 바에 의하면, 상기 광촉매 플레이트(740)는 상기 UV조사체(720)의 자외선 조사에 의해 전자(e-) 및 전공대(h+)가 형성되면서 산화력이 우수한 하이드록시 라디칼(OH-) 이온 및 슈퍼 옥사이드 라디칼(O2 -) 이온이 생성되게 한다.
이러한, 상기 하이드록시 라디칼(OH-) 이온 및 슈퍼 옥사이드 라디칼(O2 -) 이온은 악취, 세균 등의 유해한 유기화합물과 반응하여 상기 유기화합물을 산화 및 분해시켜 인체에 무해한 물(H2O)과 탄산가스(CO2)로 변환되도록 한다.
이상과 같은 원리에 의해 상기 광촉매 플레이트(740)는 차량 내부의 오염된 공기를 쾌적한 상태로 정화시킬 수 있다.
한편, 상기 광촉매 플레이트(740)는 상기 플라즈마 반응체(730)에서 발생되는 오존(O3)의 농도가 저감되도록 상기 자외선을 상기 플라즈마 반응체(730)에 조사시키는 복수개의 관통홀(741)이 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 상기 플라즈마 반응체(730)의 플라즈마(733)가 공기 중 물질과 반응하여 생성된 오존(O3)은 공기정화에 탁월한 장점이 있으나, 고농도인 경우 오히려 인체에 유해한 요소로 작용될 수 있다.
이러한 오존(O3)은 자외선과 반응되면 산소(O2)와 활성산소(O)로 분해되면서 그 농도가 저감될 수 있으므로, 상기 UV조사체(720)의 자외선이 플라즈마 반응체(730)에 조사되도록 광촉매 플레이트(740)에 상기 관통홀(741)이 형성되는 것이 바람직하다.
이상과 같이 상기 UV조사체(720)는 상기 광촉매 플레이트(740)의 광촉매 반응을 유도함과 동시에 상기 플라즈마 반응체(730)의 오존(O3) 발생을 저감시킬 수 있다.
이상과 같은 광촉매 플레이트(740)의 상기 관통홀(741)은 상기 UV조사체(720)의 각 UV램프(722)에 대해 동일 직선상에서 복수개로 형성됨에 따라 상기 플라즈마 반응체(730)에 자외선이 분산 조사되도록 함으로써 오존(O3)의 농도가 극감되는 것을 방지하고 이에 따라 플라즈마 반응체(730)의 공기효율이 저감되는 것을 예방할 수 있다.
도시된 바에 의하면 하나의 UV램프(722)와 동일 직선상으로 상기 관통홀(741)은 5개가 형성되어 있으나 본 발명에서 상기 관통홀(741)이 형성되는 갯수는 이에 한정되지 않고 공기정화 효율에 따라 변경될 수 있다.
한편, 상기 자외선은 1㎚ 내지 400㎚의 파장 범위에 대하여 1㎚ 내지 280㎚의 UV-C 대역, 280㎚ 내지 320㎚의 UV-B 대역, 및 320㎚ 내지 400㎚의 UV-A 대역으로 구분될 수 있다.
여기서, 상기 이산화티타늄(TiO2)의 광촉매 반응이 활성화되기 위한 자외선 파장은 380㎚ 이하 범위이며, 상기 오존(O3)의 분해가 활성화되는 자외선 파장은 280㎚ 내지 320㎚ 범위이므로, 본 발명에 사용되는 UV조사체(720)는 280㎚ 내지 320㎚ 범위의 파장인 UV-B 대역의 자외선을 조사시키는 것이 바람직하다.
한편, 상기 몸체(711) 상부에는 복수개의 고정홈(716)이 형성될 수 있다.
그리고, 수직된 상태의 상기 광촉매 플레이트(740) 하부에는 복수개의 고정봉(742)이 돌출 구비되고 상부에는 대략 'ㄷ' 자 형태로 수평 연장된 가이드바(743)가 구비될 수 있다.
이에 따라 상기 광촉매 플레이트(740)는 상기 고정봉(742)이 상기 고정홈(716)에 삽입 결합되면서 상기 몸체(711) 상부에 수직으로 안정되도록 고정되는 동시에, 상기 가이드바(743)의 일단부는 상기 제 1수납체(712)의 관통된 상단에 내삽 고정됨에 따라 상기 제 1수납체(712)에 삽입된 상기 UV조사체(720)의 흔들림 또는 외부 이탈을 방지할 수 있다.
상기 전원공급부(750)는 상기 케이스(710)의 상기 몸체(711) 내부에 설치되어 상기 플라즈마 반응체(730)의 전극(731)과 상기 UV조사체(720)의 회로기판(721)에 전원을 공급하는 부분이다.
여기서, 상기 전원공급부(750)는 상기 플라즈마 반응체(730)에 고전압의 펄스 전압을 공급함에 따라, 상기 플라즈마 반응체(730)는 상기 펄스 전압에 의해 충방전되면서 플라즈마(733)를 발생시킬 수 있다.
도 11에는 이상과 같은 본 발명의 차량용 공기정화장치(100)에 대한 공기정화 성능 실험을 위한 구성도가 도시되어 있으며, 도 12a 내지 도 12b에는 도 11의 실험에 사용되는 변수 'A' 및 변수 'B'를 나타내는 개략도가 도시되어 있다.
도 11에 도시된 바와 같이 상기 필터(300)에 의해 먼지 및 습도로 인한 본 공기정화 성능 실험의 오차요인이 사전에 제거될 수 있다.
여기서, 유입되는 공기는 상기 구동모터(400)에 의해 회전하는 상기 원심형 시로코팬(500)에 의해 상기 공기흡입구(221)에서 상기 공기토출구(222)로 흐를 수 있다.
그리고, 상기 공기청정기(700)는 상기 하부케이스(210)의 공기토출부(213) 일측에 설치되고, 별도로 오존계측기(760) 및 이온계측기(770)를 설치하여 상기 공기청정기(700)에 대한 이온 및 오존 발생량이 실시간 측정될 수 있다.
한편, 도 12a을 참고하면 상기 변수 'A'는 상기 광촉매 플레이트(740)와 상기 플라즈마 반응체(730) 간 이격된 거리를 나타낸다.
또한, 도 12a에 도시된 화살표의 흐름과 같이 오염된 공기는 상기 광촉매 플레이트(740)와 UV조사체(720) 사이 공간, 및 광촉매 플레이트(740)와 플라즈마 반응체(730) 사이 공간을 통과하면서 정화될 수 있음을 알 수 있다.
여기서, 차량 내부의 공기는 서로 평행 배치된 상기 UV조사체(720), 광촉매 플레이트(740) 및 플라즈마 반응체(730) 간에 형성된 공간을 통해 통과되므로 공기의 흐름이 방해되지 않고 도중에 정체되거나 감속되는 현상이 방지될 수 있다.
한편, 상기 UV조사체(720)는 도 12a와 같이 자외선이 조사되는 범위가 상기 광촉매 플레이트(740)의 전체 면적에 해당되는 거리만큼 상기 광촉매 플레이트(740)와 이격 설치되어야 하고 상기 자외선의 강도는 상기 이격된 거리에 대하여 최대 광도로 조사되도록 설정됨에 따라 공기의 살균 및 탈취 효과가 극대화될 수 있다.
도 12b를 참고하면 상기 변수 'B'는 상기 UV조사체(720)에 형성된 관통홀(741)의 직경을 나타내며, 본 실험에서는 상기 관통홀(741) 간의 이격된 거리(C)를 1㎜로 고정하였다.
하기의 표 1에는 상기 광촉매 플레이트(740)와 상기 플라즈마 반응체(730) 간의 거리(A), 및 상기 광촉매 플레이트(740)에 형성된 관통홀(741)의 직경(B) 변화에 따라, 상기 UV조사체(720), 광촉매 플레이트(740) 및 플라즈마 반응체(730)에 의해 생성되는 이온 및 오존 발생량에 대한 실험 데이터가 개시되어 있다.
[표 1]
광촉매 플레이트와 플라즈마 반응체 간 거리(A, mm) 관통홀의 직경 (B, mm) 이온 발생량(만개/cc) 오존발생량 (ppm)
음이온 양이온
5 2 25 15 0.004
7 2 25 15 0.004
5 3 20 15 0.004
7 3 23 17 0.004
상기 표 1에 의하면, 상기 변수 A와 B의 변화에 대하여 음이온은 1cc 당 20만개 내지 25만 개, 양이온은 15만개 내지 17만개가 발생됨에 따라 양이온이 음이온을 초과하지 않는 한도 내에서 상호 균형을 이룸을 알 수 있고, 오존발생량은 0.01ppm 이하인 0.004ppm의 우수한 저농도 특성을 유지하는 것을 알 수 있다.
이러한 상기 표 1에 개시된 음이온 발생량은 산림(500∼3000개/cc), 폭 포(5000∼50000개/cc) 주변의 음이온 발생량에 비해 수십배 내지 수백배의 월등한 특성을 나타내므로, 본 발명의 차량용 공기정화장치(100)는 차량 실내 공기의 유해물질에 대한 효과적이고 우수한 정화작용이 가능함을 알 수 있다.
한편, 2㎜ 내지 3㎜ 범위의 관통홀(741)의 직경(B) 변화 및 5㎜ 내지 7㎜ 범위의 광촉매 플레이트(740)와 플라즈마 반응체(730) 간 거리(A) 변화는 상기 이온 발생량 및 오존 발생량에 크게 영향을 미치지 않음을 알 수 있다.
따라서, 상기와 같은 안정된 공기정화 효율을 위하여 본 발명의 상기 광촉매 플레이트(740)와 플라즈마 반응체(730) 간 거리(A)는 5mm 내지 7mm 범위, 상기 광촉매 플레이트(740)의 관통홀(741) 직경(B)은 2mm 내지 3mm 범위를 갖는 것이 바람직하다.
이와 같이, 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 차량용 공기정화장치(100)의 작동을 도 3a 내지 도 12b를 참조하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 상기 차량용 공기정화장치(100)를 차량의 리어시트(140) 후방에 위치한 리어셀프(150)에 내장설치한다.
이후, 상기 차량용 공기정화장치(100)가 작동하면 도 5a와 같이 차량 내부의 공기가 상기 본체(200)의 팬설치부(211)에 설치된 원심형 시로코팬(500)의 회전력에 의해 상기 본체(200)의 공기흡입구(221)를 통해 흡입되어 상기 공기흡입부(212)에 설치된 상기 필터(300)를 통과하게 됨으로써 차량 내부의 먼지와 같은 이물질을 여과할 수 있게 된다.
이어서, 상기 필터(300)에 의해 먼지와 같은 이물질이 여과된 공기는 상기 공기흡입부(212)와 상기 팬설치부(211)를 연통시키는 공기유로를 통해 상기 팬설치부(211)로 유입된다.
이때, 상기 팬설치부(211)로 유입되는 공기는 상기 유로가이드판(600)의 라운딩부(610)를 거쳐 상기 유로안내공(620)을 통해 상기 원심형 시로코팬(500)의 중심부로 유입된다.
그러면, 상기 원심형 시로코팬(500)의 회전에 따라 상기 팬설치부(211)에 연통된 상기 공기토출부(213)를 거쳐 상기 공기토출구(222)로 토출된다.
이때, 상기 공기토출부(213)에 유입되는 공기는 상기 공기청정기(700)에 의해 세균 및 악취가 제거된 상태로 상기 공기토출구(222)로 토출되어 차량 내부의 공기를 상쾌하게 유지할 수 있게 된다.
이와 같은, 본 발명의 차량용 공기정화장치(100)는 상기 본체(200)의 내부중앙에는 구동모터(400)에 의해 회전하는 원심형 시로코팬(500)이 설치되는 팬설치부(211)가 형성되고, 상기 본체(200)의 내부양측에 상기 필터(300)가 경사지게 착탈식으로 삽입설치된 공기흡입부(212)와 공기토출부(213)가 각각 상기 팬설치부(211)와 연통되게 형성되어 전체적인 두께를 대폭 슬림화할 수 있게 된다.
따라서, 도 6과 같이 차량의 리어시트(140) 후방에 위치한 리어셀프(150)에 내장설치할 경우 상기 본체(200)가 트렁크룸(160)의 내부로 돌출되는 부분이 최소화되어 각종 물품을 수납할 수 있는 트렁크룸(160)의 유효수납공간을 넓게 확보할 수 있게 된다.
그리고, 상기 본체(200)의 공기흡입부(212)와 공기토출부(213) 사이의 간격 이 상기 팬설치부(211)의 폭 만큼 이격되어 있어 상기 공기토출부(213)로 토출되는 정화된 공기가 바로 상기 공기흡입부(212)로 재유입되지 않아 정화효율을 향상할 수 있게 된다.
또한, 상기 구동모터(400)에 의해 회전하는 상기 원심형 시로코펜이 설치된 팬설치부(211)가 상기 본체(200)의 공기흡입구(221)와 공기토출구(222)에 각각 대응되도록 관통형성된 구멍사이의 리어셀프(150) 저부에 위치하게 되어 차량의 실내로 직접적으로 노출되지 않고 밀폐됨으로써 상기 구동모터(400)와 원심형 시로코팬(500)의 동작시 발생하는 소음을 줄일 수 있게 된다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 가능함은 물론이다.
상술한 바와 같은 본 발명의 차량용 공기정화장치에 따르면 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 본체의 내부중앙에 구동모터에 의해 회전하는 원심형 시로코팬이 설치되는 팬설치부가 형성되고, 본체의 내부양측에 필터가 경사지게 착탈식으로 삽입설치된 공기흡입부와 공기토출부가 각각 팬설치부와 연통되게 형성되어 전체적인 두께를 대폭 슬림화할 수 있게 되어 차량의 리어셀프에 내장설치시 트렁크룸의 내부로 돌출되는 부분을 최소화하여 트렁크룸의 유효수납공간을 넓게 확보할 수 있다.
둘째, 본체의 공기흡입부와 공기토출부 사이의 간격이 팬설치부의 폭 만큼 이격되어 있어 공기토출부로 토출되는 정화된 공기가 바로 공기흡입부로 재유입되지 않아 정화효율을 향상할 수 있다.

Claims (4)

  1. 차량의 리어셀프에 설치되어 실내 공기를 정화시키는 장치에 있어서,
    상하로 개구된 달팽이관 형상의 팬설치부가 구비되며, 내부양측에는 공기흡입부 및 팬설치부의 측면으로부터 차량의 전방을 향하도록 경사지게 형성된 공기토출부가 각각 팬설치부와 동일평면상에 연통설치된 하부케이스와, 양측부에 각각 상기 하부케이스의 공기흡입부 및 공기토출부와 연통되는 공기흡입구 및 공기토출구가 형성된 상부케이스로 이루어진 본체와;
    상기 본체의 하부케이스에 형성된 공기흡입부에 착탈식으로 삽입설치되어 상기 상부케이스의 공기흡입구로 유입되는 공기를 여과시키는 필터와;
    상기 하부케이스의 팬설치부의 하단을 커버하는 모터하우징에 의해 상기 하부케이스의 팬설치부 하부에 설치되는 구동모터와;
    상기 하부케이스의 팬설치부 내부에 삽입된 상태로 상기 구동모터와 연결되어 상기 구동모터에 의해 회전하면서 공기흐름을 발생시키는 원심형 시로코팬과;
    상기 하부케이스의 공기흡입부 방향 외주연에는 라운딩부를 형성하며, 공기흡입부로 유입된 공기를 원심형 시로코팬의 중앙부로 안내하는 유로안내공을 관통형성한 상태로 상기 하부케이스의 팬설치부 상부에 설치하는 유로가이드판; 및
    상기 하부케이스의 공기토출부 일측에는 상기 원심형 시로코팬에 의해 유입이송되는 공기의 세균 및 악취를 제거하는 공기청정기를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 공기청정기는
    중공된 몸체와, 상하로 관통되어 상기 몸체 상부에 수직 연통 결합되고 일측벽은 수평 관통된 복수개의 관통턱이 형성된 제 1수납체, 및 상기 제 1수납체와 마주보는 측에서 상기 몸체 상부에 수직 연통 결합되고 상기 관통턱과 마주보는 일측벽은 개구되어 삽입부를 형성한 제 2수납체가 구비한 상태로 상기 하부케이스의 공기토출부 일측에 설치되는 케이스와;
    판재형상의 회로기판, 및 상기 회로기판에 수직 연결되어 자외선이 조사되는 UV램프가 복수개로 구비되고, 상기 회로기판이 상기 제 1수납체의 관통된 내부에 삽입되면서 상기 UV램프의 외주부는 상기 관통턱에 걸림 고정되는 UV조사체와;
    판재형상을 가지고 상기 제 2수납체의 삽입부에 삽입 고정되며, 플라즈마를 발생시켜 공기를 정화시키는 플라즈마 반응체와;
    판재형상을 가지며 상기 제 1수납체와 제 2수납체 사이에서 상기 몸체 상부에 수직 결합되어 상기 UV조사체의 자외선 조사로 광촉매 반응되어 공기를 정화시키고, 상기 플라즈마 반응체에서 발생되는 오존 농도가 저감되도록 상기 자외선을 상기 플라즈마 반응체에 조사시키는 복수개의 관통홀이 형성된 광촉매 플레이트; 및
    상기 케이스의 상기 몸체 내부에 설치되어 상기 플라즈마 반응체 및 상기 UV조사체에 전원을 공급하는 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기 정화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 몸체 상부에는 복수개의 고정홈이 형성되고,
    수직된 상태의 상기 광촉매 플레이트 하부에는 복수개의 고정봉이 돌출 구비되고 상부에는 'ㄷ' 자 형태로 수평 연장된 가이드바를 구비하여,
    상기 광촉매 플레이트는 상기 고정봉이 상기 고정홈에 삽입 결합되면서 상기 몸체 상부에 수직 고정되고 상기 가이드바의 일단부는 상기 제1수납체의 관통된 상단에 내삽 고정되는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 상부케이스에 구비되는 가스센서와 상기 필터 사이에는 상기 필터 일부분을 최초상태로 밀폐유지하여 다른 상기 필터 부분의 오염정도를 사용자가 파악할 수 있도록 하여 상기 필터의 교환시기를 판달할 수 있도록 하는 교환주기표시덮개를 더 구비하는 것을 특징으로 하는 차량용 공기정화장치.
KR1020060096260A 2006-09-29 2006-09-29 차량용 공기정화장치 KR101275522B1 (ko)

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