KR20220117371A - 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치 - Google Patents

가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은, 친환경 공기청정기 프레임(10); 친환경 공기청정기 프레임)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20); 친환경 공기청정기 프레임의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21); 친환경 공기청정기 프레임의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23); 친환경 공기청정기 프레임의 측면을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입 및 유출을 위한 배관(34); 배관(34)의 일측에 배치되어 공기의 유입시 정(正)방향으로 회전하고, 유출시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan); 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(29); 친환경 공기청정기 프레임과 일정 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50); 센서부(50)의 신호를 무선으로 송출하는 신호 송출부(56); 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임에 위치한 안테나(26); 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 배관(34)을 통하여 공기 유입 또는 유출을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치를 제안한다.

Description

가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치{Eco-friendly air cleaning apparatus based on gas detection}
본 발명은 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3), 산소(O2)의 가스검출을 기반으로 하는 친환경 공기청정 장치 및 방법을 제안하고자 한다. 무엇보다 상기 이산화탄소(CO2)와 암모니아(NH3)는 공기 오염에 하나의 중요한 지표이고, 여기에다 미세먼지와 바이러스의 검출을 기반으로 친환경 공기 청정 시스템을 가동하는 것을 기술적 특징으로 한다. 무엇보다 상기 친환경 공기 청정 시스템은 기본적으로 메탈필터 및 헤파필터를 통해서 집진하는 것을 넘어서 무엇보다 습기조절, 미세먼지 제거 및 유해물질의 흡수가 가능한 스칸디아모스 이끼가 있는 친환경 공기청정 장치에 관한 것이다.
최근 공기청정, 황사 및 미세먼지 저감에 대해서 많은 기술개발이 활발하게 이루어지고 있으며, 환경 오염을 저감시키기 위한 다양한 연구가 활발하게 이루어지고 있다.
관련된 선행문헌으로 대한민국 등록특허공보 제10-2111867호, 공고일 2020. 05. 15.(이하 [특허문헌1]이라함)에서는 전체적인 사이즈가 컴팩트 하면서도 공기청정의 효율이 극대화되는 구조의 공기청정 장치를 제안하였다. 상기 [특허문헌1]은 상부 및 하부 케이스를 구비하는 본체; 공기의 흐름을 발생하기 위한 팬을 포함하는 구동부; 공기의 불순물을 제거하기 위한 지지 필터부; 관통구멍을 덮도록 구비되는 필터유닛이 장착되는 프레임 유닛을 포함하는 공기청정 장치를 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-2200730호, 공고일 2021. 01. 11.(이하 [특허문헌2]이라함)에서는 창문 설치형 하이브리드 공기청정 환기 및 냉방 시스템을 제안하였다. 상기 [특허문헌2]는 제1,2 하우징부를 갖는 하우징; 제1,2 통로를 갖는 전열교환기; 제1 팬을 포함하는 제1 공조 유닛; 제2 팬을 포함하는 제2 공조 유닛; 전열교환기들 사이를 막는 격벽; 제3 팬을 포함하는 내방 모듈; 제2 개구가 형성된 유량 조절 유닛; 모터 및 상기 모터의 회전축에 결합된 유량 조절판; 전열 교환기의 모서리를 수용하는 V자형으로 형성된 홈을 포함하는 창문 설치형 하이브리드 공기청정 환기 및 냉방 시스템을 공개하였다.
또한, 대한민국 등록특허공보 제10-2171110호, 공고일 2020. 10. 28.(이하 [특허문헌3]이라함)에서는 공기 청정 기능을 구비한 고순도 산소 발생 장치를 제안하였다. 상기 [특허문헌3]은 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 헤파필터; 제1,2 공기유량 분기밸브; 한 쌍의 솔레노이드 밸브; 한 쌍의 흡착밸브; 에어 컴프레셔; 산소유량 분기밸브; 진공펌프; 산소흐름 제어밸브를 포함하는 공기 청정 기능을 구비한 고순도 산소 발생 장치를 공개하였다.
상기 [특허문헌1] 내지 [특허문헌3]은 공기청정 기능의 장치이지만, 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3), 산소(O2)의 가스검출 기반의 친환경 공기청정 장치 및 방법을 제시하지 못했다는 한계점이 있다.
특허문헌1 : 대한민국 등록특허공보 제10-2111867호, 공고일 2020. 05. 15. 특허문헌2 : 대한민국 등록특허공보 제10-2171110호, 공고일 2020. 10. 28. 특허문헌3 : 대한민국 등록특허공보 제10-2171110호, 공고일 2020. 10. 28.
본 발명은 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3), 산소(02), 미세먼지. 바이러스를 검출하는 1개 이상의 센서부(50)를 바탕으로 공기의 오염도를 검출하며, 기준값 이상인 경우, 친환경 공기청정기를 동작시키는 것을 해결하고자 하는 과제로 한다. 특히 상기 센서부(50)는 친환경 공기청정기 프레임(10)과 분리되어 원하는 위치에 배치시킬 수 있으며, 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 일정(一定) 이상의 농도가 검출되는 신호가 발생하는 경우, 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)을 통하여 상기 친환경 공기청정기 프레임(10) 내부의 메탈필터(21) 및 헤파필터(23)를 통하여 공기를 외부로 유출(流出)시키도록 하며, 산소(O2)센서(53)에서 일정(一定) 이하의 산소 농도가 검출되는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)을 통하여 상기 친환경 공기청정기 프레임(10) 내부의 메탈필터(21) 및 헤파필터(23)을 통하여 공기를 내부로 유입(流入)시키도록 제어하는 것을 기술적 특징으로 한다. 무엇보다 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에는 스칸디아모스 이끼(20)가 배치됨으로 인하여 암모니아(NH3), 아세트알데이드(CH3CHO), 아세트산(CH3CO2H)을 친환경적으로 저감시키는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치를 제안한다.
본 발명에서는 과제의 해결을 위하여 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치에 있어서, 친환경 공기청정기 프레임(10); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34); 상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan); 상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)과 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50); 상기 센서부(50)의 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56); 상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26); 상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치를 제안하고 과제의 해결수단으로 한다.
즉, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제1 측면에 따르는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치는, 친환경 공기청정기 프레임(10); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34); 상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan); 상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)과 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50); 상기 센서부(50)의 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56); 상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26); 및 상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제2 측면에 따르는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치는, 친환경 공기청정기 프레임(10); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34); 상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan); 상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29); 및 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 센서부(50)에서는, 이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하기 위한 이산화탄소(CO2) 센서(51); 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51) 주변에 배치되고 암모니아(NH3)의 농도를 검출하기 위한 암모니아(NH3) 센서(52); 및 상기 암모니아(NH3) 센서(52) 주변에 배치되고 산소(O2)의 농도를 검출하기 위한 산소(O2) 센서(53); 를 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 센서부(50)에서는, 미세먼지를 검출하기 위한 미세먼지 센서(54); 및 상기 미세먼지 센서(54)의 주변에 배치되고 바이러스를 검출하기 위한 바이러스 센서(55); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 센서 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 센서 신호를 상기 안테나(26)를 통하여 수신받으며, 상기 팬(Fan)을 역(逆)방향으로 회전시켜 공기를 유출(流出)시키는 것을 특징으로 하거나,
상기 산소(O2) 센서(53)에서 센서 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 센서 신호를 상기 안테나(26)를 통하여 수신받으며, 상기 팬(Fan)을 정(正)방향으로 회전시켜 공기를 유입(流入)시키는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 스칸디아모스 이끼(20)는 암모니아(NH3), 아세트알데이드(CH3CHO), 아세트산(CH3CO2H)을 저감시키며, 공기 중의 습기를 조절시키는 것을 특징으로 한다.
또한 바람직하게는, 상기 스칸디아모스 이끼(20)는 탄화코르크 보드를 통해서 배치되는 것을 특징으로 한다.
다른 한편, 상기 과제를 해결하기 위한 본 발명의 제3 측면에 따르는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치는, 친환경 공기청정기 프레임(10); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34); 상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan); 상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)과 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50); 상기 센서부(50)의 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56); 상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26); 및 상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25); 를 포함하며, 상기 센서부(50)에서는, 이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하기 위한 이산화탄소(CO2) 센서(51); 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51) 주변에 배치되고 암모니아(NH3)의 농도를 검출하기 위한 암모니아(NH3) 센서(52); 상기 암모니아(NH3) 센서(52) 주변에 배치되고 산소(O2)의 농도를 검출하기 위한 산소(O2) 센서(53); 상기 센서부(50)에서는 미세먼지를 검출하기 위한 미세먼지 센서(54); 및 상기 미세먼지 센서(54)의 주변에 배치되고 바이러스를 검출하기 위한 바이러스 센서(55); 를 포함하며, 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 센서 신호가 일정(一定) 농도 이상인 것으로 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)은 공기를 유출(流出)시키도록 회전시키며; 상기 산소(O2) 센서(53)에서 센서 신호가 일정(一定) 농도 이하인 것으로 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)은 공기를 유입(流入)시키도록 회전시키는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29)를 통하여 집진된 먼지는 먼지집진부(28)에 모아지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제안하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치는, 첫째, 1개 이상의 센서부(50)를 바탕으로 특정(特定) 위치의 공기의 오염도 검출을 바탕으로 친환경 공기청정 장치를 제어할 수 있으며, 둘째, 메탈필터(21) 및 헤파필터(23)을 통하여 공기를 흐르게 함을 통하여 미세먼지를 제거할 수 있으며, 셋째, 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29)를 통하여 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함으로 인하여 먼지가 배관(34)에서 효과적으로 제거되며, 넷째, 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 일정(一定) 이상의 농도가 검출되는 신호가 발생하는 경우, 주제어부(25)는 팬(Fan)을 통하여 친환경 공기청정기(10)의 메탈필터(21) 및 헤파필터(23)을 통하여 공기를 외부로 유출(流出)시키며, 다섯째, 산소(O2)센서(53)에서 일정(一定) 이하의 산소 농도가 검출되는 경우, 주제어부(25)는 팬(Fan)을 통하여 상기 친환경 공기청정기(10)의 메탈필터(21) 및 헤파필터(23)을 통하여 공기를 내부로 유입(流入)시키도록 제어하며; 여섯째, 스칸디아모스 이끼(20)는 암모니아(NH3), 아세트알데이드(CH3CHO), 아세트산(CH3CO2H)을 친환경적으로 저감시키며, 습기를 조절하는 매우 상승된 효과가 있다.
한편, 본 발명의 추가적인 특징 및 장점들은 이하의 설명을 통해 더욱 명확히 될 것이다.
도 1은 제안된 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치 개념도이다.
도 2는 이산화탄소(CO2) 센서, 암모니아(NH3) 센서, 미세먼지 센서 및 바이러스 센서에서 일정(一定) 농도 이상의 신호가 검출시 공기를 유출(流出)시키는 친환경 공기청정 장치 동작 개념도이다.
도 3은 산소(O2) 센서에서 일정(一定) 농도 이하의 신호가 검출시 공기를 유입(流入)시키는 친환경 공기청정 장치 동작 개념도이다.
도 4는 스칸디아모스 이끼이다.
도 5a는 이산화탄소(CO2) 센서이며, 도 5b는 이산화탄소(CO2) 센서의 반응 특성을 나타낸다.
도 6a는 암모니아(NH3) 센서이며, 도 6b는 암모니아(NH3) 센서의 반응 특성을 나타낸다.
도 7a는 산소(O2) 센서이며, 도 7b는 산소(O2) 센서의 반응 특성을 나타낸다.
도 8a는 미세먼지 센서이며, 도 8b는 미세먼지 센서의 반응 특성을 나타낸다.
도 9a는 바이러스 센서이며, 도 9b는 바이러스 센서의 반응 특성을 나타낸다.
본 발명은 바람직한 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 설명한다.
하지만, 본 발명의 실시예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시예로 한정하여 해석되어서는 안 되며, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진자에게 보다 완전하게 설명하기 위하여 제공되는 것이다.
도 1은 제안된 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치 개념도이며, 도 2는 이산화탄소(CO2) 센서, 암모니아(NH3) 센서, 미세먼지 센서 및 바이러스 센서에서 일정(一定) 농도 이상의 신호가 검출시 공기를 유출(流出)시키는 친환경 공기청정 장치 동작 개념도이고, 도 3은 산소(O2) 센서에서 일정(一定) 농도 이하의 신호가 검출시 공기를 유입(流入)시키는 친환경 공기청정 장치 동작 개념도를 나타낸다.
제안된 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 시스템(100)은 크게 친환경 공기청정기와 복수의 센서부(50)로 구성되는 것을 특징으로 한다. 상기 친환경 공기청정기는 친환경 공기청정기 프레임(10), 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20), 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21), 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23)의 크게 2가지 필터로 구성되어 있다. 상기 메탈필터(21)는 메탈필터 삽입부(22)에 삽입되며, 상기 헤파필터(23)는 헤파필터 삽입부(24)에 삽입되는 것을 특징으로 한다. 상기 메탈필터(21)는 비교적 큰 입자의 먼지를 제거하며, 헤파필터(23)는 미세먼지를 제거하는 효과가 있다.
상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34), 상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan)을 배치하며, 상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29)를 갖는 것을 가장 큰 기술적 특징으로 한다. 상기 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29)를 통하여 상기 배관(34) 내부에 흐르는 공기 속의 먼지를 제거하며, 상기 먼지는 먼지집진부(28)에 집진된다.
무엇보다 본 발명의 가장 큰 특징은 상기 친환경 공기청정기와 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 복수의 센서부(50)가 각각 A 지역, B 지역, C 지역 등에 배치할 수 있으며, 특정(特定) 지역에 공기의 상태를 측정할 수 있게 배치되는 것을 가장 큰 특징으로 한다. 상기 센서부(60)는 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56)가 있다. 상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26)를 통하여 상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25)를 특징으로 한다.
상기 센서부(50)에서는 크게 5가지 센서가 내장되어 있다. 첫째, 이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하기 위한 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3)의 농도를 검출하기 위한 암모니아(NH3) 센서(52), 산소(O2)의 농도를 검출하기 위한 산소(O2) 센서(53), 미세먼지를 검출하기 위한 미세먼지 센서(54) 및 바이러스를 검출하기 위한 바이러스 센서(55)로 구성되어 있다.
상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 일정(一定) 농도 이상의 센서 신호가 검출되는 경우, 이는 현재 상기 센서부(50) 주변의 공기가 오염된 상태라고 할 수 있을 것이다. 공기의 오염이 발생하는 경우, 일반적으로 이산화탄소(CO2), 암모니아(NH3) 및 미세먼지의 농도가 증가하는 것이 일반적이다. 또한, 바이러스가 검출되는 경우 상당히 공기가 문제라고 할 수 있을 것이다. 이 경우, 상기 친환경 공기청정기의 상기 주제어부(25)의 상기 팬(Fan)은 공기를 유출(流出)시키도록 회전시키는 것을 특징으로 한다. 이를 통하여 오염된 공기는 건물벽(33)의 외부로 유출시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 센서부(50)의 상기 산소(O2) 센서(53)에서 일정(一定) 농도 이하의 센서 신호가 검출되는 경우, 상기 주제어부(25)의 상기 팬(Fan)은 공기를 유입(流入)시키도록 회전시켜서, 산소(O2)가 부족한 경우, 산소를 공급하는 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명의 가장 큰 특징은 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 일정(一定) 농도 이상의 센서 신호가 검출되는 경우, 공기 오염으로 판단하고 오염된 공기를 외부로 배출시키며, 상기 산소(O2)센서(53)에서 일정(一定) 농도 이하의 센서 신호가 검출되는 경우, 산소의 부족으로 판단하고, 공기를 내부로 공급하는 것을 기술적 특징으로 한다.
아울러 상기 스칸디아모스 이끼(20)의 배치는 탄화코르크 보드(미도시)를 통해서 배치하는 것이 가장 바람직하다. 상기 탄화코르크 보드는 천연소재로서 천연코르크, 피스모트, 활성탄으로 만들지는 소재로서 난연 및 항균 처리가 되어있으며, 냉난방 에너지 절감, 단열, 방음에 우수하고 뛰어난 내구성 및 경량화된 소재이다. 무엇보다, 친환경적인 소재로서 세균감소율이 99.9%이며, 원적외선 방사율이 88%이고, 탈취율이 30분 안에 96%이고, 이산화탄소가 감소되는 특성을 가지고 있다. 따라서 상기 스칸디아모스 이끼(20)를 배치하는 보드로서 탄화코르크 보드를 사용하는 경우, 세균감소, 원적외선 방사, 탈취, 이산화탄소 감소, 단열, 방음의 추가적인 효과가 발생하기 때문에 본 발명에서 제안된 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치가 더욱 우수한 친환경성을 발휘할 수 있는 효과가 있다.
도 4는 스칸디아모스 이끼를 나타낸다. 스칸디아모스 이끼는 주로 북유럽에서 자생되는 이끼로서 다음의 특징이 있다.
첫째, 물, 환기, 햇빛이 필요가 없기 때문에 관리가 매우 편리하며,
둘째, 암모니아(NH3) 96.7% 감소. 아세트알데이드(CH3CHO) 90.9% 감소, 아세트산(CH3CO2H), 알러지, 아토피의 유해물질을 60% 정화[일본전기공업협회 테스트 진행]되는 장점이 있다.
셋째, 화재에 안전한 내화성이 있으며[유럽기준 내화성 테스트 합격],
넷째, 뛰어난 흡음성(소음제거)을 가지며[한국 건축테스트연구소, 5000Hz에서 0.91a NRC 음향 흡음율],
다섯째, 온습도 조절 및 미세먼지 저감의 기능을 가진다.
따라서 스칸디아모스 이끼는 관리가 편하고, 오염물질 저감, 온습도 조절 및 미세먼지 저감의 장점이 있으므로 본 발명에서 상기 친환경 공기청정기에서 적극 적용하게 되었다.
도 5a는 이산화탄소(CO2) 센서이며, 도 5b는 이산화탄소(CO2) 센서의 반응 특성을 나타낸다. 상기 도 5b의 이산화탄소(CO2) 센서 특성을 살펴보면, 이산화탄소(CO2) 농도를 100 내지 10,000 [PPM]까지 검출이 가능하다.
무엇보다 상기 이산화탄소(CO2) 센서는 에탄올(C2H5OH), 일산화탄소(CO), 메탄(CH4) 가스도 100 내지 1,000 [PPM]까지 검출이 가능하다.
따라서 본 발명에서 이산화탄소(CO2) 센서는 이산화탄소(CO2) 만이 아니라 에탄올(C2H5OH), 일산화탄소(CO), 메탄(CH4) 가스도 검출할 수 있는 것을 특징으로 하는 센서이다.
도 6a는 암모니아(NH3) 센서이며, 도 6b는 암모니아(NH3) 센서의 반응 특성을 나타낸다. 상기 도 6b에서는 0 내지 100 [PPM]의 암모니아(NH3)를 검출하는 것을 특징으로 한다.
도 7a는 산소(O2) 센서이며, 도 7b는 산소(O2) 센서의 반응 특성을 나타낸다. 상기 도 7b에서는 0 내지 20 [% Vol]의 산소(O2)를 검출하는 것을 특징으로 한다.
도 8a는 미세먼지 센서이며, 도 8b는 미세먼지 센서의 반응 특성을 나타낸다. 도 8b에서는 먼지의 농도가 0.5 [mg/m3] 이상에서 출력전압이 3.2 [V]로 나오는 특징이 있다.
도 9a는 바이러스 센서이며, 도 9b는 바이러스 센서의 반응 특성을 나타낸다. 도 9a의 바이러스 센서는 커패시터와 트랜지스터 방식으로 바이러스를 검출하는 것을 특징으로 한다.
상기 바이러스 센서(55)는 기판(81)의 상측에 제1 전극(82) 및 제2 전극(83)이 배치되어 있다. 상기 제1 전극(82)의 일측(一側)에 바이러스 검출영역(85) 상측(上側)에는 바이러스 검출단자(85)를 통해서 바이러스가 검출된다. 상기 바이러스 검출단자(85)에서 상기 바이러스는 음(-)이온이므로, 양(+)이온이 상기 바이러스 검출단자(85)에 모아지므로 상기 제1 전극(82)은 (-)로 대전된다. 제2 전극(83)은 (+)로 대전된다. 제어전원(Vcc)은 펄스 발생회로(86)를 통하여 제1 전극(82)에 공급됨으로 임하여 상기 펄스 발생회로(86)를 통하여 상기 제1 전극(82)에 펄스(Pulse)가 공급되는 경우에만, 바이러스를 검출할 수 있다. 바이러스 검출은 상기 바이러스 검출단자(85)가 예민하기 때문에 상시적으로 상기 제1 전극(82)에 공급하기 보다는 상기 펄스 발생회로(86)를 통하여 펄스(Pulse)를 공급하기 때문에 시간에 따라서 주기적으로 바이러스를 검출하는 것을 특징으로 한다. 상기 바이러스가 검출되면, 제2 전극(83)은 (+)로 대전되며, 상기 제2 전극(83)은 트랜지스터(87)의 베이스(B) 단자와 연결되기 때문에, 상기 트랜지스터(87)는 턴온(Turn-on)된다. 따라서 바이러스 검출저항(88)에서는 전압이 검출되므로 바이러스 검출 출력단자(Vout)에 출력전압이 발생하는 것을 기술적 특징으로 한다.
도 9b는 바이러스 센서의 반응 특성을 나타내며, 1 내지 100 [ng/ml]의 바이러스가 검출이 가능한 것을 특징으로 한다.
따라서 본 발명에서는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치에 있어서, 친환경 공기청정기 프레임(10); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34); 상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan); 상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29); 상기 친환경 공기청정기 프레임(10)과 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50); 상기 센서부(50)의 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56); 상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26); 상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25); 상기 센서부(50)에서는 이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하기 위한 이산화탄소(CO2) 센서(51); 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51) 주변에 배치되고 암모니아(NH3)의 농도를 검출하기 위한 암모니아(NH3) 센서(52); 상기 암모니아(NH3) 센서(52) 주변에 배치되고 산소(O2)의 농도를 검출하기 위한 산소(O2) 센서(53); 상기 센서부(50)에서는 미세먼지를 검출하기 위한 미세먼지 센서(54); 상기 미세먼지 센서(54)의 주변에 배치되고 바이러스를 검출하기 위한 바이러스 센서(55); 상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 센서 신호가 일정(一定) 농도 이상인 것으로 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)은 공기를 유출(流出)시키도록 회전시키며; 상기 산소(O2)센서(53)에서 센서 신호가 일정(一定) 농도 이하인 것으로 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)은 공기를 유입(流入)시키도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치를 제안하고자 한다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명은 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 다양한 변형에 의하여 전원공급장치의 과 온도 제어 회로에 적용시킬 수 있으며, 기술적으로 용이하게 변형시키는 기술의 범주도 본 특허의 권리범위에 속하는 것으로 인정해야 할 것이다.
즉, 이상에서는 본 발명의 일 실시예에 따라 본 발명을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 변경 및 변형한 것도 본 발명에 속함은 당연하다.
10 : 친환경 공기청정기 프레임
20 : 스칸디아모스 이끼
21 : 메탈필터
22 : 메탈필터 삽입부
23 : 헤파필터
24 : 헤파필터 삽입부
25 : 주제어부
26 : 안테나
27 : 팬(Fan)
28 : 먼지집진부
29 : 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)
30 : 디스플레이부
33 : 건물벽
34 : 배관
35 : 그물망
50 : 센서부
50-1 : 제1 센서부
50-2 : 제2 센서부
50-3 : 제3 센서부
51 : 이산화탄소(CO2) 센서
51-1 : 제1 이산화탄소(CO2) 센서
51-2 : 제2 이산화탄소(CO2) 센서
51-3 : 제3 이산화탄소(CO2) 센서
52 : 암모니아(NH3) 센서
52-1 : 제1 암모니아(NH3) 센서
52-2 : 제2 암모니아(NH3) 센서
52-3 : 제3 암모니아(NH3) 센서
53 : 산소(02) 센서
53-1 : 제1 산소(02) 센서
53-2 : 제2 산소(02) 센서
53-3 : 제3 산소(02) 센서
54 : 미세먼지 센서
54-1 : 제1 미세먼지 센서
54-2 : 제2 미세먼지 센서
54-3 : 제3 미세먼지 센서
55 : 바이러스 센서
55-1 : 제1 바이러스 센서
55-2 : 제2 바이러스 센서
55-3 : 제3 바이러스 센서
56 : 신호 송출부
56-1 : 제1 신호 송출부
56-2 : 제2 신호 송출부
56-3 : 제3 신호 송출부
60 : 스마트폰(Smart Phone)
81 : 바이러스 센서 기판
82 : 제1 전극
83 : 제2 전극
84 : 바이러스 검출영역
85 : 바이러스 검출단자
86 : 펄스 발생회로
87 : 트랜지스터
88 : 바이러스 검출저항
100 : 친환경 공기청정 시스템
A : A 지역
B : B 지역
C : C 지역
Vcc : 제어전원
Vout : 바이러스 검출 출력단자
GND : 접지

Claims (10)

  1. 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치에 있어서,
    친환경 공기청정기 프레임(10);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34);
    상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan);
    상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)과 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50);
    상기 센서부(50)의 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56);
    상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26); 및
    상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  2. 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치에 있어서,
    친환경 공기청정기 프레임(10);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34);
    상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan);
    상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29); 및
    상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  3. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 센서부(50)에서는,
    이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하기 위한 이산화탄소(CO2) 센서(51);
    상기 이산화탄소(CO2) 센서(51) 주변에 배치되고 암모니아(NH3)의 농도를 검출하기 위한 암모니아(NH3) 센서(52); 및
    상기 암모니아(NH3) 센서(52) 주변에 배치되고 산소(O2)의 농도를 검출하기 위한 산소(O2) 센서(53);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  4. 청구항 제3항에 있어서,
    상기 센서부(50)에서는,
    미세먼지를 검출하기 위한 미세먼지 센서(54); 및
    상기 미세먼지 센서(54)의 주변에 배치되고 바이러스를 검출하기 위한 바이러스 센서(55);
    를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  5. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 센서 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 센서 신호를 상기 안테나(26)를 통하여 수신받으며, 상기 팬(Fan)을 역(逆)방향으로 회전시켜 공기를 유출(流出)시키는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  6. 청구항 제4항에 있어서,
    상기 산소(O2) 센서(53)에서 센서 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 센서 신호를 상기 안테나(26)를 통하여 수신받으며, 상기 팬(Fan)을 정(正)방향으로 회전시켜 공기를 유입(流入)시키는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  7. 청구항 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 스칸디아모스 이끼(20)는 암모니아(NH3), 아세트알데이드(CH3CHO), 아세트산(CH3CO2H)을 저감시키며, 공기 중의 습기를 조절시키는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  8. 청구항 제1항에 있어서,
    상기 스칸디아모스 이끼(20)는 탄화코르크 보드를 통해서 배치되는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  9. 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치에 있어서,
    친환경 공기청정기 프레임(10);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 앞면에 배치된 스칸디아모스 이끼(20);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 입자가 상대적으로 큰 먼지를 제거하기 위한 메탈필터(21);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 내부에 배치되며, 미세 입자의 먼지를 제거하기 위한 헤파필터(23);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)의 측면(側面)을 통해서 건물벽(33)으로 공기의 유입(流入) 및 유출(流出)을 위한 배관(34);
    상기 배관(34)의 일측(一側)에 배치되어 공기의 유입(流入)시 정(正)방향으로 회전하고, 유출(流出)시 역(逆)방향으로 회전하는 팬(Fan);
    상기 배관(34)의 내부에 배치되며, 공기가 지그재그(Zigzag)로 흐르게 함을 통해서 먼지를 제거시키는 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29);
    상기 친환경 공기청정기 프레임(10)과 일정(一定) 거리와 이격되어서 위치하며, 공기의 오염도를 측정하는 센서부(50);
    상기 센서부(50)의 신호를 무선(無線)으로 송출하는 신호 송출부(56);
    상기 신호 송출부(56)에서 송출된 신호를 수신받으며, 친환경 공기청정기 프레임(10)에 위치한 안테나(26); 및
    상기 센서부(50)의 정보를 안테나(26)를 통하여 수신된 신호를 바탕으로 상기 배관(34)을 통하여 공기 유입(流入) 또는 유출(流出)을 위하여 팬(Fan)의 정(正) 또는 역(逆)방향으로 제어하는 주제어부(25);
    를 포함하며,
    상기 센서부(50)에서는,
    이산화탄소(CO2)의 농도를 검출하기 위한 이산화탄소(CO2) 센서(51);
    상기 이산화탄소(CO2) 센서(51) 주변에 배치되고 암모니아(NH3)의 농도를 검출하기 위한 암모니아(NH3) 센서(52);
    상기 암모니아(NH3) 센서(52) 주변에 배치되고 산소(O2)의 농도를 검출하기 위한 산소(O2) 센서(53);
    상기 센서부(50)에서는 미세먼지를 검출하기 위한 미세먼지 센서(54); 및
    상기 미세먼지 센서(54)의 주변에 배치되고 바이러스를 검출하기 위한 바이러스 센서(55);
    를 포함하며,
    상기 이산화탄소(CO2) 센서(51), 암모니아(NH3) 센서(52), 미세먼지 센서(54) 및 바이러스 센서(55)에서 센서 신호가 일정(一定) 농도 이상인 것으로 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)은 공기를 유출(流出)시키도록 회전시키며;
    상기 산소(O2) 센서(53)에서 센서 신호가 일정(一定) 농도 이하인 것으로 신호가 발생하는 경우, 상기 주제어부(25)는 상기 팬(Fan)은 공기를 유입(流入)시키도록 회전시키는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
  10. 청구항 제9항에 있어서,
    상기 쉘사이드 플로우(Shellside Flow)(29)를 통하여 집진된 먼지는 먼지집진부(28)에 모아지는 것을 특징으로 하는 가스 검출 기반의 친환경 공기청정 장치.
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