KR20120081267A - 공기 살균장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기살균장치에 관한 것으로 내경이 보다 큰 하부원통(1a)과 내경이 보다 작은 상부원통(1b)이 연관되어 공기가 하부원통을 통하여 상부원통으로 이동하게 된 닥트(1)로 된 공기이동수단(A)과, 상기 닥트(1)가 설치되는 원형의 베이스(2)에 필터(2m)가 장착되고 베이스(2)의 상부에 구비된 복수의 하부 측에 지지된 원형 프레임(f2)에 복수의 자외선램프(3)가 배치된 광 살균수단(B)과, 상기 세로 프레임(f1)의 중간부에 지지된 원형 프레임(f3)에 송풍팬(4)이 장착된 강제공기이동수단(C)과, 상기 세로프레임(f1)의 상부측에 지지된 원형 프레임(f4)에 복수의 전열히터(5)가 장착된 고열 살균수단(D)이 상기 닥트(1)의 하부원통(1a)에 수납되어 구성된 것이다.
본 발명에 의하면 닥트를 이동하는 실내공기가 광 살균수단(B), 또는 고열 살균수단(D)에 의해 살균 처리되어 병원균에 의한 질병을 예방할 수 있다.

Description

공기 살균장치 {AIR STERILIZER}

본 발명은 실내 공기를 살균(殺菌) 처리하는 공기 살균장치에 관한 것이다.

공기에는 먼지와 무기질 또는 유기질의 미립자 부유물(浮游物)이 유동되고 있으며, 먼지와 부유물을 통하여 각종 병원성 바이러스 또는 병원균이 전파되고 있는 실정이다.

최근에 위생적인 친환경적 조성을 위하여 공기의 청정방법이나 공기의 청정장치가 사용되고 있으며, 대부분의 공기 청정기는 주로 먼지나 미립자의 유물을 여과하는데 주안점을 두고 구성되어 있고 병원균의 살균에 대하여는 산업체에서 식품이나 공산품의 생산단계에서 국부적으로 실시하고 있다.

근래에 항생제로도 치유가 잘 되지 않는 악성 바이러스 종류가 계절에 관계없이, 공기를 통하여 전염(infection)되고 있어, 인체나 가축의 피해가 크게 만연(蔓延)되고 있으나 일반 가정이나, 병실, 공공장소 실내의 공기를 살균 처리하는 장치가 별로 이용되고 있지 않는 실정이다.

본 발명의 목적은 생활공간의 공기에 존재하는 병원성 바이러스(viral), 또는 각종 병원성 세균(pathogenic bacteria)을 살균하기 위하여 실내용 공기살균장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 다른 목적은 바이러스나 병원성 세균에 대한 살균효과의 확실성이 가장 높은 고열 살균수단과, 광 살균수단을 공기의 이동공간의 살균영역에 배치하여 실내의 공기의 순환과정에서 확실하게 살균되는 공기 살균장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 일반 가정의 실내를 비롯하여 환자실, 노인실, 영아(

兒)실, 사람이 많이 모이는 공공장소의 실내, 각종 가축의 축사에 설치하여 실내 공기를 산소의 소모 없이 살균처리 하여 질병(疾病)의 감염을 미리 예방할 수 있는 공기 살균장치를 제공하는데 있다.

본 발명은 상기한 발명의 목적을 달성하기 위하여 공기의 유동수단의 공기의 유로(流路)에 고열 살균수단과 광 살균수단이 상하 직열로 구비된 살균영역으로 공기가 이동하는 과정에서 광 살균수단, 또는 고열 살균수단에 의해 공기를 살균처리 하는 새로운 공기 살균장치를 개발하였다.

본 발명은 내경이 보다 큰 하부원통과 내경이 하부원통의 내경보다 작은 상부원통이 상하로 연관되어 하부원통의 하단 개구부에서 상부원통의 상단 개구부로 공기가 유동되는 닥트(duct)로 된 공기의 이동수단과, 상기 닥트가 수직으로 설치되는, 복수의 다리를 가진 원형 베이스에 공기의 여과필터가 장착되고 복수의 세로 프레임이 일정한 간격의 수직으로 구비되며, 상기 세로 프레임의 하부측에 지지된 원형프레임에 복수의 자외선램프(ultraviolet lamp)가 배치되어 상하 복수 단으로 자외선램프가 설치된 광 살균수단과, 상기 세로 프레임의 중간부에 지지된 원형 프레임의 지지판에 송풍 팬이 장착된 강제공기이동수단과, 상기 수직 프레임의 상부측에 지지된 원형 프레임의 지지판에 복수의 전열 히터가 장착되고 그 주위에 열손실을 방지하는 단열재층과 내통 및 열반사판이 구비된 고열 살균수단의 결합으로 구성된 것이다.

본 발명에서 상기의 광 살균수단과, 강제공기이동수단 및 고열 살균수단의 각 기구가 상기 세로 프레임과 원형 프레임에 의해 하나의 조립체로 되고 상기 조립체는 닥트의 하부원통의 하단 개구부를 통하여 하부원통의 내부에 인공위성의 캡슐처럼 수납되며, 이때 닥트는 공기살균장치의 하우징을 겸하게 된다,

또한 살균수단과 강제공기이동수단 등의 전기적 제어는 별도의 전자제어기에 의해 제어하게 되어 있다.

본 발명에서 광 살균수단으로는 자외선램프(ultraviolet lamp)와, 살균등(bactercidal lamp)이 포함되며, 고열 살균수단에는 고열(100?200℃)을 발생하는 전열히터로서 발열형식에 관계없이 채택이 가능하고 원적외선램프, 및 적외선램프가 포함된다.

본 발명에서는 닥트의 하부원통 내부에 상기한 광 살균수단과 고열살균수단이 상하 직열(直列)로 배치되는 것을 특징으로 한다. 닥트의 하부원통 내부의 공기 이동로에 각 살균수단이 상하 직열로 배치됨으로서 공기의 자연 흐름장(flow area)에 유효한 살균영역(sterilization area)이 확보되고 또한 광 살균수단에 의한 광 살균(ray sterilization), 및 고열 살균수단에 의한 고열 살균(heat sterilization)이 선택적으로 단독 살균, 또는 두 가지 동시적인 복합 살균이 가능하기 때문이다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 공기 살균장치를 실내에 정치(定置)한다. 수직으로 놓인 닥트의 하부원통의 하단 개구부를 통하여 실내공기가 유입되어 하부원통을 거쳐 상부 원통의 상단 개구부로 배출되는 실내공기의 기류(氣流)가 이루어진다.

이러한 현상은 송풍 팬을 구동하지 않아도 베루누이의 효과(Bernoulli effect)에 의해 이루어진다. 즉 소정의 길이(높이)를 가진 닥트의 하부원통은 내경이 크고 상부원통은 상대적으로 내경이 작기 때문에 하부원통에 비하여 상부원통에서의 공기 유속이 보다 빠르게 되고 따라서 유속의 증가에 따라 유체압력이 낮아지기 때문에 하부원통에 대하여 상부원통의 내부압력이 부압(負壓)으로 되어 하부원통의 공기가 상부원통으로 흡인되면서 공기 이동작용이 지속된다.

물론 하부원통의 공기와 상부원통의 공기의 온도의 편차에 의해서도 대류작용이 이루어지며 이때 닥트의 내부공간은 공기의 일정한 흐름장( flow field)을 이루게 되는 것이다.

하부원통의 하단 개구부로 유입된 공기는 1차적으로 필터에 의해 분진이 간단하게 여과된다. 물론 본 발명의 공기 살균장치는 살균작용에 주안점을 두고 있기 때문에 공기의 여과는 관행적인 것이다.

이 때, 광 살균을 하고자 하는 경우에는 복수의 자외선램프에 전원을 공급하면 된다. 자외선램프에 전원이 공급되면 자외선램프에서 자외선이 방출된다. 방출된 자외선에 의해 닥트의 하부원통 내부의 광 살균영역은 살균능력을 가진다. 따라서 복수의 자외선램프 사이의 광 살균영역을 이동하는 공기는 자외선 광에 의해 살균 처리 된다.

또한 고열 살균을 하고자 하는 경우에는 복수의 전열히터에 전원을 공급하면 된다. 전열히터에 전원이 공급되면 전원 조절에 따라 100?200℃의 전열이 방출된다. 이때 전열 히터에서 방출되는 열과 복사열에 의해 광 살균영역은 고열살균능력을 가진다. 또한 측면 열손실을 방지하기 위해서 고열 살균영역에는 단열재 층과 열의 반사판이 구비되어 있기 때문에 고열 살균영역을 고열분위기로 유지 할 수 있다. 따라서 복수의 전열히터 사이의 고열 살균영역을 이동하는 공기는 고열에 의해 살균처리 된다,

상기한 광 살균수단과 고열 살균수단에 의해 각각 단독으로 살균할 수 있고 또한 광 살균수단과 고열 살균수단에 의해 동시적으로 살균할 수도 있다. 그러나 고열 살균수단에 의해 살균하는 경우에는 살균효과가 크기 때문에 구태여 광 살균수단을 부가적으로 가동할 필요는 없다.

또한 각종 병원성 균, 예컨대 구제역(口蹄疫)의 균도 대부분 50?60℃에서 살균되며, 100?200℃에서 살아남는 균은 거의 없기 때문에 본 발명의 광 살균수단 및 고열 살균수단이 구비된 공기 살균장치에 의해 실내공기를 유효하게 살균처리 할 수 있다.

본 발명의 공기 살균장치는 별도의 전자 제어기에 입력된 데이터에 의해 지정시간마다 간헐적으로 살균동작이 수행되거나 지속적인 살균동작이 수행될 수 있다.

본 발명에서 강제공기이동수단인 송풍 팬은 환경적으로 위급사항일 때 만 저속으로 가동하는 것이 바람직하고 대부분의 경우에는 송풍 팬을 가동하지 않는 것이 공기의 느린 이동에 의한 살균효과를 높일 수 있고 소음(騷音)이 나지 않아 실내의 정숙(靜肅)을 유지할 수도 있다.

실내의 공기, 또는 외부에서 환풍된 공기는 실내에서 대류(對流)되는 동안 본 발명의 공기 살균장치에 의해 공기가 살균 처리됨으로 공기를 통하여 전염되는 각종 질병을 예방하여 위생적인 환경을 유지할 수 있다.

본 발명의 공기 살균장치의 사용 중 각 살균수단의 기구를 조절하거나 수리할 경우에는 닥트를 베이스에서 분리하면 각 살균수단의 기구가 하나의 조립체로 분리되므로 간단하게 수리 및 부품 고체가 가능하다.

본 발명의 공기 살균장치는 공기의 이동수단의 공간 내부에 바이러스나 병원균에 대한 살균작용이 가장 확실한 고열 살균수단과, 광 살균수단을 닥트의 공기이동로에 배치하였기 때문에 공기의 자연 이동작용을 이용하여 광 살균과 고열 살균을 선택적으로 실시하여 실내공기에 함유된 각종 병균이나 바이러스 등을 유효하게 살균처리 할 수 있다.

또한 송풍 팬 말고는 기계적 가동부가 없기 때문에 공기살균장치의 가동 중에 소음이 없고 고장이 생길 요소가 거의 없어 안전하게 오래 사용할 수 있다.

또한 각 살균 수단의 조립체가 하나의 하우징을 겸한 닥트 내에 수납되어 있기 때문에 살균수단이 닥트를 겸한 하우징에 의해 안전하게 보호되고 외관적으로 단순하여 청소 및 관리가 간편하다.

또한 실내 공기를 산소의 소모 없이 살균처리하기 때문에 질병감염을 미리 예방하면서 위생적인 환경을 유지할 수 있는 여러 가지 효과가 있다.

도1은 본 발명의 구성을 보인 분리 사시도
도2는 본 발명의 일부를 절결(切缺)한 사시도
도3은 본 발명의 단면도
도4는 본 발명의 광 살균수단인 전열히터가 배치된 평면 예시도
도4(a)는 일부의 전열히터의 장착상태를 보인 측면도
도5는 본 발명의 강제공기이동수단인 송풍 팬이 배치된 평면 예시도
도5(a)는 송풍팬의 장착상태를 보인 측면도
도6은 광 살균수단인 자외선램프가 배치된 평면 예시도
도6(a)는 동 일부의 자외선램프의 장착상태를 보인 측면도

본 발명의 공기 살균장치(S)는 공기의 이동수단(A)인 닥트(1)와, 닥트를 설치하는 복수의 다리(2a)를 가진 원형 베이스(2)와, 복수의 자외선램프(3)가 배치된 광 살균수단(B)와, 소형 송풍 팬(4)이 장착된 강제공기이동수단(C)과, 복수의 전열히터(5)가 장착된 고열 살균수단(D)의 결합으로 구성되어 있다.

도1에 표시된 바와 같이, 공기의 이동수단(A)은 소정의 길이(높이)(h)를 가진 내경(r1)이 보다 큰 하부원통(1a)과, 소정의 길이(높이)(h')(하부원통의 길이(h)보다 긴)를 가진 내경(r2)이 상대적으로 보다 작은 상부원통(1b)이 상하로 연관되어 하부원통(1a)의 하단 개구부(1n)에서 상부원통(1b)의 상단 개구부(1u)로 공기가 유동되는 닥트(duct)(1)로 되어 있고 하부원통(1a)의 하단 주연부에는 플렌지(1f)가 구비되어 원형베이스(2)의 플렌지(2f)에 접합되게 체결나사(n)에 의해 체결하여 수직으로 설치하게 되어 있다.

또한 도1 및 도3에 표시된 바와 같이, 복수의 다리(2a)에 의해 지면에 놓이게 된 원형 베이스(2)에 공기를 여과하는 필터(2m)가 평면으로 장착되어 있고 베이스(2)의 플랜지(2f)에는 상기 닥트(1)의 플랜지(1f)와 체결되는 여러 개의 체결공(2h)이 구비되어 있으며, 베이스(2)의 상면에는 복수의 세로 플랜지(f1)가 일정한 간격의 수직으로 배치되어 각 살균 수단의 원형프레임을 지지할 수 있게 되어 있다.

또한 도1과, 도3, 도6및 도6(a)에 표시된 바와 같이, 광 살균수단(B)은 상기 베이스(2)에 수직으로 구비된 세로 프레임(f1)의 하부 측에 지지된 상하 2개의 원형 프레임(f2) 사이에 복수의 자외선램프(3)가 지지판(3p)에 의해 일정한 간격으로 배치되어 있고 같은 구성의 원형 프레임(f2)이 상하 복수 단으로 설치되어 공기가 이동되는 중앙공간부에 광 살균영역(ba)이 구비되어 있다.

또한 도1과, 도3, 도5및 도5(a)에 표시된 바와 같이, 강제공기이동수단(C)은 상기 세로 프레임(f1)의 중간부에 지지된 원형 프레임(f3)의 지지판(4a)의 중앙부에 모터(4m)로 구동되는 송풍 팬(4)이 체결수단(4n)에 의해 상향으로 장착되어 있다.

또한 도1과 도3, 도4 및 4(a)에 표시된 바와 같이, 고열 살균수단(D)은 상기 수직 프레임(f1)의 상단부에 지지된 원형 프레임(f4)의 지지판(5a)에 복수의 전열 히터(5)가 일정한 간격을 두고 체결수단(5n)에 의해 장착되고 그 주위에 열손실을 방지하는 단열재층(5b)과 내통(5c)이 구비되어 있다.

또한 고열살균 수단(D)의 상부측에는 열 반사를 위한 반사판(5d)이 구비되어 반사판(5d)의 주위를 통하여 공기가 이동할 수 있게 되어 있다.

또한 도2에 표시된 바와 같이, 상기의 광 살균수단(B)과, 강제공기이동수단(C) 및 고열 살균수단(D)의 조립체(T)는 상기 공기 이동수단(A)인 닥트(1)의 하부원통(1a)의 하단 개구부(1n)를 통하여 하부원통(1a)의 내부에 수납된 다음 닥트(1)의 하단 플랜지(1f)를 원형 베이스(2)의 플랜지(2f)에 접합되게 체결공(1h)(2h)과 체결나사(n)에 의해 일체로 체결하여 조립되다.

또한 살균수단과 강제공기이동수단 등의 전기적 제어는 도시되지 않은 별도의 전자제어기에 의해 제어하게 되어 있다.

이와 같이 구성된, 본 발명의 공기 살균장치(S)를 실내에 정치(定置)한다. 수직으로 정치된 닥트(1)의 하부원통(1a)의 보다 큰 내경(r1)과, 상부원통(1b)의 보다 작은 내경(r2)의 크기 차이로 인하여, 베루누이의 효과에 의해 하단 개구부(1n)를 통하여 실내공기가 유입되어 하부원통(1a)을 거쳐 상부 원통(1b)의 통하여 상단 개구부(1u)로 배출되는 실내공기의 기류(氣流)가 형성된다. 이 기류는 자연대류의 일종이므로 외부 동력을 사용하지 않는 이점이 있다.

물론 닥트(1)의 하부원통(1a)내의 공기와 상부원통(1b)내의 공기의 온도의 편차에 의해서도 대류작용이 이루어지며, 이때 닥트(1)의 내부공간은 무동력으로 공기의 일정한 흐름장이 이루어진다.

따라서, 닥트(1)의 하부원통(1a)의 하단 개구부(1n)로 유입된 공기는 1차적으로 필터(2m)에 의해 분진이 여과된다.

이 때, 광 살균수단(B)인 복수의 자외선램프(3)에 전원을 공급하면 자외선램프(3)에서 자외선이 방출된다. 방출된 자외선에 의해 닥트(1)의 하부원통(1a) 내부의 광 살균영역(ba)은 살균능력을 가진다. 따라서 복수의 자외선램프 사이의 광 살균영역(ba)을 이동하는 공기는 자외선 광에 의해 살균처리 된다.

광 살균영역(ba)의 중심부에서 자외선램프(3) 까지의 거리는 짧을수록 좋고 실질적으로 5?15cm 정도의 짧은 거리를 유지하는 것이 바람직하다. 광 살균영역(ba)의 주위에 자외선램프가 상하 복수 단으로 배치되어 근접 위치에서 자외선의 방출량이 많으며, 또한 공기의 자연 대류에 의한 이동속도가 완만하기 때문에 공기가 유효하게 살균처리 된다.

또한 고열 살균수단인 복수의 전열히터(5)에 전원을 공급하면 전원의 조절에 따라 100?200℃의 전열이 방출된다. 이때 전열 히터의 방출 열과 복사열에 의해 고열 살균영역(da)은 살균능력을 가진다. 또한 측면 열손실을 방지하기 위해서 고열 살균영역(da) 주위에는 단열재층(5b)과 내통(5c)가 구비되어 있고 그 상부 측에는 열의 반사판(5d)이 구비되어 있기 때문에 전열히터(5)에서 방출되는 열이 축열되어 보다 고온 분위기를 유지 할 수 있다. 따라서 복수의 전열히터 사이의 고열 살균영역(da)을 이동하는 공기는 고열에 의해 살균 처리된다,

또한 공기의 고열 살균 처리 시에는 하부원통(1a)의 내부 온도가 높기 때문에 외부공기의 이동이 활발하게 되어 공기의 살균처리량이 증가된다. 또한 고열에서의 살균작용이 높기 때문에 순간 살균이 가능하여 이때에는 강제공기이동수단(C)인 송풍 팬(4)을 가동하여 실내의 공기를 신속하게 살균처리 할 수 있다.

공기 중에 존재하는 균, 예컨대 구제역(口蹄疫)의 균도 대부분 50?60℃에서 살균되며, 100?200℃에서 살아남는 균은 거의 없기 때문에 본 발명의 공기 살균장치에 의해 공기를 위생적으로 안전하게 살균처리 할 수 있다.

또한 본 발명의 공기 살균장치는 도시되지 않은 별도의 전자 제어기에 입력된 데이터에 의해 지정시간마다 간헐적으로 살균동작이 수행되거나 지속적인 살균동작이 수행될 수 있다.

실내의 공기, 또는 외부에서 환풍(換風)된 공기는 실내에서 대류(對流)되는 동안 본 발명의 공기 살균장치에 의해 공기가 살균되므로 각종 질병의 원인을 유효하게 예방할 수 있다.

본 발명의 공기 살균장치의 사용 중 각 살균수단의 기구를 조절하거나 수리할 경우에는 닥트를 베이스에서 분리하면 각 살균수단의 기구가 하나의 조립체로 분리되므로 간단하게 수리 및 부품 고체가 가능하다.

1. 닥트 1a : 하부원통 1b : 상부원통 2 : 베이스 3 : 자외선램프
4 : 송풍팬 5 : 전열히터 f1 : 세로 프레임 f2,f3,f4, : 원형프레임
ba : 광 살균영역 da : 고열 살균영역 A : 공기이동수단
B : 광 살균수단 C : 강제공기이동수단 D : 고열 살균수단

Claims (3)

1. 공기 살균장치에 있어서, 내경이 보다 큰 하부원통(1a)과 내경이 보다 작은 상부원통(1b)이 연관되어 공기가 하부원통을 통하여 상부원통으로 이동하게 된 닥트(1)로 된 공기이동수단(A)과,
   상기 닥트(1)가 설치되는, 복수의 디리(2a)를 가진 원형의 베이스(2)에 필터(2m)가 장착되고 상기 베이스(2)의 상부에 구비된 복수의 세로프레임(f1)의 하부 측에 지지된 원형 프레임(f2)에 복수의 자외선램프(3)가 지지판(3p)으로 지지되게 배치된 광 살균수단(B)과,
   상기 세로 프레임(f1)의 중간부에 지지된 원형 프레임(f3)의 지지판(4a)에 모터(4m)로 구동되는 송풍팬(4)이 장착된 강제공기이동수단(C)과,
   상기 세로프레임(f1)의 상부 측에 지지된 원형 프레임(f4)의 지지판(5a)에 복수의 전열히터(5)가 장착된 고열 살균수단(D)이 상기 닥트(1)의 하부원통(1a)에 수납되게 구성된 것을 특징으로 하는 공기 살균장치.
2. 제1항에 있어서,
   고열 살균수단(D)의 주위에 단열재층(5b)과 내통(5c)이 구비되고 상기 고열 살균수단(D)의 상부 측에 열의 반사판(5d)이 구비된 것을 특징으로 하는 공기 살균장치.
3. 제1항에 있어서,
   닥트(1)의 플랜지(1f)가 베이스(2)의 플랜지(2f)에 체결나사(n)에 의해 일체로 체결되어 닥트(1)가 살균수단의 조립체(T)가 수납되는 하우징을 겸하게 된 것을 특징으로 하는 공기 살균장치.

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