KR20220009363A - 음압기 겸용 공기정화살균기 - Google Patents

음압기 겸용 공기정화살균기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 특히 음압기로도 전용될 수 있는 구조를 갖는 공기정화살균기에 관한 것으로서, 케이스(10)와, 케이스(10)에 내장되는 메인 필터부(20)와, 에어 배출구(19) 측에 조립되는 공기정화살균 유닛(50)과, 음압 유닛(60)과, 케이스(10)의 저면에 부착되는 캐스터(70)와, 팬 모터(32)를 포함하는 가동부(30)와, 에어 배출구(19)에 설치되는 전환 커넥터(40) 및, 헤파필터(24) 하부와 에어 유입 창(17) 사이에 설치되는 원자외선(UV-C) LED 소독 유닛(80)으로 구성됨으로써,미세먼지와 각종 유해 미립자로부터 호흡기가 보호될 수 있도록 실내에 정화된 공기를 제공할 수 있으면서, 또한 바이러스로 오염된 공기가 외부로 누출되는 것이 방지될 수 있는 수단을 하나의 몸체에 가짐으로써, 음압기와 공기정화기 및 살균기가 별개로 구비될 때 보다 훨씬 저렴한 비용으로 공기정화살균과 바이러스 확산 방지가 모두 달성될 수 있는 음압기 겸용 공기정화살균기를 제공하고자 한다.

Description

음압기 겸용 공기정화살균기{Air purification sterilizer combined use in negative air pressure machine}
본 발명은 공기정화살균기에 관한 것으로, 특히 음압기로도 전용될 수 있는 구조를 갖는 공기정화살균기에 관한 것이다.
일상생활에서 야외활동을 하는 시간을 제외하고는 대부분의 시간은 실내에서 이루어진다. 실내는 외부와 차단되고 한정된 부피의 공간인 점에서, 야외와 달리 공기가 정체되어, 각종 세균 및 바이러스가 빠르게 확산될 수 있고, 큰 먼지부터 미세먼지까지 적체된다. 따라서 사람들은 대부분의 시간을 실내에서 보낼 수 밖에 없는 점에서 장시간 세균, 바이러스, 또는 미세먼지나 휘발성 입자들에 노출되는 문제가 있다.
특히 우리나라는 중국의 산업 성장으로 인한 중국발 미세먼지의 급증으로 인하여 1년 중 대부분의 시간 동안 허용치를 훨씬 초과하는 미세먼지가 실내로 흘러들어와 적체되므로, 상당수의 실내 공간에는 공기정화살균기가 사용되는 실정이다.
또한 올해 초에 중국 우한에서 시작된 코로나 바이러스가 백신이 준비되지 않은 상태에서 전세계로 확산되어 엄청난 인적 물적피해 및 경제활동과 사회활동의 위축을 야기시키고 있다. 코로나 바이러스의 확산은 경제활동이 전세계적으로 긴밀하게 엮이게 된 20세기 후반 이후의 현대사회에서 최초로 겪는 초유의 사태이다.
또한 특히 우리나라에서는 인구의 증가와 경제규모의 증대 및 이웃 중국의 급속한 경제 성장과 경제활동의 증가로 인해 경제성장의 부산물로 배출되는 막대한 양의 미세먼지로 대기가 오염되고 있다.
미세먼지로 인한 대기 오염 사태는 최근 몇 년 사이에 극심해져서 최근에는 각 가정에도 공기정화살균기가 다량으로 보급되고 있다. 그리고 코로나 바이러스 등 각종 공기를 통한 전염매개체의 확산으로 인해 공기 중의 부유 전염매개체를 정화하고 살균하는 공기정화기 및 살균기도 보급되고 있으며, 특히 코로나, 결핵 등 감염 확산을 막기 위하여 음압병실 등의 시설들에는 음압기가 사용된다.
일반적인 공기정화기 또는 공기살균기는 실내의 공기를 빨아들여 내부 필터로 정화시키거나 자외선이나 음이온 등의 방법으로 공기를 살균한 후 그 공기를 다시 실내로 배출하는 장치이다. 따라서 실내의 기압에 변화를 주지 않고 실내 공기를 순환시키면서 정화 또는 살균 작용을 한다.
반면에 음압기는 바이러스로 감염된 공기는 정화시켜 배출시키고 감염되지 않은 공기를 실내로 유입시키는 작용을 한다. 특히 음압기는 실내에 존재하는 바이러스로 오염되었을지도 모르는 혹은 바이러스로 오염된 공기를 여과시켜 외부로 배출시키므로 지속적으로 실내 공기를 배출시키는 결과 실내 공기를 음압 상태로 형성한다. 따라서 음압기는 실내 공기를 음압 상태로 유지함으로 인해 실내의 바이러스로 오염된 공기가 여과되지 않고 외부로 유출되는 것을 방지시키고, 외부의 공기가 자동적으로 실내로 유입되도록 한다.
즉 공기정화기 또는 공기살균기는 실내의 기압을 유지시키면서 실내 공기를 정화 및 살균하는 작용만 하는 반면, 음압기는 실내의 공기를 외부로 배출시켜 실내 기압을 감소시키되, 공기 배출은 여과시켜 배출시킨다.
따라서, 공기정화기 또는 공기살균기와 음압기는 사용 목적이 명확히 구분되는 독립적인 기계장치로서 각각의 목적에 맞게 사용되어져 오고 있는 현실이다.
그리하여 병원 등 의료기관에서는 공기정화기 또는 공기살균기를 평소에 사용함으로서 공기 중의 전염병 매개체를 정화 및 살균하다가 음압격리병실이 필요할 때 음압기를 별도로 구입하여 설치하고 사용해 왔다. 그러나 이는 비용의 증가를 가져오게 되고 이번 코로나 사태에서처럼 급속히 환자가 증가하여 음압격리병실을 신속히 확충해야 하는 비상 상황에서 즉각적인 대응이 어려웠다.
이에, 대규모 전염 바이러스의 확산 시대를 맞아, 호흡으로 인한 질병이 방지될 수 있는 장치가 널리 보급될 수 있으려면 최소한의 비용으로 일반인들이 구입할 수 있도록 생산성과 함께 비상시 음압기로 전환할 수 있는 복합 기능이 모두 확보될 수 있는 공기정화살균장치의 개발이 필요한 상황이다.
공개실용신안공보 제20-2018-0000070호(공개일자: 2018. 01. 05)
이에 본 발명은 미세먼지와 각종 유해 미립자로부터 호흡기가 보호될 수 있도록 실내에 살균, 정화된 공기를 제공할 수 있으면서, 또한 바이러스로 오염된 공기가 외부로 누출되는 것이 방지될 수 있는 수단을 하나의 몸체에 가짐으로써, 음압기와 공기정화살균기가 별개로 구비될 때 보다 훨씬 저렴한 비용으로 공기정화 및 살균과 바이러스 확산 방지가 모두 달성될 수 있는 음압기 겸용 공기정화살균기를 제공하고자 한다.
이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기는 강성 재질로 제작되고, 외부 공기가 유입되는 에어 유입 창과 외부 공기가 유출되는 에어 배출구(19)가 형성되는 케이스(10)와, 케이스(10)에 내장되며, 에어 유입 창과 연통되는 지점에 설치되는 헤파필터와, 헤파필터를 상기 연통되는 지점에 고정되게 안착시키는 클램프로 이루어지는 메인 필터부(20)와, 에어 배출구(19) 측에 조립되고 에어 배출구(19)로부터 전달받는 공기를 외부로 배출시키는 에어 배출 창이 소정 부위에 형성되는 커버와, 에어 배출구(19)와 에어 배출 창 사이에 설치되는 보조 필터와, 커버에 설치되어 운전 상태 및 주변 공기의 미세먼지 정보를 현출시키면서 운전 선택이 터치로 가능하도록 제작되는 제어 디스플레이(53)로 이루어지는 공기정화살균 유닛(50)과, 에어 배출구(19) 측에 일단이 조립되고 에어 배출구(19)로부터 실외까지 타단이 연장되도록 길게 형성되며 자세 변형이 가능한 관절을 갖거나 또는 자세 변형이 가능하도록 탄성 재질로 제작되는 배기 덕트(61) 및, 배기 덕트(61)가 실내와 실외를 연통시키는 지점에 상기 타단이 고정 설치될 수 있도록 마련되는 덕트 지지 프레임으로 이루어지는 음압 유닛(60)과, 케이스(10)의 저면에 부착되는 캐스터(70)와, 케이스(10)에 내장되고 에어 유입 창과 에어 배출구(19) 사이에 설치되는 팬 모터(32)를 포함하는 가동부(30)와, 에어 배출구(19)에 설치되는 키트 형태의 부재로서, 상기 부재의 자세 변경에 따라 상기 공기정화살균 유닛(50)과 음압 유닛(60)이 모두 에어 배출구(19) 측에 결합가능하게 제작되는 전환 커넥터(40)와, 제어판(11)으로 구성된다.
여기서 상기 전환 커넥터(40)는 바람직하게는 배기 덕트(61)와 연통 가능하게 결합되는 연결 슬리브(41)와, 연결 슬리브(41) 둘레를 따라 디스크 형태로 확장되어 에어 배출구(19) 가장자리에 체결부재로 접합된다.
이 경우 상기 전환 커넥터(40)는 바람직하게는 배기 덕트(61)와 결합할때는 연결 슬리브(41)가 배기 덕트(61)를 향해 돌출되는 형태로 설치되며, 전환 커넥터(40)가 상기 공기정화살균 유닛(50)과 결합할때는 연결 슬리브(41)가 상기 케이스(10) 내부를 향해 돌출되는 형태로 케이스(10)에 조립된다.
이때 상기 보조 필터는 카본 필터(55)로 이루어지고, 바람직하게는 상기 운전 선택이 이루어질 수 있게 제어 디스플레이(53)에는 파워 운전과, 정상 운전 및, 취침 운전 프로그램이 탑재되며, 상기 케이스(10)에는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 및, 휘발성 유기화합물 농도(VOC)를 감지하는 센서 모듈(14)이 탑재되고, 상기 제어 디스플레이(53)는 센서 모듈(14)과 데이터 케이블로 연결되어, 센서 모듈(14)이 감지한 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 및, 휘발성 유기화합물 농도(VOC) 정보가 제어 디스플레이(53)에 현출됨으로써, 제어 디스플레이(53)에 현출된 상기 정보에 따라 운전 선택이 가능하다.
한편, 상기 메인 필터부(20)에는 바람직하게는 헤파 필터(24)가 안착되는 필터 베이스(21)와, 필터 베이스(21)를 상기 가동부(30)에 밀착시키거나 이격시키는 토글 글램프와, 토글 클램프(26)로 헤파 필터(24) 및 필터 베이스(21)가 승강될 때 필터 베이스(21)가 수직으로 승강되게 안내하도록 필터 베이스(21)를 관통하면서 케이스(10) 바닥에 고정 설치되는 복수개의 로드 바(22) 및, 필터 베이스(21)가 로드 바(22)를 따라 수직 방향으로 슬라이딩 형태로 안내되도록 필터 베이스(21)에 설치되면서 로드 바(22)를 감싸는 리니어 부쉬(27)가 마련된다. 또한, 필터 베이스(21) 하단에 헤파필터(24)로 공기가 유입되기 전 바이러스를 사멸할 수 있는 UV-C LED 모듈이 탑재되어 살균작용을 한다.
또한 상기 자세 변형이 가능한 관절을 갖는 배기 덕트(61)는 바람직하게는 주름관이다.
본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기는 미세먼지와 각종 유해 미립자로부터 호흡기가 보호될 수 있도록 실내에 정화된 공기를 제공할 수 있으면서, 또한 바이러스로 오염된 공기가 외부로 누출되는 것이 방지될 수 있는 수단을 하나의 몸체에 가짐으로써, 음압기와 공기정화살균기가 별개로 구비될 때 보다 훨씬 저렴한 비용으로 공기 살균 및 정화와 바이러스 확산 방지가 모두 달성될 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기의 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기의 정면도 및 정단면도,
도 3은 도 1에서 공기정화살균 유닛의 사시도,
도 4는 전환 플랜지의 사용 상태도,
도 5는 도 4에서 음압기 모드에서의 투시 사시도,
도 6은 도 5의 정면도,
도 7a는 메인 필터부의 사시도,
도 7b는 도 7a의 정면도 및 측면도,
본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기는 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 케이스(10)와, 메인 필터부(20)와, 공기정화살균 유닛(50)과, 음압 유닛(60)과, 캐스터(70)와, 가동부(30)와, 전환 커넥터(40)와, 제어판(11)으로 구성된다.
케이스(10)는 도 1에 도시된 바와 같이 강성 재질로 제작되고, 외부 공기가 유입되는 에어 유입 창과 외부 공기가 유출되는 에어 배출구(19)가 형성된다.
필터부는 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10)에 내장되며, 에어 유입 창과 연통되는 지점에 설치되는 헤파필터와, 헤파필터를 상기 연통되는 지점에 고정되게 안착시키는 클램프로 이루어진다.
공기정화살균 유닛(50)은 도 2 및 도 4에 도시된 바와 같이 에어 배출구(19) 측에 조립되고 에어 배출구(19)로부터 전달받는 공기를 외부로 배출시키는 에어 배출 창이 소정 부위에 형성되는 커버와, 에어 배출구(19)와 에어 배출 창 사이에 설치되는 보조 필터와, 커버에 설치되어 운전 상태 및 주변 공기의 미세먼지 정보를 현출시키면서 운전 선택이 터치로 가능하도록 제작되는 제어 디스플레이(53)로 이루어진다.
음압 유닛(60)은 에어 배출구(19) 측에 일단이 조립되고 에어 배출구(19)로부터 실외까지 타단이 연장되도록 길게 형성되며 자세 변형이 가능한 관절을 갖거나 또는 자세 변형이 가능하도록 탄성 재질로 제작되는 배기 덕트(61) 및, 배기 덕트(61)가 실내와 실외를 연통시키는 지점에 상기 타단이 고정 설치될 수 있도록 마련되는 덕트 지지 프레임으로 이루어진다.
공기정화살균 유닛(50)과 음압 유닛(60)은 도 1 및 도 5에 도시된 바와 같이 서로 동시에 함께 설치될 수는 없다. 케이스(10) 내부의 공기 흐름이 하나의 경로를 따라 이동하기 때문이다. 다만 본 발명에 따른 공기정화살균기에서는 공기정화살균 유닛(50)과 음압 유닛(60)이 번갈아 가며 설치될 수 있게 동일한 가동부(30)와 메인 필터를 공유하여 작동될 수 있는 구조를 가진다.
가동부(30)는 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10)에 내장되고 에어 유입 창과 에어 배출구(19) 사이에 설치되는 팬 모터(32)를 포함한다. 보다 구체적으로 팬 모터(32)는 헤파필터를 통과한 공기만을 이송시킬 수 있도록 헤파필터가 설치된 공간과 팬 모터(32)가 설치된 공간은 내부 격벽(12)으로 구분되고, 도 2를 기준으로 볼 때 팬 모터(32)와 헤파필터가 서로 연결되는 부위만이 연통되게 설치된다.
캐스터(70)는 케이스(10)의 하부에 설치되어 본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기를 자유롭게 원하는 위치에 배치시킬 수 있도록 손쉽게 운반될 수 있는 구름 작용을 한다. 음압 모듈이 케이스(10)에 연결되는 경우에는 배기 덕트(61)가 외부 구조물에 고정 설치되는 덕트 지지 프레임에 연결되므로 캐스터(70) 만으로는 음압기 겸용 공기정화살균기의 이동이 제한될 수 있다. 이러한 문제의 해결을 위해 도 5에 도시된 바와 같이 배기 덕트(61)는 자세 변형이 가능한 관절을 갖거나 또는 자세 변형이 가능하도록 탄성 재질로 제작됨으로써, 캐스터(70)로 인한 자유로운 이동 배치가 보장된다.
전환 커넥터(40)는 에어 배출구(19)에 설치되는 부재로서, 상기 부재의 자세 변경에 따라 상기 공기정화살균 유닛(50)과 음압 유닛(60)이 모두 에어 배출구(19) 측에 결합가능하게 제작되는 부재이다.
전환 커넥터(40)는 음압 유닛(60)과 공기정화살균 유닛(50)이 모두 동일한 케이스(10)와 가동부(30) 및 메인필터부를 공유할 수 있도록 연결시키는 구조물이다.
보다 구체적으로 전환 커넥터(40)는 도 4에 도시된 바와 같이 배기 덕트(61)와 연통 가능하게 결합되는 연결 슬리브(41)와, 연결 슬리브(41) 둘레를 따라 디스크 형태로 확장되어 에어 배출구(19) 가장자리에 체결부재로 접합된다.
특히, 전환 커넥터(40)는 배기 덕트(61)와 결합할때는 연결 슬리브(41)가 배기 덕트(61)를 향해 돌출되는 형태로 설치되며, 전환 커넥터(40)가 상기 공기정화살균 유닛(50)과 결합할때는 연결 슬리브(41)가 상기 케이스(10) 내부를 향해 돌출되는 형태로 케이스(10)에 조립된다.
전환 커넥터(40)가 배기 덕트(61), 즉 음압 유닛(60)과 결합되는 상태는 도 4의 오른쪽에 도시된 것처럼 연결 슬리브(41)가 상부로 돌출되는 형태로 전환 커넥터(40)가 배치된 경우이며, 전환 커넥터(40)가 공기정화살균 유닛(50)과 결합되는 상태는 도 4의 왼쪽에 도시된 것처럼 연결 슬리브(41)가 케이스(10) 내부를 향해, 즉 아래를 향하도록 전환 커넥터(40)가 배치된 경우이다.
배경기술 란에서 설명된 바와 같이 공기정화살균기는 실내 공기를 정화시키기만 할 뿐 실내 기압의 변화는 없으나, 음압기는 실내 기압은 대기압보다 낮은 음압상태로 만들고, 음압 형성 과정에서 배출되는 공기는 정화하여 배출한다.
이처럼 서로 작용이 다르므로 통상의 공기정화살균기와 음압기는 서로 구조상의 차이가 있을 수밖에 없다.
본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기에서는 음압기와 공기정화살균기가 하나의 장치에서 모두 구현이 가능하도록 음압기로서 작용하게 만드는 음압 유닛(60)과 공기정화살균기로 작용하게 만드는 공기정화살균 유닛(50)을 모듈 형태로 구현하고, 음압 유닛(60)과 공기정화살균 유닛(50)이 모두 결합 가능하도록 결합부위의 구조를 변경시키는 전환 커넥터(40)가 마련된다.
한편, 메인 필터를 이루는 헤파 필터(24)(HEPA, High Efficiency Particulate Air Filter)는 공기 중의 먼지 등을 제거하는 에어필터로 등급에 따라 0.3㎛의 입자에 대해 85 ~ 99.975% 이상의 포집능력을 가지며 필터의 여과지는 주로 직경 1 ~ 10㎛ 이하의 유리 섬유로 이루어진다. 반도체, 의료시설 등의 클린룸에서는 99.9975% 이상의 입자 포집능력을 가지는 울파(Ultra Low Penetration Absolute) 필터가 사용되기도 하지만 울파필터 적용시 휀 출력 대비 풍량이 낮아 고풍량이 필요한 음압기에는 효율성 문제로 거의 사용되고 있지 않다.
보조 필터는 도 2에 도시된 실시예에 따르면 카본 필터(55)로 이루어질 수 있다. 카본 필터(55)는 탈취 기능을 수행할 수 있다.
또한 공기정화살균 유닛(50)에서 선택 가능한 운전 모드는 파워 운전과, 정상 운전 및, 취침 운전으로 이루어질 수 있다. 이때 제어 디스플레이(53)에는 이러한 운전 모드가 선택 가능한 프로그램이 탑재될 수 있고, 이 프로그램은 제어 디스플레이(53)에서 선택됨에 따라 선택된 운전 모드에 맞게 팬 모터(32)의 출력이 결정될 수 있다. 이 경우 제어 디스플레이(53)는 터치 방식의 패널일 수 있다.
그리고 도 2에 도시된 바와 같이 케이스(10)에는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 및, 휘발성 유기화합물 농도(VOC)를 감지하는 센서 모듈(14)이 탑재될 수 있다.
이때 제어 디스플레이(53)는 센서 모듈(14)과 데이터 케이블로 연결되어, 센서 모듈(14)이 감지한 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 및, 휘발성 유기화합물 농도(VOC) 정보가 제어 디스플레이(53)에 현출됨으로써, 제어 디스플레이(53)에 현출된 상기 정보에 따라 운전 선택이 가능할 수 있다. 즉 실내 미세먼지 농도나 유기화합물 농도가 허용치 보다 높을 경우 알림이 표시되도록 설정될 수 있고, 설정에 따라 정상 운전에서 파워 운전으로 선택하거나 또는 자동으로 파워 운전으로 전환되는 알고리즘이 설정될 수 있다.
또한 제어 디스플레이(53)에는 수동 운전과 자동 운전이 선택될 수 있는 메뉴가 탑재되어, 자동 운전이 선택될 경우, 앞서 기술된 파워 운전, 정상 운전, 취침 운전이 센서가 감지한 환경 조건에 따라 자동으로 선택될 수 있다.
그리고 본 발명에 따른 음압기 겸용 공기정화살균기는 사용되는 장소에 따라 운전 방식이 변경되거나 내부 구성에 변화가 있을 수 있다. 예를 들어 휘발성 유기화합물이 많이 사용될 수 밖에 없는 실험실같은 경우에는 정상 운전의 출력이 가정용 보다 더 높게 설정될 수 있고, 휘발성 유기화합물의 정화를 위한 추가적인 필터가 설치될 수 있다.
한편, 도 7a와 도 7b에 도시된 바와 같이 메인 필터부(20)에는 헤파필터(24)가 안착되는 필터 베이스(21)와, 필터 베이스(21)를 상기 가동부(30)에 밀착시키거나 이격시키는 토글 글램프와, 토글 클램프(26)로 헤파 필터(24) 및 필터 베이스(21)가 승강될 때 필터 베이스(21)가 수직으로 승강되게 안내하도록 필터 베이스(21)를 관통하면서 케이스(10) 바닥에 고정 설치되는 복수개의 로드 바(22) 및, 필터 베이스(21)가 로드 바(22)를 따라 수직 방향으로 슬라이딩 형태로 안내되도록 필터 베이스(21)에 설치되면서 로드 바(22)를 감싸는 리니어 부쉬(27)가 마련될 수 있다.
또한 앞서 기술된 자세 변형이 가능한 관절을 갖는 배기 덕트(61)는 도 5에 도시된 바와 같이 주름관일 수 있다. 주름관은 통상의 벨로즈 관일 수 있으며, 이때 벨로즈 관을 이루는 재질은 다양하게 채택될 수 있다. 그리고 배기 덕트(61)의 길이에 따라 베기 덕트에 채택된 주름관의 재질도 달라질 수 있다.
또한 도 2 및 도 7b에 도시된 바와 같이 원자외선(UV-C) LED가 구비된 바이러스 살균용 원자외선(UV-C) LED 소독 유닛(80)이 헤파필터(24) 하부와 에어 유입 창(17) 사이에 설치되어, 상기 메인 필터부(20)에 원자외선(UV-C)을 조사하여 케이스(10) 내부 공기와 헤파필터(24)를 살균시킬 수 있다.
일반 자외선(UV) 램프에서 조사되는 자외선은 오존을 발생시킬 수 있어 인체에 해로울 수 있으나, 원자외선(UV-C) LED는 오존을 발생시키지 않으면서도 반 영구적인 사용이 가능하다.
특히 원자외선(UV-C)은 코로나 바이러스를 99% 이상 살균시킬 수 있으므로, 코로나 바이러스 치료 또는 진단을 위한 격리시설에 적용될 경우 최고의 안전한 검사 및 치료가 이루어질 수 있고, 코로나 바이러스의 확산이 고도로 차단될 수 있다.
파장이 254nm의 자외선이 바이러스와 박테리아를 파괴하는 데 효과적이라는 것은 수십 년 전부터 알려져 있으며, 병원이나 연구소에서는 설비와 실내 살균 자외선이 사용되어왔다. 그러나 이 파장의 자외선은 피부와 눈을 손상시키고 건강 문제를 일으킬 수 있기 때문에, 인간에 대해서는 사용할 수 없다.
이에 대해 최근 연구 결과에서는 "유해 세균을 죽이는 능력을 가지면서, 인체에 안전한 자외선의 아주 작은 스펙트럼의 범위"는, 자외선 중 "원자외선 C파"라고 부르고, 파장이 약 205~230nm이라는 것이 밝혀졌다. 이 원자외선 C파는 인체의 세포에 도달하지 않기 때문에, 눈이나 피부에 직접 쏘아도 문제가 없다.
상기 연구에서는 원자외선 C파를 연속으로 저선량 방출하는 램프를 이용하여, 공기와 물체 표면의 신형 코로나 바이러스(SARS-CoV-2)를 살균하는데 성공했으며, 인체에는 무해하므로 공공 장소에서도 안전하게 사용될 수 있어, 사람이 공기중의 바이러스를 흡입하기 전에 병원체를 파괴 할 수 있다.
또한 서울대학교 식품위생공학실의 연구에 따르면, UV-C LED가 식중독균을 죽이는 데 뛰어난 효과를 발휘하는 것으로 나타났으며, 이는 UV-C LED가 만들어 내는 200~280나노미터의 짧은 자외선 파장이 세균의 DNA를 파괴시키 때문이다.
기존 식품 살균에는 주로 수은 UV 램프가 사용되었다. 이에 비해 UV-C LED는 수은 UV 램프에 비해 친환경적일 뿐만 아니라 파손 위험이 적고, 수명이 길며 크기도 현격히 작다. 특히 지난 2014년 발효된 미나마타조약에 의해 수은 사용에 대해 강력한 규제가 생기면서 차세대 살균 방식으로 더욱 각광을 받게 되었다.
무엇보다 UV-C LED가 갖는 장점은 순간적인 살균 효과를 낼 수 있다는 점이다. 수은 UV 램프의 경우 2~3분의 예열시간이 필요하지만 UV-C LED는 켜는 순간 즉각적인 살균 효과를 발휘합니다. UV-C LED는 켜고 끄고에 상관 없이 일정한 효과를 내는 것이지요. 또한 수은 UV 램프의 가스는 온도에 민감하지만, UV-C LED는 온도에 영향을 거의 받지 않아 냉장고 같이 온도가 낮은 곳에서도 사용할 수 있다.
따라서 일반 석영관이 적용되는 UV 램프는 파장이 불규칙하여 오존이 발생할 수 있어 인체에 유해할 수 있고, 수명이 짧아 유지보수 소요가 많은 반면 UV LED는 일정한 파장의 UV 조사가 가능하므로 오존 발생이 없고 반영구적 사용이 가능하므로, 본 발명에서는 에어 유입 창(17)과 헤파필터(24) 사이에, 원자외선(UV-C) LED 소독 유닛(80)이 마련되어, 실내공기가 헤파필터(24)를 통과하는 과정에서 실내공기 및 헤파필터(24)에 잔류하는 코로나 바이러스의 거의 전량이 살균될 수 있다. 다만 구체적인 설치위치는 반드시 도 2 또는 도 7b에 한정되진 않는다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.
10 : 케이스 11 : 제어판
12 : 내부 격벽 13 : 전원스위치
14 : 센서 모듈 15 : 긴급 스위치
16 : 전원 커넥터 17 : 에어 유입 창
18 : 정면 도어 19 : 에어 배출구
20 : 메인 필터부 21 : 필터 베이스
22 : 로드 바 23 : 클램프 브라켓
24 : 헤파 필터 25 : 미디엄 필터
26 : 토글 클램프 27 : 리니어 부쉬
30 : 가동부 31 : 전원 모듈
32 : 팬 모터 34 : 모터 커버
40 : 전환 커넥터 41 : 연결 슬리브
42 : 가스켓 휠 50 : 공기정화살균 유닛
51 : 개폐 스위치 52 : 에어 배출 창
53 : 제어 디스플레이 54 : 프리 필터
55 : 카본 필터 60 : 음압 유닛
61 : 배기 덕트 62 : 덕트 지지 프레임
70 : 캐스터 80 : 원자외선 LED 소독 유닛

Claims (7)

  1. 강성 재질로 제작되고, 외부 공기가 유입되는 에어 유입 창(17)과 외부 공기가 유출되는 에어 배출구(19)가 형성되는 케이스(10)와;
    상기 케이스(10)에 내장되며, 에어 유입 창(17)과 연통되는 지점에 설치되는 헤파필터(24)와, 헤파필터(24)를 상기 연통되는 지점에 고정되게 안착시키는 클램프로 이루어지는 메인 필터부(20)와;
    상기 에어 배출구(19) 측에 조립되는 커버 형태의 유닛으로서, 에어 배출구(19)로부터 전달받는 공기를 외부로 배출시키는 에어 배출 창(52)이 소정 부위에 형성되고, 에어 배출구(19)와 에어 배출 창(52) 사이에 설치되는 보조 필터와, 운전 상태 및 주변 공기의 미세먼지 정보를 현출시키면서 운전 선택이 터치로 가능하도록 제작되어 상기 커버 형태의 외부에 설치되는 제어 디스플레이(53)로 이루어지는 공기정화살균 유닛(50)과;
    상기 에어 배출구(19) 측에 일단이 조립되고 에어 배출구(19)로부터 실외까지 타단이 연장되도록 길게 형성되며 자세 변형이 가능한 관절을 갖거나 또는 자세 변형이 가능하도록 탄성 재질로 제작되는 배기 덕트(61) 및, 배기 덕트(61)가 실내와 실외를 연통시키는 지점에 상기 타단이 고정 설치될 수 있도록 마련되는 덕트 지지 프레임으로 이루어지는 음압 유닛(60)과;
    상기 케이스(10)의 저면에 부착되는 캐스터(70)와;
    상기 케이스(10)에 내장되고 에어 유입 창(17)과 에어 배출구(19) 사이에 설치되는 팬 모터(32)를 포함하는 가동부(30)와;
    상기 에어 배출구(19)에 설치되는 부재로서, 상기 부재의 자세 변경에 따라 상기 공기정화살균 유닛(50)과 음압 유닛(60)이 모두 에어 배출구(19) 측에 결합가능하게 제작되는 전환 커넥터(40)와;
    상기 케이스에 설치되는 제어판(11); 으로 구성되는 음압기 겸용 공기정화살균기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 전환 커넥터(40)는 배기 덕트(61)와 연통 가능하게 결합되는 연결 슬리브(41)와, 연결 슬리브(41) 둘레를 따라 디스크 형태로 확장되어 에어 배출구(19) 가장자리에 체결부재로 접합되는 것을 특징으로 하는 음압기 겸용 공기정화살균기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 전환 커넥터(40)는 배기 덕트(61)와 결합할때는 연결 슬리브(41)가 배기 덕트(61)를 향해 돌출되는 형태로 설치되며, 전환 커넥터(40)가 상기 공기정화살균 유닛(50)과 결합할때는 연결 슬리브(41)가 상기 케이스(10) 내부를 향해 돌출되는 형태로 케이스(10)에 조립되는 것을 특징으로 하는 음압기 겸용 공기정화살균기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 보조 필터는 카본 필터(55)와 프리 필터(54)로 이루어지고,
    상기 운전 선택이 이루어질 수 있게 제어 디스플레이(53)에는 파워 운전과, 정상 운전 및, 취침 운전 프로그램이 탑재되며,
    상기 케이스(10)에는 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 및, 휘발성 유기화합물 농도(VOC)를 감지하는 센서 모듈(14)이 탑재되고,
    상기 제어 디스플레이(53)는 센서 모듈(14)과 데이터 케이블로 연결되어, 센서 모듈(14)이 감지한 온도, 습도, 이산화탄소 농도, 미세먼지 및, 휘발성 유기화합물 농도(VOC) 정보가 제어 디스플레이(53)에 현출됨으로써,
    제어 디스플레이(53)에 현출된 상기 정보에 따라 운전 선택이 가능한 것을 특징으로 하는 음압기 겸용 공기정화살균기.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 메인 필터부(20)에는 헤파 필터(24)가 안착되는 필터 베이스(21)와, 필터 베이스(21)를 상기 가동부(30)에 밀착시키거나 이격시키는 토글 글램프와, 토글 클램프(26)로 헤파 필터(24) 및 필터 베이스(21)가 승강될 때 필터 베이스(21)가 수직으로 승강되게 안내하도록 필터 베이스(21)를 관통하면서 케이스(10) 바닥에 고정 설치되는 복수개의 로드 바(22) 및, 필터 베이스(21)가 로드 바(22)를 따라 수직 방향으로 슬라이딩 형태로 안내되도록 필터 베이스(21)에 설치되면서 로드 바(22)를 감싸는 리니어 부쉬(27)가 마련되는 것을 특징으로 하는 음압기 겸용 공기정화살균기.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 자세 변형이 가능한 관절을 갖는 배기 덕트(61)는 주름관인 것을 특징으로 하는 음압기 겸용 공기정화살균기.
  7. 제1항에 있어서,
    바이러스 살균용 원자외선(UV-C) LED 소독 유닛(80)이 헤파필터(24) 하부와 에어 유입 창(17) 사이에 설치되어, 상기 메인 필터부(20)에 원자외선(UV-C)을 조사하여 케이스(10) 내부 공기와 헤파필터(24)를 살균하는 것을 특징으로 하는 음압기 겸용 공기정화살균기.
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