KR20170036434A - 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기 - Google Patents

가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기 Download PDF

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Abstract

가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기에 대한 발명이 개시된다. 개시된 발명은: 케이스와; 케이스 내부에 마련되며, 공기가 유입되는 살균하우징과; 살균하우징의 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 제1엘이디와; 살균하우징의 내부에 설치되며, 제1엘이디에서 조사되는 자외선과 광반응하는 광촉매부와; 살균하우징 내부에 유입된 공기가 배출되는 배출노즐과; 케이스 내부에 마련되어 물을 수용하며, 배출노즐을 통해 배출되는 공기가 유입되는 물탱크와; 물탱크에 설치되며, 물탱크에 수용된 물을 무화(霧化)시키는 무화부; 및 물탱크에 구비되며, 물탱크 내부의 공기가 물탱크 내부에서 무화된 물과 혼합되어 배출되는 배출부를 포함한다.

Description

가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기{AIR CLEANER FOR VEHICLE WITH HUMIDIFICATION FUNCTION}
본 발명은 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량 내부의 공기 정화 및 습도 조절을 위해 사용되는 차량용 공기 청정기에 관한 것이다.
산화티타늄(TiO2)은 그것이 코팅되는 기질의 종류와 관계 없이 높은 부착력을 유지하며, 산화티타늄에 광여기 반응을 일으킬 수 있는 광원(주로 자외선)이 제공되면 광촉매 활성을 나타낸다.
특히 산화티타늄을 이용한 광촉매 반응은 항균, 탈취 등의 효과를 가지고 있어서 공기 정화용으로 많이 사용되고 있다. 가령, 공기가 산화티타늄이 코팅된 광촉매 필터(TiO2 ceramic form filter)를 통과하도록 하면서, 광촉매 필터에 자외선을 조사하여 광촉매 반응이 일어나도록 함으로써, 공기의 악취를 탈취하는 방식은 현재 널리 사용되어 오고 있는 탈취 방식이다.
산화티타늄은 그 자체로 사용되기보다는 기체(Base) 상에 코팅된 형태로 사용되는 것이 일반적이므로, 산화티타늄이 코팅된 광촉매 필터의 형상은 기체의 형상에 의해 결정되는 것이 대부분이다.
산화티타늄에 의한 탈취는 주로 중대형 공조기에서 이용되어 왔고, 소형 또는 가정용 공기 정화기에서는 잘 사용되지 않고 있다.
공기의 유동량이 많으며 유동하는 면적이 큰 대형 공조기의 경우에는 자외선을 강하게 발생시키고 광촉매 필터를 크게 구성하면 별다른 문제 없이 탈취 효과를 거둘 수 있었다.
하지만 소형 공기 정화기의 경우에는 광촉매 필터의 크기도 한정되어 있고, 자외선을 발생시키는 장치의 크기도 제한될 수밖에 없으며, 공기 유동량도 적다. 따라서 소형 광촉매 필터와 자외선 발생구조로도 일정 수준 이상의 탈취 효율을 가지는 공기 정화기를 개발하는 것이 시급하다. 특히 가정용 공기 정화기라면 소음을 고려하지 않을 수 없고, 전기 소모량 역시 매우 민감하게 고려하여야 한다. 그러나 종래에는 중대형 공조기에 무게를 두고 기술이 개발되어 왔기 때문에, 이러한 새로운 환경에 적용하기에 적합한 기술이 거의 없다.
소형 공기 정화기에서 광촉매 필터의 효율을 높이겠다는 의도 하에 자외선을 무작정 강하게 조사한다면 광촉매 필터의 효율을 보장받지 못한 상태에서 강한 자외선이 조사되는 영역의 소재가 빨리 변성하거나 전기 소모량이 너무 높아질 수밖에 없다. 또한 UV LED를 더 많이 설치해야 하는 점, 그리고 UV LED의 수명이 짧아진다는 점은 원가를 상승시키는 또 하나의 요인이 될 것이다.
또한, 산화티타늄이 가장 잘 흡수하는 파장대 영역으로 알려져 있는 270nm 부근의 피크파장을 가지는 UV LED를 사용해야 공기 정화기의 효율을 높일 수 있을 것이라 막연히 예상할 수는 있겠으나, 실제로 270nm의 피크파장을 가지는 UV LED가 조사하는 자외선의 세기는 사용되는 전력에 비해 상당히 약한 수준이기 때문에, 막연히 270nm의 피크파장을 가지는 UV LED를 사용한다고 해서 탈취 효율이 좋다고 할 수는 없다.
작은 크기로도 효율을 높일 수 있는 광촉매 필터의 형상이나 치수, 그리고 자외선 광원과의 관계 역시 새롭게 연구되어야 한다. 특히 광촉매 필터의 형상이나 치수 등은 공기 저항과 밀접한 관련이 있다 할 것인데, 소형 공기 정화기에 적용할 수 있는 팬의 규격이나 성능은 제한적일 수밖에 없으므로, 소형 공기 정화기에서 유동 저항을 줄임으로써 공기의 유동을 원활하게 유지하는 것 역시 공기 정화기로서 제 기능을 하는데 중요한 과제이다.
아울러 광촉매 필터 자체의 광촉매 활성화 효율을 높일 수 있는 필터의 제조방법도 모색해야 할 필요성이 있다. 작은 부피의 광촉매 필터만으로도 보다 큰 탈취 효과를 거둘 수 있는 기술은 소형 공기 정화기에 관한 기술분야에서 가장 필요한 기술 중 하나라 해도 과언이 아니다.
다음으로, UV LED와 광촉매 필터를 활용하여 컴팩트한 공기 정화기를 구성함에 있어서, 어떠한 순서로 팬과 각종 필터를 배치해야 할지도 신중하게 고려해야 사항이다.
종래의 중대형 공조기에서는 집진 필터로 먼저 먼지를 걸러 준 후 광촉매 필터로 탈취를 하였는데, 필터는 유동하는 공기의 압력을 떨어뜨리는 가장 큰 구성인바, 이를 그대로 소형 공기 정화기에 적용한다고 해서 광촉매 필터가 중대형 공조기에 사용될 때처럼 그 기능을 발휘할 지는 미지수이다.
또한 가정에서는 공기 중에 떠다니는 유해 세균을 잡아 줄 필요성이 있는데, 세균까지 걸러준다고 알려져 있는 헤파필터는 공기 저항이 심한 필터이기 때문에 공기 정화기가 작아질수록 적용하기 어렵고, 이를 설치함으로 인해 공기 저항이 심해지면 오히려 광촉매 필터의 탈취 반응에도 영향을 미칠 수 있으므로, 공기 정화기 내에 공기 유동을 크게 방해하지 않으면서도 세균을 효율적으로 제거할 수 있는 다른 방안은 없을 지 모색할 필요성이 있다.
특히 담배를 피우면 좀처럼 냄새가 빠지지 않는 차량 내부는 탈취 효율이 뛰어난 공기 정화기가 절실히 요구되는 공간인데, 차량 내부는 매우 좁기 때문에, 공간을 거의 차지하지 않으면서도 상당한 수준의 공기 정화 능력을 가지는 공기 정화기가 필요하다. 특히 차량은 흔들림이 많은 공간이므로, 그러한 환경에서도 고정된 위치를 잘 유지할 수 있는 형태가 요구되며, 설치가 간단해야 할 것이다.
특히 차량용 공기 청정기는 대부분 완성차 업체에서 옵션으로 내세우는 상황이어서 차량을 바꿀 때 공기 청정기를 계속 쓸 수 없다는 문제가 있는바, 차량용 공기 청정기에 관한 기술분야에서는 포터블한 공기 청정기에 대한 수요가 높을 수밖에 없다.
아울러 너무 기능만 강조한 나머지 유지 보수가 어렵거나 제작이 어렵게 된다면 상품성이 떨어짐은 물론 사용자가 불편을 느낄 것이므로, 구조가 복잡하지 않고 제작이 어렵지 않으며 유지보수가 편리하여야 한다.
본 발명은 차량에서 사용할 수 있을 정도로 컴팩트하고, 차량 실내 공간에 간단하게 고정할 수 있으며, 건조한 차량 실내 공간의 습도를 조절할 수 있는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기를 제공하는 데 그 목적이 있다.
본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기는: 케이스와; 상기 케이스 내부에 마련되며, 공기가 유입되는 살균하우징과; 상기 살균하우징의 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 제1엘이디와; 상기 살균하우징의 내부에 설치되며, 상기 제1엘이디에서 조사되는 자외선과 광반응하는 광촉매부와; 상기 살균하우징 내부에 유입된 공기가 배출되는 배출노즐과; 상기 케이스 내부에 마련되어 물을 수용하며, 상기 배출노즐을 통해 배출되는 공기가 유입되는 물탱크와; 상기 물탱크에 설치되며, 상기 물탱크에 수용된 물을 무화(霧化)시키는 무화부; 및 상기 물탱크에 구비되며, 물탱크 내부의 공기가 상기 물탱크 내부에서 무화된 물과 혼합되어 배출되는 배출부를 포함한다.
또한 상기 물탱크에는, 상기 물탱크에 물을 공급하기 위한 물통이 장착되는 물통장착부가 구비되고; 상기 물통은, PET 재질의 물병 또는 음료병인 것이 바람직하다.
또한 상기 제1엘이디는, 340∼380㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하는 것이 바람직하다.
또한 상기 광촉매부는, 산화티타늄(TiO2)을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다.
또한 상기 무화부는, 초음파를 발생시켜 상기 물탱크에 수용된 물을 무화시키는 초음파 진동자를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 케이스 내부에 구비되며, 공기를 상기 살균하우징 내부로 유입시키고 상기 살균하우징 내부로 유입된 공기를 상기 배출노즐을 통해 배출시키는 공기 흐름을 발생시키는 팬을 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 케이스는, 상부케이스, 및 상기 상부케이스보다 직경이 작은 하부케이스를 포함하고; 상기 팬은, 상기 하부케이스에 마련되며; 상기 팬에 의해 상기 케이스 내부로 공기가 흡입되는 흡입 그레이트는, 상기 하부케이스의 상부 측면에 형성되는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 살균하우징의 내부에 설치되며, 상기 제1엘이디와 다른 피크 파장을 갖는 자외선을 조사하는 제2엘이디를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 제2엘이디는, 200~280㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하는 것이 바람직하다.
또한 본 발명은 상기 살균하우징의 내부로 유입되는 공기를 필터링하는 필터부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 필터부는, 상기 살균하우징의 내부로 유입되는 공기 중의 먼지를 제거하기 위한 헤파 필터, 및 상기 살균하우징의 내부로 유입되는 공기 중의 냄새를 제거하기 위한 카본 필터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것이 바람직하다.
또한 상기 케이스는, 상부케이스, 및 상기 상부케이스보다 직경이 작은 하부케이스를 포함하고; 상기 물탱크는, 상기 케이스에 마련되는 것이 바람직하다.
본 발명의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기에 따르면, 차량용 컵홀더에 끼워 사용하게 편리한 형상과 컴팩트한 크기로 제공되어 사용이 편리할 뿐 아니라, 에너시 소모가 적으면서도 공기 정화 능력이 뛰어난 장점이 있다.
또한 본 발명은 컴팩트한 크기를 갖는 하나의 기기로 공기 정화 기능과 가습 기능을 함께 구현할 수 있어 실내 공기의 살균, 탈취를 효과적으로 수행하면서 실내의 습도 또한 효과적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 차량용 공기 청정기의 단면을 도시한 단면도이다.
도 3은 자외선 파장에 따른 광촉매의 자외선 흡수율을 나타낸 그래프이다.
도 4는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기에 물통이 장착된 상태를 보여주는 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 차량용 공기 청정기의 단면을 도시한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기의 작용을 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기의 일 실시예를 설명한다. 설명의 편의를 위해 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1에 도시된 차량용 공기 청정기의 단면을 도시한 단면도이며, 도 3은 자외선 파장에 따른 광촉매의 자외선 흡수율을 나타낸 그래프이다. 또한 도 4는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기에 물통이 장착된 상태를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 차량용 공기 청정기의 단면을 도시한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 케이스(110)와, 살균하우징(120)과, 제1엘이디(130)와, 광촉매부(140)와, 배출노즐(150)과, 물탱크(160)와, 무화부(170) 및 배출부(180)를 포함한다.
케이스(110)는 본 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)의 외관을 형성하며, 이러한 케이스(110)의 내부에는 살균하우징(120), 제1엘이디(130), 광촉매부(140), 물탱크(160) 등과 같은 구성들이 내장된다.
본 실시예에 따르면, 케이스(110)는 상대적으로 직경이 큰 상부케이스(111)와 상부케이스(111)보다는 직경이 약간 작게 구성된 하부케이스(113), 그리고 상부케이스(111)의 상단에 위치하는 상면케이스(115)를 포함한다.
상부케이스(111)의 내부에는 물탱크(160)가 수용되고, 상부케이스(111)의 개방된 상부에는 상면케이스(115)가 덮여진다. 상면케이스(115)에는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)를 온-오프 동작과 공기 유동량(바람 세기), 가습량 등을 조절할 수 있는 조작버튼(112)이 구비될 수 있다.
그리고 하부케이스(113)는 상부케이스(111)의 하부에 배치되며, 하부케이스(113)의 내부에는 살균하우징(120), 제1엘이디(130), 광촉매부(140) 등과 같은 구성들이 수용된다.
하부케이스(113)는, 차량용 컵홀더에 삽입될 수 있도록 차량용 컵홀더의 내부 직경과 동일하거나 그보다 작은 직경을 갖도록 형성되는 것이 바람직하다.
그리고 하부케이스(113)보다 상대적으로 직경이 큰 상부케이스(111)는, 그 직경이 차랑용 컵홀더의 상단부 직경보다 큰 직경을 갖도록 형성됨으로써, 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)를 차량용 컵홀더에 끼워 고정하는 경우 상부케이스(111)까지 차량용 컵홀더 내부로 들어가지는 않도록 하는 것이 바람직하다.
살균하우징(120)은, 케이스(110)의 내부에 마련된다. 살균하우징(120)의 내부에는 공기가 유입되며, 제1엘이디(130), 광촉매부(140)가 설치되기 위한 수용공간이 형성된다.
제1엘이디(130)는, 살균하우징(120)의 내부에 설치되어 살균하우징(120)의 내부에 자외선을 조사하되, 340~380㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하도록 구비된다.
340~380㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선 중, 특히 365㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선은 광촉매의 촉매작용을 촉진시켜 유해성분이나 오염, 냄새 등을 분해시키는데 효과가 크다.
자외선 파장에 따른 광촉매의 자외선 흡수율은, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 270nm 부근의 파장을 가장 잘 흡수하고, 400nm로 갈수록 흡수율이 선형적으로 떨어짐을 알 수 있다.
그러나 실제 자외선 엘이디(UV LED)를 사용할 때 광촉매 효율이 가장 뛰어나게 활성화되는 피크 파장의 자외선 엘이디는 365nm임을 확인할 수 있었다. 이는 자외선 엘이디의 발광효율 때문인데, 자외선 엘이디의 특성 상 피크 파장이 작은 자외선 엘이디일수록 소자의 발광 효율이 급격히 떨어지기 때문에 낮은 피크 파장을 가지는 자외선 엘이디를 사용하여 광촉매 표면에서 필요한 적정 자외선 세기를 맞추기 위해서는 많은 수의 자외선 엘이디를 사용해야 한다.
그러나 많은 수의 자외선 엘이디를 사용하면 방열이 더더욱 어려워지고, 비용 자체가 급격히 증가하게 된다. 이를 염두하여 실험한 결과 340nm 이하의 피크 파장을 가지는 자외선 엘이디를 사용하게 되면 광촉매에 의한 탈취 효율이 급격히 떨어짐을 확인할 수 있었다.
또한 380nm 이상의 피크 파장을 가지는 자외선 엘이디를 사용할 때에는 광촉매의 자외선 흡수율 자체가 많이 떨어지게 된다. 실험 결과 피크 파장이 360nm 이상이고 370nm 이하인 자외선 엘이디를 사용해야 광촉매에 의한 탈취 성능을 가장 높일 수 있음을 확인할 수 있었다.
본 실시예에서는, 제1엘이디(130)가 365㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하도록 구비되는 것으로 예시되며, 이와 같이 구비되는 제1엘이디(130)의 작용에 의해 후술할 광촉매부(140)에서의 탈취 작용이 활발하게 일어날 수 있게 된다.
아울러 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 제2엘이디(135)를 더 포함할 수 있다. 제2엘이디(135)는, 살균하우징(120)의 내부에 설치되며, 제1엘이디(130)와 다른 피크 파장의 자외선, 예를 들면 200~280㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하도록 구비된다.
본 실시예에서는, 제2엘이디(135)가 275㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하도록 구비되는 것으로 예시되며, 이와 같이 구비되는 제2엘이디(135)가 광촉매부(140)를 향해 조사되므로, 직접 살균효과는 물론 광촉매효율을 더 높일 수 있는 효과를 가진다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 광촉매부(140)는, 제1엘이디(130)에서 조사되는 자외선과 광반응하도록 구비된다. 이러한 광촉매부(140)는, 광촉매부(140)의 골격을 이루는 지지체(미도시)에 산화티타늄(TiO2)과 같은 광촉매가 코팅된 형태로 형성될 수 있다.
이와 같이 형성되는 광촉매부(140)에서는, 제1엘이디(130)를 통해 조사되는 자외선에 의해 광촉매 표면이 활성화되는 반응이 일어나게 되고, 이러한 반응을 통해 광촉매부(140) 주변에서 오염, 악취의 원인이 되는 물질을 탄소와 물로 분해시킴으로써, 배출유로(a)로 유입된 배기가스에 포함된 유해성분, 배기가스 냄새를 제거하는 탈취 작용이 일어날 수 있게 된다.
본 실시예에서는, 광촉매부(140)가 지지체의 외주면에 산화티타늄이 코팅된 형태로 형성되고, 제1엘이디(130)는 365㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하도록 구비되는 것으로 예시되나, 본 발명은 이에 한정되는 것은 아니다.
본 발명에서, 광촉매부(140)는 산화티타늄뿐 아니라, 산화티타늄에 광촉매 반응을 더욱 촉진시킬 수 있는 백금(Pt) 등과 같은 물질을 더 부가한 형태, 또는 산화티타늄 외에도 자외선과의 광촉매 반응을 일으킬 수 있는 다른 물질로 형성된 형태를 포함할 수 있다.
또한 본 발명에서, 제1엘이디(130) 및 제2엘이디(135)에서 출사되는 자외선은, 275㎚, 365㎚ 외에도 광촉매와 광반응을 일으킬 수 있는 기타 다른 파장 범위 영역의 자외선과 가시광선 등을 모두 포함할 수 있다.
배출노즐(150)은, 살균하우징(120)의 상부에 마련되며, 후술할 물탱크(160)의 내부로 연장되도록 구비된다. 이러한 배출노즐(150)은, 살균하우징(120) 내부에 유입되어 살균, 탈취 처리 과정을 거친 공기가 물탱크(160)의 내부로 배출되도록 하는 유로를 형성한다.
물탱크(160)는, 케이스(110) 내부에 마련되어 물을 수용한다. 본 실시예에 따르면, 물탱크(160)는 상부케이스(111)의 내부에 수용되며, 물탱크(160)의 내부에는 물을 수용하기 위한 수용공간이 형성된다.
그리고 물탱크(160)의 내부에는, 배출노즐(150)이 물탱크(160)의 하부를 관통하여 삽입되고, 이와 같이 물탱크(160)의 내부에 삽입된 배출노즐(150)을 통해 배출되는 공기가 유입될 수 있다.
아울러 물탱크(160) 및 상면케이스(115)에는, 물탱크(160)에 물을 공급하기 위한 물통(B)이 장착되는 물통장착부(165)가 구비될 수 있다. 본 실시예에서는 물통장착부(165)에 장착되는 물통(B)이 PET 재질의 물병 또는 음료병인 것으로 예시된다.
즉 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 주변에서 흔하게 구할 수 있는 PET 재질의 물병 또는 음료병을 이용하여 가습에 필요한 물을 쉽게 공급할 수 있다.
이때 물통(B)의 장착은, 물이 채워진 물통(B)의 입구를 관통공 형태로 형성된 몰통장착부(165)에 꽂아 넣는 형태로 물통(B)을 물통장착부(165)에 거꾸로 고정시킴으로써 이루어질 수 있다.
무화부(170)는, 물탱크(160)의 하부에 설치되어 물탱크(160)에 수용된 물을 무화(霧化)시킨다. 본 실시예에서는, 무화부(170)가 초음파를 발생시켜 물탱크(160)에 수용된 물을 무화시키는 초음파 진동자를 포함하여 이루어지는 것으로 예시된다.
다른 예로서, 무화부(170)는 물탱크(160)에 수용된 물을 가열하여 증기를 발생시키는 히터 또는 전극봉을 포함하는 형태로 이루어질 수도 있고, 초음파 진동자와 히터 또는 전극봉을 모두 포함하는 형태로 이루어질 수도 있다.
배출부(180)는, 물탱크(160)의 상부에 구비되며, 물탱크(160)의 내부의 공기가 물탱크(160) 내부에서 무화된 물과 혼합되어 배출되는, 즉 가습(加濕)된 공기가 배출되는 배출구를 형성한다.
배출부(180)는 물탱크(160)의 상부가 관통된 형태로 형성될 수 있다. 그리고 배출부(180)가 위치한 상부 영역에는, 배출부(180)를 통해 배출되는 가습된 공기가 토출되는 토출 그레이트(Discharge grate; 116)가 형성될 수 있다.
토출 그레이트(116)는, 상면케이스(115) 상에 형성되되, 배출부(180)가 위치한 상부 영역에 형성된다. 배출부(180)를 통해 배출되는 가습된 공기는 토출 그레이트(116)를 통해 통과되어 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)의 외부로 배출될 수 있고, 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100) 외부의 큰 이물질은 토출 그레이트(116)에 걸려 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)의 내부로 들어가는 것이 방지된다.
한편 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 팬(105)을 더 포함할 수 있다. 팬(105)은, 케이스(110) 내부, 좀 더 구체적으로는 하부케이스(113)의 내부에 설치되되, 살균하우징(120)보다 하부에 위치하도록 구비된다.
이러한 팬(105)은, 외부 공기를 살균하우징(120) 내부로 유입시키고 살균하우징(120) 내부로 유입된 공기를 배출노즐(150)을 통해 배출시키는 공기 흐름을 발생시키는 역할을 한다.
본 실시예에서는, 하부케이스(113)의 측부에는 흡입 그레이트(Inlet grate; 114)가 형성되고, 살균하우징(120)의 팬(105)과 인접된 부분에 흡입구(121)가 형성되는 것으로 예시된다.
이에 따르면, 외부의 공기는 흡입 그레이트(114)를 통해 케이스(110)의 내부, 살균하우징(120)의 내부를 통과하면서 살균, 탈취 과정을 거친 후, 배출노즐(150), 물탱크(160)를 거쳐 가습된 상태로 배출부(180) 및 토출 그레이트(116)를 통해 빠져나가게 된다.
아울러 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 필터부(190)를 더 포함할 수 있다.
필터부(190)는, 살균하우징(120)의 내부로 유입되는 공기를 필터링하도록 구비된다. 본 실시예에서는, 필터부(190)가 흡입구(121) 측에 구비되는 것으로 예시되나, 필터부(190)에 설치 위치는 이에 한정되는 것은 아니다. 필터부(190)의 설치 위치는, 흡입 그레이트(114) 측이 될 수도 있고, 배출노즐(150) 측이 될 수도 있는 등 다양한 변형 실시예가 있을 수 있다.
필터부(190)는, 헤파 필터(Hepa filter; 191)와 카본 필터(Carbon filter; 193)를 포함하는 형태로 구비될 수 잇다.
이에 따르면, 필터부(190)는 흡입구(121)를 통해 살균하우징(120)의 내부로 유입되는 공기를 필터링하되, 공기 중의 먼지 등과 같은 미세입자, 세균, 바이러스 등을 헤파 필터(191)를 통해 제거할 수 있고, 공기 중에 포함된 악취를 카본 필터(193)를 통해 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기의 작용을 보여주는 도면이다.
이하, 도 6을 참조하여 본 실시예에 따른 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기의 작용, 효과에 대하여 설명한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 차량용 컵홀더에 설치가 가능한 소형으로 제작되므로, 차량용 컵홀더에 끼워져 차량 내부에 고정될 수 있으며, 상면케이스(115)의 외부에 구비된 조작버튼(112)의 조작을 통해 공기 유동량(바람 세기), 가습량 등을 조절하며 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)를 동작시킬 수 있다.
그리고 상면케이스(115)에 노출된 물통장착부(165)에 물이 채워진 물통(B)을 꽂아 넣음으로써 가습에 필요한 물을 쉽게 공급할 수 있다.
가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)의 동작이 시작되면, 팬(105)의 작동에 의해 외부 공기가 흡입 그레이트(114) 및 흡입구(121)를 통과하여 살균하우징(120)의 내부로 유입된다.
이와 같이 살균하우징(120)의 내부로 유입되는 공기는, 헤파 필터(191) 및 카본 필터(193)를 통과하며 공기 중의 먼지 등과 같은 미세입자, 세균, 바이러스, 그리고 악취가 일차적으로 제거된다.
이와 같이 필터부(190)에 의해 필터링된 공기는, 배출노즐(150)을 향해 이동하면서 제1엘이디(130)와 제2엘이디(135)로부터 조사되는 자외선에 의한 작용을 받게 된다.
이에 따르면, 제2엘이디(135)로부터 조사되는 살균 특성이 강한 자외선, 예를 들어 240~280㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선, 더욱 바람직하게는 275㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선에 의해 살균 작용이 이루어진다.
그리고 제1엘이디(130)로부터 조사되는 광촉매 반응의 활성화에 적합한 자외선, 예를 들어 340~380㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선, 더욱 바람직하게는 365㎚에서 피크 파장을 갖는 자외선이 광촉매부(140)에 조사됨에 따라, 광촉매부(140)에서 광촉매 표면을 활성화시키는 광촉매 반응이 활발하게 일어나게 된다.
이와 같은 광촉매 반응을 통해, 광촉매부(140) 주변에서 오염, 악취의 원인이 되는 물질을 탄소와 물로 분해되는 탈취 작용이 일어나게 되고, 이와 같이 탈취 작용이 일어남에 따라 공기에 포함된 오염물, 악취를 제거하는 작용이 이루어지게 된다.
상기와 같이 제1엘이디(130) 및 제2엘이디(135)를 이용하여 공기 정화 기능을 구현함으로써, 소형의 크기로도 에너지 소모가 적으면서도 공기 정화 능력이 뛰어난 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)를 제공할 수 있게 된다.
그리고 이와 같이 살균하우징(120) 내부에서 살균, 탈취가 이루어진 공기는, 미세입자, 세균, 바이러스, 악취 등이 제거된 청정 상태로 배출노즐(150)을 통해 물탱크(160)의 내부로 유입된 후, 배출부(180) 및 토출 그레이트(116)를 통해 외부, 즉 차량 실내로 배출된다.
한편 상기와 같은 공기 정화 기능과 함께 가습 기능이 함께 이루어지도록 조작버튼(112)의 조작이 이루어지면, 제1엘이디(130), 제2엘이디(135)의 작동과 함께 무화부(170)의 작동도 함께 이루어지게 된다.
이에 따라 물탱크(160)의 내부에서는, 물탱크(160)에 수용된 물이 무화부(170)의 작동에 의해 수면 위로 무화되는 작용이 이루어지게 된다.
이때 수면 위에서는 배출노즐(150)을 통해 배출된 공기가 물탱크(160) 내부를 통과하여 배출부(180)를 통해 배출되는 공기의 흐름이 이루어지고 있으므로, 이러한 공기의 흐름에 의해 물탱크(160) 내부에서 무화된 물과 공기 간의 혼합이 이루여지며, 이에 따라 가습된 공기가 배출부(180) 및 토출 그레이트(116)를 통해 배출될 수 있게 된다.
즉 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100) 하나를 동작시키는 것만으로 공기 정화 기능과 가습 기능을 함께 구현함으로써, 실내 공기의 살균, 탈취를 효과적으로 수행하면서 실내의 습도 또한 효과적으로 조절할 수 있게 된다.
상기한 바와 같은 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 차량용 컵홀더에 끼워 사용하게 편리한 형상과 컴팩트한 크기로 제공되어 사용이 편리할 뿐 아니라, 에너시 소모가 적으면서도 공기 정화 능력이 뛰어난 장점이 있다.
또한 본 실시예의 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기(100)는, 컴팩트한 크기를 갖는 하나의 기기로 공기 정화 기능과 가습 기능을 함께 구현할 수 있어 실내 공기의 살균, 탈취를 효과적으로 수행하면서 실내의 습도 또한 효과적으로 조절할 수 있는 효과가 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.
100 : 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기
105 : 팬
110 : 케이스
111 : 상부케이스
112 : 조작버튼
113 : 하부케이스
114 : 흡입 그레이트
115 : 상면케이스
116 : 토출 그레이트
120 : 살균하우징
121 : 흡입구
130 : 제1엘이디
135 : 제2엘이디
140 : 광촉매부
150 : 배출노즐
160 : 물탱크
165 : 물통장착부
170 : 무화부
180 : 배출부
190 : 필터부
191 : 헤파 필터
193 : 카본 필터
B : 물통

Claims (12)

  1. 케이스;
    상기 케이스 내부에 마련되며, 공기가 유입되는 살균하우징;
    상기 살균하우징의 내부에 설치되어 자외선을 조사하는 제1엘이디;
    상기 살균하우징의 내부에 설치되며, 상기 제1엘이디에서 조사되는 자외선과 광반응하는 광촉매부;
    상기 살균하우징 내부에 유입된 공기가 배출되는 배출노즐;
    상기 케이스 내부에 마련되어 물을 수용하며, 상기 배출노즐을 통해 배출되는 공기가 유입되는 물탱크;
    상기 물탱크에 설치되며, 상기 물탱크에 수용된 물을 무화(霧化)시키는 무화부; 및
    상기 물탱크에 구비되며, 물탱크 내부의 공기가 상기 물탱크 내부에서 무화된 물과 혼합되어 배출되는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 물탱크에는, 상기 물탱크에 물을 공급하기 위한 물통이 장착되는 물통장착부가 구비되고;
    상기 물통은, PET 재질의 물병 또는 음료병인 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 제1엘이디는, 340∼380㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매부는, 산화티타늄(TiO2)을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 무화부는, 초음파를 발생시켜 상기 물탱크에 수용된 물을 무화시키는 초음파 진동자를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스 내부에 구비되며, 공기를 상기 살균하우징 내부로 유입시키고 상기 살균하우징 내부로 유입된 공기를 상기 배출노즐을 통해 배출시키는 공기 흐름을 발생시키는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 케이스는, 상부케이스, 및 상기 상부케이스보다 직경이 작은 하부케이스를 포함하고;
    상기 팬은, 상기 하부케이스에 마련되며;
    상기 팬에 의해 상기 케이스 내부로 공기가 흡입되는 흡입 그레이트는, 상기 하부케이스의 상부 측면에 형성되는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 살균하우징의 내부에 설치되며, 상기 제1엘이디와 다른 피크 파장을 갖는 자외선을 조사하는 제2엘이디를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제2엘이디는, 200~280㎚ 내에서 피크 파장을 갖는 자외선을 출사하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 살균하우징의 내부로 유입되는 공기를 필터링하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 필터부는, 상기 살균하우징의 내부로 유입되는 공기 중의 먼지를 제거하기 위한 헤파 필터, 및 상기 살균하우징의 내부로 유입되는 공기 중의 냄새를 제거하기 위한 카본 필터 중 적어도 어느 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 케이스는, 상부케이스, 및 상기 상부케이스보다 직경이 작은 하부케이스를 포함하고;
    상기 물탱크는, 상기 케이스에 마련되는 것을 특징으로 하는 가습 기능을 갖는 차량용 공기 청정기.
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