KR20220142159A

KR20220142159A - 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치

Info

Publication number: KR20220142159A
Application number: KR1020210048547A
Authority: KR
Inventors: 이주영; 안태인; 정제형; 김상민
Original assignee: 한국과학기술연구원
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-10-21
Also published as: KR102570337B1

Abstract

본 발명은 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물재배액을 안개 형태로 변환하여 살균함으로써 식물을 안전하고 청결하게 재배할 수 있고, 살균 처리된 포그를 오염된 공기와 접촉시켜 정화작용을 수행할 수 있는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 있어서, 개구부가 형성된 식물재배프레임; 식물이 식재되도록 상기 식물재배프레임에 설치되는 식물안착부재; 공기를 흡입하기 위해 상기 식물재배프레임 또는 식물안착부재에 설치되는 흡입팬; 식물재배액이 수용되는 재배액수용조; 상기 재배액수용조에 설치되어 살균용 광을 조사하는 살균용 광원부; 상기 재배액수용조에 설치되는 부유체; 상기 부유체에 설치되고 상기 살균용 광원부로부터 조사되는 살균용 광에 노출되도록 포그를 발생시키는 포그발생장치; 및 상기 포그발생장치로부터 발생된 포그를 상기 식물재배프레임을 향해 공급하는 포그공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치{PLANT CULTIVATION TYPE AIR CLEANING APPARATUS WITH FOG STERILIZING DEVICE}

본 발명은 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 식물재배액을 안개 형태로 변환하여 살균함으로써 식물을 안전하고 청결하게 재배할 수 있고, 살균 처리된 포그를 오염된 공기와 접촉시켜 정화작용을 수행할 수 있는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 관한 것이다.

일반적으로, 가정이나 사무실 등과 같은 주거공간이나, 업무공간을 포함한 건물에서는 오염된 실내공기를 실외의 청정 공기로 환기하기 위한 공조시스템이 설치되어 있다.

이러한, 공조시스템은 고가의 시설비가 요구되고 운전비용이 발생되는 문제점이 있으므로 하나의 대안으로 식물을 이용한 방안이 제안되고 있다.

식물을 이용한 방안은 식물의 공기정화 및 가습능력을 이용하여 실내공기 오염을 해소하고자 하는 것으로 실내의 인테리어 효과 또한 우수하여 다양한 녹화장치가 제안되고 있다.

예컨대, 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1729395호에는 도1에 도시된 바와 같이 '공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템'가 개시되어 있다.

이러한 공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템은 도1에 나타난 바와 같이 외부 골격을 이루는 프레임을 포함하는 본체(240); 공기가 통과 가능하며 공기정화식물이 식재되는 생육배지(320); 일측이 상기 프레임에 고정되고, 타측이 상기 프레임의 외부 방향으로 연장 형성되어 상기 생육배지를 담는 식재포트(230); 상기 프레임에 고정되며, 상기 본체 내부의 공기가 흐르는 통로인 유로로 상기 생육배지가 흘러내리는 것을 방지하는 메쉬(612); 상기 생육배지를 통과한 공기에 포함된 휘발성 유기화합물을 필터링하도록 배치된 미생물필터(140);를 구비한다. 그리고 상기 생육배지를 통과한 공기에 포함된 미세먼지를 필터링하도록 배치된 광물필터(150); 상기 유로 내부로 수분을 분무하여 상기 유로 내부로 유입된 공기의 미세먼지를 제거하는 수분공급부(250); 상기 본체 내부로 공기가 유입되도록 하거나 유입된 공기를 상기 본체 외부로 토출되도록 하는 팬(290); 상기 생육배지를 통과하여 낙하한 물이 모이는 퇴수조(534); 상기 퇴수조에 모인 물의 이물질을 제거하는 여과기(535); 및 상기 여과기를 통과한 물을 상기 수분공급부로 이송하는 펌프(537)를 구비한다.

전술한 종래 공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템은 관상효과와 함께 실내공기의 정화 기능을 수행할 수 있지만, 다음과 같은 문제점을 수반하고 있는 한계점이 있다.

먼저, 종래 친환경 공기정화시스템은 팬(290)에 의해 유입된 공기가 수분공급부(250)로부터 분출되는 물과 접촉하면서 미세먼지가 제거되는 방식으로서 물은 입자가 크고 특정 영역으로만 제한적으로 공급되는 것이므로 단위 면적당 물과 접촉되지 않은 공간이나 영역으로 이동되는 공기에 포함된 미세먼지 등은 제거가 불가능하여 정화효율이 떨어지는 단점이 있다.

그리고, 종래 친환경 공기정화시스템은 수분공급부(250)로 물을 지속적으로 분출하기 위해서는 비교적 전기소비량이 큰 펌프(537)를 상시적으로 작동하여야 하므로 운전비용이 상승되는 단점이 있다.

또한, 인간이 생활하는 생활공간에는 미세먼지 뿐만 아니라 코로나 바이러스 등과 같은 병원균, 곰팡이 등과 같은 유해미생물이 존재하므로 이를 효과적으로 살균하는 기능이 절실히 요구되고 있다.

한국등록특허 등록번호 제10-1729395호 "공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템" 한국공개특허 공개번호 제10-2015-0123484호 "벽면녹화용 수경재배장치" 한국공개특허 공개번호 제10-2016-0071615호 "벽면에 부착되는 친환경 식생매트"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 멸균 처리된 포그를 오염된 공기와 접촉시켜 정화작용을 수행할 수 있도록 한 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은, 식물재배액을 안개 형태로 변환하여 살균함으로써 식물을 안전하고 청결하게 재배할 수 있도록 한 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 있어서, 개구부가 형성된 식물재배프레임; 식물이 식재되도록 상기 식물재배프레임에 설치되는 식물안착부재; 공기를 흡입하기 위해 상기 식물재배프레임 또는 식물안착부재에 설치되는 흡입팬; 식물재배액이 수용되는 재배액수용조; 상기 재배액수용조에 설치되어 살균용 광을 조사하는 살균용 광원부; 상기 재배액수용조에 설치되는 부유체; 상기 부유체에 설치되고 상기 살균용 광원부로부터 조사되는 살균용 광에 노출되도록 포그를 발생시키는 포그발생장치; 및 상기 포그발생장치로부터 발생된 포그를 상기 식물재배프레임을 향해 공급하는 포그공급부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 식재된 식물에 광을 제공하도록 상기 식물재배프레임에 설치되는 식물재배용광원부; 및 상기 재배액수용조의 식물재배액을 펌핑하는 펌프, 및 식물재배액의 공급을 위한 공급라인을 포함하는 재배액공급부;를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 상기 흡입팬에 의해 유입되는 유입공기에 살균을 위해 설치되고 다수의 UV LED가 배열된 유입공기살균광원모듈;을 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 포그공급부는, 일측 대경부가 상기 흡입팬에 연결되고, 협관부에 접속되어 상기 재배액수용조와 연결되는 포그인출관을 구비한 벤츄리관을 포함할 수 있다.

상기 포그공급부는, 상기 벤츄리관의 타측 대경부에 연결되고 복수의 포그분출공이 형성된 포그분배관; 및 상기 포그분출공으로 수분의 유입을 차단하도록 설치되는 수분유입차단부재;를 더 포함할 수 있다.

그리고, 상기 재배액수용조는 바닥판, 측판 및 커버판을 갖는 구조의 용기로 형성될 수 있다.

상기 살균용 광원부는 상기 커버판에 설치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 천정광원모듈을 포함할 수 있다.

한편, 상기 부유체는 광투과성 판재에 의해 공간부를 갖도록 형성되되 상기 포그발생장치의 설치를 위한 포그발생장치설치부가 마련된 것을 특징으로 한다.

이때, 상기 살균용 광원부는 상기 부유체의 공간부에 삽입되어 하방을 향해 살균용 광을 조사하도록 배치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 하향광원모듈, 및 상기 부유체의 공간부에 삽입되어 상방을 향해 살균용 광을 조사하도록 배치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 상향광원모듈을 더 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 상기 부유체에 설치되는 에어펌프, 상기 에어펌프에 연결되는 호스, 상기 호스의 단부에 연결되는 기포발생부재를 포함하는 기포발생부가 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 의하면, 포그발생장치에 의해 식물재배액을 안개 형태로 분출함에 따라 살균용 광과의 접촉특성 향상으로 보다 효과적으로 살균작용을 수행할 수 있어서 식물을 보다 안전하고 청결하게 재배할 수 있고, 멸균 처리된 포그를 오염된 공기와 접촉시켜 공기의 정화작용을 수행할 수 있는 효과가 있다.

도1은 종래 공기정화식물과 광물필터를 이용한 친환경 공기정화시스템을 설명하기 위한 도면,
도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치를 나타낸 개략적인 구성도,
도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 요부를 확대한 구성도,
도4는 도2의 B부 확대 사시도,
도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 재배액수용조 부분를 설명하기 위한 분리사시도,
도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 부유체 및 포그발생장치를 설명하기 위한 분리사시도,
도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 부유체 및 포그발생장치를 설명하기 위한 단면도,
도8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 작용을 설명하기 위한 도면,
도8b는 도8a의 C부 확대도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2 내지 도8b에 의거하여 상세히 설명하되, 도2 내지 도8b에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호가 부여하여 설명하도록 한다.

한편, 각각의 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 상세한 설명은 간략히 하거나 생략한다. 또한, 본 발명이 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 특징을 갖는 것이므로 이와 관련된 부분들을 중심으로 도시 및 설명하고 나머지 부분에 대한 설명은 간략화하거나 생략하도록 한다.

도2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치를 나타낸 개략적인 구성도로서 측단면을 간략화하여 나타낸 단면도이다. 도3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 요부를 확대한 구성도로서 도2의 A부 확대도, 도4는 도2의 B부 확대 사시도이다. 도5는 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 재배액수용조 부분를 설명하기 위한 분리사시도, 도6은 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 부유체 및 포그발생장치를 설명하기 위한 분리사시도, 도7은 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 부유체 및 포그발생장치를 설명하기 위한 단면도이다.

도2 내지 도7을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 재배되는 식물 고유의 공기정화 및 가습능력을 이용하여 오염된 실내공기를 정화하는 과정에서 포그를 이용하여 정화효율을 보다 향상시킬 수 있도록 구성한 점에 특징이 있는 것으로서, 식물재배프레임(1a). 식물안착부재(1b), 식물재배용광원부(2), 흡입팬(3), 재배액수용조(4), 재배액공급부(5), 살균용 광원부(6), 부유체(7), 포그발생장치(8) 및 포그공급부(9)로 구성되어 있다.

식물재배프레임(1a)은 전술한 주요 구성요소들이 설치되는 구성요소로서 전면에 개구부가 형성된 함체로 형성되어 있다.

예컨대 식물재배프레임(1a)은 양쪽 측면에 배치되는 좌우 측판(미도시), 측판의 상부에 연결되는 상판(12), 측판의 하방에 배치되고 내부에 장치수용공간(134)이 마련되도록 구성된 하부박스부(13), 후면에 설치되는 후면판(14)으로 구성되어 있다.

하부박스부(13)는 장치수용공간(134)의 상부에 배치되고 낙하하는 재배액의 수집을 위한 오목한 홈 형태의 거터부(131b)가 형성된 박스상판(131), 장치수용공간(134)이 마련되도록 하부에 형성되는 박스하판(132), 박스상판(131)과 박스하판(132) 사이 둘레에 형성되는 박스측판(133)으로 구성되어 있다.

식물안착부재(1b)는 식물(p)이 수용, 식재되는 부분으로서 판상부재에 식물이 식재되는 다수의 식재홀(16)과 포그가 배출되는 포그홀(17)이 상하 및 좌우로 형성된 구조로 형성되어 있지만 이는 일 예를 간략화하여 도시한 것이며 특별한 제한 없이 다양한 형태로 구성할 수 있다. 그리고, 식물(p)은 다양한 형태로 식재될 수 있지만, 본 실시예에서는 도2에 도시된 바와 같이 화분(f)에 식재된 상태에서 식물안착부재(1b)의 식재홀(16)에 설치된 예를 도시하고 있다.

식물재배용광원부(2)는 식재된 식물에 광을 제공하도록 식물재배프레임(1a)에 설치되는 구성요소로서, 식물의 성장에 필요한 파장대의 광을 제공하는 램프모듈로 구성된다. 본 실시예에서는 띠형 인쇄회로기판에 다수의 발광다이오드가 배열된 LED모듈로 구성되어 상판(12) 및 측판의 내면에 설치될 수 있다.

흡입팬(3)은 공기를 흡입하기 위해 식물안착부재(1b)에 설치되는 팬으로서 실내의 오염된 공기를 식물재배프레임 내부로 흡인하는 것으로서 복수 개가 설치될 수 있다. 그리고 흡입팬(3)은 식물재배프레임(1b) 또는 식물안착부재(1b) 설치될 수 있다.

그리고 흡입팬(3)에는 유입 공기의 살균을 위한 유입공기살균광원모듈(32)이 구성되어 있다. 여기서, 유입공기살균광원모듈(32)은 후술되는 벤츄리관(91)에 설치되는 것으로 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 LED모듈로 구성된다.

한편, 본 발명에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 본 실시예에서 적용하지는 않았지만 흡입팬(3)에 의해 유입된 공기가 정화된 후 신속하게 배출되도록 하기 위해 식물재배프레임(1b)의 후면판(14)에 배기팬(미도시)이 설치될 수 있다.

재배액수용조(4)는 식물재배액이 수용되는 구성요소로서, 식물재배에 이용되는 물이나 양액과 같은 재배액을 적정량 보관할 수 있는 용량을 갖는다면 형태나 구조에 특별한 제한 없이 다양한 구조로 형성될 수 있다. 예컨대, 재배액수용조(4)는 바닥판(41a) 및 측판(41b)을 갖는 수용조몸체(41)와, 이 수용조몸체(41)의 상부에 결합되는 커버판(42)으로 이루어진 사각 용기 형태로 형성되어 있다. 그리고, 수용조몸체(41)에는 재배액의 공급 및 배출을 위해 개폐밸브(49)가 구비된 노즐이 설치되어 있다.

재배액공급부(5)는 재배액수용조(4)의 식물재배액을 펌핑하는 펌프(51), 식물재배액을 공급하는 공급라인(52), 재배액을 분출하는 분출노즐(53) 등으로 구성되어 있다.

살균용 광원부(6)는 재배액수용조(2)에 설치되고 살균용 광을 조사하는 광원으로서, 인쇄회로기판에 다수의 UVC 발광다이오드가 배열된 구조로 형성되되, 포그발생장치(8)에 의해 형성된 포그를 살균용 광을 조사하도록 구성된 점에 특징이 있다.

그리고, 살균용 광원부(6)는 100 내지 280nm 파장의 UVC 광을 방출하는 UVC LED로 구성될 수 있지만, 바람직하게는 268 내지 275nm 파장의 UVC 광을 방출하는 UVC LED로 구성되어 있다. 이때, UVC LED는 서로 간에 3cm의 간격으로 배치될 경우 살균 효율이 높은 것으로 측정되었다.

한편, 살균용 광원부(6)는 포그에 살균작용을 수행할 수 있도록 커버판(42)에 설치되는 천정광원모듈(61)로만 구성할 수 있지만, 본 실시예에서는 입체적인 살균이 가능하도록 구성된 점에 특징이 있다.

이를 위해 살균용 광원부(6)는 커버판(42)에 설치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 천정광원모듈(61), 부유체(7)의 공간부에 삽입되어 하방을 향해 살균용 광을 조사하도록 배치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 하향광원모듈(62), 및 부유체의 공간부에 삽입되어 상방을 향해 살균용 광을 조사하도록 배치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 상향광원모듈(63)를 포함한다.

부유체(7)는 재배액수용조(4)에 설치되는 부유수단으로서, 부력을 갖도록 내부에 중공부가 형성된 구조, 또는 스티로폼과 같은 부력을 갖는 소재로 다양하게 구성될 수 있지만 본 실시예에서는 부력을 발생하면서도 내부에 상향광원모듈(63) 및 하향광원모듈(62)이 내장되도록 구성한 점에 특징이 있다.

이를 위해 부유체(7)는 내부에 하향광원모듈(62) 및 상향광원모듈(63)이 내장을 위한 공간부가 마련되도록 판재에 의해 사각함체 형태로 형성된 부유체몸체(71)와, 이 부유체몸체의 상부에 결합되는 부유체커버(72)로 구성되어 있다. 그리고 부유체(7)는 중앙에 포그발생장치(8)가 설치되도록 포그발생장치설치부(73)가 형성되어 있다. 그리고, 부유체몸체(71) 및 부유체커버(72)는 살균용 광의 확산을 위해 광투과성 판재로 형성된다.

상기한 포그발생장치설치부(73)는 포그발생장치(8)의 진동부(81)가 끼워지는 홀을 형성하는 방식으로 단순하게 구성할 수 있지만, 부유체(7)의 공간부에 하향광원모듈(62) 및 상향광원모듈(63)이 내장되므로 수밀성을 갖도록 구성되는 것이 바람직하다. 이를 위해, 포그발생장치설치부(73)는 공간부 내부로 수분의 유입이 방지되도록 부유체몸체(71)의 중앙에 상방 돌출되는 보스(73a)와, 이 보스(73a)이 삽입되도록 부유체커버(72)에 천공되는 보스홀(73b)에 의해 형성된다.

포그발생장치(8)는 부유체(7)에 설치되고 살균용 광원부(6)로부터 조사되는 살균용 광에 노출되도록 포그를 발생시키는 구성요소로서 초음파가습모듈로 구성된다. 초음파가습모듈은 초음파 진동을 이용하여 포그를 발생하는 진동부(81)와, 이 진동부(81)를 제어하는 회로 등이 실장된 가습모듈용 인쇄회로기판(82)으로 구성된 것으로서 가습기와 같은 소형 가전제품에 널리 이용되는 것을 선택하여 적용하는 것이므로 세부 구조에 대한 설명은 생략한다.

그리고 진동부(81)는 대략 동전 형태로 형성된 것으로 부유체(7)의 포그발생장치설치부(73)에 삽입하는 방식으로 설치하고, 가습모듈용 인쇄회로기판(62)는 부유체커버(82)의 상면 또는 부유체몸체(81)의 내부에 고정하는 방식으로 설치한다. 그리고, 가습모듈용 인쇄회로기판(82)은 수분으로부터 보호하기 위해 그 외부에 수밀코팅층이 형성되거나 별도의 수밀커버부재가 결합되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 방식 살균장치를 갖춘 식물재배장치는 살균용 광원부(6)에 의한 효과적인 살균 작용을 위해 재배액수용조(4)에 수용된 식물재배액에 기포를 형성하는 기포발생부(85)가 구성되어 있다.

기포발생부(85)는 부유체(5)에 설치되는 에어펌프(851), 에어펌프(851)에 연결되는 호스(852) 및 호스의 단부에 연결되는 기포발생부재(853)로 구성되어 있다.

에어펌프(851)는 공기를 압축하여 호스로 공급하는 장치로서 수족관 등에 설치되는 공지의 에어펌프를 선택하여 적용할 수 있으므로 그 세부 구조에 대한 설명은 생략한다. 기포발생부재(853)는 호스(852)를 통해 공급되는 공기를 다수의 공기방울로 분출되도록 하는 구성으로서, 선박의 앵커와 유사하게 부유체(7)가 유동되지 않도록 하는 기능을 수행하도록 비중이 큰 중량체로 형성되는 바람직하다.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 방식 살균장치를 갖춘 식물재배장치는 포그발생장치(8)에 의해 생성된 포그를 응축하기 위한 냉각장치가 구성될 수 있다. 예컨대 냉각장치는 식물재배액의 수면과 닿지 않으면서 냉기를 방출할 수 있도록 수용조몸체(41)의 측판(41b)이나 커버판(42)의 저면에 열전소자(미도시)를 설치하는 방식으로 구성할 수 있다.

아울러, 본 발명의 일 실시예에 따른 포그 방식 살균장치를 갖춘 식물재배장치는 첨부 도면에 도시하지 않았으나 기밀을 유지하기 위한 가스켓이나 패킹과 같은 기밀부재가 설치된다. 예컨대 기밀부재는 수용조몸체(41)와 커버판(42)의 접속부위, 부유체몸체(71)와 부유체커버(72)의 접속부위, 및 보스(73a)와 보스홀(73b) 사이에 설치될 수 있다.

한편, 포그공급부(9)는 포그발생장치(8)로부터 발생된 포그를 식물재배프레임(1a)의 내부 공간을 향해 공급하는 구성요소로서, 벤츄리관(91), 포그분배관(92) 및 수분유입차단부재(93)가 구비되어 있다.

벤츄리관(91)은 주지된 바와 같이 내경이 큰 대경부 사이에 내경이 작은 협관부가 형성된 것으로서, 일측 대경부(911)가 흡입팬(3)측과 연결되고 타측 대경부가 포그분배관(92)과 연결되며 협관부(912)에 재배액수용조(4)와 연결되는 포그인출관(913)이 접속되는 구조로 구성되어 있다.

포그분배관(92)은 벤츄리관(91)의 타측에 연결되는 파이프 형상의 부재로서 일정한 간격으로 포그가 배출되는 복수의 포그분출공(922)이 형성되어 있다.

수분유입차단부재(93)는 재배액공급부(5)의 분출노즐(53)로부터 유출되는 물이 포그분출공(922)으로의 유입을 차단하기 위한 부재로서, 포그분출공(922)의 상측에 갓 형태로 형성되어 있다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 작용을 간략하게 설명한다.

첨부도면, 도8a는 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 작용을 설명하기 위한 도면이고, 도8b는 도8a의 C부 확대도이다.

먼저, 식물재배프레임(1)에 식물재배용광원부(2), 흡입팬(3), 재배액수용조(4), 재배액공급부(5), 살균용 광원부(6), 부유체(7), 포그발생장치(8) 및 포그공급부(9)를 조립하여 식물재배식 공기정화장치를 완성한 후 주거공간이나 사무공간의 희망하는 위치에 배치한 다음 식물안착부재(1b)에 관상용 식물 등을 식재한다.

이러한 상태에서 입력버튼과 같은 입력부(미도시)를 조작하여 제어부(미도시)의 제어하에 정해진 시간이나 간격으로 식물재배용광원부(2) 및 살균용 광원부(6)가 점등 되도록 하고, 펌프(51)가 구동 되도록 설정하게 되면 자동적으로 물이 공급되면서 식물을 성장, 재배할 수 있다.

예컨대, 펌프(51)가 구동되면 재배액수용조(2)의 재배액을 흡입하여 공급라인(52)을 통해 압송된 후 분출노즐(53)을 통해 식물을 향해 공급되고, 식물재배용광원부(2)를 구성하는 LED모듈로부터 식물의 광합성에 필요한 광선을 조사하게 되므로 식물은 실내에서도 안정적으로 성장할 수 있게 된다. 그리고 식물로 공급되는 재배액은 살균용 광원부(6), 포그발생장치(8) 및 기포발생부(85)의 작동에 의해 살균된 후 공급되므로 식물을 보다 안정적으로 재배할 수 있다.

보다 구체적으로 설명하면 포그발생장치(8)의 작동으로 진동부(81)의 초음파 진동에 따라 식물재배액이 포그 형태로 변환된 후 보스(83a)를 통해 상방으로 분출된다. 이때 포그의 물입자의 크기는 5㎛ ~ 20㎛ 정도로서 통상 드라이 포그(Dry fog)라고 호칭한다.

이와 같이 분출되는 포그는 천정광원모듈(61)의 UV LED로부터 조사되는 살균용 광에 의해 유해 미생물 등이 살균 처리된다. 이때 UV LED로부터 조사되는 살균용 광은 종래와 같이 현탁액인 식물재배액에 직접 조사되는 것이 아니라 드라이 포그 형태로 변환된 물 입자에 조사되므로 살균용 광과의 접촉 특성이 향상되어 안정적인 살균이 이루어지게 된다. 특히, 드라이 포그로 입사되는 살균용 광은 표면에 굴절되면서 복잡하게 산란되므로 보다 효과적인 살균작용을 수행한다.

그리고, 부유체(7)는 내부에 상향광원모듈(63)이 구비되어 상방으로 살균용 광을 조사하여 포그에 살균 작용을 수행하므로 천정광원모듈(61)로부터 조사되는 하방향 살균용 광과 함께 입체적으로 살균 작용을 수행한다.

이와 더불어 부유체(7)는 내부에 하향광원모듈(62)이 구비되어 하방으로 살균용 광을 조사하게 되는데, 이때 에어펌프(851)의 작동으로 기포발생부재(853)로부터 분출되는 공기방울에 살균용 광이 조사되는 것이므로 살균 효율을 향상시킬 수 있다.

전술한 바와 같이 살균된 재배액은 펌프(51)의 펌핑동작에 따라 공급라인(52)을 경유한 후 분출노즐(53)을 통해 식물로 제공되어 낙하한 후 재배액수용조(4)로 유입된다.

특히 본 발명의 제1 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치는 재배되는 식물 고유의 공기정화 및 가습능력을 이용하여 오염된 실내공기를 정화하는 과정에서 포그를 이용하여 정화효율을 보다 향상시킬 수 있는 바 이에 대해 구체적으로 설명한다.

도8b에 도시된 바와 같이 포그발생장치(8)의 작동으로 재배액수용조(4)의 내부에 살균된 포그가 채워진 상태에서 흡입팬(3)의 작동으로 외부 공기가 벤츄리관(91)을 통해 유입되면 주지된 벤츄리관의 유체역학적 작용에 따라 포그인출관(913)을 통해 포그가 협관부(912)로 흡인된 후 포그분배관(92)으로 이송된다.

포그분배관(92)으로 이동되는 포그는 복수의 포그분출공(922)을 통해 유출된 후 1차적으로 재배되는 식물의 살균과 수분공급 기능을 수행한 후 실내로 공급되어 가습작용을 수행한다. 그리고, 살균된 포그는 포그분배관(92)을 통해 외부 공기와 이동하는 과정에서 외부 공기에 포함된 이물질을 흡착하고 유해 미생물의 살균작용을 수행하므로 실내공기의 정화효과를 더욱 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치의 구성 및 동작에 대해서 설명하였으나, 이는 예시적인 것으로서 본 기술분야에 통상의 지식을 가진자는 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 전술한 실시예의 일부를 치환 및 변형하는 것이 가능함을 이해할 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 보호범위는 특허청구범위에 기재된 발명 및 그 균등물에 미치는 것으로 이해되어야 할 것이다.

1a:식물재배프레임
1b:식물안착부재
2:식물재배용광원부
3:흡입팬
4:재배액수용조
5:재배액공급부
6:살균용 광원부
7:부유체
8:포그발생장치
9:포그공급부

Claims

포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치에 있어서,
개구부가 형성된 식물재배프레임;
식물이 식재되도록 상기 식물재배프레임에 설치되는 식물안착부재;
공기를 흡입하기 위해 상기 식물재배프레임 또는 식물안착부재에 설치되는 흡입팬;
식물재배액이 수용되는 재배액수용조;
상기 재배액수용조에 설치되어 살균용 광을 조사하는 살균용 광원부;
상기 재배액수용조에 설치되는 부유체;
상기 부유체에 설치되고 상기 살균용 광원부로부터 조사되는 살균용 광에 노출되도록 포그를 발생시키는 포그발생장치; 및
상기 포그발생장치로부터 발생된 포그를 상기 식물재배프레임을 향해 공급하는 포그공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제1항에 있어서,
식재된 식물에 광을 제공하도록 상기 식물재배프레임에 설치되는 식물재배용광원부; 및
상기 재배액수용조의 식물재배액을 펌핑하는 펌프, 및 식물재배액의 공급을 위한 공급라인을 포함하는 재배액공급부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제2항에 있어서,
상기 흡입팬에 의해 유입되는 유입공기에 살균을 위해 설치되고 다수의 UV LED가 배열된 유입공기살균광원모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제3항에 있어서,
상기 포그공급부는, 일측 대경부가 상기 흡입팬에 연결되고, 협관부에 접속되어 상기 재배액수용조와 연결되는 포그인출관을 구비한 벤츄리관을 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제4항에 있어서,
상기 포그공급부는,
상기 벤츄리관의 타측 대경부에 연결되고 복수의 포그분출공이 형성된 포그분배관; 및
상기 포그분출공으로 수분의 유입을 차단하도록 설치되는 수분유입차단부재;를 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 재배액수용조는 바닥판, 측판 및 커버판을 갖는 구조의 용기로 형성되고,
상기 살균용 광원부는 상기 커버판에 설치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 천정광원모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제6항에 있어서,
상기 부유체는 광투과성 판재에 의해 공간부를 갖도록 형성되되 상기 포그발생장치의 설치를 위한 포그발생장치설치부가 마련되고,
상기 살균용 광원부는 상기 부유체의 공간부에 삽입되어 하방을 향해 살균용 광을 조사하도록 배치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 하향광원모듈, 및 상기 부유체의 공간부에 삽입되어 상방을 향해 살균용 광을 조사하도록 배치되고 인쇄회로기판에 다수의 UV LED가 배열된 상향광원모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.
제6항에 있어서,
상기 부유체에 설치되는 에어펌프, 상기 에어펌프에 연결되는 호스, 상기 호스의 단부에 연결되는 기포발생부재를 포함하는 기포발생부가 구비된 것을 특징으로 하는 포그를 이용한 식물재배식 공기정화장치.