KR20120119475A - 복합 공기청정장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하우징의 일측에 공기 흡입구를 구비하고 다른 일측으로 상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 토출하는 공기 토출구를 구비하며 운영 동작을 제어하기 위한 조작패널을 갖는 공기청정장치에 관한 것으로 특히, 공기 흡입구를 통해 유입되는 공기중 부유하는 먼지에서 일정크기 이상의 먼지를 걸러내기 위한 제1 집진필터와; 상기 제1 집진필터를 통해 걸러진 공기 중 부유하는 미세 먼지를 걸러내기 위한 제2 집진필터와; 상기 제1 집진필터를 통해 걸러진 공기에서 냄세를 품기는 물질을 흡취하여 공기의 청정도를 높이기 위한 탈취필터와; 상기 탈취필터를 경유하는 공기중 부유하는 세균의 살균 및 항균의 기능을 수행하는 활성탄 필터와; 상기 활성탄 필터를 경유하는 공기에 피톤치드 발생을 위한 향나무 격자판과; 상기 향나무 격자판의 후단에 위치하며 상기 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 흡입되는 공기가 상기 필터들과 향나무 격자판을 경유하도록 하고 흡입된 공기를 상기 토출구를 통해 배출하도록 하는 팬모터; 및 상기 토출구 주변에 위치하며 조작패널에 의해 선택적으로 음이온을 생성하는 음이온발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 공기 청정기 분야에 관한 것으로 특히, 필터 방식과 음이온 방식을 복합적으로 사용하고 공기의 흐름을 바꾸어 부유먼지를 능동적으로 필터링함으로써 상대적으로 공기 청정효율을 높이고, 음이온를 이용하여 산림욕 효과를 줄 수가 있으며, 선택적으로 가습기능을 부가할 수 있는 복합 공기청정장치에 관한 것이다.
일반적으로, 깨끗한 공기, 균일한 온도 및 적정한 습도는 실내환경의 질을 결정하는 주요한 요소이나 산업화, 도시화로 인해 실내 또는 폐쇄된 공간에는 다양한 형태의 유해물질이 포함되어 있으며, 많은 사람들은 이들 유해물질에 노출된 상태로 시간을 보냄으로서 건강의 위협을 받고 있다.
예를 들면, 공기를 통해 전파되는 감염성 미생물( 포도상황색구균, 레지오넬라균, 결핵균, 아프퍼질러스, 인풀루렌자, 소아 마비균, 구제역등,), 유기오염물질( 연소화합물, 페놀화합물, 환경호르몬 등), 대기오염물질( 자동차배기가스, 소각로에서 배출되는 질소산화물, 황산화물, 다이옥신등), 유해악취가스( 포름알데히드, 아세트알데히드, 카시린, 톨루엔, 스틸렌등) 등이 실내공기에 포함되어 있으며, 이들은 인체에 축적되거나 직접적으로 영향을 미쳐 면역성을 약화시키고, 만성기관지염, 폐기능손상 등을 야기하는 등 각종 질환의 원인이 되고, 각종 전염성 질환을 일으키며, 생명을 직접적으로 위협하는 요인이 되고 있다.
이와 같은 유해한 환경으로 부터 벗어나기 위해서는 실내공기를 다양한 방식으로 처리하여 정화하는 방식이 사용되고 있으나 기존의 공기청정방식은 사용상 또는 기능상 많은 문제점을 내포하고 있다.
공기청정방식 중 필터를 사용하는 방식은 가장 일반적으로 사용되는 공기 청정 방식으로 부직포로 된 필터를 사용하여 공기중의 미세 먼지류, 곰팡이, 바이러스를 걸러 내는 방식이며, 최근에는 헤파필터(HEPA FILTER)나 울파필터(ULPA FILTER)등의 초고성능 필터를 사용하여 집진 효율을 99.9%이상 향상시킨 제품이 생산되고 있으나 정화된 공기의 신선도가 떨어지고, 주기적으로 필터를 교체하여야 하는 등 유지관리 비용이 증대되고, 사용시간이 경과할 수록 집진 성능이 저하되며, 필터를 통과하는 과정에서 소음이 발생하는 등의 단점이 있다.
다음으로, 전기집진방식은 방전원리에 의해 강력한 집진력을 갖는 접지판으로 오염된 공기를 정화하는 방식으로 필터 방식보다 미세 먼지의 집진능력이 우수한 장점이 있으나 주기적인 청소에 의해 접지판을 깨끗히 유지시켜야 함으로 일반 가정에서 사용하는 공기청정방식으로 효과적이지 못하다.
물을 이용한 방식은 팬으로 흡입한 공기를 물에 강제로 접촉시켜 오염물질을 걸러내는 방식으로 큰 먼지부터 미세 분진까지 매우 효과적으로 걸러내고, 사용된 물이 실내의 상대습도를 조절하는 기능이 있다. 그러나, 사용된 물의 수질을 지속적으로 관리하지 않으면 세균이나 바이러스가 증식됨으로 살균세척수를 사용하여야 하는 단점이 있다.
자외선을 이용하는 방식은 자외선의 여러 파장중 253.7nm의 자외선이 갖는 강력한 살균력을 이용하여 미생물이나 세균, 곰팡이류의 DNA구조를 파괴하여 살균이 이루어지도록 하는 방식으로 빛이 조사되는 동안 살균이 가능하며, 약품이나 고열에 의한 살균방법 보다 작용이 빠르고 잔류물질이 없다는 장점이 있다. 그러나, 자외선에 의한 살균효과는 자외선의 조사량( w.min/㎠)에 영향을 받고, 세균에 따라 생잔률이 다른 특징을 갖기 때문에 강제적으로 흐르는 공기에 포함된 각종 세균이 자외선에 순간적으로 노출되더라도 그 조사량은 극히 미미한 수준이기 때문에 기대되는 살균효과를 얻을 수 없다.
따라서, 공기 청정기류에 단독으로 사용되지 않고, 필터나 물의 살균 또는 광촉매산화반응을 유도하기 위한 목적으로 활용되는 한계가 있다.
음이온이나 오존을 이용한 공기청정기는 주로 6000V-12000V의 고압을 발생시켜 방전에 의해 생성시킨 음이온과 오존을 이용하며, 음이온은 신선하고 상쾌한 느낌을 갖게 하나 공기 중에 확산되기 전에 소멸되어 버리는 특성이 있고, 음이온 생성시 필연적으로 오존을 함께 생성하고, 오존은 세포막을 파괴하는 특성이 있기 때문에 사용에 따른 충분한 주의가 요구된다.
광촉매를 이용한 공기 청정방식은 광촉매로 주로 사용하는 이산화 티탄( TiO2 )의 강력한 살균.산화반응을 이용한 것이며, 나노미터 크기의 이산화티탄( TiO2 ) 결정에 380nm 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, 스틸렌등과 같은 유기휘발성 화합물(VOCs), 라돈가스, 포름알데히드등 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), 환경호로몬(Bisphenol, Nonylphenol, Estradiol), Dioxin아세트알데히드, 카시린, 톨루엔, 스틸렌 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 특성을 갖는다.
이와 같은 광촉매의 강력한 살균.산화반응을 이용하는 공기청정기는 그 광촉매작용이 기재에 코팅된 광촉매 표면에서 이루어지기 때문에 공기와의 접촉면이 크고, 표면이 깨끗이 유지될 수록 처리능력은 증대되고, 이산화티탄의 band-gabenergy(Eg)에 해당하는 빛 에너지를 충분하게 조사시켜 줌으로서 처리능력이 향상된다.
또한, 광촉매에 의한 살균.산화반응은 광촉매 표면에서의 접촉에 의해 이루어지기 때문에 광촉매 표면의 청결상태가 공기정화 효율을 결정하는 요소가 되며, 광촉매는 자외선의 흡수에 의해 초친수성을 갖기 때문에 일단 수분과 접촉하면 광촉매의 표면에 수막이 형성되어 이물질을 제거할 수 있는 자정작용이 수행되나 다른 한편으로 수막은 광촉매와 공기(오염물질)의 접촉을 막아 정화효율을 감소시키게 된다.
이때 오염물질의 산화 과정에서 발생하는 물은 극히 미세한 양이고, 반응과 동시에 수증기 형태로 증발됨으로서 자정작용에 이용되지 못한다.
이론상 촉매는 화학반응을 일으켜도 자기 자신은 변화하지 않으므로 수명이 영구적이지만 실제는 화학반응의 장소인 촉매표면이 오염됨으로 촉매로서의 활성이 저하되는 특성이 있으며, 이를 해결하기 위해서는 표면을 세정하여 재생해 주는 프로그램이 수반되어야 한다.
예를 들면, 칼슘(Ca)과 마그네슘(Mg)등의 알칼리류에 속하는 이온이 표면에 흡착하여 퇴적되는 경향이 있고, 광촉매 표면에 유기물의 부착으로 오염되는 경우라면 광촉매 반응으로 분해하는 것은 염려 없지만 무기물에 의한 오염의 경우에는 광촉매반응에 의해 분해되지 않음으로 표면에 남게 된다.
광촉매에 의한 공기정화는 이와 같은 광촉매의 특성을 충분히 반영함으로서 효율적인 정화 효과를 거둘 수 있으나 기존에 제시되고 있는 다양한 형태의 제품은 이와 같은 광촉매의 특성을 충분히 반영하지 못하여 결과적으로 공기청정능력을 스스로 제한하는 문제점이 있었다.
상술한 바와 같이 종래의 공기 청정기는 상기 열거한 바와 같은 여러 가지 공기청정 방식중에서 하나의 공기청정 방식을 선택하여 적용하고 있으며, 필터방식이 그 주류를 차지하고 있다. 그러나 종래의 공기 청정기는, 하나의 공기청정 방식을 사용하기 때문에 상대적으로 공기청정 효율이 저하되는 문제점이 있다.
상술한 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 공기 청정기 분야에 관한 것으로 특히, 필터 방식과 음이온 방식을 복합적으로 사용하고 공기의 흐름을 바꾸어 부유먼지를 능동적으로 필터링함으로써 상대적으로 공기 청정효율을 높이고, 향나무를 이용하여 산림욕 효과를 줄 수가 있으며, 선택적으로 가습기능을 부가할 수 있는 복합 공기청정장치를 제공하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 특징은, 하우징의 일측에 공기 흡입구를 구비하고 다른 일측으로 상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 토출하는 공기 토출구를 구비하며 운영 동작을 제어하기 위한 조작패널을 갖는 공기청정장치에 있어서: 공기 흡입구를 통해 유입되는 공기중 부유하는 먼지에서 일정크기 이상의 먼지를 걸러내기 위한 제1 집진필터와; 상기 제1 집진필터를 통해 걸러진 공기 중 부유하는 미세 먼지를 걸러내기 위한 제2 집진필터와; 상기 제1 집진필터를 통해 걸러진 공기에서 냄세를 품기는 물질을 흡취하여 공기의 청정도를 높이기 위한 흡취필터와; 상기 흡취필터를 경유하는 공기중 부유하는 세균의 살균 및 항균의 기능을 수행하는 활성탄 필터와; 상기 활성탄 필터를 경유하는 공기에 피톤치드 발생을 위한 향나무 격자판과; 상기 향나무 격자판의 후단에 위치하며 상기 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 흡입되는 공기가 상기 필터들과 향나무 격자판을 경유하도록 하고 흡입된 공기를 상기 토출구를 통해 배출하도록 하는 팬모터; 및 상기 토출구 주변에 위치하며 조작패널에 의해 선택적으로 음이온을 생성하는 음이온발생장치를 포함하는 데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 부가적인 특징은, 상기 활성탄 필터를 경유하는 공기에 아로마테라피 효과에 따른 향기를 제공하기 위한 아로마테라피 공기필터를 더 포함하는 데 있다.
상술한 본 발명에 따른 특징으로 인해 기대되는 효과로는, 필터 방식과 음이온 방식을 복합적으로 사용하고 향나무를 이용하여 산림욕 효과를 줄 수가 있으며, 선택적으로 아로마테라피 효과를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 외관을 보인 정면도와 배면도
도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 구성을 살펴보기 위한 측단면 예시도
도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 구성을 살펴보기 위한 측단면 예시도
발명의 상술한 목적과 여러 가지 장점은 이 기술 분야에 숙련된 사람들에 의해, 첨부된 도면을 참조하여 후술되는 본 발명의 바람직한 실시 예로부터 더욱 명확하게 될 것이다.
첨부한 도 1은 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 외관을 보인 정면도와 배면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 구성을 살펴보기 위한 측단면 예시도이다.
도시되어진 바와 같이, 본 발명에 따른 복합 공기청정장치는, 하우징 정면 하부에 흡입구를 구비하고 상단부에 토출구를 구비하며, 상기 토출구는 토출구 커버에 의해 정면측으로 개구부를 갖도록 구성되어진다.
또한, 본 발명에 따른 복합 공기청정장치는, 하우징 정면 상부에 조작패널을 구비하여 사용자가 본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 작동상태를 보다 쉽게 인지 할 수 있도록 하며 조작의 편의성을 제공한다.
본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 내부 구성을 살펴보면, 흡입구를 통해 유입되는 공기중 부유하는 먼지에서 일정크기 이상의 먼지를 걸러내기 위한 제1 집진필터(11)와; 상기 제1 집진필터(11)를 통해 걸러진 공기 중 부유하는 미세 먼지를 걸러내기 위한 제2 집진필터(12)와; 상기 제1 집진필터(11)를 통해 걸러진 공기에서 냄세를 품기는 물질을 흡취하여 공기의 청정도를 높이기 위한 탈취필터(13)와; 상기 탈취필터(13)를 경유하는 공기중 부유하는 세균의 살균 및 항균의 기능을 수행하는 활성탄 필터(14)와; 상기 활성탄 필터(14)를 경유하는 공기에 아로마테라피 효과에 따른 향기를 제공하기 위한 아로마테라피 공기필터(15)와; 상기 아로마테라피 공기필터(15)를 경유하는 공기에 피톤치드 발생을 위한 향나무 격자판(20)과; 상기 향나무 격자판(20)의 후단에 위치하며 상기 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 흡입되는 공기가 상기 필터(11 내지 15)와 향나무 격자판(20)을 경유하도록 하고 흡입된 공기를 상기 토출구를 통해 배출하도록 하는 팬모터(30); 및 상기 토출구 주변에 위치하며 조작패널에 의해 음이온을 생성하는 음이온발생장치(40)를 구비한다.
본 발명에 따른 복합 공기청정장치의 동작을 간략히 살펴보면, 조작패널에 구비되어진 전원스위치를 온동작시켜 전원이 인가되면 하우징의 내부에 설치되어 있는 팬모터(30)이 회전되면서 청정기 주변의 공기가 흡입구를 통해 강제로 유입되어진다.
이때 제1, 제2 집진필터(11, 12)는 유입되는 공기에 포함되어 있는 부유분진(미세먼지 포함)을 걸러준다.
이후 제1, 제2 집진필터(11, 12)를 경유하면서 먼지가 제거된 공기는 탈취필터(13)를 경유하면서 청정도가 상승하게 되며, 상기 탈취필터(13)를 경유하여 걸러진 공기는 활성탄 필터(14)를 거치면서 활성탄 필터(14)에 의해 살균작용이 이루어진다.
이와 같이 활성탄 필터(14)를 거친 공기는 향나무 격자판(20)으로부터 발산되는 피톤치드와 섞여지고 음이온발생기(40)로부터 발생되는 음이온과 섞여지게 됨으로써 산림욕 효과를 줄 수 있는 청정공기로 변환되어 토출구를 통하여 케이스의 외부로 토출된다.
이때 부가적으로 이때 상기 아로마테라피 공기필터(15)는 실내에 향기(Aroma)를 지속적으로 공급하여, 향기의 생화학적 작용으로 공기 중의 부유 세균의 살균과 불쾌한 냄새의 탈취 및 곤충을 퇴치하는 방충작용으로 실내공기질(IAQ : Indoor Air Quality)을 개선하여 맑고 신선한 공기를 제공하는 것과, 생리학적 작용에 의하여 심리적 불안정 회복, 질병치료, 피부미용과 치료의 효과를 얻는, 아로마테라피(Aroma Therapy) 기능을 갖는 데, 상기 아로마테라피 공기필터(15)의 구성 여부는 선택사항으로 부가적인 구성이다.
이상의 설명에서 본 발명은 특정의 실시 예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당 업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.
Claims (2)
- 하우징의 일측에 공기 흡입구를 구비하고 다른 일측으로 상기 공기 흡입구를 통해 흡입된 공기를 토출하는 공기 토출구를 구비하며 운영 동작을 제어하기 위한 조작패널을 갖는 공기청정장치에 있어서:
공기 흡입구를 통해 유입되는 공기중 부유하는 먼지에서 일정크기 이상의 먼지를 걸러내기 위한 제1 집진필터와;
상기 제1 집진필터를 통해 걸러진 공기 중 부유하는 미세 먼지를 걸러내기 위한 제2 집진필터와;
상기 제1 집진필터를 통해 걸러진 공기에서 냄세를 품기는 물질을 흡취하여 공기의 청정도를 높이기 위한 탈취필터와;
상기 탈취필터를 경유하는 공기중 부유하는 세균의 살균 및 항균의 기능을 수행하는 활성탄 필터와;
상기 활성탄 필터를 경유하는 공기에 피톤치드 발생을 위한 향나무 격자판과;
상기 향나무 격자판의 후단에 위치하며 상기 흡입구를 통해 공기를 흡입하여 흡입되는 공기가 상기 필터들과 향나무 격자판을 경유하도록 하고 흡입된 공기를 상기 토출구를 통해 배출하도록 하는 팬모터; 및
상기 토출구 주변에 위치하며 조작패널에 의해 선택적으로 음이온을 생성하는 음이온발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정장치. - 제 1항에 있어서,
상기 활성탄 필터를 경유하는 공기에 아로마테라피 효과에 따른 향기를 제공하기 위한 아로마테라피 공기필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 공기청정장치.
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