KR20140003240A

KR20140003240A - 유체 정화 장치

Info

Publication number: KR20140003240A
Application number: KR1020120071299A
Authority: KR
Inventors: 손영환; 서대웅; 이성민
Original assignee: 서울바이오시스 주식회사
Priority date: 2012-06-29
Filing date: 2012-06-29
Publication date: 2014-01-09
Also published as: WO2014003446A1; US20150174528A1; TW201400174A; TWI624300B; CN104602793A

Abstract

본 발명은 자외선 발광다이오드를 이용한 유체 정화 장치에 관한 것으로, 외관케이스, 상기 외관케이스에 수용되어, 유입되는 유체를 여과하는 유체 정화 필터, 상기 유체 정화 필터의 표면에 코팅된 광촉매 및 상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 배면에 대향하도록 상기 외관케이스에 장착되며, 상기 유체 정화 필터의 배면을 향해 복수 파장대의 광을 조사하는 광원부를 포함하는 유체 정화 장치를 제공한다. 본 발명의 유체 정화 장치는 복수 파장대의 광을 조사함으로써 살균 및 탈취 효과가 우수하고, 광촉매가 코팅된 필터를 이용함으로써 필터의 재생 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 바, 필터의 반영구적인 사용이 가능하면서도 유체의 정화 효율이 향상되는 효과가 있다.

Description

유체 정화 장치{Apparatus for cleaning fluid}

본 발명은 유체 정화 장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 자외선 발광다이오드를 이용한 유체 정화 장치에 관한 것이다.

오늘날에는 대부분의 사람이 도시생활을 하고 있고, 대부분의 도시가 자동차와 산업체 등에서 배출되는 각종 오염 물질로 오염되고 있다. 특히, 중국에서 불어오는 황사 속에 섞인 오염 물질은 태평양을 건너 미국 서부에까지 다다를 정도이며, 이러한 오염 물질은 기관지염과 같은 호흡기 장애는 물론 각종 질병을 유발하는 원인이 되기 때문에 제거할 필요가 있다.

이러한 대기 중의 오염 물질을 제거하기 위한 여러 방법 중에 대표적인 것이 공기 정화 필터를 이용한 공기 정화 필터 방식이다. 이러한 필터방식은, 공기 정화 필터를 주기적으로 교체해야 하므로 유지비용이 지속적으로 들어간다. 또한 적정 주기에 맞춰 청소 및 공기 정화 필터교체를 하지 않을 경우 공기 정화 필터 내에 세균이 번식할 수 있고 오염 물질이 토출될 수 있어 오히려 실내 환경을 오염시킬 수도 있는 문제점이 있다.

이를 해결하기 위해 필터에 자외선 등의 광에너지를 조사하여 필터에서 발생하는 세균, 곰팡이 등을 제거하는 기술이 개발되었다. 상기와 같이 자외선 램프 등을 이용하여 필터를 살균하는 방식은 필터의 세균, 곰팡이 제거에 효과적이기는 하지만, 사용함에 따라 램프 표면에 외부 이물질이나 먼지 등이 집진되어 점점 발광 효율이 떨어지는 문제가 있다. 또한, 상기 자외선 램프 등이 차지하는 공간으로 인하여 장치의 부피가 커져서 공간 활용도 측면에서 제한적인 문제가 있다.

이에, 자외선의 높은 살균 효율을 이용하여 필터의 반영구적인 사용이 가능하면서도, 광원의 발광 효율을 높게 유지할 수 있는 공기 정화 장치의 개발이 필요하다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 자외선의 높은 살균 효율을 이용하여 필터의 반영구적인 사용이 가능하면서도, 광원의 발광 효율을 높게 유지할 수 있는 유체 정화 장치를 제공함에 있다.

상기 과제를 이루기 위하여, 본 발명의 일 측면은 외관케이스, 상기 외관케이스에 수용되어, 유입되는 유체를 여과하는 유체 정화 필터, 상기 유체 정화 필터의 표면에 코팅된 광촉매 및 상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 배면에 대향하도록 상기 외관케이스에 장착되며, 상기 유체 정화 필터의 배면을 향해 복수 파장대의 광을 조사하는 광원부를 포함하는 유체 정화 장치를 제공한다.

또한 상기 과제를 이루기 위하여, 본 발명은 다른 측면은 외관케이스, 상기 외관케이스의 일단에 장착되어 유입되는 유체를 여과하는 유체 정화 필터, 및 상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면 쪽에서 상기 외관케이스의 둘레를 따라 배치되어, 상기 유체 정화 필터를 향해 유입되는 유체를 향해 복수 파장대의 광을 조사하는 광원부를 포함하는 유체 정화 장치를 제공한다.

본 발명의 유체 정화 장치는 복수 파장대의 광을 조사함으로써 살균 및 탈취 효과가 우수하고, 광촉매가 코팅된 필터를 이용함으로써 필터의 재생 효율을 향상시킬 수 있는 효과가 있는 바, 필터의 반영구적인 사용이 가능하면서도 유체의 정화 효율이 향상되는 효과가 있다.

다만, 본 발명의 기술적 효과들은 이상에서 언급한 것들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 정화 장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 정화 장치의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 정화 장치의 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 정화 장치의 분해사시도이다.
도 5는 내부에 격벽부가 형성된 예시적인 외관케이스를 유체 유입 방향으로 절단한 단면도이다.
도 6은 메탈폼(205)으로 구성된 유체 정화 필터(200)의 예시적인 평면도 및 그 일부의 확대도이다.

이하, 본 발명을 보다 구체적으로 설명하기 위하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명한다. 그러나, 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.

본 명세서에서 층이 다른 층 또는 기판 "상"에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 층 또는 기판 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 층이 개재될 수도 있다. 또한, 본 명세서에서 위쪽, 상(부), 상면 등의 방향적인 표현은 아래쪽, 하(부), 하면 등의 의미로 이해될 수 있다. 즉, 공간적인 방향의 표현은 상대적인 방향으로 이해되어야 하며, 절대적인 방향을 의미하는 것처럼 한정적으로 이해되어서는 안 된다.

본 실시예들에서 "제1", "제2", 또는 "제3"은 구성요소들에 어떠한 한정을 가하려는 것은 아니며, 다만 구성요소들을 구별하기 위한 용어로서 이해되어야 할 것이다.

또한, 본 명세서에서 도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하여 위하여 과장된 것이다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다.

제1 실시예

도 1 및 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체 정화 장치의 사시도 및 분해사시도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 상기 제1 실시예에 따른 유체 정화 장치는 외관케이스(100), 유체 정화 필터(200) 및 제1 광원부(400)를 포함한다. 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 유체 정화 필터(200)는 상기 외관케이스(100) 내에 수용되어, 상기 보관케이스(100) 내로 유입되는 유체를 여과한다. 상기 유체 정화 필터(200)의 표면에는 광촉매(300)가 코팅된다. 상기 제1 광원부(400)는 상기 유체 정화 필터(200)의 광촉매 코팅면을 향하여 광을 조사한다. 상기 제1 광원부(400)에서 상기 유체 정화 필터(200)의 광촉매 코팅면을 향하여 조사된 광은 상기 유체 정화 필터(200) 표면의 광촉매(300)를 활성화시키고, 상기와 같은 광촉매 반응에 의하여 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 오염 물질이 분해되어 제거된다. 즉, 상기 유체 정화 장치는 유체가 여과될 때 유체 정화 필터(200)에 흡착되는 오염 물질을 광촉매 반응으로 제거한다.

상기 외관케이스(100)는 정화 대상이 되는 유체, 즉 오염 물질이 포함된 유체가 유입 및 정화되는 공간으로서, 내부에 상기 유체 정화 필터(200)를 수용할 수 있는 필터수용부(110)와, 일단에 상기 제1 광원부(400)가 장착될 수 있는 제1 광원장착부(121)가 형성된다. 또한, 실시형태에 따라 상기 외관케이스(100)에는 상기 제1 광원장착부(121)의 반대쪽 타단에 팬(500)이 장착될 수 있는 팬장착부(130)와 내부에 프리필터(600)가 수용될 수 있는 프리필터수용부(140)가 추가적으로 형성될 수도 있다.

상기 유체 정화 필터(200)는 여과면이 상기 유체의 유입 방향에 수직이 되도록 상기 외관케이스(100)의 내부를 가로질러 배치된다. 따라서, 상기 외관케이스(100) 내로 유입되는 유체 내에 포함된 진드기, 바이러스, 곰팡이, 세균, 먼지, 연기, 휘발성 유기 화합물 또는 기타 악취 물질 등과 같은 오염 물질이 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된다.

상기 유체 정화 필터(200)는 유체와의 접촉 시간 및 접촉 면적을 증가시키기 위하여 허니컴을 비롯한 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유체 정화 필터(200)는 활성탄 필터나 헤파(HEPA) 필터를 비롯하여 다양한 공지의 필터가 이용될 수 있으며, 정화 대상 유체의 성질에 따라 당업자가 적절히 선택할 수 있다. 예를 들어, 상기 정화 대상 유체가 연기, 휘발성 유기 화합물 또는 기타 악취 물질 등을 주로 포함하고 있는 경우 상기 유체 정화 필터(200)는 활성탄 필터로 구성될 수 있고, 상기 정화 대상 유체가 진드기, 바이러스, 곰팡이 또는 세균 등을 주로 포함하고 있는 경우 상기 유체 정화 필터(200)는 헤파 필터로 구성될 수 있다. 또한, 상기 유체 정화 필터(200)는 하나의 필터로 구성될 수도 있고, 복수의 필터들로 구성될 수도 있다. 특히, 상기 유체 정화 필터(200)가 복수의 필터들로 구성되는 경우, 상기 복수의 필터는 동종의 필터 또는 이종의 필터가 이용될 수 있다.

또한, 상기 유체 정화 필터(200)는 메탈로 구성된 메탈필터 일 수 있고, 보다 바람직하게는 메탈폼(205)으로 구성될 수 있다.

도 6은 메탈폼(205)으로 구성된 유체 정화 필터(200)의 예시적인 평면도 및 그 일부의 확대도이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 메탈폼(205)은 내부가 3차원의 기포 형상으로 형성된 다공성의 발포금속을 의미하는 것으로서, 니켈, 철, 크롬, 알루미늄 등의 금속으로 구성될 수 있다. 특히, 상기 메탈폼(205)은 오픈 포어(open pore) 및 내부의 3차원적 기공으로 인해 단위 체적당 표면적비가 큰 장점을 갖고, 세척이 용이하며 반영구적으로 이용할 수 있는 장점이 있다.

상기 유체 정화 필터(200)의 표면, 즉 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면 또는 배면은 광촉매(300)로 코팅된다. 특히, 상기 유제 정화 필터(200)가 메탈폼(205)으로 구성되는 경우, 도 6에 도시된 바와 같이 상기 메탈폼(205)의 오픈 포어 및 3차원적 기공의 모든 표면 상에 상기 광촉매(300)가 코팅될 수 있다. 상기 광촉매(300)는 광에 의하여 활성화되어 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 오염 물질의 분해를 촉진하는 것으로서, TiO₂, SrTiO₃, WO₃, ZnO 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나 이상일 수 있다. 일 예로, 상기 광촉매(300)는 TiO₂일 수 있다.

상기 광촉매(300)는 상기 광촉매 자체가 가지는 밴드갭 에너지보다 큰 에너지의 광이 조사되면 광촉매 표면에 전자와 정공이 발생한다. 상기 발생된 전자와 정공이 공기 중의 수분 및 산소 분자와 반응하여 하이드록시 라디칼(OH-radical), 수퍼옥사이드 음이온 라디칼(O₂-radical)을 발생시킨다. 이 때, 발생된 하이드록시 라디칼은 매우 불안정한 상태로 다른 물질과의 반응성이 높으며, 특히 산화력이 뛰어나 각종 병원균과 박테리아를 비롯한 유기물을 산화시켜 분해한다. 예를 들어, 상기 광촉매(300)가 TiO₂이고, 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 오염 물질이 에틸렌 가스(C₂H₄)인 경우, 상기 에틸렌 가스는 공기 중의 수분 하에서 하기 [화학식 1]에 따라 광산화 분해되어, 상기 유체 정화 필터(200)로부터 제거된다.

[화학식 1]

C₂H₄ + 4H₂O → 2CO₂ + 6H₂

상기 제1 광원부(400)는 광조사부(410)와 고정부(420)로 구성되고, 상기 유체 정화 필터(200)의 광촉매 코팅면을 향해 광을 조사할 수 있도록 상기 외관케이스(100)에 장착된다. 일 예로, 상기 제1 광원부(400)는 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)의 정면 또는 배면에 대향배치되도록 상기 외관케이스(100)의 상기 제1 광원장착부(121)에 장착될 수 있다. 상기와 같이 장착된 제1 광원부(400)는 상기 유체 정화 필터(200)의 정면 또는 배면에 광을 조사하여 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 오염 물질을 분해하고, 상기 유체 정화 필터(200)를 통과하여 정화된 유체에 광을 조사하여 상기 유체를 2차 정화한다. 상기 제1 광원부(400)는 상기 유체 정화 필터(200)의 전 표면이 상기 제1 광원부(400)로부터 발생하는 광에 직접적으로 노출될 수 있도록 하기 위하여, 상기 유체 정화 필터(200)와 5 ㎜ 내지 50 ㎜, 더욱 바람직하게는 10 ㎜ 내지 30 ㎜ 정도 이격되어 배치되는 것이 바람직하다.

상기 제1 광원부(400)는 발광다이오드를 포함하는 것이 바람직하다. 상기 발광다이오드에 의하여 조사되는 광의 파장 영역은 200 ㎚ 내지 400 ㎚의 자외선일 수 있다. 또한, 상기 발광다이오드는 파장폭이 좁은 자외선을 발광할 수 있다.

상기 제1 광조사부(410)는 복수 파장대의 광을 조사한다. 따라서, 상기 광조사부(410)는 제1 파장대역의 광을 발광하는 제1 발광다이오드 그룹(411) 및 제2 파장대역의 광을 발광하는 제2 발광다이오드 그룹(412)을 포함할 수 있다.

상기 제1 파장대역의 광은 근자외선일 수 있고, 350 ㎚ 내지 400 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 제1 파장대역의 광은 370 ㎚ 내지 390 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광다이오드 그룹(411)은 350 ㎚ 내지 400 ㎚ 파장대역, 더욱 바람직하게는 370 ㎚ 내지 390 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 제1 발광다이오드 그룹(411)에 의해 발광된 광은 상기 유체 정화 필터(200)의 배면에 조사되어 상기 유체 정화 필터(200)의 표면에 코팅된 광촉매(300)를 활성화시킨다. 상기 광촉매(300)의 활성화에 의해, 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 각종 병원균과 박테리아를 비롯한 유기물과 같은 오염 물질이 광산화 분해된다. 상기와 같이 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 오염 물질이 분해되면, 상기 유체 정화 필터(200)는 재사용될 수 있다.

상기 제2 파장대역의 광은 심자외선일 수 있고, 200 ㎚ 내지 300 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 제1 파장대역의 광은 250 ㎚ 내지 290 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광다이오드 그룹(412)은 200 ㎚ 내지 300 ㎚ 파장대역, 더욱 바람직하게는 250 ㎚ 내지 290 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 제2 발광다이오드 그룹(412)에 의해 발광되는 제2 파장대역의 광은 상기 제1 파장대역의 광과 마찬가지로 상기 광촉매(300)에 조사되어 상기 광산화 분해 반응을 촉진할 수 있다. 동시에, 상기 제2 파장대역의 광은 각종 병원균과 박테리아와 같은 미생물의 세포벽이나 세포막을 파괴한다. 따라서, 상기 제2 파장대역의 광은 광촉매에 의한 광산화 분해 반응을 거치지 않아도, 유체 내에 포함된 미생물을 살균할 수 있다. 즉, 상기 제2 파장대역의 광은 광촉매 활성화 촉진 및 살균을 동시에 수행한다.

상기와 같이, 광조사부(410)를 제1 발광다이오드 그룹(411)만으로 구성하는 것이 아니라, 제2 발광다이오드 그룹(412)도 함께 포함시켜 구성함으로써, 광원부(400)에 의한 광촉매 활성화 효율 및 살균 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 유체 정화 장치는 팬(500)을 더 포함할 수 있다. 상기 팬(500)은 상기 외관케이스(100)의 상기 팬장착부(130)에 장착되어, 회전력으로 유체를 상기 외관케이스(100) 내로 흡입하고 정화된 공기를 다시 외부로 토출하는 역할을 한다. 따라서, 상기 팬(500)은 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)의 정면 또는 배면에 대향배치되는 것이 바람직하다. 상기 팬(500)이 유체 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)보다 앞쪽에 배치는 경우, 회전면이 상기 유체 정화 필터(200)의 정면에 대향배치된다. 이로써, 상기 유체는 상기 팬(500)의 회전에 의하여 상기 외관케이스(100) 내부로 흡입되고, 외관 케이스(100) 내부로 흡입된 상기 유체는 상기 유체 정화 필터(200)를 통과하면서 정화되는 것이다. 특히, 상기 팬(500)은 그 회전 속도를 조절함으로써 상기 외관케이스(100) 내로 흡입되는 유체의 흐름을 조절할 수 있다. 상기와 같이 유체의 흐름을 조절함으로써, 필터와 유체 간의 접촉 시간이나 유체의 투과력 등을 조절할 수 있게 된다. 또한, 상기 팬(500)의 회전에 의하여 상기 외관케이스(100) 내부를 향해 발생하는 흡입력은 상기 유체 정화 필터(200)를 통과하여 정화된 유체를 외부로 토출시키는 추진력(driving force)의 역할도 하고, 상기 유체 정화 필터(200) 상에서 상기 광촉매(300)에 의하여 분해된 오염 물질들을 제거하는 역할도 한다. 또한, 상기 팬(500)이 유체 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)보다 뒤쪽에 배치되는 경우, 상기 팬(500)은 상기 유체 정화 필터(200)에 의해 발생 가능한 유체 흐름의 압력 손실을 낮추어 보다 원활한 유체 흐름을 유도할 수 있다.

상기 유체 정화 장치는 프리필터(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 프리필터(600)는 상기 외관케이스(100)의 상기 프리필터수용부(140)에 수용되어 상기 팬(500)에 의하여 상기 외관케이스(100) 내부로 흡입된 유체가 상기 유체 정화 필터(200)를 거치기 전에, 일단 비교적 크기가 큰 입자들을 여과하는 역할을 한다. 따라서, 상기 프리필터(600)는 상기 팬(500)과 상기 유체 정화 필터(200) 사이에 개재되고, 여과면이 상기 유체 정화 필터(200)의 정면에 대향하도록 상기 외관케이스(100)에 수용되는 것이 바람직하다. 일 예로, 상기 프리필터(600)는 미세 공극을 가진 부직포로 구성될 수 있다.

제2 실시예

도 3 및 도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체 정화 장치의 사시도 및 분해사시도이다.

상기 도 3 및 도 4에 도시된 제2 실시예에 따른 유체 정화 장치는 상기 제1 실시예와는 별도의 유체 정화 장치로 구현될 수 있고, 상기 제1 실시예에 상기 제2 광원부(450)의 구성을 추가함으로써 구현될 수도 있다. 이하에서는 제1 실시예와는 별도로 구현된 유체 정화 장치를 예로 들어 설명하나, 상기 제2 시시예의 권리범위는 이에 한정되지 아니한다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 제2 실시예에 따른 유체 정화 장치는 외관케이스(100), 유체 정화 필터(200) 및 제2 광원부(450)를 포함한다.상기 외관케이스(100)는 정화 대상이 되는 유체, 즉 오염 물질이 포함된 유체가 유입되는 공간으로서, 정화 대상 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 제2 광원부(450)가 장착될 수 있는 제2 광원장착부(125)와 상기 유체 정화 필터(200)가 장착될 수 있는 필터장착부(150)가 상기 외관케이스(100)의 일단에 순차적으로 형성된다. 특히, 상기 제2 광원장착부(125)는 상기 외관케이스(100)의 둘레를 따라 상기 제2 광원부(450)가 배치될 수 있도록 형성된다. 또한, 실시형태에 따라 상기 외관케이스(100)에는 내부에 프리필터(600)가 수용될 수 있는 프리필터수용부(140)가 추가적으로 형성될 수도 있고, 정화 대상 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 외관케이스(100)의 타단의 둘레에는 상기 유체 정화 장치의 둘레를 따라 존재하는 정화 대상 유체의 유입을 용이하게 하기 위한 홈(160)이 추가적으로 형성될 수도 있다.

도 5 내부에 격벽부(800)가 형성된 외관케이스(100)에서 유체 유입 방향으로 취한 단면도이다.

도 5를 참조하면, 상기 외관케이스(100)의 내부에는 적어도 하나의 격벽부(800)가 형성될 수 있다. 상기 격벽부(800)는 상기 유체 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)의 정면에 대향하도록 상기 외관케이스의 내부에 배치될 수 있다. 상기 격벽부(800)는 상기 외관케이스(100) 둘레의 일 벽면에서 상기 유체 정화 필터(200)의 정면에 대향하는 방향으로 돌출되는 형태로 배치되어 상기 외관케이스(100)의 내부를 구획화하고, 상기 외관케이스(100) 내부로 유입되는 상기 정화 대상 유체는 상기 격벽부(800)에 의해 나뉘어진 구획을 따라 흐르게 된다. 즉, 상기 외관케이스(100) 내부로 유입된 유체는 상기 외관케이스(100)와 격벽부(800)에 의해 형성되는 이격 공간으로만 흐를 수 있게 되므로, 상기 외관케이스(100) 내부에서 상기 격벽부(800)를 따라 유체가 흐르게 된다. 따라서, 상기 외관케이스(100) 내부로 유입된 유체는 상기 격벽부(800)에 의해서 상기 외관케이스 내부에서 머무르는 시간이 더욱 증가하게 된다. 상기 격벽부(800)가 복수 개로 포함되는 경우, 상기 격벽부(800)는 상기 외관케이스(100)의 내부를 지그재그 형상으로 구획화할 수 있도록 배치되는 것이 바람직하다.

다시 도 3 및 도 4를 참조하면, 상기 유체 정화 필터(200)는 여과면이 상기 유체의 유입 방향에 수직이 되도록 상기 외관케이스(100)의 내부를 가로질러 배치된다. 따라서, 상기 외관케이스(100) 내로 유입되는 유체 내에 포함된 진드기, 바이러스, 곰팡이, 세균, 먼지, 연기, 휘발성 유기 화합물 또는 기타 악취 물질 등과 같은 오염 물질이 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된다. 상기 유체 정화 필터(200)의 종류 및 구성은 상기 제1 실시예에 따른 유체 정화 장치에 관하여 설명한 바와 동일하다.

상기 유체 정화 필터(200)의 표면, 즉 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면 또는 배면은 광촉매(300)로 코팅될 수 있다. 상기 광촉매(300)의 종류 및 역할은 상기 제1 실시예에 따른 유체 정화 장치에 관하여 설명한 바와 동일하다.

상기 제2 광원부(450)는 광조사부(410)와 고정부(420)으로 구성되고, 상기 광조사부(410)는 상기 고정부(420)에 고정되어 상기 외관케이스(100)의 상기 제2 광원장착부(125)에 장착된다. 따라서, 상기 제2 광원부(450)는 상기 외관케이스(100)의 둘레를 따라 배치되어, 상기 외관케이스(100) 내부로 유입되는 정화 대상 유체를 향해 광을 조사한다. 상기 제2 광원부(450)에서 발생한 광의 일부는 상기 유체 정화 필터(200)의 광촉매(300)를 향해 조사될 수도 있다.

또한, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 외관케이스(100) 내에 격벽부(800)가 추가로 형성되는 경우에는 상기 제2 광원부(450)가 상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 격벽부의 정면 또는 배면에 배치될 수 있다. 상기와 같이, 격벽부(800)의 정면 또는 배면에 배치되는 경우, 상기 제2 광원부(450)는 유체가 상기 격벽부(800)에 의해 구획화된 공간을 따라 유동하는 동안 상기 유체를 향해 광을 조사할 수 있다.

상기 광조사부(410)는 복수 파장대의 광을 조사한다. 따라서, 상기 광조사부(410)는 제1 파장대역의 광을 발광하는 제1 발광다이오드 그룹(411) 및 제2 파장대역의 광을 발광하는 제2 발광다이오드 그룹(412)을 포함할 수 있다.

상기 제1 파장대역의 광은 근자외선일 수 있고, 350 ㎚ 내지 400 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 제1 파장대역의 광은 370 ㎚ 내지 390 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 따라서, 상기 제1 발광다이오드 그룹(411)은 350 ㎚ 내지 400 ㎚ 파장대역, 더욱 바람직하게는 370 ㎚ 내지 390 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함할 수 있다. 상기 제1 발광다이오드 그룹(411)에 의해 발광된 광은 상기 외관케이스(100) 내부로 흡입되는 유체에 직접 조사되어 상기 유체 내의 각종 미생물을 살균한다. 따라서, 상기 제1 발광다이오드 그룹(411)에 의해 살균 과정을 거친 유체가 상기 유체 정화 필터(200)로 유입된다. 또한, 상기 제1 발광다이오드 그룹(411)에 의해 발광된 광의 나머지 일부는 상기 유체 정화 필터(200)로 직접 또는 간접적으로 조사되어 상기 유체 정화 필터(200)의 표면에 코팅된 광촉매(300)를 활성화시킨다. 상기 광촉매(300)의 활성화에 의해, 상기 유체 정화 필터(200)에 흡착된 각종 병원균과 박테리아를 비롯한 유기물과 같은 오염 물질이 광산화 분해된다.

상기 제2 파장대역의 광은 심자외선일 수 있고, 200 ㎚ 내지 300 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 더욱 바람직하게, 상기 제1 파장대역의 광은 250 ㎚ 내지 290 ㎚ 파장대역의 광일 수 있다. 따라서, 상기 제2 발광다이오드 그룹(412)은 200 ㎚ 내지 300 ㎚ 파장대역, 더욱 바람직하게는 250 ㎚ 내지 290 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함할 수 있다. 특히, 상기 제2 발광다이오드 그룹(412)에 의해 발광되는 제2 파장대역의 광은 상기 외관케이스(100) 내로 유입되는 유체에 직접 조사되어 상기 유체 내의 각종 미생물을 살균한다. 특히, 상기 제2 발광다이오드 그룹(412)에 의하여 발광되는 제2 파장대역의 광은 상기 제1 파장대역의 광에 비하여 미생물의 세포벽이나 세포막을 파괴하는 살균력이 훨씬 강하기 때문에, 정화 대상 유체를 1차적으로 선살균한 다음 상기 유제 정화 필터(200)로 유입시킬 수 있다.

상기와 같이, 광원부(400)를 제1 및 제2 발광다이오드 그룹(411, 412)으로 구성함으로써, 1차적으로 살균된 유체를 상기 유체 정화 필터(200)로 유입시킬 수 있게 된다.

상기 유체 정화 장치는 팬(500)을 더 포함할 수 있다. 상기 팬(500)은 팬고정부(700)를 통해 상기 유체 정화 필터(200)의 배면에 장착되어, 회전력으로 상기 유체 정화 필터(200)에 의해 정화된 유체를 외부로 토출시킨다. 따라서, 상기 팬(500)은 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)의 배면에 대향배치되는 것이 바람직하다. 즉, 유체 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)보다 뒤쪽에 배치되고, 회전면이 상기 유체 정화 필터(200)의 배면에 대향배치된다.

상기 유체 정화 장치는 프리필터(600)를 더 포함할 수 있다. 상기 프리필터(600)는 상기 외관케이스(100)의 상기 프리필터수용부(140)에 수용되어 상기 외관케이스(100) 내부로 흡입되는 유체가 광원부(400)에 의해 살균되기 전에, 일단 비교적 크기가 큰 입자들을 여과하는 역할을 한다. 따라서, 상기 프리필터(600)는 유체 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터(200)보다 앞쪽에 배치되고, 여과면이 상기 유체 정화 필터(200)의 정면에 대향하도록 상기 외관케이스(100)에 수용되는 것이 바람직하다.

이상, 본 발명을 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되지 않고, 본 발명의 기술적 사상 및 범위 내에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러가지 변형 및 변경이 가능하다.

100: 외관케이스 110: 필터수용부
121: 제1 광원장착부 125: 제2 광원장착부
130: 팬장착부 140: 프리필터수용부
150: 필터장착부 200: 유체 정화 필터
300: 광촉매 400: 제1 광원부
450: 제2 광원부 410: 광조사부
411: 제1 발광다이오드 그룹 412: 제2 발광다이오드 그룹
420: 고정부 500: 팬
600: 프리필터 700: 팬고정부

Claims

외관케이스;
상기 외관케이스에 수용되어, 유입되는 유체를 여과하는 유체 정화 필터;
상기 유체 정화 필터의 표면에 코팅된 광촉매; 및
상기 유체 정화 필터의 광촉매 코팅면을 향해 복수 파장대의 광을 조사하도록 상기 외관케이스에 장착되는 제1 광원부를 포함하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 광원부는 상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 필터면에 대향하도록 상기 외관케이스에 장착되어, 상기 유체 정화 필터의 필터면을 향해 광을 조사하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 제1 광원부는 자외선 발광다이오드를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서, 상기 제1 광원부는
제1 파장대역의 광을 발광하는 제1 발광다이오드 그룹; 및
제2 파장대역의 광을 발광하는 제2 발광다이오드 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 발광다이오드 그룹은 350 ㎚ 내지 400 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하고, 상기 제2 발광다이오드 그룹은 200 ㎚ 내지 300 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제4항에 있어서,
상기 제1 발광다이오드 그룹은 370 ㎚ 내지 390 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하고, 상기 제2 발광다이오드 그룹은 250 ㎚ 내지 290 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 유체 정화 필터는 메탈폼인 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 광촉매는 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면 또는 배면에 코팅된 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 광촉매는 TiO₂, SrTiO₃, WO₃, ZnO 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면에 대향하도록 상기 외관케이스에 장착되는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제10항에 있어서,
상기 팬과 상기 유체 정화 필터 사이에 개재되는 프리필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
유체의 유입 방향을 기준으로 상기 광원부의 배면에 장착되는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면 쪽에서 상기 외관케이스 내부에 배치되어, 상기 유체 정화 필터를 향해 유입되는 유체를 향해 복수 파장대의 광을 조사하는 제2 광원부를 포함하는 유체 정화 장치.
제13항에 있어서,
상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면에 대향하도록 상기 외관케이스의 내부에 배치되는 적어도 하나의 격벽부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제13항에 있어서,
상기 제2 광원부는 상기 유체 정화 필터의 정면 쪽에서 상기 외관케이스의 둘레를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제14항에 있어서,
상기 제2 광원부는 상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 격벽부의 정면 또는 배면에 배치되거나, 또는 상기 유체 정화 필터의 정면 쪽에서 상기 외관케이스의 둘레를 따라 배치되는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제13항에 있어서, 상기 제2 광원부는
350 ㎚ 내지 400 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하는 제1 발광다이오드 그룹; 및
200 ㎚ 내지 300 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하는 제2 발광다이오드 그룹을 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제17항에 있어서,
상기 제1 발광다이오드 그룹은 370 ㎚ 내지 390 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오드를 하나 이상 포함하고, 상기 제2 발광다이오드 그룹은 250 ㎚ 내지 290 ㎚ 파장대역의 광을 발광하는 발광다이오를 하나 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제13항에 있어서,
상기 유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면 또는 배면에 코팅된 광촉매를 더 포함하고, 상기 광촉매는 TiO₂, SrTiO₃, WO₃, ZnO 및 이들의 혼합물로 구성된 군에서 선택되는 어느 하나인 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제13항에 있어서,
유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 배면에 장착되는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.
제20항에 있어서,
유체의 유입 방향을 기준으로 상기 유체 정화 필터의 정면에 대향하도록 상기 외관케이스에 장착되는 프리필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유체 정화 장치.