KR20220095904A - 공기 정화 기능을 가지는 led 조명장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기를 정화하는 기능이 부가되어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 직립형 구조를 가지고 내부에 공간이 마련되는 본체부; 상기 본체부의 상단에 설치되고 조명을 제공하기 위한 광원이 구비되는 조명부; 상기 본체부에 마련되어 외기가 유입되고 유입된 외기를 정화 처리하여 배출하는 공기정화부; 및 상기 조명부와 공기정화부의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.

Description

공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치{LED lighting device with air purification function}
본 발명은 공기를 정화하는 기능이 부가되어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 실내 또는 실외의 조명등으로 전구나 형광등이 많이 사용된다. 이러한 전구 또는 형광등의 경우 수명이 짧아 자주 교환되어야 하는 문제가 있다. 또한, 종래의 형광등은 그 사용시간이 지남에 따라 열화가 발생하여 조도가 점차 떨어지는 현상이 과도하게 발생할 수 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 우수한 제어성, 빠른 응답속도, 높은 전기광 변환효율, 긴 수영, 적은 소비전력 및 높은 휘도의 특성 및 감성 조명을 구현할 수 있는 발광 다이오드(LED ; Light Emitting Diode)를 채용하는 여러 가지 형태의 조명 모듈이 개발되고 있다.
발광 다이오드(LED)는 전기 에너지를 빛으로 변환하는 반도체 소자의 일종이다. 발광 다이오드는 형광등, 백열등 등 기존의 광원에 비해 저소비전력, 반영구적인 수명, 빠른 응답속도, 안전성, 환경친화성의 장점을 가진다.
이에 기존의 광원을 발광 다이오드로 대체하기 위한 많은 연구가 진행되고 있으며, 이미 발광 다이오드는 실내외에서 사용되는 각종 액정표시장치, 전광판, 가로등 등의 조명 장치의 광원으로서 사용이 증가되고 있는 추세이다.
또한, 종래에는 사용자에게 빛과 향기를 동시에 제공하기 위해서 향초를 사용하였다. 이러한 향초는 화재의 위험이 존재하고, 다양한 동시에 향기를 제공하기 어려운 문제점이 존재한다.
공기청정기는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치를 일컫는 것으로, 오염된 공기를 팬으로 흡입하여 필터에 의해 미세한 먼지나 세균류를 집진(集塵)하고 체취나 담배 냄새 등의 악취를 탈취한다.
이러한 공기청정기는 에너지 소모를 최소화하면서도, 공기 내 오염물질을 효과적으로 제거하는 것이 요구된다.
또한 공기청정 용량을 키우면서도 공간을 적게 차지하고 사용자의 편의성이 증대되는 형태가 요구된다.
그러나 종래의 공기청정기는 실내의 바닥에 설치되는 경우가 일반적이다. 보통 실내에서 발생된 미세먼지는 입자의 크기에 따라 낙하시간이 좌우된다. 구체적으로, 미세먼지의 입자 크기가 작을수록 낙하시간이 증대된다.
더욱이 이러한 미세먼지 중 그 크기가 작은 초미세먼지는 낙하시간이 며칠에서 한 달이 소요된다. 따라서, 초미세먼지는 실내 중에 부유하게 된다.
대한민국 공개특허 제10-2009-0035990호
따라서 본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로, 공기를 정화하는 기능이 부가되어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치를 제공하는 것이 목적이다.
상술한 문제점들을 해결하기 위한 수단으로 본 발명의 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치(이하 '본 발명의 조명장치'라 칭함)는, 직립형 구조를 가지고 내부에 공간이 마련되는 본체부; 상기 본체부의 상단에 설치되고 조명을 제공하기 위한 광원이 구비되는 조명부; 상기 본체부에 마련되어 외기가 유입되고 유입된 외기를 정화 처리하여 배출하는 공기정화부; 및 상기 조명부와 공기정화부의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 본체부는, 직립형 구조를 가지는 수직프레임과 상기 수직프레임의 상단에 힌지 결합되어 수직프레임의 상단을 축으로 회동되는 수평프레임을 포함하며, 상기 조명부는 상기 수평프레임의 저면에서 적어도 하나 이상 설치되는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 공기정화부는, 상기 본체부의 선택된 일측면에 노출 장착되고 외기가 유입되게 하는 하나 이상의 급기팬과, 상기 하나 이상의 급기팬을 통해 유입된 외기를 정화하는 필터유닛과, 상기 본체부의 공간에 설치되고 상기 필터유닛에서 정화된 공기가 이송되는 이송덕트 및 상기 본체부의 선택된 일측면에 노출 장착되고 상기 이송덕트를 통해 이송된 정화 공기가 외부로 배출되게 하는 하나 이상의 배기팬을 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 공기정화부는, 상기 이송덕트의 내부면에 도포 또는 코팅되는 광촉매층 및 상기 이송덕트의 내부면에 설치되어 상기 광촉매층을 향하여 UV 광원을 조사하여 광촉매 반응이 유도되게 하는 UV 살균조명을 더 포함하는 것이 특징이다.
하나의 예로써, 상기 제어부는, 실내 공기질을 계측하기 위한 하나 이상의 공기질센서를 포함하고, 상기 공기질센서에서 계측되는 데이터를 수집 및 분석하여 선택적으로 상기 공기정화부의 작동을 제어하는 것이 특징이다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명의 조명장치는 조명 기능과 함께 실내 공기 중 부유하는 미세먼지 등을 효과적으로 포집 및 정화하여 배출하는 기능이 부가되어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 조명장치의 기본 구성을 나타내는 정면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치를 나타내는 정명도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치의 내부 구조를 나타내는 측면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 조명장치의 구성을 나타내는 블록도.
이하, 본 발명의 구성 및 작용을 첨부된 도면에 의거하여 좀 더 구체적으로 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 발명자가 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 조명장치는 본체부(10)와 조명부(20)와 공기정화부(30) 및 제어부(40)를 포함하여 구성된다.
상기 본체부(10)는 직립형 구조를 가지고 내부에 공간(101)이 마련된다.
상기 본체부(10)는 직립형 구조를 갖는 수직프레임(110)과, 상기 수직프레임(110)의 하단에 결합되어 상기 수직프레임(110)이 지면으로부터 안정적으로 지지되게 하는 평판 형상의 받침대(100)가 포함될 수 있다.
그리고 상기 수직프레임(110)의 내부에는 공간(101)이 마련됨에 따라 이하에서 설명하는 공기정화부(30)가 내재되도록 구성될 수 있다.
상기 조명부(20)는 상기 본체부(10)의 상단에 설치되고 조명을 제공하기 위한 광원이 구비된다. 이때 상기 광원은 소비전력과 내구성에 유리한 LED(light emitting diode) 또는 LED 칩(light emitting diode chip) 중 어느 하나를 채용하는 것이 바람직하다.
한편 본 발명이 일 실시 예에 따른 본체부(10)는 도 2에 도시된 바와 같이 일단이 상기 수직프레임(110)의 상단에 힌지 결합(130)되어 수직프레임(110)의 상단을 축으로 회동되는 수평프레임(120)을 더 포함할 수 있으며, 이 경우 상기 조명부(20)는 상기 수평프레임(120)의 저면에서 적어도 하나 이상 설치될 수 있다.
즉 상기 본체부(10)의 수평프레임(120)은 상기 수직프레임(110)의 상단을 축으로부터 회동되는 절첩식 구조를 가짐으로써 사용자로 하여금 조명부(20)의 조사 각도를 조정 가능토록 할 수 있을 뿐 아니라 조명장치의 미사용시나 이동 시에 부피를 최소화할 수 있도록 하는 것이다.
상기 공기정화부(30)는 상기 본체부(10)에 마련되어 외기가 유입되고 유입된 외기를 정화 처리하여 배출함으로써, 본 발명의 조명장치가 설치되는 실내 환경에 대하여 조명 기능과 함께 공기질이 개선될 수 있도록 한다.
구체적으로 상기 공기정화부(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 상기 본체부(10)의 선택된 일측면에 노출 장착되고 외기가 유입되게 하는 하나 이상의 급기팬(300)과, 상기 하나 이상의 급기팬(300)을 통해 유입된 외기를 정화하는 필터유닛(310)과, 상기 본체부(10)의 공간(101)에 설치되고 상기 필터유닛(310)에서 정화된 공기가 이송되는 이송덕트(320) 및 상기 본체부(10)의 선택된 일측면에 노출 장착되고 상기 이송덕트(320)를 통해 이송된 정화 공기가 외부로 배출되게 하는 하나 이상의 배기팬(330)을 포함할 수 있다.
상기 공기정화부(30)는 이하에서 설명하는 제어부(40)의 제어신호에 의해 작동될 수 있으며, 상술한 바와 같이 본체부(10)에 노출된 급기팬(300)을 통해 미세먼지 등을 포함하는 오염된 외기 즉 실내공기를 유입하여 필터유닛(310)으로 포집되게 하고, 필터유닛(310)에서 정화 처리된 정화공기는 상기 배기팬(330)을 통해 다시 외부로 배출되게 하여 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있도록 한다.
상기 필터유닛(310)은 유입된 외기에 포함될 수 있는 먼지와 같은 이물질은 물론 감염성 물질이나 세균 등을 정화하기 위한 공지의 필터 중 적합한 하나를 선택하여 적용할 수 있다.
일 예로 상기 필터유닛(310)은 도면에 도시된 바 없으나 프리필터, HEPA필터, 활성탄필터, 포스트필터 중 하나 또는 둘 이상의 필터가 적층된 구조를 갖도록 구성될 수 있다.
상기 공기정화부(30)의 필터유닛(310) 및 이송덕트(320) 등은 상기 본체부(10)의 내부에 배치되게 함으로써 외부 노출에 따라 미관이 저하되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
그리고 상기 공기정화부(30)의 필터유닛(310)이 위치하는 본체부(10)의 일측면에는 개폐구를 마련하여 상기 필터유닛(310)의 교체나 유지보수에 편의성을 제공할 수 있도록 한다.
본 발명에 있어 상기 급기팬(300)과 배기팬(330)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본체부(10)의 상부와 하부에 각각 하나씩 마련되는 것으로 도시되고 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며 본체부(10)의 직립 형태나 크기 등을 고려하여 그 갯수와 설치 위치 등이 변경될 수 있음은 당연하다.
또한 상기 공기정화부(30)는 도면에 도시된 바 없으나, 살균/탈취액 공급수단을 더 포함하여, 정화된 공기에 살균/탈취액이 공급 및 혼합된 상태로 상기 배기팬(330)을 통해 외부로 배출될 수 있도록 한다.
상기 살균/탈취액은 살균과 탈취를 위한 공지의 다양한 조성물 중 적합한 하나를 선택할 수 있다. 일 예로 살균액은 발효주정액, 자몽추출물, 구연산, 정제수 등을 주원료로 하여 유해성 미생물을 살균 소독하도록 하며, 이는 사용 대상인 신발의 부식 및 변형이 없도록 하는 장점이 있다. 또한, 살균액 뿐만 아니라 탈취액를 첨가하여 살균과 함께 냄새 제거 효과를 동시에 가질 수 있게 된다.
이에 더하여 상기 공기정화부(30)는 상기 이송덕트(320)의 내부면에 도포 또는 코팅되는 광촉매층(340) 및 상기 이송덕트(320)의 내부면에 설치되어 상기 광촉매층(340)을 향하여 UV 광원을 조사하여 광촉매 반응이 유도되게 하는 UV 살균조명(350)을 더 포함할 수 있다.
상기 광촉매층(340)은 자외선 영역대의 광에 의하여 광촉매 반응하는 물질인 TiO2또는 ZnO 를 포함할 수 있으며, 상기 이송덕트(320)의 내부면에 도포 또는 코팅되도록 구성될 수 있다.
그리고 상기 UV 살균조명(350)은 자외선 영역대의 광을 조사하는 광원을 포함할 수 있으며, 상기 광촉매층(340)으로 자외선 광을 조사함으로써 이송덕트(320)를 통해 이송되는 정화공기에 광촉매 반응을 촉진시키게 되고, 이러한 광촉매 반응을 통해 이온과 오존이 형성되어 정화공기 내의 악취, 매연, VOC(volatile organic compound) 등을 분해하고, 바이러스, 박테리아, 유해 세균 등을 살균할 수 있도록 한다.
이때 상기 UV 살균조명(350)의 광원 역시 ED(light emitting diode) 또는 LED 칩(light emitting diode chip) 중 어느 하나를 채용하는 것이 바람직하다.
상기 제어부(40)는 상기 조명부(20)와 공기정화부(30)에 작동을 선택적으로 제어한다.
도 4를 참조하면, 상기 제어부(40)는 상기 본체부(10)의 선택된 일측면에 노출되는 조작패널과, 본 발명의 조명장치가 설치된 실내의 공기질을 계측하기 위한 하나 이상의 공기질센서를 포함할 수 있다.
상기 조작패널을 사용자로 하여금 본 발명의 조명장치가 제어되게 하는 복수의 조작버튼이 마련되어 있으며 조작버튼의 ON/OFF에 연동되어 선택된 조명부(20) 또는 공기정화부(30)가 작동되게 제어신호를 출력한다.
그리고 상기 조작패널에는 상기 조명부(20)와 공기정화부(30)의 작동 및 상태 정보는 물론 상기 공기질센서를 통해 계측되는 공기질 정보 등을 표시하는 디스플레이가 구비되어 있다.
한편 상기 제어부(40)는 상기 조작패널에 의한 장치의 수동 제어와 더불어 계측된 공기질에 따라 상기 공기정화부(30)가 자동으로 작동되도록 제어할 수 있다.
상기 제어부(40)는 상기 공기질센서에서 계측 및 출력되는 데이터를 수집 및 저장하고, 기설정된 기준 공기질값과의 비교 분석을 통해 선택적으로 상기 공기정화부(30)의 작동을 제어할 수 있다.
즉 상기 제어부(40)는 비교 분석 과정을 통해 수집된 데이터에 따른 계측 공기질이 나쁘다고 판단될 경우에만 상기 공기정화부(30)가 작동되도록 제어신호를 생성함으로써 공기정화부(30)가 불필요하게 작동되는 것을 방지하고 이에 따라 에너지 절감을 도모하게 되는 것이다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10 : 본체부 20 : 조명부
30 : 공기정화부 40 : 제어부
100 : 받침대 110 : 수직프레임
120 : 수평프레임 130 : 힌지 결합
300 : 급기팬 310 : 필터유닛
320 : 이송덕트 330 : 배기팬
340 : 광촉매층 350 : UV 살균조명
400 : 공기질센서 410 : 조작패널

Claims (5)

  1. 직립형 구조를 가지고 내부에 공간이 마련되는 본체부;
    상기 본체부의 상단에 설치되고 조명을 제공하기 위한 광원이 구비되는 조명부;
    상기 본체부에 마련되어 외기가 유입되고 유입된 외기를 정화 처리하여 배출하는 공기정화부; 및
    상기 조명부와 공기정화부의 작동을 선택적으로 제어하는 제어부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 본체부는,
    직립형 구조를 가지는 수직프레임과 상기 수직프레임의 상단에 힌지 결합되어 수직프레임의 상단을 축으로 회동되는 수평프레임을 포함하며,
    상기 조명부는 상기 수평프레임의 저면에서 적어도 하나 이상 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 공기정화부는,
    상기 본체부의 선택된 일측면에 노출 장착되고 외기가 유입되게 하는 하나 이상의 급기팬과, 상기 하나 이상의 급기팬을 통해 유입된 외기를 정화하는 필터유닛과, 상기 본체부의 공간에 설치되고 상기 필터유닛에서 정화된 공기가 이송되는 이송덕트 및 상기 본체부의 선택된 일측면에 노출 장착되고 상기 이송덕트를 통해 이송된 정화 공기가 외부로 배출되게 하는 하나 이상의 배기팬을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 공기정화부는,
    상기 이송덕트의 내부면에 도포 또는 코팅되는 광촉매층 및 상기 이송덕트의 내부면에 설치되어 상기 광촉매층을 향하여 UV 광원을 조사하여 광촉매 반응이 유도되게 하는 UV 살균조명을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 제어부는,
    실내 공기질을 계측하기 위한 하나 이상의 공기질센서를 포함하고, 상기 공기질센서에서 계측되는 데이터를 수집 및 분석하여 선택적으로 상기 공기정화부의 작동을 제어하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 기능을 가지는 LED 조명장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR20090035990A (ko) 2007-10-08 2009-04-13 김기례 천장형 공기청정기

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