KR20220096596A - 필터 살균 기능을 가지는 공기청정기 - Google Patents

필터 살균 기능을 가지는 공기청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 필터 살균 기능을 가지는 공기청정기에 관한 것으로, 차량 내부와 같은 실내공간에 설치되어 내부로 흡입되는 공기를 정화할 수 있는데, 오염공기의 정화와 함께 오염물질이 흡착된 필터를 향하여 자외선을 조사하여 세균을 살균함으로써, 오염된 필터에 의한 실내 공기가 나빠지는 것을 방지할 수 있다. 특히, 본 발명은 표면 일측 구간을 향하여 자외선이 조사되는 필터를 회전시킴으로써, 단일한 자외선 광원만으로 필터의 전체 표면이 고르게 살균할 수 있다.

Description

필터 살균 기능을 가지는 공기청정기{Air purifier with sterilization function}
본 발명은 필터 살균 기능을 가지는 공기청정기에 관한 것이다.
미세먼지 문제가 점차 심각해짐에 따라 쾌락한 실내생활에 꼭 필요한 공기 청정기의 수요는 지속적으로 증가하고 있다. 공기 청정기는 내부에 헤파 필터, 먼지 필터 등을 포함하여, 장치 내부로 흡입한 실내 공기를 여과한 후 다시 배출함으로써 실내 공기를 정화하는 기능을 수행한다.
공기 청정기의 정화성능은 내장된 필터에 의해 좌우됨에 따라, 대한민국 특허등록 제10-2081593호(중공 흡입식 관형 필터를 이용한 환기 겸용 공기청정기), 특허공개 제10-2020-0144809호와 같이 정화성능을 향상하기 위한 필터개발이 이루어져왔다.
이와 같은 공기 청정기를 장시간 사용하면 필터 표면에 묻는 오염입자로 인하여 유입되는 공기가 오염되어 공급됨에 따라, 필터를 주기적으로 점검하여 새것으로 교체하거나 청소를 하여 재사용 하여야 하므로 그에 따른 필터의 유지관리가 번거롭고 지속적으로 유지비용이 발생한다.
또한, 필터에 포집된 오염입자는 박테리아, 진드기 등의 인체에 해로운 세균들이 증식하기 때문에 불쾌하고 유해한 냄새를 발산하여 실내공간을 오염시키는 문제점이 있다.
대한민국 특허등록공보 제10-2081593호 (발명의 명칭: 중공 흡입식 관형 필터를 이용한 환기 겸용 공기청정기) 대한민국 특허공개공보 제10-2020-0144809호 (발명의 명칭: 워터 필터를 이용한 공기 청정기)
따라서, 본 발명은 이와 같은 종래 공기청정기의 문제점을 해결하기 위하여 창안된 것으로, 내부로 흡입되는 공기로부터 오염물질을 제거한 필터를 살균할 수 있는 공기청정기를 제공하려는데 그 목적이 있다.
상기와 같은 기술적 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 내부공간에 수용된 공기 순환팬에 의해 상기 내부공간으로 공기가 출입되는 커버부, 내부공간에 공기 순환팬에 인접하게 수용되어 흡입되는 공기를 정화하는 필터, 필터로 자외선을 조사하는 자외선 램프 및, 자외선이 조사되는 필터를 회전시키는 필터 회전부를 구비하는 공기 청정기를 제공한다.
이때 본 발명의 필터는 내부공간으로 유입되는 공기로부터 미세먼지를 흡착하는 원통형의 부직포 필터 및, 부직포 필터에 인접하게 구비되어 이산화 티탄이 코팅되어 다수의 구멍이 형성되는 메쉬형 프레임으로 형성되는 광촉매 필터를 구비한다.
또한, 본 발명의 자외선 램프는 광촉매 필터의 일단에 인접하게 구비되어 광촉매 필터로 자외선을 조사하는 제1 자외선 램프 및, 부직포 필터의 일단에 인접하게 구비되어, 필터 회전부에 의해 회전되는 부직포 필터 표면으로 자외선을 조사하는 제2 자외선 램프를 구비한다.
또한, 본 발명의 필터 회전부는 부직포 필터의 일단에 결합되는 필터 결합판, 필터 결합판에 형성된 중공에 삽입되어 부직포 필터의 일단에 결합되는 제1 베어링, 부직포 필터의 타단에 결합되는 제2 베어링 및, 필터 결합판에 결합되어 부직포 필터를 일 방향으로 회전시키는 구동모터를 구비한다.
이때 본 발명의 제2 자외선 램프는 부직포 필터 표면보다 높은 상방에 수평방향으로 소정각도로 경사지게 구비된다.
본 발명은 차량 내부와 같은 실내공간에 설치되어 내부로 흡입되는 공기를 정화할 수 있는데, 오염공기의 정화와 함께 오염물질이 흡착된 필터를 향하여 자외선을 조사하여 세균을 살균함으로써, 오염된 필터에 의한 실내 공기가 나빠지는 것을 방지할 수 있으며, 특히 표면 일측 구간을 향하여 자외선이 조사되는 필터를 회전시킴으로써, 단일한 자외선 광원만으로 필터의 전체 표면이 고르게 살균할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 도 1의 A-A'선 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기청정기의 내부를 관통하는 공기의 흐름을 도시한 반단면도이다.
도 5는 회전하는 필터 표면으로 조사되는 자외선을 도시한 도면이다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명한다.
본 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되어지는 것으로서, 도면에서의 요소의 형상, 요소의 크기, 요소간의 간격 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되거나 축소되어 표현될 수 있다.
또한, 실시예를 설명하는데 있어서 원칙적으로 관련된 공지의 기능이나 공지의 구성과 같이 이미 당해 기술분야의 통상의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 기술적 특징을 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기청정기(100)의 사시도이고, 도 2,3은 각각 도 1의 분해사시도 및 A-A'선 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 공기청정기(100)는 공기가 출입되는 내부공간을 형성하는 커버부(110), 커버부(110)의 내부공간에 수용되어 흡입되는 공기를 정화하는 필터(120), 필터(120)의 양측에서 필터(120) 표면을 향하여 자외선을 조사하는 자외선 램프(131,132), 필터(130)를 회전시키는 필터 회전부(140), 및 커버부(110) 내부로 공기를 출입시키는 공기 순환팬(150)으로 이루어진다.
커버부(110)는 공기청정기의 외형을 이루는 구성으로, 내장된 필터(120)를 포함한 다른 구성의 교체나 유지보수를 위하여 상부커버(111)와 하부커버(112)에 의해 형성되는 공간 양측에 한 쌍의 측면커버(113)가 조립 가능하게 결합된다.
측면커버(113)에는 외부공기가 내부공간으로 유입될 수 있도록 다수의 공기 유입공(113a)이 형성되고, 이와 대응되게 상부커버(111)에는 공기 유입공(113a)으로 유입되어 필터(130)를 거쳐 정화되는 공기가 배출되는 공기 배출공(111a)이 다수 개로 형성된다.
필터(120)는 유입되는 공기로부터 미세먼지를 흡착하는 부직포로 형성되는 부직포 필터(121)와, 부직포 필터(121)에 인접하게 구비되어 자외선이 조사되는 광촉매 필터(122)를 구비한다. 부직포 필터(121)는 유입된 공기가 일단으로 이동될 수 있도록 중공이 형성되는 원통형으로 형성된다. 부직포 필터(121)의 측면은 공기 유입공(112a)에 인접하게 구비되어, 유입된 공기가 부직포 필터(121)의 측면에서 정화되며, 정화된 공기는 일단에 설치된 공기 순환팬(150)에 의해 광촉매 필터(122)로 이동한다.
광촉매 필터(122)는 도 4에 도시되는 바와 같이, 공기가 통과되는 다수의 구멍이 형성된 메쉬형 프레임에 광촉매가 코팅되어, 부직포 필터(121)에 의해 정화된 공기가 배출되는 통로인 부직포 필터(121)의 일단과 공기 순환팬(150) 사이에 구비된다. 이때, 코팅되는 광촉매로는 이산화티탄(TiO2) 분말이 사용된다.
자외선 램프(131,132)는 필터(120) 양단과 이격되는 커버부(110)의 내측에 한 쌍으로 구비되어, 부직포 필터(121)와 광촉매 필터(122)로 자외선을 조사하여, 공기에 잔존하는 세균은 물론, 공기를 정화한 부직포 필터(121)에 흡착된 세균도 살균한다. 즉, 광촉매 필터(122)에 인접하게 설치되는 제1 자외선 램프(131)는 광촉매 필터(122) 표면으로 자외선을 조사하여 광촉매를 활성화시켜, 필터(122)와 접촉되는 공기에 잔존하는 세균을 살균하여 정화시키고, 부직포 필터(121)에 인접하게 설치되는 제2 자외선 램프(132)는 부직포 필터(121) 표면으로 자외선을 조사하여 필터(121) 표면에 잔존하는 세균을 살균한다.
따라서, 커버부(110)의 길이방향을 따라 연속적으로 배치되는 부직포 필터(121)와 광촉매 필터(122)를 따라 이동하는 공기는 미세먼지는 물론, 세균도 살균됨에 따라 보다 깨끗하게 정화됨과 동시에, 부직포 필터(121) 표면으로 자외선을 조사함으로써 필터 표면에 흡착된 세균을 살균함으로써, 오염된 필터에 의한 공기오염이 방지된다. 한편, 이와 같은 자외선 램프(131,132)로는 살균에 가장 효과적인 200~280nm 파장의 UVC-LED 램프가 사용되는 것이 바람직하다.
이때, 자외선이 조사되는 부직포 필터(121)의 전체 표면을 완전하게 살균하도록 부직포 필터(121)를 회전시키는 필터 회전부(140)가 마련된다. 필터 회전부(140)는 부직포 필터(121)의 일단에 결합되는 고정판(141)과, 부직포 필터(121)의 양단에 결합되는 한 쌍의 베어링(142,143), 및 필터 결합판(141)에 결합되어 부직포 필터(121)를 일 방향으로 회전시키는 구동모터(144)로 이루어진다. 이때, 부직포 필터(121) 양단에 결합되는 한 쌍의 베어링(142)은 도 3에 도시되는 바와 같이, 한 쌍의 자외선 램프(131,132)가 각각 설치되는 체결 하우징(145,146)에 각각 결합된다. 여기서, 한 쌍의 베어링(142,143)은 필터 결합판(141)에 형성된 중공에 삽입되어 부직포 필터(121)의 일단에 결합되는 제1 베어링(142)과, 부직포 필터(121)의 타단에 결합되는 제2 베어링(143)으로 이루어진다.
도 4,5에는 필터 회전부(140)에 의해 회전되는 부직포 필터(121) 표면으로 조사되는 자외선이 도시되어 있는데, 부직포 필터(121)는 회전을 통하여 원통형의 전체 표면이 순차적으로 자외선이 조사되어 살균된다. 이때, 제2 자외선 램프(132)는 부직포 필터(121)의 전체 길이로 자외선을 조사하기 위하여, 부직포 필터(121) 표면보다 높은 상방에 수평방향으로 소정각도(θ)로 경사지게 구비된다. 따라서, 부직포 필터(121)의 회전과 이의 일단 상방에 경사지게 구비된 하나의 제2 자외선 램프(132)만으로 필터(121)의 전체 표면을 완전하게 살균할 수 있다.
한편, 체결 하우징(146)의 내부공간에 공기 순환팬(150)이 장착되고, 표면에는 공기 순환팬(150)과 자외선 램프(131,132)의 구동을 제어하는 PCB 기판으로 이루어진 제어부(147)와, 제어부(147)를 제어하는 제어버튼(148)이 구비되며, 제어버튼(148)은 상부커버(111)에 돌출되게 구비되어 사용자에 의해 조작된다.
본 발명에 따른 공기청정기(100)의 내부를 관통하는 공기의 흐름이 도 4에 도시되어 있는데, 사용자가 제어버튼(148)을 조작하여 공기 순환팬(150)을 구동시키면, 측면커버(113)의 공기 유입공(113a)으로 외부공기가 유입되어 공기 순환팬(150) 이 설치된 일측 방향으로 이동하고, 커버부(110) 양단 내측에 구비된 한 쌍의 자외선 램프(131,132)가 조사되는 부직포 필터(121)와 광촉매 필터(122)에 의해 이동하는 공기에 함유된 미세먼지와 세균이 제거된 후, 상부커버(111)의 공기 배출공(111a)을 통해 배출된다. 이때, 부직포 필터(121)는 일 방향으로 회전하면서 자외선이 조사됨에 따라, 전체 표면에 흡착된 세균이 완전하게 제거된다.
이와 같이 본 발명은 휴대가 가능하여 차량 내부와 같은 실내공간에 설치되어 내부로 흡입되는 공기를 정화하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 오염공기의 정화와 함께 오염물질이 흡착된 필터를 향하여 자외선을 조사하여 세균을 살균함으로써, 오염된 필터에 의한 실내 공기가 나빠지는 것을 방지할 수 있다.
이상 설명한 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것은 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서 그러한 변형예 또는 수정예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 해야 할 것이다.
100 : 공기청정기 110 : 커버부
111 : 상부커버 111a : 공기 배출공
112 : 하부커버 113 : 측면커버
113a : 공기 유입공 120 : 필터
121 : 부직포 필터 122 : 광촉매 필터
131 : 제1 자외선 램프 132 : 제2 자외선 램프
140 : 필터 회전부 141 : 필터 결합판
142 : 제1 베어링 143 : 제2 베어링
144 : 구동모터 145, 146 : 체결 하우징
147 : 제어부 148 : 제어버튼
150 : 공기 순환팬
θ : 제2 자외선 램프 경사각

Claims (5)

  1. 실내 공기를 정화하는 공기 청정기에 있어서,
    내부공간에 수용된 공기 순환팬에 의해 상기 내부공간으로 공기가 출입되는 커버부;
    상기 내부공간에 공기 순환팬에 인접하게 수용되어 흡입되는 공기를 정화하는 필터;
    상기 필터로 자외선을 조사하는 자외선 램프; 및,
    상기 자외선이 조사되는 상기 필터를 회전시키는 필터 회전부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터는,
    상기 내부공간으로 유입되는 공기로부터 미세먼지를 흡착하는 원통형의 부직포 필터; 및,
    상기 부직포 필터에 인접하게 구비되어 이산화 티탄이 코팅되어 다수의 구멍이 형성되는 메쉬형 프레임으로 형성되는 광촉매 필터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 자외선 램프는,
    상기 광촉매 필터의 일단에 인접하게 구비되어 광촉매 필터로 자외선을 조사한느 제1 자외선 램프; 및,
    상기 부직포 필터의 일단에 인접하게 구비되어, 상기 필터 회전부에 의해 회전되는 부직포 필터 표면으로 자외선을 조사하는 제2 자외선 램프;를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터 회전부는,
    상기 부직포 필터의 일단에 결합되는 필터 결합판;
    상기 필터 결합판에 형성된 중공에 삽입되어 상기 부직포 필터의 일단에 결합되는 제1 베어링;
    상기 부직포 필터의 타단에 결합되는 제2 베어링; 및,
    상기 필터 결합판에 결합되어 부직포 필터를 일 방향으로 회전시키는 구동모터;를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 제2 자외선 램프는,
    상기 부직포 필터 표면보다 높은 상방에 수평방향으로 소정각도로 경사지게 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
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