KR102449009B1

KR102449009B1 - 공기 살균장치의 음이온 살균모듈

Info

Publication number: KR102449009B1
Application number: KR1020220022957A
Authority: KR
Inventors: 여형구
Original assignee: 여형구
Priority date: 2022-02-22
Filing date: 2022-02-22
Publication date: 2022-09-29

Abstract

본 발명은 음이온 살균모듈을 이루는 각 구성들이 모듈화되어 제작되므로 공기 살균장치 내부에 쉽게 착탈하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 교체가 간편하여 유지보수가 용이하고, 충진 케이스부에 다수의 제올라이트를 충진하도록 구성되어 제올라이트에 흡착되거나 통과되는 세균 및 바이러스들이 코로나 방전에 의해 생성되는 라디칼에 의해 산화되어 소멸되므로 살균 및 제균효과를 극대화하는 공기 살균장치의 음이온 살균모듈에 관한 것이다.

Description

공기 살균장치의 음이온 살균모듈{Anion sterilizing module of air sterilization device}

본 발명은 공기 살균장치의 음이온 살균모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기 살균장치 내부에 삽입되어 적용되며, 실내의 공기 중에 부유하는 바이러스, 박테리아 등의 세균을 코로나 방전에 의해 산화시켜 제거하며, 휘발성 유기 화합물의 분해를 촉진시켜 전염성 질병요인으로부터 인체를 안전하게 보호하기 위한 공기 살균장치의 음이온 살균모듈에 관한 것이다.

최근 코로나-19 바이러스의 확산으로 사회적 문제가 되고 있으며, 비대면활동과 재테크근무시간이 증가하면서 주거 공간인 아파트나 주택의 실내 공간에서 활동하는 시간이 증가되고 있는 추세이다. 가족의 건강과 대면근무 공간인 직장 내의 실내공기 품질 개선은 필수적이 되어 공기제균기의 수요는 연간 40%가까이 증가하는 추세이기도 하다.

종래의 제균기에 적용되는 살균방식으로는 자외선램프 이용기술, 플라즈마 이용기술, 필터포집 이용기술 등이 있으며 가장 많이 사용되고 있는 방법이 필터에 의하여 포집하는 기술이 사용되고 있는 상황이다. 하지만 자외선램프 이용기술은 티타늄 촉매코팅에 의한 공기접촉과 자외선 조사가 동시에 이루어질 때 살균력이 향상되는 방법이나 단가가 높아 자외선만을 조사하는 상품이 많으며 이는 살균효율을 보장할 수 없다.

플라즈마 이용기술에 있어서도 실내 사용면적과 비례하여 플라즈마 이온 발생량을 증가시켜야 후미진 공간의 곰팡이 균과 실내공기내의 바이러스 퇴치효과를 보장 할 수 있으나 소형 플라즈마발생기 1개의 장착으로 마치 집안의 모든 공간이 살균되는 것처럼 호도하는 경우도 있다.

필터에 의한 포집기술에는 수명이라는 한계가 존재한다. 수명이 다하면 오히려 실내공기를 더 오염시키는 문제를 발생시킨다. 통상 1년마다 한번 씩 교체하여야 하는 번거로움이 있으며, 교체 시 나오는 오염된 필터는 산업폐기물로서 연간 250만개의 2차 환경폐기물을 유발하는 문제점을 가지고 있었다.

따라서, 종래의 기술에서 발생하였던 살균기능의 살균효율증대와 살균기의 수명연장 문제, 2차 환경오염 산업폐기물 발생 문제들을 해결하고자하는 방안들의 연구가 활발히 진행되고 있다.

대한민국 특허등록 제10-1083478호(2011.11.16. 공고)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 공기 살균장치 내부에 쉽게 착탈하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 교체가 간편하여 유지보수가 용이한 공기 살균장치의 음이온 살균모듈을 제공함에 있다.

또한 본 발명의 다른 목적은 충진 케이스부의 하부에 알맹이로 이루어진 다수의 제올라이트를 충진하도록 구성되어 제올라이트에 흡착되거나 통과 중인 세균 및 바이러스들이 코로나 방전에 의해 생성되는 라디칼에 의해 산화되어 소멸되므로 살균 및 제균효과를 극대화할 수 있는 공기 살균장치의 음이온 살균모듈을 제공함에 있다.

본 발명의 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 본 발명 공기 살균장치의 음이온 살균모듈은, 플라즈마 방전을 유도하는 방전판; 상기 방전판의 일측에 결합되어 내부의 충진공간에 제올라이트가 충진되는 충진 케이스부; 상기 충진 케이스부의 충진공간에 충진되어 각종 바이러스 및 세균을 포집하여 제거하는 제올라이트; 상기 충진 케이스부의 일측에 고정되어 제올라이트의 분리를 방지하는 분리 방지 커버; 상기 분리 방지 커버의 일측에서 충진 케이스부의 결합홀에 카본브러쉬가 결합되는 PCB; 및 상기 방전판의 외측에서 충진 케이스부와 분리 방지 커버 및 PCB에 차례로 결합되어 너트로 고정되는 고정볼트를 포함하여 구성되며, 상기 방전판 전극과 PCB 전극에 전압(+,-)을 인가하여 코로나 방전에 의해 살균 및 제균처리되고 제올라이트를 통해 오염원이 제거된 청정공기를 토출하는 것을 특징으로 한다.

상기 충진 케이스부는, 상기 PBT(Polybutylene terephthalate)재질의 케이스; 상기 케이스의 내부 중앙에 형성되어 고정볼트가 결합되도록 결합홀이 관통되는 결합리브; 상기 결합리브를 중심으로 방사상으로 PCB의 카본브러쉬가 고정되는 고정홀; 상기 고정홀 주변으로 제올라이트가 충진되는 충진공간; 상기 케이스에 형성되어 공기가 통하는 통기구가 구비된다.

상기 다수의 제올라이트는 3mm의 직경으로 형성된다.

상기 PCB는, 상기 내측면에 전극패턴이 형성되는 기판; 상기 기판에 방사상으로 형성되는 통기유로; 상기 통기유로와 통기유로 사이의 관통공을 통해 충진 케이스부에 형성된 고정홀에 결합되는 카본브러쉬; 상기 카본브러쉬의 외주면에 장착되어 분리 방지 커버에 결합되는 절연서포트가 구비된다.

본 발명 공기 살균장치의 음이온 살균모듈에 의하면, 음이온 살균모듈을 이루는 각 구성들이 모듈화되어 제작되므로 공기 살균장치 내부에 쉽게 착탈하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 교체가 간편하여 유지보수가 용이한 효과가 있다.

또한, 본 발명 공기 살균장치의 음이온 살균모듈에 의하면, 충진 케이스부의 하부에 다수의 제올라이트를 충진하도록 구성되어 제올라이트에 흡착되거나 통과 중인 세균 및 바이러스들이 코로나 방전에 의해 생성되는 라디칼에 의해 산화되어 소멸되므로 살균 및 제균효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 음이온 살균모듈의 전체 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 방전판의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 충진 케이스부의 구성도로서, (a)는 케이스의 단면도이고, (b)는 케이스의 측면구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기판의 측면구성도이다.
도 5는 본 발명에 따른 음이온 살균모듈에 의해 오염된 공기를 살균 및 제균하는 상태도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 다양한 실시 예를 보다 상세하게 설명한다. 본 명세서에 기재된 실시 예는 다양하게 변형될 수 있다. 특정한 실시예가 도면에서 묘사되고 상세한 설명에서 자세하게 설명될 수 있다. 그러나 첨부된 도면에 개시된 특정한 실시 예는 다양한 실시 예를 쉽게 이해하도록 하기 위한 것일 뿐이다. 따라서 첨부된 도면에 개시된 특정 실시 예에 의해 기술적 사상이 제한되는 것은 아니며, 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 균등물 또는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 이러한 구성요소들은 상술한 용어에 의해 한정되지는 않는다. 상술한 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.

본 명세서에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.

한편, 본 명세서에서 사용되는 구성요소에 대한 "모듈" 또는 "부"는 적어도 하나의 기능 또는 동작을 수행한다. 그리고 "모듈" 또는 "부"는 하드웨어, 소프트웨어 또는 하드웨어와 소프트웨어의 조합에 의해 기능 또는 동작을 수행할 수 있다. 또한, 특정 하드웨어에서 수행되어야 하거나 적어도 하나의 프로세서에서 수행되는 "모듈" 또는 "부"를 제외한 복수의 "모듈들" 또는 복수의 "부들"은 적어도 하나의 모듈로 통합될 수도 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

그 밖에도, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그에 대한 상세한 설명은 축약하거나 생략한다.

도 1은 본 발명에 따른 음이온 살균모듈의 전체 구성도이다.

본 발명 공기 살균장치의 음이온 살균모듈(100)은, 플라즈마 방전을 유도하는 방전판(110); 상기 방전판(110)의 일측에 결합되어 내부의 충진공간(124)에 제올라이트(130)가 충진되는 충진 케이스부(120); 상기 충진 케이스부(120)의 충진공간(124)에 충진되어 각종 바이러스 및 세균을 포집하여 제거하는 제올라이트(130); 상기 충진 케이스부(120)의 일측에 고정되어 제올라이트(130)의 분리를 방지하는 분리 방지 커버(140); 상기 분리 방지 커버(140)의 일측에서 충진 케이스부(120)의 결합홀(122a)에 카본브러쉬(153)가 결합되는 PCB(150); 및 상기 방전판(110)의 외측에서 충진 케이스부(120)와 분리 방지 커버(140) 및 PCB(150)에 차례로 결합되어 너트(161)로 고정되는 고정볼트(160)를 포함하여 구성되며, 상기 방전판 전극과 PCB 전극에 전압(+,-)을 인가하여 코로나 방전에 의해 살균 및 제균처리되고 제올라이트(130)를 통해 오염원이 제거된 청정공기를 토출한다.

상기 방전판(110)은 (+)극성을 가지게 되며 원형의 스테인레스강(STS) 재질로 형성된다.

상기 방전판(110)은 방사상으로 통공(111)이 형성되어 있으며, 상기 통공(111)은 공기가 통하도록 하면서 방전을 유도하는 통로이다.

상기 충진 케이스부(120)는 방전판(110)과 동일하게 원형으로 형성되어 내부에 제올라이트(130)를 충진하게 된다.

상기 충진 케이스부(120)는 케이스(121), 결합리브(122), 고정홀(123), 충진공간(124), 통기구(125)로 구성된다.

상기 케이스(121)는 PBT(Polybutylene terephthalate)재질로 형성되며, 외부 양측에는 공기 살균장치 내부에 고정되도록 고정리브(121a)가 형성된다.

상기 결합리브(122)는 케이스(121)의 중앙부에 형성되어 고정볼트(160)가 결합되도록 결합홀(122a)이 관통된다.

상기 고정홀(123)은 카본브러쉬(153)가 고정되는 구멍이며, 분리 방지 커버(140) 측은 넓고 방전판(110) 측은 좁게 형성되며, 절연서포트(154)가 결합되도록 일정 각도 경사지게 형성된다.

상기 충진공간(124)은 상기 고정홀(123) 주변으로 형성되어 있으며, 다수의 제올라이트(130)가 균일하게 충진되는 공간이고, 상기 통기구(125)는 케이스(121)에 관통형성되어 공기가 통하게 된다.

또한, 상기 제올라이트(130)는 충진공간(124)에 다수 충진되며, 3~10mm의 직경으로 다양하게 형성되나 3mm의 직경으로 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제올라이트(130)은 장석류 광물의 일종으로 물리적 흡착력과 화학적 양이온의 치환작용이 뛰어나 수분 외 다른 물질 즉, 바이러스, 박테리아, 휘발성 가스 등을 20배까지 흡수, 흡착하여 보관하고 있다가 배출하는 기능을 가지고 있어 다양한 용도로 활용되고 있다. 이러한 기능으로 정수 및 폐수 처리용, 바이러스, 박테리아, 가스 흡착제, 농업용 토양개량제, 양이온 교환제 등으로 활용되기도 하며, 이러한 제올라이트(130)의 주성분은 다음의 표1에 나타난 바와 같다.

규산	산화 알루미늄	산화철	산화 마그네슘	산화칼슘	산화나트륨	산화칼륨	건조감량	양이온치환능력
SiO2	Al2O3	Fe2O3	MgO	CaO	Na2O	K2O	Ig-Loss	CㆍEㆍC
65.4	13.2	1.62	0.92	3.57	2.03	1.77	11.2	70~140(meq/100g)

또한, 상기 분리 방지 커버(140)는 충진 케이스부(120)의 케이스(121) 일측에 고정되며, 충진공간(124)과 대응하는 위치에 일정 간격으로 관통홀(141)이 타공되어 공기가 통하도록 형성되되, 상기 관통홀(141)은 제올라이트(130)의 직경보다 작은 직경으로 형성된다.

상기 분리 방지 커버(140)에는 케이스(121)에 형성된 고정홀(123)과 대응하도록 장착홀(122)이 형성되어 절연서포트(154)가 장착된다.

또한, 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 PCB(150)는 원형의 수평판 타입의 기판(151)이 형성되며, 상기 기판(151)에는 공기가 통하도록 방사상으로 홀이 형성되고 내측면에는 전극패턴(151')이 인쇄된다.

상기 기판(151)에는 방사상으로 통기유로(152)가 형성되어 공기가 통하도록 하며, 상기 통기유로(152)와 통기유로(152) 사이의 기판(151)에는 카본브러쉬(153)가 방전판(110) 측을 향하도록 고정된다.

상기 카본브러쉬(153)는 기판(151)에 방사상으로 고정되어 전극패턴(151')과 납땜되는 형태를 가지며 (-)극성을 지니게 되며, 일측은 전극핀이며 타측은 카본 재질의 브러쉬부이다.

상기 카본브러쉬(153)의 외주면에는 전기가 통하지 않도록 하는 절연서포트(154)가 형성된다.

상기 절연서포트(154)는 분리 방지 커버(140)에 형성된 장착홀과 케이스(121)에 형성된 고정홀(123)에 장착된다.

또한, 상기 고정볼트(160)는 방전판(110)의 중앙부에 형성된 홀을 통과하여 충진 케이스부(120)의 결합홀(122a)을 관통하게 되며, 상기 분리 방지 커버(140)의 중앙부에 형성된 홀과 기판(151)의 중앙부에 형성된 홀을 통과하게 되고, 기판(151)의 외측에서 고정볼트(160)의 단부에 너트(161)를 체결하여 음이온 살균모듈(100)을 조립하게 된다.

상기와 같이 본 발명은 각 구성들이 모듈화되어 하나의 음이온 살균모듈(100)로 제작되므로 공기 살균장치 내부에 쉽게 착탈하여 사용할 수 있을 뿐 아니라 교체가 간편하여 유지보수가 용이한 효과를 가지게 된다.

상기와 같이 구성되는 공기 살균장치의 음이온 살균모듈(100)은, 도 5에 도시된 바와 같이, PCB(150)의 카본브러쉬(153)에 고압의 전압을 걸어주면 방전판(110)으로 방전이 시작되며, 코로나 방전에 의하여 음이온이 발생하고 제올라이트(130) 측으로 이온막이 형성된다.

상기 공기 살균장치 내부에 설치된 흡입팬에 의하여 이온들은 서서히 제올라이트(130) 사이 사이를 거치게 되고 제올라이트(130)에 흡착되거나 통과 중인 세균 및 바이러스들은 강력한 라디칼(OH)에 의하여 산화시켜 물(H₂O)로 순간순간 증발시켜 소멸하게 되며, 0.3㎛ 이상의 미세먼지와 황사를 95% 이상 제거하게 된다.

상기와 같이 세균 및 바이러스가 소멸된 청정공기는 기판(151)에 형성된 통기유로(152)를 통해 빠져나감과 동시에 공기 살균장치의 외부로 배출되는 것이다.

이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어져서는 안 될 것이다.

100: 음이온 살균모듈
110: 방전판
120: 충진 케이스부
121: 케이스
122: 결합리브
123: 고정홀
124: 충진공간
125: 통기구
130: 제올라이트
140: 분리 방지 커버
150: PCB
151: 기판
152: 통기유로
153: 카본브러쉬
154: 절연서포트
160: 고정볼트

Claims

플라즈마 방전을 유도하는 방전판(110);
상기 방전판(110)의 일측에 결합되어 내부의 충진공간(124)에 제올라이트(130)가 충진되는 충진 케이스부(120);
상기 충진 케이스부(120)의 충진공간(124)에 충진되어 각종 바이러스 및 세균을 포집하여 제거하는 다수의 제올라이트(130);
상기 충진 케이스부(120)의 일측에 고정되어 제올라이트(130)의 분리를 방지하는 분리 방지 커버(140);
상기 분리 방지 커버(140)의 일측에서 충진 케이스부(120)의 결합홀(122a)에 카본브러쉬(153)가 결합되는 PCB(150); 및
상기 방전판(110)의 외측에서 충진 케이스부(120)와 분리 방지 커버(140) 및 PCB(150)에 차례로 결합되어 너트(161)로 고정되는 고정볼트(160)를 포함하여 구성되며,
상기 충진 케이스부(120)는,
PBT(Polybutylene terephthalate)재질의 케이스(121);
상기 케이스(121)의 내부 중앙에 형성되어 고정볼트(160)가 결합되도록 결합홀(122a)이 관통되는 결합리브(122);
상기 결합리브(122)를 중심으로 방사상으로 PCB(150)의 카본브러쉬(153)가 고정되는 고정홀(123);
상기 고정홀(123) 주변으로 제올라이트(130)가 충진되는 충진공간(124);
상기 케이스(121)에 형성되어 공기가 통하는 통기구(125)가 구비되고,
상기 방전판 전극과 PCB 전극에 전압(+,-)을 인가하여 코로나 방전에 의해 살균 및 제균처리되고 제올라이트(130)를 통해 오염원이 제거된 청정공기를 토출하는 것을 특징으로 하는 공기 살균장치의 음이온 살균모듈.
삭제
청구항 1에 있어서,
상기 다수의 제올라이트(130)는 3mm의 직경으로 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 살균장치의 음이온 살균모듈.
청구항 1에 있어서,
상기 PCB(150)는,
내측면에 전극패턴(151')이 형성되며 원형의 수평판 타입의 기판(151);
상기 기판(151)에 방사상으로 형성되는 통기유로(152);
상기 통기유로(152)와 통기유로(152) 사이의 관통공을 통해 충진 케이스부(120)에 형성된 고정홀(123)에 결합되는 카본브러쉬(153);
상기 카본브러쉬(153)의 외주면에 장착되어 분리 방지 커버(140)에 결합되는 절연서포트(154)가 구비되는 것을 특징으로 하는 공기 살균장치의 음이온 살균모듈.