KR102324222B1 - 오존을 이용한 공기 정화 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존을 이용한 공기 정화 시스템에 관한 것으로서, 오존을 발생시키는 오존 발생기(116); 상기 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 공급받아 실내 공간으로부터 유입된 오염된 실내 공기와 혼합하여 오염된 실내 공기와 오존이 반응하도록 하는 공기 정화 장치(110); 상기 실내 공간과 상기 공기 정화 장치(110)의 일단을 연결하여 유로를 형성하는 제1 덕트(130); 및 상기 공기 정화 장치(110)의 타단과 실외를 연결하여 유로를 형성하는 제3 덕트(160);를 포함하며, 상기 공기 정화 장치(110)는 회전 방향에 따라 유체 흐름의 방향이 전환될 수 있는 팬을 더 포함하고, 상기 실내 공간의 공기를 상기 제1 덕트(130)를 통하여 공기 정화 장치(110) 내로 유입하여 오존에 의해 정화하고, 이를 다시 제3 덕트(160)를 통하여 실외로 배출하는 제1 모드와, 상기 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 상기 제1 덕트(130)를 통하여 상기 실내 공간으로 공급하여 실내 기물에 배어 있는 냄새를 제거하는 제2 모드에서 선택적으로 작동하되, 상기 제1 모드는 실내 공간에 사람이 있는 것으로 감지되었을 때 상기 팬이 실내의 공기를 공기 정화 장치(110) 쪽으로 유도하는 방향으로 회전함으로써 작동하고, 상기 제2 모드는 실내 공간에 사람이 없는 것으로 감지되었을 때 상기 팬이 공기 정화 장치(110) 내부의 공기를 실내 쪽으로 유도하는 방향으로 회전함으로써 작동하는 것을 특징으로 한다.

Description

오존을 이용한 공기 정화 시스템 {AIR PURIFICATION SYSTEM USING OZONE}

본 발명은 오존을 이용한 실내 공기 정화 시스템에 관한 것으로서, 더 자세하게는 실내로부터 실외로 외부로 배출되는 담배 연기와 같은 공기 오염 물질 뿐만 아니라, 실내의 공기 및 설치 시설까지 오존에 의해서 탈취/살균이 가능한 공기 정화 시스템에 관한 것이다.

간접 흡연의 유해성이 대중에게 인식되기 시작하면서, 공중 이용 시설에서의 흡연이 전면 금지됨에 따라 흡연 부스를 설치하는 것이 일반화되어 가고 있다.

기존의 흡연 부스는 개방적인 구조로 설계되거나, 밀폐된 구조로 설계되더라도 흡연 부스 내의 담배 연기를 외부로 그대로 배출하게 되어 있어서 흡연 부스 부근에서의 간접 흡연은 피할 수가 없었다. 이러한 문제점을 해결하기 위해서, 흡연 부스 실내의 공기를 외부로 배출하는 경로상에 활성탄 필터 및 헤파 필터와 같은 필터 또는 공기 정화 장치를 설치하는 기술들이 제시되고 있다.

오존의 살균 및 냄새 제거 효과와 관련해서는 많은 연구 결과가 있어왔고, 이를 이용한 제품들도 다수 만들어지고 있다. 특히 저온 플라즈마 반응을 이용하여 발생하는 오존에 의해 담배 연기에 포함되어 있는 악취 또는 휘발성 유기 화합물 등의 오염물질을 제거한 상태로 흡연 부스 외부로 배출하는 기술이 제안된 바 있다(특허문헌 1). 그렇지만 종래의 흡연 부스에서는, 흡연 부스 내의 공기를 외부로 배출하기 전에 오존을 발생시켜 정화하는 것일 뿐인데, 이렇게 하더라도 흡연 부스 내의 벽, 바닥, 그리고 재떨이와 같은 시설물에 스며든 담배 냄새를 제거하거나 소독을 하는데에는 오존을 이용하지 못하고 있다. 특히 오존은 악취 제거 및 살균과 같은 효과를 가지고 있음에도 불구하고, 인체에 유해하기 때문에 사람이 존재하는 실내 공간에 오존을 바로 공급하는 것은 어려울 수 있다.

공개특허공보 제10-2017-0112383호 (공개일: 2017.10.12.) 등록특허공보 제10-1268659호 (등록일: 2013.05.22.) 등록특허공보 제10-1590407호 (등록일: 2016.01.26.)

본 발명은 전술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 하나의 오존 발생 장치를 이용하여 실내에서 실외로 배출되는 담배 연기와 같은 오염 물질을 정화할 뿐만 아니라, 실내의 시설들에 배어 있는 담배 냄새를 제거하고 살균을 할 수 있는 공기 정화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다. 특히 흡연 부스와 같은 시설물에 적용되기에 적합한 공기 정화 시스템을 제공하고자 한다.

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본 발명은 오존을 이용한 공기 정화 시스템에 관한 것으로서, 오존을 발생시키는 오존 발생기(116); 상기 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 공급받아 실내 공간으로부터 유입된 오염된 실내 공기와 혼합하여 오염된 실내 공기와 오존이 반응하도록 하는 공기 정화 장치(110); 상기 실내 공간과 상기 공기 정화 장치(110)의 일단을 연결하여 유로를 형성하는 제1 덕트(130); 및 상기 공기 정화 장치(110)의 타단과 실외를 연결하여 유로를 형성하는 제3 덕트(160);를 포함하며, 상기 공기 정화 장치(110)는 회전 방향에 따라 유체 흐름의 방향이 전환될 수 있는 팬을 더 포함하고, 상기 실내 공간의 공기를 상기 제1 덕트(130)를 통하여 공기 정화 장치(110) 내로 유입하여 오존에 의해 정화하고, 이를 다시 제3 덕트(160)를 통하여 실외로 배출하는 제1 모드와, 상기 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 상기 제1 덕트(130)를 통하여 상기 실내 공간으로 공급하여 실내 기물에 배어 있는 냄새를 제거하는 제2 모드에서 선택적으로 작동하되, 상기 제1 모드는 실내 공간에 사람이 있는 것으로 감지되었을 때 상기 팬이 실내의 공기를 공기 정화 장치(110) 쪽으로 유도하는 방향으로 회전함으로써 작동하고, 상기 제2 모드는 실내 공간에 사람이 없는 것으로 감지되었을 때 상기 팬이 공기 정화 장치(110) 내부의 공기를 실내 쪽으로 유도하는 방향으로 회전함으로써 작동하는 것을 특징으로 한다.
그리고 상기 제2 모드로 작동 중에 사람이 실내 공간의 출입구(220)로 다가오는 것이 감지되었을 경우, 실내 오존의 농도가 소정 기준 이하로 떨어질 때까지 실내 공간 내의 공기를 급속으로 실외로 배기시키는 것을 특징으로 한다.

더 나아가, 실내 공간에 설치된 재떨이부(140); 및 일단은 상기 재떨이부(140)에 타단은 상기 공기 정화 장치(110)의 일단에 연결되어 유로를 형성하는 제2 덕트(150)를 더 포함할 수 있다.

그리고 실내 공간 내에 존재하는 오존의 배기 후 방향제를 실내에 분무하는 것을 특징으로 한다. 특히 상기 실내 공간은 흡연 부스의 실내일 수 있다.

본 발명에 따른 오존을 이용한 공기 정화 시스템에서는 오존 발생 장치에 의하여 발생하는 오존을 이용하여 실내에서 발생하여 실외로 배출되는 담배 연기와 같은 오염물질을 정화할 뿐만 아니라, 실내 공간에 오존 또는 수산기(OH-라디칼)를 공급하여 흡연 부스 내부 시설에 배어 있는 담배 냄새를 제거하거나 살균할 수 있게 된다.

도 1은 종래기술에 흡연 부스를 도시한 것이다.
도 2는 오존 발생 장치의 일례를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기 정화 시스템이 흡연 부스에 적용된 사례를 도시한 것이다.
도 4는 공기 정화 시스템의 전체적인 구성을 도시한 것이다.
도 5는 재떨이부 및 제3 덕트의 구성을 도시한 것이다.
도 6은 공기 정화 장치의 내부 구조를 도시한 것이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기 정화 시스템의 작동 방식을 도시한 흐름도이다.
도 8은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 정화 장치를 도시한 것이다.

이하 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오존을 이용한 공기 정화 시스템의 전체적인 구성을 설명하도록 한다. 본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

도 2에 도시된 오존 발생 장치는 본 발명의 발명자가 개발하고 특허등록(등록번호 제10-1800230)을 받은 것으로서, 흡입구(111)를 통하여 흡입된 공기를 이용하여 오존 발생기(116)에 의하여 오존을 발생시킨 뒤, 오존을 배출구(112)로 배출하는 구조를 가지고 있다. 구체적으로 오존 발생기(116)의 구성을 도 2(b)을 통하여 살펴보면, 전원공급구(131)가 전기전도체(134,135)에 전력을 공급하면, 세라믹 튜브(136)와 전기 전도체(134) 사이에 플라즈마가 발생하고, 플라즈마는 다시 오존 라디칼을 생성하게 된다. 본 발명에 따른 흡연 부스에서는 도 2에 도시된 것과 같은 형태의 오존 발생 장치를 이용하는 것이 바람직하지만, 종래에 제시된 다양한 형태의 오존 발생 장치를 이용하는 것도 가능할 것이다.

도 3은 본 발명에 공기 정화 시스템이 담배 부스에 적용된 구성을 도시한 것이다. 본 발명에 따른 공기 정화 시스템은 담배 부스와 같은 형태의 독립된 공간 구조물에 적용되기에 적합하다. 외벽(250) 구조물과 출입구(220)는 통상의 흡연 부스와 차이가 없으므로 자세한 설명은 생략하도록 한다. 출입구(220) 부근에는 센서부(210)가 설치되는데, 센서부(210)는 흡연 부스로 접근하는 사람의 존재 여부를 감지하게 된다. 센서로는 일반적인 적외선 모션 센서를 사용할 수 있다. 센서부(210)는 외벽(250) 구조물 소정 부분에 직접 부착하는 것도 가능하나, 사람의 접근을 가급적 빠른 시간 내에 파악할 수 있도록 출입구(220)에서 소정 거리 떨어지게끔 배치하는 것이 바람직하다.

천장(260) 또는 측벽에는 공기 정화부(100)가 구비되는데, 공기 정화부(100)는 흡연 부스 실내의 오염된 공기를 정화하여 흡연 부스 외부로 배출하는 기능을 가짐과 동시에, 흡연 부스 내부에 오존 또는 OH-라디칼을 공급하여 흡연 부스 실내의 잔존 악취를 제거하게 된다. 출입구(220) 부근에는 전광판(230)을 설치할 수 있는데, 이는 흡연 부스의 상태(실내 소독 중인지 여부)를 사용자에게 알리기 위한 것인데, 그 구체적인 용도는 이하에서 자세하게 설명하도록 한다.

도 4는 공기 정화부(100)의 구성을 도시한 것으로서, 일단이 흡연 부스의 실내와 연결된 제1 덕트(130), 그리고 일단이 재떨이부(140)와 연결된 제2 덕트(150) 각각의 타단은 모두 공기 정화 장치(110)의 일단과 연결된다. 그리고 공기 정화 장치(110)의 타단은 제3 덕트(160)의 일단과 연결되고, 제3 덕트(160)의 타단은 흡연 부스의 실외와 연결된다. 그러므로 제1 덕트(130)에는 흡연 부스의 실내의 공기가 흐르게 되며, 제2 덕트(150)에는 재떨이부(140)를 통하여 공기가 흐르게 되며, 제3 덕트(160)에는 공기 정화 장치(110)를 거친 공기가 흐르게 된다.

도 5는 재떨이부(140)의 구성을 도시한 것인데, 재떨이부(140)는 외통부(141)와 내통부(142) 이중 구조로 형성되어 있다. 외통부(141)는 제2 덕트(150)와 연결된 상태에서 흡연 부스 실내의 소정 위치에 고정 설치된다. 내통부(142)는 외통부(141)의 내측에 삽입될 수 있는 크기로 형성되되, 상단 부분에 메쉬(144)를 형성하여 내통부(142)의 내부와 외부 사이에 공기의 흐름이 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 것이 좋다. 내통부(142)는 담뱃재 등을 수용할 수 있는 내부 공간을 가지게끔 형성된다. 외통부(141)와 연결된 제2 덕트(150)를 통하여 흡연 부스 실내의 공기를 흡입하게 되면, 내통부(142)에 버려진 담뱃재에서 발생하는 냄새가 흡연 부스 실내로 유출되지 않고 바로 공기 정화 장치(110)로 전달될 수 있다. 그리고 제2 덕트(150)를 통하여 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 담배 냄새가 특히나 심하게 배어 있는 재떨이부(140)에 직접 공급함으로써 악취 제거 및 살균을 효과적으로 수행할 수 있게 된다.

도 6은 공기 정화 장치(110)의 구체적인 구성을 도시한 것으로서, 하우징(111)의 일측에는 오존 발생기(116)가 설치되어 있고, 오존 발생기(116)에서 발생한 오존은 오존 공급구(117)를 통하여 하우징(111) 내부로 공급된다. 하우징(111)의 일측은 제1 덕트(130) 및 제2 덕트(150)와 연결되어 있고, 하우징(111)의 타측은 제3 덕트(160)와 연결된다. 그리고 하우징(111)의 일측에는 제1 팬(112)이, 하우징(111)의 타측에는 제2 팬(113)이 설치될 수 있는데, 제1 팬(112)와 제2 팬(113)은 덕트(130,150,160) 내의 공기 흐름을 원활하게 하기 위한 것이다. 제1 팬(112)과 제2 팬(113)을 모두 설치하는 것이 효과적이기는 하지만, 둘 중 하나만 설치되어 있어도 본 발명의 기능을 얻는데에는 큰 지장이 없다. 바람직하게는, 하우징(111) 내에는 내부 파티션(115)을 형성하여 유로를 의도적으로 길게 만들 수 있는데, 이는 오존과 오염물질이 반응할 수 있는 시간을 길게 늘이기 위한 것이다.

본 발명에 따른 공기 정화 장치(110)의 작동 방식을 도 7을 참조하여 구체적으로 살펴보도록 한다. 본 발명에 따른 공기 정화 장치(110)는 크게 두 가지 모드에서 작동하게 되는데, 하나는 실내의 오염된 공기를 오존에 의하여 정화하여 실외로 배출하는 제1 모드이고, 다른 하나는 실내에 오존을 공급하여 실내의 각종 설비에 배어있는 담배 냄새를 제거하고 살균을 하기 위한 제2 모드이다.

제1 모드는 흡연 부스 실내에 흡연자가 존재하는 경우 작동하게 된다. 제1 팬(112) 또는 제2 팬(113)은 흡연 부스 실내의 공기를 공기 정화 장치(110)로 보낼 수 있는 방향으로 회전하게 되고, 담배 연기에 오염된 실내 공기는 제1 덕트(130) 또는 제2 덕트(150)를 통하여 공기 정화 장치(110)로 유입된다. 이 때 오존 공급구(117)를 통하여 공급되는 오존과 오염된 실내 공기가 혼합되고, 오존에 의하여 담배연기의 악취 및 유해 성분이 저감될 수 있다. 이 때 하우징(111) 내부에는 내부 파티션(115)을 형성함으로써 오존과 실내 공기의 혼합기가 흐르는 경로를 길게 만들어 반응을 위한 충분한 시간을 확보활 수 있다.

제2 모드는 흡연 부스 실내에 흡연자가 없는 경우에 작동하게 된다. 실내에 흡연자가 없는 것으로 판단될 경우, 제1 팬(112)은 공기 정화 장치(110) 내부의 공기를 흡연 부스의 실내 또는 재떨이부(140)로 공급하는 방향으로 회전하게 된다. 통상적으로는 제1 팬(112)은 회전 방향에 따라 유체 흐름의 방향이 전환될 수 있는 형태의 팬을 채택할 수 있다. 오존 발생기(116)는 오존 공급구(117)를 통하여 공기 정화 장치(110) 내에 오존을 공급하게 되고, 다시 오존은 제1 덕트(130) 및 제2 덕트(150)를 통하여 각각 흡연 부스의 실내 및 재떨이부(140)로 공급된다. 오존 농도가 높은 공기는 인체에 유해할 수 있으므로, 전광판(230)을 통하여 실내 소독 중임을 외부에 알리는 것이 바람직하다.

제1 모드와 제2 모드의 전환은 자동으로 이루어지는 것이 바람직한데, 흡연 부스의 실내에 설치된 센서(적외선 모션 센서 등)에 의하여 흡연자가 있는 것으로 판단될 경우에는 제1 모드로 작동하다가, 사용자의 모션이 감지되지 않아 실내에 흡연자가 없는 것으로 판단될 경우에는 제2 모드로 작동하게 된다. 제2 모드로 작동할 때에는 실내에 오존 농도가 높아지므로 출입구를 폐쇄하는 것이 바람직하다. 이 때 실내의 오존 농도는 실내에 설치되는 오존 농도 감지 센서에 의하여 지속적으로 모니터링될 수 있다..

그리고 제2 모드로 작동하다가도, 실외에 설치된 센서부(210)를 통하여 흡연자가 흡연 부스 쪽으로 이동하고 있음을 인식할 경우에는 실내에 설치된 오존 농도 감지 센서에 의하여 측정된 오존 농도가 인체에 해가 없는 안전한 레벨로 낮추어질 때까지 급속 배기를 하게 된다. 이 때, 제1 팬(112) 또는 제2 팬(112)은 실내의 공기를 공기 정화 장치(110) 쪽으로 유도하는 방향으로 돌아가도록 제어됨과 동시에, 외부의 공기를 급속도로 실내로 공급할 수 있도록 환기팬(240)을 작동시킬 수 있다. 그리고 만일 흡연자가 출입구(220) 앞에까지 도달할 때까지 오존 농도가 안전한 수준으로 낮추어지지 못했을 경우에는 출입구(220)를 개방하지 아니하고, 대신 전광판(230)을 통하여 실내 소독이 끝날때까지 기다려줄 것을 요청하는 메시지를 전달할 수 있다. 특히 실내 오존 농도가 높은 공기의 급속 배기가 마무리되었을 때, 실내에 방향제를 분무하는 수단을 설치함으로써, 흡연 부스에 들어온 흡연자가 상쾌함을 느낄 수 있도록 할 수 있다.

도 8은 본 발명의 제2 실시예에 따른 공기 정화 장치(110)의 구조를 도시한 것이다. 제1 실시예와는 미세한 액적을 분무할 수 있는 액적 분무기(118)를 더 구비한 것을 특징으로 한다. 액적 분무기(118)를 통하여 미세한 물방울을 하우징(111) 내에 형성하고, 여기에 오존을 공급하게 되면 물방울과 오존이 결합하여 수산기(OH-라디칼)을 형성하게 되는데, 수산기는 강력한 살균 물질로 알려져 있다. 그러므로 제2 실시예를 통하여 오존 뿐만 아니라, 수산기를 이용하여 흡연 부스 실내 및 재떨이부의 소독이 가능하게 된다.

100: 공기 정화부 110: 공기 정화 장치
111: 하우징 112: 제1 팬
113: 제2 팬 115: 내부 파티션
116: 오존 발생기 117: 오존 공급구
118: 액적 분부기 130: 제1 덕트
140: 재떨이부 150: 제2 덕트
141: 외통부 142: 내통부
143: 써포트 144: 매쉬(mesh)
160: 제3 덕트 210: 센서부
220: 출입구 230: 전광판
240: 환기팬 250: 측벽
260: 천장

Claims (6)

1. 오존을 이용한 공기 정화 시스템에 관한 것으로서,
   오존을 발생시키는 오존 발생기(116);
   상기 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 공급받아 실내 공간으로부터 유입된 오염된 실내 공기와 혼합하여 오염된 실내 공기와 오존이 반응하도록 하는 공기 정화 장치(110);
   상기 실내 공간과 상기 공기 정화 장치(110)의 일단을 연결하여 유로를 형성하는 제1 덕트(130); 및
   상기 공기 정화 장치(110)의 타단과 실외를 연결하여 유로를 형성하는 제3 덕트(160);를 포함하며,
   상기 공기 정화 장치(110)는 회전 방향에 따라 유체 흐름의 방향이 전환될 수 있는 팬을 더 포함하고, 상기 실내 공간의 공기를 상기 제1 덕트(130)를 통하여 공기 정화 장치(110) 내로 유입하여 오존에 의해 정화하고, 이를 다시 제3 덕트(160)를 통하여 실외로 배출하는 제1 모드와, 상기 오존 발생기(116)에서 발생한 오존을 상기 제1 덕트(130)를 통하여 상기 실내 공간으로 공급하여 실내 기물에 배어 있는 냄새를 제거하는 제2 모드에서 선택적으로 작동하되,
   상기 제1 모드는 실내 공간에 사람이 있는 것으로 감지되었을 때 상기 팬이 실내의 공기를 공기 정화 장치(110) 쪽으로 유도하는 방향으로 회전함으로써 작동하되, 공기 정화 장치(110) 내로 유도된 공기는 오존 발생기(116)로부터 공급된 오존에 의해 정화된 후 실외로 배출되고,
   상기 제2 모드는 실내 공간에 사람이 없는 것으로 감지되었을 때 상기 팬이 공기 정화 장치(110) 내부의 공기를 실내 쪽으로 유도하는 방향으로 회전함으로써 상기 오존 발생기(116)로부터 공급된 오존을 실내 쪽으로 공급하도록 작동하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 공기 정화 시스템.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서, 상기 제2 모드로 작동 중에 사람이 실내 공간의 출입구(220)로 다가오는 것이 감지되었을 경우, 실내 오존의 농도가 소정 기준 이하로 떨어질 때까지 실내 공간 내의 공기를 급속으로 실외로 배기시키는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 공기 정화 시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서, 실내 공간에 설치된 재떨이부(140); 및
   일단은 상기 재떨이부(140)에 타단은 상기 공기 정화 장치(110)의 일단에 연결되어 유로를 형성하는 제2 덕트(150)를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존을 이용한 공기 정화 시스템.
   
5. 청구항 1에 있어서, 실내 공간 내에 존재하는 오존의 배기 후 방향제를 실내에 분무하는 것을 특징으로 하는, 오존을 이용한 공기 정화 시스템.
   
6. 청구항 1, 청구항 3 내지 청구항 5 중 어느 하나의 청구항에 있어서, 상기 실내 공간은 흡연 부스의 실내인 것을 특징으로 하는, 오존을 이용한 공기 정화 시스템.

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