KR20190072193A

KR20190072193A - 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈

Info

Publication number: KR20190072193A
Application number: KR1020170173351A
Authority: KR
Inventors: 김재형; 권봉기
Original assignee: (주)카인클린
Priority date: 2017-12-15
Filing date: 2017-12-15
Publication date: 2019-06-25

Abstract

본 발명은 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈에 관한 것으로, 본 발명에 따른 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈은, 차량에 탑재되거나 거치되어 차량 전원을 통해 동작하는 소형의 공기정화장치에 탑재되는 고효율 공기정화모듈에 있어서, 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 2개의 광촉매 패널와, 지정된 UV(UltraViolet)-A 파장 대역의 UV를 방출하는 4개의 UV램프부와, 광촉매 패널에 대향하는 일 면에 2개의 UV램프부를 배치 고정하며 상기 UV램프부의 UV 발광을 위한 회로 구성을 구비한 2개의 램프배치부와, 외부로부터 흡입된 공기가 상기 2개의 광촉매 패널의 지정된 각 면에 순차적으로 접촉하면서 유동하는 유로(Flowing Path)를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널을 지그재그 배치하고, 상기 2개의 램프배치부에 배치된 2개의 UV램프부를 각기 지정된 광촉매 패널 측으로 지향시켜 지정된 수직거리만큼 이격한 기하학적 관계로 배치 고정하는 프레임부와, 차량으로부터 인가된 차량 전원에 근거한 동작 전원을 2개의 각 램프배치부에 구비된 회로에 병렬 관계로 인가하는 전원부를 구비하며, 각 램프배치부의 회로는 상기 동작 전원을 해당 램프배치부에 배치된 2개의 UV램프부에 직렬 관계로 연결한다.

Description

차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈{High Efficiency Air Cleaning Module by Car Power Supply}

본 발명은 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 광촉매 패널과 UV(UltraViolet)-A 파장 대역의 UV를 방출하는 N(N≥2)개의 UV램프부를 지정된 기하학적 관계로 배치하되 차량으로부터 인가되는 차량 전원의 조건 하에서 상기 UV램프부에서 방출한 UV가 상기 광촉매 패널의 각 영역에 안정된 UV-A 광 세기와 파장 스펙트럼 조건으로 조사되어 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 유해성분을 안정적으로 고속 분해하는 고효율 공기정화모듈을 제공하는 것이다.

공기정화장치는 필터 방식과 광촉매 방식 등이 존재하며, 종래 광촉매 방식의 경우 280㎚ 내지 320㎚ 파장을 사용하는데(특허공개공보 제10-2008-0030325호(2008년04월04일)), 이러한 형태의 차량용 공기청정기는 가격은 비싸고 부피는 크며 효율이 떨어지는 문제점을 지니고 있다.

한편 종래 광촉매 방식의 공기청정기 중 일부의 경우 플라즈마를 이용하기도 하는데, 이러한 플라즈마에 의해 인체에 유해한 오존도 함께 발생하여 이를 저감시켜야 하는 바(특허등록공보 제10-0718182호(2007년05월08일)), 이러한 공기정화장치를 밀폐된 차량 등의 개인 공간에서 사용하기엔 난해한 문제점을 지니며, 이러한 공기정화장치를 소형화하면서도 중대형의 공기정화장치만큼의 효율을 기대하기에는 종래에 제안된 기술만으로는 달성하기 난해한 기술적 문제점을 지니고 있다.

상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명의 목적은, 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 광촉매 패널과 UV(UltraViolet)-A 파장 대역의 UV를 방출하는 N(N≥2)개의 UV램프부를 지정된 기하학적 관계로 배치하되, 차량으로부터 인가되는 차량 전원의 조건 하에서 상기 UV램프부에서 방출한 UV가 상기 광촉매 패널의 각 영역에 안정된 UV-A 광 세기와 파장 스펙트럼 조건으로 조사되어 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 유해성분을 안정적으로 고속 분해하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈을 제공함에 있다.

본 발명에 따른 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈은, 차량에 탑재되거나 거치되어 차량 전원을 통해 동작하는 소형의 공기정화장치에 탑재되는 고효율 공기정화모듈에 있어서, 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 2개의 광촉매 패널와, 지정된 UV(UltraViolet)-A 파장 대역의 UV를 방출하는 4개의 UV램프부와, 광촉매 패널에 대향하는 일 면에 2개의 UV램프부를 배치 고정하며 상기 UV램프부의 UV 발광을 위한 회로 구성을 구비한 2개의 램프배치부와, 외부로부터 흡입된 공기가 상기 2개의 광촉매 패널의 지정된 각 면에 순차적으로 접촉하면서 유동하는 유로(Flowing Path)를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널을 지그재그 배치하고, 상기 2개의 램프배치부에 배치된 2개의 UV램프부를 각기 지정된 광촉매 패널 측으로 지향시켜 지정된 수직거리만큼 이격한 기하학적 관계로 배치 고정하는 프레임부와, 차량으로부터 인가된 차량 전원에 근거한 동작 전원을 2개의 각 램프배치부에 구비된 회로에 병렬 관계로 인가하는 전원부를 구비하며, 각 램프배치부의 회로는 상기 동작 전원을 해당 램프배치부에 배치된 2개의 UV램프부에 직렬 관계로 연결한다.

본 발명에 따르면, 상기 광촉매 패널은 광촉매 물질이 코팅된 직경 0.4㎜~1.5㎜의 규소 성분 구슬들을 두께 4㎜~12㎜의 패널 형태로 집적하여 성형한 패널을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 광촉매 패널의 양 면 기하학 구조는 단변의 길이가 40㎜~80㎜이고 장변의 길이가 80㎜~120㎜인 직사각형 구조를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 프레임부는 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널 사이에 공기의 유로를 형성하도록 상기 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널의 지정된 일 면을 지정된 패널 간 간격만큼 이격시켜 대향 배치하며, 외부로부터 흡입된 공기가 상기 제1 광촉매 패널 측 다른 일 면의 적어도 일부를 따라 유동하고 상기 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널 사이의 대향 면 사이를 유동한 후 상기 제2 광촉매 패널 측 다른 일 면의 적어도 일부를 따라 유동하도록 상기 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널을 지그재그 배치 고정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 지정된 패널 간 간격은 3㎜~10㎜를 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 고효율 공기정화모듈은, 상기 램프배치부의 면 중 상기 UV램프부를 배치한 면과 다른 일 면에 배치되고 상기 UV램프부와 열전도성 재질로 연결되어 상기 UV램프부의 UV 발광 과정에서 발생한 열을 전도받아 방열하는 방열핀부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 프레임부는 상기 램프배치부에 구비된 방영핀부의 근처로 외부로부터 흡입된 공기를 유동시키는 유로를 형성하도록 상기 램프배치부를 배치 고정하는 기능을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 램프배치부의 일 면에 지정된 방사각 θ(90°≤θ≤160°)인 2개의 UV램프부를 배치하는 경우, 상기 UV램프부는 상기 램프배치부의 일 면에 지정된 최대 간격 Lmax(Lmax = 2*d*tan(θ/2)) 이내의 간격으로 상호 이격 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 UV램프부는 상기 최대 간격 Lmax를 지정된 일정 비율 감소한 간격만큼 상호 이격 배치될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 광촉매 패널은 지정된 램프배치부에 구비된 UV램프부의 지정된 방사각에 의해 2개의 UV램프부에서 각기 방출한 UV가 중첩되어 조사되는 UV 중첩 영역을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 프레임부는 상기 램프배치부에 배치된 UV램프부와 광촉매 패널 사이에 공기의 유동을 위한 유로를 형성하면서 상기 UV램프부에서 방출된 UV가 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 최대화하는 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼으로 상기 광촉매 패널에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질에 조사되도록 설계 지정된 기하학적 관계로 상기 광촉매 패널과 램프배치부를 배치 고정할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 고효율 공기정화모듈은, 차량으로부터 공급되는 차량 전원을 근거로 상기 4개의 UV램프부로 인가할 지정된 정전류를 생성하는 전원부를 더 포함될 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 지정된 정전류는 각 UV램프부 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 지정된 정전류는 각 UV램프부 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 유지하기 위해 가변 가능한 DC 3.5V(±1.0V)의 전압값을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 고효율 공기정화모듈은, 외부로부터 공기를 흡입하여 상기 유로를 유동시키기 위한 압력을 생성하는 팬부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 광촉매 패널의 일 면에 형성된 공기의 유동거리가 f(40㎜≤f≤120㎜)인 경우, 상기 프레임부는 외부로부터 흡입된 공기가 2개의 광촉매 패널의 지정된 각 면에 순차적으로 접촉하면서 지정된 유로거리 F(F≤3*f)를 유동하는 유로를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널을 지그재그 배치 고정하고, 상기 팬부는 외부로부터 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하는데 적어도 지정된 유동시간 s(s≥0.5)초 이상 소요되는 압력을 생성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 팬부는 지정된 동작 모드에서 외부로부터 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하는데 1초 이상의 유동시간을 소요하는 압력을 생성할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 고효율 공기정화모듈은, 상기 팬부에 의한 압력을 근거로 외부의 공기를 흡입하는 지정된 흡입면적을 지닌 흡입부와, 상기 팬부에 의한 압력을 근거로 외부로부터 흡입된 공기를 배출하기 위한 지정된 배출면적을 지닌 배출부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 배출면적은 외부로부터 흡입된 공기가 광촉매 패널과 접촉하면서 유동하는 유동시간을 최대화하기 위해 상기 흡입면적보다 작거나 같은 면적을 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 상기 고효율 공기정화모듈은, 상기 팬부를 통해 외부로부터 흡입되어 상기 유로를 유동하는 공기에 와류(Turbulence)를 발생시키는 와류발생부를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따르면, 사용자가 휴대하거나 사용자의 개인 공간에 거치 가능한 소형의 공기정화장치에 탑재되어 중대형의 공기정화장치와 동급으로 공기 중의 각종 유해성분을 효율적으로 분해하는 광촉매 기반의 고효율 공기정화모듈을 제공하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 실시 방법에 따른 공기정화모듈의 기능적 구성을 도시한 도면이다.
도 2a와 도 2b는 본 발명의 실시 방법에 따른 공기정화모듈의 상측 단면 구조의 실시예를 도시한 도면이다.
도 3은 본 발명의 실시 방법에 따라 프레임부에 배치 고정된 광촉매 패널의 실시예를 도시한 도면이다.
도 4a와 도 4b는 본 발명의 실시 방법에 따라 램프 배치 프레임부에 배치 고정된 램프배치부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 본 발명의 실시 방법에 따른 광촉매 패널과 UV램프부를 배치하는 기하학적 관계의 실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 실시 방법에 따른 와류 발생의 실시예를 예시한 도면이다.
도 7a와 도 7b는 본 발명의 실시 방법에 따른 하부 프레임부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 8a와 도 8b는 본 발명의 실시 방법에 따른 상부 프레임부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 9a와 도 9b는 본 발명의 실시 방법에 따라 상부 프레임부에 구비되는 팬부의 실시예를 도시한 도면이다.
도 10a 내지 도 10e는 본 발명의 실시 방법에 따른 공기정화모듈의 제작 과정의 실시예를 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면과 설명을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세히 설명한다. 다만, 하기에 도시되는 도면과 후술되는 설명은 본 발명의 특징을 효과적으로 설명하기 위한 여러 가지 방법 중에서 바람직한 실시 방법에 대한 것이며, 본 발명이 하기의 도면과 설명만으로 한정되는 것은 아니다.

즉, 하기의 실시예는 본 발명의 수 많은 실시예 중에 바람직한 합집합 형태의 실시예 예에 해당하며, 하기의 실시예에서 특정 구성부을 생략하는 실시예, 또는 특정 구성부에 구현된 기능을 특정 구성부로 분할하는 실시예, 또는 둘 이상의 구성부에 구현된 기능을 어느 하나의 구성부에 통합하는 실시예, 특정 구성부의 동작 순서를 교체하는 실시예 등은, 하기의 실시예에서 별도로 언급하지 않더라도 모두 본 발명의 권리범위에 속함을 명백하게 밝혀두는 바이다. 따라서 하기의 실시예를 기준으로 부분집합 또는 여집합에 해당하는 다양한 실시예들이 본 발명의 출원일을 소급받아 분할될 수 있음을 분명하게 명기하는 바이다.

또한, 하기에서 본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 발명에서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

결과적으로, 본 발명의 기술적 사상은 청구범위에 의해 결정되며, 이하 실시예는 진보적인 본 발명의 기술적 사상을 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 효율적으로 설명하기 위한 일 수단일 뿐이다.

도면1은 본 발명의 실시 방법에 따른 공기정화모듈(100)의 기능적 구성을 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면1은 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 광촉매 패널(105)과 UV(UltraViolet)-A 파장 대역의 UV를 방출하는 UV램프부(110) 중 적어도 하나(또는 둘 이상의 조합)을 지정된 기하학적 배치 관계로 배치하거나 동작 방식을 제어하여 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 유해성분을 상기 광촉매 물질을 통해 고효율(또는 완전) 분해시키는 고효율 공기정화모듈(100)의 측면 단면 구조를 도시한 것으로서, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면1을 참조 및/또는 변형하여 상기 공기정화모듈(100)의 기능적 구성에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면1에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

본 발명의 공기정화모듈(100)은, 사용자가 휴대하거나 사용자의 개인 공간(예컨대, 사용자의 차량 내부, 화장실, 공부방, 독서실 등)에 거치 가능한 소형의 공기정화장치에 탑재되는 광촉매 공기정화모듈(100)로서, 일 측 방향으로부터 외부의 공기를 흡입하여 다른 일 측 방향으로 배출 가능한 하우징 구조와 본 발명에서 한정하는 수치에 대응하는 구조를 수용 공간을 지닌 하우징 구조를 지닌 장치라면 어떠한 장치에라도 본 발명의 공기정화모듈(100)을 탑재할 수 있음을 명백하게 밝혀두는 바이다.

도면1을 참조하면, 상기 공기정화모듈(100)은, 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 광촉매 패널(105)과, 지정된 UV-A 파장 대역의 UV를 방출하는 UV램프부(110)와, 상기 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 지정된 기하학적 관계를 형성하도록 배치 고정하는 프레임부(125)를 구비하고, 광촉매 패널(105)의 위치를 기준으로 지정된 일 측 방향으로부터 외부의 공기를 흡입하는 흡입부(130)와, 광촉매 패널(105)의 위치를 기준으로 상기 흡입부(130)와 다른 일 측 방향으로 공기를 배출하는 배출부(135)를 구비하며, 상기 흡입부(130)를 통해 외부로부터 공기를 흡입하여 상기 광촉매 패널(105)에 접촉시키는 지정된 유로(Flowing Path)를 유동시킨 후 상기 배출부(135)를 통해 외부로 배출하기 위한 압력을 생성하는 팬부(140)를 더 구비하고, 차량으로부터 차량 전원을 공급받거나 충전하고 상기 UV램프부(110)나 팬부(140)의 동작 전원을 인가하는 전원부(145)를 더 구비한다. 한편 실시 방법에 따라 상기 공기정화모듈(100)은, 상기 팬부(140)를 통해 외부로부터 흡입된 공기에 와류(Turbulence)를 발생시키는 와류 발생부(150)를 더 구비할 수 있다.

광촉매 물질은 빛을 받아들여 화학반응을 촉진시키는 물질의 총칭으로서, 바람직하게 본 발명의 광촉매 물질은 산화티탄(TiO2)을 포함한다. 본 발명에 따르면, 상기 산화티탄은 UV를 받아들여 규소를 제외한 거의 대부분의 물질의 화학반응을 촉진하는 특징을 지니다.

본 발명의 광촉매 패널(105)은 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 광촉매 패널(105)은 광촉매 물질이 코팅된 직경 0.4㎜~1.5㎜의 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적하면서 지정된 두께 t(4㎜≤t≤12㎜)와 지정된 기하학 구조의 양 면을 지닌 패널 형태로 성형 제작되거나, 또는 상기 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 지정된 두께 t(4㎜≤t≤12㎜)의 패널 형태로 집적하여 성형한 후 지정된 기하학 구조의 양 면을 지닌 패널 형태로 가공하여 제작될 수 있다. 이하, 편의상 본 발명의 실시예는 상기 광촉매 패널(105)의 두께가 6㎜ 내외인 실시예를 위주로 본 발명의 특징을 설명하기로 한다.

한편 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 광촉매 패널(105)의 양 면에 형성되는 기하학 구조는 단변의 길이가 40㎜~80㎜이고 장변의 길이가 80㎜~120㎜인 직사각형 구조를 포함할 수 있다. 그러나 상기 광촉매 패널(105)의 양 면 기하학 구조가 직사각형 구조로 한정되는 것은 아니며, 상기 광촉매 패널(105)을 구비한 공기정화모듈(100)을 구비할 공기정화장치의 하우징 구조에 따라 다양한 형태의 기하학 구조(예컨대, 5각형, 6각형 등의 다각형 구조, 원형이나 타원형 구조 등)를 포함할 수 있으며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니한다. 이하, 편의상 본 발명의 실시예는 상기 광촉매 패널(105)의 기하학 구조가 단변의 길이가 60㎜이고 장변의 길이가 80㎜인 직사각형 구조의 실시예를 위주로 본 발명의 특징을 설명하기로 한다.

한편 본 발명의 광촉매 패널(105)은 상기 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 집적 성형하여 제작됨응로써, 첫째 규소 성분이 광촉매 물질에 안전하고, 둘째 규소 성분(=유리)은 빛을 효율적으로 투과시키기 때문에 광촉매 패널(105)의 일 측 방향에서 조사된 UV를 광촉매 패널(105)의 반대 측 방향에 집적된 구슬들에 까지 투과시켜 해당 구슬들에 코팅된 광촉매 물질의 광촉매 기능을 활성화 가능하며, 셋째 구 형태의 구슬을 집적할 경우 각 구슬과 구슬들이 접촉하는 접촉 면적은 최소화되며 각 구슬에 코팅된 광촉매 물질과 공기가 접촉하는 접촉 면적을 최대화할 수 있는 특징을 지닌다. 한편 본 발명의 광촉매 패널(105)을 제작하는데 사용되는 구슬들의 직경을 일정하게 유지할 경우 각 구슬과 구슬 사이의 공극은 최대화되어 공기가 패널을 투과하는 투과율이 증가하는 반면, 구슬들의 직경을 다양화할 경우 구슬과 구슬 사이의 공극과 공기의 투과율이 감소하는 대신에 광촉매 패널(105)의 광촉매 물질과 공기가 접촉하는 접촉 면적은 극대화된다.

한편 본 발명의 일 실시 방법에 따라 본 발명의 공기정화모듈(100)에서 외부로부터 흡입된 공기를 지정된 유로를 따라 유동시키면서 광촉매 패널(105)의 광촉매 물질과 접촉시킬 경우, 상기 광촉매 패널(105)은 다양한 직경의 구슬들을 이용하여 제작되어 상기 지정된 유로를 따라 유동하면서 패널 내부의 공극으로 스며든 공기와 광촉매 물질을 접촉시키는 접촉 면적을 극대화함과 동시에 상기 공기와 광촉매 물질이 접촉하여 반응하는 반응시간(또는 접촉 유지시간)을 최대화하는 것이 바람직하다. 그러나 본 발명의 광촉매 패널(105)이 다양한 직경의 구슬을 이용하는 제작하는 경우로 한정되는 것은 아니며, 일정한 직경의 구슬을 사용하더라도 본 발명의 권리범위에 귀속됨을 명백하게 밝혀두는 바이다. 다만 본 발명의 일부 실시예와 같이 외부로부터 흡입된 공기를 지정된 유로를 따라 유동시키면서 광촉매 패널(105)의 광촉매 물질과 접촉시킬 경우에 상기 광촉매 패널(105) 내부의 공극으로 스며든 공기와 광촉매 물질을 접촉시키는 접촉 면적이 넓을수록, 및/또는 상기 공극으로 스며든 공기와 광촉매 물질의 반응시간(또는 접촉 유지시간)이 길수록 상기 공기의 유해성분은 더욱더 완전하게 무해한(또는 안전한) 성분으로 분해될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 공기정화모듈(100)은 공기와의 접촉 면적이 지정된 기준 접촉 면적 이상인 양 면을 지닌 하나의 광촉매 패널(105)을 포함하여 제작될 수 있다. 또는 상기 공기정화모듈(100)은 공기와의 접촉 면적이 지정된 기준 접촉 면적 이상의 면적을 형성 가능한 2개의 광촉매 패널(105)을 포함하여 제작될 수 있다. 전자의 공기정화모듈(100)은 얇거나 긴 하우징 구조를 지닌 공기정화장치에 탑재 가능하며, 후자의 공기정화모듈(100)은 일정한 원통형이나 직육면체와 같은 3차원 부피감을 지닌 하우징 구조의 공기정화장치에 탑재할 수 있다. 이하 편의상 본 발명은 상기 공기정화모듈(100)에 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 2개의 광촉매 패널(105)을 구비하는 실시예를 위주로 본 발명의 특징을 설명할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

상기 UV램프부(110)는 UV-A 파장 대역(예컨대, 320~405nm 파장 대역)의 UV를 지정된 광 세기로 방출하는 구성부의 총칭으로서, 바람직하게 UV-A 파장 대역의 UV를 방출하는 UV_LED를 포함하여 이루어진다. 예를들어, 상기 UV램프부(110)는 광촉매 패널(105)의 각 패널 영역(예컨대, UV램프부(110)의 UV가 직접 조사되는 수직방향 영역 내지 UV램프부(110)의 방사각 범위 내의 일정 각도 범위 영역, 상기 UV램프부(110)의 UV가 투과(또는 난반사)되어 조사되는 광촉매 패널(105)의 내부 영역 내지 패널 반대 측 영역 등)에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질에 6~10㎽/㎠(±1㎽/㎠)의 광 세기로 조사되는 UV-A 파장 대역의 UV를 방출할 수 있다.

한편 상기 UV램프부(110)는 UV-A 파장 대역의 UV를 방출하는 스펙 상의 방사각이 설정되어 제작된다. 여기서, 상기 스펙 상의 방사각은 상기 UV램프부(110)를 설계 또는 제조하는 제조사가 설정한 스펙 상에 설정된 방사각이다. 예를들어, 하나의 UV_LED를 포함하는 UV램프부(110)는 120°~160°의 각도 범위를 포함하는 스펙 상의 방사각을 포함하여 제작될 수 있다. 그러나 이러한 스펙 상의 방사각은 단지 UV램프부(110)에서 UV를 방출할 수 있는 최대 각도 범위를 의미할 뿐, 상기 UV램프부(110)에서 방출한 UV가 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼을 지니고 도달할 수 있는 각도 범위를 의미하는 것은 아니다. 이에 본 발명은 상기 UV램프부(110)에서 방출한 UV가 상기 광촉매 패널(105)의 각 패널 영역에 유효한 광 세기(예컨대, 광촉매 물질의 광촉매 기능을 활성화하는 광 세기)와 유효한 파장 스펙트럼(예컨대, 광촉매 물질의 광촉매 기능을 활성화하는 파장값을 피크(Peak) 파장 영역에 포함하는 파장 스펙트럼)으로 도달할 수 있는 각도 범위를 포함하는 설계 상의 지정된 방사각 θ를 설정하여 이용하는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ은 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110) 사이의 거리관계(예컨대, 광촉매 패널(105)의 일 면과 UV램프부(110) 사이의 수직거리 등)와 광촉매 패널(105) 면의 기하학 구조(예컨대, 직사각형 구조의 장변 또는 단변의 길이, 원형이나 타원형 구조의 직경이나 반경 등)와 UV램프부(110)에 인가되는 동작 전원의 특성(예컨대, 정전류 상태 등) 중 적어도 하나(또는 둘 이상의 조합)을 근거로 실험적으로 설정될 수 있다.

본 발명의 제1 방사각 실시예에 따르면, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 UV램프부(110)의 스펙 상의 방사각 범위를 그대로 포함할 수 있다. 예를들어, 상기 UV램프부(110)에서 방출된 UV가 상기 UV램프부(110)의 스펙 상의 방사각 범위 내의 광촉매 패널(105)의 각 패널 영역에 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼의 UV가 도달할 수 있는 경우, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 스펙 상의 방사각 범위를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 UV램프부(110)의 스펙 상의 방사각이 120°인 경우, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 120°를 포함할 수 있다.

본 발명의 제2 방사각 실시예에 따르면, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 UV램프부(110)의 스펙 상의 방사각 범위를 일정 비율 축소한 범위 포함할 수 있다. 예를들어, 상기 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105)의 거리관계와 UV램프부(110)에 인가되는 동작 전원의 특성을 근거로 UV램프부(110)의 스펙 상의 방사각 범위의 2/3 범위 내의 광촉매 패널(105)의 각 패널 영역에 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼의 UV가 도달할 수 있는 경우, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 스펙 상의 방사각 범위의 2/3에 해당하는 방사각 범위를 포함할 수 있다. 예컨대, 상기 UV램프부(110)의 스펙 상의 방사각이 120°인 경우, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 120°의 2/3에 해당하는 90°를 포함할 수 있다.

본 발명의 제3 방사각 실시예에 따르면, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 제1 내지 제2 방사각 실시예의 각도 범위 중 적어도 일부의 각도 범위를 포함하는 형태로 설정될 수 있다. 예를들어, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 상기 스펙 상의 방사각 범위를 일정 비율 축소한 범위에서 상기 상기 스펙 상의 방사각 범위 중 적어도 일부의 각도 범위를 포함하는 형태로 설정될 수 있다. 예컨대, 상기 설계 상의 지정된 방사각 θ는 90°~160°의 각도 중 적어도 일부의 각도 범위를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 공기정화모듈(100)은 UV-A 파장 대역의 UV를 방출하는 하나의 UV램프부(110)를 포함하여 제작될 수 있다. 또는 상기 공기정화모듈(100)은 UV-A 파장 대역의 UV를 방출하는 4개의 UV램프부(110)를 포함하여 제작될 수 있다. 전자의 경우 상기 UV램프부(110)는 관이나 봉 형태를 포함하거나 또는 UV_LED의 배열 구조를 포함할 수 있으며, 후자의 경우 상기 UV램프부(110)는 개별의 UV_LED 형태를 포함할 수 있다. 이하 편의상 본 발명은 상기 공기정화모듈(100)에 UV-A 파장 대역의 UV를 방출하는 4개의 UV램프부(110)를 구비하는 실시예를 위주로 본 발명의 특징을 설명할 것이나, 이에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

상기 프레임부(125)는 상기 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 고효율 공기정화를 위해 지정된 기하학적 관계로 배치 고정하는 구성부의 총칭으로서, 상기 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105) 사이에 공기의 유동을 위한 유로를 형성함은 물론 상기 공기정화모듈(100)에 복수의 광촉매 패널(105)을 구비하는 경우 광촉매 패널(105)과 광촉매 패널(105) 사이에도 공기의 유로를 형성함과 동시에, 상기 UV램프부(110)에서 방출한 UV-A 파장 대역의 UV가 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 최대화하는 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼으로 상기 광촉매 패널(105)에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질에 조사되도록 설계 지정된 기하학적 관계로 상기 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105)을 배치 고정한다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 프레임부(125)는 상기 광촉매 패널(105)의 일 면과 상기 UV램프부(110) 사이의 거리관계가 지정된 수직거리 d의 거리관계를 성립하는 지정된 기하학적 관계로 상기 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 배치 고정하는 것이 바람직하다. 여기서, 상기 광촉매 패널(105)의 일 면과 UV램프부(110) 사이의 지정된 수직거리 d는 18㎜~30㎜의 수직거리를 포함하는 것이 바람직하다. 예를들어, 상기 프레임부(125)는 광촉매 패널(105)의 양 면 중 상기 UV램프부(110)에서 방출된 UV가 직접 조사되는 일 면과 상기 UV램프부(110) 사이의 수직거리를 18㎜~30㎜의 거리관계로 배치 고정할 수 있다. 또는 상기 프레임부(125)는 상기 광촉매 패널(105)의 두께가 t인 경우 상기 광촉매 패널(105)의 양 면 중 상기 UV램프부(110)에서 방출된 UV가 직접 조사되는 일 면과 상기 UV램프부(110) 사이의 수직거리를 18㎜~(30-t)㎜의 거리관계로 배치 고정할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 프레임부(125)는 2개의 광촉매 패널(105)과 4개의 UV램프부(110)를 상기의 지정된 기하학적 관계로 배치 고정하기 위한 일정한 부피의 내부 공간을 형성하기 위한 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125) 및 측면 프레임부(125)를 포함하고, 상기 지정된 기하학적 관계를 형성하기 위해 2개의 광촉매 패널(105)을 상기 내부 공간의 지정된 위치에 배치 고정하기 위한 패널 배치 프레임부(125)와, 상기 지정된 기하학적 관계를 형성하기 위해 상기 4개의 UV램프부(110)를 상기 내부 공간의 지정된 위치에 배치 고정하기 위한 램프 배치 프레임부(125)를 포함하며, 상기 2개의 광촉매 패널(105) 사이에 공기의 유동을 위한 유로를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널(105)을 지그재그 배치하기 위한 배치 조정 프레임부(125)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 프레임부(125)는 상기 공기정화모듈(100)의 측면 중간 부분에 2개의 광촉매 패널(105)을 지정된 패널 간 간격만큼 상호 이격시켜 대향 배치 고정하기 위한 패널 배치 프레임부(125)를 구비하여 이루어진다. 바람직하게, 상기 패널 배치 프레임부(125)는 지정된 두께 t의 광촉매 패널(105)을 삽입 가능한 가이드 형태를 포함할 수 있다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 패널 배치 프레임부(125)는 상기 광촉매 패널(105)과 광촉매 패널(105) 사이의 패널 간 간격을 3㎜~10㎜를 포함하도록 상호 이격시켜 대향 배치 고정할 수 있다. 한편 상기 패널 배치 프레임부(125)는 측면 프레임부(125)에 구비되는 형태를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 프레임부(125)는 상기 패널 배치 프레임부(125)에 의해 대향 배치되는 2개의 광촉매 패널(105) 사이에 순차적 공기의 유동을 위한 유료를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널(105)을 지그재그 배치하기 위한 배치 조정 프레임부(125)를 구비하여 이루어진다. 예를들어, 상기 배치 조정 프레임부(125)는 상기 2개의 광촉매 패널(105)을 지그재그 배치하면서 공기의 유로를 유지하기 위한 돌기 형태로 이루어지거나 또는 공기가 드나들 수 있는 문 구조나 창살 형태를 포함할 수 있으며, 이로써 배치 조정 프레임부(125)는 상기 광촉매 패널(105) 사이의 공간으로 진입하는 공기나 상기 광촉매 패널(105) 사이의 공간에서 빠져나오는 공기에 와류(Turbulence)를 발생시키는 와류 발생부(150)의 기능을 수행할 수 있다. 한편 상기 배치 조정 프레임부(125)는 상부 프레임부(125)에 구비되거나 하부 프레임부(125)에 구비되는 형태를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 패널 배치 프레임부(125)와 배치 조정 프레임부(125)는 상기 2개의 광촉매 패널(105) 중 제1 광촉매 패널(105)과 제2 광촉매 패널(105) 사이에 공기의 유로를 형성하도록 상기 제1 광촉매 패널(105)과 제2 광촉매 패널(105)의 지정된 일 면을 지정된 패널 간 간격만큼 이격시켜 대향 배치함과 동시에, 흡입부(130)를 통해 외부로부터 흡입된 공기가 상기 제1 광촉매 패널(105) 측 다른 일 면의 적어도 일부를 따라 유동하고, 상기 제1 광촉매 패널(105)과 제2 광촉매 패널(105) 사이의 대향 면 사이를 유동한 후, 상기 제2 광촉매 패널(105) 측 다른 일 면의 적어도 일부를 따라 유동하도록 상기 제1 광촉매 패널(105)과 제2 광촉매 패널(105)을 지그재그 배치 고정할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 프레임부(125)는 상기 패널 배치 프레임부(125)에 의해 배치 고정된 2개의 광촉매 패널(105) 중 적어도 하나의 광촉매 패널(105)과 상기 4개의 UV램프부(110) 중 2개의 UV램프부(110)를 지정된 수직거리 d의 거리관계로 이격시켜 배치 고정하기 위한 램프 배치 프레임부(125)를 구비하여 이루어진다.

본 발명의 실시 방법에 따른 도면1을 참조하면, 상기 공기정화모듈(100)은, 광촉매 패널(105)에 대향하는 일 면에 2개의 UV램프부(110)를 배치 고정하며 상기 UV램프부(110)의 UV 발광을 위한 회로를 구비한 2개의 램프배치부(115)를 더 구비할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 UV램프부(110)의 UV 발광을 위해서는 상기 UV램프부(110) 외에 UV의 발광을 위한 전원 공급과 램프 관련 회로 구성이 필요한데, 이러한 회로 구성을 프레임부(125)에 직접 실장하기에는 제작단가가 상승된다. 이에 본 발명은 별도의 램프배치부(115)에 2개의 UV램프부(110)와 램프 관련 회로 구성을 실장한 후, 상기 램프배치부(115)를 상기 램프 배치 프레임부(125)의 지정된 배치 영역에 배치 고정함으로써, 상기 패널 배치 프레임부(125)를 통해 배치 고정된 2개의 광촉매 패널(105) 중 적어도 하나의 광촉매 패널(105)과 상기 램프배치부(115)에 배치 고정된 2개의 UV램프부(110) 사이에 지정된 수직거리 d의 거리관계가 성립되도록 처리할 수 있다. 예를들어, 상기 램프배치부(115)는 2개의 UV램프부(110)와 램프 관련 회로 구성을 실장 가능한 PCB(Printed Circuit Board) 형태를 포함할 수 있으며, 상기 UV램프부(110)에 의해 발생되는 열을 효율적으로 방열하기 위해 금속 재질의 PCB를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 램프배치부(115)는 상기 광촉매 패널(105)에 대향하는 일 면에 2개의 UV램프부(110)를 배치 고정하며, 상기 UV램프부(110)를 배치 고정한 면과 동일 면이나 반대 면 중 하나 이상의 면에 램프 관련 회로 구성을 실장할 수 있다. 상기 램프배치부(115)는 상기 광촉매 패널(105)에 대향하는 일 면에 상기 4개의 UV램프부(110) 중 하나의 UV램프부(110)를 배치 고정하거나 또는 상기 광촉매 패널(105)에 대향하는 일 면에 상기 4개의 UV램프부(110) 중 2개의 UV램프부(110)를 배치 고정할 수 있다.

한편 상기 광촉매 패널(105)에 대향하는 램프배치부(115)의 일 면에 2개의 UV램프부(110)를 배치 고정하는 경우, 상기 램프배치부(115)는 상기 광촉매 패널(105)의 동일한 면으로 UV를 방출하는 2개의 UV램프부(110) 사이의 간격관계를 지정된 램프간격 L의 간격관계로 배치 고정하는 것이 바람직하다. 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 UV램프부(110)의 설계 상의 지정된 방사각이 θ이고, 상기 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105) 사이의 수직거리가 d라면, 상기 2개의 UV램프부(110)를 상호 이격 배치하기 위해 지정된 지정된 램프간격 L은 지정된 최대 간격 Lmax(Lmax = 2*d*tan(θ/2)) 이내의 간격을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 바람직하게, 상기 2개의 UV램프부(110)를 상호 이격 배치하기 위해 지정된 지정된 램프간격 L은 상기 지정된 최대 간격 Lmax를 지정된 일정 비율 감소한 간격(예컨대, Lmax에서 30%~50%를 감소한 간격 등)을 포함할 수 있다.

한편 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 2개의 UV램프부(110)를 지정된 램프간격 L만큼 이격 배치한 경우, 상기 광촉매 패널(105)은 상기 UV램프부(110)의 지정된 방사각에 의해 2개의 UV램프부(110)에서 각기 방출한 UV가 중첩되어 조사되는 UV 중첩 영역을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 UV램프부(110)에서 방출한 UV의 광 세기와 파장 스펙트럼은 상기 UV램프부(110)와 수직 방향 근처의 광촉매 패널(105) 영역에서는 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 활성화 가능한 광 세기와 파장 스펙트럼의 유효 범위를 포함할 수 있으나, 상기 UV램프부(110)의 수직 방향에서 일정 각도 이상 벗어날 경우 상기 광 세기와 파장 스펙트럼 중 적어도 하나가 상기 유효 범위를 벗어날 수 있다. 이 경우 본 발명은 광촉매 패널(105) 상에 2개의 UV램프부(110)에서 각기 방출한 UV가 중첩되어 조사되는 UV 중첩 영역을 설정함으로써 상기 UV램프부(110)의 수직 방향에서 일정 각도 이상 벗어난 광촉매 패널(105) 영역에도 유효한 광 세기와 파장 스펙트럼의 UV가 조사되도록 처리할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 2개의 UV램프부(110)와 램프 관련 회로 구성을 구비한 램프배치부(115)가 준비된 경우, 상기 램프 배치 프레임부(125)는 상기 램프배치부(115)에 배치된 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105) 사이에 공기의 유동을 위한 유로를 형성하면서 상기 UV램프부(110)에서 방출된 UV가 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 최대화하는 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼으로 상기 광촉매 패널(105)에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질에 조사되도록 설계 지정된 기하학적 관계로 상기 광촉매 패널(105)과 램프배치부(115)를 배치 고정할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따른 도면1을 참조하면, 상기 공기정화모듈(100)은, 상기 램프배치부(115)의 면 중 상기 UV램프부(110)를 배치한 면과 다른 일 면에 배치되고 상기 UV램프부(110)와 열전도성 재질로 연결되어 상기 UV램프부(110)의 UV 발광 과정에서 발생한 열을 전도받아 방열하는 방열핀부(120)를 더 구비할 수 있다.

상기 UV램프부(110)는 UV를 방출하는 동안 지속적으로 가열되는데, 출원인의 실험에 의하면 상기 UV램프부(110)를 방열하지 않은 경우 상기 공기정화장치의 내부 공간 내에서 상기 UV램프부(110)와 그 주변의 온도는 대략 150℃ 이상까지 상승하며, 이 경우 상기 UV램프부(110)의 광 세기가 변형되거나 파장 스펙트럼의 일부 영역이 변형될 수 있는데, 이러한 광 세기나 파장 스펙트럼의 변형은 광촉매 물질의 광촉매 기능을 감소시킨다. 이에 본 발명은 상기 램프배치부(115)의 면 중 상기 UV램프부(110)를 배치한 면과 다른 일 면에 상기 UV램프부(110)와 열전도성 재질로 연결되어 상기 UV램프부(110)의 UV 발광 과정에서 발생한 열을 전도받아 방열하는 방열핀부(120)를 배치하고, 상기 방열핀부(120)가 배치된 영역으로도 외부로부터 흡입된 공기의 일부를 유동시킴으로써 상기 UV램프부(110)의 지속적인 UV 발광에도 상기 UV램프부(110)와 그 주변의 온도를 지정된 온도 범위로 유지할 수 있다. 바람직하게, 상기 방열핀부(120)는 열 전도율이 높은 금속 재질이나 그라파이트 재질을 포함할 수 있다. 예를들어, 상기 방열핀부(120)는 상기 UV램프부(110)와 그 주변의 온도를 60℃~70℃로 유지할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 2개의 UV램프부(110)와 램프 관련 회로 구성을 구비하며 실시 방법에 따라 상기 UV램프부(110)의 방열을 위한 방열핀부(120)를 구비한 램프배치부(115)가 준비된 경우, 상기 램프 배치 프레임부(125)는 상기 램프배치부(115)에 배치된 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105) 사이에 공기의 유동을 위한 유로를 형성하면서 상기 UV램프부(110)에서 방출된 UV가 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 최대화하는 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼으로 상기 광촉매 패널(105)에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질에 조사되도록 설계 지정된 기하학적 관계로 상기 광촉매 패널(105)과 램프배치부(115)를 배치 고정할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 램프 배치 프레임부(125)는 상기 램프배치부(115)에 구비된 방영핀부의 근처로 외부로부터 흡입된 공기를 유동시키는 유로를 형성하도록 상기 램프배치부(115)를 배치 고정하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125) 중 적어도 하나의 프레임부(125)는 광촉매 패널(105)의 위치를 기준으로 지정된 일 측 방향으로부터 외부의 공기를 흡입하기 위한 지정된 흡입면적을 지닌 흡입부(130)를 포함할 수 있다. 한편 상기 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125) 중 적어도 하나의 프레임부(125)는 광촉매 패널(105)의 위치를 기준으로 상기 흡입부(130)와 다른 일 측 방향으로 공기를 배출하기 위한 지정된 배출면적을 지닌 배출부(135)를 포함할 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 배출부(135)의 배출면적은 외부로부터 흡입된 공기가 광촉매 패널(105)과 접촉하면서 유동하는 유동시간을 최대화하기 위해 상기 흡입면적보다 작거나 같은 면적을 포함(또는 상기 흡입부(130)의 흡입면적은 외부로부터 흡입된 공기가 광촉매 패널(105)과 접촉하면서 유동하는 유동시간을 최대화하기 위해 상기 배출면적보다 작거나 같은 면적을 포함)할 수 있다. 그러나 상기 배출면적과 흡입면적의 면적 관계가 상기의 관계로 한정되는 것은 아니며, 팬부(140)에 의해 형성되는 압력에 의해 상기 유동시간을 제어 가능한 경우 상기 배출면적과 흡입면적의 면적 관계는 생략 가능하다.

상기 전원부(145)는 차량으로부터 차량 전원을 공급받는 전원 공급부(도시생략)와, 상기 차량 전원을 근거로 4개의 UV램프부(110)의 UV 발광을 위한 동작 전원이나 상기 팬부(140)의 동작을 위한 동작 전원을 생성하는 전원 변환부(도시생략)와, 상기 생성된 동작 전원을 상기 UV램프부(110)나 팬부(140)로 인가하는 전원 인가부(도시생략)을 구비하며, 실시 방법에 따라 상기 전원 공급부를 통해 공급된 차량 전원이나 상기 전원 변환부를 통해 생성된 동작 전원을 충전하는 전원 충전부(도시생략)를 더 구비할 수 있다.

한편 출원인의 실험에 의하면, UV_LED를 포함하는 UV램프부(110)의 파장 스펙트럼을 일정하게 유지하거나 외부 환경 변화에 의해 파장 스펙트럼이 변형되는 것을 감소시키려면 상기 UV램프부(110)에 인가되는 전압을 일정하게 유지하기 보다는 전류값을 일정하게 유지하는 정전류를 인가하는 것이 바람직하다. 이에 상기 전원부(145)(또는 전원 변환부)는 상기 전원 공급부를 통해 차량으로부터 공급되는 차량 전원을 근거로 4개의 UV램프부(110)로 인가할 지정된 정전류를 생성하는 전전류 회로 구성을 포함하여 이루어지는 것이 바람직하다. 종래의 UV 발광 관련 회로는 정전류보다는 정전압을 유지하도록 설계되었는데, 본 발명은 정전류를 유지하도록 하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 UV램프부(110)가 UV_LED를 포함하는 경우, 상기 전원부(145)(또는 전원 변환부)는 각 UV램프부(110) 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 포함하는 정전류를 생성하는 것이 바람직하며, 상기 전원 인가부는 각 UV램프부(110) 당 350mA(±10mA)의 정전류값과 DC 3.5V(±1.0V)의 전압값을 4개의 UV램프부(110)로 인가하는 것이 바람직하다. 한편 상기 전원부(145)(또는 전원 변환부)는 각 UV램프부(110) 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 인가하는 과정에서 정전류값이 허용 범위 이상 변경되는지 확인하며, 만약 상기 정전류값이 허용 범위 이상 변경되는 경우 상기 전압값을 가변시켜서라도 상기 정전류값을 최대한 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 전원부(145)(또는 전원 인가부)는 차량으로부터 인가된 차량 전원에 근거한 동작 전원을 2개의 각 램프배치부(115)에 구비된 회로에 병렬 관계로 인가하는 것이 바람직하며, 상기 2개의 각 램프배치부(115)는 상기 전원부(145)(또는 전원 인가부)로부터 병렬 관계로 인가된 전원을 각 2개의 UV램프부(110)에 직렬로 인가하는 것이 바람직하다. 예를들어, 버스나 대형 화물차를 제외한 대부분의 차량의 차량 전원의 경우 DC 12V인데, 각 UV램프부(110) 당 필요한 전압값은 DC 3.5V로서 차량 전원을 직렬로 연결해서는 4개의 UV램프부(110)에 유효한 전원을 인가할 수 없다. 한편 4개의 UV램프부(110)를 모두 병렬로 연결할 경우 DC 12V를 통해 각 UV램프부(110) 당 DC 3.5V를 인가할 수 있지만, 이러한 병렬 연결을 통해서는 각 UV램프부(110) 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 유지하기 난해하다. 이에 본 발명은 차량 전원에 근거한 동작 전원을 2개의 각 램프배치부(115)에 구비된 회로에 병렬 관계로 인가한 후, 2개의 각 램프배치부(115)에서 각 2개의 UV램프부(110)에 동작 전원을 직렬로 연결함으로써, DC 12V의 차량 전원을 이용하여 각 UV램프부(110) 당 350mA(±10mA)의 안정적인 정전류를 인가하도록 할 수 있다. 한편 이 경우 이론적으로 4개의 UV램프부(110)로 인가되는 전압은 7V이고, 각 UV램프부(110) 당 최대 전압 허용치를 감안하더라도 9V(=(3.5V+1.0V)*2)인데, 이 경웅 12V에서 3V의 나머지 여유 전원이 발생하며, 상기 전원부(145)는 상기 여유 전원을 이용하여 상기 팬부(140)를 동작시키는 동작 전원으로 이용하거나 상기 공기정화모듈(100)에 제어모듈이 구비되는 경우 상기 제어모듈의 동작 전원으로 이용할 수 있다.

상기 팬부(140)는 상기 흡입부(130)와 배출부(135) 중 적어도 일 측에 구비되어 상기 흡입부(130)를 통해 외부로부터 공기를 흡입하여 상기 프레임부(125)에 의해 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110) 사이 내지 광촉매 패널(105)과 광촉매 패널(105) 사이에 형성된 유로를 유동시킨 후 상기 배출부(135)를 배출하기 위한 압력을 생성한다. 바람직하게, 상기 팬부(140)는 상기 압력을 생성하기 위한 프로펠러와 모터 및 상기 프로펠러와 모터를 고정하는 몸체를 포함하여 이루어지며, 상기 모터는 상기 전원부(145)로부터 인가되는 전원에 따라 지정된 회전속도로 프로펠러를 회전시킬 수 있다. 한편 상기 팬부(140)의 모터 회전속도를 가변시키며 제어하려는 경우, 상기 전원부(145)(또는 별도의 제어모듈)은 상기 모터의 회전속도를 제어하기 위한 제어회로나 제어관련 구성을 구비할 수 있으며, 이에 의해 본 발명이 한정되지 아니한다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 광촉매 패널(105)은 지정된 양면 기하학 구조 상 광촉매 패널(105)의 일 면에 접촉하면서 유동하는 공기가 상기 일 면을 따라 유동하는 유동거리 f(40㎜≤f≤120㎜)가 설정될 수 있다. 예를들어, 단변의 길이가 60㎜이고 장변의 길이가 80㎜인 직사각형 구조의 광촉매 패널(105)을 본 도면1과 같이 세로방으로 세워 배치하고 하부 프레임부(125)의 흡입부(130) 측에서 흡입된 공기가 상기 광촉매 패널(105)의 일 면에 접촉하면서 유동하는 경우 상기 광촉매 패널(105)의 유동거리 f는 80㎜일 수 있다.

한편 유동거리가 f인 2개의 광촉매 패널(105)을 본 도면1의 실시예와 같이 지그재그 배치한 경우, 하부 프레임부(125)의 흡입부(130) 측에서 흡입된 공기는 2개의 광촉매 패널(105)의 지정된 각 면에 순차적으로 접촉하면서 지정된 유로거리 F(F≤(M+1)*f)를 유동할 수 있는데, 이 경우 상기 팬부(140)는 상기 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하여 상기 배출부(135)를 통해 외부로 배출될 때까지 적어도 지정된 유동시간 s(s≥0.5)초 이상 소요되는 압력을 생성하는 것이 바람직하다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 팬부(140)는 지정된 동작 모드(예컨대, 일반 모드 또는 저소음 모드 등)에서 외부로부터 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하는데 1초 이상의 유동시간을 소요하는 압력을 생성하는 것이 바람직하며, 상기 팬부(140)의 모터가 고속으로 회전하는 고속 모드라고 하더라도 외부로부터 흡입된 공기가 광촉매 패널(105)의 구슬들 사이로 스며들어 유동하면서 광촉매 물질과 반응하여 유해한 물질을 분해하는데 최소한의 반응시간(또는 접촉 유지시간)을 확보할 수 있도록 적어도 0.5초 이상의 유동시간(예컨대, 반응시간)을 확보하는 것이 바람직하다. 즉, 본 발명의 공기정화모듈(100)에서 광촉매 패널(105)의 광촉매 물질이 공기 중의 유해한 성분을 분해할 확률을 일정 수준 이상 유지하기 위해서는 공기와 광촉매 물질이 접촉하여 반응하는데 필요한 최소한의 반응시간(또는 접촉 유지시간)을 유지하는 것이 바람직하며, 팬부(140)의 프로펠러를 고속으로 회전시켜 공기를 빠르게 유동시킨다고 하여 더 많은 공기가 더 빨리 분해되거나 더 빨리 정화되는 것은 아니다. 출원인의 실험에 의하면, 상기 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하여 상기 배출부(135)를 통해 외부로 배출될 때까지 적어도 0.5초 이상의 유동시간이 확보되어야 하며, 바람직하게는 1초 이상의 유동시간이 확보되어야 한다.

한편 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 팬부(140)의 프로펠러는 상기 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하여 상기 배출부(135)를 통해 외부로 배출될 때까지 적어도 지정된 유동시간 이상 소요되는 압력을 생성하기 위해 지정된 회전속도 v로 회전하는 것이 바람직하다. 상기 팬부(140)에 구비된 프로펠러의 회전속도는 상기 팬부(140)의 모터로 인가되는 동작 전원의 전압값이나 전류값에 의해 제어되거나 또는 상기 모터의 회전속도를 제어하기 위한 제어회로나 제어관련 구성으로부터 전달되는 신호에 의해 제어될 수 있다.

본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 유동시간을 확보하기 위한 상기 팬부(140)에 구비된 프로펠러의 지정된 회전속도 v는 지정된 유로를 따라 유동하는 거리의 합인 유로거리 F 이외에 상기 배출부(135)의 배출면적이나 흡입부(130)의 흡입면적 등의 변수를 인자로 이용하여 산출될 수 있으며, 특히 상기 배출부(135)의 배출면적이 상기 흡입부(130)의 흡입면적보다 작거나 같은 경우, 상기 팬부(140)에 구비된 프로펠러의 지정된 회전속도 v는 상기 유로거리 F와 상기 배출부(135)의 배출면적 등의 변수를 인자로 이용하여 산출될 수 있다. 따라서 상기 유로거리 F와 상기 배출부(135)의 배출면적을 근거로 상기 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하여 상기 배출부(135)를 통해 외부로 배출될 때까지 지정된 유동시간 s를 확보하기 위한 회전속도 v가 산출되는 경우, 상기 전원부(145)(또는 별도의 제어모듈)은 상기 팬부(140)로 상기 산출된 회전속도 v를 유지하기 위한 전원을 인가하거나 상기 산출된 회전속도 v를 유지하기 위한 신호를 전달할 수 있다.

상기 흡입부(130)는 상기 팬부(140)의 프로펠러의 회전속도 v에 의해 생성되는 압력을 근거로 지정된 일 측 방향으로부터 외부의 공기를 흡입하며, 상기 배출부(135)는 상기 팬부(140)에 의한 압력을 근거로 외부로부터 흡입된 공기를 다른 일 측 방향으로 배출하며, 상기 흡입부(130)의 근처 영역에는 돌출부 형태나 창살 형태로 이루어져 상기 팬부(140)에 의해 생성된 압력을 통해 외부로부터 흡입되어 상기 유로를 유동하는 공기에 와류를 발생시키는 와류 발생부(150)를 더 구비할 수 있다.

상기 와류 발생부(150)는 상기 팬부(140)에 의해 생성된 압력을 통해 외부로부터 흡입되어 상기 유로를 유동하는 공기에 와류를 발생시킴으로써, 상기 유동하는 공기와 상기 광촉매 패널(105)의 구슬들에 코팅된 광촉매 물질과의 접촉 확률을 증가시키는 기능을 수행한다. 한편 본 발명의 실시 방법에 따르면, 2개의 광촉매 패널(105)을 지그재그 배치하기 위한 배치 조정 프레임부(125)의 경우 돌기 형태나 문 구조 또는 창살 형태로 구비되어 상기 광촉매 패널(105)과 광촉매 패널(105) 사이의 공간으로 유동하는 공기에 와류를 발생시키는 와류 발생부(150)의 기능을 수행할 수 있다.

도면2a와 도면2b는 본 발명의 실시 방법에 따른 공기정화모듈(100)의 상측 단면 구조의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면2a는 직사각형 구조를 상측 단면 구조의 일 실시예를 예시한 것이고, 도면2b는 내부 공간을 최소화하기 위해 도면2a의 직사각 구조에서 각 모서리 부분의 일부를 제거하여 +' 형태를 지닌 상측 단면 구조의 다른 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면2a와 도면2b의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 공기정화모듈(100)의 상측 단면 구조에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면2a와 도면2b에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면2a의 실시예는 상기 도면1에 도시된 측면 단면 구조 상의 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)에 평면 구조의 측면 프레임부(125)를 연결하여 직사각형 구조를 지닌 상측 단면 구조의 실시예를 도시한 것으로, 본 도면2a의 실시예에 따른 공기정화모듈(100)은 직육면체 구조의 공기정화장치에 탑재하기 용이한 실시예이다.

한편 도면2b의 실시예는 상기 도면2a의 실시예보다 내부 공간을 최소화하기 위해 상기 도면2a의 직사각 구조에서 각 모서리 부분의 일부를 제거하여 +' 형태를 지닌 상측 단면 구조의 실시예를 도시한 것으로, 본 도면2b의 실시예에 따른 공기정화모듈(100)은 원통형 구조의 공기정화장치에 탑재하기 용이한 실시예이다.

본 도면2a와 도면2b의 실시예를 참조하면, 광촉매 패널(105)을 배치 고정하기 위한 패널 배치 프레임부(125)는 측면 프레임부(125)에 구비되며, 상기 광촉매 패널(105)은 상기 패널 배치 프레임부(125)에 삽입하는 형태로 배치 고정된다.

도면3은 본 발명의 실시 방법에 따라 프레임부(125)에 배치 고정된 광촉매 패널(105)의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면3은 광촉매 패널(105)을 측면 프레임부(125)에 구비된 패널 배치 프레임부(125)에 삽입함과 동시에 상부 프레임부(125)에 구비된 배치 조정 프레임부(125)에 의해 다른 광촉매 패널(105)과 지그재그 배치 고정되는 광촉매 패널(105)의 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면3을 참조 및/또는 변형하여 상기 프레임부(125)에 배치 고정된 광촉매 패널(105)에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면3에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면3의 실시예는 광촉매 패널(105)을 측면 프레임부(125)에 구비된 패널 배치 프레임부(125)에 삽입함과 동시에 상부 프레임부(125)에 구비된 배치 조정 프레임부(125)에 의해 다른 광촉매 패널(105)과 지그재그 배치 고정되는 광촉매 패널(105)의 일 실시예 도시한 것이다.

본 발명의 실시 방법에 따른 광촉매 패널(105)을 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작되는데, 본 도면3의 실시예를 참조하면 복수의 규소 성분 구슬들을 집적 성형하여 제작된 광촉매 패널(105)을 나사나 볼트를 이용하여 고정하지 않음(만약 규소 성분 구슬들을 집적한 광촉매 패널(105)에 나사나 볼트를 이용할 경우 광촉매 패널(105)이 깨지거나 분해될 수 있음)은 물론, 별도의 접착제를 사용하지 않고도(한편 접착제를 사용할 경우 광촉매 패널(105)에 UV가 조사됨과 동시에 광촉매 패널(105)의 광촉매 물질이 접착제 성분을 분해하여 접착력이 소멸됨) 상기 패널 배치 프레임부(125)와 배치 조정 프레임부(125)를 이용하여 상기 광촉매 패널(105)을 설계 상의 지정된 위치에 정확하게 배치 고정하는 것을 특징으로 한다.

한편 본 발명의 실시 방법에 따르면, 상기 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)와 측면 프레임부(125)와 패널 배치 프레임부(125)와 배치 조정 프레임부(125) 중 상기 광촉매 패널(105)과 접촉하는 각 프레임부(125)의 영역은 규소 성분을 이용하여 코팅(예컨대, 유리 코팅)함으로써 상기 광촉매 패널(105)의 광촉매 물질에 의해 분해되거나 훼손되지 않도록 관리하는 것이 바람직하다.

도면4a와 도면4b는 본 발명의 실시 방법에 따라 램프 배치 프레임부(125)에 배치 고정된 램프배치부(115)의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면4a는 상기 도면2a의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)에 구비된 램프 배치 프레임부(125)에 램프배치부(115)를 배치 고정하는 일 실시예를 예시한 것이고, 도면4b는 상기 도면2b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)에 구비된 램프 배치 프레임부(125)에 램프배치부(115)를 배치 고정하는 다른 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면4a와 도면4b의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 램프 배치 프레임부(125)에 배치 고정된 램프배치부(115)에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면4a와 도면4b에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면4a의 실시예는 상기 도면2a의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)에 구비된 램프 배치 프레임부(125)에 2개의 UV램프부(110)와 2개의 방열핀부(120)를 구비한 램프배치부(115)를 배치 고정하는 일 실시예를 예시한 것으로, 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기는 램프배치부(115)의 일 면에 배치된 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105) 사이의 유로를 따라 유동함은 물론, 램프 배치 프레임부(125)에 의해 형성된 공기 연결 통로 통해 램프배치부(115) 다른 일 면에 배치된 방열핀부(120) 측으로도 유동하여 상기 방열핀부(120)를 냉각시킬 수 있다.

한편 도면4b의 실시예는 상기 도면2b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)에 구비된 램프 배치 프레임부(125)에 2개의 UV램프부(110)와 2개의 방열핀부(120)를 구비한 램프배치부(115)를 배치 고정하는 다른 일 실시예를 예시한 것으로, 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기는 램프배치부(115)의 일 면에 배치된 UV램프부(110)와 광촉매 패널(105) 사이의 유로를 따라 유동함은 물론, 램프 배치 프레임부(125)에 의해 형성된 공기 연결 통로를 램프배치부(115) 다른 일 면에 배치된 방열핀부(120) 측으로도 유동하여 상기 방열핀부(120)를 냉각시킬 수 있다.

도면5a 내지 도면5c는 본 발명의 실시 방법에 따른 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 배치하는 기하학적 관계의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면5a는 상기 도면1에 도시된 공기정화모듈(100)의 측면 단면 구조의 실시예를 기준으로 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 배치하는 기하학적 관계의 일 실시예를 도시한 것이고, 도면5b는 상기 도면2a에 도시된 공기정화모듈(100)의 상측 단면 구조의 실시예를 기준으로 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 배치하는 기하학적 관계의 다른 일 실시예를 도시한 것이고, 도면5c는 상기 도면2b에 도시된 공기정화모듈(100)의 상측 단면 구조의 실시예를 기준으로 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 배치하는 기하학적 관계의 또 다른 일 실시예를 도시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면5a 내지 도면5c의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 광촉매 패널(105)과 UV램프부(110)를 배치하는 기하학적 관계에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면5a 내지 도면5c에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면5a 내지 도면5c의 실시예를 참조하면, 상기 광촉매 패널(105)의 일 면과 UV램프부(110)는 지정된 수직거리 d의 거리관계로 이격 배치되며, 지정된 수직거리 d는 18㎜~30㎜의 수직거리를 포함하는 것이 바람직하다.

도면5a 내지 도면5c의 실시예를 참조하면, 상기 UV램프부(110)는 지정된 수직거리 d의 거리관계로 이격 배치된 광촉매 패널(105)의 일 면에 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼의 UV를 조사시킬 수 있는 설계 상의 지정된 방사각 θ가 설정되며, 상기 지정된 방사각 θ는 90°~160°의 각도를 포함할 수 있다.

도면5a의 실시예를 참조하면, 광촉매 패널(105)의 동일한 면으로 UV를 방출하는 2개의 UV램프부(110)를 배치 고정하는 경우, 상기 UV램프부(110)는 지정된 램프간격 L의 간격관계로 배치 고정되는 것이 바람직하며, 상기 지정된 램프간격 L은 지정된 최대 간격 Lmax(Lmax = 2*d*tan(θ/2)) 이내의 간격을 포함하는 것이 바람직하다. 바람직하게, 지정된 램프간격 L은 상기 최대 간격 Lmax를 지정된 일정 비율 감소한 간격을 포함할 수 있다.

한편 2개의 UV램프부(110)를 지정된 램프간격 L만큼 이격 배치한 경우, 상기 광촉매 패널(105)은 상기 UV램프부(110)의 지정된 방사각에 의해 2개의 UV램프부(110)에서 각기 방출한 UV가 중첩되어 조사되는 UV 중첩 영역을 포함하여 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 UV램프부(110)에서 방출한 UV의 광 세기와 파장 스펙트럼은 상기 UV램프부(110)와 수직 방향 근처의 광촉매 패널(105) 영역에서는 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 활성화 가능한 광 세기와 파장 스펙트럼의 유효 범위를 포함할 수 있으나, 상기 UV램프부(110)의 수직 방향에서 일정 각도 이상 벗어날 경우 상기 광 세기와 파장 스펙트럼 중 적어도 하나가 상기 유효 범위를 벗어날 수 있다. 이 경우 본 발명은 광촉매 패널(105) 상에 2개의 UV램프부(110)에서 각기 방출한 UV가 중첩되어 조사되는 UV 중첩 영역을 설정함으로써 상기 UV램프부(110)의 수직 방향에서 일정 각도 이상 벗어난 광촉매 패널(105) 영역에도 유효한 광 세기와 파장 스펙트럼의 UV가 조사되도록 처리할 수 있다.

도면6은 본 발명의 실시 방법에 따른 와류 발생의 실시예를 예시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면6은 흡입부(130) 측에 돌출부 형태나 창살 형태로 이루어진 와류 발생부(150)를 구비한 경우 상기 와류 발생부(150)에 의해 상기 흡입부(130)를 통해 흡입된 공기에 발생하는 와류의 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면6을 참조 및/또는 변형하여 상기 와류 발생의 다양한 실시예를 유추할 수 있을 것이며, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어진다.

도면6을 참조하면, 흡입부(130) 측에 돌출부 형태나 창살 형태로 이루어진 와류 발생부(150)를 구비한 경우 팬부(140)를 통해 생성된 압력에 의해 상기 흡입부(130) 측으로 흡입된 공기는 상기 와류 발생부(150)에 의해 와류를 발생하면서 지정된 유로를 따라 유동하며, 이러한 와류 발생에 의해 상기 유로를 따라 유동하는 공기와 광촉매 패널(105)에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질이 접촉할 확률이 급격하게 증가한다.

도면7a와 도면7b는 본 발명의 실시 방법에 따른 하부 프레임부(125)의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면7a는 상기 도면2a의 실시예에 따른 하부 프레임부(125)의 일 실시예를 예시한 것이고, 도면7b는 상기 도면2b의 실시예에 따른 하부 프레임부(125)의 다른 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면7a와 도면7b의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 하부 프레임부(125)의 구조에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면7a와 도면7b에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면7a와 도면7b의 실시예를 참조하면, 상기 하부 프레임부(125)는 상기 도면2a 또는 도면2b의 측면 프레임부(125)와 결합 가능한 구조를 포함하며, 상기 팬부(140)에 의해 생성된 압력에 의해 외부의 공기를 흡입하는 지정된 흡입면적을 지닌 흡입부(130)를 포함하여 이루어진다.

도면8a와 도면8b는 본 발명의 실시 방법에 따른 상부 프레임부(125)의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면8a는 상기 도면2a의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)의 일 실시예를 예시한 것이고, 도면8b는 상기 도면2b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)의 다른 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면8a와 도면8b의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 상부 프레임부(125)의 구조에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면8a와 도면8b에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면8a와 도면8b의 실시예를 참조하면, 상기 상부 프레임부(125)는 상기 도면2a 또는 도면2b의 측면 프레임부(125)와 결합 가능한 구조를 포함하며, 상기 팬부(140)에 의해 생성된 압력에 의해 외부로부터 흡입되어 지정된 유로를 유동하면서 광촉매 물질에 의해 유해 성분이 분해된 공기를 외부로 배출하는 지정된 배출면적을 지닌 배출부(135)를 포함하여 이루어진다.

도면8a와 도면8b의 실시예를 참조하면, 상기 배출부(135)의 배출면적은 팬부(140)의 프로펠러 회전 반경과 매칭되는 반원 구조로 이루어지는 것이 바람직하며, 이에 의해 외부의 압력 차이에 의한 역방향 공기 유동을 방지할 수 있다.

도면9a와 도면9b는 본 발명의 실시 방법에 따라 상부 프레임부(125)에 구비되는 팬부(140)의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면9a는 상기 도면8a의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)에 구비되는 팬부(140)의 일 실시예를 예시한 것이고, 도면9b는 상기 도면8b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)에 구비되는 팬부(140)의 다른 일 실시예를 예시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면9a와 도면9b의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 팬부(140)에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면9a와 도면9b에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다.

도면9a와 도면9b의 실시예를 참조하면, 상기 팬부(140)는 도면8a 또는 도면8b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)의 배출부(135) 영역과 매칭시켜 배치 고정되며, 제작의 용이성과 제작 단가를 낮추기 위해 상기 상부 프레임부(125)에는 상기 배출부(135)의 배출면적에 매칭시켜 팬부(140)를 배치 고정할 배치 위치를 안내하는 팬 배치 안내부를 더 구비할 수 있다.

도면10a 내지 도면10e는 본 발명의 실시 방법에 따른 공기정화모듈(100)의 제작 과정의 실시예를 도시한 도면이다.

보다 상세하게 본 도면10a 내지 도면10e는 상기 도면1의 측면 단면 구조를 기반으로 공기정화모듈(100)을 제작하는 과정을 일 실시예를 도시한 것으로, 본 발명이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 본 도면10a 내지 도면10e의 실시예를 참조 및/또는 변형하여 상기 공기정화모듈(100)의 제작 과정에 대한 다양한 실시 방법(예컨대, 일부 구성부가 생략되거나, 또는 세분화되거나, 또는 합쳐진 실시 방법)을 유추할 수 있을 것이나, 본 발명은 상기 유추되는 모든 실시 방법을 포함하여 이루어지며, 본 도면10a 내지 도면10e에 도시된 실시 방법만으로 그 기술적 특징이 한정되지 아니한다. 예를들어, 본 면xa 내지 도면10e의 실시예는 각 프레임부(125)를 어떤 식으로 사출 성형하는지에 따라 다양하게 변형 가능하며, 본 발명은 상기 변형 가능한 모든 실시예를 권리범위로 포함할 수 있음을 명시하는 바이다.

도면10a를 참조하면, 상기 도면8a 또는 도면8b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)와 상기 도면2a 또는 도면2b의 실시예에 따른 측면 프레임부(125)를 사출 성형하여 결합하거나 또는 상기 도면8a 또는 도면8b의 실시예에 따른 상부 프레임부(125)와 상기 도면2a 또는 도면2b의 실시예에 따른 측면 프레임부(125)를 결합한 형태의 프레임부(125)를 사출 성형하여 제작한다.

도면10b를 참조하면, 상기 도면10a를 통해 제작된 측면 프레임부(125)에 구비된 패널 배치 프레임부(125)에 광촉매 패널(105)을 삽입함으로써, 광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 광촉매 패널(105)을 지정된 위치에 배치한다.

도면10c를 참조하면, 상기 도면7a 또는 도면7b의 실시예에 따른 하부 프레임부(125)를 사출 성형하여 상기 도면10b의 측면 프레임부(125)에 결합함으로써, 지정된 위치에 배치된 광촉매 패널(105)을 움직일 수 없도록 고정한다. 상기 광촉매 패널(105)을 상부 프레임부(125)와 하부 프레임부(125)에 구비된 배치 조정 프레임부(125)에 의해 지그재그 형태로 배치 고정될 수 있다.

도면10d를 참조하면, 상기 도면4a 또는 도면4b의 실시예와 같은 램프배치부(115)를 준비하고, 상기 램프배치부(115)를 상기 상부 프레임부(125)와 측면 프레임부(125) 및 하부 프레임부(125)의 결합에 의해 형성된 램프 배치 프레임부(125)에 배치 고정함으로써, 상기 패널 배치 프레임부(125)와 배치 조정 프레임부(125)에 의해 배치 고정돤 광촉매 패널(105)의 일 면과 상기 램프배치부(115)에 구비된 UV램프부(110) 사이에 지정된 수직거리 d의 거리관계를 포함하는 지정된 기하학적 관계를 형성하도록 처리한다.

도면10e를 참조하면, 상기 도면10d와 같이 제작된 공기정화모듈(100)의 상부 프레임부(125)에 구비된 배출부(135)에 팬부(140)를 배치 고정함으로써, 상기 팬부(140)를 통해 생성되는 압력에 의해 외부의 공기를 흡입하여 유해 성분을 분해하는 소형의 고효율 공기정화모듈(100)을 제작하며, 상기 공기정화모듈(100)은 직육면체의 하우징 구조나 원통형의 하우징 구조를 포함하는 다양한 소형의 공기정화장치에 탑재 가능하다. 다만 상기 공기정화모듈(100)을 탑재하는 공기정화장치의 하우징에는 상기 공기정화모듈(100)의 흡입부(130)와 매칭되는 부분에 외부의 공기를 흡입하기 위한 하우징 구조가 구비되고, 상기 공기정화모듈(100)의 배출부(135)와 매칭되는 부분에 외부로 공기를 배출하기 위한 하우징 구조가 구비되는 것이 바람직하다.

100 : 공기정화모듈 105 : 광촉매 패널
110 : UV램프부 115 : 램프배치부
120 : 방열핀부 125 : 프레임부
130 : 흡입부 135 : 배출부
140 : 팬부 145 : 전원부
150 : 와류 발생부

Claims

차량에 탑재되거나 거치되어 차량 전원을 통해 동작하는 소형의 공기정화장치에 탑재되는 고효율 공기정화모듈에 있어서,
광촉매 물질이 코팅된 복수의 규소 성분 구슬들을 패널 형태로 집적 성형하여 지정된 기하학 구조의 양 면을 지니게 제작된 2개의 광촉매 패널;
지정된 UV(UltraViolet)-A 파장 대역의 UV를 방출하는 4개의 UV램프부;
광촉매 패널에 대향하는 일 면에 2개의 UV램프부를 배치 고정하며 상기 UV램프부의 UV 발광을 위한 회로 구성을 구비한 2개의 램프배치부;
외부로부터 흡입된 공기가 상기 2개의 광촉매 패널의 지정된 각 면에 순차적으로 접촉하면서 유동하는 유로(Flowing Path)를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널을 지그재그 배치하고, 상기 2개의 램프배치부에 배치된 2개의 UV램프부를 각기 지정된 광촉매 패널 측으로 지향시켜 지정된 수직거리만큼 이격한 기하학적 관계로 배치 고정하는 프레임부;
차량으로부터 인가된 차량 전원에 근거한 동작 전원을 2개의 각 램프배치부에 구비된 회로에 병렬 관계로 인가하는 전원부;를 구비하며,
각 램프배치부의 회로는, 상기 동작 전원을 해당 램프배치부에 배치된 2개의 UV램프부에 직렬 관계로 연결하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서, 상기 광촉매 패널은,
광촉매 물질이 코팅된 직경 0.4㎜~1.5㎜의 규소 성분 구슬들을 두께 4㎜~12㎜의 패널 형태로 집적하여 성형한 패널을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서, 상기 광촉매 패널의 양 면 기하학 구조는,
단변의 길이가 40㎜~80㎜이고 장변의 길이가 80㎜~120㎜인 직사각형 구조를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서, 상기 프레임부는,
제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널 사이에 공기의 유로를 형성하도록 상기 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널의 지정된 일 면을 지정된 패널 간 간격만큼 이격시켜 대향 배치하며, 외부로부터 흡입된 공기가 상기 제1 광촉매 패널 측 다른 일 면의 적어도 일부를 따라 유동하고 상기 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널 사이의 대향 면 사이를 유동한 후 상기 제2 광촉매 패널 측 다른 일 면의 적어도 일부를 따라 유동하도록 상기 제1 광촉매 패널과 제2 광촉매 패널을 지그재그 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 4항에 있어서, 상기 지정된 패널 간 간격은,
3㎜~10㎜를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서,
상기 램프배치부의 면 중 상기 UV램프부를 배치한 면과 다른 일 면에 배치되고 상기 UV램프부와 열전도성 재질로 연결되어 상기 UV램프부의 UV 발광 과정에서 발생한 열을 전도받아 방열하는 방열핀부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 6항에 있어서, 상기 프레임부는,
상기 램프배치부에 구비된 방영핀부의 근처로 외부로부터 흡입된 공기를 유동시키는 유로를 형성하도록 상기 램프배치부를 배치 고정하는 기능을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서,
상기 램프배치부의 일 면에 지정된 방사각 θ(90°≤θ≤160°)인 2개의 UV램프부를 배치하는 경우,
상기 UV램프부는, 상기 램프배치부의 일 면에 지정된 최대 간격 Lmax(Lmax = 2*d*tan(θ/2)) 이내의 간격으로 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 8항에 있어서, 상기 UV램프부는,
상기 최대 간격 Lmax를 지정된 일정 비율 감소한 간격만큼 상호 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서, 상기 광촉매 패널은,
지정된 램프배치부에 구비된 UV램프부의 지정된 방사각에 의해 2개의 UV램프부에서 각기 방출한 UV가 중첩되어 조사되는 UV 중첩 영역을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서, 상기 프레임부는,
상기 램프배치부에 배치된 UV램프부와 광촉매 패널 사이에 공기의 유동을 위한 유로를 형성하면서 상기 UV램프부에서 방출된 UV가 상기 광촉매 물질의 광촉매 기능을 최대화하는 유효한 광 세기와 유효한 파장 스펙트럼으로 상기 광촉매 패널에 집적된 구슬들에 코팅된 광촉매 물질에 조사되도록 설계 지정된 기하학적 관계로 상기 광촉매 패널과 램프배치부를 배치 고정하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서,
차량으로부터 공급되는 차량 전원을 근거로 상기 4개의 UV램프부로 인가할 지정된 정전류를 생성하는 전원부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 12항에 있어서, 상기 지정된 정전류는,
각 UV램프부 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 13항에 있어서, 상기 지정된 정전류는,
각 UV램프부 당 350mA(±10mA)의 정전류값을 유지하기 위해 가변 가능한 DC 3.5V(±1.0V)의 전압값을 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서,
외부로부터 공기를 흡입하여 상기 유로를 유동시키기 위한 압력을 생성하는 팬부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 15항에 있어서,
상기 광촉매 패널의 일 면에 형성된 공기의 유동거리가 f(40㎜≤f≤120㎜)인 경우,
상기 프레임부는, 외부로부터 흡입된 공기가 2개의 광촉매 패널의 지정된 각 면에 순차적으로 접촉하면서 지정된 유로거리 F(F≤3*f)를 유동하는 유로를 형성하도록 상기 2개의 광촉매 패널을 지그재그 배치 고정하고,
상기 팬부는, 외부로부터 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하는데 적어도 지정된 유동시간 s(s≥0.5)초 이상 소요되는 압력을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 16항에 있어서, 상기 팬부는,
지정된 동작 모드에서 외부로부터 흡입된 공기가 상기 지정된 유로거리 F를 유동하는데 1초 이상의 유동시간을 소요하는 압력을 생성하는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 15항에 있어서,
상기 팬부에 의한 압력을 근거로 외부의 공기를 흡입하는 지정된 흡입면적을 지닌 흡입부; 및
상기 팬부에 의한 압력을 근거로 외부로부터 흡입된 공기를 배출하기 위한 지정된 배출면적을 지닌 배출부;를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 18항에 있어서, 상기 배출면적은,
외부로부터 흡입된 공기가 광촉매 패널과 접촉하면서 유동하는 유동시간을 최대화하기 위해 상기 흡입면적보다 작거나 같은 면적을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.
제 1항에 있어서,
상기 팬부를 통해 외부로부터 흡입되어 상기 유로를 유동하는 공기에 와류(Turbulence)를 발생시키는 와류발생부를 더 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 차량 전원을 이용한 고효율 공기정화모듈.