KR20220151318A - 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛 - Google Patents

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이승묵
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이승묵
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Abstract

본 발명은 헤파필터에 잔존하는 바이러스 및 세균을 사멸시킬 수 있으며 비교적 적은 개수의 UV-C LED로도 균일한 살균성능을 확보할 수 있는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛을 개시한다. 본 발명은 원통형의 헤파필터가 구비된 공기청정기의 자외선 살균유닛으로서, 상기 헤파필터의 내부에 장착되고 공기청정기 본체에 설치된 회전구동모터에 의해 상기 해파필터의 내주면을 따라 회전하면서 UV-C를 조사하는 회전형 자외선 조사모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.

Description

헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛{Rotary UV sterilization unit for HEPA filter}
본 발명은 자외선 살균유닛에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛에 관한 것이다.
일반적으로, 공기청정기는 공기 중에 포함되어 있는 미세먼지 등으로 오염된 공기를 송풍팬으로 흡입하여 필터에 의해 먼지나 세균류를 집진하고 포집하거나 악취를 탈취하여 실내에 제공하는 기기이다.
한편 공기조화기는 실외측의 신선한 실외공기와 실내측의 다량의 이산화탄소를 함유한 오염된 실내공기를 교환하여 실내의 공기가 쾌적한 상태가 유지될 수 있도록 하는 기기이다. 이러한 종래의 공기조화기는 에너지효율을 높이기 위한 열교환소자가 구비되어 있으며, 유입되는 실외공기 중에 포함되어 있는 미세먼지나 세균류를 집진하고 포집하거나 악취를 탈취하기 위한 프리필터 및 헤파필터 등으로 이루어진 필터들이 구비되어 있다.
도 1은 종래의 공기청정기의 개략적인 구성도로서, 도 1과 같이 종래의 공기청정기는, 몸체(1), 송풍팬(2), 각종 필터(3,4), 및 제어부(5)를 포함한다.
상기한 구성에 있어서 청정기 몸체(1)에는 공기가 유입되는 유입구(1a)가 형성되고, 유입구(1a)로 유입된 유입공기가 이동하는 공기유로(1b)가 형성된다.
또한 청정기 몸체(1)에는 유입구(1a)의 타측으로 공기유로(1b)에 연통하는 배출구(1c)가 구비된다. 송풍팬(2)은 공기유로(1b) 상에 구비되어 공기를 흡입하여 배출한다. 각종 필터로는 유입구(1a) 측에 구비되어 미세먼지 등을 제거하도록 하는 프리필터(3) 및 헤파필터(4)가 설치된다. 제어부(5)는 공기의 오염상태 등을 감지하여 송풍팬(2)의 동작 등을 제어하는 기능을 한다.
최근 들어 공기청정기는 소비자 취향 등으로 다양한 기술(기능)을 가지는 공기청정기가 개시되어 있다. 예를 들어, 실외공기와 실내공기를 순환시켜 쾌적한 실내가 유지되도록 하기 위해 다양한 필터장치 및 열교환소자 등이 구비된다.
한편 종래에는 공기에 포함된 병원체(바이러스)를 살균할 목적으로 자외선(UV)을 이용한 UV 살균장치가 개발되어 사용되고 있다. 한편 UV 살균장치에 이용되는 자외선(UV)은 아래의 표과 같이 파장의 길이에 따라 분류되며, 이러한 자외선들은 그 효과도 서로 상이하다. 즉, UV-A는 320~400nm의 파장범위를 가지며, 주로 광화학 반응, 특수조명 등에 광범위하게 사용된다. 다음으로 UV-B는 280~320nm의 파장범위를 가지며, 주로 의료용이나 경화용 또는 검사장비 등에 사용된다. 한편 UV-C는 100~280nm의 파장범위를 가지며, 주로 살균, 탈취 등에 사용된다.
그러나 공기청정기 내에 UV형 살균장치가 적용되어 사용될 경우 UV-C 엘이디에서 조사되는 빛에 노출되어 피해를 입지 않도록 주의가 요구된다.
또한, 종래의 공기조화기 및 공기청정기의 경우, 이러한 UV-C를 통해 멸균 및 항바이러스 기능이 구비되어 있다. 그러나 종래의 장치에는 헤파 필터(Hepa Filter)에 걸러지는 세균/바이러스를 제거하기 위한 구성을 포함하고 있지 않다.
즉, 종래의 공기조화기 및 공기청정기의 경우, 통상적으로 내부에 장착된 헤파 필터에 의해 각종 바이러스 및 세균의 약70% 정도가 걸러지지만, 헤파 필터에 걸러진 세균/바이러스는 헤파 필터에 자연적으로 사멸되기까지 일정기간 동안 잔존하는 문제가 제기되었다.
또한 공기청정기나 공기조화기에 적용된 종래의 UV-C 엘이디는 개별 부품의 단가가 높아서 살균효율의 향상을 위해 사용개수를 늘리는 경우 공기청정기의 제조단가가 높아지는 문제가 제기되었다.
<선행문헌 > : 대한민국 공개특허 제10-2018-0065164호(공개일:2018. 06.18)
본 발명은 위와 같은 문제점을 해소하기 위해 창안된 것으로서, 헤파필터에 잔존하는 바이러스 및 세균을 사멸시킬 수 있으며, 비교적 적은 개수의 UV-C 엘이디로도 균일한 살균성능을 확보할 수 있는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛을 제공하는 것을 목적으로 한다.
위와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일실시 형태에 따르면, 원통형의 헤파필터가 구비된 공기청정기의 자외선 살균유닛으로서, 상기 헤파필터의 내부에 장착되고 공기청정기 본체에 설치된 회전구동모터에 의해 상기 해파필터의 내주면을 따라 회전하면서 UV-C를 조사하는 회전형 자외선 조사모듈을 포함하여 이루어진 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛이 제공된다.
상기 회전형 자외선 조사모듈은, 상부와 하부에 각각 배치된 한쌍의 환형 프레임과, 상기 환형 프레임 사이에 수직방향으로 배치된 다수의 UV-C 엘이디바(led bar)를 포함하여 이루어진 것일 수 있다.
상기 회전형 자외선 조사모듈은, 상기 회전구동모터에 연결되어 회전하는 회전 샤프트, 상기 회전 샤프트에 장착된 설치 브라켓, 상기 설치 브라켓에 연결되어 하부측으로 세워지게 설치된 설치 플레이트, 상기 설치 플레이트에 장착된 다수의 엘이디바 부재, 및 상기 엘이디바 부재의 말단들이 각각 연결되고 상기 회전샤프트의 말단에 연결된 회전판을 포함하여 이루어진 것일 수 있다.
상기 원통형의 헤파필터는 은나노 코팅된 항바이러스 필터이며, 상기 설치 플레이트의 표면은 반사재질로 이루어진 것일 수 있다.
상기 회전형 자외선 조사모듈은, 외주면에 다수의 UV-C 엘이디바가 장착된 회전형 원통부일 수 있다.
본 발명에 따르면, 회전형 자외선 조사모듈을 통해 비교적 적은 수의 LED바를 통해서도 균일하면서 효율적인 자외선 조사가 가능하고, 헤파필터에 잔존하는 세균이나 바이러스를 사멸시킬 수 있어 공기청정 성능을 대폭 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 공기청정기의 개략적인 구성도,
도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 공기 청정기의 구성을 보여주는 상태도,
도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛의 구성도,
도 4는 본 발명의 제2 실시예에 따른 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛의 구성도,
도 5는 본 발명에 따른 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛의 회전형 자외선 조사모듈의 사시도,
도 6은 본 발명의 제3 실시예에 따른 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛의 구성도, 및
도 7은 본 발명에 따른 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛의 회전형 자외선 조사모듈의 횡단면 구성도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 더욱 상세하게 설명한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정하여 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 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. 또한, 사용되는 기술 용어 및 과학 용어에 있어서 다른 정의가 없다면, 이 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 통상적으로 이해하고 있는 의미를 갖는다. 하기의 설명 및 첨부 도면에서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 설명은 생략한다. 첨부된 도면들은 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 예로서 제공되는 것이다. 따라서, 본 발명은 이하 제시되는 도면들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 또한, 명세서 전반에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 동일한 구성요소들을 나타낸다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 한 어느 곳에서든지 동일한 부호들로 나타내고 있음에 유의해야 한다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛은 통상의 공기청정기에 적용될 수 있다. 구체적으로 공기청정기는 공기청정기 본체(100)의 내부에 원통형의 헤파필터(20)가 구비된다. 또한 공기청정기 본체(100)의 내부에는 프리필터(10)와 카본필터(30)와 같이 다양한 종래의 필터들이 적용될 수 있다.
여기서 각종 필터들은 종래의 공기 청정기나 공기조화기에 적용되는 공기정화용 필터들이다. 예를 들어 프리필터(10)는 털, 보푸라기, 머리카락, 큰 먼지 등을 먼저 걸러주는 필터로서, 원통형의 헤파필터(20)를 보호하는 기능을 한다. 또한 헤파필터(20)는 미세한 입자를 대부분 걸러낼 수 있는 고성능 필터로서, 공기 중에 있는 약0.3㎛ 크기 입자를 99.97% 이상 필터링할 수 있는 필터이다. 본 실시예에서헤파필터(20)는 원통형상으로 제공된다. 카본필터(30)는 각종 냄새를 제거하기 위한 탈취용 필터이다.
한편 본 실시예에서는 원통형의 공기청정기 본체(100)가 제공되는데, 공기청정기 본체(100)에는 케이싱(115)의 상단에는 정화된 공기가 토출되는 취출구(120h)가 형성되고, 케이싱(115)의 측면에는 다수의 통공으로 이루어져 오염된 공기가 흡입되는 흡입구(130h)가 형성된다.
도 3을 참조하면, 본 실시예에서는 서로 일정간격으로 배치된 환형 프레임(110,110')이 제공된다. 구체적으로 환형 프레임(110,110')의 사이에는 다수의 UV-C 엘이디바(120; LED bar)가 수직방향으로 세워진 상태로 설치된다. 이때 바람직하게는 다수의 UV-C 엘이디바(120)는 3개가 삼각으로 배치될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니고 다양하게 변형하여 구성할 수도 있다.
이와 같이 구성된 회전형 자외선 조사 모듈은 환형 프레임(110)의 중앙에 중앙 중공부(H1)가 형성되고 측면에는 측면 중공부(H2)가 형성된 구성으로 제공된다. 이 자외선 조사 모듈은 원통형의 헤파필터(20)의 중공영역(H3)에 설치되고, 회전형 자외선 조사 모듈이 회전됨으로써 다수의 UV-C 엘이디바(120) 원통형의 헤파필터(20)의 내측면을 따라 회전하면서 자외선을 조사하게 된다. 이를 통해 헤파필터에 잔존하는 세균 및 바이러스를 사멸시키게 된다.
도 4를 참조하면, 보다 구체적으로 회전형 자외선 조사 모듈(300)은 공기 청정기 본체(200)의 내부에 마련된 회전 구동모터(210)에 의해 자동으로 회전하도록 설치될 수 있다.
즉 공기청정기 본체(200)의 내부 중앙에는 회전구동 모터(210)가 설치되고, 회전구동 모터(210)에는 회전형 자외선 조사모듈(300)의 회전샤프트(320)가 연결되어 회전된다. 여기서 회전형 자외선 조사모듈(300)의 편심회전을 방지하도록 공기청정기 본체(200)의 바닥면에는 회전 연동판(220)이 마련된다.
한편 회전형 자외선 조사모듈(300)은 중앙의 회전 샤프트(320)의 외주면에 설치 브라켓(350)이 장착된다. 또한 설치 브라켓(350)에는 다수의 UV-C 엘이디바(330a,330b)가 수직방향으로 세워지게 설치되고, UV-C 엘이디바(330a,330b)의 말단에는 회전판(310)이 장착된다. 여기서 회전판(310)은 공기청정기 본체(200)의 회전 연동판(220)에 결합되어 회전 구동모터(210)가 회전 샤프트(320)를 회전시키면 회전판(310)이 회전 연동판(220)에서 회전됨으로써 편심회전을 방지할 수 있다.
이와 같이 회전형 자외선 조사모듈(300)은 회전 구동모터(210)에 의해 회전하면서 공기청정기 본체(200)의 내부에 장착된 원통형의 헤파필터(20)의 내측면을 따라 자외선 조사(UV-C 조사)가 이루어지게 되고, 이를 통해 원통형의 헤파필터(20)에 잔존하는 세균 및 바이러스를 사멸시킨다.
도 5 및 도 7을 참조하면, 회전형 자외선 조사모듈(300)의 설치 브라켓(350)은 회전 샤프트(320)의 외주면에 삽입 장착된 원형의 장착부(353)와 이 장착부(353)의 외주면에서 직선으로 연장된 4개의 연결부(352), 상기 연결부(352)의 선단에 각각 형성된 날개부(351)를 포함하여 이루어진다. 여기서 날개부(351)는 평면상에서 원호형상을 이루도록 구성된다.
또한 날개부(351)와 회전판(310)의 사이에는 4개의 설치 플레이트(360)가 배치되고, 이 설치 플레이트(360)에는 엘이디바 부재(331,332)가 각각 수직방향으로 세워지게 설치된다.
여기서 설치 플레이트(360)는 중앙으로 갈수록 내측으로 오목한 형상의 플레이트가 적용되며, 표면의 재질은 빛반사가 가능한 재질(예를들어 금속코팅)로 반사코팅된다. 이는 원통형의 헤파필터(20)가 은나노 코팅된 은(Ag) 항바이러스 필터가 적용된 경우에 살균효과를 향상시키기 위함이다. 즉 자외선 조사(UV-C 조사)시 은나노 코팅면에 난반사된 자외선이 설치 플레이트(360)의 반사면에 다시 반사되어 헤파필터에 대한 UV-C의 조사범위 및 효율을 대폭 향상시킬 수 있다.
도 6을 참조하면, 회전형 자외선 조사모듈의 다른 예로서, 회전형 원통부(110)의 외측에 3개의 엘이디바(120a,120b,120c)가 삼각으로 배치된 구성으로 적용될 수 있다. 이러한 구성에서는 원통형의 헤파필터(20)가 구동모터에 의해 회전하도록 구성하여 앞서 설명한 작용 및 효과를 그대로 재현할 수도 있다.
이와 같이, 본 발명은 회전형 자외선 조사모듈을 통해 비교적 적은 수의 LED바를 통해서도 균일하면서 효율적인 자외선 조사가 가능하고, 헤파필터에 잔존하는 세균이나 바이러스를 사멸시킬 수 있어 공기청정 성능을 대폭향상시킬 수 있다.
이상에서는 본 발명을 특정의 실시예에 대해서 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 얼마든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있을 것이다.
10: 프리필터
20: 원통형의 헤파필터
30: 카본필터
100: 공기청정기 본체
110: 환형 프레임
120: UV-C 엘이디바
115: 케이싱
120h: 취출구
130h: 흡입구
200: 공기청정기 본체
210: 회전구동 모터
220: 회전 연동판
300: 회전형 자외선 조사모듈
310: 회전판
320: 회전 샤프트
330a,330b: UV-C 엘이디바
331,332: 엘이디바 부재
350: 설치 브라켓
351: 날개부
352: 연결부
353: 장착부
360: 설치 플레이트

Claims (5)

  1. 원통형의 헤파필터가 구비된 공기청정기의 자외선 살균유닛으로서,
    상기 헤파필터의 내부에 장착되고, 공기청정기 본체에 설치된 회전구동모터에 의해 상기 해파필터의 내주면을 따라 회전하면서 UV-C를 조사하는 회전형 자외선 조사모듈을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 회전형 자외선 조사모듈은,
    상부와 하부에 각각 배치된 한 쌍의 환형 프레임, 및
    상기 환형 프레임 사이에 수직방향으로 배치된 다수의 UV-C 엘이디바(led bar)를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 회전형 자외선 조사모듈은,
    상기 회전구동모터에 연결되어 회전하는 회전 샤프트,
    상기 회전 샤프트에 장착된 설치 브라켓,
    상기 설치 브라켓에 연결되어 하부측으로 세워지게 설치된 다수의 설치 플레이트,
    상기 설치 플레이트에 각각 장착된 엘이디바 부재, 및
    상기 엘이디바 부재의 말단들이 각각 연결되고 상기 회전샤프트의 말단에 연결된 회전판을 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 원통형의 헤파필터는 은나노 코팅된 항바이러스 필터이며,
    상기 설치 플레이트의 표면은 반사재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 회전형 자외선 조사모듈은,
    외주면에 다수의 UV-C 엘이디바가 장착된 회전형 원통부인 것을 특징으로 하는 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛.
KR1020210058408A 2021-05-06 2021-05-06 헤파필터용 회전형 자외선 살균유닛 KR20220151318A (ko)

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