KR101433955B1 - 공기 정화 및 공기 살균을 위한 장치 - Google Patents

Abstract

공기 정화와 공기 살균을 위한 장치가 제공된다. 상기 장치는 연장된 내부 전극과 연장된 외부 전극을 가지는 하나 이상의 연장된 리액터를 포함한다. 상기 외부 전극은 상기 리액터의 종방향 축을 따라 상기 내부 전극의 일부 이상을 둘러싼다. 상기 외부 및 내부 전극 장착 부재는 상기 내부 전극의 단부에서 상기 내부 전극을 고정하고 외부 전극 장착 부재는 상기 외부 전극의 단부 지점에서 상기 외부 전극을 고정한다. 상기 장치는 반응 챔버로 흐르는 공기를 정화하고 살균하기 위한 상기 반응 챔버 내로 플라즈마를 발생시키기 위한 상기 내부 및 외부 전극으로 전력을 공급하기 위해 구성된 전력 공급원을 포함한다.

Description

공기 정화 및 공기 살균을 위한 장치{APPARATUS FOR AIR PURIFICATION AND DISINFECTION}

본 출원서는 2005년 7월 20일자에 제출된 미국 특허 출원 No. 60/700,740의 이익 아래에서 청구되며, 이는 전체적인 참조에 의해 하기에서 구체화된다.

본 발명은 공기 정화와 공기 살균을 위한 장치에 관한 것이며 보다 상세하게는 플라즈마를 사용하는 공기 정화와 공기 살균을 위한 장치에 관한 것이다.

시장에서 이용 가능한 공기 정화 장치는 2가지 주요 형태로 넓게 그룹 형성될 수 있으며, 상기 형태는 ⅰ)트래핑(trapping)과 여과 작용(filtration)을 통하여 원하지 않는 미립자의 제거, 및 ii)성장 불가능한(unviable) 유해한 미생물(가령, 박테리아)을 형성하거나 또는 제거되고 연합된 유해한 결과(effects)에 대한 원하지 않는 미립자의 파괴이다. 장치에 기초된 여과작용은 상기 필터(filter)에 의해 트랩(trapped) 형성되는 특정 크기를 넘는 미립자와 공기 여과 장치(필터(filter))를 통하여 순환하는 공기를 가진다. 상기 필터로 구성되는 재료와 이의 건축 방법에 따라, 다소 미세하거나 또는 보다 큰 직경을 가진 입자는 순환 공기로부터 제거될 수 있다. 몇몇의 여과 장치는 트래핑(trapping) 효율을 증대하기 위하여 상기 입자에 대한 전하를 안내하기 위한 추가적인 장치(가령, 전기 집진기(electrostatic precipitators))를 일체로 형성한다. 일반적으로 바이러스는 상기 필터를 관통하기에 충분히 작으며 또한 미생물은 상기 필터를 관통하기 위하여 충분히 작은 크기의 에어로졸(aerosol)에 의해 형성될 수 있다. 필터는 이를 트랩(trap)하지만 파괴하지는 않는다. 다소 존재하는 공기 정화 시스템은 자외선(UV)을 복합시켜 트랩된(trapped) 미생물을 파괴시킨다. 트랩되지 않은 미생물은 공기 중에 잔존한다.

또한 이온 발생기가 시장에서 공기로 운반되는 미립자의 제거를 위해 제공된다. 이는 음전하(negative electrical charge)를 형성하고 상기 전하가 공기로 운반되는 미립자로 구성될 때 상기 공기로 운반되는 미립자는 인접한 표면에 대해 이탈되고 점착될 것이다. 그러므로 상기 장치 기능은 이를 파괴하지 않지만 분리하고 공기로 운반되는 유해한 미립자를 제거하기만 한다.

또한 시장에서는 공기로 운반되는 미생물의 파괴를 위하여 오존 발생기(O₃)가 존재한다. 오존은 지극히 높고 안전하지 않은 수준 가령, 3,000 ppb 이상에서 제외하고 공기로 운반되는 미생물의 효과적인 제거가 아니다. 결과로써, 오존 발생기는 효과적으로 인간의 건강에 대해 유익함을 구현하기 위해 병원체 미생물 또는 공기로 운반되는 미생물을 파괴하지 못한다. 상기 장치가 우연하게 오존의 과도한 수준을 발생시킬 경우 상기 장치는 건강에 해롭다. 실제로, 공기 살균을 위한 과도 한 오존의 사용에 관하여 경고를 하는 기사들이 많이 존재한다.

자외선(UV)은 살균을 위한 몇몇의 설비(applications)에 성공적으로 적용되어 왔다. 공기로 운반되는 미생물의 자외선(UV) 살균에 관한 연구는 몇 시간의 잔류 시간(즉, 공기 스트림(stream)이 자외선(UV)으로 방사될 필요가 있는 지속 시간)이 살균의 인지 가능한 수준으로 요구된다. 상기의 효율성의 수준은 실제적인 측면에서 낮다.

또한 전하를 가진 미립자(이온 클러스터(ion clusters))가 살균의 효과가 있다는 기록이 존재한다. 자외선 살균(UV disinfection)과 유사하게, 상기 살균 메카니즘의 효율성은 또한 낮으며 시간(order hours)의 이온 클러스터가 전형적으로 요구된다.

플라즈마는 자유롭게 이동하는 이온, 전자 및 중성 미립자로 구성된 전기적으로 중성이고 이온화 형성된 가스이다. 플라즈마는 공기 정화 및 공기 살균을 위해 포함되며 다양한 상업적인 설비에 오늘날 사용된다. 작동 체제에 의존하여, 플라즈마는 전하를 가진 미립자(전자 및 이온), 여기 종(excited species), 자유 라디칼(free radicals), 오존 및 자외선 광자(UV photons)로 구성될 수 있으며, 이는 화학 합성물의 복합을 가능하게 하며 미생물을 파괴하는 것을 가능하게 한다. 상업적으로 이용 가능한 플라즈마 공기 정화기의 존재가 독립된 장치 내에 포함된 플라즈마에 의해 발생된 자외선 광자(UV photons) 또는 오존의 사용에 의하거나 또는 이온 발생기가 작동하는 바에 따라 유사한 방식으로 공기로 운반되는 미립자의 충전에 의하여 간접적으로 작동한다.

플라즈마는 가스 방전의 형태의 전기 방전에 의해 형성될 수 있으며 이에 의해 고전압은 애노드(anode)와 캐소드(cathode)인 전극 세트로 인가된다. 상기 인가된 전압이 충분히 높고 상기 브레이크다운 전압(breakdown voltage)보다 크게 될 때, 아크(arcs)는 상기 전극에 걸쳐서 개선되기 시작한다. 아크 형성 또는 전기 브레이크다운(electrical breakdown)을 위한 임계값(threshold)은 널리 알려진 파센의 법칙(Paschen law)을 따르며, 이는 상기 전극과 상기 가스 압력 사이의 갭 크기(gap size)로 브레이크다운 전압(breakdown voltage)과 관련이 있다.

전자가 충돌, 여자(excitation) 전압 및 그 외 다른 에너지 손실 과정으로 인하여 에너지 손실을 보상하기에 충분한 에너지를 얻기 위하여 상기 인가된 전압, 또는 보다 간결하게 국부적인 전기장이 충분히 클 경우 브레이크다운(breakdown)이 발생된다. 상기 브레이크다운 과정은 외부적으로 인가된 전기장의 영향 하에 애노드(anode)를 향하여 가속되는 잔존 전자 또는 다소의 자유 전자의 존재로 시작된다. 상기 전자가 상기 애노드를 향하여 가속됨에 따라, 상기 스트리밍 전자(streaming electrons)는 광-이온화(photo-ionization) 작용으로 간접적으로 또는 충돌에 의해 직접 이온화를 야기하는 가스 원자와 충돌한다. 전자 구름(electron cloud)은 전자 구름의 앞에 이온화 또는 브레이크다운 프론트(breakdown front)와 함께 상기 애노드(anode)를 향하여 전파되어 증강되기 시작하며, 후방에 이온 트레일(ion trail)을 남기고, 상기 인가된 전기장과 마주보는 전기 쌍극자(electric dipole)를 가진 플라즈마 채널의 결과가 형성된다. 제한되지 않는 경우 상기 스트리머(streamer)의 형성은 전하 밀도에 있어 급격한 증가, 애벌 랜치(avalanche)의 빠른 성장 및 아크(arc)로의 상기 스트리머의 변형으로 유발된다.

주요 아크의 전개(development)를 방지하기 위하여 메카니즘을 멈추거나 제한하는 적합한 전류에 의해, 준정상 상태(quasi-steady state)는 전극 사이 상기 갭(gap)을 충진하는 마이크로-아크(micro-arcs) 또는 필라멘트(filaments)(10^-4m 수준의 치수 형상)로 확립될 수 있다. 전통적으로 이는 유전체 장벽(dielectric barrier)의 배치 또는 한 전극 또는 양 전극을 덮는 절연체에 의해 구현된다. 한 전극 또는 양 전극에 일체로 형성된 유전체 층 또는 절연체 층을 가지는 방전은 유전체 장벽 방전(dielectric-barrier discharge)으로써 알려진다. 유전체 층 또는 절연체 층의 비전도 특성은 상기 표면상의 전하 축적을 허용하며, 상기 전하 축적은 인가된 전기장에 대해 마주보는 전기장을 형성한다. 추가적으로, 상기 공간 전하는 전기장에 반발하는 전자에 대해 추가하여 유전체 층 또는 절연체 층과 나란히 증가된다. 상기 마주보는 전기장은 인가된 전기장을 상쇄(cancels)시키며 주요 아크(arc)로의 필라멘트(filament)가 전개(developing)되는 것을 방지하고 방전 필라멘트가 소멸되도록 야기한다. 따라서, 상기 유전체 상의 낮은 전하 이동도는 필라멘트의 자가 포착(self-arresting)을 유도하며 또한 이들의 횡방향의 전개를 제한하고, 이에 의해 다중 필라멘트는 서로에 대해 매우 근접하게 형성된다. 더욱이, 다중 이온화 프론트(multiple ionization fronts)들의 융합이 발생될 때, 상기 필라멘트 방전은 공간적으로 보다 균일한 특성을 가진 확산 글로우 방전(diffuse glow discharg)으로 변형된다. 또한 전류 소멸(Current quenching)은 아크(arc)로의 이동을 방지하기 위해 인가된 전압을 주의 깊게 제어함으로써 구현될 수 있다. 이는 보다 작거나 또는 보다 날카로운 전극 주위의 공간 전하 영역을 형성하기 위해 니들 모양의 전극(needle-like electrodes)을 사용함으로써 형성될 수 있다. 상기 전극들 사이에 존재하는 베드(bed) 내 비전도 패킹 재료(non-conducting packing)를 포함함으로써 구현될 수 있다.

대기와 근접한 압력 범위로 유전체 장벽 방전의 작동으로, 전자 에너지는 전형적으로 1 내지 10 eV 의 범위에 있으며 이온 에너지는 주위 가스 온도(ambient gas temperature)에 근접하다. 전자와 이온 특성 사이의 에너지 불일치(energy disparity) 때문에, 상기 방전은 비열적 플라즈마(non-thermal plasma)로써 분류된다. 전형적으로, 상기 전하 입자의 밀도는 중심 주위 가스(neutral ambient gas)보다 더 작고 상기 플라즈마의 작용은 충돌 효과에 의해 지배된다. 상기 전자 에너지는 원자와 분자를 여자하기 위해(for exciting) 사용될 수 있으며, 이에 의해 화학 반응 및/또는 방사선 방출을 야기한다. 강력한 전자는 상기 다소의 분자 화학 띠(chemical bonds)의 브레이크다운을 야기하며, 분자 체인(molecular chain)의 브레이크다운, 이온화 및 여자 작용 및 0, OH 또는 H0₂ 와 같은 라디칼(radicals)과 자유 전자의 발생의 결과가 되는 배경 분자와 충돌한다. 상기 라디칼은 위험한 유기 분자를 공격하고(attack) 공기 중의 오염 물질을 혼합하는데 유용하다. 0₂의 해리현상(disassociation)은 오존을 형성하기 위하여 0₂에 혼합하기 위해 필요한 0 를 제공한다. 낮은 에너지 전자는 중성 원자 또는 분자를 부의 이온을 형성하기 위해 부착할 수 있으며, 이는 미생물의 파괴와 오염 물질을 혼합하는 반응을 강화시킬 수 있다. 충돌을 통하여, 전자는 박테리아와 바이러스를 포함한 유기 화합물을 직접 파괴할 수 있다. 특히 자외선 스펙트럼의 영역에서 재조합(recombination)과 완화(relaxation)를 통하여 방출은 분자 띠(molecular bonds)의 파괴에 의해 광 물리학(photo-physical)과 광 화학(photo-chemical) 과정을 개시할 수 있으며, 따라서 미생물을 파괴하여 살균 효과의 결과가 된다.

유해한 오염 물질은 화학적 오염 물질, 휘발성 유기 화합물, 박테리아, 균류(fungi) 및 바이러스로 폭넓게 그룹 형성가능하며, 각각의 그룹은 구성 분자의 양과 복잡성 또는 라디칼에 의해 특징된다. 플라즈마 특성은 상기 유해한 오염 물질의 성장을 방지하고 및/또는 파괴하기 위하여 최적화되어야 한다. 한 주요한 필요 사항은 상기 유해한 오염 물질이 실제 설비에 대한 충분히 높은 흐름 비율을 지원하는 동안 상기 리액터 장치 내에서 적당한 잔류 시간을 갖도록 보장하는 것이다.

플라즈마가 상기 유해한 입자를 감소시키기 위해 사용될 때, 또한 플라즈마의 상기 발생은 유해할 수 있는 부산물 가스(by-product gas)를 형성할 수 있다. 부산물 가스의 전형적인 실례는 오존과 이산화질소(NO₂)이다.

그러므로 원하지 않는 부산물 가스의 발생을 최소로 형성시키는 반면 효과적인 오염 물질의 파괴를 구현하기 위하여 잔류 시간과 효과적인 플라즈마 전력 침전 에 적당한 실내 공기 정화와 살균을 위한 플라즈마를 발생시키는 장치를 제공하는 것이 바람직하다.

공기 정화 및 공기 살균을 위한 장치가 제공된다. 한 측면에 있어서, 상기 장치는 연장된 내부 전극과 연장된 외부 전극을 가지는 하나 이상의 연장된 리액터를 포함한다. 상기 외부 전극은 상기 리액터의 종방향 축을 따라 상기 내부 전극의 일부 이상을 둘러싼다. 상기 외부 및 내부 전극은 실질적으로 중심을 공유하는 관계로 위치되고 전극 사이로 반응 챔버를 형성한다. 또한 상기 장치는 상기 내부 전극의 한 단부 지점에서 상기 내부 전극을 고정하는 내부 전극 장착 부재를 포함하고 상기 외부 전극의 단부 지점에서 상기 외부 전극을 고정하는 외부 전극 장착 부재를 포함한다. 상기 장치는 반응 챔버를 통하여 흐르는 공기를 정화하고 살균하기 위해 반응 챔버내에 플라즈마를 발생시키기 위한 내부 및 외부 전극으로 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급원을 추가적으로 포함한다.

리액터의 상기 반응 챔버는 반응 챔버의 마주보는 단부 지점에서 위치된 공기 입구와 공기 출구를 포함할 수 있다. 상기 외부 전극 장착 부재는 상기 리액터 내 반응 챔버의 공기 입구 또는 공기 출구에 부합하는 개구부를 포함할 수 있다.

한 실시예에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 외부 전극보다 길다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 내부 전극 장착 부재는 상기 내부 전극을 고정하는 돌출된 부분을 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 장치는 일반적으로 서로 평행하게 위치된 복수의 연장된 리액터를 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층과 상기 절연층의 외부 표면 지점에서 덮인 전극 컨덕터를 포함하고, 반면 상기 내부 전극은 절연층과 상기 절연층의 상기 내부 표면 지점에서 덮인 전극 컨덕터를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층과 상기 절연층 내에 삽입 형성된 전극 컨덕터를 포함하고, 반면 상기 내부 전극은 절연층과 상기 절연층 내에 삽입 형성된 전극 컨덕터를 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 전력 공급원은 상기 리액터의 내부 및 내부 전극으로 공급된 전력을 제어하기 위해 구성된 제어 유닛을 포함한다. 상기 전력의 온/오프 사이클(on/off cycle)과 상기 파형 주기는 상기 반응 챔버 내측부에 공기가 머무르는 시간 보다 더 작도록 설정된다.

또 다른 측면에 있어서, 공기 정화 및 살균을 위한 장치는 연장된 내부 전극과 연장된 외부 전극을 가지는 하나 이상의 연장된 리액터를 포함한다. 상기 외부 전극은 상기 리액터의 종방향 축을 따라 상기 내부 전극을 둘러싼다. 상기 외부 및 내부 전극은 실질적으로 중심을 공유하는 관계로 위치되고 전극 사이에서 반응 챔버를 형성한다. 상기 내부 전극의 절연층과 상기 외부 전극의 절연층은 함께 일체로 형성되어 접합된다. 상기 장치는 반응 챔버로 흐르는 공기를 정화하고 살균하기 위한 반응 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 상기 내부 및 외부 전극으로 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급원을 추가적으로 포함한다.

상기 리액터의 상기 반응 챔버는 반응 챔버의 마주보는 단부에 위치된 공기 입구와 공기 출구를 포함할 수 있다.

한 실시예에 있어서, 상기 내부 전극의 절연층과 상기 외부 전극의 절연층은 상기 리액터의 첫 번째 단부 지점에서 일체로 형성되어 접합된다. 상기 내부 전극의 절연층과 상기 외부 전극의 절연층은 상기 리액터의 두 번째 단부에서 일체로 형성되어 접합될 수 있다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 내부 전극의 절연층과 상기 외부 전극의 절연층은 상기 리액터의 종방향 축을 따라 일체로 형성된다.

한 실시예에 있어서, 상기 장치는 서로에 대해 일반적으로 평행하게 위치된 복수의 연장된 리액터를 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층과 상기 절연층의 외부 표면에 덮인 전극 컨덕터를 포함하고, 반면 상기 내부 전극은 절연층과 상기 절연층의 내부 표면에 덮인 전극 컨덕터를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층과 상기 절연층 내에 삽입 형성된 전극 컨덕터를 포함하고, 반면 상기 내부 전극은 절연층과 상기 절연층 내에 삽입 형성된 전극 컨덕터를 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 전력 공급원은 상기 리액터의 내부 및 외부 전극으로 공급된 전력을 제어하기 위해 구성된 제어 유닛을 포함한다. 상기 전력의 온/오프 사이클(on/off cycle)과 파형 주기는 상기 반응 챔버 내측부에 공기가 머무르는 시간 보다 작게 설정된다.

또 다른 측면에 있어서, 공기 정화 및 살균을 위한 장치는 연장된 내부 전극, 연장된 외부 전극 및 첫 번째 단부 뚜껑을 가지는 하나 이상의 연장된 리액터를 포함한다. 상기 외분 전극은 상기 리액터의 종방향 축을 따라 상기 내부 전극을 둘러싼다. 상기 외부 및 내부 전극은 실질적으로 중심을 공유하는 관계로 위치되고 전극 사이에 반응 챔버를 형성한다. 상기 첫 번째 단부 뚜껑은 상기 리액터의 첫 번째 단부 지점에서 상기 내부 전극과 상기 외부 전극을 커플 결합시킨다. 상기 장치는 반응 챔버를 통하여 흐르는 공기를 정화하고 살균하기 위하여 상기 반응 챔버 내에 플라즈마를 발생시키는 상기 내부 및 외부 전극으로 전력을 공급하도록 구성된 전력 공급원을 추가적으로 포함한다.

상기 장치는 상기 리액터의 두 번째 단부 지점에서 상기 내부 전극과 상기 외부 전극을 커플링 결합 시키는 두 번째 단부 뚜껑을 포함할 수 있다.

상기 리액터의 상기 반응 챔버는 반응 챔버의 마주보는 단부 지점에 위치된 공기 입구와 공기 출구를 포함할 수 있다.

한 실시예에 있어서, 상기 장치는 서로에 대해 일반적으로 평행하게 위치된 복수의 연장된 리액터를 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층과 상기 절연층의 외부 표면 지점에 덮인 전극 컨덕터를 포함하고, 반면 상기 내부 전극은 절연층과 상기 절연층의 내부 표면에 덮인 전극 컨덕터를 포함한다. 또 다른 실시예에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층과 상기 절연층 내에 삽입 형성된 전극 컨덕터를 포함하고, 반면 상기 내부 전극은 절연층과 상기 절연층 내에 삽입 형성된 전극 컨덕터를 포함한다.

한 실시예에 있어서, 상기 전력 공급원은 상기 리액터의 상기 내부 및 외부 전극으로 공급된 전력을 제어하기 위해 구성된 제어 유닛을 포함한다. 상기 전력의 온/오프 사이클(on/off cycle)과 상기 파형 주기는 상기 반응 챔버 내측부에 공기가 머무르는 시간 보다 작도록 설정된다.

도 1a는 공기 정화 및 살균 장치의 리액터 조립체(reactor assembly)의 실시예를 도시하는 투시도.

도 1b는 도 1a에서 도시된 리액터 조립체 내 원형 부분의 확대도를 도시한 도면.

도 2는 리액터의 장착을 도시하면서, 도 1a의 리액터 조립체의 분해 조립도를 도시하는 도면.

도 3a는 도 1a의 리액터 조립체 내 리액터 중 한 리액터의 투시도를 도시하는 도면.

도 3b는 내부 및 외부 전극(electrodes) 사이 반응 챔버(reaction chamber)를 도시하면서, 도 3a의 리액터 전방 횡단면을 도시하는 도면.

도 3c는 2개의 전극 사이 상기 반응 챔버와 2개의 전극을 도시하면서, 도 3a의 리액터의 측부 횡단면을 도시하는 도면.

도 4는 도 3a의 하나 이상의 리액터(reactor)를 사용하는 공기 정화 및 살균 장치의 전기 회로도를 도식적으로 도시하는 도면.

도 5a는 도 1a의 리액터 조립체를 일체로 형성하는 공기 정화 및 살균 장치 의 투시도를 도시하는 도면.

도 5b는 도 1a에서 도시된 공기 정화 및 살균 장치의 분해 조립도를 도시하는 도면.

도 6a는 리액터의 또 다른 실시예의 투시도를 도시하는 도면.

도 6b는 도 6a 내 리액터 전방의 횡단면을 도시하는 도면.

도 6c는 도 6a의 리액터의 측부 횡단면을 도시하는 도면.

도 7a는 도 6a에서 도시된 리액터를 위해 부합하는 리액터 조립체의 상단을 도시하는 도면.

도 7b는 도 7a의 리액터 조립체의 측부 횡단면을 도시하는 도면.

도 8a는 리액터의 또 다른 실시예의 투시도를 도시하는 도면.

도 8b는 도 8a에서 도시된 리액터의 전방 횡단면을 도시하는 도면.

도 8c는 도 8a에서 도시된 리액터의 분해 조립도를 도시하는 도면.

도 9는 도 8a에서 도시된 리액터를 위해 부합하는 리액터 조립체의 투시도를 도시하는 도면.

도 10은 리액터 및 전극 장착 부재를 도시하는 리액터 조립체의 또 다른 실시예 측부 횡단면을 도시하는 도면.

도 11a는 리액터 및 전극 장착 부재를 도시하는 리액터 조립체의 또 다른 실시예 측부 횡단면을 도시하는 도면.

도 11b는 도 11a의 리액터 조립체의 전방 횡단면을 도시하는 도면.

이제 본 발명의 특정 실시예에 대해 보다 상세하게 예시될 것이며, 또한 본 발명의 실례는 다음 설명에서 제공된다. 비록 본 발명의 이해에 대해 특별히 중요하지 않은 특징은 명확함을 위해 도시되지 않는 종래 기술의 당업자에게 자명하다 할지라도 본 발명의 실례의 실시예는 보다 상세하게 설명된다.

더욱이, 본 발명은 하기의 실시예에 제한되지 않으며 상기 실시예의 다양한 변화와 변경물이 본 발명의 범위에 벗어남이 없이 종래 기술의 당업자에 의해 효과될 수 있다. 예를 들어, 서로 달리 명백히 하는 실시예의 요소 및/또는 특징은 서로 복합될 수 있으며 및/또는 공개된 범위와 첨부된 청구항의 범위 내에서 서로 대체될 수 있다.

추가적으로, 상기 공개, 도면 및 첨부된 청구항을 읽어 본 이후 종래 기술의 당업자들에게 자명하게 될 개선사항 및 수정사항은 본 발명의 정신과 범위 내에서 고려된다.

이제 도면에 관하여, 도 1a는 공기 정화 및 살균 장치의 리액터 조립체(10)를 도시한다. 상기 리액터 조립체(10)는 서로 일반적으로 평행하게 배열될 수 있고 연장되는 복수의 리액터(reactors, 11)를 포함한다. 상기 리액터는 지지 부재(22, 23) 및 장착 부재(20, 21)에 의해 상기 리액터 조립체(10) 내에서 고정될 수 있다. 도 1b에서 도시된 바와 같이, 각각의 리액터(11)는 연장된 외부 전극(electrode, 13)과 연장된 내부 전극(16)을 포함한다. 각각의 외부 전극(13)은 하나 이상의 외부 전극 장착 부재(outer electrode mounting member, 20)에 의해 적당하게 고정될 수 있고 각각의 내부 전극(16)은 하나 이상의 내부 전극 장착 부재(21)에 의해 적당하게 고정될 수 있다.

도 2는 도 1a에서 도시된 리액터 조립체(10)의 구조를 보다 상세하게 설명한다. 상기 외부 전극(13)은 개구부(24)를 가지는 외부 전극 장착 부재(20)에 의해 양 단부 상에 적당하게 고정될 수 있다. 상기 내부 전극(16)은 개구부(25)를 가지는 내부 전극 장착 부재(21)에 의해 양 단부 상에 적당하게 고정될 수 있다. 상기 2개의 외부 전극 장착 부재(20)는 복수의 지지 부재(22)에 의해 함께 고정될 수 있다. 상기 내부 전극 장착 부재(21)는 복수의 지지 부재(23)에 의해 상기 외부 전극 장착 부재(20) 상으로 고정될 수 있다. 상기 리액터(11)의 일반적으로 평행한 형상은 오염 물질의 효과적인 파괴를 위해 잔류 시간의 의도된 수준을 구현할 수 있다. 상기 잔류 시간은 상기 외부 전극(13)과 내부 전극(16) 사이 공간을 통하여 흐르는 공기의 지속 시간이다.

도 3a 내지 도 3d는 도 1a의 상기 리액터 조립체인 조립체의 실시예를 도시한다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 리액터(11)는 원통형이다. 상기 리액터(11)는 상기 외부 전극(13)과 상기 내부 전극(16)을 포함한다. 상기 외부 전극(13)은 상기 리액터(11)의 종방향 축을 따라 내부 전극의 일부를 둘러싼다. 상기 외부 전극(13)과 상기 내부 전극(16)은 실질적으로 중심을 공유하는 관계가 될 수 있다. 상기 외부 전극(13)과 상기 내부 전극(16)은 이들 사이에서 반응 챔버(reaction chamber, 12)를 형성하며, 상기 반응 챔버는 상기 외부 전극(13)과 상기 내부 전극(16)을 분리한다. 상기 반응 챔버(12)에 있어서, 전기 방전이 플라즈마(plasma)를 발생시키 기 위해 일어난다. 상기 리액터(11)는 공기 입구(52)와 공기 출구(53)를 포함한다. 상기 공기 입구(52)와 상기 공기 출구(53)는 서로 마주보는 방향에 대해 접촉한다.

도시된 실시예에 있어서, 상기 내부 전극(16)은 상기 외부 전극(13)보다 더 길다. 상기 내부 전극(16)의 2개의 단부는 상기 외부 전극(13)에 의해 둘러싸이지 않고 위치된다. 그러므로, 상기 내부 전극(16)과 상기 외부 전극(13)은 도 2에서 도시된 바와 같이 각각 상기 외부 전극 장착 부재(20)와 상기 내부 전극 장착 부재(21)에 의해 적당하게 고정될 수 있다. 상기 공기 입구(52)와 상기 공기 출구(53)는 정화되는 공기가 개구부(24)를 통하여 흐를 수 있도록 상기 외부 전극 장착 부재(20) 상에 상기 개구부(24)와 일치한다.

상기 외부 전극(13)은 절연층(insulator layer, 15)과 상기 절연층(15)의 외부 표면에 덮인(covered) 전극 컨덕터(electrode conductor, 14)를 포함한다. 상기 컨덕터(conductor, 14)는 수많은 서로 다른 방법 가령, 기계적인 하중, 접착제 등에 의해 적당하게 고정될 수 있다. 대안적으로, 상기 컨덕터(14)는 상기 절연체(15) 내측부에 삽입되어 형성될 수 있다. 상기 내부 전극(16)은 절연층(18)과 상기 절연층(18)의 내부 표면에 덮인 전극 컨덕터(17)를 포함한다. 구조에 있어 상기 외부 전극과 유사하게, 상기 컨덕터(17)는 수많은 서로 다른 방법 가령, 기계적인 하중, 접착제 등에 의해 적당하게 고정될 수 있거나 또는 상기 컨덕터는 상기 절연체(18) 내측부에 삽입되어 형성될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 내부 및 외부 절연체(18 및 15)는 유리와 같은 절연 재료로 제조되고 형태에 있어 관 모양이 될 수 있다. 상기 전극 컨덕터(14 및 17)는 시트(sheets), 메시(mesh) 또는 침전물(deposits)로 제조될 수 있다.

전기 방전은 공기 정화 및 살균을 위한 플라즈마를 발생시키기 위해 상기 반응 챔버(12) 내에서 형성될 수 있다. 효과적인 전자는 원자와 분자를 여자 시키며(excite), 이에 의해 화학 반응과 방사선 방출을 일으킨다. 상기 결과물인 방사선은 분자의 화학 결합의 브레이크다운(breakdown)을 포함할 수 있다. 상기 효과적인 전자는 0, OH 또는 H0₂와 같은 라디칼(radicals)과 자유 원자의 발생 및 분자체(molecular chain), 이온화(ionization) 및 여자 작용(excitation)의 브레이크다운(breakdown)의 결과가 되는 배경 분자(background molecules)와 충돌한다. 상기 생성물과 반응(reaction)은 해로운 유기 분자를 해리시킬 수 있으며 공기 중 오염 물질을 브레이크다운(breakdown)시킬 수 있다. 플라즈마가 충진된 반응 챔버(12)를 통하여 공기를 순환시킴으로써, 공기 중의 상기 오염 물질 입자와 미생물이 파괴된다.

상기 리액터 조립체(10) 내 리액터(11)의 개수는 상기 공기 정화 및 살균 장치의 전체 공기 흐름 요구와 일치시키기 위하여 조절될 수 있다. 이러한 측정 가능하고 모듈식 설계는 상기 리액터 조립체(10)가 중앙 통기 시스템(central ventilation system)의 부분 또는 상기 리액터 조립체 자체에 자립형 공기 정화기(stand-alone air purifier)로써 용이하게 일체로 형성될 수 있다.

비록 도 2에서 도시된 바와 같이 외부 전극(13)과 내부 전극(16)이 각각 상기 전극 장착 부재(20 및 21)에 의해 고정된다 하더라도, 외부 전극(13)과 내부 전 극(16)은 그 외 다른 장착 구조물에 의해 고정될 수 있다.

도 4의 도식적은 도면에서 도시되는 바와 같이, 상기 전극(13 및 16)은 고전압 교류(AC) 전력 공급 장치(high-voltage alternating current (AC) power supply, 40)로 연결될 수 있다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 전력 공급 장치(40)는 전극 제어 유닛(electronic control unit, 41)과 고전압 발생기(42)를 포함한다. 상기 전력 공급 장치(40)는 반응 챔버(12) 내에서 플라즈마를 발생시키고 브레이크다운(breakdown)을 야기하기 위해 충분한 전압을 제공할 수 있다. 일반적으로 2mm 내지 20mm의 범위로 반응 챔버(12)의 환형 공간으로, 상기 인가된 전압은 10 kV 내지 50 kV의 범위가 될 수 있다. 상기 파형 주기(일반적으로 10^-1 ms 내지 10² ms의 범위)와 형태는 반응 챔버(12)를 관통하는 공기의 잔류 시간 뿐만 아니라 상기 전극 및 반응 챔버(12)의 환형 공간 크기를 일치시키기 위해 선택될 수 있다. 예를 들어, 12 mm 폭의 반응 챔버와 18 mm의 외부 전극의 내부 반경으로, 반응 챔버(12)의 횡단면 영역은 대략 9 cm²이다. 각각의 리액터(11)가 1000 l/min의 공기 흐름을 지원하기 위하여, 상기 잔류 시간은 대략 8 ms 이고 파형 주기는 8 ms 또는 보다 적을 수 있다.

전극 제어 유닛(41)은 필요한 파형을 발생시키며, 플라즈마를 발생시키기 위해 필요한 고전압을 형성시킬 수 있으며 특정한 분해(decomposition)와 파괴 노력으로 상기 리액터를 작동하도록 유지할 수 있는 고전압 발생기(high-voltage generator, 42)를 구동하기 위한 주기를 발생시킬 수 있다. 전력 공급의 온/오프 사이클과 상기 파형 주기는 조절 가능하고 상기 공기 스트림(air stream)이 상기 반응 챔버 내측부에서 머무르는 시간보다 짧게 설정될 수 있다. 상기 플라즈마 세기는 상기 잔류 시간(residence time) 내 오프 사이클(off-cycles)에 대한 온 사이클(on-cycles)의 비율과 인가된 고전압을 조절함으로써 제어될 수 있다.

도 5a는 상기 리액터 조립체(10)를 일체로 형성하는 공기 정화 및 살균 장치를 도시한다. 도 5b는 도 5a의 공기 정화 및 살균 장치의 분해 조립도를 제공한다. 상기 도시된 실시예에 있어서, 상기 공기 정화 및 살균 장치는 송풍기(blower, 33)와 리액터 하우징(30) 내측부에 끼워 맞춤된 상기 리액터 조립체(10)를 포함한다. 임의적으로, 공기 정화 및 살균 작치는 필터 하우징(filter-housing, 31) 내측부에 끼워 맞춤된 필터(32)와 거친 필터(oarse filter, 34)를 포함한다.

작동 중에, 정화되는 공기(35)는 살균과 정화가 일어나는 반응 챔버(12)로 끌어 당겨지기 이전에 큰 입자와 먼지를 제거하기 위해 거친 필터(34)를 통하여 당겨진다. 처리된 공기는 필터(32)의 세트를 통하여 이후 당겨지고 마지막으로 정화된 공기(36)로써 송풍기에 의해 방출된다.

도 6a 내지 도 6c는 리액터(111)의 또 다른 실시예를 도시한다. 상기 실시예에 있어서, 상기 리액터(111)는 연장되고 원통형이다. 상기 리액터(111)는 연장된 외부 전극(113)과 연장된 내부 전극(116)를 포함한다. 상기 외부 전극(113)은 상기 리액터(111)의 종방향 축을 따르는 내부 전극을 둘러싼다. 상기 외부 전극(113)과 상기 내부 전극(116)은 실질적으로 중심을 공유하는 관계에 있을 수 있다. 상기 외부 전극(113)과 상기 내부 전극(116)은 상기 전극 사이로 반응 챔버(112)를 형성하 고, 상기 반응 챔버는 상기 외부 전극(113)과 상기 내부 전극(116)을 분리한다. 상기 반응 챔버(112)에 있어서, 전기 방전은 플라즈마를 발생시키기 위하여 여자된다(excited).

상기 내무 전극(116)은 내부 절연체(118)와 상기 내부 절연체(118)의 내부 표면에 덮인 내부 전극 컨덕터(117)를 포함한다. 상기 외부 전극(113)은 외부 절연체(115)와 상기 외부 절연체(115)의 외부 표면에 덮인 외부 전극 컨덕터(114)를 포함한다. 상기 내부 및 외부 절연체(118 및 115)는 유리과 같은 절연 재료로 제조되고, 관형일 수 있다. 상기 전극 컨덕터(114 및 117)는 시트(sheet), 메시(mesh) 또는 침전(deposits)으로 제조될 수 있다.

상기 도시된 실시예에 있어서, 상기 리액터(111)는 내부 및 외부 절연체(118 및 115)가 상기 리액터(111)의 2개의 단부(172 및 174) 지점에서 함께 접합되는 일체로 형성된 유닛이다. 상기 컨덕터(114 및 117)는 가령, 기계적인 하중, 접착제 등과 같은 수많은 서로 다른 방식에 의해 각각의 절연체(115 및 118)로 적당하게 고정될 수 있으며, 또는 대안적으로 부합하는 절연체(115 및 118) 내측부에 삽입 형성될 수 있다. 복수의 상기 리액터(111)는 오염 물질의 효과적인 분해를 위한 잔류 시간의 의도된 수준을 형성하기 위하여 일반적으로 평행한 형상으로 장착 부재 상에 고정될 수 있다.

사용 중에, 공기는 첫 번째 방향으로 접촉하는 외부 튜브(tube, 115)의 한 측부 상에 제공된 공기 입구(152)를 통하여 상기 반응 챔버(112)로 유입되고, 두 번째 방향으로 접촉하는 상기 외부 튜브(115)의 또 다른 측부를 따라 제공된 공기 출구(153)를 통하여 방출된다. 도시된 실시예에 있어서, 상기 공기 입구(152)는 상기 리액터(111)의 종방향 축에 대해 일반적으로 수직한 첫 번째 방향으로 향하며, 상기 공기 출구(153)는 상기 리액터(111)의 종방향 축에 대해 일반적으로 수직한 두 번째 방향으로 향한다. 일체로 형성된 절연체 내측부에 상기 플라즈마가 충진된 반응 챔버(112)를 통하여 공기를 순환시킴으로써, 공기 중의 상기 오염 물질 입자와 미생물(microbes)은 파괴될 수 있다. 상기 공기 입구(152)와 공기 출구(153)는 요구된 공기 흐름 진로(airflow path)를 적합하게 하기 위하여 서로 다른 방향으로 배향될 수 있다.

도 7a 및 도 7b는 상기 리액터(111)의 상기 실시예를 위해 부합하는 리액터 조립체(110)를 도시한다. 상기 상부 장착 부재(150)와 상기 하부 장착 부재(151)는 함께 적합하게 상기 리액터(111)에 고정되고 상기 리액터 조립체(110)를 형성한다.

도 8a 내지 도 8c는 리액터(211)의 또 다른 실시예를 도시한다. 상기 실시예에 있어서, 상기 리액터(211)는 연장되고 원통형이다. 상기 리액터(211)는 연장된 외부 전극(213)과 연장된 내부 전극(216)을 포함한다. 상기 외부 전극(213)은 상기 리액터(211)의 종방향 축을 따라 내부 전극을 둘러싼다. 상기 외부 전극(213)과 상기 내부 전극(216)은 실질적으로 중심을 공유하는 관계가 될 수 있다. 상기 외부 전극(213)과 상기 내부 전극(216)은 전극 사이로 반응 챔버(212)를 형성하며, 상기 반응 챔버는 상기 외부 전극(213)과 상기 내부 전극(216)을 분리한다. 상기 반응 챔버(212)에 있어서, 전기 방전은 플라즈마를 발생시키기 위하여 여자된다. 단부 뚜껑(End caps, 221 및 222)은 상기 리액터(211)의 2개의 단부 지점에서 상기 내부 전극(213)과 상기 외부 전극(216)을 고정한다. 상기 외부 전극(216)의 길이는 실질적으로 상기 내부 전극(213)의 길이와 동일하다.

상기 내부 전극(216)은 상기 내부 절연체(218)의 내부 표면에 덮인 내부 전극 컨덕터(217)와 내부 절연체(218)를 포함한다. 상기 외부 전극은 상기 외부 절연체(215)의 상기 외부 표면에 덮인 외부 전극 컨덕터(214)와 외부 절연체(215)를 포함한다. 상기 컨덕터(214 및 217)는 가령, 기계적인 하중, 접착제 등의 수많은 서로 다른 방법에 의해 각각의 절연체(215, 218)로 적합하게 고정될 수 있으며, 또는 대안적으로 부합하는 절연체(215, 218) 내부에 삽입 형성될 수 있다.

복수의 상기 리액터는 오염 물질의 효과적인 파괴를 위한 잔류 시간의 의도된 수준을 실현하기 위하여 일반적으로 평행한 형상으로 장착 부재 상에 장착될 수 있다. 도 9는 상기 리액터(211)의 실시예에 대한 부합하는 리액터 조립체(240)를 도시한다. 상기 첫 번째 장착 부재(241)와 상기 두 번째 장착 부재(242)는 적합하게 상기 리액터(211)를 함께 고정하고 상기 리액터 조립체(240)를 형성한다.

상기 리액터(211)는 상기 리액터(211)의 한 단부 상에 제공된 공기 입구(252)와 상기 리액터(211)의 또 다른 단부 상에 제공된 공기 출구(253)를 포함한다. 상기 공기 입구(252)와 상기 공기 출구(253)는 서로에 대해 마주보는 방향으로 향한다.

사용 중에, 공기는 상기 공기 입구(252)를 통하여 상기 반응 챔버(212)로 유입되고 상기 공기 출구(253)를 경유하여 방출된다. 상기 하위 조립체 리액터(sub-assembly reactor) 내측부에 플라즈마가 충진된 반응 챔버(212)를 통하여 공기를 순환시킴으로써, 공기 중의 상기 오염 물질 입자와 미생물이 파괴될 수 있다.

도 10은 리액터 조립체의 또 다른 실시예의 측부 횡단면을 도시한다. 상기 실시예에 있어서, 상기 리액터(311)는 연장되고 원통형이다. 상기 리액터(311)는 상기 외부 전극(313)과 상기 내부 전극(316)을 포함한다. 상기 외부 전극(313)은 상기 리액터(311)의 종방향 축을 따라 내부 전극을 둘러싼다. 상기 외부 전극(313)과 상기 내부 전극(316)은 실질적으로 중심이 동일한 관계가 될 수 있다. 상기 외부 전극(313)과 상기 내부 전극(316)은 전극 사이로 반응 챔버(312)를 형성하고, 상기 반응 챔버는 상기 외부 전극(313)과 상기 내부 전극(316)을 분리한다. 상기 반응 챔버(312)에 있어서, 전기 방전은 플라즈마를 발생시키기 위하여 여자된다.

상기 내부 전극(316)은 내부 절연체와 내부 전극 컨덕터를 포함한다. 상기 외부 전극(313)은 외부 절연체와 외부 전극 컨덕터를 포함한다. 상기 내부 및 외부 절연체는 유리와 같은 절연 재료로 제조될 수 있으며, 관형이 될 수 있다. 상기 전극 컨덕터는 시트(sheets), 메시(mesh) 또는 침전(deposits) 제조될 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 상기 리액터(311)는 전극 장착 부재(320, 321)에 의해 리액터 조립체로 고정된다. 상기 리액터(311)는 연장된 외부 전극(313)과 반응 챔버(312)를 형성하는 연장된 내부 전극(316)을 포함한다. 상기 외부 전극(313)은 상기 외부 전극 장착 부재(320)에 의해 적합하게 고정될 수 있으며, 각각의 내부 전극(316)은 상기 내부 전극 장착 부재(321)에 의해 적합하게 고정될 수 있다. 각각의 내부 전극 장착 부재(321)는 적합하게 상기 내부 전극(316)을 고정하기 위해 형성된 돌출된 부분(335)를 포함한다. 상기 돌출된 부분(335)은 상기 리액터 (311)의 종방향 축을 따르고 상기 내부 전극 장착 부재(321)의 주요 표면(356)에 대해 일반적으로 수직하게 위치된다. 상기 리액터(311)는 공기 입구(352)와 공기 출구(353)를 포함한다. 상기 공기 입구(352)와 상기 공기 출구(353)는 서로에 대해 마주보는 방향으로 배향된다.

복수의 상기 리액터(311)는 오염 물질의 효과적인 분해를 위한 잔류 시간의 의도된 수준을 실현하기 위해 일반적으로 평행한 형상으로 장착 부재(320 및 321) 상에 고정될 수 있다. 상기 일체로 형성된 절연체 내측부에 플라즈마가 충진된 반응 챔버(312)를 통하여 공기를 순환시킴으로써, 공기 중의 상기 오염 물질 입자와 미생물은 파괴될 수 있다.

도 11a 및 도 11b는 리액터 조립체의 또 다른 실시예를 도시한다. 상기 실시예에 있어서, 상기 리액터(411)는 연장되고 원통형이다. 상기 리액터(411)는 상기 외부 전극(413)과 상기 내부 전극(416)을 포함한다. 상기 외부 전극(413)은 상기 리액터(411)의 종방향 축을 따라 상기 내부 전극을 둘러싼다. 상기 외부 전극(413)과 상기 내부 전극(416)은 실질적으로 중심을 공유하는 관계가 될 수 있다. 상기 외부 전극(413)과 상기 내부 전극(416)은 전극 사이에 반응 챔버(412)를 형성한다. 상기 반응 챔버(412)에 있어서, 전기 방전은 플라즈마를 발생시키기 위하여 여자된다.

상기 내부 전극(416)은 내부 절연체와 내부 전극 컨덕터를 포함한다. 상기 외부 전극(413)은 외부 절연체와 외부 전극 컨덕터를 포함한다. 상기 내부 및 외부 절연체는 가령, 유리와 같은 절연 재료로 제조되며, 관형(tubular in shape)일 수 있다. 상기 전극 컨덕터는 시트(sheets), 메시(mesh) 또는 침전(deposits)으로 제조될 수 있다.

상기 실시예에 있어서, 상기 리액터(411)는 전극 장착 부재(429)에 의해 리액터 조립체로 고정된다. 상기 내부 전극(416)의 절연층과 상기 외부 전극(418)의 절연층은 상기 리액터(411)의 종방향 축을 따라 일체로 형성되게 형성된다. 그 결과로써, 장착 부재(429)는 상기 리액터(411)의 단부 지점에서 상기 내부 전극(416)과 상기 외부 전극(418) 모두 고정될 수 있다. 도 11b에서 도시되는 바와 같이, 상기 반응 챔버(412)의 전방 횡단면도는 글자 “C”의 형태이다. 상기 리액터(411)는 공기 입구(452)와 공기 출구(453)를 포함한다. 상기 공기 입구(452)와 상기 공기 출구(453)는 서로에 대해 마주보는 방향으로 배향된다.

복수의 상기 리액터(411)는 오염 물질의 효과적인 파괴를 위한 잔류 시간의 의도된 수준을 실현하기 위하여 일반적으로 평행한 형상으로 장착 부재(429) 상에 고정될 수 있다. 일체로 형성된 절연체 내측부에 플라즈마가 충진된 반응 챔버(412)를 통하여 공기를 순환시킴으로써, 공기 중의 상기 오염 물질 입자와 미생물은 파괴될 수 있다.

상기 리액터 조립체 또는 리액터는 종래 공기 통기 시스템으로 일체로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 리액터 조립체 또는 리액터는 공기 통기 시스템 내에서 공통적으로 사용된 필터 유닛과 접합되어 대체되고 작동할 수 있다. 상기 리액 터 조립체 또는 리액터는 공기 조절 장치(air conditioners), 공기 가습기, 공기 습도 조정 장치 및 중앙 공기 조절 시스템과 같은 공기 조절 시스템 또는 공기 순환기로 적합될 수 있다. 유사하게, 상기 리액터 조립체 또는 리액터는 실내에 유입되는 공기와 상기 실내로부터 주요 공기 순환 시스템으로 되돌아가는 상기 공기를 개선하기 위해 사무실에서 사용된 공기 환기 장치와 같은 공기 환기 유닛으로 적합될 수 있다. 따라서, 오염된 공기는 실내로 유입되기 이전에 살균될 수 있고 오염된 공기는 동일한 공기 환기 장치 회로에 의해 덮인 그 외 다른 영역으로 상기 오염 물질이 퍼지는 것을 회피하기 위한 주요 공기 환기 회로로 유입되기 이전에 살균될 수 있다.

플라즈마 장치는 의도된 정화와 살균을 구현하기 위해 공기 중의 미생물을 파괴하기 위한 공기 환기 시스템으로 적합될 수 있음이 상기 실례로부터 도시될 수 있다.

여기에서 언급된 용어 및 전문 용어는 설명을 위한 목적이며 제한되지 않는다. 그러므로, 전술된 바는 본 발명의 원리를 설명함으로써 고려된다. 추가적으로, 수많은 수정물과 변경은 종래 기술의 당업자에게 용이하게 발생될 수 있으므로, 도시되고 설명된 작동과 정확한 구조에 대한 본 발명을 제한하지 않으며, 따라서 적합 가능한 모든 수정물과 동등물이 본 발명의 범위 내에서 재구분될 수 있다.

Claims (22)

1. 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치에 있어서, 상기 장치는:

   (a) 플라즈마를 생성하기 위해 복수의 연장된 리액터 조립체(reactor assembly)를 포함하며, 각각의 상기 리액터는 전류와 공기흐름에 있어서 서로 평행하게 고정되며, 연장된 내부 전극과 연장된 외부 전극을 포함하고, 상기 외부 전극은 상기 리액터의 종방향 축을 따라 상기 내부 전극의 일부 이상을 둘러싸며, 상기 외부 및 내부 전극은 실질적으로 중심을 공유하는 관계로 위치되고 전극 사이로 반응 챔버를 형성하며,

   (b) 단부 지점에서 상기 리액터 조립체의 모든 내부 전극을 함께 고정하는 하나의 내부 전극 장착 부재를 포함하고,

   (c) 단부 지점에서 상기 리액터 조립체의 모든 외부 전극을 함께 고정하는 하나의 외부 전극 장착 부재를 포함하며,

   (d) 반응 챔버를 통하여 공기를 정화하고 살균하도록 상기 반응 챔버 내에 플라즈마를 발생시키기 위해 상기 리액터 조립체내의 모든 내부 및 외부 전극에 전력을 제어하고 공급하도록 구성된 하나의 전력 공급 장치를 포함하여 구성되고,

   상기 외부 전극의 내부 표면이 외부 절연층으로 덮이고 내부 전극의 외부 표면이 내부 절연층으로 덮이는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층의 외부 표면 지점에서 덮인 전극 컨덕터와 절연층을 포함하고, 및

   상기 내부 전극은 절연층의 내부 표면 지점에서 덮인 전극 컨덕터와 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
3. 제 1 항에 있어서, 상기 외부 전극은 절연층 내에 삽입되어 형성된 전극 컨덕터와 절연층을 포함하고, 및

   상기 내부 전극은 상기 절연층 내에 삽입되어 형성된 전극 컨덕터와 절연층을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 리액터의 상기 반응 챔버는 반응 챔버의 마주보는 단부 지점에서 위치된 공기 입구와 공기 출구를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
5. 제 4 항에 있어서, 상기 외부 전극 장착 부재는 상기 공기 입구에 부합하는 개구부 또는 상기 리액터 내 상기 반응 챔버의 공기 출구에 부합하는 개구부를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
6. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 전극은 상기 외부 전극보다 더 긴 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
7. 제 1 항에 있어서, 상기 내부 전극 장착 부재는 상기 내부 전극을 고정하는 돌출된 부분을 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
8. 제 1 항에 있어서, 상기 장치가 필터의 세트, 거친 필터 및 송풍기를 더 포함하고, 상기 송풍기가 상기 거친 필터, 상기 반응챔버 및 필터의 세트를 차례로 통과하도록 공기를 움직이는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
9. 제 1 항에 있어서, 전력 공급 장치는 상기 리액터의 내부 및 외부 전극으로 공급된 전력을 제어하기 위해 구성된 제어 유닛을 포함하고, 및

   상기 전력의 오프 사이클(off-cycles)에 대한 온 사이클(on-cycles)의 비율과 전압 조절에 의해 살균 기능(effort)이 제어되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 전력의 파형 주기 및 전력의 온/오프 사이클은 상기 반응 챔버 내측부에 상기 공기가 머무르는 시간 보다 적도록(shorter) 설정되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 사용하여 공기 정화와 공기 살균을 하기 위한 장치.
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