KR20210108855A - 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치 - Google Patents

통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치 Download PDF

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KR20210108855A
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Abstract

본 발명은 공기정화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 중에 포함된 초미세먼지와 유해물질들을 효과적으로 제거할 수 있도록 프리필터, 포켓필터와 더불어 살균, 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치에 관한 것이다.
외기가 유입되는 유입구와, 유입된 공기가 내부 일방향으로 이동하면서 정화된 공기가 배출되는 배기구가 구비된 몸체부; 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 오염된 공기 중에 입자가 큰 오염물질을 제거하는 프리필터; 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 프리필터에서 여과된 공기를 재여과시켜 높은 여과 효율을 제공하는 포켓필터; 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 포켓필터를 통해 여과된 공기를 살균, 이온화 및 광촉매를 통해 공기정화 시키는 통합형 공기청정모듈; 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 일방향으로 이동시켜 상기 배기구를 통해 배출되도록 하는 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치를 제공할 수 있다.

Description

통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치{Air purification device with integrated air cleaning module}
본 발명은 공기정화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 공기 중에 포함된 초미세먼지와 유해물질들을 효과적으로 제거할 수 있도록 프리필터, 포켓필터와 더불어 살균, 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치에 관한 것이다.
최근 들어 산업의 발전이 가속화됨에 따라 공기 중에 유해한 초미세먼지 입자들이 많이 섞여 실내로 유입되는 일이 늘어나고 있다.
그러므로 다중 이용시설이나, 화학, 제지, 제철 분야의 운전실 또는 사무실 등 사람의 출입이 빈번한 장소나 거주하는 장소에 유입되는 먼지, 꽃가루, 세균성 바이러스, 악취, 유해가스 등을 제거해야한다.
따라서, 응용분야에 관계없이 각 산업용 공기 여과 시스템은 안전하고 깨끗한 공기로 공간을 확보하도록 설계되어야 한다.
이러한 시스템은 일련의 고효율 필터를 통해 오염 된 공기를 흡입함으로써 가장 오염 된 일부 공기를 청소할 수 있다.
각 응용 분야에서 가장 많이 사용되는 부문은 다음과 같다.
가벼운 상용 응용 분야에서 악취와 가벼운 먼지를 제거하려는 식당과 공용 공간에 적합한 작은 악취 먼지 제거용, 무거운 연기를 제거해야하는 레스토랑과 공장 먼지 및 용접 연기가 많은 공장에 적합한 심한 악취 및 연기/먼지 제거용, 많은 제조업체의 경우 시설의 주요 부산물 중 하나인 오일 미스트를 여과해야 하는 제조 항공 우주 및 기타 산업 분야의 제조업체에 적합한 산업용 오일/미스트 제거용으로 구분된다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위해, 한국등록특허 제10-1449650호는 기존의 소용량 이거나 오염원이 적은 공기를 처리하는 가정용이나 사무실용에 비해 고효율, 다풍량 필터, 유해가스 제거용 필터, 악취제거필터, 멸균필터를 사용하여 오염원이 많은 공기를 신선하고 깨끗하게 원활히 처리하여 사용처로 보내, 외부의 유해공기를 원천 차단하거나 순환시키는 공기청정기에 관한 기술을 공지하는 바 있다.
또한, 한국공개특허 10-2010-0062020호는 실내공기를 흡입하는 송풍기, 청정공기를 분사시키는 제트노즐, 본체 유니트 내부의 청정공기흐름 경로 상에 프리필터, 카본필터, 미듐필터, 헤파필터 중 선택되는 복수의 조합으로 설치되는 필터수단과 유브이램프와 할로겐램프를 구비하는 램프수단 및 상기 송풍기와 상기 램프수단에 연결되어 설정된 연속동작을 제어하는 컨트롤러를 포함하여 구조가 간단하면서도 대규모 공간으로 이루어진 산업체의 용도에 맞게 설치하여 미세먼지와 오염물질을 신속하게 정화할 수 있는 산업용 공기청정기에 관한 기술을 공지하는 바 있다.
그러나, 상기한 종래기술과 같이, 유입된 공기가 필터부에 의해서만 정화되어 배출로를 통해 배출됨으로, 여러 가지의 필터를 모두 다 구비해야 한다는 문제점과 이로 인해 부피가 커진다는 문제점과 필터 내 세균이 발생되는 문제점이 있다.
또한, 살균 및 이온화되는 기능이 구비되지 않아 공기 중 세균을 제균하지 못한다는 문제점이 있다.
대한민국 등록특허 제10-1449650호 (2014.10.02.) 대한민국 공개특허 제10-2010-0062020호 (2010.06.10.)
본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 외기 중에 포함된 초미세먼지와 세균 등 거주자의 건강을 위협하는 유해물질들을 효과적으로 일괄 제거할 수 있도록 하는 프리필터와 포켓필터와 함께 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명의 목적은 기존의 HEPA, ULPA, 숯필터를 적용하지 않고도 동등한 정도의 쾌적한 실내 공기 환경을 조성할 수 있는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 지닌 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치는, 외기가 유입되는 유입구와, 유입된 공기가 내부 일방향으로 이동하면서 정화된 공기가 배출되는 배기구가 구비된 몸체부, 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 오염된 공기 중에 입자가 큰 오염물질을 제거하는 프리필터, 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 프리필터에서 여과된 공기를 재여과시켜 높은 여과 효율을 제공하는 포켓필터, 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 포켓필터를 통해 여과된 공기를 살균, 이온화 및 광촉매를 통해 공기정화 시키는 통합형 공기청정모듈, 상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 일방향으로 이동시켜 상기 배기구를 통해 배출되도록 하는 팬을 포함한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 통합형 공기청정모듈은, 공기정화장치 내에 설치되는 케이스와, 상기 케이스 내부에 설치되며 살균 기능을 수행하는 UV파장을 조사하는 UV램프와, 상기 케이스 일측에 상기 UV램프와 대응되게 설치되며 표면에 광촉매가 코팅되어 상기 UV램프로부터 방사되는 자외선에 의해 광촉매반응이 일어나는 PCO plate 및 상기 케이스 상부에 설치되며 초미세먼지를 포집하는 플라즈마를 발생시키고 상기 초미세먼지를 이온화시켜 여과 가능한 물질로 토출시키도록 하는 이오나이저를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 PCO plate는 유리판 또는 금속판 표면에 나노 이산화티타늄(TiO₂)이 전체적으로 도포되어 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 PCO plate에는 서로 다른 직경을 가진 다수 개의 구멍이 형성되되, 상기 구멍은 상기 PCO plate의 중심부로부터 멀어질수록 직경이 점점 커져 일정량의 공기가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 유입구로 유입되는 공기의 먼지 농도 및 상기 프리필터와 상기 포켓필터의 차압을 측정하는 센서부와 상기 몸체부의 내부에 설치되고, 상기 센서부로부터 측정된 정보를 이용하여 상기 프리필터, 상기 포켓필터, 상기 통합형 공기청정모듈 및 상기 팬을 제어하는 제어부로 구비된 제어모듈을 추가로 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 센서부는 상기 유입구 일측에 설치되며, 미세먼지를 측정하는 분진측정기, 상기 유입구 일측에 설치되며, 공기 중에 VOCs의 성분의 농도를 측정하는 VOC센서, 상기 프리필터와 상기 포켓필터의 양단에 설치되며, 상기 프리필터와 상기 포켓필터의 교체 여부를 판단하기 위해 차압을 측정하는 차압센서를 포함하되, 상기 분진측정기와 상기 VOC센서 농도에 따라 상기 통합형 공기청정모듈의 전원 및 상기 팬의 속도를 제어할 수 있으며, 상기 차압센서을 통해 상기 필터의 교체여부를 확인할 수 있는 것을 특징으로 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 팬은 유입되는 공기의 인입 속도에 따라 상기 팬의 속도를 조절할 수 있는 EC(BLDC) 모터를 사용하는 것을 특징으로 한다.
이상에서 서술한 바와 같이, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치는 단일의 장치로써 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비하여, 기존의 HEPA, ULPA, 숯필터를 적용하지 않고도 초미세먼지(PM2.5이하)와 같은 모든 유해물질을 제거함으로써, 기존과 동등한 정도의 쾌적한 실내 공기 환경을 조성할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치는 UV램프, 광촉매가 구비된 필터부재, 이오나이저가 구비되어 다중으로 공기 중 유해물질을 제거함으로 보다 깨끗한 공기를 배출할 수 있다.
또한, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치는 HEPA, ULPA, 숯필터를 적용하지 않으므로 압력 손실이 작아짐에 따라 저용량의 팬을 적용함으로써 에너지 효율이 더욱 높아진다.
또한, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치는 BC, DC, EC모터를 사용하여 리니어 제어가 가능함으로 더욱 큰 에너지 절감을 이룰 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치의 내부 단면도이다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 공기청정모듈을 도시한 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 공기청정모듈의 광촉매가 도포된 필터부재의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치의 정면도이다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치의 제어방법을 도시한 블록도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
아래 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 상세히 설명한다. 도면에 관계없이 동일한 부재번호는 동일한 구성요소를 지칭하며, "및/또는"은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다.
비록 제1, 제2 등이 다양한 구성요소들을 서술하기 위해서 사용되나, 이들 구성요소들은 이들 용어에 의해 제한되지 않음은 물론이다. 이들 용어들은 단지 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구별하기 위하여 사용하는 것이다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도있음은 물론이다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며, 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치의 내부 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치는 몸체부, 프리필터, 포켓필터, 통합형 공기청정모듈, 팬을 포함한다.
먼저, 몸체부(10)는 외기가 유입되는 유입구(12)와, 유입된 공기가 내부 일방향으로 이동하면서 정화된 공기가 배출되는 배기구(14)를 구비한다.
다음으로, 프리필터(20)는 상기 몸체부(10) 내부에 설치되고, 상기 유입구(12)를 통해 유입된 오염된 공기 중에 입자가 큰 오염물질을 제거한다.
다음으로, 포켓필터(30)는 상기 몸체부(10) 내부에 설치되고, 상기 프리필터(20)에서 여과된 공기를 재여과시켜 높은 여과 효율을 제공한다.
다음으로, 통합형 공기청정모듈(40)은 상기 몸체부(10) 내부에 설치되고, 상기 포켓필터(30)를 통해 여과된 공기를 살균, 이온화 및 광촉매(45)를 통해 공기정화 시킨다.
상기 통합형 공기청정모듈(40)의 구성에 대한 보다 구체적인 내용은 도 2에서 후술하도록 한다.
다음으로, 팬(50)은 상기 몸체부(10) 내부에 설치되고, 상기 유입구(12)를 통해 유입된 공기를 일방향으로 이동시켜 상기 배기구(14)를 통해 배출되도록 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈(40)이 구비된 공기정화장치(100)는 HEPA, ULPA, 숯필터 대신에 통합형 공기청정모듈(40)을 사용함으로써 종래에 비해 공기정화장치(100)의 부피가 감소되어 상기 팬(50)은 소형팬(50) 사용이 가능하다.
또한, HEPA, ULPA 필터를 적용하지 않으므로 공기정화장치(100) 내의 압력 손실이 작아짐으로 저용량의 팬(50)을 사용함으로써 에너지 효율을 높일 수 있다.
이때, 상기 팬(50)은 유입되는 공기의 인입 속도에 따라 상기 팬(50)의 속도를 조절할 수 있는 EC(BLDC) 모터 사용하는 것이 바람직하다.
구체적으로, 상기 팬(50)은 EC(BLDC) 모터를 사용으로 인해 분진 및 유해물질 발생이 일어나지 않으며, 직결구동방식으로 인해 소음이 저감되고 더욱 큰 에너지 절감을 통해 효율을 증가시킬 수 있다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 팬(50)과 상기 통합형 공기청정모듈(40) 사이에 히팅수단(미도시)과 쿨링수단(미도시)을 추가로 구비할 수 있다.
먼저, 상기 히팅수단(미도시)은 상기 몸체부(10) 내부로 차가운 공기가 유입될 경우, 유입된 공기를 따뜻하게 데워주는 역할을 한다.
다음으로, 상기 쿨링수단(미도시)은 상기 몸체부(10) 내부로 따뜻한 공기가 유입될 경우, 유입된 공기를 차갑게 식혀주는 역할을 한다.
상기와 같은 수단으로, 겨울철에는 따뜻하게 데워진 공기를, 여름철에는 차갑게 식힌 공기를 실내로 배출함으로써, 실내의 난방 또는 냉방효율을 상승시킬 수 있다.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치의 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 공기청정모듈을 도시한 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 공기청정모듈의 광촉매가 도포된 필터부재의 단면도이다.
도 2 내지 3에 도시된 바와 같이, 상기 통합형 공기청정모듈(40)은 케이스(41), UV램프(42), PCO plate(44), 이오나이저(48)를 포함하며, 상기 UV램프(42), 상기 PCO plate(44), 상기 이오나이저(48)를 통해 다중으로 공기 중 세균을 제거하도록 한다.
먼저, 케이스(41)는 공기정화장치(100) 내에 설치되어 상기 UV램프(42), 상기 PCO plate(44), 상기 이오나이저(48)를 수용한다.
다음으로, UV램프(42)는 상기 케이스(41) 내부에 설치되며 살균 기능을 수행한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 UV램프(42)는 유입되는 공기의 양에 따라 단계적으로 제어가 가능하다.
구체적으로, 상기 UV램프(42)는 한 개 이상으로 구비되어 유입되는 공기의 양에 따라 가운데에 설치된 상기 UV램프(42)부터 작동되도록 한다.
따라서, 상기 UV램프(42)는 유입되는 공기의 양에 따라 1,2,3단으로 작동되어 오염된 공기를 보다 효율적으로 살균할 수 있다.
다음으로, PCO plate(44)는 상기 케이스(41) 일측에 상기 UV램프(42)와 대응되게 설치되며 표면에 광촉매(45)가 코팅되어 상기 UV램프(42)로부터 방사되는 자외선에 의해 광촉매반응이 일어난다.
구체적으로, 상기 PCO plate(44)는 유리판 또는 금속판에 나노 이산화티타늄(TiO₂)이 전체적으로 도포되어 상기 UV램프(42)로부터 방사되는 자외선에 의해 광촉매반응이 일어나도록 하는 것이 바람직하다.
이때, 상기 PCO plate(44)는 유리 또는 금속 등 다른 소재가 사용되어도 무방하다.
여기서, 상기 광촉매(45)로 사용되는 이산화티타늄(TiO₂)은 산이나 염기, 유기용매 등에 침식되지 않는 화학적 안정성을 갖으며, 인체에 무해하고 광학적으로 안전하며 광활성이 우수한 장점이 있다.
이처럼, 상기 PCO plate(44)는 나노 이산화티타늄(TiO₂)이 도포되어 있는 상태로, 상기 UV램프(42)에서 조사되는 자외선을 흡수하여 OH-(하이드록실 라디칼)을 생성하여 공기를 제균하도록 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 PCO plate(44)에는 서로 다른 직경을 가진 다수 개의 구멍(46)이 형성된다.
이때, 상기 구멍(46)은 상기 PCO plate(44)의 중심부로부터 멀어질수록 직경이 점점 커져 일정량의 공기가 유입되도록 하는 것을 특징으로 한다.
구체적으로, 상기 PCO plate(44) 중심부에 위치한 구멍(46)의 직경이 가장 작으며, 이는 공기의 흐름속도가 가운데에서 멀어질수록 외부 마찰로 인해 속도가 느려지기 때문에 상기 PCO plate(44)의 중심부로부터 멀어질수록 직경이 커지도록 형성하여 일정량의 공기가 유입되도록 한다.
바람직하게는, 상기 구멍(46)은 둘레를 따라 상기 PCO plate(44) 후방으로 돌출 형성된 유체가이드돌기(47)를 추가로 구비할 수 있다.
구체적으로, 상기 유체가이드돌기(47)는 상기 구멍(46)의 둘레를 따라 상기 PCO plate(44) 후방으로 돌출 형성된다.
따라서, 상기 유체가이드돌기(47)를 따라 공기가 유입됨으로 와류가 형성되지 않고 일정하게 유입됨으로 공기의 유동성이 향상된다.
또한, 상기 PCO plate(44)는 상기 유체가이드돌기(47)로 인해 상기 UV램프(42)에서 조사되는 자외선과의 접촉면적이 넓어져 OH-(하이드록실 라디칼)을 생성이 더욱 원활함으로 보다 많은 양의 공기를 제균할 수 있다.
또한, 상기 유체가이드돌기(47)는 양측이 굴곡지게 형성되어 상기 UV램프(42)에서 조사되는 자외선들이 난반사됨으로 균일하고 폭넓은 범위에 걸쳐 살균 작용 수행이 가능하도록 한다.
다음으로, 이오나이저(48)는 상기 케이스(41) 상부에 설치되며 초미세먼지를 포집하는 플라즈마를 발생시키고 상기 초미세먼지를 이온화시켜 여과 가능한 물질로 토출시키도록 한다.
따라서, 상기 UV램프(42), 상기 PCO plate(44) 및 상기 이오나이저(48)로 인해 3중으로 공기 중 세균을 제거할 수 있으므로, 보다 깨끗한 공기를 배출하여 쾌적한 실내 공기 환경을 조성할 수 있다.
도 4는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈(40)이 구비된 공기정화장치(100)의 정면도이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 상기 몸체부(10)는 제어모듈(60)을 더 포함할 수 있다.
상기 제어모듈(60)은 상기 유입구(12)로 유입되는 공기의 먼지 농도 및 상기 프리필터(20)와 상기 포켓필터(30)의 차압을 측정하는 센서부(62)와 상기 몸체부(10)의 내부에 설치되고, 상기 센서부(62)로부터 측정된 정보를 이용하여 상기 프리필터(20), 상기 포켓필터(30), 상기 통합형 공기청정모듈(40) 및 상기 팬(50)을 제어하는 제어부(64)로 구비된다.
구체적으로, 상기 센서부(62)는 차압센서(62-1), 분진측정기(62-2), VOC센서(63-2)를 포함한다.
먼저, 차압센서(62-1)는 상기 프리필터(20)와 상기 포켓필터(30)의 양단에 설치되며, 상기 프리필터(20)와 상기 포켓필터(30)의 교체여부를 판단하기 위해 차압을 측정한다.
여기서, 상기 차압은 필터의 전단과 후단의 압력차를 의미한다.
즉, 필터링 되지 않은 공기가 유입되는 필터의 전단과 필터링 된 공기가 유출되는 필터의 후단에 차압 센서를 설치하고, 차압센서(62-1)를 통해 필터의 전단에서 측정된 압력과 후단에서 측정된 압력 간 차이를 계산하여 필터의 차압을 측정할 수 있다.
다음으로, 분진측정기(62-2)는 상기 유입구(12) 일측에 설치되며, 초미세먼지(PM2.5)를 측정하는 장치이다.
다음으로, VOC센서(62-3)는 상기 유입구(12) 일측에 설치되며, 공기중에 VOCs의 성분의 농도를 측정하는 센서이다.
여기서, VOCs는 Volatile Organic Compounds(휘발성 유기 화합물)의 약칭으로 대기 중에 휘발되어 악취나 오존을 발생시키는 탄화수소 화합물을 일컫는다.
상기 VOCs는 벤젠, 포름알데히드, 톨루엔, 자이렌, 에틸벤젠 스틸렌 등 인체에 유해한 가스로 몸에 이상현상의 원인이 된다.
따라서, 상기 차압센서(62-1)를 통해 상기 프리필터(20)와 상기 포켓필터(30)의 교체여부를 확인할 수 있으며, 상기 분진측정기(62-2)와 상기 VOC센서(62-3) 미세먼지 및 유해물질 농도에 따라 상기 통합형 공기청정모듈(40)의 전원 및 상기 팬(50)의 속도를 제어할 수 있다.
다음으로, 제어부(64)는 상기 센서부로부터 측정된 정보를 이용하여 상기 프리필터(20), 상기 포켓필터(30), 상기 통합형 공기청정모듈(40) 및 상기 팬(50)을 제어한다.
즉, 공기정화장치(100)의 전반적인 동작을 제어하며, 프로세서 등의 하드웨어로 구현될 수 있다.
구체적으로는, 상기 제어부(64)는 상기 차압센서(62-1)에 의해 측정된 프리필터(20)와 포켓필터(30)의 차압을 기반으로 결정된 필터교체시기를 사용자가 인지하도록 알람을 출력하기 위한 기능을 처리한다.
또한, 상기 분진측정기(62-2) 및 상기 VOC센서(62-3)에 의해 측정된 농도에 따라 상기 통합형 공기청정모듈(40)의 작동여부 및 상기 팬(50)의 속도를 제어하도록 한다.
바람직한 실시예에 따르면, 상기 제어모듈(60)은 디스플레이부(65)를 더 구비할 수 있다.
상기 디스플레이부(65)는 상기 제어모듈(60)에 의해 측정된 결과를 사용자가 인지할 수 있도록 내용을 출력하도록 한다.
바람직하게는, 상기 디스플레이부(65)는 사용자가 구비되는 휴대단말기(66)와 무선으로 연결 가능하도록 구성되어, 상기 디스플레이부(65)에 출력된 내용들을 상기 휴대단말기(66)를 통해 전달받을 수 있다.
구체적으로, 상기 휴대단말기(66)는 상기 공기정화장치(100)와 IOT, ICT와 같은 기능으로 연동되어 상기 디스플레이부(65)에 출력된 내용들에 따라 원격으로 제어가 가능하다.
도 5는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 통합형 공기청정모듈(40)이 구비된 공기정화장치(100)의 제어방법을 도시한 블록도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 통합형 공기청정모듈(40)이 구비된 공기정화장치(100)의 제어방법에 대해 설명하기로 한다.
먼저, 프리필터(20)와 포켓필터(30)는 차압센서(62-1)를 통해 필터의 차압을 측정하여 교체여부를 확인할 수 있다.
구체적으로는, 상기 차압센서(62-1)는 상기 프리필터(20)와 상기 포켓필터(30)의 차압을 측정하여 일정한 파스칼 이상의 압력이 되면 상기 제어부(64)에 전달되어 상기 디스플레이부(65)에 상기 프리필터(20)와 상기 포켓필터(30)의 교체여부를 나타내도록 한다.
다음으로, 분진측정기(62-2) 및 VOC센서(62-3)에 따라 통합형 공기청정모듈(40)의 전원 및 팬(50)의 속도를 조절할 수 있다.
먼저, 통합형 공기청정모듈(40)은 분진측정기(62-2) 및 VOC센서(62-3)의 최소 농도 조건에 따라 ON/OFF 된다.
구체적으로, 상기 통합형 공기청정모듈(40)은 최소 농도 이하에서는 OFF 되고 최소 농도가 초과될 경우에 ON 되도록 한다.
이때, 팬(50)은 최소 농도 이하일 때, OFF되는 것이 아니라 기존 속도의 10% 운전 조건을 유지한 채로 일정한 간격으로 소정의 분 동안 운전되도록 한다.
다음으로, 팬(50)의 속도는 분진측정기(62-2) 및 VOC센서(62-3)의 농도에 따라 기존 속도에서 30~100%까지 조절이 가능하다.
따라서, 상기 제어부(64)로부터 전달받은 프리필터(20)와 포켓필터(30)의 상태, 통합형 공기청정모듈(40)의 전원 및 팬(50)의 상태를 디스플레이부(65)에 램프 또는 LCD로 나타내어 제어되도록 한다.
이상과 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해되어야 한다.
100: 공기정화장치
10: 몸체부
12: 유입구
14: 배기구
20: 프리필터
30: 포켓필터
40: 통합형 공기청정모듈
41: 케이스
42: UV램프
44: PCO plate
45: 광촉매
46: 구멍
47: 유체가이드돌기
48: 이오나이저
50: 팬
60: 제어모듈
62: 센서부 62-1: 차압센서 62-2: 분진측정기 62-3: VOC센서
64: 제어부
65: 디스플레이부
66: 휴대단말기

Claims (8)

  1. 외기가 유입되는 유입구와, 유입된 공기가 내부 일방향으로 이동하면서 정화된 공기가 배출되는 배기구가 구비된 몸체부;
    상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 오염된 공기 중에 입자가 큰 오염물질을 제거하는 프리필터;
    상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 프리필터에서 여과된 공기를 재여과시켜 높은 여과 효율을 제공하는 포켓필터;
    상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 포켓필터를 통해 여과된 공기를 살균, 이온화 및 광촉매를 통해 공기정화 시키는 통합형 공기청정모듈;
    상기 몸체부 내부에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 일방향으로 이동시켜 상기 배기구를 통해 배출되도록 하는 팬;을 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 통합형 공기청정모듈은,
    공기정화장치 내에 설치되는 케이스와,
    상기 케이스 내부에 설치되며 살균 기능을 수행하는 UV파장을 조사하는 UV램프와,
    상기 케이스 일측에 상기 UV램프와 대응되게 설치되며 표면에 광촉매가 코팅되어 상기 UV램프로부터 방사되는 자외선에 의해 광촉매반응이 일어나는 PCO plate 및
    상기 케이스 상부에 설치되며 초미세먼지를 포집하는 플라즈마를 발생시키고 상기 초미세먼지를 이온화시켜 여과 가능한 물질로 토출시키도록 하는 이오나이저를 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 PCO plate는,
    유리판 또는 금속판 표면에 나노 이산화티타늄(TiO₂)이 전체적으로 도포되어 있는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치.
  4. 제 2항에 있어서,
    상기 PCO plate에는 서로 다른 직경을 가진 다수 개의 구멍이 형성되되,
    상기 구멍은 상기 PCO plate의 중심부로부터 멀어질수록 직경이 점점 커져 일정량의 공기가 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 통합형 공기청정 모듈.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 구멍은 둘레를 따라 상기 PCO plate 후방으로 돌출 형성된 유체가이드돌기를 추가로 포함하되,
    상기 유체가이드돌기는 상기 구멍을 통해 공기 유입 시, 와류가 형성되지 않고 일정하게 유입되도록 하는 것을 특징으로 하는 살균과 이온화 및 광촉매 기능을 구비한 통합형 공기청정 모듈.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 프리필터와 상기 포켓필터의 차압 및 상기 유입구로 유입되는 공기의 먼지 농도를 측정하는 센서부와 상기 몸체부의 내부에 설치되고, 상기 센서부로부터 측정된 정보를 이용하여 상기 프리필터, 상기 포켓필터, 상기 통합형 공기청정모듈 및 상기 팬을 제어하는 제어부로 구비된 제어모듈;을 추가로 포함하는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 센서부는,
    상기 프리필터와 상기 포켓필터의 양단에 설치되며, 상기 프리필터와 상기 포켓필터의 교체 여부를 판단하기 위해 차압을 측정하는 차압센서;
    상기 유입구 일측에 설치되며, 미세먼지를 측정하는 분진측정기;
    상기 유입구 일측에 설치되며, 공기 중에 VOCs의 성분의 농도를 측정하는 VOC센서;를 포함하되,
    상기 분진측정기와 상기 VOC센서 농도에 따라 상기 통합형 공기청정모듈의 전원 및 상기 팬의 속도를 제어할 수 있으며, 상기 차압센서을 통해 상기 필터의 교체여부를 확인할 수 있는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치.
  8. 제 1항에 있어서,
    상기 팬은,
    유입되는 공기의 인입 속도에 따라 상기 팬의 속도를 조절할 수 있는 EC(BLDC) 모터를 사용하는 것을 특징으로 하는 통합형 공기청정모듈이 구비된 공기정화장치.
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