KR20230115356A - 가시광촉매를 이용한 공기 살균기 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 살균기에 대한 것으로, 양단부가 개방된 파이프 형상으로 제공되어, 외부 공기가 내부로 흡입되는 흡입구 및 내부 공기가 외부로 토출되는 토출구를 구비하며, 가시광을 제공하는 본체부; 상기 가시광을 제공받아 활성화되는 가시광촉매를 포함하고, 상기 토출구 방향에 제공되어 상기 토출되는 공기와 접촉하며, 상기 공기 내의 오염물질을 제거하는 커버부를 포함한다.

Description

가시광촉매를 이용한 공기 살균기{AIR STERILIZER USING VISIBLE LIGHT PHOTOCATALYSIS}
본 발명은 가시광촉매를 이용한 공기 살균기에 관한 것이다.
시판 중인 공기 정화기는 공기 중에 포함되어 있는 먼지를 제거하기 위하여 부직포 등을 사용한 집진필터와 냄새를 제거하는 활성탄 필터를 이용하여 공기를 정화하거나, 이온화된 오염입자들을 전기장에 의해 집진시키는 방법을 채택하고 있다. 이와 같은 공기정화기는 공기 중에 포함된 먼저를 제거할 수는 있으나, 공기 중에 포함된 세균을 살균처리하는 기능이 없어 공기의 오염도를 줄이는데 큰 효과가 없는 것으로 알려져 있다.
또한, 우리가 마시는 공기는 인체의 건강과 밀접한 연관성이 있는데, 근래에 들어 대기 오염이 심각해지면서 공기 내에는 박테리아, 독감 바이러스, 전염성 병균, 살모넬라균, 대장균, 황색포도상구균, 리스테리아균, 레지오넬라균, 노로바이러스, 곰팡이균 등의 부유 세균 등과, 악취의 원인 물질인 질소 산화물(NOx), 황산화물(SOx), 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데하이드(새집증후군의 원인), 암모니아, 톨루엔, 아세트알데하이드 등과 같은 각종 유해결합물의 함량이 증가하는 추세이다. 이러한 공기의 오염은 실외 공기뿐만 아니라 실내 공기에서도 파악되고 있다.
이렇게 오염된 공기를 그대로 흡입할 경우 건강에 치명적인 영향을 줄 수 있으므로, 안심하고 실내 공기를 흡입하기 위하여 오염된 공기를 살균처리할 수 있는 공기 살균기가 개발되고 있다.
종래의 공기 살균기는 자외선 램프에서 조사되는 자외선을 사용하여 공기를 살균할 수 있으나, 자외선으로는 공기 내에 포함된 각종 유기물의 처리가 곤란하다는 문제점이 있다.
본 발명의 목적은 가시광촉매를 이용하여 공기를 살균하는 장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 공기 살균기에 관한 것으로, 양단부가 개방된 파이프 형상으로 제공되어, 외부 공기가 내부로 흡입되는 흡입구 및 내부 공기가 외부로 토출되는 토출구를 구비하고, 상기 외부 공기와 상기 내부 공기를 순환시키며, 가시광을 제공하는 본체부; 상기 가시광을 제공받아 활성화되는 가시광촉매를 포함하고, 상기 토출구 방향에 제공되어 외부로 토출되는 상기 내부 공기와 접촉하며, 상기 접촉된 공기 내의 오염물질을 제거하는 커버부를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커버부는, 상기 가시광촉매로 구성되어, 상기 오염물질을 제거하는 가시광촉매부; 및 상기 본체부 및 상기 가시광촉매부를 연결하는 연결부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는, 상기 커버부에 상기 가시광을 제공하는 조명부; 상기 외부 공기를 흡입하고 상기 내부 공기를 토출시키는 팬부; 및 상기 조명부 및 상기 팬부를 제어하는 제어부를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 연결부는 상기 본체부 및 상기 가시광촉매부를 서로 이격되도록 연결할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커버부는 상기 연결부를 축으로 회전하여 상기 내부 공기의 토출 방향을 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 커버부는 상기 회전이 용이하도록, 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 채널 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 본체부는 상기 본체부를 지지하여 상기 본체부를 바닥과 이격시키는 지지부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 조명부는 LED 조명일 수 있다.
본 발명은 공기 살균기를 이용하여 공기를 살균하는 방법에 관한 것으로, 제어부에 의해 조명부가 가동되는 단계; 상기 가동된 조명부에서 제공되는 가시광에 의해 가시광촉매부가 활성화되는 단계; 상기 제어부에 의해 팬부가 가동되는 단계; 상기 가동된 팬부에 의해 외부 공기가 본체부 내부로 흡입되고, 상기 본체부 내부의 공기가 상기 활성화된 가시광촉매부로 토출되는 단계; 및 상기 토출된 공기가 상기 활성화된 가시광촉매부에 접촉하여 살균되는 단계를 포함한다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 가시광촉매부를 회전시켜 상기 토출된 공기의 토출 방향을 유도하는 단계를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기는 공기 내의 오염물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기는 가시광을 사용함으로써, 인체에 유해한 자외선을 배제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기를 나타낸 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기를 실제로 구현한 모습을 나타낸 도면이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 나타낸 블록도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기의 측면도를 나타낸 도면이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기를 이용하여 공기를 살균하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기의 커버부의 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라 커버부가 회전된 공기 살균기를 나타낸 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기를 상세히 설명하기로 한다.
이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어는 사전적인 의미로 한정 해석되어서는 아니되며, 발명자는 자신의 발명을 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절히 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미와 개념으로 해석되어야 한다.
상세한 설명, 도면들, 및 청구항들에서 상술하는 예시적인 실시 예들은 한정을 위한 것이 아니며, 다른 실시 예들이 이용될 수 있으며, 여기서 개시되는 기술의 사상이나 범주를 벗어나지 않는 한 다른 변경들도 가능하다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시 예 및 도면에 도시된 구성은 본 발명의 바람직한 실시 예에 불과할 뿐이고, 본 발명의 기술적 사상을 모두 표현하는 것은 아니므로, 본 출원 시점에 있어 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 존재할 수 있음을 이해하여야 한다.
당업자는 본 개시의 구성요소들, 즉 여기서 일반적으로 기술되고, 도면에 기재되는 구성요소들을 다양하게 다른 구성으로 배열, 구성, 결합, 및 도안할 수 있으며, 이것들의 모두는 명백하게 고안되며, 본 개시의 일부를 형성하고 있음을 용이하게 이해할 수 있을 것이다.
본 발명은 가시광촉매를 이용한 공기 살균기에 관한 것이다. 본 발명은 가시광촉매를 이용한 공기 살균기를 사용하여 공기 내의 오염물질을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기를 나타낸 개념도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 본체부(100) 및 커버부(200)를 포함한다. 상기 본체부(100)는 빛을 발산할 수 있는 장치 및 공기를 이동시킬 수 있는 장치를 포함할 수 있다.
본체부(100)는 양단부가 개방된 파이프 형상으로 제공될 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 양단부가 개방된 원형 또는 다각형 파이프 형상으로 제공될 수 있다. 상기 본체부(100)의 형상은 양단부가 개방된 파이프 형상이라면 제한하지 않으므로, 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 육각형 등 다양한 형상으로 제공될 수 있다.
또한, 본체부(100)는 공기를 이동시킬 수 있는 장치를 포함하여 공기를 순환시킬 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 내부에 팬을 포함하여 양단부로부터 공기를 들이고 내보내어 공기를 순환시킬 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 내부에 복수의 날개를 갖는 단일의 팬, 외부 공기가 내부로 흡입되는 흡입구, 및 내부 공기가 외부로 토출되는 토출구를 구비하여 본체부(100)의 내부 공기와 외부 공기를 순환시킬 수 있다.
상기 흡입구의 형상은 외부 공기가 본체부(100)의 내부로 흡입될 수 있다면 제한되지 않고, 상기 토출구의 형상은 내부 공기가 외부로 토출될 수 있다면 제한되지 않는다.
상기 흡입구 및 상기 토출구는 별도로 추가되는 구조물 없이 본체부(100)의 일부를 지칭하는 의미로 사용되거나 흡입구 및/또는 토출구로 제공된 구조물을 지칭하는 의미로 사용될 수 있다.
또한, 본체부(100)는 빛을 발산할 수 있는 장치를 포함하여 빛을 제공할 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 내부에 발광 장치를 포함하여, 적외선, 가시광선, 자외선 등의 빛을 제공할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 본체부(100)는 내부에 가시광을 제공하는 장치를 포함하여, 가시광선을 제공할 수 있다.
또한, 본체부(100)는 합성 수지 및/또는 금속재일 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 폴리에틸렌(PE, polyethylene), 폴리프로필렌(PP, polypropylene), 폴리스타이렌(PS, polystyrene), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET, polyethylene terephthalate), 폴리아미드(PA, polyamides), 폴리에스터(PES, polyester), 폴리염화비닐(PVC, polyvinyl chloride), 폴리우레탄(PU, polyurethanes), 폴리카보네이트(PC, polycarbonate), 폴리염화비닐리덴(PVDC, polyvinylidene chloride), 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE, polytetrafluoroethylene), 폴리에테르에테르케톤(PEEK, polyetheretherketone), 및 폴리에테르이미드(PEI, polyetherimide) 중 적어도 하나를 포함하는 합성 수지일 수 있다. 또한, 예를 들어, 본체부(100)는 금, 은, 구리, 스테인리스, 철, 알루미늄, 텅스텐, 납, 아연, 주석 등의 금속 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
커버부(200)는 본체부(100)에 내부 또는 외부에 제공될 수 있다. 예를 들어, 커버부(200)는 본체부(100)의 외부에 제공되고, 상기 본체부(100)의 흡입구 방향 또는 토출구 방향에 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 커버부(200)는 본체부(100)의 외부에 제공되고, 상기 본체부(100)의 토출구 방향에 제공될 수 있다.
또한, 커버부(200)는 하나 이상의 면을 갖는 형상으로 제공되어 본체부(100)를 출입하는 공기를 막을 수 있다. 예를 들어, 커버부(200)는 하나 이상의 면을 갖는 형상으로 제공되어 본체부(100)에서 토출되는 공기의 일부 또는 전체를 막을 수 있다. 이에 따라, 커버부(200)는 본체부(100)로부터 토출되는 공기의 일부 또는 전체와 접촉할 수 있고, 상기 토출되는 공기는 커버부(200)에 의해 토출 경로가 변경될 수 있다.
이때, 커버부(200)는 본체부(100)와 연결되어 고정될 수 있고, 본체부(100)와 연결된 부분을 중심으로 회전할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 회전하여, 공기의 방향을 특정 방향으로 유도할 수 있다. 상기 공기는 커버부(200)의 위치에 따라 외부 공기이거나 내부 공기일 수 있다. 이에 따라, 커버부(200)는 회전하여, 외부 공기가 내부, 즉 본체부(100)로 제공될 때 공기의 방향을 특정 방향으로 유도하거나 내부 공기가 상기 본체부(100)의 외부로 제공될 때 공기의 방향을 특정 방향으로 유도할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 본체부(100)로부터 토출되는 공기의 방향을 특정 방향으로 유도할 수 있다.
또한, 커버부(200)는 접촉되는 공기 내의 오염물질을 제거할 수 있다. 상기 오염물질로는 휘발성 유기화합 물질, 질소 산화물, 박테리아, 및 바이러스 등이 있으며, 이를 위해 커버부(200)는 촉매로 구성될 수 있다. 예를 들어, 커버부(200)는 적외선, 가시광선, 및 자외선 중 적어도 하나에 의해 활성화되는 촉매로 구성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 가시광선에 의해 활성화되는 촉매로 구성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기를 실제로 구현한 모습을 나타낸 도면이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 본체부(100)의 형상, 커버부(200)의 위치 및 형상이 도시되어 있으며, 지지부(300)를 더 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 원형 파이프 형상으로 제공될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 흡입구는 본체부(100)로부터 연장되어 일부가 막힌 형상으로 제공될 수 있다. 이때, 상기 일부가 막힌 형상으로 제공된 흡입구는 공기가 용이하게 흡입될 수 있도록 구멍이 포함될 수 있다. 도 2에 개시된 바와 같이, 복수 개의 구멍이 포함된 흡입구는 여러 방향으로부터 많은 양의 외부 공기가 흡입되는 통로 역할을 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 본체부(100)의 외부에 제공되고, 상기 본체부(100)의 토출구 방향에 제공될 수 있다. 이에 따라, 커버부(200)는 본체부(100)로부터 토출되는 공기와 접촉할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 채널(channel, “U”, 또는 “ㄷ”) 형상일 수 있다. 상기 개시한 바와 같이, 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 채널 형상인 커버부(200)는 커버부의 회전 범위가 증진될 수 있다. 보다 상세하게, 커버부(200)의 최대 회전 각도는 구조상 커버부(200)가 본체부(100)에 닿았을 때의 회전 각도로 한정되는데, 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 형상의 커버부(200)는 보다 큰 회전 각도에서 본체부(100)에 닿으므로 보다 넓은 회전 범위를 가질 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 본체부(100)를 지지하는 지지부(300)를 더 포함할 수 있다. 상기 지지부(300)는 본체부(100)를 지지하여 상기 본체부(100)를 바닥과 이격시킬 수 있다. 일반적으로, 지지부(300)는 본체부(100)의 흡입구 방향에 배치되어 상기 흡입구의 일부에 제공될 수 있다.
다만, 지지부(300)는 제조 과정 변경, 제조자의 의도, 특정 장소에의 적용, 또는 구조 변경에 따라 생략될 수 있고, 바닥이 아닌 천장, 벽 등 본 발명의 공기 살균기(10) 외의 대상과 본체부(100)를 연결하는 수단으로 사용될 수 있다.
도 1 및 도 2에 개시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 본체부(10)에 포함된 팬을 이용하여 외부 공기를 흡입하고 내부 공기를 커버부(200)로 토출하도록 구성될 수 있다. 상기 커버부(200)는 광원으로부터 제공되는 빛을 받아 활성화되고, 활성화된 커버부(200)는 접촉되는 공기 내의 오염물질을 제거할 수 있다. 커버부(200)에 의해 오염물질이 제거된 공기는 공기 살균기(10) 외부로 토출되는데, 상기 공기가 토출되는 방향은 커버부(200)의 형상 및 회전 방향에 따라 달라질 수 있다.
상기 개시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 종래의 공기 살균기와는 달리 필터를 사용하지 않으므로, 주기적으로 필터를 교체할 필요가 없다. 또한, 촉매가 포함된 부분이 소모품으로 사용되지 않으므로, 정기적으로 소모품을 교체하거나 구입할 필요 또한 없다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 반영구적으로 사용 가능하여, 공기 살균기의 유지 비용을 현저히 줄일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부를 나타낸 블록도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 본체부(100)는 조명부(110), 팬부(120), 및 제어부(130)를 포함한다.
조명부(110)는 커버부(200)에 빛을 제공할 수 있다. 예를 들어, 조명부(110)는 커버부(200)에 적외선, 가시광선, 및 자외선 중 적어도 하나의 빛을 제공할 수 있다. 이에 따라, 조명부(110)는 적외선, 가시광선, 및 자외선 중 적어도 하나의 빛을 제공하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명부(110)는 백열발광 광원, 형광발광 광원, 방전발광 광원, 전기장발광 광원, 및 화학발광 광원 중 어느 하나에 해당하는 장치일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 조명부(110)는 커버부(200)에 가시광선을 제공할 수 있다. 이에 따라, 조명부(110)는 가시광선을 제공하는 장치를 포함할 수 있다. 예를 들어, 조명부(110)는 백열등, 형광등, 및 발광다이오드(LED, Light Emitting Diode) 중 하나일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 조명부(110)는 발광다이오드(LED)일 수 있다.
팬부(120)는 날개를 갖는 팬으로 구성되어, 공기를 순환시킬 수 있다. 예를 들어, 팬부(120)는 흡입구를 통해 외부 공기를 흡입하고, 토출구로 내부 공기를 토출하여 공기를 순환시킬 수 있다. 이를 위해 팬부(120)는 복수의 날개를 갖는 팬을 포함할 수 있다. 상기 팬의 형상 및 크기는 본체부(100) 내부에 포함되어 정상적으로 작동될 수 있다면 이를 제한하지 않는다.
제어부(130)는 본체부(100)를 제어할 수 있다. 예를 들어, 제어부(130)는 조명부(110) 및 팬부(120)를 제어할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 누름 단추(버튼, button)로 구성되어, 조명부(110) 및 팬부(120)의 전원을 온(on)/오프(off)시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)는 앞서 개시한 바와 같이, 본체부(100)를 제어할 수 있으므로, 본체부(100)의 구성 요소로 추가되는 구성 또한 용이하게 제어할 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 무언가를 인식할 수 있는 센서부, 또는 외부 장치 및 서버 등과 데이터를 송수신할 수 있는 통신부 등을 더 포함할 수 있고, 제어부(130)는 상기 센서부 및 상기 통신부를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 센서부는 본체부(100) 외부 공기의 상태 및 오염도를 측정할 수 있다. 보다 상세하게, 센서부는 극초미세먼지센서, 초미세먼지센서, 미세먼지센서, 휘발성 유기화합물 측정센서, 온도 센서, 습도 센서, 이산화탄소 센서, 오존 센서, 이산화항 센서 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 통신부는 외부 장치로부터 신호 또는 서버로부터 데이터를 제공받아 제어부(130)에 제공할 수 있다. 또한, 본 발명의 일 실시예에 있어서, 통신부는 측정된 실내 공기의 상태 및 오염도를 서버에 제공할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기의 측면도를 나타낸 도면이다. 도 4의 공기 살균기(10)는 도 1의 공기 살균기(10)의 측면을 나타낸 도면이므로, 동일하거나 유사한 구성 요소는 동일하거나 유사한 참조번호를 이용하여 표기되었으며, 동일하거나 반복되는 내용은 간략한 설명을 위하여 이하 생략될 것이다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기(10)의 커버부(200)는 가시광촉매부(210) 및 연결부(220)를 포함한다.
가시광촉매부(210)는 본체부(100) 외부에 제공될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 가시광촉매부(210)는 본체부(100) 외부의 토출구 방향에 제공될 수 있다.
또한, 가시광촉매부(210)는 하나 이상의 면을 갖는 형상으로 제공되어 본체부(100)를 출입하는 공기를 막을 수 있다. 예를 들어, 가시광촉매부(210)는 하나 이상의 면을 갖는 형상으로 제공되어 본체부(100)에서 토출되는 공기의 일부 또는 전체를 막을 수 있다. 이에 따라, 가시광촉매부(210)는 본체부(100)로부터 토출되는 공기의 일부 또는 전체와 접촉할 수 있고, 상기 토출되는 공기는 가시광촉매부(200)에 의해 토출 경로가 변경될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매부(210)는 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 채널(channel, “U”, 또는 “ㄷ”) 형상일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매부(210)는 종래에서 사용되는 촉매필터가 아니므로 상기 공기는 가시광촉매부(210)를 관통하여 지나갈 수 없고, 상기 공기의 토출 경로는 본체부(100)로부터 토출되는 방향과 다르게 변경될 수 있다.
또한, 가시광촉매부(210)는 가시광에 의해 활성화되는 촉매로, 접촉되는 공기 내의 오염물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 가시광촉매부(210)는 가시광에 의해 활성화되어 접촉되는 공기 내의 휘발성 유기화합 물질, 질소 산화물, 박테리아, 및 바이러스 등을 제거할 수 있다.
또한, 가시광촉매부(210)는 그래핀(graphene), 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 금속 나노 입자, 및 바인더 중 적어도 하나를 포함하여 형성될 수 있다.
예를 들어, 가시광촉매부(210)는 그래핀(graphene), 이산화티타늄(TiO2), 및 바인더가 혼합되어 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 가시광촉매부(210)는 그래핀(graphene), 산화아연(ZnO), 및 바인더가 혼합되어 형성될 수 있다. 또한, 예를 들어, 가시광촉매부(210)는 이산화티타늄(TiO2), 금속 나노 입자, 및 바인더가 혼합되어 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 그래핀은 산화 그래핀(graphene oxide)일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 이산화티타늄(TiO2)은 루타일(rutile), 아나타제(anatase), 브루킷(brookite), 및 P-25 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 이산화티타늄(TiO2)을 대체하여 산화아연(ZnO)이 사용될 수 있다.
P-25는 일반적으로 시판되는 TiO2 분말을 지칭하며, 데구사(Degussa)에서 주로 제작하여 Degussa P25라 불리며 상업적으로 판매되는 것으로 알려져 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 금속 나노 입자는 그래핀을 대체하여 사용될 수 있으며, 빛을 흡수하고 금속 유도 광촉매(MIP; Metal-Induced Photocatalysis)라는 메커니즘에 따라 가시광선에 반응하는 광촉매로 분류될 수 있다. 그 중에서도 특히, 금 나노 입자, 은 나노 입자, 및 구리 나노 입자는 유망한 광촉매 후보로 알려져 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 바인더는 폴리에틸렌(polyethylene) 및 폴리염화비닐(polyvinyl chloride) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 가시광촉매부(210)는 형성된 혼합물을 150℃내지 250℃에서 압착하여 제조될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 가시광촉매부(210)는 이산화티타늄(TiO2)을 혼합물 전체 중량의 24.9wt% 내지 49.95wt%, 바인더를 혼합물 전체 중량의 49.5wt% 내지 75wt%, 그래핀을 혼합물 전체 중량의 0.1wt% 내지 1wt% 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 혼합물은 혼합 비율에 따라 가시광촉매의 물성이 달라질 수 있다. 예를 들어, 혼합물 중 바인더 물질의 비율에 비례하여 혼합물 물질의 강성이 증가할 수 있다. 또한, 예를 들어, 그래핀(graphene) 및 이산화티타늄(TiO2) 비율에 비례하여 혼합물 물질의 광촉매 효과가 증가할 수 있다.
연결부(220)는 본체부(100)와 가시광촉매부(210)를 연결할 수 있다. 예를 들어, 연결부(220)는 하나 이상으로 제공되고, 본체부(100) 및 가시광촉매부(210) 사이에 배치되어 상기 본체부(100)와 상기 가시광촉매부(210)를 연결할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 연결부(220)의 개수는 본체부(100)와 가시광촉매부(210)를 연결할 수 있다면 제한되지 않는다.
앞서 개시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 회전하여 공기의 방향을 유도할 수 있는데, 이때 커버부(200)의 연결부(220)는 상기 커버부(200)의 회전축일 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 연결부(220)를 축으로 회전하여 가시광촉매부(210)를 회전시킬 수 있고, 회전된 커버부(200)는 본체부(100)로부터 토출되는 공기의 방향을 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 종래의 공기 살균기와는 달리, 자외선을 사용하지 않는다. 이에 따라, 자외선에 의해 발생할 수 있는 악영향을 배제할 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기를 이용하여 공기를 살균하는 방법을 나타낸 순서도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)의 공기 살균 방법은 제어부(130)에 의해 조명부가 가동되고(S100), 가동된 조명부에서 제공되는 가시광에 의해 가시광촉매부가 활성화되고(S200), 제어부(130)에 의해 팬부가 가동되고(S300), 가동된 팬부에 의해 외부 공기가 본체부 내부로 흡입되고 본체부 내부의 공기가 활성화된 가시광촉매부로 토출되고(S400), 토출된 공기가 활성화된 가시광촉매부에 접촉하여 살균(S500)됨으로써 이루어질 수 있다.
S100에서는 제어부(130)에 의해 조명부(110)가 가동될 수 있다. 상기 제어부(130)는 본체부(100) 내부의 조명부(110)와 연결되어, 조명부(110)의 전원을 제어할 수 있다(예를 들어, 온(on)/오프(off). 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)의 형상, 크기, 및 메커니즘은 조명부(110)의 전원을 제어할 수 있다면 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부(130)는 본체부(100)에 조명부(110)의 누름 단추로 제공될 수 있고, 사용자는 이렇게 제공된 누름 단추를 눌러 조명부(110)를 가동시킬 수 있다.
S200에서는 가동된 조명부(110)에서 제공되는 가시광에 의해 가시광촉매부(210)가 활성화될 수 있다. 상기 가시광촉매부(210)가 가시광을 받으면 단일 전자 전달을 통해 라디칼을 생성하는 메커니즘을 이용하여 활성화되며, 활성화된 가시광촉매부(210)는 공기 중의 유해물질인 휘발성 유기 화합물(volatile organic compounds), 질소산화물(nitrogen oxide), 박테리아(bacteria), 곰팡이(mold) 그리고 악취 등을 제거할 수 있다.
S300에서는 제어부(130)에 의해 팬부(120)가 가동될 수 있다. 상기 제어부(130)는 본체부(100) 내부의 팬부(120)와 연결되어, 팬부(120)의 전원을 제어할 수 있다(예를 들어, 온(on)/오프(off). 본 발명의 일 실시예에 따른 제어부(130)의 형상, 크기, 및 메커니즘은 팬부(120)의 전원을 제어할 수 있다면 제한되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 있어서, 상기 제어부(130)는 본체부(100)에 팬부(120)의 누름 단추로 제공될 수 있고, 사용자는 이렇게 제공된 누름 단추를 눌러 팬부(120)를 가동시킬 수 있다.
S400에서는 가동된 팬부(120)에 의해 외부 공기가 본체부(100) 내부로 흡입되고, 본체부(100) 내부의 공기가 활성화된 가시광촉매부(210)로 토출될 수 있다. 상기 팬부(120)가 가동되면, 흡입구를 통해 외부 공기가 본체부(100) 내부로 흡입될 수 있다. 흡입된 공기는 본체부(100) 내부의 공기와 함께 상기 팬부(120)를 지나쳐 토출구로 토출될 수 있다. 토출구 방향에는 가시광촉매부(210)가 배치되어 있으므로, 본체부(100)에서 토출된 공기는 가시광촉매부(210)에 제공될 수 있다.
S500에서는 토출된 공기가 활성화된 가시광촉매부(210)에 접촉하여 살균될 수 있다. 본체부(100)에서 토출된 공기는 팬부(120)에 의해 토출된 방향 그대로 이동하다가 가시광촉매부(210)에 접촉될 수 있다. 상기 가시광촉매부(210)는 구멍없이 막힌 형상으로 제공되기 때문에, 상기 토출된 공기는 가시광촉매부(210)를 관통하지 못하고 가시광촉매부(210)의 개방된 부분으로 토출될 수 있다.
이에 따라, 가시광촉매부(210)의 형상에 따라 가시광촉매부(210)를 지나치는 공기의 방향을 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매부(210)는 세 면을 갖는 파이프 형상일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매부(210)는 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 채널(channel, “U”, 또는 “ㄷ”) 형상일 수 있다.
도 6a는 본 발명의 일 실시예에 따른 가시광촉매를 이용한 공기 살균기의 커버부의 회전 방향을 나타낸 도면이다.
도 6a를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 커버부(200)는 연결부(220)를 축으로 회전할 수 있다. 커버부(200)는 본체부(100)에 닿는 범위까지 회전할 수 있으므로, 구조상 구현 가능한 최대 범위까지 회전할 수 있다. 예를 들어, 커버부(200)는 반시계 방향으로 0도 내지 90도 회전할 수 있다. 또한, 예를 들어, 커버부(200)는 시계 방향으로 0도 내지 90도 회전할 수 있다. 예시로서 반시계 방향 또는 시계 방향으로 0도 내지 90도를 개시하였으나, 이는 이해를 돕기 위한 예시 범위로 이에 한정되지 않는다.
도 6a에서의 커버부(200)는 도 4에 개시된 바와 같이, 커버부(200)의 상측이 막혀있는 형상으로 제공되었기 때문에, 본체부(100)로부터 토출되는 공기는 커버부(200)의 막힌 부분에 접촉하게 되고, 상기 공기는 막힌 부분을 따라 특정 방향으로 유도될 수 있다. 즉, 커버부(200)의 회전 방향 및 각도에 따라, 상기 토출되는 공기와 커버부(200)의 접촉 정도, 상기 공기의 토출 방향 등이 조절될 수 있다.
예를 들어, 커버부(200)의 막힌 부분이 본체부(100)에 평행한 방향으로 회전할수록, 토출되는 공기와 커버부(200)의 접촉 정도가 감소할 수 있고, 상기 공기의 토출 방향이 본체부(100)로부터 토출되는 방향에 가까워져 상기 토출 방향의 변화가 적어질 수 있다.
또한, 예를 들어, 커버부(200)의 막힌 부분이 본체부(100)에 수직한 방향으로 회전할수록, 토출되는 공기와 커버부(200)의 접촉 정도가 증가할 수 있고, 상기 공기의 토출 방향이 본체부(100)로부터 토출되는 방향에 수직하는 방향에 가까워져 상기 토출 방향의 변화가 커질 수 있다.
도 6b 및 도 6c는 본 발명의 일 실시예에 따라 커버부가 회전된 공기 살균기를 나타낸 도면이다.
도 6b 및 도 6c를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따라 시계방향 및 반시계 방향으로 회전된 커버부(200)를 포함하는 공기 살균기(10)를 확인할 수 있다.
보다 상세하게, 도 6b에서는 커버부(200)가 시계 방향으로 약 16도 회전되었다. 이에 따라, 본체부(100)로부터 토출되는 공기는 지지부(300)에서 본체부(100) 방향으로 상승하다가, 커버부(200)의 막힌 부분에 도달하게 된다. 상기 막힌 부분이 도 6b 기준 좌측 부분이 높게 기울었으므로, 상기 토출되는 공기의 대다수는 상기 막힌 부분을 따라 좌측으로 이동된다. 즉, 커버부(200)를 시계 방향으로 회전하여, 토출되는 공기의 방향을 도 6b 기준 좌측으로 유도할 수 있다.
또한, 도 6c에서는 커버부(200)가 반시계 방향으로 약 16도 회전되었다. 이에 따라, 본체부(100)로부터 토출되는 공기는 지지부(300)에서 본체부(100) 방향으로 상승하다가, 커버부(200)의 막힌 부분에 도달하게 된다. 상기 막힌 부분이 도 6c 기준 우측 부분이 높게 기울었으므로, 상기 토출되는 공기의 대다수는 상기 막힌 부분을 따라 우측으로 이동된다. 즉, 커버부(200)를 반시계 방향으로 회전하여, 토출되는 공기의 방향을 도 6c 기준 우측으로 유도할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 앞서 개시한 바와 같이, 가시광촉매를 사용하여 공기를 살균하므로, 인체에 유해한 자외선을 배제할 수 있다. 또한, 필터를 사용하지 않고 본체부(100)의 외부에 배치된 커버부(200)를 통해 공기를 살균할 수 있어, 필터를 교체하지 않고 반영구적으로 사용할 수 있다. 이에 따라, 공기 살균기를 사용함에 드는 유지 비용을 현저히 줄일 수 있으며 일정 기간마다 매번 소모품을 교체하는 번거로움을 배제할 수 있다.
또한, 간단한 구조로 구성되어 수리 및 부품 교체가 용이하고, 심미적인 형상으로 제작될 수 있어 인테리어 용품으로 사용할 수 있다. 특히, 조명부에 의해 발광하는 가시광이 사람의 눈에 직접적으로 닿지 않고 커버부(200)를 거쳐 간접적으로 퍼지기 때문에, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기(10)는 은은한 빛을 발산하는 적절한 인테리어 용품 역할을 수행할 수 있다.
이상 설명한 내용을 통해 당업자라면 본 발명의 기술 사상을 일탈하지 아니하는 범위에서 다양한 변경 및 수정이 가능함을 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니며 특허 청구의 범위에 의해 정해져야만 할 것이다.
10: 공기 살균기 100: 본체부
110: 조명부 120: 팬부
130: 제어부 200: 커버부
210: 가시광촉매부 220: 연결부
300: 지지부

Claims (10)

  1. 양단부가 개방된 파이프 형상으로 제공되어, 외부 공기가 내부로 흡입되는 흡입구 및 내부 공기가 외부로 토출되는 토출구를 구비하고, 상기 외부 공기와 상기 내부 공기를 순환시키며, 가시광을 제공하는 본체부;
    상기 가시광을 제공받아 활성화되는 가시광촉매를 포함하고, 상기 토출구 방향에 제공되어 외부로 토출되는 상기 내부 공기와 접촉하며, 상기 접촉된 공기 내의 오염물질을 제거하는 커버부를 포함하는 공기 살균기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 커버부는,
    상기 가시광촉매로 구성되어, 상기 오염물질을 제거하는 가시광촉매부; 및
    상기 본체부 및 상기 가시광촉매부를 연결하는 연결부를 포함하는 공기 살균기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 본체부는,
    상기 커버부에 상기 가시광을 제공하는 조명부;
    상기 외부 공기를 흡입하고 상기 내부 공기를 토출시키는 팬부; 및
    상기 조명부 및 상기 팬부를 제어하는 제어부를 포함하는 공기 살균기.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 연결부는 상기 본체부 및 상기 가시광촉매부를 서로 이격되도록 연결하는 공기 살균기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 커버부는 상기 연결부를 축으로 회전하여 상기 내부 공기의 토출 방향을 유도하는 공기 살균기.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 커버부는 상기 회전이 용이하도록, 측면에서 보았을 때 곡면을 갖는 채널 형상인 공기 살균기.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 본체부를 지지하여 상기 본체부를 바닥과 이격시키는 지지부를 더 포함하는 공기 살균기.
  8. 제3 항에 있어서,
    상기 조명부는 LED 조명인 공기 살균기.
  9. 제1 항에 따른 공기 살균기를 이용하여 공기를 살균하는 방법에 있어서,
    제어부에 의해 조명부가 가동되는 단계;
    상기 가동된 조명부에서 제공되는 가시광에 의해 가시광촉매부가 활성화되는 단계;
    상기 제어부에 의해 팬부가 가동되는 단계;
    상기 가동된 팬부에 의해 외부 공기가 본체부 내부로 흡입되고, 상기 본체부 내부의 공기가 상기 활성화된 가시광촉매부로 토출되는 단계; 및
    상기 토출된 공기가 상기 활성화된 가시광촉매부에 접촉하여 살균되는 단계를 포함하는 공기 살균 방법.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 가시광촉매부를 회전시켜 상기 토출된 공기의 토출 방향을 유도하는 단계를 더 포함하는 공기 살균 방법.
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