KR20210147745A - 공기 정화기 - Google Patents

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KR20210147745A
KR20210147745A KR1020200065425A KR20200065425A KR20210147745A KR 20210147745 A KR20210147745 A KR 20210147745A KR 1020200065425 A KR1020200065425 A KR 1020200065425A KR 20200065425 A KR20200065425 A KR 20200065425A KR 20210147745 A KR20210147745 A KR 20210147745A
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심창수
양욱
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심창수
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Abstract

본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기는, 내부에 살균공간이 형성되고, 공기 흡입구 및 공기 토출구가 서로 이격된 위치에 형성되어 외부의 공기가 유입되어 이동한 후 배출되는 공기 유로가 형성되는 케이스; 상기 케이스의 살균공간에 배치되어 외부의 공기가 상기 공기 유로를 따라 이동하도록 강제하며, 표면에 광촉매층이 형성된 팬 유닛; 및 상기 살균공간에 배치되며, 상기 팬 유닛을 향하여 자외선을 조사하는 유브이 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 정화기 {Air caring apparatus}
본 발명은 공기 정화기에 관한 것으로, 특히 공기의 유동을 강제하는 팬에 광촉매층이 형성되어 공기를 보다 효과적으로 정화 가능한 공기 정화기에 관한 것이다.
공기 정화기는 외부의 오염된 공기를 흡입한 후 흡입된 공기를 정화시켜 외부로 배출시키는 장치로서, 심해지는 대기오염 문제로 인해서 현시대의 필수품으로 자리잡고 있다.
이러한 공기 정화기는 다기능성을 원하는 고객의 니즈에 대응하여 공기에 포함된 먼지나 이물질을 제거하는 기능에 더하여 탈취 및 살균 기능이 적용되고 있다. 그리고, 휴대성을 원하는 고객의 니즈에 대응하여 소형화되고 있다.
관련하여 선행문헌인 대한민국 공개특허공보 10-2020-0050928호 에는 내부에 송풍팬 및 필터를 구비하여 공기 정화 기능을 가지며, 소형화된 휴대용 공기 정화기가 개시된다.
하지만, 선행문헌의 공기 정화기에 의하면 단순히 공기가 통과하는 필터를 이용하여 공기를 정화하도록 구성되는 바, 살균 효과가 떨어지고 인체에 유해한 난분해성 유기물질 등을 제거하기 어려운 문제가 있다. 즉, 효과적은 정화 성능을 가지기 어려운 문제강가 있다.
대한민국 공개특허공보 10-2020-0050928호
본 발명은, 공기 정화 성능이 보다 향상된 공기 정화기를 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
본 발명은, 컴팩트한 구조로 소형화가 가능한 공기 정화기를 제공하는 것을 기술적 해결과제로 한다.
상기 기술적 과제를 해결하기 위하여 본 발명의 공기 정화기는, 내부에 살균공간이 형성되고, 공기 흡입구 및 공기 토출구가 서로 이격된 위치에 형성되어 외부의 공기가 유입되어 이동한 후 배출되는 공기 유로가 형성되는 케이스; 상기 케이스의 살균공간에 배치되어 외부의 공기가 상기 공기 유로를 따라 이동하도록 강제하며, 표면에 광촉매층이 형성된 팬 유닛; 및 상기 살균공간에 배치되며, 상기 팬 유닛을 향하여 자외선을 조사하는 유브이 부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 케이스는, 하면 및 하면 둘레를 따라 상방으로 돌출되는 둘레면을 가지며, 상방으로 개구되는 내부공간을 형성하는 하부 케이스; 및 상기 하부 케이스의 상방 개구를 커버하도록 형성되며, 상기 하부 케이스에 탈착 가능하게 구비되는 상부 케이스;를 포함하며, 상기 팬 유닛은 상기 하부 케이스의 내부공간에 배치되고, 상기 유브이 부재는 상기 하부 케이스의 내부공간을 바라보는 상기 상부 케이스의 내측면에 배치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서,상기 팬 유닛은, 회전축; 상기 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 날개;를 포함하며, 상기 광촉매층은 적어도 상기 다수의 날개의 표면에 형성되며, 상기 다수의 날개의 표면에는 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 유브이 부재는 UV-C 파장의 자외선을 출력하는 광원을 구비하여, UV-C 파장의 자외선을 출력하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 케이스에 탈착 가능하게 형성되며, 상기 팬 유닛에 구동력을 제공하는 구동장치;를 더 포함하며, 상기 구동장치는, 상기 팬 유닛의 회전축과 결합되어 상기 팬 유닛에 회전 동력을 제공하는 모터; 및 상기 모터와 전기적으로 연결되며, 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기는 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.
첫째, 광촉매 반응에 의한 살균 기능을 가지는 공기 정화기에 있어서, 팬 유닛의 표면에 광촉매층이 형성됨에 따라, 별도이 광촉매 부재 및 이를 구비하기 위한 별도의 공간이 필요치 않게 된다.
따라서, 컴팩트한 구성 및 구조에 의해서 광촉매 반응에 의한 우수한 살균 기능을 가지면서도 소형화된 공기 정화기를 제공할 수 있게 되며, 제조 비용이 절감될 수 있다.
둘째, 상기 팬 유닛은 회전축, 상기 화전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 날개를 포함하며, 상기 광촉매층은 적어도 상기 다수의 날개의 표면에 형성된다.
따라서, 상기 광촉매층이 공기와 효과적으로 접촉 가능한 상기 팬 유닛의 날개에 형성됨에 따라 보다 효과적인 광촉매 반응이 이루어질 수 있으며, 흡입되는 공기이 살균 성능을 극대화시킬 수 있다.
셋째, 다수의 날개의 표면에 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성된다.
따라서, 공기과 광촉매층의 접촉 면적이 커지게 되고, 흡입되는 공기의 난류 발생으로 상기 광촉매층과 공기가 보다 효과적으로 접촉 가능하게 되므로, 보다 효과적인 광촉매 반응이 이루어질 수 있다.
넷째, 공기 정화기는 내부에 살균공간이 형성되고, 공기 흡입구 및 공기 토출구가 서로 이격된 위치에 형성되어 공기 유로가 형성되는 케이스, 상기 살균공간에 배치되는 팬 유닛, 상기 살균공간에 배치되며 상기 팬 유닛을 향하여 자외선을 조사하는 유브이 부재를 포함한다.
이 때, 상기 케이스는, 하부 케이스와 상기 하부 케이스의 상방 개구를 커버하도록 형성되며, 상기 하부 케이스에 탈착 가능하게 구비되는 상부 케이스를 포함한다. 즉, 상기 케이스가 서로 탈착 가능한 하부 케이스 및 상부 케이스로 구성된다.
따라서, 상기 상부 케이스를 분리시켜 상기 살균공간과 상기 팬 유닛의 청소를 용이하게 실시할 수 있다. 즉, 상기 공기 정화기의 청소 편의성이 향상되어 청결상태를 용이하게 관리할 수 있게 된다.
다섯째, 상기 유브이 부재는 살균력이 우수하고 에너지가 높은 UV-C 파장의 자외선을 출력하는 광원을 구비하여 UV-C 파장의 자외선을 출력한다.
따라서, 상기 유브이 부재는 UV-C 자외선을 통해서 보다 효과적인 살균 성능을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 광촉매층의 광촉매 반응을 효과적으로 활성화시켜 라디칼을 효과적으로 발생시킬 수 있다. 즉, 살균 성능을 보다 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기의 분해 사시도이다.
도 3은 도2의 3'-3''를 기준으로 절단된 팬 유닛의 단면을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 팬 유닛의 단면도이다.
이하, 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
그러나, 본 발명의 사상이 제시되는 실시예에 제한된다고 할 수 없으며, 또 다른 구성요소의 추가, 변경, 삭제 등에 의해서, 퇴보적인 다른 발명이나 본 발명의 사상의 범위 내에 포함되는 다른 실시예를 용이하게 제안할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기의 분해 사시도이다.
도 3은 도2의 3'-3''를 기준으로 절단된 팬 유닛의 단면을 개략적으로 보인 도면이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 의한 팬 유닛의 단면도이다.
본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기(1)는 케이스(100), 팬 유닛(200), 유브이 부재(300), 필터(350), 구동장치(400), 제어부(500)을 포함할 수 있다.
상기 케이스(100)는 공기가 유입 및 토출되는 공기 유로를 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 팬 유닛(200)은 상기 케이스(100)의 내부에 배치되어 공기가 상기 공기 유로를 따라 이동하도록 강제하도록 구성될 수 있다.
상기 유브이 부재(300)는 상기 팬 유닛(200)을 향하여 자외선을 조사하도록 구성될 수 있다.
상기 필터(350)는 상기 공기 유로를 따라 이동하는 공기를 정화하도록 구성될 수 있다.
상기 구동장치(400)는 상기 팬 유닛(200)의 동작을 위한 동력을 제공하도록 구성될 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 유브이 부재(300), 구동장치(400)의 등 전기적으로 제어되는 구성과 연결되며, 상기 공기 정화기(1)의 전체적인 동작을 제어하도록 구성될 수 있다.
상세히, 상기 케이스(100)는 내부에 살균공간(101)이 형성되고, 공기 토출구(102) 및 공기 흡입구(103)가 서로 이격된 위치에 형성될 수 있다.
상기 공기 토출구(102)와 공기 흡입구(103)는 상기 팬 유닛(200)의 구조 및 배치에 따라 공기의 흡입과 배출이 가능한 다양한 위치에 형성될 수 있다.
일례로, 상기 팬 유닛(200)은 상기 살균공간(101)의 하방에서 상방으로 공기의 유동을 강제하도록 구비될 수 있다.
이 경우, 상기 공기 토출구(102)는 상기 케이스(100)의 둘레면에 형성될 수 있으며, 상기 케이스(100)의 둘레면을 따라 서로 이격된 다수로 형성될 수 있다.
그리고, 상기 공기 흡입구(103)는 상기 케이스(100)의 둘레면에 형성되되, 상기 공기 토출구(102)의 상방에 형성될 수 있으며, 상기 케이스(100)의 둘레면을 따라 서로 이격된 다수로 형성될 수 있다. 또는, 상기 공기 흡입구(103)는 상기 케이스(100)의 상면에 형성될 수도 있다.
상기 살균공간(101), 공기 토출구(102) 및 공기 흡입구(103)에 의해서 상기 케이스(100)에는 외부의 공기가 상기 살균공간(101)으로 유입된 후 다시 외부로 배출되는 공기 유로가 형성될 수 있다.
보다 상세히, 상기 살균공간(101)은 상기 팬 유닛(200)이 위치되며 상기 공기 토출구(102)와 연통하는 토출공간과, 상기 토출공간의 상방에 위치되며 상기 공기 흡입구(103)와 연통하는 흡입공간으로 구분될 수 있다.
상기 케이스(100)는 하부를 형성하는 하부 케이스(110)와, 상부를 형성하는 상부 케이스(120)로 구비될 수 있다.
상기 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)는 일체로 형성될 수도 있으며, 서로 탈착 가능하게 형성될 수도 있다. 이하에서는 상기 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)가 서로 탈착 가능하게 형성되는 것을 예로들어 상세히 설명하도록 한다.
상기 하부 케이스(110)는 상기 살균공간(101)의 적어도 일부를 형성하도록 구성될 수 있으며, 적어도 상기 토출공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
일례로, 상기 하부 케이스(110)는 하면과, 하면의 둘레를 따라 상방으로 돌출되는 둘레면을 가지도록 형성되어, 상방으로 개구된 내부공간을 형성하도록 구성될 수 있다.
상기 하부 케이스(110)의 둘레면은 상기 팬 유닛(200)의 높이에 대응하는 높이로 형성될 수 있으며, 상기 팬 유닛(200)은 상기 하부 케이스(110)의 내부에 수용될 수 있다.
상기 공기 토출구(102)는 상기 하부 케이스(110)의 둘레면에 형성되어 상기 하부 케이스(110)에 형성되는 상기 토출공간과 연통될 수 있다.
상기 하부 케이스(110)의 하면에는 상기 팬 유닛(200)의 회전축(211)과 상기 구동장치(400)의 연결을 위한 축 연결구(112)가 형성될 수 있다.
한편, 상기 상부 케이스(120)는 상기 하부 케이스(110)의 상방 개구를 상방에서 커버하도록 구성될 수 있다.
일례로, 상기 상부 케이스(120)는 상면과, 상면의 둘레를 따라 하방으로 돌출되는 둘레면을 가지도록 형성될 수 있다.
이 때, 상기 상부 케이스(120)의 상면은 상기 하부 케이스(110)의 둘레 크기에 대응하는 둘레를 가지도록 형성될 수 있다.
상기 공기 흡입구(103)는 상기 상부 케이스(120)의 둘레면에 형성되거나 상기 상부 케이스(120)의 상면에 형성되어 상기 흡입공간과 연통될 수 있다.
물론, 상기 공기 흡입구(103)과 공기 토출구(102)의 배치 위치는 상술된 실시예에 제한되지 않는다.
다른 예로, 상기 팬 유닛(200)은 상기 살균공간(101)의 상방에서 하방으로 공기의 유동을 강제하도록 구비될 수도 있다.
이 경우, 상기 공기 흡입구(103)와 공기 토출구(102)의 형성 위치 및 상기 흡입 공간과 토출 공간의 위치는 서로 반대가 될 수 있다.
이와 같이 상기 공기 흡입구(103)와 공기 토출구(102) 및 상기 흡입 공간과 토출 공간은 상기 팬 유닛(200)의 구조 및 배치에 따라 다양하게 구성될 수 있을 것이다.
이하에서는, 설명의 편의를 위해서 상기 팬 유닛(200)이 상기 살균공간(101)의 하방에서 상방으로 공기의 유동을 강제하도록 구비되고, 상기 공기 흡입구(103)가 상기 공기 배출구(102)이 상방에 위치되는 것을 예로들어 설명하도록 한다.
한편, 상기 상부 케이스(120)의 둘레면 하단에는 하방으로 돌출된 돌기가 형성될 수 있다. 상기 돌기는 상기 상부 케이스(120)의 둘레면 하단을 따라 서로 이격된 다수로 구비될 수 있다.
그리고, 상기 하부 케이스(110)의 둘레면 상단에는 상기 돌기가 삽입되는 홈이 형성될 수 있다. 따라서, 상기 상부 케이스(120)의 돌기가 상기 하부 케이스(110)의 홈에 삽입됨으로써 상기 상부 케이스(120)가 하부 케이스(110)에 장착될 수 있다.
한편, 상기 팬 유닛(200)은 회전에 의해서 외부의 공기가 상기 공기 유로를 따라 이동하도록 강제하는 기능을 할 수 있다. 이를 위해서, 상기 팬 유닛(200)은 다수의 날개를 포함할 수 있다.
일례로, 상기 팬 유닛(200)은 원심팬 구조로 적용될 수 있으며, 상방에서 공기를 흡입하여 측방으로 토출하도록 회전축(211)이 수직하게 배치될 수 있다.
상기 팬 유닛(200)이 원심팬 구조로 적용되는 경우, 상기 팬 유닛(200)은 상기 케이스(100)의 내부에서 상기 공기 토출구(102)에 대응하는 높이에 배치될 수 있다. 이 때, 상기 공기 흡입구(103)는 상기 팬 유닛(200) 보다 상방에 위치될 수 있다.
따라서, 상기 팬 유닛(200)의 회전시 상기 공기 흡입구(103)를 통해서 외부의 공기가 상기 흡입공간으로 원활하게 흡입될 수 있으며, 흡입된 공기가 상기 토출공간을 거쳐 상기 공기 토출구(102)로 토출될 수 있다.
다른 예로, 상기 팬 유닛(200)은 축류팬 구조로 적용될 수도 있으며, 이 경우 상기 팬 유닛(200)은 상기 공기 흡입구(103)와 공기 토출구(102)이 사이 높이에 배치될 수 있을 것이다. 이하에서는 설명의 편의를 위해서 상기 팬 유닛(200)이 원심팬 구조로 적용되는 것을 예로들어 설명하도록 한다.
한편, 상기 팬 유닛(200)은 표면에 광촉매층(220)이 형성될 수 있다.
상세히, 상기 팬 유닛(200)은 날개(215)가 형성되는 팬 바디(210)와, 상기 팬 바디(210)의 표면 적어도 일부에 형성되는 광촉매층(220)을 포함할 수 있다.
보다 상세히, 상기 팬 바디(210)는 중심에 회전축(211)이 구비되는 하판(212), 상기 하판(212)의 상면에 상기 회전축(211)을 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 날개(215)를 포함할 수 있다.
상기 광촉매층(220)은 상기 팬 바디(210)의 전체에 형성될 수도 있으며, 일부에 형성될 수도 있다.
일례로, 상기 광촉매층(220)은 적어도 다수의 날개(215)의 표면 전체 및 상기 하판(212)의 상면에 전체에 형성될 수 있다.
상기 광촉매층(220)에 적용되는 광촉매 물질은 TiO2, ZnO, CdS, ZrO2, SnO2, V2O3, WO3, SrTiO3으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 사용될 수 있으며, 바람직하게는 TiO2가 사용될 수 있다.
상기 광촉매 물질로 TiO2가 사용되는 경우, 내구성 및 내마모성이 우수하고 자외선에 거의 반응하지 않는 TiO2의 특성에 따라, 상기 광촉매층(220)은 높은 내구성 및 내마모성을 가지고 안정적인 광촉매 반응 성능을 가지도록 구성될 수 있다.
상기 광촉매층(220)은 광촉매 물질이 상기 팬 바디(210)에 코팅되어 형성될 수 있다. 예로들어, 상기 광촉매층(220)은 액체상태로 바인더가 포함되어 제조된 광촉매에 상기 팬 바디(210)를 담궈서 건조시켜 제작하는 딥 코팅에 의해서 형성되거나, 액체상태의 광촉매를 상기 팬 바디(210)에 스프레이로 분사 후 건조시키는 스프레이 코팅에 의해서 형성되거나, 금속제의 팬 바디(210)에 수열합성을 통한 박막형성에 의해서 형성될 수 있다.
또는, 상기 광촉매층(220)은 광촉매 물질이 포함된 필름이 상기 팬 바디(210)에 부착되어 형성될 수도 있다.
상기 광촉매층(220)의 형성 방법은 상술된 실시예에 제한되지 않으며, 공지된 다양한 광촉매층 형성 방법이 적용될 수 있을 것이다.
한편, 상기 팬 바디(210)에는 다수의 돌출부(216)가 형성될 수 있다.
상기 다수의 돌출부(216)는 상기 날개(215)의 표면에서 돌출 형성될 수 있으며, 서로 이격되어 배치될 수 있다.
상기 다수의 돌출부(216)는 상기 하판(212)의 상면에 형성될 수도 있다.
상기 다수의 돌출부(216)는 일 방향으로 길게 형성된 리브 형상, 원기둥 또는 반원 형상의 돌기 형상 등의 다양한 돌출 형상으로 적용될 수 있다.
상기 다수의 돌출부(216)는 공기와 광촉매층(220)의 접촉 면적을 향상시키고, 흡입되는 공기에 난류를 일으켜 상기 광촉매층(220)과 공기가 보다 효과적으로 접촉되도록 하는 기능을 할 수 있다.
한편, 상기 유브이 부재(300)는 상기 팬 유닛(200)에 자외선을 조사하는 기능을 할 수 있다.
상기 유브이 부재(300)는 자외선을 출력하는 유브이 광원을 구비할 수 있으며, 상기 유브이 광원이 일면에 구비된 기판 형태로 제공될 수 있다.
상기 유브이 부재(300)에 구비되는 유브이 광원은 UV-C 파장의 자외선을 출력하는 램프 또는 LED 소자일 수 있다. 즉, 상기 유브이 광원은 100~280 nm 파장의 자외선을 출력하는 램프 또는 LED 소자일 수 있다.
상기 유브이 광원은 상기 유브이 부재(300)에 적어도 하나 이상 구비될 수 있다.
상기 유브이 부재(300)는 상기 구동장치(400)로부터 전원을 공급 받을 수 있도록, 상기 구동장치(400)와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 유브이 부재(300)는 상기 케이스(100)의 내부에 배치될 수 있으며, 상기 팬 유닛(200)을 향하여 자외선을 조사하도록 배치될 수 있다.
상세히, 상기 유브이 부재(300)는 상기 상부 케이스(120)의 내측면에 배치되고, 하방으로 자외선을 조사 가능하도록 배치될 수 있다. 따라서, 상기 유브이 부재(300)에서 조사되는 자외선이 상기 흡입공간과 토출공간 및 상기 흡입공간에 배치된 상기 팬 유닛(200)에 고르게 조사될 수 있다.
이 때, 상기 공기 흡입구(103)는 상기 상부 케이스(120)의 상면에 형성되거나, 상기 상부 케이스(120)의 둘레면에 형성되되 상면에 접하거나 최대한 인접하도록 형성될 수 있다. 그리고, 상기 공기 흡입구(103)는 높이가 최대한 낮고 가로 방향으로 길게 형성될 수 있다. 따라서, 상기 유브이 부재(300)에서 조사되는 자외선이 상기 공기 흡입구(103)를 통해서 외부로 노출되는 것이 최대한 방지될 수 있다.
상기 유브이 부재(300)에서 의해서 상기 팬 유닛(200)에 자외선이 조사되면, 상기 광촉매층(220)은 광촉매 반응을 일으킨다. 그리고, 광촉매 반응에 의해서 상기 살균공간(101)을 지나는 공기는 살균될 수 있다.
상세히, 상기 광촉매층(220)이 형성된 상기 팬 유닛(200)에 자외선이 조사되면, 상기 팬 유닛(200)의 표면에 전자와 정공이 생기게 되고, 전자는 주위의 공기에 포함된 산소와 반응해서 슈퍼옥사이드 음이온을 생성한다. 또한, 정공은 공기 속에 존재하고 있는 수분과 반응하여 라디칼을 생성한다.
상기 라디칼은 강력한 유기물질들을 산화분해 할 수 있는 능력이 뛰어나며, 살균, 소독작용, 난분해성 유기물질 산화분해, 탈취, 발암성 물질, NOx와 같은 공기 오염 물질을 제어하는 효과가 있다.
생성된 라디칼은 상기 살균공간(101)에 분포될 수 있으며, 상기 살균공간(101)을 지나는 공기는 라디칼에 의해서 살균될 수 있다.
이 때, 상기 유브이 부재(300)에서 높은 에너지를 가지는 UV-C 파장의 자외선을 출력함에 따라, 광촉매 반응이 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
또한, 상기 팬 유닛(200)에 형성된 상기 돌출부(216)에 의해서 공기와 상기 광촉매층(220)의 접촉 면적이 향상되고, 공기의 난류에 의해서 공기와 상기 광촉매층(220)이 보다 효과적으로 접촉 가능함에 따라, 광촉매 반응이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
한편, 상기 필터(350)는 상기 공기 유로상에 배치되어 상기 공기 유로를 지나는 공기를 정화하는 기능을 할 수 있다.
상기 필터(350)는 상기 케이스(100)의 내부에 배치될 수 있다.
일례로, 상기 필터(350)는 상기 공기 토출구(102)를 차폐하도록 배치될 수 있으며, 상기 공기 토출구(102)가 형성된 상기 케이스(100)의 내측 둘레면을 따라 배치될 수 있다.
또는, 상기 필터(350)는 상기 공기 흡입구(103)를 차폐하도록 배치될 수도 있으며, 상기 공기 흡입구(103)가 형성된 상기 케이스(100)의 내측면에 배치될 수 있다.
상기 필터(350)는 탈취, 미세먼지 분리 등의 공기 정화 기능을 가진 다양한 종류의 필터로 적용될 수 있으며, 상기 활성탄 필터, 헤파 필터 등으로 적용될 수 있다. 물론, 상기 필터(350)는 서로 다른 종류의 필터들이 결합된 다중필터로 적용될 수도 있다.
한편, 상기 구동장치(400)는 상기 팬 유닛(200)에 회전을 위한 동력을 제공하는 기능을 할 수 있다.
상기 구동장치(400)는 상기 케이스(100)에 탈착 가능하게 구비될 수 있으며, 상기 하부 케이스(110)의 하면에 탈착 가능하게 구비될 수 있다.
상기 구동장치(400)와 하부 케이스(110)의 결합 구조로는 후크를 이용한 결합 구조 및 볼트 등의 체결부재를 이용한 결합 구조 등 두개의 구성을 탈착 가능하게 결합 가능한 공지된 다양한 결합 구조가 적용될 수 있다.
그리고, 상기 구동장치(400)는 상기 케이스(100)에 장착시 상기 팬 유닛(200)의 회전축(211)에 결합되어 상기 팬 유닛(200)에 동력을 전달 가능하도록 구성될 수 있다.
상세히, 상기 구동장치(400)는 모터(420) 및 배터리(450)를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 모터(420)의 구동축(421)은 상방으로 돌출되도록 구비될 수 있다. 상기 구동축(421)은 상기 구동장치(400)를 상기 케이스(100)에 장착시, 상기 축 연결구(112)를 통해서 상기 팬 유닛(200)의 회전축(211)과 결합될 수 있다.
보다 상세히, 상기 구동장치(400)는 상기 모터(420), 상기 배터리(450), 상기 모터(420)와 배터리(450)를 수용하여 보호하는 구동 케이스(410)를 포함할 수 있다.
상기 모터(420)는 상기 구동 케이스(410)이 내부공간 상부에 배치될 수 있으며, 상기 구동축(421)이 상기 구동 케이스(410)의 상면을 관통하여 상방으로 돌출되도록 구비될 수 있다.
상기 배터리(450)는 상기 구동 케이스(410)의 내부공간에 고정식으로 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 배터리(450)는 충전식 배터리로 적용될 수 있다.
또는, 상기 구동 케이스(410)의 일측이 개폐 가능하도록 형성되고, 상기 배터리(450)는 상기 구동 케이스(410)의 내부공간에 탈착 가능하게 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 배터리(450)는 충전식 또는 교체식 배터리로 적용될 수 있다.
또는, 상기 배터리(450)는 상기 구동 케이스(410)의 외부에 착탈 가능하게 구성된 별도의 보호 케이스를 구비하여, 상기 구동 케이스(410)에 외부에 착탈 가능하게 구비될 수도 있다. 이 경우, 상기 배터리(450)는 별도의 보호 케이스와의 결합 구조에 따라 충전식 또는 교체식 배터리로 적용될 수 있다.
상기 배터리(450)가 충전식으로 구비되는 경우 상기 구동장치(400)의 일측에는 상기 배터리(450)의 충전을 위한 충전 단자(460)가 더 구비될 수 있다.
일례로, 상기 배터리(450)가 상기 구동 케이스(410)에 고정식으로 구비되고, 충전식 배터리로 구비되는 경우, 상기 구동 케이스(410)의 일측에는 상기 배터리(450)와 전기적으로 연결되며 외부로 노출된 충전 단자(460)가 더 구비될 수 있다.
상기 배터리(450)는 상기 모터(420)와 전기적으로 연결되어 상기 모터(420)로 전력을 제공할 수 있다.
일례로, 상기 배터리(450)는 상기 구동 케이스(410)의 내부에 구비된 전선에 의해서 상기 모터(420)와 전기적으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 케이스(100)와 구동 케이스(410)의 결합시, 상기 케이스(100)와 구동 케이스(410)의 적어도 일부는 접촉하도록 구성될 수 있다. 그리고, 상기 케이스(100)와 구동 케이스(410)의 서로 접하는 부분에는 서로 접촉하는 전원 단자가 각각 구비될 수 있다.
일례로, 상기 케이스(100)의 하면과 상기 구동 케이스(410)의 상면에 각각 전원 단자가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 배터리(450)는 상기 구동 케이스(410)의 상면에 구비된 전원 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
그리고, 상기 유브이 부재(300)는 상기 케이스(100)의 하면에 구비된 전원 단자와 전기적으로 연결될 수 있다.
따라서, 상기 케이스(100)와 구동장치(400)의 결합시, 상기 배터리(450)의 전력이 상기 유브이 부재(300)로 공급될 수 있다.
한편, 상기 배터리(450)의 전원 공급 구조는 상술된 실시예에 제한되지 않으며, 상기 모터(420)와 유브이 부재(300)에 전원을 공급 가능한 다양한 구조로 적용될 수 있다.
다른 예로, 상기 케이스(100), 구동장치(400)는 서로 접촉하는 전원 단자를 구비하지 않고, 무선으로 전력을 전달 가능하도록 구성될 수도 있다. 상세히, 상기 케이스(100)에는 상기 유브이 부재(300)와 전기적으로 연결된 무선 전력수신장치가 구비되고, 상기 구동장치(400)에는 상기 배터리(450)와 전기적으로 연결된 무선 전력송신장치가 구비될 수 있다.
그리고, 상기 모터(420)에도 상기 무선 전력수신장치가 구비되어, 상기 배터리(450)의 전력을 무선으로 수신하도록 구성될 수 있다.
무선으로 전력을 송수신하는 구조 및 방법은 종래기술에 다양하게 개시되는 바, 보다 상세한 설명은 생략하도록 한다.
한편, 상기 제어부(500)는 상기 공기 정화기(1)의 내부에 형성되는 전원 회로상에 연결되어 상기 구동장치(400)와 유브이 부재(300)의 동작 등 상기 공기 정화기(1)이 전체적인 동작을 제어하는 기능을 할 수 있다.
상세히, 상기 제어부(500)는 상기 케이스(100)의 일측, 구동장치(400)의 일측 등 다양한 위치에 배치될 수 있다.
상기 제어부(500)는 상기 모터(420)와 전기적으로 연결되어 상기 모터(420)를 온/오프 제어하도록 구비될 수 있으며, 상기 모터(420)의 출력을 제어하도록 구비될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(500)는 상기 유브이 부재(300)와 전기적으로 연결되어 상기 유브이 부재(300)를 온/오프 제어하도록 구비될 수 있으며, 상기 유브이 부재(300)의 출력을 제어하도록 구비될 수 있다.
한편, 상기 제어부(500)는 외부의 환경 조건, 사용자의 입력에 따라 상기 모터(420)와 유브이 부재(300)의 동작을 다르게 제어하도록 구비될 수 있다.
일예로, 상기 공기 정화기(1)는 사용자의 명령 입력을 위한 조작부를 구비할 수 있다. 상기 조작부는 상기 케이스(100)의 일측에 구비될 수 있으며, 유브이 부재(300)와 모터(420)의 온/오프 및 출력을 사용자가 조작 가능하도록 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(500)는 상기 조작부를 통해서 입력된 사용자의 명령에 따라 상기 유브이 부재(300)와 모터(420)의 동작을 제어할 수 있다.
그리고, 상기 공기 정화기(1)는 인체를 감지하는 인체 감지 센서, 조도 감지 센서를 구비할 있다. 그리고, 상기 공기 정화기(1)는 미세먼지 감지 센서, 유해가스 감지 센서 등 공기 오염도를 측정 가능한 다양한 공기 오염도 감지 센서를 구비할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(500)는 구비된 각종 센서와 전기적으로 연결되어, 상기 센서로부터 신호를 입력 받으며, 입력 받은 신호 및 기입력된 동작 알고리즘에 따라 상기 모터(420) 및 유브이 부재(300)의 동작을 다르게 제어할 수 있다.
예로들어, 인체 감지 센서에 의해서 상기 공기 정화기(1)가 배치된 공간에 인체가 감지되는 경우 상기 모터(420) 및 유브이 부재(300)를 동작시켜 공기 살균이 이루어지도록 제어할 수 있다. 반면에 인체가 기설정된 시간 동안 감지되지 않는 경우 상기 모터(420) 및 유브이 부재(300)의 동작을 정지시키거나 출력을 낮출 수 있다.
또는, 조도 감지 센서에서 감지된 조도가 기설정된 기준값 이상인 경우, 상기 모터(420) 및 유브이 부재(300)를 동작시켜 공기 살균이 이루어지도록 제어할 수 있다. 반면에, 조도가 기설정된 기준값 이하인 경우, 상기 모터(420) 및 유브이 부재(300)의 동작을 정지시키거나 출력을 낮출 수 있다.
또는, 공기 오염도 감지 센서에서 감지된 공기 오염도에 따라 상기 모터(420)의 및 유브이 부재(300)를 온/오프 제어하거나, 출력을 조절할 수 있다.
이하에서는 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 이한 공기 정화기(1)의 전체적인 동작을 상세히 설명하도록 한다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 상기 제어부(500)는 외부의 환경 조건, 사용자의 입력에 따라 상기 모터(420)와 유브이 부재(300)를 동작시킬 수 있다.
상기 모터(420)가 동작되면 상기 모터(420)와 축결합된 상기 팬 바디(210)가 회전하게 된다.
상기 팬 바디(210)가 회전하면 상기 공기 흡입구(103)를 통해서 외부의 공기가 상기 살균공간(101)으로 흡입되고 상기 공기 유로를 따라 이동하게 된다.
그리고, 상기 공기 유로를 따라 이동하는 공기는 상기 필터(350)에 의해서 정화될 수 있다.
한편, 상기 유브이 부재(300)가 동작되면, 상기 유브이 부재(300)에서 자외선이 조사되고, 상기 팬 유닛(200)에 구비된 상기 광촉매층(220)에서 광촉매 반응이 일어난다.
그리고, 광촉매 반응에 의해서 상기 상기 팬 유닛(200)의 표면에 라디칼이 생성된다. 즉, 상기 공기 유로에 라디칼이 생성된다.
그리고, 흡입된 공기는 상기 공기 유로를 따라 이동하며 라디칼 및, 살균력이 우수한 UV-C 파장이 자외선에 의해서 보다 효과적으로 정화될 수 있다.
그리고, 상기 공기 유로를 지나며 정화된 공기는 상기 공기 토출구(102)를 통해서 외부로 토출될 수 있다.
본 발명의 실시예에 의한 공기 정화기(1)에 의하면, 상기 팬 유닛(200)의 표면에 광촉매층(220)이 형성되어 제공됨에 따라, 광촉매 반응을 위한 별도의 구성 및 공간이 필요치 않게 된다.
따라서, 공기 정화기(1)의 컴팩트한 구조 및 구성에 의하여 제조 비용을 정감할 수 있으며, 공기 정화기(1)의 소형화에 유리한 효과가 있다. 그리고, 상기 광촉매층(220)이 공기와의 효과적으로 접촉되는 상기 팬 유닛(200)의 날개(215)에 구비됨에 따라 효과적인 광촉매 반응이 이루어질 수 있으며, 흡입되는 공기의 살균 성능을 극대화시킬 수 있다.
그리고, 상기 팬 유닛(200)이 원심팬 구조로 적용됨에 따라 상기 팬 유닛(200)을 수용하여 공기 유로를 형성하는 상기 케이스(100)의 소형화가 가능하다. 따라서, 상기 공기 정화기(1)의 소형화를 통한 사용자의 편의성을 보다 향상시킬 수 있다.
그리고, 상기 팬 바디(210)에 다수의 돌출부(216)가 형성됨에 따라, 공기와 광촉매층(220)의 접촉 면적이 향상되고, 흡입되는 공기의 난류 발생으로 상기 광촉매층(220)과 공기가 보다 효과적으로 접촉 가능하게 된다. 따라서, 광촉매 반응이 보다 효과적으로 이루어질 수 있게 된다.
그리고, 상기 광촉매층(220)에 적용되는 광촉매 물질은 내구성 및 내마모성이 우수하고 자외선에 거의 반응하지 않는 특성을 가지는 TiO2로 적용된다. 따라서, 상기 광촉매 부재는 긴 수명을 가질 수 있으며, 안정적인 광촉매 반응 성능을 제공할 수 있다.
그리고, 상기 유브이 부재(300)는 살균력이 우수하고 에너지가 높은 UV-C 파장의 자외선을 출력하는 광원을 구비하여 UV-C 파장의 자외선을 출력한다. 따라서, 상기 유브이 부재는 UV-C 자외선을 통해서 보다 효과적인 살균 성능을 제공할 수 있다. 그리고, 상기 광촉매층(220)의 광촉매 반응을 효과적으로 활성화시켜 라디칼을 효과적으로 발생시킬 수 있다. 따라서, 살균 성능을 극대화시킬 수 있다.
그리고, 상기 구동장치(400)가 상기 케이스(100)에 탈착 가능하게 구비됨에 따라, 상기 구동장치(400)를 분리시켜 상기 공기 정화기(1)를 보다 용이하게 보관 가능하다. 그리고, 상기 구동장치(400)에 충전식 배터리가 내장되는 경우, 상기 구동장치(400)를 분리시켜 상기 배터리(450)를 용이하게 충전시킬 수 있다. 즉, 상기 공기 정화기(1)의 사용 및 취급 편의성이 향상될 수 있다.
그리고, 상기 케이스(100)가 서로 탈착 가능한 하부 케이스(110)와 상부 케이스(120)로 구성됨에 따라, 상부 케이스(120)를 분리시켜 상기 살균공간(101)과 상기 팬 유닛(200)의 청소를 용이하게 실시할 수 있다. 즉, 상기 공기 정화기(1)의 청소 편의성이 향상되어 상기 공기 정화기(1)의 청결상태를 용이하게 관리할 수 있게 된다.
1: 공기 정화기
100: 케이스
101: 살균공간
102: 공기 토출구
103: 공기 흡입구
110: 하부 케이스
112: 축 연결구
120: 상부 케이스
200: 팬 유닛
210: 팬 바디
211: 회전축
212: 하판
215: 날개
216: 돌출부
220: 광촉매층
300: 유브이 부재
350: 필터
400: 구동장치
410: 구동 케이스
420: 모터
421: 구동축
450: 배터리
460: 충전 단자
500: 제어부

Claims (5)

  1. 내부에 살균공간이 형성되고, 공기 흡입구 및 공기 토출구가 서로 이격된 위치에 형성되어 외부의 공기가 유입되어 이동한 후 배출되는 공기 유로가 형성되는 케이스;
    상기 케이스의 살균공간에 배치되어 외부의 공기가 상기 공기 유로를 따라 이동하도록 강제하며, 표면에 광촉매층이 형성된 팬 유닛; 및
    상기 살균공간에 배치되며, 상기 팬 유닛을 향하여 자외선을 조사하는 유브이 부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스는,
    하면 및 하면 둘레를 따라 상방으로 돌출되는 둘레면을 가지며, 상방으로 개구되는 내부공간을 형성하는 하부 케이스; 및
    상기 하부 케이스의 상방 개구를 커버하도록 형성되며, 상기 하부 케이스에 탈착 가능하게 구비되는 상부 케이스;를 포함하며,
    상기 팬 유닛은 상기 하부 케이스의 내부공간에 배치되고, 상기 유브이 부재는 상기 하부 케이스의 내부공간을 바라보는 상기 상부 케이스의 내측면에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 팬 유닛은,
    회전축;
    상기 회전축을 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 날개;를 포함하며,
    상기 광촉매층은 적어도 상기 다수의 날개의 표면에 형성되며,
    상기 다수의 날개의 표면에는 적어도 하나 이상의 돌출부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유브이 부재는 UV-C 파장의 자외선을 출력하는 광원을 구비하여, UV-C 파장의 자외선을 출력하는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 케이스에 탈착 가능하게 형성되며, 상기 팬 유닛에 구동력을 제공하는 구동장치;를 더 포함하며,
    상기 구동장치는,
    상기 팬 유닛의 회전축과 결합되어 상기 팬 유닛에 회전 동력을 제공하는 모터; 및
    상기 모터와 전기적으로 연결되며, 상기 모터에 전력을 공급하는 배터리;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화기.
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