KR20150048577A

KR20150048577A - 공기 살균기

Info

Publication number: KR20150048577A
Application number: KR1020130128818A
Authority: KR
Inventors: 이재진; 김민건; 김용주
Original assignee: (주) 텔트론
Priority date: 2013-10-28
Filing date: 2013-10-28
Publication date: 2015-05-07

Abstract

본 발명은 공기 살균기에 관한 것으로서, 상기 공기 살균기는 서로 다른 크기의 방전 전압을 출력하는 전원부, 그리고 상기 전원부와 연결되어 있고, 방전판과 상기 방전판의 동일한 면 위에 서로 이격되게 위치하며 상기 전원부로부터 인가되는 상기 방전 전압을 각각 인가받는 제1 및 제2 전극을 구비한 방전부를 포함한다. 이로 인해, 오존과 수산기를 생성하여 악취 제거, 세균, 바이러스 및 유해물 분해 등의 작용을 하여 살균 기능이 향상된다.

Description

공기 살균기{AIR STERILIZER}

본 발명은 공기 살균기에 관한 것이다.

옷장, 신발장, 부엌 싱크대 보관장, 자판기 등과 같은 밀폐된 공간이나 화장실이 부엌과 같이 고온 다습한 장소는 곰팡이, 진균, 박테리아 등의 세균이 번식하기 좋은 환경으로 이를 제거하여 청결하게 보관 물질을 보호하는 것은 많은 어려움이 있었다.

따라서, 종래에는 살균을 위하여 자외선을 이용한 제품이 사용되었으나 빛의 특성상 물건 등으로 인해 빛이 차단되어 빛이 조사되지 못하는 부분에는 자외선을 이용한 살균 동작이 이루어지지 않는 문제점이 발생하였다.

또한, 자외선은 곰팡이나 진균에 대해서는 효과적인 살균 효과를 발휘하지 못해, 곰팡이나 진균 제거에 어려움이 발생하며, 이로 인해 악취 제거 효과도 크게 발휘되지 못하는 문제점이 있었다.

또한, 자외선을 조사하기 위해 사용되는 전원은 220V와 같은 상용 전원이 이용되므로 이동성이 떨어져 사용 장소에 제한을 받게 된다.

더욱이, 빛인 자외선에 살균 대상물이 장시간 노출될 경우, 자외선에 의한 탈색이나 변색이 발생하는 문제가 있었다.

따라서 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 공기의 살균력을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 다른 기술적 과제는 공기 살균기의 휴대성을 향상시키기 위한 것이다.

본 발명의 한 실시예에 따른 공기 살균기는 서로 다른 크기의 방전 전압을 출력하는 전원부, 그리고 상기 전원부와 연결되어 있고, 방전판과 상기 방전판의 동일한 면 위에 서로 이격되게 위치하며 상기 전원부로부터 인가되는 상기 방전 전압을 각각 인가받는 제1 및 제2 전극을 구비한 방전부를 포함한다.

상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 가장자리의 적어도 일부가 곡선 형상일 수 있다.

상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 이격된 간격은 2mm 내지 5mm일 수 있다.

상기 전원부는 일정한 크기의 직류 전압을 출력하는 전지부와 상기 전지부에서 출력되는 상기 직류 전압을 승압하여 서로 다른 크기의 상기 방전 전압을 출력하는 전압 변환부를 포함할 수 있다.

상기 전지부는 1차 전지나 2차 전지일 수 있다.

이러한 특징에 따르면, 방전 동작을 통해 오존과 수산기를 생성시켜 공기를 살균하므로, 자외선을 이용할 때보다 공기의 살균력이 향상된다.

또한, 유전체인 방전판의 한 면에 방전을 발생시키는 두 개의 전극을 모두 위치 시, 방전판이 없는 경우보다 방전이 안정적으로 발생되고, 방전을 위해 사용되는 소비 전력이 낮기 때문에, 사용자의 만족도가 증가한다.

또한, 휴대용 전지를 이용하여 공기 살균기를 동작시키므로, 공기 살균기의 휴대성과 이동성이 향상된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 공기 살균기의 블록도이다.
도 2의 (a)는 본 발명의 한 실시예에 따른 공기 살균기의 방전부의 평면도이다.
도 2의 (b)는 도 2의 (a)에 도시된 방전부를 IIb-IIb 선을 따라서 절단한 단면도이다.

아래에서는 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.

그러면, 도면을 참고로 하여 본 발명의 한 실시예에 따른 공기 살균기에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1을 참고로 하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 공기 살균기는 구동 전압을 공급하는 전지부(10)와 전지부(10)에 연결된 전압 변환부(30)를 구비한 전원부(70), 전지부(10)와 연결되어 있는 구동 스위치(20), 구동 스위치(20)와 전압 변환부(30)에 연결된 제어부(60), 전원부(70)의 전압 변환부(30)에 연결된 방전부(40), 그리고 제어부(60)와 연결되어 있는 환기팬(50)을 구비한다.

전원부(70)는 설정 크기의 전압을 이용하여 서로 다른 크기의 방전 전압을 출력한다.

전지부(10)는 휴대용 전지로서, 해당하는 크기의 직류(DC) 전압을 공급하는 1차 전지나 2차 전지일 수 있다.

전압 변환부(30)는 제어부(60)로부터 인가되는 구동 신호에 의해 동작을 시작하여 전지부(10)에서 출력되는 직류 전압을 교류 전압으로 변환하고, 방전부(40)의 동작에 필요한 전압의 크기로 승압하여 승압된 교류 전압을 방전 전압으로서 방전부(40)로 출력한다.

이때, 방전부(40)로 인가되는 방전 전압은 서로 다른 크기를 갖는 두 개의 전압이고, 이때 두 전압의 위상은 서로 상이할 수 있다.

또한, 위상이 서로 반대일 때, 방전부(40)로 인가되는 두 전압의 절대값은 서로 동일할 수 있다.

이처럼, 공기 살균기의 구동 전원 공급부로서 상용 전원이 아닌 휴대용 전지(10)를 사용하므로, 공기 살균기의 휴대성이 향상된다.

구동 스위치(20)는 사용자의 동작에 따라 온(on) 또는 오프(off) 상태로 변환되는 온오프 스위치로서, 온 또는 오프 상태에 따라 해당하는 상태의 신호를 제어부(60)로 출력한다.

제어부(60)는 구동 스위치(20)의 동작 상태를 판정하여, 구동 스위치(20)의 동작 상태에 따라 전압 변환부(30)와 환기팬(50)의 동작을 제어한다.

방전부(40)는 전압 변환부(30)에서 출력되는 서로 다른 크기의 전압에 의해 방전을 실시하여, 공기 살균을 위한 오존(O₃)과 수산기(OH^-)를 발생시킨다.

이러한 방전부(40)는 도 2에 도시한 것처럼, 방전판(41)과 방전판(41)의 동일 표면(예, 상부면)에 일정 간격으로 서로 이격되게 위치하고 있는 제1 및 제2 전극(42a, 42b)을 구비한다.

이때, 두 전극(42a, 42b)으로 인가되는 전압은 전압 변환부(30)에서 출력되는 방전 전압으로서, 서로 다른 크기를 갖고, 두 전압 차이에 의해 두 전극(42a, 42b) 사이에서의 방전이 이루어진다.

방전판(41)은 절연성이 우수한 세라믹(ceramic) 등과 같은 절연 재질로 이루어져 있고 유전체로서 기능한다.

유전체는 절연체라고도 하고, 전하를 가진 물체(대전체)나 전압이 가해진 선의 주위에서 전기력이 작용하는 장소에 있는 경우, 유전체 내부에서는 외부의 전기장에 의해서 유도된 양전하와 음전하가 서로 상대적으로 미세하게 이동하는 현상이 발생된다.

이와 같은 방전판(41)의 동일 표면에 위치한 제1 및 제2 전극(42a, 42b) 사이에서 방전은 두 전극(42a, 42b) 사이에 노출되어 있는 방전판(41)의 표면을 따라서 발생된다.

따라서, 유전체로 기능하는 방전판(41)이 있는 경우는 방전판(41)이 없는 경우보다 방전이 안정적으로 발생되고, 방전을 위해 사용되는 소비 전력이 낮다.

본 예에서, 방전판(41)은 직사각형의 평면 형상을 갖는 판형상을 갖고 있으나, 이와는 달리, 다른 형상의 평면 형상을 갖는 판형상일 수 있다.

제1 전극(42a)은 원형의 평면 형상을 갖는 제1 부분(a1)과 제1 부분(a1)에 연결되어 있어 대략 직사각형의 평면 형상을 갖는 바(bar) 모양의 제2 부분(a2)을 구비한다.

따라서, 원형의 평면 형상을 갖는 제1 부분(a1)의 가장 자리는 곡선으로 이루어져 있어, 제1 전극(42a)은 곡선으로 이루어진 부분을 구비한다.

제2 전극(42b)은 제1 전극(42a)이 위치하고 있는 방전판(41)의 동일한 면에서 제1 전극(42a)과 일정한 간격(D)을 두고 이격되어 있어, 제1 전극(42a)을 에워싸고 있다.

따라서, 제2 전극(42b) 역시 제1 전극(42a)의 제1 부분(a1)과 대향하고 있는 부분은 곡선으로 이루어져 있으므로, 제2 전극(42b) 역시 곡선으로 이루어진 부분을 구비한다.

이미 설명한 것처럼, 제1 전극(42a)과 제2 전극(42b)은 정해진 간격(D)으로 일정하게 이격되어 있으므로, 이 이격 부분에는 방전판(41)이 노출된다.

이러한 제1 및 제2 전극(42a, 42b)에는 전압 변환부(30)와 연결되어 전압 변환부(30)에서 인가되는 서로 다른 크기의 전압을 공급받는 신호선(431, 432)이 각각 연결되어 있다.

제1 전극(42a)과 제2 전극(42b)은 구리나 은과 같은 도전성 물질로 이루어져 있다.

이와 같이, 서로 다른 크기의 전압이 제1 전극(42a)과 제2 전극(42b)에 인가되면 서로 대향하고 있는 제1 전극(42a)의 가장자리 부분과 제2 전극(42b)의 가장자리 부분 사이에는 방전이 발생된다. 이러한 방전을 위해, 제1 및 제2 전극(42a, 42b)에 인가되는 전압의 크기는 수백 볼트(V)일 수 있다.

이때, 서로 대응되게 위치하는 제1 및 제2 전극(42a, 42a)의 가장자리 부분의 적어도 일부가 곡선으로 이루어져 있으므로, 방전은 곡선 부분의 형태를 따라 발생된다.

따라서, 이러한 곡선 부분에서 방전이 행해질 경우, 모난 부분인 모서리 부분에서 방전이 행해질 경우는 모난 부분에 방전이 집중되는 것과 달리, 방전이 특정 부분에 집중되지 않고 균일하게 발생되어 안정적이며, 곡선 부분은 모난 부분보다 더 느리게 산화되어 소모되므로, 방전의 효율이 더 오래 유지될 수 있다.

또한, 제1 전극(42a)과 제2 전극(42b) 사이의 이격 간격(D)의 크기가 작을 수록 방전 반응은 활발히 발생되고, 이로 인해, 생성되는 수산기량과 오존량이 증가한다.

따라서, 두 전극(42a, 42b) 간의 이격 거리(D)가 작을수록 증가하는 수산기량과 오존량에 의해 살균 효과는 향상되므로, 소비 전력 역시 감소한다.

한 예로, 제1 전극(42a)과 제2 전극(42b) 사이의 이격 간격(D)은 2mm 내지 5mm일 수 있다.

이격 간격(D)이 2mm 이상일 때, 제1 및 제2 전극(42a, 42a)이 산화되는 속도가 감소되고, 이격 간격(D)이 5mm 이하일 때, 소비 전력이 감소된다.

이와 같이, 제1 및 제2 전극(42a, 42b) 사이의 방전 동작에 의해, 공기 중의 산소 분자(O₂)와 물 분자(H₂O)가 분해되어 오존(O₃)과 수산기(OH^-)가 생성되며, 이러한 오존(O₃)과 수산기(OH^-)로 인해 악취 제거, 세균, 바이러스 및 유해물 분해 등의 작용을 하는 살균 작용이 행해진다.

즉, 방전 동작에 의해 공기 중의 산소 분자(O₂)는 아래의 반응식과 같이 두 개의 산소 원자(O)로 분해된 후, 다시 공기 중의 다른 산소 분자(O₂)와 결합하여 오존(O₃)으로 바뀐다.

O₂ → O + O

O + O₂ → O₃

이러한 오존(O₃)은 우수한 산화력을 갖고 있고, 다시 산소 분자(O₂)로 환원되므로 2차 오염의 우려가 없으며, 반감기(오존양의 절반이 산소로 분해되는 데 필요한 시간) 이전에는 탈취와 살균 등의 반응을 활발히 나타낸다.

본 예에서, 생성된 오존(O₃)의 반감기는 2시간 내지 13시간일 수 있다.

또한, 공기 중에는 물 분자(H₂O)가 존재하므로, 제1 및 제2 전극(42a, 42b)사이의 방전에 의해 아래의 반응식에 따라 물 분자(H₂O)는 수소 이온(H⁺)과 수산기(OH^-)로 분해된다.

H₂O → H⁺ + OH^-

또한, 물 분자(H₂O)가 분해되어 생성된 수소 이온(H⁺)은 오존(O₃)이 생성될 때나 오존(O₃)이 산소 분자(O₂)로 환원될 때 발생된 산소 원자(O)와 결합되어 아래의 반응식에 따라 수산기(OH^-)로 바뀐다.

O + H⁺ → OH^-

이러한 동작에 의해 생성된 수산기(OH^-)는 인체에 무해한 천연 물질이고, 수산기(OH-)의 상태는 1개의 전자(e-)를 더 가진 불안정한 상태로서, 유해물과 상호 작용하여 유해물을 물(H₂O)과 이산화탄소(CO₂)로 분해시킨다.

또한, 수산기(OH-)는 세균 및 바이러스의 세포막에 있는 수소 이온(H⁺)과 결합하여 물(H₂O)로 환원하면서 세포막을 파괴하여 사멸시키며, 산화력 역시 오존(O₃)보다 강력하다.

따라서, 오존(O₃)뿐만 아니라 수산기(OH^-)를 이용하여 공기의 살균 동작이 행해지므로, 본 예의 공기 살균기의 살균 효과는 향상된다.

이미 설명한 것처럼, 수산기(OH^-)는 물 분자(H₂O)가 분해되어 생성되고, 또한 물 분자(H₂O)가 분해되어 생성된 수소 이온(H⁺)과 오존(O₃)이 생성될 때나 오존(O₃)이 산소 분자(O₂)로 환원될 때 발생된 산소 원자(O)가 결합되어 생성되므로, 생성되는 수산기(OH^-)의 양이 오존(O₃)의 양보다 많아, 본 예의 공기 살균기의 살균 효과는 더욱더 향상된다.

환기팬(50)은 모터와 모터의 동작에 의해 회전하는 팬(fan) 등으로 이루어져 있고, 제어부(60)에서 인가되는 구동 신호에 의한 모터의 회전 동작에 의해 동작한다.

이때, 환기팬(50)은 방전부(40)가 동작하면 함께 동작하여, 방전부(40)의 동작으로 인해 발생하는 수산기(OH^-)와 오존(O₃)을 본 예에 따른 공기 살균기의 케이스 외부로 배출시켜, 주변 공기의 살균 효과를 증대시킨다.

이로 인해, 환기팬(50)은 방전부(40) 상부에 위치하여 방전부(40)에서 출력되는 수산기(OH^-)와 오존(O₃)을 좀더 효율적으로 외부로 배출시킬 수 있도록 한다.

이러한 구조를 갖는 본 발명에 따른 공기 살균기의 동작은 다음과 같다.

먼저, 전지부(10)에서 구동 전압이 출력되어 공기 살균기의 동작이 시작되면, 제어부(60)는 구동 스위치(20)에서 출력되는 신호의 상태를 판독하여 구동 스위치(20)가 동작했는지를 판정한다.

구동 스위치(20)의 온 동작에 의해 제어부(60)로 인가되는 신호의 상태가 초기 상태(예, 저레벨 상태)에서 구동 상태(예, 고레벨 상태)로 변경되면, 제어부(60)는 전원부(70)의 전압 변환부(30)로 구동 신호를 출력한다.

따라서, 제어부(60)에서 출력되는 구동 신호에 의해 전압 변환부(30)는 동작을 시작하여, 전지부(10)에서 출력되는 전압을 원하는 크기의 전압으로 승압한 교류 전압으로 변환하여 방전 전압으로서 방전부(40)로 출력한다.

방전 전압이 신호선(431, 432)을 통해 제1 및 제2 전극(42a, 42b)으로 해당 상태의 전압이 인가되면, 두 전극(42a, 42b) 사이에서 방전이 발생한다.

따라서, 이러한 전극(42a, 42b) 사이의 방전에 의해, 공기 중의 산소는 오존(O₃)으로 변환되고 물은 수산기(OH^-)로 변환되며, 오존(O₃)과 수산기(OH^-)가 생성되어 외부로 배출된다.

이와 같이, 전압 변환부(30)의 동작에 의해 방전부(40)로부터 오존(O₃)과 수산기(OH^-)가 생성되면, 제어부(60)는 환기팬(50)으로 구동 신호를 출력하여 환기팬(50)을 동작시킨다.

따라서, 환기팬(50)의 동작에 의해 생성된 오존(O₃)과 수산기(OH^-)는 좀더 효율적으로 외부로 배출되어, 외부 공기의 살균 동작을 실행한다.

즉, 외부로 배출된 수산기(OH^-)와 오존(O₃)은 공기 중의 세균, 바이러스 및 냄새 입자 등과 같은 오염 물질과 반응하여 그 오염 물질을 살균, 분해함으로써 공기를 살균시킨다.

이와 같이, 구동 스위치(20)의 온 동작으로 공기 살균기의 살균 동작이 행해질 때, 구동 스위치(20)의 상태가 오프 상태로 변경되면, 제어부(60)는 전압 변환부(30)와 환기팬(50)으로 인가되는 구동 신호의 출력을 중지하여, 전압 변환부(30)와 환기팬(50)의 동작을 중지시킨다.

도 2에 도시한 제1 및 제2 전극(42a, 42b)의 구조는 한 예로서, 제1 및 제2 전극(42a, 42b)의 가장자리 일부만이 곡선으로 이루어져 있지만 이와는 달리 제1 및 제2 전극(42a, 42b)의 가장자리 전부가 곡선으로 이루어질 수 있다.

또한, 제1 전극(42a)의 일부만이 제2 전극(42b)으로 에워싸여져 있지만, 이와는 달리, 제1 전극(42a)은 제2 전극(42b)에 의해 완전히 에워싸여진 형상으로 제1 및 제2 전극(42a, 42b)이 형성될 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.

10: 전지부 20: 구동 스위치
30: 전압 변환부 40: 방전부
41: 방전판 42a: 제1 전극
42b: 제2 전극 50: 환기팬
60: 제어부 70: 전원부

Claims

서로 다른 크기의 방전 전압을 출력하는 전원부, 그리고
상기 전원부와 연결되어 있고, 방전판과 상기 방전판의 동일한 면 위에 서로 이격되게 위치하며 상기 전원부로부터 인가되는 상기 방전 전압을 각각 인가받는 제1 및 제2 전극을 구비한 방전부
를 포함하는 공기 살균기.
제1항에서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극은 각각 가장자리의 적어도 일부가 곡선 형상인 공기 살균기.
제1항에서,
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이의 이격된 간격은 2mm 내지 5mm인 공기 살균기.
제1항에서,
상기 전원부는 일정한 크기의 직류 전압을 출력하는 전지부와 상기 전지부에서 출력되는 상기 직류 전압을 승압하여 서로 다른 크기의 상기 방전 전압을 출력하는 전압 변환부를 포함하는 공기 살균기.
제4항에서,
상기 전지부는 1차 전지나 2차 전지인 공기 살균기.