KR20090102359A - 공기 살균 정화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 살균 정화기에 관한 것으로서, 더욱 구체적으로는 물(220)이 저장되고 내부에 안개펌프(210)가 장착된 수조(200); 내부에 공간이 형성되고, 하단부에 물 이동 통공(101)이 형성되며, 저부에 공기 흡입구(102)가 형성되어 하단부가 상기 수조(200) 내에 침수된 케이스(100); 상기 케이스 내부 공간에 장착되는 요소로서, 상기 흡입구(102) 상부에 설치된 복수 개의 자외선램프(110)와, 상기 자외선램프 상부에 설치된 광촉매층(130) 및 상기 케이스 상단에 설치된 송풍기(140)를 비롯하여 상기 각 자외선램프 사이에 복수 개의 수직홀(121)이 형성된 와류판(120)이 개재된 구조로부터 실내의 오염된 공기를 살균하고 정화하여 쾌적한 실내 공기를 제공하면서도 단시간 내에 많은 양의 공기를 정화할 수 있어 정화 효율이 향상된 공기 살균 정화기를 제공한다.

Description

공기 살균 정화기{AIR STERILIZING AND CLEANING FIXTURE}

본 발명은 미세한 안개와 자외선, 오존 및 광촉매를 통해 실내의 오염된 공기를 살균 및 정화하는 공기 살균 정화기에 관한 것이다.

현재, 실내의 오염된 공기를 정화하는 공기 정화 또는 살균 장치들은 그 종류를 헤아릴 수 없을 만큼 다양한 제품이 시판되고 있다. 이들 일반적인 공기 정화 또는 살균 장치들의 각각의 정화 방법은, 필터를 이용한 공기정화기, 물을 이용한 공기정화기, 플라즈마(방전)를 이용한 공기정화기, 촉매를 이용한 공기정화기, 자외선을 이용한 공기정화기를 비롯하여 오존을 이용한 공기정화기 등이 있다.

일 예로써, 국내 등록실용신안 제 20-0376054호는 집진필터(40)를 갖는 공기 정화기에 있어서, 공기 유입 및 방출구(16a)(16b)를 갖는 원통형상의 몸체(10)와, 상기 몸체(10)의 내부에 설치되어 공기의 흐름을 강제하는 회전날개(20)와. 상기 회전날개(20)의 축(22)단과 연결되어 상기 회전날개(20)를 회전시키는 구동장치와, 상기 몸체(10)의 내부이며 상기 회전날개(20)의 외부에 설치되는 복수개의 UV램프(30)와, 상기 구동장치와 UV램프(30)에 전류를 공급하는 전류공급장치를 구성하고, 상기 통로의 내벽면과 상기 회전날개(20)의 표면에는 광촉매물질(t)을 코팅하여 된 공기 정화기를 제안하고 있다.

그러나 상기 특허문헌을 비롯하여 대부분의 공기 정화기에 구비된 필터를 이용한 공기 정화방식은 먼지, 세균, 유기물 등의 필터링 능력은 우수한 장점이 있는 반면, 공기 흐름을 심각하게 억제하기 때문에 처리 능력이 낮고 필터를 자주 교체해야 하는 불편함과 더불어 필터 구매에 따른 유지비용이 발생하는 문제점이 있다.

더욱이, 필터의 처리능력을 초과하여 지속적으로 사용하는 경우에는 오히려 필터가 각종 세균에 오염되어 필터를 통과하는 과정에서 오염된 공기가 배출되는 치명적인 단점이 있다.

이에 상기 특허문헌은 집진필터 외에도 자외선램프에 의한 살균과 더불어 광촉매 장치를 더 부가하는 한편, 자외선 램프와 공기의 접촉시간을 연장시키기 위한 회전날개를 구비하고 있다.

그러나 집진필터를 이용하는 경우, 앞서 설명한 바와 같은 문제점과 함께 공기 흐름이 억제되어 실내의 전체 공기를 정화하는데 상당한 시간이 요구되는 한편, 집진필터에서 걸러진 세균이 그대로 잔존하여 자칫 실내의 공기를 악화시킬 우려가 있다.

또한, 특허문헌은 자외선램프를 이용하여 살균을 하고 있다고는 하나, 세균은 수분 내지 수십 분 이상 처리해야 완벽하게 살균되는데, 특허문헌이 비록 회전날개에 의해 공기의 체류 시간을 늘리고 있다 하더라도 실제로 자외선램프 공간 내에 공기가 체류하는 시간은 수초 내지 수십 초에 불과하여 이러한 구조로는 자외선램프에 의한 살균 능력이 미미할 수밖에 없다.

상기 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은, 공기의 흐름을 억제하지 않고서도 실내 공기 중의 먼지, 세균, 유기물 등을 효과적으로 포집하고, 나아가 포집한 세균을 완벽하게 살균 처리할 수 있음은 물론, 단시간 내에 많은 양의 공기를 정화할 수 있도록 함으로써 정화능력과 정화효율을 극대화시킨 공기 살균 정화기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 물(220)이 저장되고 내부에 안개펌프(210)가 장착된 수조(200); 내부에 공간이 형성되고, 하단부에 물 이동 통공(101)이 형성되며, 저부에 공기 흡입구(102)가 형성되어 하단부가 상기 수조(200) 내에 침수된 케이스(100); 상기 케이스 내부 공간에 장착되는 요소로서, 상기 흡입구(102) 상부에 설치된 복수 개의 자외선램프(110)와, 상기 자외선램프 상부에 설치된 광촉매층(130) 및 상기 케이스 상단에 설치된 송풍기(140)를 포함하며, 상기 자외선램프(110)와 수조 사이가 개방된 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따르면, 필터를 적용하지 않고 안개에 의해서 공기 중의 먼지, 세균, 유기물을 걸러 내는 구조여서 공기의 흐름이 원활하여 단시간 내에 대량의 공기를 정화할 수 있음은 물론, 공기 저항이 최소화되므로 송풍기의 전력 소모량을 감소시키며 소음 발생이 거의 없다.

또한, 자외선램프와 수조 사이가 개방되어 있어서 안개에 의해 포집된 각종 유해 세균은 수조 내에 저장된 물에 포집되어 자외선에 장시간 노출되고, 또한 안개에 의한 처리를 비롯하여 자외선과 오존에 의한 처리 및 광촉매 처리 등, 다중 살균 및 분해 처리로 살균과 유기물 분해 능력이 탁월하다.

게다가 자외선램프 사이에 설치된 와류판은 별도의 전기적 구동 없이 공기의 흐름 과정에서 와류를 발생시키므로, 전기 소모량이 감소함은 물론, 그만큼 공기가 자외선에 장시간 노출되어 살균 능력이 배가되는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 정화기의 내부 구조를 보인 구성도.

도 2는 본 발명에 따른 와류판의 평면도.

도 3은 본 발명에 따른 와류판의 단면을 보인 부분 확대도.

도 4는 본 발명에 따른 광촉매판의 평면도.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

100 : 케이스 101 : 통공

102 : 흡입구 110 : 자외선램프

120 : 와류판 121 : 수직홀

130 : 광촉매층 131 : 광촉매판

132 : 프레임 140 : 송풍기

200 : 수조 210 : 안개펌프

220 : 물 221 : 안개

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 형태를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 정화기의 내부 구조를 보인 구성도로서, 도 1을 참조하는 바와 같이, 본 발명의 공기 살균 정화기는 물(220)이 저장되는 수조(200)가 구비되고, 상기 수조(200) 내부에 상기 물(220)을 이용하여 미세한 안개(221)를 생성하는 안개펌프(210)가 형성되며, 상기 물의 적정 수위 여부를 감지하는 수위센서(230)가 구비된다.

상기 수위센서(230)는 물이 적정 수위 이하로 낮아지는 경우, 이를 감지하여 상기 안개펌프(210)의 구동을 정지시킴으로써 안개펌프의 과열과 불필요한 전력 소모를 방지한다.

도시하지는 않았으나, 상기 수조(200) 내부에는 물(220)을 교환하여 다시 넣거나 보충할 때, 적정 수위를 넘지 않도록 하는 적정수위 표시수단(예컨대 표시선이나 부구 등)이 형성될 수 있는데, 표시수단의 적정 높이는 수조(200) 바닥면으로부터 100mm 혹은 그 이하에 설치되는 것이 바람직한데, 이는 후술하는 바와 같이 자외선램프(110)에서 조사된 자외선이 물(220)을 통과하여 수조(200) 바닥면까지 충분히 입사되도록 하기 위함이다.

상기 수조(200) 내에 설치되는 케이스(100)는, 하단부에 상기 물(220)이 유입될 수 있도록 하는 통공(101)이 설치되고, 저부에는 공기를 흡입하는 흡입구(102)가 설치되며, 상기 흡입구(102)는 상기 물(220)의 수위보다는 높은 위치에 설치된 것이면 족하다.

또한, 상기 케이스(100) 내부에는 안정기(111)에 접속된 자외선램프(110)가 복수 개 적층 설치되고, 상기 복수 개의 자외선램프(110) 사이에 공기가 흐르는 동안 와류를 형성하여 유속을 지연시키는 와류판(120)이 설치될 수 있으며, 상기 자외선램프(110) 상부에는 이산화티탄 등이 코팅된 광촉매층(130)이 구비된다.

또한, 상기 케이스(100)의 최상부에는 송풍기(140)가 설치되어 상기 흡입구(102)를 통해 유입된 공기를 외부로 배출시킨다.

도 2는 본 발명에 따른 와류판의 평면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 와류판의 단면을 보인 부분 확대도로서, 상기 와류판(120)은 평면도상 내부에 미세한 수직홀(121)이 형성되며, 이때 공기가 수직홀(121)을 통과하는 동안 와류가 발생토록 하기 위해서는 도 3과 같이 상기 수직홀(121)의 벽면과 상기 와류판(120)의 상단면(122)이 상호 직각으로 형성되게 하는 것이 바람직하다.

이는 공기가 한정된 공간인 좁은 수직홀(121)을 통과하는 동안 벽면과 접하면서 마찰이 발생하여 유속이 느려지게 되고, 수직홀(121)을 통과하는 순간 마찰력이 제거되면서 급격한 속도와 압력 차이로 인해 소용돌이치면서 와류가 발생하는데, 만약 수직홀(121) 벽면과 상단면(122)이 완만한 경사를 이루고 있으면, 충분한 와류가 발생하지 않기 때문이다.

도 4는 본 발명에 따른 광촉매판의 평면도로서, 상기 광촉매층(130)은 복수 개의 광촉매판(131)이 복수 개가 다층으로 형성되며, 상기 광촉매판(131)의 형태는 내부에 그물 형태의 프레임(132)이 형성된다.

도 4를 참조하면 상기 프레임(132)은 가로 및 세로 방향의 격자 형태와 함께 가로 및 세로 방향으로 경사진 사선 형태의 프레임(132)이 공기의 흐름을 방해하지 않으면서도 공기와 충분히 접촉될 수 있는 형태로 형성되며, 외부 면에는 상기 자외선램프(110)로부터 조사된 빛을 받아 광촉매 작용을 하는 이산화티탄 막이 형성되어 있다.

이하, 도 1을 참조하여 본 발명의 공기 살균 정화기의 작용을 설명하며, 이를 통해 본 발명의 구성이 더욱 명확해질 것이다

도 1을 참조하는 바와 같이, 수조(200) 내에 물(220)이 저장된 상태에서 전원이 인가되면, 케이스(100) 내부의 자외선램프(110)가 점등됨과 동시에 송풍기(140)가 구동하며, 또한 수조(200) 내의 안개펌프(210)가 작동하면서 안개(221)를 생성하고, 상기 안개(221)는 도면과 같이 케이스(100) 내측 하부의 공간, 즉 흡입구(102) 주변에 형성된다.

이때, 송풍기(140) 구동에 의해서 실내의 공기가 흡입구(102)를 통해 케이스(100) 내부로 유입되고, 유입된 공기는 상기 안개(221)와 혼합되면서 공기 중의 먼지, 세균, 유기물이 안개 입자에 포집되어 수조(200)에 저장된 물(220)로 낙하한다.

이와 같이 본 발명은 필터를 사용하지 않고 안개를 이용하여 공기 중의 유기물이나 먼지 및 세균을 여과시킴으로써 공기의 흐름을 방해하지 않음은 물론, 포집된 먼지나 세균 등은 수조(200)의 물(220) 내에 함유되어 장시간 보존이 가능하다.

이와 같이 1차 정화된 공기는 송풍기(140)의 흡입력에 의해서 상승 이동하면서 자외선램프(110)가 설치된 영역을 통과한다.

상기 자외선램프(110)에서 조사된 자외선과 자외선에 의해 생성된 오존은 수조 내의 물(220)로 지속적으로 입사되어 물(220) 내에 포집된 세균에 조사되고, 자외선 노출 시간은 적어도 수십 분 내지 수 시간 노출되므로 완전 살균이 가능하다. 이때, 물의 자외선 투과력을 고려하여 수조(200) 내의 물(220) 높이는 바닥으로부터 100mm 이하로 유지하는 것이 바람직하며, 수위가 100mm 이하이면, 자외선이 수조(200) 바닥까지 충분히 입사될 수 있다.

한편, 안개(221)가 형성된 영역을 경유하여 상승한 공기는 자외선램프(110) 영역을 통과하며, 이 과정에서 안개(221)에 의해 포집되지 않은 공기 중의 잔류 세균과 유기물은 복수 개의 자외선램프(110)에서 조사되는 자외선과 자외선에 의해 생성된 오존에 의해서 살균 처리된다.

이 과정에서 자외선램프(110) 사이에 개재된 와류판(120)은 공기가 자외선램프(110) 영역에서 흐름을 지연시켜서 더욱 효과적으로 살균 처리되는데, 상기 와류판(120)에 형성된 수직홀(121)의 크기는 공기의 흐름을 저해하지 않는 정도의 크기로 하는 한편, 와류판(120)을 스테인리스와 같이 표면을 매끄럽게 하여 자외선램프(110)에서 조사되는 빛을 반사시킬 수 있는 금속 소재로 제조함으로써 공기가 자외선에 더 많이 노출되게 하는 것이 바람직하다.

한편, 자외선에 의해 생성된 오존은 공기 중의 세균을 살균하고 유기물을 효과적으로 분해하지만, 송풍기(140)를 통해 그대로 실내에 배출되면 인체에 피해를 주기 때문에 케이스(100) 내에 잔류하는 공기 중의 오존을 제거할 필요가 있다.

이를 위해 송풍기(140) 하부에 광촉매층(130)을 설치하면, 광촉매층(130)을 경유하는 공기 중의 오존이 분해되어 유익한 산소로 변환되어 실내로 배출되므로 인체에 더욱 유익할 뿐 아니라, 상기 자외선램프(110) 영역에서도 미처리된 세균과 유기물이 자외선에 의한 광촉매 작용에 의해서 살균 및 분해 처리된다.

또한, 상기 광촉매층(130)은 상기 안개펌프(210)에서 생성된 안개의 미세한 물 입자가 송풍기(140)에 의해서 상승하더라도 광촉매 작용에 의해서 인체에 유익한 산소로 변환시키므로, 송풍기(140)에서 배출되는 공기는 다량의 산소를 배출하여 실내 공기를 쾌적하게 한다.

Claims (6)

1. 물(220)이 저장되고 내부에 안개펌프(210)가 장착된 수조(200);

   내부에 공간이 형성되고, 하단부에 물 이동 통공(101)이 형성되며, 저부에 공기 흡입구(102)가 형성되어 하단부가 상기 수조(200) 내에 침수된 케이스(100);

   상기 케이스 내부 공간에 장착되는 요소로서,

   상기 흡입구(102) 상부에 설치된 복수 개의 자외선램프(110)와, 상기 자외선램프 상부에 설치된 광촉매층(130) 및 상기 케이스 상단에 설치된 송풍기(140)를 포함하며, 상기 자외선램프(110)와 수조 사이가 개방된 것을 특징으로 하는 공기 살균 정화기.
2. 청구항 1에 있어서,

   상기 각 자외선램프 사이에 복수 개의 수직홀(121)이 형성된 와류판(120)이 개재되고, 상기 각 수직홀(121)의 벽면과 상기 와류판(120)의 상면은 직각으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기 살균 정화기.
3. 청구항 2에 있어서,

   상기 와류판(120)의 표면은 자외선을 반사시키는 금속 소재로 제조된 것을 특징으로 하는 공기 살균 정화기.
4. 청구항 1에 있어서,

   상기 케이스 저부 또는 수조 내에 물의 수위를 감지하여 안개펌프의 전력을 제어하는 수위센서(230)가 설치된 것을 특징으로 하는 공기 살균 정화기.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,

   상기 광촉매층(130)은 망 형태의 프레임(132)으로 된 광촉매판(131)이 적층 형성되고, 상기 프레임(132)은 격자 형태의 망과, 사선 형태의 망이 동시에 형성된 것을 특징으로 하는 공기 살균 정화기.
6. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,

   상기 수조(200) 내벽에 물의 수위 한계치를 표시하는 표시수단이 수조 바닥으로부터 100mm 이하 높이에 형성된 것을 특징으로 하는 공기 살균 정화기.