KR20210143360A - 광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈 - Google Patents

Abstract

공기 살균 모듈이 개시된다. 상기 공기 살균 모듈은 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되고, 자외선 광을 방출하는 광 출력 모듈; 단면 형상이 환형이고, 내부에 상기 광 출력 모듈이 수용되도록 상기 광 출력 모듈을 에워싸는 광촉매 필터; 단면 형상이 환형이고, 내부에 상기 광촉매 필터가 수용되도록 상기 광촉매 필터를 에워싸는 집진 필터를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

광촉매 및 자외선을 이용한 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 자외선 광의 조사 면적 및 효율이 증대되고, 공기의 살균 효과가 증대될 수 있도록 한 환형의 공기 살균 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈은 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되고, 자외선 광을 방출하는 광 출력 모듈; 단면 형상이 환형이고, 내부에 상기 광 출력 모듈이 수용되도록 상기 광 출력 모듈을 에워싸는 광촉매 필터; 단면 형상이 환형이고, 내부에 상기 광촉매 필터가 수용되도록 상기 광촉매 필터를 에워싸는 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 상단부 및 하단부의 엣지면에 배치되어 상기 환형 형상을 따라 배열되고, 자외선 광을 방출하는 다수의 광원; 및 상기 면 발광 부재의 내면에 구비되는 반사막을 포함할 수 있다.

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

일 실시예에서, 상기 광촉매 필터는 3차원 망상 구조일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 광촉매 필터는 세라믹 또는 메탈 폼의 표면에 광촉매제가 코팅되어 구성될 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 공기 살균 모듈을 이용하면, 자외선 광이 360도 방향으로 방출되므로 자외선 광의 조사 면적 및 효율이 증대되고, 환형 구조의 광촉매 필터 전체에 광을 조사하여 광촉매 필터의 360도 전체 방향에서 자외선 광 및 광촉매제가 반응하여 공기를 살균 및 탈취하므로 공기의 살균 효과가 증대될 수 있는 이점이 있다.

도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈의 자외선 광의 방출 경로를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 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 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈의 구성을 나타내는 사시도 및 단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈의 자외선 광의 방출 경로를 나타내는 부분 확대 단면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈은 광 출력 모듈(110), 광촉매 필터(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. UV-LED의 출력에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 2W를 기준으로 할 수 있고, 광원(112)의 위치 및 개수의 설계에 따라 50mW ~ 5W까지 적용될 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.

광촉매 필터(120)는 3차원 망상 구조일 수 있고, 표면에는 광촉매제가 코팅될 수 있다. 예를 들어, 광촉매 필터(120)는 세라믹 또는 메탈 폼일 수 있고, 광촉매제는 이산화티타늄 광촉매와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 알려진 임의의 구성이 채택될 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, 내부에 광촉매 필터(120)가 수용되도록 광촉매 필터(120)를 에워싸게 구비될 수 있다.

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

먼저, 외부 공기는 집진 필터(130)를 거쳐서 광 촉매 필터(120) 및 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 광촉매 필터(120)의 360도 방향에서 유입 및 분산되고, 광 출력 모듈(110)로부터 360도 방향으로 방출되는 자외선 광과 광촉매제가 반응하면서 공기를 살균 및 탈취시킨다.

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 광촉매 필터(120) 방향으로 방출되어 자외선 광이 광촉매 필터(120)의 광촉매제와 반응하여 공기를 살균 및 탈취시킨다.

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 있고, 환형 구조의 광촉매 필터(120)의 360도 방향 전체로 유입되어 광촉매 필터(120)의 360도 전체 방향에서 광촉매제와 반응할 수 있다.

따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 모듈을 이용하면, 자외선 광이 360도 방향으로 방출되므로 자외선 광의 조사 면적 및 효율이 증대되고, 환형 구조의 광촉매 필터(120) 전체에 광을 조사하여 광촉매 필터(120)의 360도 전체 방향에서 자외선 광 및 광촉매제가 반응하여 공기를 살균 및 탈취하므로 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.

Claims (9)

1. 단면 형상이 환형이고, 일정 높이를 갖도록 구비되고, 자외선 광을 방출하는 광 출력 모듈;
   단면 형상이 환형이고, 내부에 상기 광 출력 모듈이 수용되도록 상기 광 출력 모듈을 에워싸는 광촉매 필터;
   단면 형상이 환형이고, 내부에 상기 광촉매 필터가 수용되도록 상기 광촉매 필터를 에워싸는 집진 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 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 상단부 및 하단부의 엣지면에 배치되어 상기 환형 형상을 따라 배열되고, 자외선 광을 방출하는 다수의 광원; 및
   상기 면 발광 부재의 내면에 구비되는 반사막을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
3. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 단면 형상이 다각형 또는 원형인 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 광촉매 필터는 3차원 망상 구조인 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
5. 제1항에 있어서,
   상기 광촉매 필터는 세라믹 또는 메탈 폼의 표면에 광촉매제가 코팅되어 구성되는 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
6. 제2항에 있어서,
   상기 반사막은 반사율이 80% 이상인 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
7. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 자외선 투과율이 90% 이상인 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
8. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 상기 반사막과 접하는 면에 상기 면 발광 부재의 높이 방향으로 배열되는 빛 반사 패턴을 포함하는 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
9. 제2항에 있어서,
   상기 면 발광 부재는 상기 반사막과 접하는 면에 상기 면 발광 부재의 높이방향으로 배열되는 빛 반사 패턴을 갖는 도광판인 것을 특징으로 하는,
   광촉매 및 자외선을 이용한 환형 구조의 공기 살균 모듈.
   

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