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KR20160001946A - 자외선을 이용한 청소기 - Google Patents

자외선을 이용한 청소기 Download PDF

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KR20160001946A
KR20160001946A KR1020140080464A KR20140080464A KR20160001946A KR 20160001946 A KR20160001946 A KR 20160001946A KR 1020140080464 A KR1020140080464 A KR 1020140080464A KR 20140080464 A KR20140080464 A KR 20140080464A KR 20160001946 A KR20160001946 A KR 20160001946A
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KR
South Korea
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filter
light emitting
emitting diode
ultraviolet
cleaner
Prior art date
Application number
KR1020140080464A
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English (en)
Inventor
고익환
김종락
Original Assignee
서울바이오시스 주식회사
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Publication date
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Abstract

일 실시 예에 있어서, 자외선을 이용한 청소기는 공기 유입구 및 공기 배출구를 구비하는 본체와, 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구를 연결하는 유로 상에 구비되어 먼지를 포집하고, 세균 또는 악취 중 적어도 어느 하나를 제거하는 위생부 및 상기 위생부의 후단에 구비되어 외부 공기를 상기 유로로 유입시키는 흡기팬을 포함한다.

Description

자외선을 이용한 청소기{CLEANER USING ULTRAVIOLET RAYS}
본 개시(disclosure)는 청소기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선을 이용하여 살균 및 탈취 성능을 지닌 청소기에 관한 것이다.
진공청소기는 공기를 흡입하여 바디 내부에서 먼지와 같은 이물질을 걸러 내는 장치를 말한하다. 일반적으로 진공청소기는 흡입력을 발생하기 위한 팬 모터가 내장되는 바디, 바닥면으로부터 이물질과 공기를 흡입하기 위한 흡입노즐 그리고 이물질을 걸러 내는 집진 장치를 포함하여 이루어진다.
집진 장치는 기본적으로 먼지제거용 필터만 장착된 상태이므로, 집진장치의 내부에서 발생되는 세균 번식 및 악취를 막을 수 없다.
이러한, 세균이나 악취를 제거하기 위한 장치에 대한 연구가 진행되고 있으며, 종래의 경우, 살균 및 탈취를 위해 자외선 램프를 이용하는 기술이 있으나, 자외선 램프는 충격에 의한 파손의 위험성이 존재한다. 또한, 이온 발생 장치에 의해 살균 및 탈취를 이루려는 기술이 있으나, 이온 발생 장치는 유해한 오존을 발생시킬 수 있는 우려가 존재한다. 따라서, 업계에서는 내구성이 우수하고, 살균 및 탈취 효율이 향상된 청소기에 대한 요구가 계속되고 있다.
한편, 국내 공개특허 제2014-0049750호(공개일:2014.04.28)에는 "자동청소기"가 개시되어 있다.
본 개시는 흡기팬에 의해 제공된 공기흐름에 의해 먼지 및 이물질을 포집할 수 있고, 자외선 발광다이오드를 통한 살균 및 광촉매 필터 및 자외선 발광다이오드를 이용하는 탈취를 수행할 수 있는 자외선을 이용한 청소기를 제시하고자 한다.
본 개시에 따른 청소기는, 공기 유입구 및 공기 배출구를 구비하는 본체와, 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구를 연결하는 유로 상에 구비되어 먼지를 포집하고, 세균 또는 악취 중 적어도 어느 하나를 제거하는 위생부 및 상기 위생부의 후단에 구비되어 외부 공기를 상기 유로로 유입시키는 흡기팬을 포함한다.
또한, 상기 위생부는 유입구 및 배출구를 구비하는 케이스와, 상기 케이스 내부에 구비되어 필터부 및 상기 필터부에 자외선을 제공하는 발광다이오드부를 포함한다.
또한, 상기 케이스 내부에는 먼지를 포집하는 먼지필터부가 더 구비된다.
또한, 상기 필터부는 광촉매 필터 및 항균 필터를 포함한다.
또한, 상기 광촉매 필터는 관상구조로 이루어지고, 내면에는 광촉매 매질이 코팅된다.
또한, 상기 광촉매 필터는 세라믹 소재로 이루어진다.
또한, 상기 광촉매 필터와 상기 항균 필터는 순차적으로 배열된다.
또한, 상기 발광다이오드부는 상기 광촉매 필터와 작용하는 광촉매용 발광다이오드 및 상기 항균 필터에 포획되는 세균을 제거하는 살균용 발광다이오드를 포함한다.
또한, 상기 광촉매용 발광다이오드는 300 내지 400nm의 자외선을 방출하고, 상기 살균용 발광다이오드는 200 내지 300nm의 자외선을 방출한다.
또한, 상기 발광다이오드부는 상기 케이스에 구비되는 지지측벽에 고정되고, 공기흐름의 직각방향으로 연장된다.
또한, 상기 발광다이오드부는 상기 케이스 내의 공기 저항을 감소시키기 위해 후측으로 갈수록 상향 경사지게 구비된다.
또한, 상기 필터부는 상기 발광다이오드부와 평행하게 구비된다.
또한, 상기 본체는 배터리와, 상기 배터리를 동력원으로 하여 구동되는 구동부 및 상기 구동부에 의해 회전되어 상기 본체를 이동시키는 구름바퀴를 포함한다.
또한, 상기 본체에는 상기 공기 유입구로 이물질이 유입되게 하는 유입부재가 구비된다.
본 개시의 실시예에 따르면, 청소기에 있어서, 흡기팬에 의해 공기흐름이 형성되고, 공기흐름에 의해 케이스에 먼지 및 이물질을 포집할 수 있고, 자외선 발광다이오드를 통한 살균 작용 및 광촉매 필터 및 자외선 발광다이오드를 이용하는 탈취작용을 효율적으로 진행할 수 있다.
본 개시의 실시 예에서, 살균 및 탈취 작용을 위해 적용되는 자외선 발광다이오드는 지지측벽에 의해 고정되며, 후측으로 갈수록 상향 경사지게 구비되어 공기 저항을 감소시켜 원활한 공기흐름을 유지할 수 있다. 또한, 광촉매 필터가 관상구조를 지니며, 내면에 광촉매 매질이 코팅되는 구조에 의해 탈취성능을 향상시킬 수 있다.
본 개시의 실시 예에서, 살균 및 탈취 작용을 위해 적용되는 자외선 발광다이오드는 종래의 열전자 및 발광물질을 이용하는 자외선 램프에 비해, 소형화가 가능하고, 내구성이 우수한 장점이 있다. 또한, 발광다이오드의 특성상 수명이 길다는 장점이 있다.
상술한 발명의 효과는 본 발명의 일 실시 예의 구성으로부터 도출되는 다양한 효과 중 어느 하나를 예시하는 것이며, 제시하는 실시예의 구성으로부터 자명하게 도출될 수 있는 다른 다양한 효과를 배제하는 것은 아니다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 공기흐름을 보인 단면도이다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 위생부를 보인 절개사시도이다.
도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 위생부를 보인 단면도이다.
도 5는 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 발광다이오드부와 필터부를 개략적으로 나타내는 단면도이다.
도 6은 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 발광다이오드부를 보인 도면이다.
본 발명의 실시예의 기재에서 "제1" 및 "제2"와 같은 기재는 부재를 구분하기 위한 것이며, 부재 자체를 한정하거나 특정한 순서를 의미하는 것으로 사용된 것은 아니다. 또한, 어느 부재의 "상"에 위치하거나 “상부” 또는 ”하부”, “측면”에 위치한다는 기재는 상대적인 위치 관계를 의미하는 것이지 그 부재에 직접 접촉하거나 또는 사이 계면에 다른 부재가 더 도입되는 특정한 경우를 한정하는 것은 아니다. 또한, 어느 한 구성 요소가 다른 구성 요소에 “연결되어” 있다거나 “설치되어 있다”의 기재는, 다른 구성 요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수 있으며, 또는, 중간에 다른 별도의 구성 요소들이 개재되어 연결 관계 또는 접속 관계를 구성할 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 실질적으로 동일한 구성 요소들을 의미할 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기를 개략적으로 나타내는 단면도이고, 도 2는 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 공기흐름을 보인 단면도이다.
도 1과 도 2를 참조하면, 본 개시의 일 실시예에 따른 청소기(100)는 본체(110), 위생부(120) 및 흡기팬(160)을 포함한다. 본체(110)는 공기 유입구(112) 및 공기 배출구(114)를 구비한다. 공기 유입구(112)로부터 유입되는 공기는 본체(110)의 내부 유로를 따라 흐르고, 위생부(120)에 의해 먼지가 포집되며, 살균 및 탈취가 이루어져서 정화된 상태로 공기 배출구(114)를 통해 배출될 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 위생부를 보인 절개사시도이고, 도 4는 본 개시의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 청소기의 위생부를 보인 단면도이다. 도 3과 도 4를 참조하면, 위생부(120)는 본체(110)의 공기 유입구(112)와 공기 배출구(114)를 연결하는 유로 상에 구비되어 먼지를 포집하고, 세균 또는 악취 중 적어도 어느 하나를 제거한다. 본 실시예에 따르면 위생부(120)는 본체(110)로부터 착탈 가능하게 구비된다. 이러한 위생부(120)는 유입구(132)와 배출구(134)를 구비하는 케이스(130)와, 케이스(130) 내부에 구비되는 필터부(140) 및 필터부(140)에 자외선을 제공하는 발광다이오드부(150)를 포함한다. 케이스(130)는 본체(110) 내부의 유로상에 구비되며, 유입구(132)와 배출구(134)는 유로와 일치된다. 그리고, 케이스(130) 내부에는 먼지를 포집하는 먼지필터부(135)가 더 구비된다. 먼지필터부(135)는 케이스(130) 내부의 유로 상에 수직방향으로 구비되며, 케이스(130)로부터 착탈 가능한 구조를 지닌다.
필터부(140)는 광촉매 필터(142) 및 항균 필터(144)를 포함한다. 그리고, 필터부(140)는 배출부(134)와 인접하게 구비된다.
발광다이오드부(150)는 인쇄회로기판 상에 실장되는 광촉매 필터(142)와 작용하는 광촉매용 발광다이오드(152) 및 항균 필터(144)에 포획되는 세균을 제거하는 살균용 발광다이오드(154)를 포함한다. 상기 광촉매용 발광다이오드(152)는 약 300 내지 400 nm의 자외선을 방출할 수 있으며, 상기 살균용 발광다이오드(154)는 약 200 내지 300 nm의 자외선을 방출할 수 있다. 살균용 발광다이오드(154) 및 광촉매용 발광다이오드(152)는 제어장치(미도시)의 제어에 의해 선택적으로 턴온되어 발광이 이루어질 수 있다. 다르게는 살균용 발광다이오드(154) 및 광촉매용 발광다이오드(152)는 동시에 발광되도록 제어될 수도 있다.
도 6을 참조하면, 살균용 발광다이오드(154) 및 광촉매용 발광다이오드(152)는 인쇄회로기판상에 서로 엇갈리도록 배치될 수 있다. 하지만, 반드시 이에 한정되지는 않고, 다른 다양한 배치형태도 가능하다.
도 3과 도 4를 다시 참조하면, 발광다이오드부(150)의 살균용 발광다이오드(154) 및 광촉매용 발광다이오드(152)와 대면되도록 필터부(140)가 배치된다. 구체적으로 발광다이오드부(150)와 인접하는 순서로, 광촉매 필터(142), 항균 필터(144)가 순차적으로 배치될 수 있다.
광촉매 필터(142)는 광촉매 매질(143)로서 광촉매 반응을 제공하는 물질을 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 광촉매 매질(143)은 티타늄산화물(TiO2), 아연산화물(ZnO), 텅스텐산화물(WO3) 또는 지르코늄산화물(ZrO2)을 포함할 수 있다. 광촉매 필터(142)는 티타늄산화물(TiO2)이 코팅된 프레임의 관상 구조로 형성될 수 있다. 상기 프레임은 금속 또는 세라믹 소재로 이루어질 수 있다. 하지만 이에 한정되지는 않고, 광촉매 필터(142)는 층상 구조로 이루어질 수 있으며, 메탈폼(metal foam)이나 다공성 금속재와 같이 공기 흐름이 유통될 수 있는 재질에 광촉매 매질이 코팅된 층으로 제조될 수도 있다.
광촉매 필터(142)는 광촉매용 발광다이오드(152)로부터 방출되는 약 300 내지 400 nm의 자외선과 광촉매 반응을 할 수 있다. 상기 광촉매 매질(143)에 자외선이 흡수되면 표면에 전자(e-)와 정공(+)이 생기게 되고 전자는 광촉매 매질(143)의 표면에 있는 산소와 반응하여 슈퍼옥사이드 음이온(O2-)을 생성할 수 있다. 또한, 정공은 공기 속에 존재하는 수분과 반응하여 하이드록시 라디칼(OH-)을 생성하게 되고, 이때 생성된 하이드록시 라디칼은 유기물질들을 산화 분해할 수 있다. 이로서, 케이스(130) 내부에 유입된 공기 내 오염물질 및 악취물질을 분해하여 물과 이산화탄소로 변환할 수 있다. 이로서, 광촉매 필터(142)는 광촉매용 발광다이오드(152)와 협력하여, 유입된 공기에 대해 탈취 작용을 수행할 수 있다.
항균 필터(144)는 유입된 공기 중의 세균을 포집하는 기능을 수행한다. 이를 위해, 항균 필터(144)는 세균이 쉽게 통과하지 못하도록 미세한 세공을 구비할 수 있다. 항균 필터(144)는 표면적을 증가시켜 단위 면적당 포집량을 높이기 위해, 도시되는 바와 같이, 필터 프레임이 공기 흐름 방향에 대하여 접혀져 있는 형상을 구비할 수 있다. 항균 필터(144)에 포집된 세균은 살균용 발광다이오드(154)로부터 방출되는 약 200 내지 300 nm 자외선에 의해 살균될 수 있다. 항균 필터(144)는 공기 중의 세균이 살균용 자외선에 노출되는 시간을 증가시킴으로써, 살균용 발광다이오드(154)의 살균효율을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다. 몇몇 실시 예들에 있어서, 항균 필터(144)는 살균제를 포함할 수 있다. 살균제는 살균 효율을 추가로 증가시킬 수 있다.
도시하지 않았지만, 필터부(140)는 다양한 기능성 필터를 추가로 포함할 수 있다. 일 예로서, 상기 기능성 필터는 헤파(Hepa) 필터, 탈취 필터, 알레르겐 필터 등을 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 발광다이오드부(150)는 케이스(130) 내부에 구비되는 지지측벽(136)에 의해 지지된다. 지지측벽(136)는 케이스(130)의 내부 일측에 구비되며, 지지측벽(136)에 고정되는 발광다이오드부(150)는 공기 흐름과 교차되는 측방향으로 연장된다. 그리고, 발광다이오드부(150)는 케이스(130) 내의 공기 저항을 감소시키기 위해 후측으로 갈수록 상향 경사지게 구비된다. 본 실시예에 의하면, 발광다이오드부(150)와 필터부(140)는 평행하게 구비된다.
흡기팬(160)은 위생부(120)의 후단에 구비되어 외부공기를 유로로 유입시킨다. 흡기팬(160)은 필터부(140)와 인접하고 나란하게 구비되어, 유로 상의 공기흐름을 형성한다. 그리고, 흡기팬(160)은 회전축방향으로 공기를 흡기하고, 원주방향으로 공기를 배출한다.
한편, 일 실시 예에 의하면, 본체(110)는 배터리(115)와 배터리(115)를 동력원으로 하여 구동되는 구동부(116) 및 구동부(116)에 의해 회전되어 본체(110)를 이동시키는 구름바퀴(117)를 포함한다. 그리고, 본체(110)의 저면에는 공기 유입구(112)로 이물질이 유입되게 하는 유입부재(118)가 구비된다. 즉, 배터리(115)를 구동원으로 하는 구동부(116)의 작동에 의해 구름바퀴(117)가 회전되어 이물질이 있는 위치로 본체(110)를 이송시킬 수 있고, 흡기팬(160)에 의해 형성된 공기흐름에 의해 이물질을 공기 유입구(132)로 유입시킬 수 있으며, 유입부재(118)에 의해 먼지 및 이물질을 더욱 원활하게 유입시킬 수 있다.
상술한 구조를 지닌 본 개시의 일 실시 예에 따른 청소기의 구동을 살펴보면, 배터리(115)를 구동원으로 하는 구동부(116)의 작동에 의해 구름바퀴(117)에 의해 본체(110)를 먼지 및 이물질이 있는 위치로 이동시키고, 흡기팬(160)의 구동에 의한 공기흐름으로 이물질이 공기 유입구(132)를 통해 유로로 유입된다. 유로에 진입된 공기와 이물질은 유입구(132)를 통해 케이스(130) 내부로 유입되고, 1차적으로 먼지필터부(135)에 의해 먼지를 포집한다.
먼지필터부(135)에 의해 먼지 및 이물질이 제거된 공기는 2차적으로 항균 필터(144)에 의해 공기중의 세균은 포획될 수 있다. 포획된 상태에서 상기 살균용 발광다이오드(154)가 방출하는 자외선에 의해 살균될 수 있다. 항균 필터(144)는 세균을 포획함으로써, 살균용 발광다이오드(154)를 도와 살균 효율을 증가시키는 기능을 수행할 수 있다.
또한, 이동 중인 공기는 광촉매용 발광다이오드(152)에서 방출되는 자외선과 광촉매 필터(142)의 광촉매 반응에 의해, 탈취되고, 추가적으로 살균될 수 있다. 이때, 발광다이오드부(150)는 후측으로 갈수록 상향 경사지게 구비되어 케이스(130) 내의 공기 저항을 감소시켜 원활한 공기흐름을 제공할 수 있으며, 필터부(140)와 평행하게 배치되어 넓은 범위에 균일한 자외선을 조사할 수 있어 살균 및 탈취 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같이 본 출원의 실시 형태들을 도면들을 예시하며 설명하지만, 이는 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 설명하기 위한 것이며, 세밀하게 제시된 형상으로 본 출원에서 제시하고자 하는 바를 한정하고자 한 것은 아니다. 본 출원에서 제시한 기술적 사상이 반영되는 한 다양한 다른 변형예들이 가능할 것이다.
100 : 청소기 110 : 본체
112 : 공기 유입구 114 : 공기 배출구
115 : 배터리 116 : 구동부
117 : 구름바퀴 118 : 유입부재
120 : 위생부 130 : 케이스
132 : 유입구 134 : 배출구
135 : 먼지필터부 136 : 지지측벽
140 : 필터부 142 : 광촉매 필터
143 : 광촉매 매질 144 : 항균 필터
150 : 발광다이오드부 152 : 광촉매용 발광다이오드
154 : 살균용 발광다이오드 160 : 흡기팬

Claims (14)

  1. 공기 유입구 및 공기 배출구를 구비하는 본체;
    상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구를 연결하는 유로 상에 구비되어 먼지를 포집하고, 세균 또는 악취 중 적어도 어느 하나를 제거하는 위생부; 및
    상기 위생부의 후단에 구비되어 외부 공기를 상기 유로로 유입시키는 흡기팬을 포함하는
    자외선을 이용한 청소기.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 위생부는
    유입구 및 배출구를 구비하는 케이스;
    상기 케이스 내부에 구비되어 필터부; 및
    상기 필터부에 자외선을 제공하는 발광다이오드부를 포함하는
    자외선을 이용한 청소기.
  3. 제2 항에 있어서,
    상기 케이스 내부에는 먼지를 포집하는 먼지필터부가 더 구비되는
    자외선을 이용한 청소기.
  4. 제2 항에 있어서,
    상기 필터부는
    광촉매 필터 및 항균 필터를 포함하는
    자외선을 이용한 청소기.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는 관상구조로 이루어지고, 내면에는 광촉매 매질이 코팅되는
    자외선을 이용한 청소기.
  6. 제4 항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는 세라믹 소재로 이루어지는
    자외선을 이용한 청소기.
  7. 제4 항에 있어서,
    상기 광촉매 필터와 상기 항균 필터는 순차적으로 배열되는
    자외선을 이용한 청소기.
  8. 제4 항에 있어서,
    상기 발광다이오드부는
    상기 광촉매 필터와 작용하는 광촉매용 발광다이오드; 및
    상기 항균 필터에 포획되는 세균을 제거하는 살균용 발광다이오드를 포함하는
    자외선을 이용한 청소기.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 광촉매용 발광다이오드는 300 내지 400nm의 자외선을 방출하고, 상기 살균용 발광다이오드는 200 내지 300nm의 자외선을 방출하는
    자외선을 이용한 청소기.
  10. 제8 항에 있어서,
    상기 발광다이오드부는 상기 케이스에 구비되는 지지측벽에 고정되고, 공기흐름의 직각방향으로 연장되는
    자외선을 이용한 청소기.
  11. 제2 항에 있어서,
    상기 발광다이오드부는
    상기 케이스 내의 공기 저항을 감소시키기 위해 후측으로 갈수록 상향 경사지게 구비되는
    자외선을 이용한 청소기.
  12. 제11 항에 있어서,
    상기 필터부는 상기 발광다이오드부와 평행하게 구비되는
    자외선을 이용한 청소기.
  13. 제1 항에 있어서,
    상기 본체는
    배터리;
    상기 배터리를 동력원으로 하여 구동되는 구동부; 및
    상기 구동부에 의해 회전되어 상기 본체를 이동시키는 구름바퀴를 포함하는
    자외선을 이용한 청소기.
  14. 제1 항에 있어서,
    상기 본체에는 상기 공기 유입구로 이물질이 유입되게 하는 유입부재가 구비되는
    자외선을 이용한 청소기.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2022075736A1 (ko) * 2020-10-08 2022-04-14 엘지전자 주식회사 청소기 스테이션 및 청소기 스테이션의 제어 방법
DE102020213563B4 (de) 2020-10-28 2023-06-29 Veyhl Gmbh Desinfektionsmodul und Arbeitsplatzanordnung

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