KR20210065425A

KR20210065425A - 무전해 도금 필터가 구비된 다기능 공기 청정기 및 이를 포함하는 공조시스템

Info

Publication number: KR20210065425A
Application number: KR1020190154134A
Authority: KR
Inventors: 한원재
Original assignee: (주)씨에스이엔엘
Priority date: 2019-11-27
Filing date: 2019-11-27
Publication date: 2021-06-04
Also published as: KR102287495B1

Abstract

본 발명에 따른 공기 청정기는 외부 공기를 흡입하도록 유입구가 형성된 케이스와, 케이스의 내측에 구비되어 흡입된 공기를 정화하는 1차 정화부 및 1차 정화부의 상부에 형성되어 정화된 공기를 배출하는 배출부를 포함하고, 1차 정화부 내에 방사상으로 배치된 차단판들에 의해 1차 정화부 내의 공간은 정화부, 세척부 및 살균부로 3분할 구성되며, 정화부, 세척부 및 살균부 각각에는 필터부가 구비되며, 필터부를 구성하는 다단 필터들 중 적어도 한 층의 필터는 비전도성 필터에 전도성 코팅층이 형성된 전도성 필터인 것을 특징으로 한다.

Description

무전해 도금 필터가 구비된 다기능 공기 청정기 및 이를 포함하는 공조시스템{A MULTI-FUNCTIONAL AIR PURIFYING DEVICE INCLUDING FILTER WITH ELETROLESS PLATING TECHNOLOGY AND AIR CONDITIONING SYSTEM INCLUDING THE SAME}

본 발명은 다기능 공기 청정기 및 이를 포함하는 공조시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 무전해 도금 필터를 채용하여 필터의 내구성 및 집진성능이 더욱 향상된 다기능 공기 청정기 및 이를 포함하는 공조시스템에 관한 것이다.

통상적으로 공기청정기는 용량을 막론하고 내부에 소모품인 필터를 탑재하므로 일정 사용기간이 경과하면 이물질로 인해 필터가 막히거나 세균 번식에 취약하게 되어 주기적으로 교체하거나 세척해야 한다. 특히, 공공 시설물, 대형 건축물, 각종 산업현장에 설치되는 중대형 공기청정기의 경우 필터 관리의 중요성이 커지는 것에 비례하여 필터 세척을 위한 비용의 부담도 증가된다. 이에, 필터 세척 작업의 간편성과 더불어 소요시간 단축을 위한 노력이 이어지고 있다.

이와 관련되어 한국 등록실용신안공보 제0392908호(선행문헌 1), 한국 등록실용신안공보 제0326102호(선행문헌 2) 등을 참조할 수 있다.

선행문헌 1은 케이싱에 수직홈이 구성되어 있어서 1차 필터층을 형성시키고 수직홈에 맞는 청소갈퀴가 부착된 부력튜브가 케이싱 외부에 장착되어 우수정화조내의 수위에 따라 부력튜브가 상하로 움직이면서 무동력으로 1차 필터층을 청소하는 구성을 제안한다.

선행문헌 2에 의하면 회전분사노즐관이 분배관과 공기여과기가 마주보는 면상에 일정간격으로 다수개가 구비되며, 유체의 분사압력에 의해 자력으로 회전하면서 공기 여과기의 면상에 포집되어 있는 오염물질을 분사되는 유체에 의해 세정하는 구성을 제안한다.

그러나, 상기한 선행문헌들의 경우 중대형 용량을 포함하는 공기청정기에 적용하기 부적합하거나 원통형 구조의 에어필터 세척에 적용하기 곤란하므로 개선의 여지가 크다.

더구나 공기청정기가 작동하는 중에 에어필터의 세척이 곤란하므로 유지관리 비용을 경감하기에 한계성을 드러낸다.

한국공개특허 10-2015-0111811 한국공개특허 10-2009-0091222

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 1차 정화부를 외부 공기 정화를 위한 정화부, 필터를 세척하기 위한 세척부 및 세척된 필터를 살균하는 살균부로 구성하여 정화, 세척, 살균을 동시에 수행함으로써 주거 및 산업 현장에서 멈춤 없이 공기 정화작업을 수행할 수 있게 함과 동시에, 무전해 도금 필터를 채용하여 세척에 의한 필터 내구성을 확보하고 집진성능 또한 향상시킬 수 있는 다기능 공기 청정기를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 다수의 카트리지식 필터로 형성된 2차 정화부에 의해 1차 정화부에서 미처 걸러지지 못한 공기중의 이물질을 걸러주어 정화효율을 높이거나, 1차 정화부에 구비된 필터와 다른 기능성 필터를 구비하여 다양한 니즈를 충족시킬 수 있는 다기능 공기 청정기를 제공하는 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기는 외부 공기를 흡입하도록 유입구가 형성된 케이스; 상기 케이스의 내측에 구비되어 흡입된 공기를 정화하는 1차 정화부; 및 상기 1차 정화부의 상부에 형성되어 정화된 공기를 배출하는 배출부;를 포함하고, 상기 1차 정화부 내에 방사상으로 배치된 차단판들에 의해 상기 1차 정화부 내의 공간은 정화부, 세척부 및 살균부로 3분할 구성되며, 상기 정화부, 상기 세척부 및 상기 살균부 각각에는 필터부가 구비되며, 상기 필터부를 구성하는 다단 필터들 중 적어도 한 층의 필터는 비전도성 필터에 전도성 코팅층이 형성된 전도성 필터인 것을 특징으로 한다.

상기 전도성 코팅층은 금속 코팅층, 합금 코팅층, 그래핀 코팅층 및 탄소나노튜브 코팅층 중 어느 하나일 수 있다. 또는, 상기 전도성 코팅층은 구리 코팅층 또는 구리-아연 합금 코팅층일 수 있다.

일부 실시예들에서, 상기 다단 필터들 각각은 기공도가 50,000 CU 내지 500,000 CU인 필터일 수 있다.

다른 일부 실시예들에서, 상기 다단 필터들은 상기 케이스의 높이 방향으로 순차적으로 배치된 제1 필터, 제2 필터 및 제3 필터를 포함하며, 상기 제1 필터는 기공도가 400,000 CU 내지 500,000 CU이고, 상기 제2 필터는 기공도가 100,000 CU 내지 200,000 CU이며, 상기 제3 필터는 기공도가 50,000 CU 내지 100,000 CU일 수 있다.

상기 비전도성 필터는 부직포 필터 또는 프리필터일 수 있다.

본 발명의 공조시스템은 제1 공간의 공기를 흡입 및 정화하는 다기능 공기 청정기 및 상기 다기능 공기 청정기를 통해 토출된 청정공기를 제2 공간으로 공급하는 토출구를 포함할 수 있다.

또한, 상기 다기능 공기 청정기에는 상기 제1 공간의 정화 전 공기질을 측정하는 제1센서가 구비되며, 상기 제2 공간에는 정화된 공기질을 측정하는 제2센서가 구비될 수 있다.

또한, 상기 다기능 공기 청정기, 토출구 및 제1,2센서는 온라인을 통해 사용자 이동통신단말기와 연결되어 실시간 데이터를 수신 수집하여 실시간으로 공기오염도를 도식화할 수 있다.

상기한 구성의 본 발명에 따르면, 1차 정화부는 외부 공기를 정화하기 위한 정화부와 필터들을 세척하기 위한 세척부와 세척된 필터들을 살균하는 살균부로 이루어져 정화, 세척, 살균을 동시에 수행할 수 있어 산업 현장에서 멈춤 없이 정화작업을 수행할 수 있는 효과가 있다.

나아가, 상기 필터들 중 적어도 하나 이상의 필터가 무전해 도금 필터로 구성됨으로써, 상술한 세척 및 살균작업이 수행되는 것 만으로도 필터를 반영구적으로 사용할 수 있으며, 필터 내 코팅층이 손상될 경우에는 재 도금을 통해 반영구적 재활용 또한 가능하다.

또한, 상기 필터들이 중 적어도 하나 이상의 필터가 전도성 필터로 구성됨으로써, 대전된 미세먼지들을 더욱 효율적으로 집진할 수도 있다.

나아가, 다수의 카트리지식 필터로 형성된 2차 정화부에 의해 1차 정화부에서 미처 걸러지지 못한 공기중의 이물질을 걸러주어 정화효율을 높일 수 있다.

또한, 세척부는 필터에 직접 세척수를 분사하여 세척함으로써 세척력을 높일 수 있으며, 살균부는 자외선 엘이디에 의해 건조와 살균을 동시에 실시하며, 정화부는 세척부 및 살균부와 분리되도록 하여 세척수 등의 수분이 정화부로 유입되는 것을 방지하여 정화력을 높일 수 있다.

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해 사시도이다.
도 3은 도 2의 저면 사시도이다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 제1 정화부를 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 실시예들에 따른 전도성 부직포 필터를 나타낸 사진이다.
도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다단 필터들 및 세척부의 세척노즐간 배치관계를 예시적으로 나타낸 도면이다.
도 7 내지 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 사시도이다.
도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 공조시스템을 도시한 예시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야 한다.

제1실시예

도 1은 본 발명의 제1실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 사시도이고, 도 2은 도 1의 분해 사시도이며, 도 3은 도 2의 저면 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 제1 정화부를 도시한 단면도이다.

도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제1실시예에 따른 다기능 공기 청정기는, 케이스(100')와 상기 케이스(100')의 내측에 구비되어 흡입된 공기를 정화하기 위한 1차 정화부(200')와 상기 1차 정화부(200')의 상부에 형성되어 정화된 공기를 배출하는 배출부(130')를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 케이스(100')는 상부 케이스(110')와 하부 케이스(120')로 이루어지고, 상기 하부 케이스(120')에는 내부로 공기를 공급하기 위한 유입구(122')가 형성된다.

그리고, 상기 하부 케이스(120')는 상판(121'), 하판(122'), 측면판(123)이 볼트 등의 기계요소로 체결됨에 따라 원통형으로 구성되어 그 내측으로 상기 1차 정화부(200')가 수용된다.

한편, 상기 배출부(130')는 상부 케이스(110')의 상단에 형성되는데, 상기 배출부(130')는 케이스(100') 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 팬(134')과 상기 팬(134')를 작동시키는 팬모터(132')와 내부 공기를 외부로 배출하기 위한 배출구(136')로 이루어진다.

여기서, 상기 케이스(100')의 하부에서 공기를 흡입하여 내부에서 정화한 후, 상부를 통하여 정화된 공기를 배출하도록 함으로써, 외부에 위치하는 이물질을 보다 안정적으로 정화할 수 있게 된다.

또한, 상기 1차 정화부(200')는, 상기 케이스(130')에 형성된 중심축(210')과, 상기 중심축(210')에 대해 회전하는 회전부재(220')와, 상기 회전부재(220')에 방사상 배치된 차단판(230') 및 상기 차단판(230')의 회전방향으로 상기 케이스(130')의 공간을 3분할한 정화부(410'), 세척부(420'), 살균부(430')로 구성된다.

이때, 상기 회전부재(220')는 상기 하판(122')과 맞물리는 원형베이스(221')가 구비되어 있어 상기 회전부재(220')의 회전 시에 하판(122')에서 이탈하는 것을 억제한다.

여기서, 상기 차단판(230')은 120도 등 간격으로 3개가 구비된다.

덧붙여, 상기 정화부(410'), 세척부(420'), 살균부(430')는 상기 하부 케이스(120') 내부의 공간을 3분할하여 구분한 것으로 회전영역이 아닌 고정영역이다.

그리고, 상기 차단판(230')의 사이에는 필터 어셈블리(240')가 구비되며, 상기 필터 어셈블리(240')는 상기 차단판(230')에 고정되는 필터 프레임(241')과, 상기 필터 프레임(241')에 형성된 수용홈(242')에 삽입되는 부채꼴 형상의 다단 필터들(243')로 구성된다. 상기 필터 프레임(241')은 기구 체결 수단에 의해 상기 차단판(230')에 조립된다.

여기서, 상기 다단 필터들(243')의 수명이 다한 경우 상기 다단 필터들(243')만 필터 프레임(241')에서 교체하거나 상기 필터 어셈블리(240') 전부를 교체할 수 있다.

본 실시예에서의 다단 필터들(243')은 3개의 층으로 이루어진 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 다단 필터들(243')은 1개의 층으로 이루어진 단일 필터일 수도 있고, 2개 혹은 4개 이상의 층으로 이루어진 다단 필터일 수 있음은 물론이다. 이하에서는, 도시된 것과 같이 다단 필터들(243')이 3개의 층으로 이루어진 경우를 예로 들어 설명하도록 한다.

상기 다단 필터들(243') 중 한 층 이상의 필터는 부직포 필터, 프리필터, 극세사 필터 및 헤파필터 등의 비전도성 필터를 전도성 코팅층으로 코팅한 전도성 필터일 수 있으며, 도 5에는 비전도성 부직포 필터를 전도성 코팅층으로 코팅한 전도성 부직포 필터가 예시적으로 도시되었다.

구체적으로, 상기 전도성 필터는 상기 비전도성 필터를 이루는 단위 섬유들에 나노 크기의 미세한 전도성 입자들이 무전해 도금 방식으로 흡착 및 코팅된 무전해 도금 필터일 수 있다.

이 경우 상기 다단 필터들(243')은 상술한 세척 및 살균작업이 수행되는 것 만으로도 반영구적으로 사용할 수 있게 된다. 필터 내의 도금층이 손상될 경우에는 재 도금을 통해 반영구적 재활용 또한 가능하다. 즉, 상기 다단 필터들(243')이 무전해 도금 필터인 경우에는 상술한 필터 교체 작업이 필요하지 않게 된다.

또한, 후술할 것과 같이 무전해 도금 필터의 활용 시, 필터 고유의 물리적 거름망 메커니즘에 의한 먼지 필터링뿐 아니라, 정전기 등에 의해 하전된 미세먼지가 정전기 유도 방식으로 무전해 도금 필터에 흡착됨으로써, 더욱 효율적으로 미세먼지를 포집할 수 있게 된다.

한편, 상기 부직포 필터는 일반적으로 사용되는 부직포 필터를 제한 없이 사용할 수 있고, 천연 섬유 또는 합성 섬유로 구성된 부직포 필터를 사용할 수 있다. 구체적으로 부직포 필터를 구성하는 단위 섬유는 폴리프로필렌, 폴리에스테르, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, PET(polyethlene terephthalate), 테프론, 면 등이 될 수 있으며 상기 전도성 필터의 제조 시 손상을 입지 않는 소재면 어떤 소재이든 사용할 수 있다. 상기 부직포 필터를 구성하는 단위 섬유는 직경이 0.1 mm 내지 100 mm 이 될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

상기 프리필터(pre filter)는 물세척이 가능하고, 10um 이상 크기의 분진을 포집하는 필터일 수 있다.

상기 전도성 코팅층은 금속 코팅층, 2이상의 금속으로 이루어진 합금 코팅층, 그래핀 코팅층, 탄소나노튜브 코팅층 등일 수 있다.

금속 코팅층에는 일반적으로 전기가 잘 통하는 금속이면 제한 없이 사용될 수 있다. 구체적으로 상기 금속은 구리(Cu), 은(Ag), 알루미늄(Al), 리튬(Li), 나트륨(Na), 칼륨(K), 루비듐(Rb), 세슘(Cs), 베릴륨(Be), 마그네슘(Mg), 칼슘(Ca), 스트론튬(Sr), 바륨(Ba), 티타늄(Ti), 지르코늄(Zr), 하프늄(Hf), 바나듐(V), 니오븀(Nb), 탄탈륨(Ta), 크롬(Cr), 몰리브덴(Mo), 텅스텐(W), 망간(Mn), 테크네튬(Tc), 레늄(Re), 철(Fe), 루테늄(Ru), 오스뮴(Os), 코발트(Co), 로듐(Rh), 이리듐(Ir), 니켈(Ni), 팔라듐(Pd), 백금(Pt), 금(Au), 카드뮴(Cd), 수은(Hg), 붕소(B), 갈륨(Ga), 인듐(In), 탈륨(Tl), 규소(Si), 게르마늄(Ge), 주석(Sn), 납(Pb), 인(P), 비소(As),안티몬(Sb), 비스무트(Bi)일 수 있다. 일 예로, 상기 무전해 도금 필터는 구리 입자가 도금층으로 형성된 동도금 필터일 수 있다. 다른 예로, 상기 무전해 도금 필터는 은 입자가 도금층으로 형성된 은도금 필터일 수 있으며, 이 경우 상기 다단 필터들(243')은 정화기능과 동시에 항균 작용 또한 수행할 수도 있다.

상술한 것과 같이, 상기 전도성 코팅층은 코팅층의 부식 방지 등을 위한 합금 코팅층일 수 있으며, 합금 코팅층에는 상기 나열된 금속들 중 2 이상의 조합에 의한 합금이 제한 없이 사용될 수 있다.

일부 실시예에서, 상기 합금 코팅층은 구리 합금 코팅층일 수 있다. 일 예로, 구리 합금 코팅층은 구리와 아연이 약 70:30의 비율로 포함된 Cu-Zn계 합금일 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 예를 들어, 상기 구리 합금 코팅층은 Cu-Ag계, Cu-Cd계, Cu-Cr계, Cu-Be계, Cu-Be-Co계, Cu-Sn계, Cu-Al계, Cu-Ni계, Cu-Si계 또는 Cu-Pb계 합금일 수 있다.

한편, 상기 전도성 코팅층은 상술한 것처럼 금속 또는 합금 외에, 그래핀, 탄소나노튜브 등 전도성을 가지는 물질의 코팅층일 수도 있다.

예를 들어, 상기 전도성 필터는 비전도성 필터에 그래핀 복합체 코팅층, 그래핀-산화물 복합체 코팅층, 그래핀-금속나노입자 복합체 코팅층, 탄소나노튜브 코팅층 등의 코팅층이 형성된 필터일 수 있다.

더 나아가, 상기 전도성 필터는 비전도성 필터에 상술한 금속 또는 합금 코팅층을 1차적으로 형성하고, 상술한 그래핀 코팅층 등을 2차적으로 형성한 필터일 수도 있다.

일부 실시에에서, 상기 전도성 코팅층은 비전도성 필터의 단위 섬유 상에 10nm 내지 500nm의 두께로 형성될 수 있다. 금속 코팅층이 너무 두껍게 형성될 경우, 전도성 필터의 기공이 너무 작아져 미세먼지를 효과적으로 포집할 수 없는 문제가 발생할 수 있다. 금속 코팅층이 너무 얇게 형성될 경우, 전기 전도성이 충분하게 발휘되지 않는 문제가 발생할 수 있다.

한편, 이와 같이 상기 다단 필터들(243')이 전도성 필터인 경우, 상기 정화부(410') 내부 공간에 직류 혹은 교류 전원에 의해 이온 또는 정전기를 발생시켜 미세먼지를 대전시키고, 대전된 미세먼지들을 전도성 필터로 흡착할 수 있다. 보다 구체적으로, 정화부(410') 내부 공간에는 저전압에 의해 미세먼지를 하전시킬 수 있는 미세먼지 대전부가 구비될 수 있다. 상기 미세먼지 대전부는 코로나 방전장치, 이온발생장치, 정전기 발생장치 등으로 구성될 수 있으며, 예를 들면 정화부(410') 내 하부 케이스(120')의 하판(122') 또는 공기 흡입구(411')의 일부 영역 등에 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 다단 필터들(243')의 각층 필터들은 모두 상술한 전도성 필터일 수 있으며, 다만 각층 필터들의 기공도는 서로 상이할 수 있다. 다단 필터들(243') 각각의 기공도는 코레스타(Coresta) 단위로 50,000 CU 내지 500,000 CU일 수 있다. 바람직하게, 다단 필터들(243') 중 최하단층에 위치하는 제1 필터는 기공도가 400,000 CU 내지 500,000 CU이고, 상기 제1 필터의 상단에 위치하는 제2 필터는 기공도가 100,000 CU 내지 200,000 CU이며, 다단 필터들(243') 중 최상단층에 위치하는 제3 필터는 기공도가 50,000 CU 내지 100,000 CU일 수 있다.

일부 실시예에서, 다단 필터들(243') 각각은 상술한 전도성 필터이고, 2차 정화부(300')는 헤파필터로 구성될 수 있다.

다른 일부 실시예에서, 다단 필터들(243') 중 일부 층의 필터는 전도성 필터이고, 나머지 일부 층의 필터는 헤파필터일 수 있다. 예를 들어, 다단 필터들(243') 중 최하단층에 위치하는 제1 필터는 전도성 필터이고, 상기 제1 필터의 상단에 위치하는 제2 및 제3 필터들 각각은 헤파필터일 수 있다. 이 경우, 2차 정화부(300')는 항균 필터 또는 활성탄 필터로 구성될 수 있다.

상기한 전도성 필터는 전도성 코팅층의 내구성 및 필터를 통과한 공기가 인체에 영향을 미치지 않는 방식이라면, 다양한 방식으로 제조될 수 있다. 예를 들어, 상기한 전도성 필터는 비전도성 필터의 섬유 표면을 알칼리 용액을 이용하여 에칭하는 단계, KMnO₄ 및 H₂SO₄ 용액에 침지하여 폴리싱하는 단계, 제1금속염 용액에 비전도성 필터를 침지하여 제1금속을 섬유에 부착하여 활성화하는 단계, 제1금속이 부착된 섬유를 환원제 존재 하에 제2금속염 용액에 침지하여 제1금속과 제2금속을 치환하여 제2금속 씨드를 형성하는 단계를 포함하는 무전해 도금 방식으로 제조될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 상기 알칼리 용액은 특별히 제한되는 것은 아니나 LiOH, NaOH, KOH, RbOH, CsOH, Ca(OH)₂, Sr(OH)₂ 및 Ba(OH)₂로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상의 염기를 용해한 것이 바람직하다. 또한, 상기 환원제 역시 특별히 제한되는 것은 아니며, 바람직하게는 하이드라진, 수소화나트륨, 차아인산염 및 디메틸아민보란으로 구성된 군으로부터 선택된 1종 이상인 것이 바람직하다. 상기 무전해 도금은 pH 8 내지 12 범위, 바람직하게는 pH 9 내지 11, 예를 들면 pH 10부근에서 수행될 수 있다.

한편, 상기 하부 케이스(120')에는 구동기어(251')와 축결합된 제어모터(250')가 구비되며, 상기 회전부재(220')에는 구동기어(251')와 치합하는 종동기어(252')가 구비된다.

이에 따라, 상기 제어모터(250')의 회전이 상기 구동기어(251')와 종동기어(252')로 전달되어 상기 회전부재(220')와 다단 필터들(243')을 회전시키게 된다.

즉, 상기 제어모터(250')의 구동력에 의해 상기 차단판(230')의 사이에 구비된 상기 다단 필터들(243')은 고정영역인 정화부(410'), 세척부(420'), 살균부(430')를 지나며 공기 정화, 필터 세척 및 필터 살균이 이루어지게 된다.

또한, 상기 회전부재(220')에는 중심축(210')을 감싸는 슬리브(223')가 형성되며, 상기 슬리브(223')에는 상기 슬리브(223')의 길이 방향으로 슬롯(224')이 형성된다.

그리고, 상기 정화부(410')에는 상기 유입구(122')와 연통되는 공기 흡입구(411')가 형성되며, 상기 중심축(210')에는 상기 슬롯(224')을 통해 상기 세척부(420')로 노출되도록 세척노즐(421')이 구비되며, 상기 중심축(210')에는 상기 슬롯(224')을 통해 상기 살균부(430')로 노출되도록 자외선 엘이디(431')가 구비된다.

일부 실시예에서, 상기 살균부(430')의 내측 적어도 일부 영역은, 상기 자외선 엘이디(431')로부터 방출된 자외선이 잘 반사되도록 하는 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 상기 살균부(430')를 정의하는 측면판(123')의 내측면과 차단판(230')의 일면은 금속판 등 자외선 반사율이 높은 재질로 이루어질 수 있으며, 이를 통해 자외선 엘이디(431')로부터 방출된 자외선을 반사시켜 살균부(430') 내 살균 효과를 증가시킬 수 있게 된다.

일부 실시예에서, 살균부(430')에 구비된 자외선 엘이디(431') 외에, 상기 정화부(410') 내 일부 영역에도 적어도 하나의 자외선 엘이디가 구비될 수도 있다. 예를 들어, 다단 필터들(243') 및 2차 정화부(300') 사이의 정화부(410') 영역에, 다단 필터들(243')에 의해 1차적으로 정화된 공기를 살균하는 자외선 엘이디가 추가적으로 구비될 수 있으며, 상기 추가적으로 구비될 수 있는 자외선 엘이디의 위치는 이에 제한되지 않는다.

상기 다단 필터들(243')은 정화부(410')를 통과하며 공기를 정화하며, 상기 정화부(410')를 통과하며 오염된 다단 필터들(243')은 세척부(420')를 통과하며 세척노즐(421')에서 토출된 고압의 세척수 또는 고온의 스팀(예를 들어, 100℃ 내지 130℃)로 세척되고, 상기 세척부(420')를 통과한 다단 필터들(243')은 살균부(430')의 자외선 엘이디(431')를 지나며 살균과 건조가 이루어지게 된다.

일부 실시예들에서, 상기 세척노즐(421')은 다단 필터들(243')의 사이에서, 다단 필터들(243') 각각의 상면 및/또는 하면에 세척수 또는 스팀을 분사하여 다단 필터들(243')을 세척할 수 있으며, 이에 대하여는 도 6을 참조하여 설명하도록 한다.

도 6은 본 발명의 일부 실시예들에 따른 다단 필터들 및 세척부의 세척노즐간 관계를 예시적으로 나타낸 도면이다. 도 6을 참조하는 설명에 필요한 구성들 외의 다기능 공기 청정기 구성은 설명의 명확화를 위해 생략하도록 한다. 또한, 도 6에 도시된 슬리브(223'), 슬리브(223')에 형성된 슬롯(224'), 세척노즐(421') 및 다단 필터들(243')의 형상 등은 설명의 명확화를 위해 간략화 및 과장되어 도시되었다.

나아가, 도 6에서는 다단 필터들(243')이 3단 필터들인 것으로 도시되었으나, 이에 제한되지 않음은 물론이다.

도 6에 도시된 것과 같이 다단 필터들(243')이 3단인 경우, 즉 다단 필터들(243')이 최하단층에 위치하는 제1 필터(243_1'), 상기 제1 필터의 상단에 위치하는 제2 필터(243_2'), 및 상기 제1 필터의 상단에 위치하며 다단 필터들(243') 중 최상단층에 위치하는 제3 필터(243_3')로 이루어진 경우를 예로 들면, 세척노즐들(421')은 상기 제1 필터보다 하단에 위치하는 제1 세척노즐(421_1'), 상기 제1 필터 및 상기 제2 필터 사이에 위치하는 제2 세척노즐(421_2'), 상기 제2 필터 및 상기 제3 필터 사이에 위치하는 제3 세척노즐(421_3') 및 상기 제3 필터보다 상단에 위치하는 제4 세척노즐(421_4')을 포함할 수 있다.

일부 실시예에서, 세척노즐들(421')은 다단 필터들(243') 각각의 상면 및/또는 하면의 세척을 위해 다단 필터들(243')이 연장되는 수평방향(도 6의 X축 방향)에 평행하지 않도록 세척수를 분사할 수 있다. 보다 구체적으로, 공기의 정화 방향은 필터들의 하단에서 상단으로, 즉 도 6의 Y축 방향(수직방향)이므로, 각 필터들의 상면보다 하면에 먼지입자들이 더 많이 흡착될 수 있다. 이러한 점을 고려하여, 제1 세척노즐(421_1')은 세척수가 제1 필터(243_1')의 하면에 분사되도록 수평방향보다 상방으로(달리 표현하면, X축 및 Y축 사이의 방향, 예를 들면 도 6의 A방향) 세척수를 분사할 수 있다. 유사하게, 제2 세척노즐(421_2') 및 제3 세척노즐(421_3') 각각은 세척수가 제2 필터(243_2') 및 제3 필터(243_3') 각각의 하면에 분사되도록 수평방향보다 상방으로 세척수를 분사할 수 있다. 제4 세척노즐(421_4')은 세척수가 제3 필터(243_3')의 상면에 분사되도록 수평방향보다 하방으로 세척수를 분사할 수 있으며, 제4 세척노즐(421_4')은 경우에 따라 생략될 수도 있음은 물론이다.

나아가, 다단 필터들(243')의 각 영역을 고르게 세척하기 위하여, 세척노즐들(421') 중 적어도 하나 이상은 세척수 분사 방향이 자동으로 조정되는 세척노즐일 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.

일부 실시예에서, 상술한 것처럼 세척노즐들의 세척수 분사 각도가 조정되는 것과 별개로, 세척노즐들의 위치가 자동으로 제어될 수도 있다. 보다 구체적으로, 제1 내지 제4 세척노즐들(421_1', 421_2', 421_3', 421_4')을 물리적으로 지지하며 제1 내지 제4 세척노즐들(421_1', 421_2', 421_3', 421_4')에 세척수를 공급하는 세척수 이송관(421P')은, 다단 필터들의 전 영역을 고르게 세척하기 위해 수직방향(Y축 방향)으로 왕복운동할 수 있다. 또는, 세척수 이송관(421P')은 제1 내지 제4 세척노즐들(421_1', 421_2', 421_3', 421_4')이 슬롯(224')에 의해 노출되는 각도범위 내에서, 수평방향으로 회전운동을 할 수도 있으나, 이에 제한되지 않는다.

한편, 도시되지 않았으나, 살균부(430')의 자외선 엘이디들(431') 및 다단 필터들(243')의 배치관계는, 도 6을 참조하여 상술한 세척노즐들 및 다단 필터들의 배치관계와 유사할 수 있음은 물론이다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 3개의 다단 필터들(243')은 연속적으로 정화, 세척 살균이 이루어지기 때문에 공기의 정화는 세척과 살균에 상관없이 지속될 수 있게 된다. 더욱이, 상기 세척노즐(421')과 자외선 엘이디(431')의 사이로 압축공기공급노즐(미도시)이 구비되어 있어 고압의 공기로 다단 필터들(243')에서 세척수를 제거 및 건조할 수도 있다.

한편, 상기 세척부(420')의 바닥에는 배수구(422')가 형성되며, 상기 세척부(420')의 바닥은 배수구(422') 방향으로 하향 경사지게 형성된다.

또한, 상기 하부 케이스(120)에는 내부 공간을 개폐하는 도어(140')가 구비되며, 상기 도어(140')는 세척부(420')를 개폐하는 위치에 형성되며, 상기 도어(140')에는 건조팬(150')이 구비된다.

즉, 상기 도어(140')를 개방함에 따라 다단 필터들(243')을 손쉽게 교체 가능하다.

건조팬(150')은 세척부(420') 외부로부터 공급되는 고온의 건조 공기를 세척부(420') 내부로 공급할 수 있다. 이 경우, 세척부(420') 내부의 공기 이동 방향은 정화부(410') 내부 공기이동 방향과 반대될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

그리고, 상기 1차 정화부(200')와 배출부(130') 사이에는 2차 정화부(300')가 더 구비되되, 상기 2차 정화부(300')는 카트리지 형태의 필터로 이루어진다.

본 발명의 제1실시예에 따르면, 1차 정화부(200')는 외부 공기를 정화하기 위한 정화부(430')와 다단 필터들(243')을 세척하기 위한 세척부(420')와 세척된 다단 필터들(243')을 살균하는 살균부(430')로 이루어져 정화, 세척, 살균을 동시에 수행할 수 있어 산업 현장에서 멈춤 없이 정화작업을 수행할 수 있게 된다.

또한, 다수의 카트리지식 필터로 형성된 2차 정화부(300')에 의해 1차 정화부에서 미처 걸러지지 못한 공기 중의 이물질을 걸러주어 정화효율을 높일 수 있다.

또한, 상기 세척부(420')는 다단 필터들(243')에 직접 세척수를 분사하여 세척함으로써 세척력을 높일 수 있으며, 살균부(430')는 자외선 엘이디(431')에 의해 건조와 살균을 동시에 실시하며, 정화부(410')는 세척부(420') 및 살균부(430')와 분리되도록 하여 세척수 등의 수분이 정화부(430')로 유입되는 것을 방지하여 정화력을 높일 수 있다.

제2실시예

도 7 내지 도 8은 본 발명의 제2실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 사시도이다.

도 7 내지 도 8에 도시한 바와 같이, 본 발명의 제2실시예에 따른 다기능 공기 청정기는, 케이스(100")와 상기 케이스(100")의 내측에 구비되어 흡입된 공기를 정화하기 위한 1차 정화부(200")와 상기 1차 정화부(200")의 상부에 형성되어 정화된 공기를 배출하는 배출부(130")를 포함하여 이루어진다.

또한, 상기 1차 정화부(200")와 배출부(130") 사이에는 2차 정화부(300")가 더 구비되되, 상기 2차 정화부(300")는 카트리지 형태의 필터로 이루어진다.

이때, 상기 2차 정화부(300")는 제1실시예와 달리 1차 정화부(200")와 케이스(100") 전부를 덮는 형태로 형성되며, 상기 정화부(410") 상단만 2차 정화부(300")와 연통되도록 구성된다.

제3실시예

도 9는 본 발명의 제3실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 사시도이다.

도 9에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제3실시예에 따른 다기능 공기 청정기의 배출부(130x)에는 열교환기(510)가 추가적으로 구비될 수 있다. 상기 열교환기(510)는 유체입구(512), 유체출구(514) 및 공기출구(516)를 포함하며, 도 9에 도시된 열교환기(510)의 형상은 예시적인 것으로서, 그 형상 및 결합구조는 다양할 수 있다. 열교환기(510)는 유체입구(512)로 유입된 냉매, 증기 등을 통해, 다기능 공기 청정기를 통해 정화된 공기로부터 폐열을 회수하고, 유체출구(514)를 통해 배출한다. 폐열이 회수된 공기는 공기출구(516)를 통해 배출된다.

한편, 이와 같이 열교환기(510)가 추가적으로 구비될 경우, 배출부(130x)는 제1 내지 제2실시예들에서 구비하였던 내부의 공기를 외부로 배출하기 위한 팬과 상기 팬을 작동시키는 팬모터를 구비하지 않을 수 있다.

도 10 내지 도 11은 본 발명에 따른 공조시스템을 도시한 예시도이다.

도 10 내지 도 11에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 둘 이상의 공간(R)의 공기를 정화하는 공조시스템은, 제1 내지 제3실시예의 공기청정기(10) 및 상기 다기능 공기 청정기(10)를 통해 토출된 청정공기를 공간으로 공급하는 토출구(20)로 구성된다.

또한, 상기 다기능 공기 청정기(10)에는 정화 전 공기질을 측정하는 제1센서(11)가 구비되며, 상기 공간에는 정화된 공기질을 측정하는 제2센서(21)가 구비된다.

그리고, 상기 다기능 공기 청정기(10), 토출구(20) 및 제1,2센서(11.21)는 온라인을 통해 사용자 이동통신단말기와 연결되어 실시간 데이터를 수신 수집하여 실시간으로 공기오염도를 도식화하게 된다.

즉, IOT 기반으로 사용자 스마트폰 등의 어플 연동을 통해 실시간으로 공기 상태를 확인시켜주며, 관리자에겐 실시간으로 빅데이터를 수집 전송할 수 있게 된다.

이에 따라, IOT 빅데이터 기반의 공기오염 도식화 및 실시간으로 공기오염 MAP을 만들 수 있게 된다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리 범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것이다.

본 발명은 다기능 공기 청정기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기를 정화하는 정화 작업과 동시에 필터의 세척과 건조를 같이 진행할 수 있게 함으로써, 공기정화의 효율이 저하되지 않으면서도 멈춤이 없이 공기를 정화할 수 있는 다기능 공기 청정기에 관한 것이다.

100': 케이스 110': 상부 케이스
120': 하부 케이스 130': 배출부
200': 1차 정화부 210': 중심축
220': 회전부재 230': 차단판
300': 2차 정화부 410': 정화부
420': 세척부 430': 살균부

Claims

외부 공기를 흡입하도록 유입구가 형성된 케이스;
상기 케이스의 내측에 구비되어 흡입된 공기를 정화하는 1차 정화부; 및
상기 1차 정화부의 상부에 형성되어 정화된 공기를 배출하는 배출부를 포함하고,
상기 1차 정화부 내에 방사상으로 배치된 차단판들에 의해 상기 1차 정화부 내의 공간은 정화부, 세척부 및 살균부로 3분할 구성되며,
상기 정화부, 상기 세척부 및 상기 살균부 각각에는 필터부가 구비되며,
상기 필터부를 구성하는 다단 필터들 중 적어도 한 층의 필터는 비전도성 필터에 전도성 코팅층이 형성된 전도성 필터인 것을 특징으로 하는 다기능 공기 청정기.
제1 항에 있어서,
상기 전도성 코팅층은 금속 코팅층, 합금 코팅층, 그래핀 코팅층 및 탄소나노튜브 코팅층 중 어느 하나인 것을 특징으로 하는, 다기능 공기 청정기.
제2 항에 있어서,
상기 전도성 코팅층은 구리 코팅층 또는 구리-아연 합금 코팅층인 것을 특징으로 하는, 다기능 공기 청정기.
제1 항에 있어서,
상기 다단 필터들 각각은 기공도가 50,000 CU 내지 500,000 CU인 필터인 것을 특징으로 하는, 다기능 공기 청정기.
제1 항에 있어서,
상기 다단 필터들은 상기 케이스의 높이 방향으로 순차적으로 배치된 제1 필터, 제2 필터 및 제3 필터를 포함하며,
상기 제1 필터는 기공도가 400,000 CU 내지 500,000 CU이고, 상기 제2 필터는 기공도가 100,000 CU 내지 200,000 CU이며, 상기 제3 필터는 기공도가 50,000 CU 내지 100,000 CU인 것을 특징으로 하는, 다기능 공기 청정기.
제1 항에 있어서,
상기 비전도성 필터는 부직포 필터 또는 프리필터인, 다기능 공기 청정기.
공조시스템에 있어서,
제1 공간의 공기를 흡입 및 정화하는 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 기재된 다기능 공기 청정기; 및
상기 다기능 공기 청정기를 통해 토출된 청정공기를 제2 공간으로 공급하는 토출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 공조시스템.
제7항에 있어서.
상기 다기능 공기 청정기에는 상기 제1 공간의 정화 전 공기질을 측정하는 제1센서가 구비되며,
상기 제2 공간에는 정화된 공기질을 측정하는 제2센서가 구비된 것을 특징으로 하는 공조시스템.
제8항에 있어서.
상기 다기능 공기 청정기, 상기 토출구 및 상기 제1,2센서는 온라인을 통해 사용자 이동통신단말기와 연결되어 실시간 데이터를 수신 수집하여 실시간으로 공기오염도를 도식화하는 것을 특징으로 하는 공조시스템.