WO2015088174A1 - 바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기 - Google Patents

바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기 Download PDF

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WO2015088174A1
WO2015088174A1 PCT/KR2014/011758 KR2014011758W WO2015088174A1 WO 2015088174 A1 WO2015088174 A1 WO 2015088174A1 KR 2014011758 W KR2014011758 W KR 2014011758W WO 2015088174 A1 WO2015088174 A1 WO 2015088174A1
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air
light
unit
ultraviolet
scattered
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PCT/KR2014/011758
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English (en)
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Inventor
윤성진
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코웨이 주식회사
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/20—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation
    • F24F8/22—Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by sterilisation using UV light
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
    • G01N2021/4704—Angular selective
    • G01N2021/4711—Multiangle measurement

Definitions

  • the present invention relates to a biosensor and an air cleaner having the same, and more particularly, to a biosensor capable of measuring the bacterial concentration of indoor air through a light sensing method of detecting ultraviolet rays scattered by airborne bacteria, and including the same. It relates to an air purifier.
  • an air cleaner using an optical sensor is operated using an optical sensor based on an electric signal according to the concentration of dust.
  • the principle of the optical sensor is that the detector detects the degree of scattering or reflection of the light irradiated by dust included in the light by the light emitting device irradiates light into the air introduced into the space equipped with the light emitting device and the detector. By measuring the concentration of dust.
  • the indoor air quality measurement method used to measure the concentration of bacteria uses a method of inhaling air with an air sampler, hitting a petri dish containing a medium to allow the bacteria to adhere to the medium, and then culturing the bacteria for a few days. .
  • the indoor air quality measurement method has high accuracy, it takes a long time to measure bacterial concentration, so there is a problem that it cannot be used in conjunction with an air purification system.
  • the present invention has been made to solve at least some of the problems of the prior art, as an aspect, an object of the present invention to provide a biosensor capable of measuring the indoor bacterial concentration in real time and an air cleaner having the same.
  • the present invention is a light irradiation unit; And an ultraviolet sensor configured to detect scattered ultraviolet light by hitting the bacteria in the air with the light irradiated by the light irradiator.
  • the ultraviolet detection unit may convert the amount of ultraviolet light detection into an electrical signal.
  • the light is a laser light biosensor.
  • the UV detection unit may be configured to respond to light of 300nm to 360nm wavelength.
  • the scattered light detector for detecting the scattered light scattered by the light irradiated by the light irradiated with the dust in the air, converting the amount of detection of the scattered light into an electrical signal; may be included.
  • the light irradiation unit and the ultraviolet detection unit is provided on the inside, the flow path portion constituting an air flow path through which the outside air flows to the inside; may be included.
  • the flow path unit comprises an air flow path in the vertical direction so that the air flows from the lower side to the upper side, provided in the lower side of the flow path air heating unit for heating the air flowing into the flow path portion; May be included.
  • the present invention A blower provided in the housing and configured to flow air to discharge the external air after being introduced into the housing; A sterilization unit provided in the housing and sterilizing air introduced into the housing; A controller for controlling the blower and the sterilizer; And a light irradiation unit, an ultraviolet detector for detecting the ultraviolet rays scattered by the light irradiated by the light irradiation unit and converting the value detected by the light irradiation unit into an electric signal, and the light emitted by the light irradiation unit being scattered by the dust in the air.
  • a biosensor having a scattered light detector for detecting the scattered light and converting the detected value into an electrical signal
  • the controller is configured to sterilize the blower and the sterilizer based on values detected by the ultraviolet light detector and the scattered light detector.
  • the controller may control the operation of the sterilization unit according to the presence or absence of ultraviolet rays detected by the ultraviolet detection unit.
  • the controller may operate the sterilizer when the ultraviolet detector detects ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm to 360 nm.
  • the controller may control the increase and decrease of the air intake amount of the blower in accordance with the presence or absence of the scattered light detected by the scattered light detector.
  • the controller may increase the air intake amount of the blower when the scattered light detector detects scattered light whose wavelength exceeds 10 ⁇ m.
  • the controller may reduce the air intake of the blower when the scattered light detected by the scattered light detector is 10 ⁇ m or less.
  • the sterilization unit may be composed of at least one of an ultraviolet generator, an ion generator, ozone generator.
  • the controller may control the humidification operation of the humidifier and the dehumidification operation of the dehumidification unit based on the value detected by the ultraviolet ray detection unit.
  • the air purification filter disposed on the flow path of the air flowing into the housing may be included.
  • the air cleaner by using the scattered ultraviolet rays of a specific wavelength by the bacteria, it is possible to measure the concentration of bacteria in the room in real time through the light sensing method, the measured bacteria concentration and dust Based on the concentration, the air cleaner can be operated under suitable conditions.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a biosensor according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of an air cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic diagram showing the configuration of a biosensor according to an embodiment of the present invention.
  • the biosensor 100 includes a flow path unit 110, a light irradiation unit 120, an ultraviolet ray detector 130, and a scattered light detector 140.
  • the air heating unit 150 may be further provided at the inlet side of the flow path unit 110.
  • the flow path part 110 may constitute an air flow path through which external air flows inward.
  • Inside the flow path unit 110 may be provided with a light irradiation unit 120, UV detection unit 130, scattered light detection unit 140 and the air heating unit 150 to be described later.
  • the flow path unit 110 may be configured as a pipe-shaped member that can be introduced into the air to be discharged to the other side, but is not limited thereto.
  • the light irradiation part 120 may irradiate light into the air introduced into the flow path part 110.
  • the light irradiation unit 120 may be configured to emit light that can be scattered by being irradiated to suspended bacteria such as dust and bacteria.
  • the light irradiation unit 120 may be configured as a laser irradiation device to irradiate laser light as the light.
  • the laser light is a parallel light and has a straightness that does not spread in the advancing direction
  • high energy may be applied to a very small area such as dust particles, aerosols, and bioaerosols in the air.
  • the light irradiation unit 120 is preferably configured to irradiate laser light, but is not limited thereto, and may be configured as a light source device capable of emitting any kind of light.
  • the ultraviolet detecting unit 130 may detect the scattered ultraviolet light by hitting the airborne bacteria in the light irradiated from the light irradiation unit 120.
  • the ultraviolet detection unit 130 may detect the ultraviolet rays scattered by the airborne bacteria, and measure the concentration of bacteria in the air.
  • the UV detection unit 130 is a UV detection device excellent in the sensitivity to light of 300nm to 360nm wavelength corresponding to the wavelength of ultraviolet light scattered by airborne bacteria such as E. Coli (E. Coli) and Substilus It may be configured, but is not limited thereto.
  • the ultraviolet detector 130 may convert the detected amount of ultraviolet rays into an electric signal and transmit the converted amount to an external element.
  • the external element may be a control unit 270 provided in the air cleaner 200 according to an embodiment of the present invention to be described later with reference to FIG.
  • the scattered light detector 140 may detect scattered light scattered by the light emitted from the light emitter 120 hit the dust in the air.
  • the scattered light detector 140 is not particularly limited, and may be configured of various visible light detectors.
  • the scattered light detector 140 may detect the light scattered by the dust, and measure the dust concentration in the air.
  • the scattered light detector 140 may convert the detected amount of scattered light into an electrical signal and transmit the converted amount to an external element.
  • the external element may be a control unit 270 provided in the air cleaner 200 according to an embodiment of the present invention to be described later with reference to FIG.
  • the air heating unit 150 may be provided at the inlet side of the flow path unit 110, that is, the air inflow side, to heat the air introduced into the flow path unit 110.
  • the flow path unit 110 may constitute an air flow path in the vertical direction such that the air introduced therein flows from the lower side to the upper side as shown in FIG. 1.
  • the air heating part 150 may be disposed below the flow path part 110 to heat the air introduced into the bottom of the flow path part 110.
  • the air heating unit 150 may heat the air introduced from the inlet side of the flow path unit 110 to allow the air heated in the flow path unit 110 to convectively move upward.
  • the ultraviolet detector 130 and the scattered light detector 140 can measure the bacterial concentration and the dust concentration in the air in a state in which the indoor air is not dense and natural convection, that is, close to the indoor environment.
  • Such a biosensor 100 is to measure the bacterial concentration and dust concentration in the indoor air in real time through the light sensing method as described above, in particular through the method of detecting the ultraviolet rays scattered by the bacteria. Can be.
  • FIG. 2 is a schematic view showing the configuration of an air cleaner according to an embodiment of the present invention.
  • the air cleaner 200 includes a housing 210, a blower 220, a sterilizer 230, a controller 270, and a biosensor 100. And a humidifier 250, a dehumidifier 240, and an air purifying filter 260.
  • the housing 210 constitutes an appearance of the air cleaner 200 according to an embodiment of the present invention, and a blower unit 220, a sterilizer 230, a controller 270, a dehumidifier 240, The humidifier 250 and the air purification filter 260 may be provided with an internal space that can be built.
  • the housing 210 has an air inlet on one side and an air outlet on the other side, so that air is driven into the housing 210 through the air inlet by driving the blower 220 to be described later. It is configured to be discharged to the outside through the air discharge unit after being introduced.
  • the blower 220 is provided in the housing 210, and may allow air to flow so that the external air is discharged after being introduced into the housing 210.
  • the blower 220 may be composed of a fan and a drive motor, it may be configured to enable the air volume control through the rotation speed control of the drive motor.
  • the sterilization unit 230 may be provided in the housing 210 to sterilize the air introduced into the housing 210.
  • the sterilization unit 230 is not particularly limited, but may be configured as a device capable of controlling the operation through power control and controlling sterilization power.
  • the sterilization unit 230 may be configured of at least one of an ultraviolet generator, an ion generator, and an ozone generator.
  • controller 270 may control the operation and the air volume control of the blower 220, and may control the power applied to the sterilizer 230.
  • the controller 270 is connected to the ultraviolet detector 130 and the scattered light detector 140 of the biosensor 100 as described below, and the value detected by the ultraviolet detector 130 and the scattered light detector 140. It can control the Song Bung Fu and sterilization unit 230 based on the.
  • the biosensor 100 includes a flow path unit 110, a light irradiation unit 120, an ultraviolet ray detection unit 130, a scattered light detection unit 140, and an air heating unit 150, as described above with reference to FIG. 1. It is substantially the same as the biosensor 100.
  • the UV detector 130 and the scattered light detector 140 may be configured to convert the detected value into an electrical signal and send it to the controller 270.
  • the ultraviolet detection unit 130 is configured to detect the amount of scattered ultraviolet rays hit by the floating bacteria in the air flowing in the flow path unit 110, converts the amount of ultraviolet rays into an electrical signal and delivers it to the control unit 270 Can be.
  • the scattered light detecting unit 140 is configured to detect the amount of scattered light scattered by hitting the dust in the air flowing in the flow path unit 110, converts the amount of detection of the scattered light into an electrical signal to be transmitted to the control unit 270 Can be.
  • the biosensor 100 may be configured to be separated from the housing 210, or may be configured to be mounted on the outside of the housing 210.
  • the humidifier 250 may be provided inside the housing 210 to humidify the air introduced into the housing 210.
  • the humidifier 250 is not particularly limited, but may be configured as a humidification unit of various methods such as a humidification filter method, ultrasonic vibration method, heating method, but is not limited thereto.
  • the humidifier 250 may be configured by any one of the ultrasonic vibration method and the heating method that can be actively controlled humidification operation through the control unit 270.
  • the dehumidifying unit 240 may be provided in the housing 210 to dehumidify air introduced into the housing 210.
  • the dehumidifying unit 240 is not particularly limited, but may be configured as a humidifying unit of various methods such as a dehumidification filter method, a refrigeration cycle method, a desicant method, but is not limited thereto.
  • the dehumidifying unit 240 may be configured as any one of a refrigeration cycle method and desiccant method that can be actively controlled through the control unit 270.
  • the air purification filter 260 may be disposed on a flow path of air introduced into the housing 210 to purify the air passing therethrough.
  • control unit 270 may operate the sterilization unit 230 according to the presence or absence of ultraviolet rays detected by the ultraviolet detection unit 130.
  • the controller 270 receives the electric signal from the ultraviolet detector 130 and the sterilizer 230 and the blower ( By operating 220, indoor air can be sterilized.
  • the controller 270 may operate the sterilizer 230 when the ultraviolet detector 130 detects ultraviolet rays having a wavelength of 300 nm to 360 nm. At this time, the control unit 270 may also operate the blower unit 220 simultaneously with the operation of the sterilization unit 230 so that the indoor air can be circulated through the air cleaner 200 according to an embodiment of the present invention.
  • controller 270 may increase or decrease the air intake amount of the blower 220 according to the scattered light detected by the scattered light detector 140.
  • the controller 270 receives the electrical signal from the scattered light detector 140 and increases the air volume of the blower 220.
  • the air cleaner 200 may allow the indoor air to be purified to a high level (high air volume).
  • control unit 270 may increase the number of air intake by increasing the number of rotation of the drive motor of the blower 220 when the scattered light detector 140 detects the scattered light having a wavelength exceeding 10 ⁇ m have.
  • the controller 270 may reduce the air intake amount of the blower 220 or stop the blower 220 in operation.
  • the controller 270 operates the sterilizer 230 of the blower 220 and blows the blower 220. By increasing the air flow rate of the air, the sterilization and purification of indoor air can be achieved at a high level.
  • the control unit 270 of the humidifying unit 250 By controlling the humidification operation and the dehumidification operation of the dehumidifying unit 240, it is possible to adjust the indoor humidity to a condition unfavorable to bacterial growth.
  • the controller 270 may drive the dehumidifier 240 and the humidifier 250 such that the relative humidity (RH) of the room is 40% to 60%. Can be.
  • RH relative humidity

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Abstract

부유세균에 의해 산란되는 자외선을 감지하는 광센싱 방식을 통해 실내공기의 세균농도를 측정할 수 있는 바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기가 개시된다. 개시되는 바이오 센서는 광 조사부; 및 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 세균에 부딪혀서 산란된 자외선을 감지하는 자외선 감지부;를 포함한다. 이러한 바이오 센서에 의하면, 세균에 의해 특정 파장의 자외선이 산란되는 것을 이용하여, 광센싱 방식을 통해 실내의 세균농도를 실시간으로 측정할 수 있고, 측정한 세균농도 및 분진농도를 기초로 공기청정기를 알맞은 조건으로 운전할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.

Description

바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기
본 발명은 바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 부유세균에 의해 산란되는 자외선을 감지하는 광센싱 방식을 통해 실내공기의 세균농도를 측정할 수 있는 바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기에 관한 것이다.
일반적으로 광센서를 이용하는 공기청정기는 광센서를 이용하여 분진의 농도에 따른 전기 신호를 기초로 운전된다.
이러한 광센서의 원리는 광 방출장치와 감지기가 구비된 공간에 유입된 공기 중으로 상기 광 방출장치가 빛을 조사하여 빛에 포함된 분진에 의해 조사된 빛이 산란 또는 반사되는 정도를 상기 감지기가 감지하여 분진의 농도를 측정하는 것이다.
한편, 최근 세균의 의한 실내 오염에 관심이 집중되는 추세이다.
하지만, 세균 농도 측정에 사용되는 실내 공기질 측정법은 공기 샘플러로 공기를 흡입하여 배지를 포함한 페트리 디시(petri dish)에 부딪혀 배지에 세균이 묻게 한 후, 이 세균을 수일 이상 배양하는 방법을 사용하고 있다.
이러한 실내 공기질 측정법은 정확도는 높지만 세균 농도 측정에 시간이 많이 소요되기 때문에 공기정화시스템에 연동시켜 사용할 수 없다는 문제가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래 기술의 문제점 중 적어도 일부를 해결하고자 안출된 것으로, 일 측면으로서, 실시간으로 실내 세균농도를 측정할 수 있는 바이오 센서 및 이를 구비하는 공기청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기한 목적 중 적어도 일부를 달성하기 위한 일 측면으로서, 본 발명은 광 조사부; 및 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 세균에 부딪혀서 산란된 자외선을 감지하는 자외선 감지부;를 포함하는 바이오 센서를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 자외선 감지부는 자외선의 감지량을 전기신호로 변환할 수 있다.
일 예로, 상기 광은 레이저 광인 바이오 센서.
또한, 일 실시예에서, 상기 자외선 감지부는 300nm 내지 360nm 파장의 빛에 감응하도록 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 분진에 부딪혀서 산란된 산란광을 감지하여, 산란광의 감지량을 전기신호로 변환하는 산란광 감지부;가 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 광 조사부와 자외선 감지부가 내측에 구비되며, 내측으로 외부공기가 유입되어 유동할 수 있는 공기유동경로를 구성하는 유로부;가 포함될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 유로부는 유입된 공기가 하측에서 상측으로 유동하도록 상하방향으로 공기유동경로를 구성하고, 상기 유로부의 하측에 구비되어 상기 유로부로 유입되는 공기를 가열하는 공기가열부;가 포함될 수 있다.
한편, 다른 일 측면으로서, 본 발명은 하우징; 상기 하우징에 구비되며, 외부공기가 상기 하우징 내로 유입된 후 토출되도록 공기를 유동시키는 송풍부; 상기 하우징의 내부에 구비되며, 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 살균하는 살균부; 상기 송풍부와 살균부를 제어하는 제어부; 및 광 조사부와, 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 세균에 부딪혀서 산란된 자외선을 감지하여 감지한 값을 전기신호로 변환하는 자외선 감지부와, 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 분진에 부딪혀서 산란된 산란광을 감지하여 감지한 값을 전기신호로 변환하는 산란광 감지부를 구비하는 바이오 센서;를 포함하고, 상기 제어부는 상기 자외선 감지부와 상기 산란광 감지부에서 감지한 값을 기초로 상기 송풍부와 살균부의 작동을 제어하는 공기청정기를 제공한다.
일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 자외선 감지부에서 감지되는 자외선의 유무에 따라 상기 살균부의 작동여부를 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 제어부는 상기 자외선 감지부에서 파장이 300nm 내지 360nm인 자외선을 감지한 경우에 상기 살균부를 작동시킬 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 산란광 감지부에서 감지되는 산란광의 유무에 따라 상기 송풍부의 공기흡입량의 증감을 제어할 수 있다.
일 예로, 상기 제어부는 상기 산란광 감지부에서 파장이 10㎛를 초과하는 산란광을 감지한 경우에 상기 송풍부의 공기흡입량을 증가시킬 수 있다.
또한, 일 예로, 상기 제어부는 상기 산란광 감지부에서 감지한 산란광의 파장이 10㎛ 이하인 경우에 상기 송풍부의 공기흡입량을 감소시킬 수 있다.
한편, 상기 살균부는 자외선 발생기, 이온발생기, 오존발생기 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
또한, 일 실시예에서, 상기 제어부는 상기 자외선 감지부에서 감지한 값을 기초로 상기 가습부의 가습동작 및 상기 제습부의 제습동작을 제어할 수 있다.
한편, 상기 하우징의 내부로 유입되는 공기의 유동경로상에 배치되는 공기정화필터가 포함될 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명의 일 실시예에 의하면, 세균에 의해 특정 파장의 자외선이 산란되는 것을 이용하여, 광센싱 방식을 통해 실내의 세균농도를 실시간으로 측정할 수 있고, 측정한 세균농도 및 분진농도를 기초로 공기청정기를 알맞은 조건으로 운전할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센서의 구성을 나타내는 개략도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 개략도.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 또한, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센서에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센서의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센서(100)는 유로부(110), 광 조사부(120), 자외선 감지부(130) 및 산란광 감지부(140)를 포함하고, 상기 유로부(110)의 입구측에 구비되는 공기가열부(150)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 유로부(110)는 내측으로 외부공기가 유입되어 유동할 수 있는 공기유동경로를 구성할 수 있다.
이러한 유로부(110)의 내측에는 후술할 광 조사부(120), 자외선 감지부(130), 산란광 감지부(140) 및 공기가열부(150)가 구비될 수 있다.
일 실시예에서, 유로부(110)는 일측으로 공기가 유입되어 타측으로 배출될 수 있는 파이프 형태의 부재로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
상기 광 조사부(120)는 유로부(110)의 내측으로 유입된 공기 중으로 광을 조사할 수 있다.
이러한 광 조사부(120)는 분진과 박테리아와 같은 부유세균에 조사되어 산란될 수 있는 광을 방출할 수 있도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 광 조사부(120)는 레이저 조사장치로 구성되어 상기 광으로서 레이저 광을 조사할 수 있다.
참고로, 레이저 광은 평행광이기 때문에 진행방향으로 퍼지지 않는 직진성을 가지므로, 공기 중의 먼지입자, 에어로졸 및 부유세균(bioaerosol)과 같이 매우 작은 넓이의 영역에 고에너지를 가할 수 있다.
따라서, 전술한 바와 같이 광 조사부(120)는 레이저 광을 조사하도록 구성되는 것이 바람직하나, 이에 한정되는 것은 아니며, 어떠한 종류의 광을 방출할 수 있는 광원장치로 구성되어도 무방하다.
상기 자외선 감지부(130)는 광 조사부(120)에서 조사한 광이 공기 중의 부유세균에 부딪혀서 산란된 자외선을 감지할 수 있다.
참고로, 광이 부유세균에 부딪히면, 빛이 단순히 꺾여서 산란되는 현상에 더하여 자외선이 산란되는 현상이 발생한다.
따라서, 상기 자외선 감지부(130)는 부유세균에 의해 산란된 자외선을 감지하여, 공기 중의 세균농도를 측정할 수 있다.
일 실시예에서, 자외선 감지부(130)는 E. Coli(대장균) 및 Substilus와 같은 부유세균에 의해 산란되는 자외선의 파장에 대응하여, 300nm 내지 360nm 파장의 빛에 대한 감응력이 우수한 자외선 감지장치로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
참고로, 빛이 공기 중의 먼지입자(particle), 에어로졸(aerosol) 및 부유세균(bioaerosol)에 조사되면, 먼지입자에서는 파장이 10㎛ 이상인 빛이 산란되고, 에어로졸에서는 파장이 10㎛ 미만인 빛이 산란되며, 부유세균에서는 파장이 300nm 내지 360nm인 자외선이 산란된다.
한편, 자외선 감지부(130)는 감지한 자외선의 감지량을 전기신호로 변환하여 외부요소에 전달할 수 있다. 여기서, 상기 외부요소는 도 2를 참조하여 후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)에 구비되는 제어부(270)일 수 있다.
상기 산란광 감지부(140)는 광 조사부(120)에서 조사한 광이 공기 중의 분진에 부딪혀서 산란된 산란광을 감지할 수 있다.
산란광 감지부(140)는 특별히 한정되지 않으며, 공지된 다양한 형태의 가시광선 광감지기로 구성될 수 있다.
산란광 감지부(140)는 분진에 의해 산란된 빛을 감지하여, 공기 중의 분진농도를 측정할 수 있다.
이러한 산란광 감지부(140)는 감지한 산란광의 감지량을 전기신호로 변환하여 외부요소에 전달할 수 있다. 여기서, 상기 외부요소는 도 2를 참조하여 후술할 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)에 구비되는 제어부(270)일 수 있다.
상기 공기가열부(150)는 유로부(110)의 입구측 즉 공기가 유입되는 측에 구비되어 유로부(110)로 유입된 공기를 가열할 수 있다.
여기서, 유로부(110)는 도 1에 도시된 바와 같이 유입된 공기가 하측에서 상측으로 유동하도록 상하방향으로 공기유동경로를 구성할 수 있다.
이때, 상기 공기가열부(150)는 유로부(110)의 하측에 배치되어, 유로부(110)의 하측으로 유입된 공기를 가열시킬 수 있다.
이러한 공기가열부(150)는 유로부(110)의 입구측에서 유입된 공기를 가열시킴으로써, 유로부(110) 내에서 가열된 공기가 자연대류하여 상향 이동하도록 할 수 있다.
이를 통해, 자외선 감지부(130)와 산란광 감지부(140)는 실내공기가 밀집되지 않고 자연대류하는 상태 즉, 실내 환경에 가까운 조건에서 공기 중의 세균농도 및 분진농도를 측정할 수 있게 된다.
이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 바이오 센서(100)는 전술한 바와 같은 광센싱 방식 특히, 세균에 의해 산란되는 자외선을 감지하는 방법을 통해 실시간으로 실내 공기 중의 세균농도 및 분진농도를 측정할 수 있다.
다음으로, 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기에 대해서 살펴본다. 여기서, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 구성을 나타내는 개략도이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)는 하우징(210), 송풍부(220), 살균부(230), 제어부(270) 및 바이오 센서(100)를 포함하고, 가습부(250), 제습부(240) 및 공기정화필터(260)를 추가로 포함할 수 있다.
상기 하우징(210)은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)의 외관을 구성하며, 후술할 송풍부(220), 살균부(230), 제어부(270), 제습부(240), 가습부(250) 및 공기정화필터(260)가 내장될 수 있는 내부공간을 구비할 수 있다.
또한, 도시하지는 않았지만, 이러한 하우징(210)은 일측에 공기유입부와 다른 일측에 공기토출부를 구비하여, 후술할 송풍부(220)의 구동에 의해 공기가 공기유입부를 통해 하우징(210) 내부로 유입된 후 공기토출부를 통해 외부로 배출될 수 있도록 구성된다.
상기 송풍부(220)는 하우징(210)에 구비되며, 외부공기가 하우징(210) 내부로 유입된 후 토출되도록 공기를 유동시킬 수 있다.
일 실시예에서, 송풍부(220)는 팬과 구동모터로 구성될 수 있으며, 구동모터의 회전수 조절을 통해 풍량조절이 가능하도록 구성될 수 있다.
상기 살균부(230)는 하우징(210)의 내부에 구비되며, 하우징(210) 내부로 유입된 공기를 살균할 수 있다.
이러한 살균부(230)는 특별히 한정되지 않으나, 전원제어를 통해 작동을 제어할 수 있고 살균력을 조절할 수 있는 장치로 구성될 수 있다.
일 예로, 살균부(230)는 자외선 발생기, 이온발생기, 오존발생기 중 적어도 하나로 구성될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(270)는 송풍부(220)의 작동과 풍량조절을 제어할 수 있고, 살균부(230)에 인가되는 전원을 제어할 수 있다.
이러한 제어부(270)는 후술하는 바와 같이 바이오 센서(100)의 자외선 감지부(130) 및 산란광 감지부(140)와 연결되어, 자외선 감지부(130)와 산란광 감지부(140)에서 감지한 값을 기초로 송붕푸와 살균부(230)를 제어할 수 있다.
상기 바이오 센서(100)는 유로부(110), 광 조사부(120), 자외선 감지부(130), 산란광 감지부(140) 및 공기가열부(150)를 구비하며, 도 1을 참조하여 전술한 바이오 센서(100)와 실질적으로 동일하다.
단, 자외선 감지부(130)와 산란광 감지부(140)는 감지한 값을 전기신호로 변환하여 제어부(270)로 보내도록 구성될 수 있다.
즉, 자외선 감지부(130)는 유로부(110)에 유동하는 공기 중의 부유세균에 부딪혀서 산란된 자외선의 양을 감지하여, 자외선의 감지량을 전기신호로 변환하여 제어부(270)에 전달하도록 구성될 수 있다.
또한, 산란광 감지부(140)는 유로부(110)에 유동하는 공기 중의 분진에 부딪혀서 산란된 산란광의 양을 감지하여, 산란광의 감지량을 전기신호로 변환하여 제어부(270)에 전달하도록 구성될 수 있다.
일 실시예에서, 바이오 센서(100)는 하우징(210)과 분리된 형태로 구성될 수도 있고, 하우징(210)의 외측에 장착되는 형태로 구성될 수도 있다.
상기 가습부(250)는 하우징(210) 내부에 구비되어, 하우징(210) 내부로 유입된 공기를 가습할 수 있다.
이러한 가습부(250)는 특별히 한정되지 않으며, 가습필터 방식, 초음파 진동방식, 가열방식 등 다양한 방식의 가습유닛으로 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 가습부(250)는 제어부(270)를 통해 능동적으로 가습동작이 제어될 수 있는 초음파 진동방식 및 가열방식 중 어느 하나로 구성될 수도 있다.
상기 제습부(240)는 하우징(210) 내부에 구비되어, 하우징(210) 내부로 유입된 공기를 제습할 수 있다.
이러한 제습부(240)는 특별히 한정되지 않으며, 제습필터 방식, 냉동사이클 방식, 데시칸트(Desiccant) 방식 등 다양한 방식의 가습유닛을 구성될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예에서, 제습부(240)는 제어부(270)를 통해 능동적으로 제습동작이 제어될 수 있는 냉동사이클 방식 및 데시칸트 방식 중 어느 하나로 구성될 수도 있다.
상기 공기정화필터(260)는 하우징(210) 내부로 유입되는 공기의 유동경로상에 배치되어, 통과하는 공기를 정화시킬 수 있다.
한편, 이와 같은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)에서, 제어부(270)는 자외선 감지부(130)에서 감지되는 자외선의 유무에 따라 살균부(230)를 작동시킬 수 있다.
즉, 자외선 감지부(130)에서 자외선이 감지되는 경우는 실내공기 중에 부유세균이 존재하는 것이므로, 제어부(270)는 자외선 감지부(130)의 전기신호를 받아서 살균부(230)와 송풍부(220)를 작동시킴으로써, 실내공기가 살균되도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(270)는 자외선 감지부(130)에서 파장이 300nm 내지 360nm인 자외선을 감지한 경우에 살균부(230)를 작동시킬 수 있다. 이때, 실내공기가 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)를 통해 순환할 수 있도록, 제어부(270)는 살균부(230)의 가동과 동시에 송풍부(220)도 가동시킬 수 있다.
또한, 제어부(270)는 산란광 감지부(140)에서 감지되는 산란광의 유무에 따라 송풍부(220)의 공기흡입량을 증감시킬 수 있다.
즉, 산란광 감지부(140)에서 산란광이 감지되는 경우는 실내공기 중에 분진이 존재하는 것이므로, 제어부(270)는 산란광 감지부(140)의 전기신호를 받아서 송풍부(220)의 풍량을 증가시킴으로써, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기(200)가 실내공기를 높은 수준(고풍량)으로 정화시키도록 할 수 있다.
일 실시예에서, 제어부(270)는 산란광 감지부(140)에서 파장이 10㎛를 초과하는 산란광을 감지한 경우에 송풍부(220)의 구동모터의 회전수를 증가시켜 공기흡입량을 증가시킬 수 있다.
반대로, 제어부(270)는 산란광 감지부(140)에서 감지한 산란광의 파장이 10㎛ 이하인 경우에 송풍부(220)의 공기흡입량을 감소시키거나 송풍부(220)를 작동중시시킬 수 있다.
그리고, 자외선 감지부(130)에서 자외선이 감지되고 산란광 감지부(140)에서 산란광도 감지되는 경우, 제어부(270)는 송풍부(220)의 살균부(230)를 작동시키고 송풍부(220)의 풍량을 증가시켜서, 실내공기의 살균 및 정화가 높은 수준으로 이루어지도록 할 수 있다.
한편, 실내공기에 부유세균이 존재한다는 것은 실내가 매우 습하거나 매우 건조하다는 것을 의미하므로, 자외선 감지부(130)에서 다량의 자외선이 감지되는 경우에, 제어부(270)는 가습부(250)의 가습동작 및 제습부(240)의 제습동작을 제어하여 실내습도를 세균증식에 불리한 조건으로 조절할 수 있다.
예를 들어, 자외선 감지부(130)에서 자외선이 감지되는 경우, 제어부(270)는 실내의 상대습도(RH)가 40% 내지 60%로 되도록 제습부(240)와 가습부(250)를 운전할 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예에 관하여 도시하고 설명하였지만, 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 밝혀두고자 한다.

Claims (16)

  1. 광 조사부; 및
    상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 세균에 부딪혀서 산란된 자외선을 감지하는 자외선 감지부;
    를 포함하는 바이오 센서.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 감지부는 자외선의 감지량을 전기신호로 변환하는 바이오 센서.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광은 레이저 광인 바이오 센서.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 자외선 감지부는 300nm 내지 360nm 파장의 빛에 감응하도록 구성된 것을 특징으로 하는 바이오 센서.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 분진에 부딪혀서 산란된 산란광을 감지하여, 산란광의 감지량을 전기신호로 변환하는 산란광 감지부;를 포함하는 바이오 센서.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광 조사부와 자외선 감지부가 내측에 구비되며, 내측으로 외부공기가 유입되어 유동할 수 있는 공기유동경로를 구성하는 유로부;를 포함하는 바이오 센서.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 유로부는 유입된 공기가 하측에서 상측으로 유동하도록 상하방향으로 공기유동경로를 구성하고,
    상기 유로부의 하측에 구비되어 상기 유로부로 유입되는 공기를 가열하는 공기가열부;를 포함하는 바이오 센서.
  8. 하우징;
    상기 하우징에 구비되며, 외부공기가 상기 하우징 내로 유입된 후 토출되도록 공기를 유동시키는 송풍부;
    상기 하우징의 내부에 구비되며, 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 살균하는 살균부;
    상기 송풍부와 살균부를 제어하는 제어부; 및
    광 조사부와, 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 부유세균에 부딪혀서 산란된 자외선을 감지하여 감지한 값을 전기신호로 변환하는 자외선 감지부와, 상기 광 조사부에서 조사한 광이 공기 중의 분진에 부딪혀서 산란된 산란광을 감지하여 감지한 값을 전기신호로 변환하는 산란광 감지부를 구비하는 바이오 센서;를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 자외선 감지부와 상기 산란광 감지부에서 감지한 값을 기초로 상기 송풍부와 살균부의 작동을 제어하는 공기청정기.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자외선 감지부에서 감지되는 자외선의 유무에 따라 상기 살균부의 작동여부를 제어하는 공기청정기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 자외선 감지부에서 파장이 300nm 내지 360nm인 자외선을 감지한 경우에 상기 살균부를 작동시키는 공기청정기.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산란광 감지부에서 감지되는 산란광의 유무에 따라 상기 송풍부의 공기흡입량의 증감을 제어하는 공기청정기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산란광 감지부에서 파장이 10㎛를 초과하는 산란광을 감지한 경우에 상기 송풍부의 공기흡입량을 증가시키는 공기청정기.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 제어부는 상기 산란광 감지부에서 감지한 산란광의 파장이 10㎛ 이하인 경우에 상기 송풍부의 공기흡입량을 감소시키는 공기청정기.
  14. 제8항에 있어서,
    상기 살균부는 자외선 발생기, 이온발생기, 오존발생기 중 적어도 하나로 구성되는 공기청정기.
  15. 제9항에 있어서,
    상기 하우징 내부에 구비되어, 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 가습하는 가습부 및
    상기 하우징 내부에 구비되어, 상기 하우징 내부로 유입된 공기를 제습하는 제습부를 포함하고,
    상기 제어부는 상기 자외선 감지부에서 감지한 값을 기초로 상기 가습부의 가습동작 및 상기 제습부의 제습동작을 제어하는 공기청정기.
  16. 제8항에 있어서,
    상기 하우징의 내부로 유입되는 공기의 유동경로상에 배치되는 공기정화필터를 포함하는 공기청정기.
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