KR20190061626A - 공기 정화장치 및 그 제어방법 - Google Patents

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KR20190061626A
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백승재
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손수왕
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 진공유리의 제조장치 및 그 제조방법에 관한 것이다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치에는, 상면 패널을 가지는 케이스; 광촉매 필터; 상기 광촉매 필터의 입구측 또는 출구측에 배치되는 송풍팬; 및 상기 상면 패널에 구비되는 광가이드 장치가 포함되며, 상기 광가이드 장치에는, 외부 광을 상기 광촉매 필터 또는 송풍팬으로 전달하는 적어도 하나 이상의 렌즈가 포함되어, 상기 외부광을 광촉매 필터로 용이하게 전달할 수 있다.

Description

공기 정화장치 및 그 제어방법{Air cleaning apparatus and a method for controlling the air cleaning apparatus}
본 발명은 공기 정화장치 및 그 제어방법에 관한 것이다.
최근 건물들은 에너지 절감을 위하여 외부 기체의 도입을 최소화하고, 기밀화됨에 따라, 실내공기 오염이 점점 심각해지는 추세이다. 이에 따라, 실내 오염 물질에 대한 각종 법적 규제가 점차 강화되고 있다.
한편, 가정 또는 회사등에 설치되는 가전제품이 작동되는 과정에서, 실내 오염물질이 가전제품 내에서 발생되어 침착되거나, 가전제품으로부터 배출될 수 있다. 이러한 실내 오염물질은 불쾌한 냄새를 유발할 수 있으며, 사용자의 위생에 악영향을 미칠 수 있다.
예를 들어, 공기 조화기, 제습기, 공기 청정기, 냉장고 또는 세탁기와 같이 수분을 포함하는 공기 또는 물을 사용하는 가전제품의 경우, 가전제품의 내부 또는 외부에 먼지나 미생물등에 의한 오염이 발생될 수 있다.
상세히, 상기 실내 오염물질에는, (1) 미세 먼지, 석면 등과 같은 입자상 오염 물질, (2) 이산화탄소, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic comopounds) 등과 같은 기체상 오염 물질, 및 (3) 바이러스, 곰팡이, 박테리아 등의 생물학적 오염 물질로 구분될 수 있다. 이러한 공기 중의 실내 오염 물질을 분해하기 위하여 광촉매가 사용될 수 있다.
광촉매(photocatalyst)란, 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질을 말하고 이러한 반응을 광화학 반응이라고 한다. 광촉매의 예로는 금속 산화물, 색소, 엽록소(클로로필) 등이 있다. 그 중, 금속 산화물인 이산화티타늄(TiO2)이 가장 많이 사용되며, 이는 물리적, 화학적으로 안정하고 인체에 무해하다는 장점을 가지고 있다.
예를 들어, 대한민국 특허등록 제10-1610744호(등록일자 2016년 4월 4일)에서는 담배연기 청정화 처리장치 및 방법을 개시한다. 구체적으로 자외선 램프 또는 이오나이저로 구성되는 오존 공급모듈에서 공급된 오존과 산화 분해촉매를 이용하여 휘발성 유기물질을 분해하는 기술이 개시된다. 상기 산화 분해촉매에는, 망간-티타니아 촉매가 포함된다. 그러나, 상기 산화 분해촉매는 자외선 영역대(λ<385nm)에서 반응하기 때문에 적용 범위가 좁고, 실내에서 많이 사용되고 있는 형광등을 활용하기가 어려우며, 자외선 광원으로 인해 관련 제품의 열화 및 기계적 물성(예, 강도)의 저하가 우려된다. 그리고, 상기 자외선 램프는 짧은 수명을 가지므로 빈번한 교체가 필요하다는 단점이 있다.
최근에는, 산화티타늄 광촉매를 가시광선 영역대(λ>385nm)에서 반응할 수 있도록 개질하여 사용하는 방안이 제안되었다. 예를 들어, 이산화티타늄에 금속물질(Mn, Ag, Cu 등) 또는 비금속물질을 일정 비율로 도핑하는 방안, 이산화티타늄 자체의 표면을 개질하는 방안, 및 반도체 물질과의 복합체를 형성하는 방안 등이 제안되었다.
그러나, 상기한 특허문헌에서 제안되는 광촉매를 가전제품에 적용할 때, 별도의 광원없이 외부 광원, 즉 자연광 또는 조명광을 이용하여 상기 광촉매를 효과적으로 활성화 시키는 것이 제한되는 문제점이 있었다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 오염 물질의 발생을 줄일 수 있는 공기 정화장치 및 그 제어방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 가시광에 의하여 활성화 되는 광촉매 필터가 구비되어, 필터링 성능이 개선될 수 있는 공기 정화장치 및 그 제어방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 전기집진 필터를 이용하여 미세먼지를 집진할 수 있고, 상기 전기집진 필터에서 발생되는 오존을 이용하여 냄새입자를 제거할 수 있는 광촉매 필터가 구비되는 공기 정화장치 및 그 제어방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 광가이드 장치를 구비하여, 외부 광원을 광촉매 필터로 용이하게 전달할 수 있는 공기 정화장치 및 그 제어방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 공기 정화장치의 외부에 존재하는 외부광원의 세기를 감지하여, 강한 빛이 전달되는 방향으로 광가이드 장치를 움직일 수 있는, 공기 정화장치 및 그 제어방법을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치에는, 상면 패널을 가지는 케이스; 광촉매 필터; 상기 광촉매 필터의 입구측 또는 출구측에 배치되는 송풍팬; 및 상기 상면 패널에 구비되는 광가이드 장치가 포함되며, 상기 광가이드 장치에는, 외부 광을 상기 광촉매 필터 또는 송풍팬으로 전달하는 적어도 하나 이상의 렌즈가 포함되어, 상기 외부광을 광촉매 필터로 용이하게 전달할 수 있다.
상기 광가이드 장치에는, 상기 상면 패널에 구비되며 상기 외부 광이 유입되는 개구부를 가지는 광 도입부가 포함되고, 상기 렌즈에는, 상기 광 도입부의 내부에 구비되어 상기 외부 광을 반사시키는 제 1 렌즈가 포함된다.
그리고, 상기 렌즈에는, 상기 광가이드 장치의 하부에 구비되며, 상기 제 1 렌즈에서 반사된 빛을 반사시키는 제 2 렌즈가 더 포함된다.
상기 렌즈에는, 상기 제 2 렌즈의 일측에 구비되며, 상기 제 2 렌즈에서 반사된 빛을 상기 송풍팬 또는 광촉매 필터로 발산시키는 제 3 렌즈가 더 포함되어, 어, 상기 광촉매 필터로의 빛의 전달율이 개선될 수 있다.
상기 광가이드 장치는 움직임 가능하게 구비되어, 광가이드 장치가 빛의 세기가 큰 방향을 향하도록 움직일 수 있다는 장점이 있다.
상기 광가이드 장치에는, 상기 상면패널에 회전 가능하게 구비되며, 상기 상면패널의 상측으로 돌출되는 회전 케이스가 더 포함되며, 상기 렌즈에는, 상기 회전 케이스의 내부에 구비되는 제 1 렌즈가 포함된다.
상기 광가이드 장치에는, 상기 상면 패널의 저면으로부터 하방으로 연장되는 고정 케이스가 더 포함되며, 상기 렌즈에는, 상기 고정 케이스에 구비되는 제 2,3 렌즈가 포함된다.
상기 상면패널에 구비되며, 상기 외부 광의 세기를 감지하는 광 센서가 더 포함된다.
상기 광 센서에는, 상기 상면패널의 전후방 또는 좌우측에 구비되는 복수의 센서가 포함되며, 상기 복수의 센서에서 감지된 빛의 세기 중, 가장 큰 세기를 감지한 센서가 위치하는 방향으로, 상기 광가이드 장치를 회전시키는 모터가 더 포함되므로, 공기 정화장치의 외부공간에서 빛의 세기가 상대적으로 큰 지점 또는 방향을 감지할 수 있다는 장점이 있다.
상기 송풍팬의 외면에 구비되어, 상기 외부 광을 상기 광촉매 필터에 반사시키는 광반사 시트가 더 포함되어, 상기 송풍팬으로 전달된 빛을 상기 광촉매 필터로 용이하게 전달할 수 있다는 효과가 나타난다.
상기 광촉매 필터에는, 이산화 티타늄(TiO2) 및 이산화 망간(MnO2)가 합성된 광촉매가 포함되어, 가시광에 의하여 활성화 되어 탈취 및 살균작용을 용이하게 수행할 수 있다.
다른 측면에 따른 공기 정화장치의 제어방법에는, 송풍팬을 구동하는 단계; 다수의 광센서를 이용하여, 상기 공기 정화장치의 외부광의 세기를 감지하는 단계; 및 상기 다수의 광센서에서 감지된 빛의 세기 중, 가장 큰 세기를 감지한 광센서를 향하여 광가이드 장치의 제 1 렌즈를 이동시켜, 상기 제 1 렌즈를 통하여 가이드 된 외부광을 상기 광촉매 필터 또는 상기 송풍팬으로 전달하는 단계가 포함된다.
상기한 해결수단에 따른 본 발명에 의하면, 전기집진 필터 및 광촉매 필터를 이용하여, 공기 정화장치의 탈취 및 살균성능을 개선할 수 있다는 장점이 있다.
특히, 전기집진 필터를 이용하여 미세먼지를 집진할 수 있고, 상기 전기집진 필터에서 발생되는 오존과 광촉매에 포함되는 망간성분이 반응하여 생성되는 산소 라디칼과, 광촉매에 포함되는 이산화티타늄(Tio2)의 OH 라디칼이 공기 중 냄새입자를 용이하게 분해할 수 있다.
또한, 가시광에 의하여 활성화 되는 광촉매 필터가 구비되므로 오존의 발생을 줄일 수 있고, 고비용의 자외선 램프를 사용하지 않을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 광가이드 장치를 구비하여 외부 광원을 광촉매 필터로 용이하게 전달할 수 있게 된다. 특히, 상기 광가이드 장치에는 다수의 렌즈를 이용하여 공기 정화장치의 주변에 존재하는 외부광이 상기 공기정화 장치의 용이하게 도입될 수 있다.
또한, 공기 정화장치에 다수의 센서가 구비되어, 공기 정화장치의 외부에 존재하는 외부광원의 세기를 감지하고, 상기 다수의 센서 중 감지된 빛의 강도가 가장 강한 센서가 위치하는 방향으로 광가이드 장치를 회전할 수 있으므로, 공기 정화장치로 도입되는 빛의 양이 증가되고 안정적인 빛의 공급이 가능하다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 구성을 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1의 II-II를 따라 절개한 단면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 가이드장치를 통하여 외부광이 공기 정화장치의 내부로 도입되는 모습을 보여주는 도면이다.
도 4는 본 발명으 실시예에 따른 공기 정화장치의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치의 구성을 보여주는 도면이고, 도 2는 도 1의 II-II를 따라 절개한 단면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 정화장치(10)는 실내공간의 공기를 정화시키기 위한 장치로서, 일례로 공기 청정기가 포함될 수 있다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 내부공간을 형성하는 케이스(11)가 포함된다. 상기 케이스(11)에는, 공기가 흡입되는 흡입부(30) 및 공기가 배출되는 토출부(40)가 형성될 수 있다. 상세히, 상기 케이스(11)에는, 다수의 흡입그릴(32)이 포함되며, 상기 다수의 흡입그릴(32)의 사이에는, 상기 흡입부(30)가 형성될 수 있다. 그리고, 상기 케이스(11)에는, 다수의 토출그릴(42)이 포함되며, 상기 다수의 토출그릴(42)의 사이에는, 상기 토출부(40)가 형성될 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 다수의 패널이 포함된다. 상세히, 상기 다수의 패널에는, 상기 공기 정화장치(10)의 전면부를 형성하는 전면패널(12)이 포함된다. 상기 전면패널(12)에는 상기 흡입부(30)가 형성될 수 있다.
상기 전면패널(12)은 상기 케이스(11)의 내부공간을 개방 가능하도록 구비될 수 있다. 일례로, 상기 전면패널(12)은 상기 케이스(11)의 하부를 중심으로 전방으로 회동 가능하게 구비될 수 있다. 상기 전면패널(12)의 양측에는, 상기 전면패널(12)의 개방을 위하여 사용자가 파지할 수 있는 파지부(12a)가 구비될 수 있다. 상기 전면패널(12)이 닫힐 때, 상기 전면패널(12)의 상단부는 상면패널(16)의 하단부에 맞춰질 수 있다.
상기 전면패널(12)이 개방되면, 상기 전면패널(12)의 후측에 설치되는 다수의 필터가 노출될 수 있다. 상기 전면패널(12)이 개방된 상태에서, 사용자는 상기 다수의 필터를 분리하거나, 상기 다수의 필터를 상기 전면패널(12)의 후측에 결합시킬 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 상기 전면패널(12)의 측방에 배치되며 상기 공기 정화장치(10)의 측면부를 형성하는 측면패널(14)이 더 포함된다. 상기 측면패널(14)은 상기 전면패널(12)의 양측에서 후방으로 연장되도록 구성될 수 있다.
상기 케이스(11)에는, 상기 공기 정화장치(10)의 상면부를 형성하는 상면패널(16)이 더 포함된다. 상기 상면패널(16)은 상기 양측의 측면패널(14)의 상단부에 결합될 수 있다. 상기 상면패널(16)에는, 상기 토출부(40)가 형성될 수 있다.
상기 케이스(11)의 내부공간에는, 공기 중 이물 또는 먼지를 걸러내기 위한다수의 필터가 설치된다. 상기 다수의 필터에는, 상기 흡입부(30)의 후측에 배치되어 상대적으로 큰 먼지 입자를 필터링 하는 프리필터(160)가 포함된다.
상기 다수의 필터에는, 상기 프리필터(160)의 출구측에 배치되는 전기 집진필터(162,164)가 포함된다. 상기 전기 집진필터(162,164)는, 2개의 전극 사이에 고전압을 인가하여 코로나 방전을 수행하면, 공기 중 먼지 입자가 하전되고 하전된 입자를 집진극에 포집하는 장치로서 이해된다. 상기 전기 집진필터(162,164)가 구동되면, 소정량의 오존(O3)이 발생될 수 있다.
상기 전기 집진필터(162,164)에는, 제 1 전기 집진필터(162) 및 상기 제 1 전기 집진필터(162)의 출구측에 배치되는 제 2 전기 집진필터(164)가 포함된다.
상기 다수의 필터에는, 광촉매 필터(166,168)가 포함된다. 상기 광촉매 필터(166,168)에는, 이산화 티타늄(TiO2) 및 이산화 망간(MnO2)가 합성된 광촉매가 포함된다. 상기 광촉매는 가시광선 영역, 일례로 약 460~470nm의 파장대를 가지는 가시광선 영역에서 활성화 될 수 있다.
상기 광촉매는, 상기 이산화 티타늄(TiO2)의 중량비가 85~95%, 상기 이산화 망간(MnO2)의 중량비가 5~15% 함유되도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 광촉매 중, 상기 이산화 망간(MnO2)의 최소 비율은 5%, 최대 비율은 15%로 함유될 수 있다. 상기 광촉매는 광촉매 필터에 코팅될 수 있다.
상기 전기 집진필터(162,164)에서 발생된 오존은 상기 이산화 망간(MnO2)에 의하여 분해되어 산소 라디칼을 발생시키고, 상기 발생된 산소 라디칼과 상기 이산화 티타늄의 OH 라디칼이 공기 중 냄새 입자를 제거할 수 있다.
상기 광촉매 필터(166,168)에는, 상기 전기 집진필터(162,164)의 출구측에 배치되는 제 1 광촉매 필터(166) 및 상기 제 1 광촉매 필터(166)의 출구측에 배치되는 제 2 광촉매 필터(168)가 포함된다. 상기 제 1 광촉매 필터(166)는 상기 송풍팬(170)의 입구측에, 상기 제 2 광촉매 필터(168)는 상기 송풍팬(170)의 출구측에 배치될 수 있다.
상기 제 1,2 광촉매 필터(166,168)는 서로 이격되며, 상기 제 1,2 광촉매 필터(166,168)의 사이 공간에는, 외부 광원을 상기 공기 정화장치(10)의 내부로 도입하는 광가이드 장치(100)가 위치될 수 있다.
상기 프리 필터(160), 상기 전기 집진필터(162,164) 및 상기 광촉매 필터(166,168)는 상하 방향으로 연장되도록 배치될 수 있다. 일례로, 상기 프리 필터(160), 상기 전기 집진필터(162,164) 및 상기 광촉매 필터(166,168)는 대략 사각 패널의 형상을 가질 수 있다. 다만, 상기 필터부재(110)의 형상에는 제한이 없다.
상기 제 1,2 광촉매 필터(166,168)의 사이 공간에는, 공기의 흡입력을 발생시키는 송풍팬(170)이 배치된다. 그리고, 상기 송풍팬(170)은 상기 광가이드 장치(100)와 상기 제 2 광촉매 필터(168)의 사이에 배치될 수 있다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 가시광을 발생시키는 공지 정화장치(10)의 외부 광원, 일례로 자연광 또는 조명원을 상기 공기 정화장치(10)의 내부로 가이드 하는 광가이드 장치(100)가 더 포함된다.
상기 광가이드 장치(100)에는, 상기 상면패널(16)에 구비되는 광 도입부(110)가 포함된다. 상기 광 도입부(110)는 상기 상면패널(16)로부터 상방으로 돌출되며 회전 가능하게 구비될 수 있다. 그리고, 상기 광 도입부(110)는 상기 상면 패널(16)의 대략 중앙부에 배치될 수 있다.
상기 광가이드 장치(100)에는, 상기 광 도입부(110)의 회전을 가이드 하는 회전판(105)이 더 포함된다. 상기 회전판(105)은 원판의 형상을 가지며, 상기 광 도입부의 하측에 결합될 수 있다. 그리고, 상기 회전판(105)은 상기 상면 패널(16)에 회전 가능하게 결합될 수 있다.
상기 공기 정화장치(10)에는, 상기 공기 정화장치(10) 외부의 광 세기를 감지하는 광 센서(200)가 더 포함된다. 상기 광 센서(200)는 상기 상면패널(16)에 구비될 수 있다. 상기 광 센서(200)에는, CDS 센서가 포함될 수 있다.
상기 광 센서(200)는 다수 개가 구비될 수 있다. 상기 다수 개의 광 센서(200)는 상기 상면 패널(16)을 기준으로, 4 방향에서의 조도를 감지할 수 있다. 상세히, 상기 다수 개의 광 센서(200)에는, 상기 상면패널(16)의 전방부에 구비되는 제 1 센서(200a)와, 상기 상면패널(16)의 후방부에 구비되는 제 2 센서(200b)와, 상기 상면패널(16)의 좌측부에 구비되는 제 3 센서(200c) 및 상기 상면패널(16)의 좌측부에 구비되는 제 4 센서(200d)가 포함된다.
상기 다수의 센서(200)에서 감지되는 전류값은 비교될 수 있으며, 가장 큰 전류값을 가지는 센서(200)를 향하는 방향에서 가장 큰 세기의 빛이 도입될 수 있음을 인식할 수 있다. 일례로, 상기 제 1 센서(200a)에서 가장 큰 전류값이 감지될 경우, 상기 공기 정화장치(10)의 전방의 조도가 가장 큰 것으로 인식되어, 상기 광가이드 장치(100)는 상기 공기 정화장치(10)의 전방으로부터 빛이 도입될 수 있도록 회전할 수 있다.
상기 광 도입부(110)에는, 상기 회전판(105)에 결합되어 상하방향을 기준으로 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있는 회전 케이스(112)가 포함된다. 상기 회전 케이스(112)에는, 빛이 유입될 수 있는 개구부(112a)가 형성된다. 상기 개구부(112a)는 상기 회전 케이스(112)의 측면부에 형성된다. 그리고, 상기 회전 케이스(112)의 하면부는 개구되어 상기 케이스(11)의 내부공간과 연통될 수 있다.
상기 회전 케이스(112)의 내부에는, 상기 개구부(112a)를 통하여 유입된 빛이 하방으로 반사될 수 있도록 하는 제 1 렌즈(115)가 포함된다. 상기 제 1 렌즈(115)는 상기 상면패널(16)에 대하여 경사지게 정렬될 수 있다. 일례로, 상기 제 1 렌즈(115)는 상기 상면패널(16)에 대하여 약 45°만큼 경사지게 배치될 수 있다.
상기 광 가이드장치(100)에는, 상기 회전 케이스(112)에 회전력을 제공하는 구동장치가 더 포함된다. 상기 구동장치에는, 회전력을 발생시키며 모터 축(151)을 가지는 모터(150)가 포함된다. 상기 모터(150)는 상기 상면패널(16)의 저면에 결합되며, 상기 모터 축(151)은 상기 모터(150)로부터 전후 방향으로 연장될 수 있다. 상기 모터(150)가 구동하면, 상기 모터 축(151)은 전후방향을 중심축 방향으로 회전할 수 있다.
상기 광 가이드장치(100)에는, 상기 모터 축(151)에 연결되며 상기 모터 축(151)의 회전방향을 변경하는 기어장치(155)가 더 포함된다. 일례로, 상기 기어장치(155)에는, 상기 모터 축(151)의 회전방향을 90도 변경하는 웜(worm) 및 웜 기어(worm gear)가 포함될 수 있다. 그리고, 상기 기어장치(155)에는 회전축(157)이 연결된다.
상기 모터 축(151)에는 상기 웜이 연결되며, 상기 회전축(157)에는 웜 기어가 연결될 수 있다. 상기 기어장치(155)에 의하여, 상기 회전축(157)은 상하방향을 중심축 방향으로 회전할 수 있다.
상기 회전축(157)은 상기 회전 케이스(112)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 회전축(157)의 단부는 상기 회전 케이스(112)의 상면의 저면부에 결합될 수 있다. 상기 회전축(157)이 회전함에 따라, 상기 회전 케이스(112)는 상기 회전축(157)의 회전방향과 동일한 방향으로 회전할 수 있다.
상기 광가이드 장치(100)에는, 상기 케이스(11)의 내부에 구비되는 고정 케이스(120)가 더 포함된다. 상기 고정 케이스(120)는 상기 상면 패널(16)의 저면에 결합되어 하방으로 연장되며, 고정된 구성일 수 있다. 그리고, 상기 고정 케이스(120)의 내부공간은, 상기 회전 케이스(112)를 통하여 유입된 빛이 전달되는 전달경로를 형성한다.
상기 광가이드 장치(100)에는, 상기 고정 케이스(120)의 하부에 구비되며 상기 고정 케이스(120)의 내부를 통하여 전달된 빛을 후방으로 반사시켜 주는 제 2 렌즈(116)가 더 포함된다. 상기 제 2 렌즈(116)는 상기 상면패널(16)에 대하여 경사지게 정렬될 수 있다. 일례로, 상기 제 2 렌즈(116)의 경사진 각도는 상기 제 1 렌즈(115)의 경사진 각도와 동일할 수 있다.
상기 광가이드 장치(100)에는, 상기 고정 케이스(120)의 하부에 구비되며 상기 제 2 렌즈(116)에서 반사된 빛을 광촉매 필터(166, 168) 또는 송풍팬(170)으로 가이드 하는 제 3 렌즈(118)가 더 포함된다. 상기 제 3 렌즈(118)는 상기 제 2 렌즈(116)의 후측에 배치될 수 있다.
상기 제 3 렌즈(118)에는, 상기 제 3 렌즈(118)로 입사된 빛을 상기 송풍팬(170) 또는 상기 광촉매 필터(166,168)를 향하여 발산시켜 주는 오목 렌즈가 포함될 수 있다. 상기 오목 렌즈에 의하여, 빛은 상기 송풍팬(170)을 향하여 넓게 퍼지면서 전달될 수 있다. 상기 제 3 렌즈(118)를 통과한 빛 중 적어도 일부분은 제 2 광촉매 필터(168)로 전달되며, 나머지 빛은 상기 송풍팬(170)으로 전달될 수 있다.
상기 송풍팬(170)의 표면에는 광반사 시트(172, 도 3 참조)가 부착될 수 있다. 상기 광반사 시트(172)는 상기 송풍팬(170)으로 전달된 빛을 상기 송풍팬(170)의 주변공간, 특히 상기 송풍팬(170)의 입구측에 구비되는 제 1 광촉매 필터(166) 및 상기 송풍팬(170)의 출구측에 구비되는 제 2 광촉매 필터(168)로 반시시켜 준다. 따라서, 상기 제 1,2 광촉매 필터(166,168)에 구비되는 광 촉매는, 상기 광반사 시트(172)에 의하여 전달된 빛을 이용하여 활성화 될 수 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 광 가이드장치를 통하여 외부광이 공기 정화장치의 내부로 도입되는 모습을 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명으 실시예에 따른 공기 정화장치의 제어방법을 보여주는 플로우 챠트이다.
본 발명의 실시예에 따른 광가이드 장치(100)의 작동을 제어하여 외부광을 광촉매 필터(166,168)에 전달하고, 상기 광촉매 필터(166,168)에 구비되는 광촉매가 반응하여 탈취 및 유해가스의 분해가 이루어질 수 있다.
상세히, 도 4를 참조하면, 공기 청정기(10)의 전원이 ON 되고 작동 시작된다. 상기 송풍팬(170)이 구동하고 상기 전기집진 필터(162,164)에 전원이 공급되며, 상기 흡입부(30)를 통하여 흡입된 공기는 프리 필터(160), 제 1,2 전기집진 필터(162,164) 및 제 1,2 광촉매 필터(166,168)를 통과하고 상기 토출부(40)를 통하여 외부로 배출될 수 있다 (S11,S12).
상기 광 센서(200)를 통하여 광 세기가 측정될 수 있다. 측정 결과, 상기 제 1~4 센서(200a,200b,200c,200d)에서 감지된 광 세기가 가장 큰 방향을 결정할 수 있다. 일례로, 상기 공기정화 장치(100)의 후방에 조명장치가 위치하거나, 자연광이 도입되는 창문이 위치되는 경우, 상기 제 2 센서(200b)에서 감지되는 광의 세기가 가장 큰 것으로 결정될 수 있다 (S13).
상기 광가이드 장치(100)는 상기 결정된 방향을 향하여 회전할 수 있다. 상세히, 상기 모터(150)가 구동하면 상기 모터축(151), 기어장치(155) 및 회전축(157)의 연동에 의하여 상기 회전 케이스(112)는 상하방향을 중심축 방향으로 하여 시계방향 또는 반시계 방향으로 회전할 수 있다.
위의 예에서, 상기 제 2 센서(200b)에서 감지되는 광의 세기가 가장 큰 것으로 결정된 경우, 상기 회전 케이스(112)는 회전하여, 상기 회전 케이스(112)의 개구부(112a)가 상기 제 2 센서(200b)측을 바라보도록 할 수 있다 (S14).
상기 공기정화 장치(10)의 외부에 존재하는 외부 광, 즉 가시광은 상기 광가이드 장치(100)에 의하여 상기 공기정화 장치(10)의 내부로 도입된다. 상세히, 상기 외부 광은 상기 회전 케이스(112)의 개구부(112a)를 통하여 상기 회전 케이스(112)의 내부로 도입되고 상기 제 1 렌즈(115)에서 반사되어 하방으로 전달된다.
상기 외부 광은 상기 고정 케이스(120)의 내부공간을 따라 하방으로 이동하며, 상기 제 2 렌즈(116)에서 반사되어 후방으로 전달된다. 그리고, 빛은 상기 제 3 렌즈(118)에서 발산되며, 상기 제 3 렌즈(118)의 후측에 배치되는 송풍팬(170)으로 전달될 수 있다.
상기 송풍팬(170)에는, 광반사 시트(172)가 구비된다. 상기 송풍팬(170)으로 전달된 빛은 상기 광반사 시트(172)에서 반사되어 상기 송풍팬(170)의 전방 및 후방으로 전달될 수 있다. 상기 송풍팬(170)의 전방으로 이동된 빛은 제 1 광촉매 필터(166)로 전달되며, 상기 송풍팬(170)의 후방으로 이동된 빛은 제 1 광촉매 필터(166)로 전달될 수 있다.
상기 제 1,2 광촉매 필터(166,168)에 구비되는 광촉매, 즉 이산화 티타늄(TiO2) 및 이산화 망간(MnO2)은 전달된 가시광에 의하여 활성화 되어, 탈취 및 살균작용을 수행할 수 있다 (S15, 도 3 참조).
이와 같은 제어방법에 의하면, 간단한 제어방법에 의하여 공기의 탈취 및 살균작용이 용이하게 수행될 수 있다. 그리고, 가시광에 의하여 활성화 되는 광촉매 필터가 구비되므로 오존의 발생을 줄일 수 있고 고비용의 자외선 램프를 사용하지 않을 수 있다는 장점이 있다.
또한, 외부 광원이 광가이드 장치에 의하여 광촉매 필터로 용이하게 전달될 수 있고, 광 센서를 이용하여 상대적으로 빛의 세기가 큰 외부 광을 도입할 수 있으므로, 공기 정화장치로 도입되는 빛의 양이 증가되고 안정적인 빛의 공급이 가능하다는 효과가 나타난다.
10 : 공기 정화장치 16 : 상면패널
100 : 광가이드 장치 105 : 회전판
110 : 광 도입부 112 : 회전 케이스
112a : 개구부 115 : 제 1 렌즈
116 : 제 2 렌즈 118 : 제 3 렌즈
120 : 고정 케이스 150 : 모터
151 : 모터축 155 : 기어장치
157 : 회전축 160 : 프리필터
162,164 : 전기집진 필터 166,168 : 광촉매 필터
200 : 광센서

Claims (17)

  1. 상면 패널을 가지는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 구비되는 전기집진 필터;
    상기 전기집진 필터의 일측에 배치되는 광촉매 필터;
    상기 광촉매 필터의 입구측 또는 출구측에 배치되는 송풍팬; 및
    상기 상면 패널에 구비되는 광가이드 장치가 포함되며,
    상기 광가이드 장치에는,
    외부 광을 상기 광촉매 필터 또는 송풍팬으로 전달하는 적어도 하나 이상의 렌즈가 포함되는 공기 정화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 광가이드 장치에는, 상기 상면 패널에 구비되며 상기 외부 광이 유입되는 개구부를 가지는 광 도입부가 포함되고,
    상기 렌즈에는, 상기 광 도입부의 내부에 구비되어 상기 외부 광을 반사시키는 제 1 렌즈가 포함되는 공기 정화장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 렌즈에는,
    상기 광가이드 장치의 하부에 구비되며, 상기 제 1 렌즈에서 반사된 빛을 반사시키는 제 2 렌즈가 더 포함되는 공기 정화장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 렌즈에는,
    상기 제 2 렌즈의 일측에 구비되며, 상기 제 2 렌즈에서 반사된 빛을 상기 송풍팬 또는 광촉매 필터로 발산시키는 제 3 렌즈가 더 포함되는 공기 정화장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 3 렌즈에는, 오목 렌즈가 포함되는 공기 정화장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 광가이드 장치는 움직임 가능하게 구비되는 공기 정화장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 광가이드 장치에는, 상기 상면패널에 회전 가능하게 구비되며, 상기 상면패널의 상측으로 돌출되는 회전 케이스가 더 포함되며,
    상기 렌즈에는, 상기 회전 케이스의 내부에 구비되는 제 1 렌즈가 포함되는 공기 정화장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 광가이드 장치에는, 상기 상면 패널의 저면으로부터 하방으로 연장되는 고정 케이스가 더 포함되며,
    상기 렌즈에는, 상기 고정 케이스에 구비되는 제 2,3 렌즈가 포함되는 공기 정화장치.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 상면패널에 구비되며, 상기 외부 광의 세기를 감지하는 광 센서가 더 포함되는 공기 정화장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 광 센서에는, 상기 상면패널의 전후방 또는 좌우측에 구비되는 복수의 센서가 포함되며,
    상기 복수의 센서에서 감지된 빛의 세기 중, 가장 큰 세기를 감지한 센서가 위치하는 방향으로, 상기 광가이드 장치를 회전시키는 모터가 더 포함되는 공기 정화장치.
  11. 제 1 항에 있어서,
    상기 송풍팬의 외면에 구비되어, 상기 외부 광을 상기 광촉매 필터에 반사시키는 광반사 시트가 더 포함되는 공기 정화장치.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 광촉매 필터에는,
    상기 송풍팬의 입구측에 구비되는 제 1 광촉매 필터; 및
    상기 송풍팬의 출구측에 구비되는 제 2 광촉매 필터가 포함되는 공기 정화장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 광촉매 필터에는,
    이산화 티타늄(TiO2) 및 이산화 망간(MnO2)가 합성된 광촉매가 포함되는 공기 정화장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 광촉매는, 상기 이산화 티타늄(TiO2)의 중량비가 85~95%, 상기 이산화 망간(MnO2)의 중량비가 5~15% 함유되도록 구성되는 공기 정화장치.
  15. 다수의 광센서, 송풍팬 및 광촉매 필터가 설치된 공기 정화장치의 제어방법에 있어서,
    상기 송풍팬을 구동하는 단계;
    상기 다수의 광센서를 이용하여, 상기 공기 정화장치의 외부광의 세기를 감지하는 단계; 및
    상기 다수의 광센서에서 감지된 빛의 세기 중, 가장 큰 세기를 감지한 광센서를 향하여 광가이드 장치의 제 1 렌즈를 이동시켜, 상기 제 1 렌즈를 통하여 가이드 된 외부광을 상기 광촉매 필터 또는 상기 송풍팬으로 전달하는 단계가 포함되는 공기 정화장치의 제어방법.
  16. 제 15 항에 있어서,
    상기 광가이드 장치에는,
    상기 제 1 렌즈를 통하여 전달된 외부광을 반사시키는 제 2 렌즈; 및
    상기 제 2 렌즈에서 반사된 빛을 발산하는 오목 렌즈가 더 포함되는 공기 정화장치의 제어방법.
  17. 제 15 항에 있어서,
    상기 송풍팬에는,
    상기 외부광을 반사시키는 광반사 시트가 구비되는 공기 정화장치의 제어방법.




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CN112815434A (zh) * 2021-01-13 2021-05-18 杨清波 一种调光式室内空气净化设备
CN114877475A (zh) * 2022-04-26 2022-08-09 肖钱平 一种高效除甲醛装置

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