KR100968065B1 - 이온 발생장치를 구비한 급기장치 - Google Patents

이온 발생장치를 구비한 급기장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기 흡입구가 형성되는 하우징과, 상기 흡입구로부터 공기를 흡입할 수 있도록 송풍팬 및 모터가 구비되는 구동부와, 상기 구동부와 연통되도록 형성되어 흡입되는 공기를 플라즈마 방전시켜 이온화 시키는 방전부와, 상기 방전부에 일 측이 결합되어 이온화된 공기를 이송시키며, 타 측은 탈취장소와 연통되도록 형성되는 덕트부와, 상기 방전부 내부에 마련되어 급기되는 공기의 온도 및 습도를 측정하는 센서부와, 상기 하우징 내부로 흡입되는 공기를 선택적으로 가열시키는 가열부 및 상기 센서부로부터 온도 및 습도 데이터를 제공받아 상기 방전부로 공급되는 공기의 온도 및 습도를 자동 제어하는 제어부를 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치를 제공한다.
본 발명에 의한 이온 발생장치를 구비한 급기장치는 상기 방전부에서 공기를 플라즈마 방전시키는 적정 온도와 습도를 제공할 수 있는 효과가 있다.
그리고 상기 덕트부를 탈취장소의 상측과 하측에서 각각 제어할 수 있도록 상/하부덕트를 마련하여 부분 또는 전체적으로 이온화된 공기를 공급할 수 있다.

Description

이온 발생장치를 구비한 급기장치{Air supply apparatus comprising the Ion generator}
본 발명은 플라즈마 방전을 이용하여 이온화 공기를 공급하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치에 관한 것이다.
일반적으로, 이온 발생장치는 각종 불순물을 걸러주는 필터와, 공기를 하우징 내부로 유입시켜 필터를 거치게 한 후 하우징의 외부로 토출되도록 하는 송풍팬과, 이온을 발생시키는 이온 발생유닛을 구비한다.
이러한 공기정화장치에서 송풍팬이 구동되면 공기는 필터를 거치면서 정화되고, 이온 발생유닛에서 생성된 이온과 함께 실내로 토출된다. 그러나 이온 발생유닛을 구비한 종래의 이온 발생장치에서 필터와 음이온만으로는 공기중에 부유하는 세균을 살균하는데 한계가 있어 양이온과 음이온을 모두 발생시켜 살균할 수 있는 이온 발생장치가 개발되었다. 양이온과 음이온을 모두 발생시킬 수 있는 이온 발생장치에 대해서는 일본공개특허공보 특개 2003-123940호에 상세히 개시되어 있다.
종래의 이온 발생장치는 2개의 전극에 교류전압을 인가하여 발생된 양이온과 음이온을 실내로 공급하였다. 이 때 발생된 양이온은 수소이온(H+)이온이고 음이온은 슈퍼옥사이드 아니온(O-)이다. 슈퍼옥사이드 아니온이 세균 및 유해물질을 산화반응을 일으킴으로써 악취 및 대기 중의 세균을 제거하였다.
그러나 본 장치는 대기 중의 산소를 플라즈마를 이용 슈퍼옥사이드 양이온(O+) 와 슈퍼옥사이드 음이온(O-)을 직류 전류를 이용 동시에 발생 시켜 대기 중의 양이온을 띠는 유해 물질 및 세균을 산화시키고, 음이온을 띠는 미세 먼지를 침적시켜 대기질 중의 악취를 제거 하고, 미세 먼지 부유화를 억제시킨다. 또한, 이와 같은 종래의 이온 발생장치는 이온의 최적발생 조건인 온도와 습도를 제어하는 수단이 구비되지 않아 이온의 생성성능이 떨어지는 문제를 초래하였다. 또한 발생된 이온을 탈취공간의 단편에만 공급시켜 탈취, 살균 및 공기정화 시간이 오래 걸리게 되는 문제점이 있었다.
본 발명은 온도 및 습도를 자동제어할 수 있고, 이온화된 공기의 분사방향을 구역별로 제어할 수 있는 이온 발생장치를 구비한 급기장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
본 발명은 공기 흡입구가 형성되는 하우징과, 상기 흡입구로부터 공기를 흡입할 수 있도록 송풍팬 및 모터가 구비되는 구동부와, 상기 구동부와 연통되도록 형성되어 흡입되는 공기를 플라즈마 방전시켜 이온화 시키는 방전부와, 상기 방전부에 일 측이 결합되어 이온화된 공기를 이송시키며, 타 측은 탈취장소와 연통되도록 형성되는 덕트부와, 상기 방전부 내부에 마련되어 급기되는 공기의 온도 및 습도를 측정하는 센서부와, 상기 하우징 내부로 흡입되는 공기를 선택적으로 가열시키는 가열부 및 상기 센서부로부터 온도 및 습도 데이터를 제공받아 상기 방전부로 공급되는 공기의 온도 및 습도를 자동 제어하는 제어부를 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치를 제공한다.
상기 하우징은 상기 흡입구에 겹합되어 흡입되는 공기의 양을 조절하는 풍량 조절댐퍼를 더 포함할 수 있다.
상기 센서부는, 흡입공기의 온도를 측정하는 온도센서와, 습도를 측정하는 습도센서를 포함할 수 있다.
상기 제어부는, 상기 온도센서에 의해 급기공기가 15℃ 이하로 떨어지는 경우, 상기 가열부가 가동되도록 제어할 수 있다.
상기 덕트부는, 상기 방전부로부터 이온화된 공기를 이송하는 메인덕트와, 상기 메인덕트로부터 탈취장소의 상측으로 이온화된 공기를 이송하는 상부덕트 및 상기 메인덕트로부터 탈취장소의 하측으로 이온화된 공기를 이송하는 하부덕트를 포함할 수 있다.
상기 덕트부는, 상기 상부덕트로부터 탈취장소의 실내방향으로 하나 또는 복수개 연장 형성되어 실내의 하방으로 이온화된 공기를 분사시킬 수 있도록 복수개의 노즐공이 형성되는 분기덕트를 더 포함할 수 있다.
상기 하나 또는 복수개의 분기덕트는, 상기 상부덕트로부터 상기 분기덕트로 급기되는 이온화된 공기를 차폐 제어할 수 있도록 분기댐퍼가 구비될 수 있다.
상기 상부덕트와 하부덕트는, 상기 메인덕트로부터 상기 상부덕트 및 하부덕트로 급기되는 이온화된 공기를 각각 차폐 제어할 수 있도록 메인댐퍼가 구비될 수 있다.
상기 가열부는 전기히터이며, 열원으로부터 흡입공기가 접촉되는 면적을 증가시키는 방열핀과, 설정온도에서 상기 가열부의 전원을 차단시키는 과열방지유닛을 포함할 수 있다.
상기 하우징은 상기 흡입구 내측에 마련되어 흡입공기를 정화시키는 적어도 하나 이상의 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 의한 이온 발생장치를 구비한 급기장치는,
상기 방전부에서 공기를 플라즈마 방전시키는 적정 온도와 습도를 제공할 수 있는 효과가 있다.
그리고 상기 덕트부를 탈취장소의 상측과 하측에서 각각 제어할 수 있도록 상/하부덕트를 마련하여 부분 또는 전체적으로 이온화된 공기를 공급할 수 있다.
또한 상기 제어부에서 공기의 온도와 습도를 자동으로 제어하되, 과열방지유닛을 구비하여 상기 가열부가 설정온도 범위에서 공기의 가열이 이루어지도록 할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 실시예에 의한 이온 발생장치를 구비한 급기장치의 이온 공급 상태를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 하우징의 부분확대도,
도 3은 도 1에 나타낸 가열부의 측면도이다.
이하 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여, 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 이온 발생장치를 구비한 급기장치의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 상기 이온 발생장치를 구비한 급기장치(100)는 흡입구(111)가 형성되는 하우징(110)과, 상기 흡입구(111)로부터 공기를 흡입할 수 있도록 상기 하우징(110) 내부에 설치되는 구동부(120)와, 상기 구동부(120)와 연통하여 흡입된 공기를 이송시키는 덕트부(130)와, 상기 덕트부(130)와 구동부 사이에 마련되어 공기를 플라즈마 방전시켜 이온화 시키는 방전부(140)와, 상기 덕트부(130)에 구비되어 공기의 온도 및 습도를 측정하는 센서부(150)와, 상기 하우징(110) 내부에 설치되어 흡입공기를 선택적으로 가열시키는 가열부(160) 및 상기 하우징(110) 내부에 흡입되는 공기의 온도와 습도를 자동 제어하는 제어부(170)를 포함한다.
먼저 상기 방전부(140)에 의해 이온화된 공기가 공급되는 덕트부(130)를 살펴보면, 상기 덕트부(130)는 상기 방전부(140)로부터 상기 탈취장소(10)로 공기를 공급하는 메인덕트(131)와, 상기 탈취장소(10)의 상측으로 이온화된 공기를 공급하는 상부덕트(133) 및 상기 탈취장소(10)의 하측으로 이온화된 공기를 공급하는 하부덕트(137)를 포함한다.
상기 상부덕트(133)는 탈취장소(10)의 지붕이나 또는 층고가 높은 경우 실내 활동영역에 간섭되지 않는 범위의 높이에 설치되어 상측으로부터 이온화된 공기를 공급한다. 이때 상기 상부덕트(133)는 실내 하방으로 연장 형성되고, 복수개의 노즐공(135)이 형성되는 복수개의 분기덕트(134)를 구비한다.
상기 분기덕트(134)는 상기 상부덕트(133)와 연통하며 하방 및 측방을 향하여 상기 노즐공(135)이 형성될 수 있다. 이는 이온화된 공기를 보다 빠른 시간에 넓은 영역에 걸쳐 공급할 수 있도록 하기 위함이다. 상기 각 분기덕트(134)에는 공급되는 이온화된 공기를 차폐제어할 수 있도록 분기댐퍼(136)가 배치된다. 상기 분기댐퍼(136)는 수동 또는 상기 제어부(170)에서 자동으로 제어가 가능하다.
상기 하부덕트(137)는 탈취장소(10)의 바닥면에 인접하여 설치되며, 바닥면 내부로부터 상방향으로 공급될 수 있고, 또한 측벽의 하단부에 설치되어 수평방향 및 상측방향으로 이온화된 공기를 공급할 수도 있다.
상기 메인덕트(131)와 상기 상부덕트(133) 및 하부덕트(137) 사이에는 상기 상부덕트(133)와 하부덕트를 통해 공급되는 이온화된 공기를 차폐제어할 수 있는 메인댐퍼(139)가 배치된다. 상기 메인댐퍼(139)는 상기 상부덕트(133)와 하부덕트(137)로 공급되는 이온화된 공기를 필요에 따라 선택적으로 제어할 수 있다. 또한 상기 메인댐퍼(139)를 수동 또는 상기 제어부(170)에 의해 자동으로 제어할 수 있음은 물론이다.
도 2는 도 1에 나타낸 하우징(110) 부분을 확대하여 도시한다. 도 2를 참조하면, 상기 하우징(110)은 일측에 흡입구(111)가 형성되고 내부에는 상기 구동부(120), 덕트부(130), 방전부(140), 가열부(160) 및 상기 제어부(170)가 설치될 수 있는 공간이 형성된다. 이때 상기 흡입구(111)에는 상기 하우징(110)의 내부로 흡입되는 공기의 양을 조절하는 풍량 조절 댐퍼(113)가 결합된다. 상기 풍량 조절 댐퍼(113) 내측에는 흡입되는 공기를 정화시키는 하나 또는 복수개의 필터(114)가 배치된다. 상기 필터(114)는 최대 압력손실이 20~30mmAq 이하로 유지되는 것이 바람직하다. 또한 상기 하우징(110)에는 내부의 상태를 확인할 수 있도록 도어(115)가 마련될 수 있다.
상기 구동부(120)는 외부로부터 상기 풍량 조절 댐퍼(113)와 필터(114)를 통과하여 상기 하우징(110) 내부로 공기를 흡입할 수 있도록 송풍팬(121)과 모터(122)를 구비한다. 그리고 상기 송풍팬(121)의 회전에 의해 흡입된 공기는 상기 덕트부(130)로 이송된다. 또한 상기 구동부(120)의 하측에는 진동 및 소음을 흡수할 수 있도록 방진수단(125)이 마련된다.
상기 방전부(140)는 플라즈마 방전을 통해 공기를 이온화시킴으로써 양이온과 음이온이 방출된다. 이때 상기 방전부(140)를 통한 공기의 이온화 과정에서 이온의 최적 형성조건을 형성하도록 상기 센서부(150)는 온도와 습도를 측정한다. 따라서 상기 방전부 내부에는 센서부(150)가 설치되며, 상기 센서부(150)는 온도센서(151)와 습도센서(152)를 포함한다.
상기 제어부(170)는 상기 센서부(150)로부터 온도와 습도 데이터를 제공받아 상기 가열부(160)를 선택적으로 가동시키며, 상기 온도센서(151)에서 검출되는 온도 데이터가 15℃ 이하로 떨어지는 경우 상기 가열부(160)가 가동되도록 제어하는 것이 바람직하다.
상기 방전부(140)에 형성되는 상기 토출구(141)에는 상기 방전부(140)로부터 이온화된 공기가 탈취, 살균 및 공기정화를 목적으로 하는 장소에 공급될 수 있도록 결합되는 메인덕트(131)가 결합된다. 상기 메인덕트(131)는 이온화 공기가 공급되는 장소의 상면, 측면 및 하면에서 공급될 수 있도록 각 위치에 따라 이온화 공기를 분배하여 배출할 수 있다.
도 3은 도 1에 나타낸 가열부의 측면도이다. 도 3을 참조하면, 상기 가열부(160)는 전기히터로써 흡입되는 공기가 접촉되는 면적이 증가하도록 방열핀(161)이 구비되고, 설정온도에서 상기 가열부(160)의 전원을 차단시키는 과열방지유닛(163)을 포함한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 이온 발생장치를 구비한 급기장치의 작동방법에 관해 설명한다.
공기를 이온화하는 에너지원으로는 태양, 우주복사열, 번개 및 낙수 등이 있으며, 상기 이온 발생장치를 구비한 급기장치(100)는 플라즈마 방전을 통하여 공기를 음이온과 양이온으로 이온화 시킨다. 이온화된 공기는 양이온과 음이온으로 군집을 형성하여 유해물질에 부착되어, 산화 및 중화 과정이 이루어지며 악취를 제거하고 살균 및 공기정화 기능을 하게 된다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 상기 이온 발생장치를 구비한 급기장치(100)에 전원이 인가되면, 풍량 조절 댐퍼(113)에 의해 흡입공기량을 조절하여 상기 흡입구(111)로 공기가 유입된다. 유입되는 공기는 상기 흡입구(111)에 마련되는 필터(114)로 부터 불순물이 제거되어 상기 구동부(120)로 흡입된다.
이때 상기 센서부(150)에서 측정된 온도 데이터에 따라서 상기 가열부(160)가 선택적으로 작동된다. 보다 바람직하게는 상기 온도센서(151)에서 감지된 온도 데이터가 약 15℃ 이하인 경우 상기 가열부(160)가 가동되도록 한다. 또한 35℃에서 상기 과열방지유닛(163)이 작동하면 상기 가열부(160)의 작동이 정지된다. 상기 가열부(160)가 가동되면 흡입되는 공기는 상기 가열부(160)의 방열핀(161)에 접촉되며 흡입공기의 온도가 올라간다. 물론 상기 가열부(160)는 상기 구동부(120)와 덕트부(130) 사이 내부에 구비되어 상기 방전부(140)에 공급되는 공기를 가열할 수도 있다.
상기 방전부(140)는 전기에너지의 상당 부분을 이용하여 강력한 전자들을 생산하는 플라즈마를 만들어낸다. 이때 플라즈마 방전에 의해 발생된 전자가 공기의 분자와 충돌하여 공기분자의 외곽 전자상태가 변하는데, 이에 따라 반응성이 풍부한 화학적 활성종인 라디칼, 여기분자 및 이온 등의 양 또는 음으로 하전되어 전기적으로 중성상태가 된다. 이로 인해 생성된 활성기들은 유해물질 분자의 분해를 촉진하여 산성가스와 먼지를 동시에 처리할 수 있는 이점이 있다.
상기 제어부(170)는 상기 센서부(150)로부터 온도 및 습도데이터를 연속 또는 주기적으로 제공받으며 상기 가열부(160)의 가동 여부를 판단하여 상기 방전부(140) 내부로 유입되는 공기를 최적 상태로 자동제어하게 된다. 상기 제어부(170)는 흡입공기의 최적 온도를 약 15~35℃로 유지하며, 습도를 약 62.5% 내외로 자동 제어하는 것이 바람직하다. 또한 상기 제어부(170)는 상기 메인댐퍼(139)와 분기댐퍼(136)의 차폐를 제어하여 이온화된 공기의 공급 경로를 조절할 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.
100 : 이온 발생장치를 구비한 급기장치 110 : 하우징
111 : 흡입구 113 : 풍량 조절 댐퍼
114 : 필터 115 : 도어(door)
120 : 구동부 121 : 송풍팬
122 : 모터 125 : 방진수단
130 : 덕트부 131 : 메인덕트
133 : 상부덕트 134 : 분기덕트
135 : 노즐공 136 : 분기댐퍼
137 : 하부덕트 139 : 메인댐퍼
140 : 방전부 141 : 토출구
150 : 센서부 151 : 온도센서
152 : 습도센서 160 : 가열부
161 : 방열핀 163 : 과열방지유닛
170 : 제어부

Claims (10)

  1. 공기 흡입구가 형성되는 하우징;
    상기 흡입구로부터 공기를 흡입할 수 있도록 송풍팬 및 모터가 구비되는 구동부;
    상기 구동부와 연통되도록 형성되어 흡입되는 공기를 플라즈마 방전시켜 이온화 시키는 방전부;
    상기 방전부에 일 측이 결합되어 이온화된 공기를 이송시키며, 타 측은 탈취장소와 연통되도록 형성되는 덕트부;
    상기 방전부 내부에 마련되어 급기되는 공기의 온도 및 습도를 측정하는 센서부;
    상기 하우징 내부로 흡입되는 공기를 선택적으로 가열시키며 열원으로부터 흡입공기가 접촉되는 면적을 증가시키는 방열핀과, 설정온도에서 전원을 차단시키는 과열방지유닛을 구비하는 가열부 및
    상기 센서부로부터 온도 및 습도 데이터를 제공받아 상기 방전부로 공급되는 공기의 온도 및 습도를 자동 제어하는 제어부를 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 하우징의 흡입구에 결합되어 흡입되는 공기의 양을 조절하는 풍량 조절댐퍼를 더 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 센서부는,
    흡입공기의 온도를 측정하는 온도센서와, 습도를 측정하는 습도센서를 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 온도센서에 의해 급기공기가 15℃ 이하로 떨어지는 경우, 상기 가열부가 가동되도록 제어하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 덕트부는,
    상기 방전부로부터 이온화된 공기를 이송하는 메인덕트;
    상기 메인덕트로부터 탈취장소의 상측으로 이온화된 공기를 이송하는 상부덕트 및
    상기 메인덕트로부터 탈취장소의 하측으로 이온화된 공기를 이송하는 하부덕트를 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  6. 청구항 5에 있어서,
    상기 상부덕트로부터 탈취장소의 실내방향으로 하나 또는 복수개 연장 형성되어 실내의 하방으로 이온화된 공기를 분사시킬 수 있도록 복수개의 노즐공이 형성되는 분기덕트를 더 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 하나 또는 복수개의 분기덕트는,
    상기 상부덕트로부터 상기 분기덕트로 급기되는 이온화된 공기를 차폐 제어할 수 있도록 분기댐퍼가 구비되는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  8. 청구항 5 내지 청구항 7 중 어느 한 청구항에 있어서,
    상기 상부덕트와 하부덕트는,
    상기 메인덕트로부터 상기 상부덕트 및 하부덕트로 급기되는 이온화된 공기를 각각 차폐 제어할 수 있도록 메인댐퍼가 구비되는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
  9. 삭제
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡입구 내측에 마련되어 흡입공기를 정화시키는 적어도 하나 이상의 필터를 더 포함하는 이온 발생장치를 구비한 급기장치.
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