KR20210142041A - 환형 구조의 공기 살균 모듈 - Google Patents

Abstract

환형 구조의 공기 살균 모듈이 개시된다. 상기 환형 구조의 공기 살균 모듈은 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되고, 자외선 광을 방출하는 광 출력 모듈; 상기 광 출력 모듈의 높이 방향을 따라 나선형으로 연속되고, 상기 나선형의 경로를 따라 공기의 이동을 안내하는 스크류 가이드; 및 단면 형상이 환형이고, 상기 스크류 가이드의 가장자리와 일정 간격을 유지할 수 있는 내경을 갖고, 내부에 상기 광 출력 모듈 및 상기 스크류 가이드를 수용하는 집진 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

환형 구조의 공기 살균 모듈{AIR STERILIZATION MODULE WITH ANNULAR STRUCTURE}

본 발명은 공기 살균 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기청정기 등에 이용되는 환형 구조의 공기 살균 모듈에 관한 것이다.

종래의 공기 청정기 모듈들은 집진 필터나 플라즈마, 자외선 광을 활용한 광촉매 등의 방식이 주를 이뤘다.

집진 필터 방식의 경우 집진 필터만을 사용하므로 살균이 아닌 제균(분리, 흡착시켜 미생물을 제거하는 것)이라는 제한점이 존재하고, 필터 교체/청소 시 유해물질 접촉 위험성이 존재한다.

플라즈마 살균 방식은 오존 발생이 발생할 수 있어 건강에 유해한 문제가 있다.

자외선 광을 활용한 광촉매 방식의 경우 종래 대부분이 자외선 광을 일방향으로만 조사하거나 좁은 범위로 자외선 광을 조사하므로 자외선 광이 광촉매 표면에 고르게 접촉되지 못하고, 이에 따라 자외선 광을 조사받은 광촉매 표면의 일부에서만 살균 반응이 진행되어 공기의 살균 면적에 제한이 따르는 문제가 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공기 및 자외선 광의 접촉 면적이 증가되고, 공기 및 자외선 광의 접촉 시간이 증가될 수 있도록 한 환형 구조의 공기 살균 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈은 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되고, 자외선 광을 방출하는 광 출력 모듈; 상기 광 출력 모듈의 높이 방향을 따라 나선형으로 연속되고, 상기 나선형의 경로를 따라 공기의 이동을 안내하는 스크류 가이드; 및 단면 형상이 환형이고, 상기 스크류 가이드의 가장자리와 일정 간격을 유지할 수 있는 내경을 갖고, 내부에 상기 광 출력 모듈 및 상기 스크류 가이드를 수용하는 집진 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 광 출력 모듈은, 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖는 면 발광 부재; 상기 면 발광 부재의 상단부의 엣지면 및 하단부의 엣지면 중 적어도 하나에 배치되어 상기 환형 형상을 따라 배열되고, 자외선 광을 방출하는 다수의 광원; 및 상기 면 발광 부재의 내면에 구비되는 반사막을 포함하고, 상기 스크류 가이드는 상기 면 발광 부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 연장될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 면 발광 부재는 단면 형상이 다각형 또는 원형일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 스크류 가이드는 1mm ~ 50mm 범위 내의 두께, 1mm ~ 100mm 범위 내의 나선 간격 및 5개 ~ 100개 사이의 나선 수를 갖도록 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 스크류 가이드는 상기 스크류 가이드의 가장자리와 상기 집진 필터의 내면 사이의 간격이 5mm ~ 10mm 범위 내의 간격을 갖도록 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 스크류 가이드는 플라스틱 또는 금속 재질일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 반사막은 반사율이 80% 이상인 소재로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 면 발광 부재는 자외선 투과율이 90% 이상인 소재로 구성될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 면 발광 부재는 상기 반사막과 접하는 면에 상기 면 발광 부재의 높이 방향으로 배열되는 빛 반사 패턴을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 면 발광 부재는 상기 반사막과 접하는 면에 상기 면 발광 부재의 높이방향으로 배열되는 빛 반사 패턴을 갖는 도광판일 수 있다.

본 발명에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈에 의하면, 자외선 광을 360도 방향으로 방출하여 공기 및 자외선 광의 접촉 면적이 증가하며, 공기가 스크류 가이드를 따라 이동하면서 자외선 광과 접촉할 수 있는 충분한 시간이 부여되므로 자외선 광을 통한 공기의 살균 효과가 증대될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 면 발광 부재의 외관 및 단면을 나타내는 도면들이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈의 자외선 광의 방출 경로를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈의 구성을 나타내는 사시도이고, 도 2a 및 도 2b는 도 1에 도시된 면 발광 부재의 외관 및 단면을 나타내는 도면들이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈의 자외선 광의 방출 경로를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈은 광 출력 모듈(110), 스크류 가이드(120), 집진 필터(130)를 포함할 수 있다.

광 출력 모듈(110)은 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되며, 자외선 광을 방출하도록 구성될 수 있다.

일 예로, 광 출력 모듈(110)은 면 발광 부재(111), 다수의 광원(112) 및 반사막(113)을 포함할 수 있다.

면 발광 부재(111)는 단면 형상이 환형이고, 일정 두께 및 높이를 가질 수 있다. 면 발광 부재(111)는 단면 형상이 다각형 또는 원형일 수 있다. 일 예로, 면 발광 부재(111)의 단면 형상은 원형일 수 있고, 전체적으로 원통 형상을 가질 수 있다.

또한, 면 발광 부재(111)는 반사막(113)과 접하는 면에 면 발광 부재(111)의 높이 방향으로 배열되는 빛 반사 패턴(114)을 포함할 수 있다. 빛 반사 패턴(114)은 도광판으로 입사된 광을 면 발광 부재(111)의 외면 방향으로 반사할 수 있다.

이러한 면 발광 부재(111)는 도광판으로 구성될 수 있고, 자외선 투과율이 90% 이상인 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 글래스(Glass), 석영 등의 소재로 구성될 수 있다.

다수의 광원(112)은 면 발광 부재(111)의 상단부의 엣지면 및 하단부의 엣지면 중 적어도 하나에 배치되어 환형 형상을 따라 배열될 수 있다. 일 예로, 다수의 광원(112)은 면 발광 부재(111)의 상단부의 엣지면에 배열될 수 있다. 이러한 다수의 광원(112)은 자외선 광을 방출하는 UV-LED로 구성될 수 있다.

반사막(113)은 면 발광 부재(111)의 내면에 구비될 수 있다. 반사막(113)은 면 발광 부재(111) 내부로 입사되는 광이 면 발광 부재(111)의 외면을 향해 반사되도록 한다. 반사막(113)은 반사율이 80% 이상인 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, PTFE 코팅, 알루미늄 등으로 구성될 수 있다. 반사막(113)의 두께에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 1000㎛로 설정될 수 있다.

스크류 가이드(120)는 광 출력 모듈(110)의 높이 방향을 따라 나선형으로 연속되고, 나선형의 경로를 따라 공기의 이동을 안내할 수 있다.

즉, 스크류 가이드(120)는 광 출력 모듈(110)의 면 발광 부재(111)의 외면에서 면 발광 부재(111)의 높이 방향을 따라 나선형으로 연속되어, 집진 필터(130) 내에 수용될 수 있다. 이때, 스크류 가이드(120)의 가장자리와 집진 필터의 내면 사이의 간격은 5mm ~ 10mm 범위 내의 간격으로 유지될 수 있다. 예를 들어, 5mm의 간격으로 유지될 수 있다.

스크류 가이드(120)는 플라스틱 또는 금속 재질일 수 있다. 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리 카보네이트, 폴리비닐클로라이드 등의 플라스틱, 알루미늄, 스테인리스 등으로 구성될 수 있다.

이러한 스크류 가이드는 1mm ~ 50mm 범위 내의 두께, 1mm ~ 100mm 범위 내의 나선 간격 및 5개 ~ 100개 사이의 나선 수를 갖도록 구비될 수 있다.

집진 필터(130)는 광 출력 모듈(110) 방향으로 유입되는 외부 공기 내의 먼지 및 이물질을 집진하여 여과할 수 있다. 집진 필터(130)는 단면 형상이 환형이고, 스크류 가이드(120)의 가장자리와 일정 간격을 유지할 수 있는 내경을 갖고, 내부에 광 출력 모듈(110) 및 스크류 가이드(120)를 수용할 수 있다.

이하에서는 이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈을 통해 공기가 살균되는 과정을 설명한다.

먼저, 외부 공기는 집진 필터(130)를 거쳐서 광 출력 모듈(110)이 수용되는 집진 필터(130)의 내부로 유입된다. 이때, 외부 공기 내의 먼지 및 이물질은 집진 필터(130)에서 집진되어 여과된다.

집진 필터(130)를 통과한 공기는 스크류 가이드(120)의 나선형 경로를 따라 상승하면서 광 출력 모듈(110)로부터 방출되는 자외선 광과 접촉하여 살균될 수 있다.

즉, 광 출력 모듈(110)은 면 발광 부재(111)의 엣지면에서 광원(112)으로부터 조사되는 자외선 광이 면 발광 부재(111)의 내부로 입사되고, 입사된 광은 면 발광 부재(111) 내의 빛 반사 패턴(114)에서 반사되어 스크류 가이드(120) 방향으로 방출되고, 또한 반사막(113)에 의해 추가로 반사되어 스크류 가이드(120) 방향으로 방출된다. 스크류 가이드(120)가 광의 반사가 가능한 금속 소재로 이루어지는 경우 스크류 가이드(120)의 나선 사이에서도 반사가 이루어질 수 있다.

이러한 과정을 통해 광 출력 모듈(110)로부터 방출되는 자외선 광은 면 발광 부재(111)가 환형의 단면 형상, 예를 들어, 원통 형상을 이루고 있으므로 원통 형상의 360도 방향 전체로 자외선 광이 방출될 수 있다. 따라서, 스크류 가이드(120)를 따라 공기가 상승하는 동안 공기는 자외선 광과 충분한 접촉이 이루어질 수 있다.

이와 같이, 스크류 가이드(120)를 따라 가이드되면서 자외선 광과 접촉하여 살균된 공기는 공기 살균 모듈의 외부, 즉 실내 공간으로 배출될 수 있다.

일 예로, 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈은 면 발광 부재(111)인 도광판은 외경 60mm, 높이 179mm로, 스크류 가이드(120)는 내경 60mm, 외경 180mm, 높이 179mm, 나선 수는 6개가 되도록 하고 나선의 간격을 30mm가 되도록 제작될 수 있다.

이러한 일 예를 스크류 가이드(120)가 없이 모듈의 높이 및 직경이 동일한 경우와 비교하면, 스크류 가이드(120)가 없는 경우 공기가 수직방향으로 그대로 이동하여 그 이동경로는 179mm가 되지만, 스크류 가이드(120)를 따라 공기가 이동하는 경우 그 이동경로는 2260mm가 된다. 따라서, 스크류 가이드(120)가 적용된 경우는 공기가 모듈을 통과하는데 걸리는 시간이 약 11.6배 늘어나게 되어서 자외선 광을 통해 공기의 충분한 살균이 가능해지게 된다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 환형 구조의 공기 살균 모듈은 자외선 광을 360도 방향으로 방출하여 공기 및 자외선 광의 접촉 면적이 증가하며, 공기가 스크류 가이드(120)를 따라 이동하면서 자외선 광 및 공기의 접촉 시간이 증가될 수 있어서, 자외선 광을 통한 공기의 살균 효과가 증대될 수 있는 이점이 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

110: 광 출력 모듈 111: 면 발광 부재
112: 광원 113: 반사막
120: 스크류 가이드 130: 집진 필터

Claims (10)

1. 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되고, 자외선 광을 방출하는 광 출력 모듈;
   상기 광 출력 모듈의 높이 방향을 따라 나선형으로 연속되고, 상기 나선형의 경로를 따라 공기의 이동을 안내하는 스크류 가이드; 및
   단면 형상이 환형이고, 상기 스크류 가이드의 가장자리와 일정 간격을 유지할 수 있는 내경을 갖고, 내부에 상기 광 출력 모듈 및 상기 스크류 가이드를 수용하는 집진 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 광 출력 모듈은,
   단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖는 면 발광 부재;
   상기 면 발광 부재의 상단부의 엣지면 및 하단부의 엣지면 중 적어도 하나에 배치되어 상기 환형 형상을 따라 배열되고, 자외선 광을 방출하는 다수의 광원; 및
   상기 면 발광 부재의 내면에 구비되는 반사막을 포함하고,
   상기 스크류 가이드는 상기 면 발광 부재의 높이 방향을 따라 나선형으로 연장되는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 단면 형상이 다각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
4. 제2항에 있어서,
   상기 스크류 가이드는 1mm ~ 50mm 범위 내의 두께, 1mm ~ 100mm 범위 내의 나선 간격 및 5개 ~ 100개 사이의 나선 수를 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
5. 제2항에 있어서,
   상기 스크류 가이드는 상기 스크류 가이드의 가장자리와 상기 집진 필터의 내면 사이의 간격이 5mm ~ 10mm 범위 내의 간격을 갖도록 구비되는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
6. 제2항에 있어서,
   상기 스크류 가이드는 플라스틱 또는 금속 재질인 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
7. 제2항에 있어서,
   상기 반사막은 반사율이 80% 이상인 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
8. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 자외선 투과율이 90% 이상인 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
9. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 상기 반사막과 접하는 면에 상기 면 발광 부재의 높이 방향으로 배열되는 빛 반사 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   환형 구조의 공기 살균 모듈.
10. 제2항에 있어서,
    상기 면 발광 부재는 상기 반사막과 접하는 면에 상기 면 발광 부재의 높이방향으로 배열되는 빛 반사 패턴을 갖는 도광판인 것을 특징으로 하는,
    환형 구조의 공기 살균 모듈.
    

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