KR20230013517A - 계단식 uv 램프 및 구리 섬유 필터를 활용한 공기 살균 청정기 - Google Patents
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Abstract
공기 살균 청정기에 관해 개시되어 있다. 개시된 공기 살균 청정기는 물이 담겨지는 수조, 상기 수조에 담겨진 물을 전기분해수(electrolyzed water)로 변환하는 전기분해수 생성기, 상기 전기분해수 생성기에 의해 생성된 전기분해수로 적셔진 상태로 공기를 정화하도록 배치된 제1 필터 부재, 상기 수조 내부 영역에 배치되어 외부에서 유입된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제1 UVC 공기살균부재, 상기 제1 필터 부재가 배치된 영역에 배치되어 외부에서 유입된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제2 UVC 공기살균부재, 상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제3 UVC 공기살균부재, 및 상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 공기에 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생유닛을 포함할 수 있다.
Description
아래 실시예들은 공기 정화 기기/장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 계단식 UV 램프 및 구리 섬유 필터를 활용하여 공기를 살균 및 정화하기 위한 공기 살균 청정기에 관한 것이다.
세계적으로 급속한 산업화 및 도시화 등의 이유로 대기 오염의 문제가 심화되고 있다. 미세 먼지, 스모그, 황사 등은 실외뿐 아니라 실내의 공기를 오염시키고 사람들의 건강을 위협하는 심각한 문제로 대두되고 있다. 세계보건기구(WHO)의 자료에 따르면, 전 세계에서 한 해 약 200만명이 실내 공기오염으로 인해 조기 사망에 이르고 있다고 보고한 바 있다. 이에 따라 오염된 공기를 정화하기 위한 다양한 노력이 이루어지고 있고, 공기 청정 기기에 대한 수요 및 관심도 크게 증가하고 있다.
더욱이, 감염병 확산 등의 영향으로 공기 중 바이러스/세균을 제거해야 할 필요성이 크게 증가하고 있다. 이와 관련해서, 기존의 공기 살균기는 주로 이온 방식에 의한 살균 메커니즘을 채택하고 있는데, 이온 방식은 수천 볼트의 고전압 전기를 이용해서 전극에 플라즈마를 발생시켜 바이러스와 세균을 살균하는 방식이다. 그런데, 이러한 이온 방식에서는 인체에 유해한 오존(O3)이 발생하는 단점이 있다.
또한, 기존의 공기 청정기 제품들은 미세 먼지 포집을 위한 에어 필터 방식을 주로 채택하고 있으며, 경우에 따라서는, 이온 방식으로 유해균을 제거하는 기능까지 탑재한 경우도 있다. 그러나, 기존의 공기 청정기들의 기능은 먼지 필터링 기능 및 제균 기능 정도에 그치는 경우가 대부분이고, 필터 교체로 인한 번거로움 및 오존 발생의 단점을 가지며, 습도 조절이나 그 밖에 다양한 공기 케어 기능을 제공하지 못하는 한계가 있다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공기 청정 및 바이러스/세균 제거 기능 뿐만 아니라 습도 조절(자연 가습), 음이온 발생, 산소 발생 등 다양한 공기 케어 기능을 수행할 수 있고, 오존 발생 문제가 없으며, 필터 교체의 번거로움 등 기존 기기의 단점들을 실질적으로 해소 또는 최소화할 수 있는 공기 살균 청정기를 제공하는데 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제에 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 실시예들에 따르면, 공기를 살균 및 정화하기 위한 공기 살균 청정기는 물이 담겨지는 수조; 상기 수조에 담겨진 물을 전기분해수(electrolyzed water)로 변환하는 전기분해수 생성기; 상기 전기분해수 생성기에 의해 생성된 전기분해수로 적셔진 상태로 공기를 정화하도록 배치된 제1 필터 부재; 상기 수조 내부 영역에 배치되어 외부에서 유입된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제1 UVC 공기살균부재; 상기 제1 필터 부재가 배치된 영역에 배치되어 외부에서 유입된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제2 UVC 공기살균부재; 상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제3 UVC 공기살균부재; 및 상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 공기에 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생유닛을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 상기 제1 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광의 파장은 상기 제2 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광에 비해 파장이 짧게 설정되고, 상기 제3 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광은 상기 제2 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광에 비해 파장이 길게 설정될 수 있다.
일 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 상기 제3 UVC 공기살균부재를 통해 살균된 공기를 배출하는 공기 배출부; 및 상기 공기 배출부 또는 그와 인접한 영역에 배치되는 제2 필터 부재를 더 포함하고, 상기 제2 필터 부재는 상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 후 상기 제3 UVC 공기살균부재에 의해 살균된 공기를 필터링할 수 있다.
일 실시예에 따른 상기 제2 필터 부재는 구리 이온이 결합된 고분자 섬유로 구성될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따르면, 공기 청정 및 바이러스/세균 제거 기능 뿐만 아니라 습도 조절(자연 가습), 음이온 발생, 산소 발생 등 다양한 공기 케어 기능을 수행할 수 있고, 오존 발생 문제가 없으며, 필터 교체의 번거로움 등 기존 기기의 단점들을 실질적으로 해소 또는 최소화할 수 있는 공기 살균 청정기를 구현할 수 있다.
특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전기분해수(electrolyzed water)를 적용한 필터를 이용하고, 1차 필터링된 공기를 UVC(자외선 C) 광으로 살균하는 UVC 공기살균부재를 이용하며, 아울러, 음이온 발생, 산소 발생, 자연 기화 가습 등 다양한 옵션 기능을 적용함으로써, 기존 공기 청정기들의 단점들 및 기능적인 한계점들을 극복할 수 있는 새로운 타입의 공기 살균 청정기를 구현할 수 있다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기가 UVC 공기살균부재를 활용하여 살균을 진행하는 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기에 적용될 수 있는 물의 전해환원과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기에 적용될 수 있는 UVC(자외선 C) 광의 파장 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 자연 가습 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 내부 구조를 보다 구체적으로 보여주는 사시도(분해사시도)이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 전체적인 형태를 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 배면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 제1 측면(좌측면)을 보여주는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 제2 측면(우측면)을 보여주는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 상면을 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 하면을 보여주는 평면도이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기가 UVC 공기살균부재를 활용하여 살균을 진행하는 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기에 적용될 수 있는 물의 전해환원과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기에 적용될 수 있는 UVC(자외선 C) 광의 파장 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 자연 가습 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 내부 구조를 보다 구체적으로 보여주는 사시도(분해사시도)이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 전체적인 형태를 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 배면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 제1 측면(좌측면)을 보여주는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 제2 측면(우측면)을 보여주는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 상면을 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 하면을 보여주는 평면도이다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.
이하에서 설명할 본 발명의 실시예들은 당해 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 명확하게 설명하기 위하여 제공되는 것이고, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 의해 한정되는 것은 아니며, 하기 실시예는 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 특정 실시예를 설명하기 위하여 사용되며, 본 발명을 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서에서 사용되는 단수 형태의 용어는 문맥상 다른 경우를 분명히 지적하는 것이 아니라면, 복수의 형태를 포함할 수 있다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprise)" 및/또는 "포함하는(comprising)"이라는 용어는 언급한 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재를 특정하는 것이며, 하나 이상의 다른 형상, 단계, 숫자, 동작, 부재, 요소 및/또는 이들 그룹의 존재 또는 부가를 배제하는 것이 아니다. 또한, 본 명세서에서 사용된 "연결"이라는 용어는 어떤 부재들이 직접적으로 연결된 것을 의미할 뿐만 아니라, 부재들 사이에 다른 부재가 더 개재되어 간접적으로 연결된 것까지 포함하는 개념이다.
아울러, 본원 명세서에서 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다. 본 명세서에서 사용된 용어 "및/또는"은 해당 열거된 항목 중 어느 하나 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또한, 본원 명세서에서 사용되는 "약", "실질적으로" 등의 정도의 용어는 고유한 제조 및 물질 허용 오차를 감안하여, 그 수치나 정도의 범주 또는 이에 근접한 의미로 사용되고, 본원의 이해를 돕기 위해 제공된 정확하거나 절대적인 수치가 언급된 개시 내용을 침해자가 부당하게 이용하는 것을 방지하기 위해 사용된다.
이하 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시예들에 대해 상세히 설명한다. 첨부된 도면에 도시된 영역이나 파트들의 사이즈나 두께는 명세서의 명확성 및 설명의 편의성을 위해 다소 과장되어 있을 수 있다. 상세한 설명 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1a는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1a를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 물(10)이 담겨지는 수조(100), 수조(100)에 담겨진 물(10)을 전기분해수(electrolyzed water)(10a)로 변환하기 위한 전기분해수 생성기(150) 및 전기분해수 생성기(150)에 의해 생성된 전기분해수(10a)로 적셔진 상태로 공기를 정화하도록 배치된 제1 필터 부재(300)를 포함할 수 있다. 여기서, 수조(100)에 담겨지는 물(10)은 수돗물일 수 있고, 경우에 따라서는, 수돗물이 아닌 다른 종류의 물일 수도 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 제1 필터 부재(300)를 통해서 외부의 공기가 상기 공기 살균 청정기 내부로 흡인되고 공기 배출부(OUT1)를 통해 다시 외부로 배출되도록 공기를 흡인하고 배출하는 공기 흡인배출팬(400) 및 제1 필터 부재(300)에 의해 정화된 공기를 UVC(자외선 C) 광으로 살균하도록 배치된 UVC 공기살균부재(500)를 포함할 수 있다. 아울러, 상기 공기 살균 청정기는 제1 필터 부재(300)에 의해 정화된 공기에 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생유닛(600)을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공기 흡인배출팬(400)은 공기 오염도에 따라 회전 속도가 조절될 수 있다. 공기 흡인배출팬(400)의 회전 속도는 공기 오염도가 높을수록 증가하도록 결정될 수 있으며, 이를 통해 에너지 절감 효과를 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 수조(100)의 위쪽에 상기 전기분해수(10a)가 담겨지는 전기분해수 컨테이너부(200)가 배치될 수 있다. 이 경우, 수조(100)로부터 전기분해수 컨테이너부(200) 쪽으로 연장된 연결배관부(120)가 더 구비될 수 있고, 연결배관부(120)의 소정 영역에 전기분해수 생성기(150)가 설치될 수 있다. 또한, 수조(100)에 담겨진 물(10)을 연결배관부(120)를 거쳐 전기분해수 컨테이너부(200) 쪽으로 이송하기 위한 펌프 부재(170)가 더 구비될 수 있다. 펌프 부재(170)는 워터 펌프의 일종일 수 있다. 수조(100)에 담겨진 물(10)이 연결배관부(120)를 거쳐 전기분해수 컨테이너부(200) 쪽으로 이송되면서 전기분해수 생성기(150)에 의해 전기분해수(10a)로 변환될 수 있다.
전기분해수 컨테이너부(200)의 하면부를 통해서 전기분해수(10a)가 그 아래로 배출됨에 따라, 제1 필터 부재(300)가 전기분해수(10a)에 의해 적셔질 수 있다. 제1 필터 부재(300)가 전기분해수(10a)에 의해 적셔진 상태에서 외부의 공기가 제1 필터 부재(300)를 통해서 공기 살균 청정기 내부로 흡인되면서 제1 필터 부재(300)에 의해 정화 및 살균될 수 있다. 이렇게 제1 필터 부재(300)에 의해 정화/살균된 공기는 UVC 공기살균부재(500)에서 발생된 UVC 광에 의해 살균될 수 있다.
전기분해수(10a)는 약산성 전해수(즉, 미산성 전해수)일 수 있고, 일종의 산성 살균수(즉, 약산성 살균수)일 수 있다. 본 발명에서 사용되는 전기분해수(10a)는, 예를 들어, 약 2.7∼3.5 정도의 pH를 가질 수 있다. 전기분해수(10a)는 물에 묽은 식염이나 묽은 산 등의 전해 보조제를 첨가한 수용액으로부터 전기화학적 분해를 통해서 얻어질 수 있다. 전기분해수(10a)는 일종의 차아염소산수(hypochlorous acid water)일 수 있다. 전기분해수(10a)는 우수한 살균력을 가질 수 있기 때문에, 이를 적용한 제1 필터 부재(300)에 의해 공기 중의 바이러스, 세균, 냄새 등이 효과적으로 제거(살균)될 수 있다. 특히, 코로나 바이러스와 같은 바이러스는 전기분해수(10a)에 의해 99.9% 정도 또는 99.9% 이상 제거될 수 있다. 또한, 전기분해수(10a)가 적용된 제1 필터 부재(300)는 공기 중의 미세 먼지, 초미세 먼지 등의 오염 물질을 제거하는 역할을 할 수 있다. 전기분해수(10a)에 포함된 염소의 농도는 일반 소독용 염소수의 염소 농도의 10∼20% 정도로 낮기 때문에, 전기분해수(10a)는 생체 독성이 거의 없는 안전한 살균제제로 사용될 수 있다. 또한, 본 발명의 실시예에서는 원료수[즉, 물(10)]로서 일반 수돗물을 사용할 수 있기 때문에 원료수의 공급이 매우 용이하고, 필터 교체 비용이 발생하지 않을 수 있다. 또한, 대용량(예컨대, 15 리터)의 수조(100)를 사용할 수 있기 때문에, 물 보충의 번거로움을 줄일 수 있다. 또한, 펌프 부재(170)를 이용해서 물(10)과 전기분해수(10a)를 순환시켜줌으로써, 수조(100)나 전기분해수 컨테이너부(200) 등에 물때가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 한번 변환된 전기분해수는 일정 시간이 지나면 살균력을 잃어버리게 되는데, 본 발명의 실시예에서는, 생성된 전기분해수(10a)를 지속적으로 순환시키면서 전기분해수 생성기(150)를 가동할 수 있기 때문에, 일정한 살균력을 지속적으로 유지할 수 있다.
UVC 공기살균부재(500)에서 발생된 UVC 광은 세균, 바이러스, 곰팡이와 미생물에 대해서 우수한 살균 효과를 가질 수 있다. UVC 광은 약 100∼280 nm 또는 약 200∼280 nm 영역의 파장 대역을 갖는 자외선일 수 있고, 세균이나 바이러스를 99.99% 정도 살균할 수 있는 환경 친화적인 광일 수 있다. 특히, UVC 광은 코로나 바이러스와 같은 바이러스를 99.9% 이상 살균할 수 있다. UVC 공기살균부재(500)는 UVC 광을 발생하는 광원(즉, 램프)일 수 있다. 이러한 UVC 공기살균부재(500)는 세균의 DNA를 파괴하여 강한 살균 작용을 할 수 있고, 화학약품이나 수은 등을 포함하지 않으며, 우수한 내구성과 긴 수명을 가질 수 있다. 또한, UVC 공기살균부재(500)는 기존의 이온 방식에 의한 살균 메커니즘에서 발생하는 오존(O3) 물질을 원천적으로 발생하지 않는 이점이 있다. 본 발명의 실시예에서는 제1 필터 부재(300)에 의해 정화/살균된 공기를 UVC 공기살균부재(500)를 이용해서 UVC 광으로 살균/소독함으로써(즉, 2중 정화/살균을 수행함으로써), 바이러스와 세균 등에 대한 우수한 살균 성능을 확보할 수 있고, 오염된 공기를 최대한 정화시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, UVC 공기살균부재(500)는 외부 공기의 오염도에 따라 UVC 광의 파장을 조절할 수 있다. 예를 들어, 공기의 오염도와 파장의 길이는 반비례하는 형태로 구성되거나, 공기 오염도에 대한 소정의 임계치에 기초하여 파장이 단계적으로 짧아지는 형태로 구성될 수 있다. 이는 UVC 광은 파장이 짧을수록 인체에 더 유해하기 때문에, 단계적인 파장 조절을 통해 인체에 미치는 영향을 최소화하기 위함이다.
일 실시예에 따르면, UVC 공기살균부재(500)는 계단식으로 배치될 수 있다. 보다 구체적으로, UVC 공기살균부재(500)는 도면 상에 도시된 바와 같이 공기 배출부(OUT1) 근방에 배치되는 것 뿐만 아니라, 외부 공기가 유입되는 영역(511) 및 수조(100) 내부 영역(512)에 추가로 배치될 수 있다. 공기 살균 청정기는 영역(512)에 배치된 제1 추가 UVC 공기살균부재(미도시), 영역(511)에 배치된 제2 추가 UVC 공기살균부재(미도시) 및 UVC 공기살균부재(500)에 기초하여 단계적인 살균을 수행할 수 있다. 추가 UVC 공기살균부재는 앞서 2개의 영역에 배치되는 것으로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하고 추가 UVC 공기살균부재가 임의의 영역에 추가적으로 배치될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다. 공기 살균 청정기가 수행하는 단계적 살균 방식은 이하 첨부되는 도 1b를 통해 보다 상세하게 설명된다.
부가해서, 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 공기 배출부(OUT1) 또는 그와 인접한 영역에 배치된 제2 필터 부재(800)를 더 포함할 수 있다. 제2 필터 부재(800)는 제1 필터 부재(300)에 의해 정화/살균된 후 UVC 공기살균부재(500)에 의해 살균된 공기를 한번 더 필터링하여 외부로 배출하는 역할을 할 수 있다. 제2 필터 부재(800)는 일종의 에어 필터일 수 있다. 제2 필터 부재(800)를 사용하여 공기를 한번 더 필터링함으로써, 더욱 맑은 공기를 기기(즉, 공기 살균 청정기) 외부로 배출할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제2 필터 부재(800)는 구리 이온이 결합된 고분자섬유(Copper ion-bonded fiber)로 구성될 수 있으며, 해당 고분자섬유는 CAZ로 지칭될 수 있다. CAZ로 구성된 제2 필터 부재(800)는 바이러스가 접촉된 경우, 미량동작용을 통해 바이러스의 껍질 단백질을 파괴하고, 바이러스의 RNA를 분해해 바이러스를 사멸시키는 작용을 할 수 있다. 또한, CAZ로 구성된 제2 필터 부재(800)는 바이러스와 함께 세균을 살균하는 효과를 제공할 수 있다. 공기 살균 청정기는 제2 필터 부재(800)를 활용하여 표면에 흡착된 바이러스/세균을 사멸함으로써 보다 개선된 살균 효과를 제공할 수 있다. 최근 연구 결과에 따르면 제2 필터 부재(800)는 10분 내에 코로나 바이러스의 99.57%, 30분 내에 99.999%를 불활성화시킬 수 있다. 또한, 제2 필터 부재(800)에서 구리 이온은 섬유 표면에 이온 결합되어 있기 때문에, 표면에 수분이 접촉되더라도 필터 기능이 유지될 수 있으므로, 내구성이 높은 장점이 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 제1 필터 부재(300)에 의해 정화/살균된 공기에 산소를 발생시키기 위한 산소 발생유닛(700)을 더 포함할 수 있다. 산소 발생유닛(700)은 일반적인 산소 발생기와 동일하거나 유사한 구성을 가질 수 있으므로, 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
UVC 공기살균부재(500), 음이온 발생유닛(600) 및 산소 발생유닛(700)은 공기 흡인배출팬(400)과 공기 배출부(OUT1) 사이에 상호 이격하여 배치될 수 있다. 또한, UVC 공기살균부재(500), 음이온 발생유닛(600) 및 산소 발생유닛(700)은 공기 흡인배출팬(400)과 제2 필터 부재(800) 사이에 상호 이격하여 배치될 수 있다. 일 실시예에서 산소 발생유닛(700)이 UVC 공기살균부재(500)와 음이온 발생유닛(600) 사이에 배치될 수 있지만, 이는 예시적인 것이고, 이들(500, 600, 700) 사이의 배치 관계는 다양하게 변화될 수 있다. 음이온 발생유닛(600) 및 산소 발생유닛(700)을 이용해서 음이온과 산소를 발생시킴으로써, 실내 공기 조건을 더욱 쾌적하게 만들어줄 수 있다. 음이온 발생유닛(600)의 가동 여부는 선택적인 것일 수 있고, 이와 유사하게, 산소 발생유닛(700)의 가동 여부도 선택적인 것일 수 있다. 즉, 음이온 발생유닛(600)의 가동 여부를 선택할 수 있는 온/오프(ON/OFF) 버튼이 제공될 수 있고, 산소 발생유닛(700)의 가동 여부를 선택할 수 있는 온/오프(ON/OFF) 버튼이 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 자연 기화 방식에 의한 습도조절 기능을 가질 수 있다. 자연 기화에 의한 습도조절(ex, 가습)의 원리는 수분이 자연적으로 기화되면서 실내 습도를 조절하는 것이라 할 수 있다. 자연 기화에 의한 습도조절 방식은 세균이 수증기 입자에 묻어나오지 않으면서도 상대 습도에 따라 쾌적한 실내 습도 조절이 가능하다는 장점이 있다. 자연 기화식 가습 방식에서는 대기 중으로 나오는 수분 입자가 눈에 보이지 않을 만큼 미세한 형태로 방출되므로, 수분 입자가 더 멀리 나아갈 수 있고, 실내 벽지나 장판, 가구 등에 미세한 수분 입자가 흡수되면서 서시히 실내 습도를 조절하게 된다. 따라서, 다른 가습 방식 보다 상대적으로 넓은 광역 가습이 가능할 수 있다. 또한, 자연 기화식 가습 방식에서는 실내의 상대 습도가 높은 경우에는 자연적으로 가습 효과가 떨어지게 되므로, 상대 습도가 낮아 건조할수록 자연적으로 높은 가습 효과를 나타낼 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 자연적으로 조절되는 방식을 채택함으로써, 자연 상태에 가까운 가습 효과를 구현할 수 있고 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다. 반면, 기존의 가열식 가습기의 경우, 전기료가 발생하고 소음이 발생하며 아울러 청소가 어렵다는 단점들이 있다. 또한, 기존의 초음파 가습기의 경우, 가습기에서 뿜어져 나오는 물입자에 유해물질이 묻어나올 수 있고, 이러한 유해물질들이 인체에 들어올 수 있다는 문제가 있다. 그러나, 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 자연 기화에 의한 습도조절 방식을 채택함으로써, 기존의 가열식 가습기 및 초음파 가습기의 단점들을 해소하면서, 습도를 제어할 수 있고 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다. 이와 같은 실내의 습도 조절을 통해서, 실내에서 바이러스의 생존율을 저하시키는 효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 살균 청정기의 최초 가동시에 전용시약을 사용할 수 있다. 상기 전용시약은, 예컨대, 정제소금(99.9%)일 수 있다. 상기 전용시약은 일종의 전해 보조제이거나 그 밖에 다른 역할도 겸할 수 있다. 상기 공기 살균 청정기의 세척 후 최초 사용시에, 상기 전용시약을 지정된 용량 만큼 상기 공기 살균 청정기 내에 투입할 수 있다. 필요에 따라서, 일정 사용 기간 마다 한번씩 상기 전용시약을 투입할 수도 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 살균 청정기에 고체산소나 전용 디퓨저(diffuser)를 적용할 수도 있다. 상기 고체산소나 전용 디퓨저는 밀폐된 공간이나 환기가 잘 안되는 곳에서 장시간 공기 살균 청정기를 사용하는 경우에 필요한 옵션일 수 있다. 상기 고체산소나 전용 디퓨저는 일정 기간이 지나면 교체해 줄 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 살균 청정기는 음성안내 기능을 제공할 수 있고, 또한, AI(artificial intelligence) 기능을 제공할 수 있다. 상기 음성안내 기능은 전원 및 기능 작동시에 음성을 안내하는 기능일 수 있고, 남/여 목소리 선택이 가능하며, 음성 기능의 온/오프(ON/OFF)도 가능할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 여성의 목소리가 음성 안내 기능의 기본 설정으로 구현될 수 있다. 상기 AI 기능은, 예컨대, 사람의 움직임이나 오염(미세먼지, 냄새, 세균 등)이 감지되면 자동으로 일정기간 고속 작동으로 전환하는 등의 기능을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공기 살균 청정기는 유해 가스 제거부를 통해 일련의 과정에서 발생되는 일산화탄소 등 유해 가스를 제거하는 기능을 제공할 수 있다. 유해 가스 제거부는 니켈 담지 흡착제 등 임의의 흡착제에 기초하여 구현될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.
도 1b는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기가 UVC 공기살균부재를 활용하여 살균을 진행하는 방식을 설명하기 위한 흐름도이다.
도 1b를 참고하면, 공기 살균 청정기는 S1 단계에서 영역(512)에 배치된 제1 추가 UVC 공기살균부재를 통해 제1 살균을 수행할 수 있다. 제1 추가 UVC 공기살균부재는 수조(100)의 벽면, 펌프 부재(170)의 인접 영역 등에 배치될 수 있으며, 방출되는 UVC를 통해 공기 살균 청정기로 유입되는 공기 및 수조(100) 내의 물(10)에 대한 제1 살균을 수행할 수 있다.
공기 살균 청정기는 S2 단계에서 영역(511)에 배치된 제2 추가 UVC 공기살균부재를 통해 제2 살균을 수행할 수 있다. 제2 추가 UVC 공기살균부재는 벽면, 제1 필터 부재(300), 전기분해수 생성기(150) 등에 배치될 수 있으며, 방출되는 UVC를 통해 유입되는 공기, 필터 부재(300), 전기분해수(10a)에 대한 제2 살균을 수행할 수 있다.
공기 살균 청정기는 S3 단계에서 UVC 공기살균부재(500)를 통해 제1 필터 부재(300)에 의해 정화/살균된 공기에 대한 제3 살균을 수행할 수 있다.
제2 추가 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광의 파장은 제1 추가 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광에 비해 긴 파장의 광으로 결정될 수 있으며, UVC 공기살균부재(500)를 통해 방출되는 UVC 광은 제2 추가 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광에 비해 긴 파장으로 결정될 수 있다. 이는, 제1 추가 UVC 공기살균부재의 경우 수조 내부에 배치되어 물에 의한 영향으로 외부에 미치는 영향이 비교적 적을 것으로 예상되고, 제3 살균이 진행되는 공기는 이전 살균 진행에 따라 오염도가 낮을 것으로 예상되기 때문에, 인체에 자외선이 미치는 영향을 최소화하기 위하여, 파장이 위와 같이 결정될 수 있다.
공기 살균 청정기는 S4 단계를 통해 제3 살균이 수행된 공기를 제2 필터부재(800)를 통해 필터링할 수 있으며, 필터링된 공기를 단계 S5를 통해 외부로 방출할 수 있다. 제2 필터부재(800)는 앞서 설명된 바와 같이 CAZ로 구성될 수 있음은 통상의 기술자가 이해할 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기에 적용될 수 있는 물의 전해환원과정을 설명하기 위한 개념도이다.
도 2를 참조하면, 원료수(물)에 묽은 식염이나 묽은 산 등의 전해 보조제를 첨가한 수용액으로부터 전기화학적 분해를 통해서 전기분해수를 얻을 수 있다. 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기에서는 전기분해수 중에서 전기분해 살균수에 해당하는 '산성 살균수'를 살균 목적으로 활용할 수 있다. 따라서, 도 2의 산성 살균수가 도 1을 참조하여 설명한 전기분해수(10a)에 해당될 수 있다. 상기 산성 살균수는 차아염소산수일 수 있다. 원료수(물)에 대한 양극과 음극을 이용한 전기화학적 분해 과정(즉, 전해환원과정)을 통해서 상기한 전기분해수를 얻을 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기에 적용될 수 있는 UVC(자외선 C) 광의 파장 대역을 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 도 1에서 설명한 UVC 공기살균부재(500)에서 발생되는 UVC 광은 약 100∼280 nm 또는 약 200∼280 nm 영역의 파장 대역을 갖는 자외선일 수 있다. 이러한 UVC 광은 세균, 바이러스, 곰팡이와 미생물에 대해서 우수한 살균 효과를 가질 수 있다. UVC 광은 세균이나 바이러스를 99.99% 정도 살균할 수 있는 환경 친화적인 광일 수 있다. 특히, UVC 광은 코로나 바이러스와 같은 바이러스를 99.9% 이상 살균할 수 있다. UVC 광을 이용하는 UVC 공기살균부재(도 1의 500)는 세균의 DNA를 파괴하여 강한 살균 작용을 할 수 있고, 화학약품이나 수은 등을 포함하지 않으며, 우수한 내구성과 긴 수명을 가질 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기(1000)의 자연 가습 효과를 설명하기 위한 도면이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 살균 청정기(1000)는 자연 기화 방식에 의한 습도조절 기능을 가질 수 있다. 앞서 설명한 바와 같이, 자연 기화에 의한 습도조절(ex, 가습)의 원리는 수분이 자연적으로 기화되면서 실내 습도를 조절하는 것이라 할 수 있다. 자연 기화에 의한 습도조절 방식은 세균이 수증기 입자에 묻어나오지 않으면서도 상대 습도에 따라 쾌적한 실내 습도 조절이 가능하다는 장점이 있다. 자연 기화식 가습 방식에서는 대기 중으로 나오는 수분 입자가 눈에 보이지 않을 만큼 미세한 형태로 방출되므로, 수분 입자가 더 멀리 나아갈 수 있고, 실내 벽지나 장판, 가구 등에 미세한 수분 입자가 흡수되면서 서시히 실내 습도를 조절하게 된다. 따라서, 다른 가습 방식 보다 상대적으로 넓은 광역 가습이 가능할 수 있다. 또한, 자연 기화식 가습 방식에서는 실내의 상대 습도가 높은 경우에는 자연적으로 가습 효과가 떨어지게 되므로, 상대 습도가 낮아 건조할수록 자연적으로 높은 가습 효과를 나타낼 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 실시예에서는 자연적으로 조절되는 방식을 채택함으로써, 자연 상태에 가까운 가습 효과를 구현할 수 있고 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.
도 5 내지 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 내부 구조를 보다 구체적으로 보여주는 사시도(분해사시도)이다. 도 6은 도 5의 구조에 상부 덕트부(450)가 더 구비된 구성을 보여주고, 도 7은 도 6의 구조에 하부 덕트부(250)와 전기분해수 컨테이너부(200) 및 제1 외장본체부(550)가 더 구비된 구성을 보여준다. 이하에서는, 도 5 내지 도 7을 참조하여 공기 살균 청정기의 내부 구조에 대해서 보다 구체적으로 설명한다.
도 5 내지 도 7을 참조하면, 수조(100)는 네 개의 측벽부(W10)를 가지면서 상부가 개방된 사각형 기둥구조를 가질 수 있다. 수조(100)의 위쪽에 전기분해수 컨테이너부(200)가 배치될 수 있다. 수조(100)로부터 전기분해수 컨테이너부(200) 쪽으로 연장된 연결배관부(120)가 더 구비될 수 있고, 연결배관부(120)의 소정 영역에 토출부(E1)가 마련될 수 있다. 토출부(E1)를 통해서 전기분해수(도 1의 10a)가 전기분해수 컨테이너부(200) 안으로 토출될 수 있다.
전기분해수 컨테이너부(200)의 하면부에 복수의 관통홀(H10)이 형성될 수 있고, 복수의 관통홀(H10)을 통해 상기 전기분해수(도 1의 10a)가 아래로 배출됨에 따라 제1 필터 부재(도 1의 300)가 상기 전기분해수(도 1의 10a)에 의해 적셔질 수 있다. 전기분해수 컨테이너부(200)는 수조(100)의 네 개의 측벽부(W10)에 대응하는 영역이나 그와 인접한 영역으로 상기 전기분해수(도 1의 10a)를 배출하도록 구성될 수 있다. 또한, 상기 제1 필터 부재(도 1의 300)는 네 개의 측벽부(W10) 내에 설치되거나 그와 인접하여 설치될 수 있다. 여기에 도시하지는 않았지만, 네 개의 측벽부(W10)에는 공기가 투과할 수 있는 소정의 투과 구멍들이 형성될 수 있다. 상기 전기분해수(도 1의 10a)는 상기 제1 필터 부재(도 1의 300)를 적신 후에 다시 수조(100)로 회수될 수 있고, 다시 순환되는 과정을 거칠 수 있다.
전기분해수 컨테이너부(200)의 위쪽에 공기 흡인배출팬(400)이 배치될 수 있고, 공기 흡인배출팬(400)의 위쪽에 공기 배출부(900)가 배치될 수 있다. 전기분해수 컨테이너부(200)와 공기 흡인배출팬(400) 사이에 하부 덕트부(250)가 마련될 수 있고, 공기 흡인배출팬(400)과 공기 배출부(900) 사이에 상부 덕트부(450)가 마련될 수 있다. 외부의 공기는 수조(100)의 내부로 들어와서 하부 덕트부(250)와 공기 흡인배출팬(400)과 상부 덕트부(450)를 거쳐 공기 배출부(900)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 또한, 수조(100)의 하면에는 복수의 바퀴부(50)가 마련될 수 있다.
그러나, 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 공기 살균 청정기의 내부 구조는 예시적인 것이고, 이는 다양하게 변화될 수 있다. 일례로, 수조(100)는 원기둥이나 타원기둥 등의 형태로 변화될 수 있고, 그에 따라, 전기분해수 컨테이너부(200)의 구조도 변화될 수 있다. 또한, 연결배관부(120) 및 하부/상부 덕트부(250, 450)의 구조도 다양하게 변화될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 전체적인 형태를 보여주는 사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 정면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 배면도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 제1 측면(좌측면)을 보여주는 측면도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 제2 측면(우측면)을 보여주는 측면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 상면을 보여주는 평면도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 청정기의 하면을 보여주는 평면도이다.
도 8 내지 도 14의 구조 및 형태는 도 5 내지 도 7을 참조하여 설명한 바에 기초하여 용이하게 이해될 수 있다. 그러나, 도 8 내지 도 14의 구조 및 형태는 예시적인 것이고, 이는 다양하게 변화될 수 있다.
이상에서 설명한 실시예들에 따르면, 공기 청정 및 바이러스/세균 제거 기능 뿐만 아니라 습도 조절(자연 가습), 음이온 발생, 산소 발생 등 다양한 공기 케어 기능을 수행할 수 있고, 오존 발생 문제가 없으며, 필터 교체의 번거로움 등 기존 공기 청정기의 단점들을 실질적으로 해소 또는 최소화할 수 있는 공기 살균 청정기를 구현할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예들에 따르면, 전기분해수를 적용한 필터를 이용하고, 1차 필터링된 공기를 UVC 광으로 살균하는 UVC 공기살균부재를 이용하며, 아울러, 음이온 발생, 산소 발생, 자연 기화 가습 등 다양한 옵션 기능을 적용함으로써, 기존 공기 청정기들의 단점들 및 기능적인 한계점들을 극복할 수 있는 새로운 타입의 공기 살균 청정기를 구현할 수 있다. 이러한 공기 살균 청정기는 먼지 필터링 기능, 가습 기능, UVC 살균 기능, 제균 기능, 바이러스 케어 기능, 음이온 발생 기능, 산소 발생 기능 등 다양한 기능을 효과적으로 수행할 수 있고, 약 100 m2 이상의 넓은 관리 면적을 관리할 수 있다.
본 명세서에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 개시하였으며, 비록 특정 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명의 기술 내용을 쉽게 설명하고 발명의 이해를 돕기 위한 일반적인 의미에서 사용된 것이지, 본 발명의 범위를 한정하고자 하는 것은 아니다. 여기에 개시된 실시예 외에도 본 발명의 기술적 사상에 바탕을 둔 다른 변형예들이 실시 가능하다는 것은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 것이다. 예들 들어, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면, 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 실시예에 따른 공기 살균 청정기는 다양하게 변형될 수 있음을 알 수 있을 것이다. 때문에 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 한다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호설명 *
10 : 물 10a : 전기분해수
50 : 바퀴부 100 : 수조
120 : 연결배관부 150 : 전기분해수 생성기
170 : 펌프 부재 200 : 전기분해수 컨테이너부
250 : 하부 덕트부 300 : 제1 필터 부재
400 : 공기 흡인배출팬 450 : 상부 덕트부
500 : UVC 공기살균부재 600 : 음이온 발생유닛
700 : 산소 발생유닛 800 : 제2 필터 부재
900 : 공기 배출부 1000 : 공기 살균 청정기
E1 : 토출부 H10 : 관통홀
OUT1 : 공기 배출부 W10 : 측벽부
10 : 물 10a : 전기분해수
50 : 바퀴부 100 : 수조
120 : 연결배관부 150 : 전기분해수 생성기
170 : 펌프 부재 200 : 전기분해수 컨테이너부
250 : 하부 덕트부 300 : 제1 필터 부재
400 : 공기 흡인배출팬 450 : 상부 덕트부
500 : UVC 공기살균부재 600 : 음이온 발생유닛
700 : 산소 발생유닛 800 : 제2 필터 부재
900 : 공기 배출부 1000 : 공기 살균 청정기
E1 : 토출부 H10 : 관통홀
OUT1 : 공기 배출부 W10 : 측벽부
Claims (4)
- 공기를 살균 및 정화하기 위한 공기 살균 청정기로서,
물이 담겨지는 수조;
상기 수조에 담겨진 물을 전기분해수(electrolyzed water)로 변환하는 전기분해수 생성기;
상기 전기분해수 생성기에 의해 생성된 전기분해수로 적셔진 상태로 공기를 정화하도록 배치된 제1 필터 부재;
상기 수조 내부 영역에 배치되어 외부에서 유입된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제1 UVC 공기살균부재;
상기 제1 필터 부재가 배치된 영역에 배치되어 외부에서 유입된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제2 UVC 공기살균부재;
상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 공기를 UVC 광으로 살균하도록 배치된 제3 UVC 공기살균부재; 및
상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 공기에 음이온을 발생시키기 위한 음이온 발생유닛;을 포함하는, 공기 살균 청정기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광의 파장은 상기 제2 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광에 비해 파장이 짧게 설정되고,
상기 제3 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광은 상기 제2 UVC 공기살균부재를 통해 방출되는 UVC 광에 비해 파장이 길게 설정되는, 공기 살균 청정기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제3 UVC 공기살균부재를 통해 살균된 공기를 배출하는 공기 배출부; 및
상기 공기 배출부 또는 그와 인접한 영역에 배치되는 제2 필터 부재를 더 포함하고,
상기 제2 필터 부재는 상기 제1 필터 부재에 의해 정화된 후 상기 제3 UVC 공기살균부재에 의해 살균된 공기를 필터링하는, 공기 살균 청정기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제2 필터 부재는,
구리 이온이 결합된 고분자 섬유로 구성되는, 공기 살균 청정기.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094368A KR20230013517A (ko) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 계단식 uv 램프 및 구리 섬유 필터를 활용한 공기 살균 청정기 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210094368A KR20230013517A (ko) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 계단식 uv 램프 및 구리 섬유 필터를 활용한 공기 살균 청정기 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20230013517A true KR20230013517A (ko) | 2023-01-26 |
Family
ID=85110900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210094368A KR20230013517A (ko) | 2021-07-19 | 2021-07-19 | 계단식 uv 램프 및 구리 섬유 필터를 활용한 공기 살균 청정기 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR20230013517A (ko) |
-
2021
- 2021-07-19 KR KR1020210094368A patent/KR20230013517A/ko not_active Application Discontinuation
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