KR20080100047A - 자외선 발광 다이오드를 이용한 유체 정화 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유입된 유체를 정화하는 유체 정화 필터와, 상기 유체 정화 필터와 마주보도록 상기 유체 정화 필터의 전단 또는 후단에 설치되어 상기 유체를 통과시키며 상기 유체 정화 필터에 자외선을 조사하는 자외선 발광 다이오드가 구비된 살균 모듈을 포함하는 유체 정화 장치를 제공한다.
본 발명에 의하면, 공기를 비롯한 유체를 정화하는 유체 정화 필터를 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선이 살균시킴에 따라 유체 정화 필터 내에 세균이 번식하는 것을 막아 종래의 유체 정화 방식인 필터방식의 문제점인 유체 정화 필터의 잦은 교환을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
정화, 유체, 공기, 자외선, 발광 다이오드, 공기 정화 필터, 세균
Description
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치를 설명하기 위한 개략도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치에서 자외선 발광 다이오드간의 이격 거리를 설명하기 위한 개념도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치에서 자외선 발광 다이오들이 배열된 형태를 보여주는 예시도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치의 분해사시도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
100 : 공기 정화 필터 110 : 구멍
120 : 흡착부 200 : 살균 모듈
210 : 관통홀 220 : 기판
230 : 자외선 발광 다이오드 240 : 촉매부
250 : 하우징
본 발명은 유체 정화 장치에 관한 것으로, 상세하게는 자외선 발광 다이오드를 이용한 유체 정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기 중에는 매연이나 미세먼지 또는 담배연기와 같은 각종 오염물질이 많다. 이러한 오염물질은 호흡기 장애는 물론 각종 질병을 유발하는 원인이 되기 때문에 제거할 필요가 있다. 이러한 공기 오염물질 등을 제거하기 위한 여러 방법중에 대표적인 방법이 공기 정화 필터를 이용한 공기 정화 필터 방식이다.
필터방식은, 제품 내에 굵은 먼지를 제거하는 프리 공기 정화 필터 (또는 미디엄 공기 정화 필터)와 미세입자를 제거하는 HEPA 공기 정화 필터, 유해가스와 냄새를 제거하는 활성탄(카본)필터 등을 병행 사용한다.
이러한 필터방식은, 공기 정화 필터를 주기적으로 교체해야 하므로 유지비용이 지속적으로 들어간다. 또한 적정주기에 맞춰 청소 및 공기 정화 필터교체를 하지 않을 경우 공기 정화 필터 내에 세균이 번식할 수 있고 오염물질이 토출 될 수 있어 오히려 실내 환경을 오염시킬 수도 있는 문제점이 있다.
다른 방법으로 전기집진방식이 있다. 전기집진방식은 정전력에 의해 먼지를 흡착 제거하는 방식으로 굵은 먼지부터 미세먼지까지 먼지를 제거하는 것에는 뛰어난 정화능력을 가지고 있다. 그러나, 전기집진방식은 분진이 어느 정도 이상 집진 되면 집진 판에서 먼지가 떨어져 나갈 수 있어 2 ~ 4주마다 한번씩 전기 집진기를 세척관리 해야한다. 이에 따라, 전기집진방식은 관리요소가 많고, 포름알데히드 등 휘발성 유기화합물(VOCs)과 같이 가스형태로 존재하는 유해물질과 악취에 대한 제거효율이 낮다는 문제점이 있다.
또한 음이온발생 방식의 공기청정기는 공기가 맑은 산속이나 바닷가 ,계곡 등에 많이 분포되어 있는 음이온을 대량으로 방출해 공기를 정화시키는 제품이다. 음이온은 공기 중에 부유하는 유해물질 및 냄새 원인물질과 결합해 실내의 공기오염을 줄이며 인체에 활력을 준다. 악취제거, 세균번식 억제, 유해가스 분해 등의 효과가 있다. 그러나 음이온발생 방식의 공기청정기는 음이온의 일종인 오존을 동시에 발생시킬 수 밖에 없는데 적당량의 오존은 공기정화에 도움을 주지만 일정농도가 넘어서면 (세계보건기구 허용기준 0.05ppm 이하) 호흡기 등을 자극하는 등 인체에 악영향을 줄 수 있다. 최근 언론에도 보도가 되었지만 음이온방식을 주력으로 하는 제품의 상당수가 세계보건기구가 허용하는 오존 기준치를 2배에서 많게는 7배까지 초과함으로써 문제가 되고 있다.
또한 물을 이용한 방식은, 물의 흡착력을 이용하여 먼지나 분진 등 기타 오염물질을 제거하는 원리로 마치 비온 뒤의 상쾌함을 생각하면 쉽게 이해할 수 있다. 물 자체가 공기 정화 필터역할을 하기 때문에 물만 갈아주면 영구적으로 사용 가능하므로 유지비가 필터방식보다 크게 저렴하게 된다. 단순히 물만 사용한 제품과 물에 전기적 성질을 추가하여 집진력을 높인 제품, 또는 물 자체를 샤워시켜서 사용하는 방식이 있다. 장점으로는 아주 큰 먼지부터 미세한 분진까지 효과적으로 집진 할 수 있으며 물을 사용하기에 추가 비용이 들지 않으며 가습 기능이 있어 실내 습도유지에 도움이 된다. 이런 종류의 제품은 공기 정화 필터로 사용되는 물을 얼마나 잘 관리하여 세균의 번식 없이 공기 정화 필터역할을 잘 하느냐에 있다. 물은 조금만 시간이 지나도 온갖 미생물과 세균, 박테리아의 서식처가 되기 때문에 이를 공기 중에 퍼뜨려 2차 감염의 원인이 될 수 있는 문제점이 있다.
마지막으로 자외선 램프와 광 촉매를 이용한 정화 방법이 있다. 이는 소위 수은을 이용한 자외선 램프와 광 촉매를 이용하는 방식으로 수은 램프로부터 나오는 자외선이 광 촉매와 반응하여 광 촉매를 활성화시키므로 매연이나 미세먼지, 냄새 또는 담배연기와 같은 각종의 공기오염 물질이 산화되어 분해를 함으로써 공기를 정화하게 되는 것이다.
종래 기술에서 언급하고 있는 다양한 공기 정화방법 중에 일반적으로 사용되고 있는 필터방식은, 필터를 주기적으로 교체해야 하므로 유지비용이 지속적으로 들어가야 하는 문제점과, 적정주기에 맞춰 청소 및 공기 정화 필터교체를 하지 않을 경우 공기 정화 필터 내에 세균이 번식할 수 있고 오염물질이 노출될 수 있어 오히려 실내 환경을 오염시킬 수도 있는 문제점이 있다.
지금까지의 여타 정화 기술은 물리적 및 화학적인 방법을 이용한 흡착, 분해 등의 방법인데 반해, 자외선 램프를 이용한 정화 및 살균 방법은 세균이나 바이러스의 DNA를 변형시켜 사멸시키는 방법이기 때문에 훨씬 근본적이고 항구적인 정화 방법이다.
하지만, 현재까지 출시된 자외선 램프를 이용한 자외선 정화장치는 자외선 램프가 수은을 함유하고 있어 환경 오염의 원인이 된다. 이뿐 아니라 수은 램프에서 발생되는 빛의 파장이 실제로 필요한 파장 이외에 불필요한 다양한 파장의 빛이 동시에 발생된다. 이로 인해 부수적으로 오존 발생 원인이 되기도 하고 다른 질병을 유발하는 원인이 되며 실제 소비 전력대비 유효한 자외선 출력 효율이 낮아 에너지 소비가 많아진다는 문제점을 갖고 있다.
그럼에도 불구하고 그 동안 대체할 수 있는 자외선 광원이 없었기 때문에 사용할 수 밖에 없었는데 최근 이를 대체할 수 있는 자외선 LED가 개발됨으로 대체가 가능해 졌고 이러한 UV LED를 사용하려면 LED의 특성을 감안한 기존과 다른 방식의 시스템과 모듈 설계에 대한 기술이 필요하게 되었다.
기존 수은 램프는 360도의 지향성을 갖고 있으며 그 형태가 전구형이거나 관상형이다. 이에 반하여, 발광 다이오드는 점 광원이고 지향각에 제한이 있는 한편 일정 부분만 집중 조사가 가능하기 때문에 그 응용 제품을 구성함에 있어서 기존 수은 램프와는 다른 시각에서의 기술적인 검토가 필요하고 설계를 어떻게 하느냐에 따라 그 효율이 크게 차이가 날 수 있다.
본 발명은 이러한 필요성에 의해 안출된 것으로, 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선을 이용하여 유체의 정화능력을 효과적으로 개선시킬 수 있는 유체 정화 장치를 제공하는데 있다.
이러한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 의하면, 유입된 유 체를 정화하는 유체 정화 필터와, 상기 유체 정화 필터와 마주보도록 상기 유체 정화 필터의 전단 또는 후단에 설치되어 상기 유체를 통과시키며 상기 유체 정화 필터에 자외선을 조사하는 자외선 발광 다이오드가 구비된 살균 모듈을 포함하는 유체 정화 장치를 제공한다.
상기 살균 모듈은 상기 유체 정화 필터와 마주보도록 배치되며 하나 이상의 관통홀이 형성된 기판과, 상기 유체 정화 필터와 마주보는 기판의 일면에 설치되는 하나 이상의 자외선 발광 다이오드를 포함할 수 있다.
상기 살균 모듈은 상기 자외선 발광 다이오드와 상기 유체 정화 필터 사이에 설치되며 상기 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선의 일부 및 유체를 통과시키며, 상기 자외선에 의해 광촉매 또는 화학 촉매로 작용하는 촉매 물질을 가지는 촉매부를 더 포함할 수 있다.
상기 자외선 발광 다이오드는, 각각의 자외선 발광 다이오드간 이격거리가 다음 조건을 만족하도록 상기 기판에 배치될 수 있다.
X ≤ 3Ltan(θ/2)
(단, X: 자외선 발광 다이오드간의 이격 거리, L: 자외선 발광 다이오드와 유체 정화 필터까지의 거리, θ: 자외선 발광 다이오드의 지향각)
상기 각각의 자외선 발광 다이오드는, 인접하는 자외선 발광 다이오드간에 삼각형 구조를 이루도록 상기 기판에 배치될 수 있다.
상기 관통홀은 삼각기둥, 원기둥, 원추형, 다각기둥 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되거나 다수의 형상이 복합되어 이루어질 수 있다. 상기 관통홀 은 기판의 전면과 후면에 형성된 구멍의 크기가 동일하거나 서로 다르도록 형성될 수 있다.
상기 자외선 발광 다이오드는, 상기 기판상에 표면 실장이 가능한 메탈 캔 또는 사출형 리드 프레임 패키지 형태로 실장되거나, 또는 배어(bare)칩 이나 플립 칩 타입으로 장착될 수 있다.
상기 기판은 열전소자 기판, 플라스틱 PCB 기판, 플렉서블 기판, 세라믹 기판, 메탈 기판 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 촉매는 알루미나, 실리카, 제올라이트, 활성탄 중의 적어도 하나를 모체로 하며, Ag, Mo, Sn, CO, Ni, Pt, Rh, Mn, Na, K, Fe, W 중의 적어도 어느 하나의 금속, 또는 그 금속 산화물, 또는 La 계열 희토류 산화물 중 하나 이상을 주 촉매로 하며, 상기 주촉매로 선택되지 않은 물질중 다른 하나 이상을 단독 또는 복합적으로 보조 촉매로 사용할 수 있다.
상기 기판은 상기 기판상에 정전기 보호 회로와, 출력조절 회로 중 하나 이상이 설치되고, 이를 보호하기 위한 코팅물질이 도포되거나 인캡슐레이션된 것일 수 있다.
상기 자외선 발광 다이오드는 조사되는 광의 파장 영역이 240 ∼ 420 ㎚ 인 자외선 발광 다이오드일 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치를 설명하기 위한 개략도이다.
도 1을 참조하면 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치는 유입된 공기를 정화하는 공기 정화 필터(100)와, 공기 정화 필터(100)와 마주보도록 공기 정화 필터(100)의 전단에 설치되는 살균 모듈(200)을 포함하여 구성된다.
살균 모듈(200)은 공기 정화 필터(100)에 자외선을 조사하는 자외선 발광 다이오드를 구비하고 있으며, 공기를 통과시킬 수 있는 구조로 되어 있다. 살균 모듈(200)에 구비된 자외선 발광 다이오드의 개수는 살균 모듈(200)의 크기에 따라 하나 또는 그 이상일 수 있다.
여기에서는 살균 모듈(200)은 공기 정화 필터(100)의 전단에 설치되어 살균 모듈(200)에 유입된 공기가 살균 모듈(200)을 통과하여 공기 정화 필터(100)에 유입되는 구조로 되어 있다. 그러나, 살균 모듈(200)이 공기 정화 필터(100)의 후단에 설치되어 공기 정화 필터(100)를 통해 정화된 공기가 살균 모듈(200)을 통해 배출되게 할 수 도 있다.
살균 모듈(200)은 공기 정화 필터(100)에 자외선을 조사하기 위하여 공기 정화 필터(100)와 마주보도록 배치된다.
살균 모듈(200)은 하우징(250)내에 관통홀(210)이 형성된 기판(220)과, 그 기판위에 형성된 자외선 발광 다이오드(230)를 포함하여 구성되어 있다.
관통홀(210)은 원기둥으로 형태로 이루어져 있으며, 전면에 형성된 구멍의 크기가 후면에 형성된 구멍의 크기보다 크게 형성되어 있다. 그러나, 관통홀(210)의 형상은 원기둥 외에도 삼각기둥, 원추형, 다각기둥 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되거나 다수의 형상이 복합되어 이루어질 수 있다. 아울러, 관통 홀(210)은 기판의 전면과 후면에 형성된 구멍의 크기가 서로 동일하게 형성될 수 도 있고, 전면에 형성된 구멍의 크기가 후면에 형성된 구멍의 크기보다 작게 형성될 수 도 있다. 이렇게 함으로써 출구쪽의 공기 흐름을 조절하는 것이 가능하다.
관통홀(210)은 공기의 흐름을 용이하여 자외선 발광 다이오드에서 방출되는 열을 효과적으로 방출시킨다. 아울러, 관통홀(210)의 형성구조를 규칙적으로 하거나 또는 불규칙적으로 기판(220)에 형성하는 것이 가능하다.
관통홀(210)의 크기 변화와 형상은 관통홀(210)을 통해 유입되거나 유출되는 공기의 흐름을 조절할 수 있는 인자가 된다.
기판(220)은 열전소자 기판, 플라스틱 PCB 기판, 플렉서블 기판, 세라믹 기판, 메탈 기판 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
기판(220)으로 열전소자 기판을 사용하는 경우 방열 특성을 개선시킬 수 있다. 열전소자는 전력을 인가하면 한쪽은 차거워지고 한쪽을 더워지는 효과를 이용한 소자를 총칭하는 것이다. 회로의 안정화 열, 전력, 빛 검출 등에 사용되는 서미스터 온도를 측정할 때 사용하는 제베크효과를 이용한 소자와, 냉동기나 항온조 제작에 사용되는 펠티에 효과를 이용한 소자 등이 있다.
본 발명의 일실시예에서는 열전효과 중에 펠티에 효과를 이용한 것으로, 즉, PN접합체에 전류를 흘리면 접합체의 양면 중 한 면에서는 발열이 반대 면에서는 흡열이 일어나는 현상을 말하는 것으로 냉각장치, 전자냉동 등에 응용된다.
전원이 인가되면 자외선 발광 다이오드에서는 많은 열이 방출하게 된다. 특히, 많은 수의 자외선 발광 다이오드를 형성하게 되면 방출되는 열도 많게 되어 전 체적인 제품의 신뢰성을 저하시키게 된다. 본 발명의 일실시예에서는 전원이 인가되어 자외선 발광 다이오드가 작동하게 되면 열전소자의 펠티에 효과에 의해 자외선 발광 다이오드가 설치되어 있는 부분에서는 흡열 동작이 이루어지고, 공기가 유입되는 반대부분에서는 발열 동작이 이루어진다. 이에 따라, 자외선 발광 다이오드에서 방출하는 방출열을 쉽게 제어할 수 있게 된다.
자외선 발광 다이오드(230)는 공기 정화 필터(100)와 마주보는 기판(220)의 일면에 설치된다. 자외선 발광 다이오드(230)는 조사되는 광의 파장 영역이 240 ∼ 420 ㎚ 인 것을 사용하는 것이 바람직하지만, 본 발명은 이에 한정되지 않는다. 기판(220)에 설치되는 자외선 발광 다이오드(230)의 갯수는 기판(210)의 크기에 따라 하나 또는 그 이상으로 배열되어 설치될 수 있다. 예를 들어, 차량에 설치되는 소형의 공기 정화 장치에서는 하나의 자외선 발광 다이오드를 구비하는 것만으로 가능하고, 가정용이나 사무실용 공기 정화 장치의 규모에서는 여러 개의 자외선 발광 다이오드를 구비하여야 할 것이다.
기판(220)위에 설치되는 자외선 발광 다이오드(230)는 배어(bare)칩 이나 플립 칩 타입 자체로도 가능하고, 열 방출 특성이나 전기적 특성을 개선하기 위하여 사용하는 중간 기판(Sub-mount)에 부착된 형태 일수 도 있으며, 표면실장형이나 쓰루홀 실장(Through hole mounting)이 가능한 어떤 종류의 패키지도 가능하다. 예를 들어, 표면 실장이 가능한 메탈 캔 또는 사출형 리드 프레임 패키지 형태로 실장될 수 있다.
기판(220)에는 미도시되어 있지만 기판(220)상에 정전기 보호 회로와, 출력 조절 회로 중 하나 이상이 설치되고, 이를 보호하기 위한 코팅물질이 도포되거나 인캡슐레이션될 수 있다.
또한, 살균 모듈(200)은 촉매부(240)를 구비할 수 있다. 촉매부(240)는 자외선 발광 다이오드(230)가 설치되어 있는 기판(220)과 공기 정화 필터(100)사이에 설치된다.
촉매부(240)는 자외선 발광 다이오드(230)로부터 조사되는 자외선의 일부 및 공기를 통과시키는 구조로 되어 있다. 예를 들어, 그물망 형식이나 다수의 구멍이 뚤린 형상으로 이루어질 수 있다. 촉매부(240)는 자외선 발광 다이오드(230)로부터 조사되는 자외선에 노출되어 광촉매 또는 화학 촉매로 작용하는 촉매 물질이 도포되거나 내장되어 있다.
촉매부(240)에 사용될 수 있는 촉매는 알루미나, 실리카, 제올라이트, 활성탄 중의 적어도 하나를 모체로 하며, Ag, Mo, Sn, CO, Ni, Pt, Rh, Mn, Na, K, Fe, W 중의 적어도 어느 하나의 금속, 또는 그 금속 산화물, 또는 La 계열 희토류 산화물 중 하나 이상을 주 촉매로 하며, 주촉매로 선택되지 않은 물질중 다른 하나 이상을 단독 또는 복합적으로 보조 촉매로 사용할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치에서 자외선 발광 다이오드간의 이격 거리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이 기판(220)에 설치되는 자외선 발광 다이오드(230)의 이격 거리는 공기 정화 필터(240)에 조사되는 자외선의 광량과 관계 있다. 즉, 이격거리를 가깝게 하여 자외선 발광 다이오드(230)를 많이 배치하면 조사되는 자 외선의 광량은 많아진다. 그에 따라, 공기 정화 필터(100)에서의 살균 효과가 높아진다. 그러나, 자외선 발광 다이오드(230)의 갯수가 많아지면 공기 정화 장치의 제작 단가와 소모 전력이 높아지게 된다. 따라서, 살균 효과의 측면과 제작 단가의 저감이라는 양측면에서 가장 최적의 갯수를 설정하는 것이 바람직하다.
도 2를 참조하면, 기판(220)에 설치되어 있는 다수의 자외선 발광 다이오드(230)는 각각의 자외선 발광 다이오드간 이격거리가 다음 조건을 만족하도록 배치되는 것이 좋다.
X ≤ 3Ltan(θ/2)
여기에서, X는 자외선 발광 다이오드간의 이격 거리이고, L은 자외선 발광 다이오드와 공기 정화 필터까지의 거리이고, θ는 자외선 발광 다이오드의 지향각이다.
즉, 하나의 자외선 발광 다이오드(230)의 지향각이 θ일 때 인접하는 자외선 발광 다이오드(230)를 통해 조사되는 자외선이 겹치는 영역은 이격거리(X)가 2Ltan(θ/2)일 때이다. 따라서, 자외선 발광 다이오드(230)간의 이격거리가 2Ltan(θ/2)이내이면 공기 정화 필터(100)의 모든 영역이 자외선 발광 다이오드(230)로부터 조사되는 자외선에 직접적으로 노출된다. 그러나, 자외선 발광 다이오드(230)로부터 조사되는 자외선에 직접적으로 노출되지 않더라도 간접적으로 노출되는 효과를 감안하여 50%정도의 오프셋을 두어 자외선 발광 다이오드(230)의 이격거리를 3Ltan(θ/2)이내로 하는 것이 살균 효과 및 단가 저감 효과면을 만족하는 요건이 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치에서 자외선 발광 다이오드가 설치되어 있는 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면 기판(220)에 설치되는 다수의 자외선 발광 다이오드(230)는 인접하는 자외선 발광 다이오드간에 삼각형 구조를 이루도록 기판에 배치될 수 있다. 물론, 삼각형 구조 말고도 사각형 구조, 오각형 구조, 육각형 구조의 형상으로 배치될 수 있다.
즉, 기판(220)상에 자외선 발광 다이오드(230)를 배치하여 설치할 때, 자외선 발광 다이오드(230)로부터 방사된 자외선이 공기 정화 필터(100)에 조사될 때 형성되는 원 모양이 인접 원과 가장 근접하게 접할 수 있는 형태를 갖도록, 즉 중앙에 있는 한 원이 6개의 인접한 다른 원과 최소한 각각 한 점 이상에서 접점을 갖도록 기판상에 자외선 발광 다이오드(230)를 배치할 수 있다. 즉 배치된 자외선 발광 다이오드(230)를 선으로 이으면 정삼각형, 정육각형, 마름모의 형태를 갖게 되는 구조가 될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화 장치의 분해사시도이다.
도 4를 참조하면, 공기 정화 장치 본체(1)의 전면에는 커버(4)가 마련되고, 본체(1)의 내부의 가장 뒤쪽에는 공기 흡입구(2)를 통해 흡입된 공기를 본체(1)의 전면 방향으로 강제 순환시켜 실내공기를 순환시키기 위한 팬(3)이 설치된다.
이 커버(4)의 안쪽에는 공기 정화 필터(100)가 설치되고, 공기 정화 필터(100)의 후면에는 살균 모듈(200)이 설치된다. 살균 모듈(200)은 외측으로 설치된 촉매부(240)만 보여지며 내측에 설치되어 자외선을 조사하는 다수의 자외선 발 광 다이오드는 미도시되어 있다. 정화된 공기는 커버(4)에 형성된 공기 배출구(5)를 통해 배출된다.
팬(3)의 동작에 의해 공기 흡입구(2)를 통해 유입된 공기는 살균 모듈(200)를 통과하여 공기 정화 필터(100)를 통해 정화된 후 공기 배출구(5)를 통해 배출된다. 이때, 공기 정화 필터(100)는 살균 모듈(200)에 구비된 다수의 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선에 노출되어 살균처리됨에 따라 공기 정화 필터(100)를 오래 사용하더라도 공기 정화 필터(100)에 각종 세균이 서식하는 것이 방지된다. 아울러, 살균 모듈(200)에 구비된 촉매부(240)는 자외선 발광 다이오드로부터 조사된 자외선에 함께 노출되어 촉매작용을 통해 각종 냄새를 제거하여 공기 정화 기능을 더욱 향상시키게 된다.
이상에서는 본 발명의 일실시예에 따른 공기 정화장치에 임의의 지향각을 가지는 자외선 발광 다이오드를 사용함에 따라 자외선 발광 다이오드와 그 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선에 노출되는 공기 정화 필터간의 거리를 고려한 자외선 발광 다이오드간의 이격 거리, 점광원인 자외선 발광 다이오드를 면광원화함에 따른 자외선 발광 다이오드의 배열구조, 기판의 재질 및 형태에 관하여 설명하였다.
그러나, 이상의 본 발명은 상기에 기술된 실시예에 의해 한정되지 않고, 당업자들에 의해 다양한 변형 및 변경을 가져올 수 있으며, 이는 첨부된 청구항에서 정의되는 본 발명의 취지와 범위에 포함된다.
예를 들어, 본 발명의 일실시예에서는 여러 가지 유체중에서 공기를 정화하는 것에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되지 않고 본 발명의 다른 실시 예들은 공기를 비롯한 다른 유체를 정화하는 것으로 얼마든지 변형하여 구현될 수 있다.
본 발명에 의하면, 유체를 정화하는 유체 정화 필터를 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선이 살균시킴에 따라 유체 정화 필터 내에 세균이 번식하는 것을 막아 종래의 유체 정화 방식인 필터방식의 문제점인 유체 정화 필터의 잦은 교환을 최소화 할 수 있는 장점이 있다.
아울러, 종래의 자외선 램프에 비하여 자외선 발광 다이오드가 수명이 길고 충격에 강함에 따라 차량과 같이 충격이 있는 곳에 효과적으로 장착할 수 있다.
또한, 종래의 자외선 램프에 비하여 자외선 발광 다이오드는 부피가 작음에 따라 소형의 공기 정화 장치를 제작할 수 있어 차량에 용이하게 탑재할 수 있고 휴대용 공기 정화 장치로 다양하게 제작될 수 있다.
또한, 대형의 공기 정화 장치를 제작하는 경우에도 자외선 발광 다이오드의 전력 소모량이 종래의 자외선 램프에 비하여 현저하게 작기 때문에 종래에 자외선 램프를 이용하여 공기 정화 장치를 구현하는 것에 비하여 전체적인 소모 전력을 줄일 수 있다.
Claims (12)
- 유입된 유체를 정화하는 유체 정화 필터와,상기 유체 정화 필터와 마주보도록 상기 유체 정화 필터의 전단 또는 후단에 설치되어 상기 유체를 통과시키며 상기 유체 정화 필터에 자외선을 조사하는 자외선 발광 다이오드가 구비된 살균 모듈을 포함하는 유체 정화 장치.
- 청구항 1에 있어서, 상기 살균 모듈은상기 유체 정화 필터와 마주보도록 배치되며 하나 이상의 관통홀이 형성된 기판과,상기 유체 정화 필터와 마주보는 기판의 일면에 설치되는 하나 이상의 자외선 발광 다이오드를 포함하는 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 살균 모듈은상기 자외선 발광 다이오드와 상기 유체 정화 필터 사이에 설치되며 상기 자외선 발광 다이오드로부터 조사되는 자외선의 일부 및 유체를 통과시키며, 상기 자외선에 의해 광촉매 또는 화학 촉매로 작용하는 촉매 물질을 가지는 촉매부를 더 포함하는 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 자외선 발광 다이오드는,각각의 자외선 발광 다이오드간 이격거리가 다음 조건을 만족하도록 상기 기판에 배치되는 유체 정화 장치.X ≤ 3Ltan(θ/2)(단, X: 자외선 발광 다이오드간의 이격 거리, L: 자외선 발광 다이오드와 유체 정화 필터까지의 거리, θ: 자외선 발광 다이오드의 지향각)
- 청구항 2에 있어서, 상기 각각의 자외선 발광 다이오드는,인접하는 자외선 발광 다이오드간에 삼각형 구조를 이루도록 상기 기판에 배치되는 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 관통홀은 삼각기둥, 원기둥, 원추형, 다각기둥 중에서 선택된 어느 하나의 형상으로 형성되거나 다수의 형상이 복합되어 이루어진 유체 정화 장치.
- 청구항 6에 있어서, 상기 관통홀은 기판의 전면과 후면에 형성된 구멍의 크기가 동일하거나 서로 다르도록 형성된 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 자외선 발광 다이오드는,상기 기판상에 표면 실장이 가능한 메탈 캔 또는 사출형 리드 프레임 패키지 형태로 실장되거나, 또는 배어(bare)칩 이나 플립 칩 타입으로 장착되는 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 기판은열전소자, 플라스틱 PCB, 플렉서블 기판, 세라믹 기판, 메탈 기판 중 어느 하나인 유체 정화 장치.
- 청구항 3에 있어서, 상기 촉매는 알루미나, 실리카, 제올라이트, 활성탄 중의 적어도 하나를 모체로 하며,Ag, Mo, Sn, CO, Ni, Pt, Rh, Mn, Na, K, Fe, W 중의 적어도 어느 하나의 금속, 또는 그 금속 산화물, 또는 La 계열 희토류 산화물 중 하나 이상을 주 촉매로 하며,상기 주촉매로 선택되지 않은 물질중 다른 하나 이상을 단독 또는 복합적으로 보조 촉매로 사용하는 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 기판은상기 기판상에 정전기 보호 회로와, 출력조절 회로 중 하나 이상이 설치되고, 이를 보호하기 위한 코팅물질이 도포되거나 인캡슐레이션된 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
- 청구항 2에 있어서, 상기 자외선 발광 다이오드는,조사되는 광의 파장 영역이 240 ∼ 420 ㎚ 인 자외선 발광 다이오드인 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
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