KR100979210B1 - 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 실내공기를 흡입하고 아크(arc)방전 및 플라즈마 방전에 의해 정화 및 살균처리하여 고압분사하는 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡기관에 형성되는 분진 제거용 전처리 필터, 상기 분진 제거용 전처리 필터에 인접하여 형성되는 흡기 팬, 상기 흡기 팬에 의해 흡입된 오염기체를 여기하는 아크 방전부, 상기 아크 방전부에서 이송된 기체에 플라즈마를 인가하는 플라즈마 방전부, 상기 플라즈마 방전부에 연결되고 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터가 내장되는 필터 장착부, 상기 필터 장착부의 일 단부에 형성되는 노즐, 및 상기 노즐에 연결되는 에어 분사구가 포함되며, 실내공기를 아크 방전에 의하여 여기하고 플라즈마 방전에 의해 이온화하여 오염물질, 악취를 분해하고 살균처리하되, 상기 아크 방전 및 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 오존, 미세분진, 정전기를 각각 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터에서 각각 제거하고 분사함으로써 실내공기의 정화 및 살균, 재실자 의복의 오염물질 제거에 매우 적합하게 구성되는 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치를 제공한다.

Description

공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치{AIRSHOWER APPARATUS HAVING FUNCTIONS OF AIR PURIFICATION AND STERILIZATION}
본 발명은 실내공기를 흡입하고 아크 방전 및 플라즈마 방전에 의해 정화 및 살균처리하여 고압분사하는 장치에 관한 것으로, 상세하게는 흡입된 실내공기를 아크 방전에 의하여 여기(勵起)하고 플라즈마 방전에 의해 이온화하여 오염물질, 악취를 분해하고 살균처리하되, 상기 아크 방전 및 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 오존, 미세분진, 정전기를 각각 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터에서 각각 제거하여 분사함으로써 실내공기의 정화 및 살균, 재실자 의복의 오염물질 제거에 매우 적합하게 구성되는 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치에 관한 것이다.
실내환경의 문제는 인간활동에 의해 발생하는 각종 오염물질이 실내에 방출되어 실내환경을 오염시키는 현상, 즉 실내오염에 의한 문제라고 할 수 있다.
실내 공기 중에는 물리적, 화학적 및 생물학적으로 다양한 오염물질이 존재할 수 있다. 이러한 오염물질들은 외부공기의 유입, 담배연기, 난방기, 오븐, 취사도구, 시멘트, 세정제, 건축자재, 페인트 등과 같은 복합적인 배출원에 기인하므로 그 배출량 역시 오염물질에 따라 상당한 편차를 나타내는 것으로 알려져 있다.
예를 들면, 서울시내에 위치한 한 백화점의 실내공기의 질을 측정, 분석한 결과, 탄산가스(CO2) 779 PPM, 이산화질소(NO2) 40 PPM, 포름알데히드(HCHO) 0.16 PPB, 총부유분진(TSP) 0.023 ㎍/㎥이고, 미생물은 진균류 297 CFu/m3, 총세균 1622 CFu/m3의 높은 수치로 나타났다. 또한, 산업계 공장의 사무실에서는 공정가스가 유입되어 암모니아(NH3), 황화수소(H2S), 벤젠(C6H6) 등과 같은 각종 악취성 유해물질이 유입되어 건강장애의 원인이 되는 것으로 조사되었다.
상기와 같은 실내오염물질들이 재실자의 의복의 섬유상 기공에 흡착되어 불쾌감을 유발할 뿐만 아니라 세균의 영양소로 작용하게 되고, 이로 인하여 증식하는 세균이 재실자의 건강에 악영향을 미치게 된다. 그런데 대부분의 식당, 상가 등에서는 실내 오염물질을 제거하거나 또는 실내 오염물질이 재실자의 의복의 섬유상 기공에 흡착되는 것을 방지하는 시설 또는 장치가 구비되어 있지 않은 상태이다.
또한, 종래의 의약품 제조공정, 반도체 제조공정, 정밀수술실 등에서는 필터를 사용하는 에어샤워 장치가 구비되어 있으며, 근래에는 일반적인 필터 외에 카본 등이 담지(擔持)된 탈취필터, 은나노 카본 등이 담지된 항균필터 등을 사용하여 탈취, 세균 살균을 할 수 있는 에어샤워 장치가 구비되어 탈취, 살균을 실시할 수 있으나, 에어샤워 장치의 구조적 특성으로 인하여 필터류에 카본, 및 은나노 카본을 충분하게 담지할 수 없어서 탈취 및 세균살균에 대한 효과가 미흡하고 이들 필터류를 주기적으로 교체해야 하는 문제점이 있다.
예를 들면, 한국 공개특허공보 제2004-36289호(발명의 명칭 : 에어 샤워), 한국 공개특허공보 제2004-40912호(발명의 명칭 : 에어 샤워 장치), 한국 등록특허공보 제10-0626091호(발명의 명칭 : 에어 샤워 장치)에서는 필터를 통과한 공기를 고압분사하여 에어 샤워를 생성하는 장치들이 개시되어 있으나, 상기 장치들은 단순히 에어샤워를 제공하는데 불과하며, 실내오염물질을 제거하는 효과가 매우 미흡하고 필터류를 주기적으로 교체해야 하는 문제점이 있다.
또한, 한국 공개특허공보 제2003-32814호(발명의 명칭 : 에어 샤워 시스템)에서는 탈취제 또는 살균제와 물을 혼합하여 공기와 함께 분사하는 분무하여 에어 샤워 시스템이 개시되어 있으나, 이러한 에어 샤워 시스템은 탈취제 또는 살균제를 사용하는데 따르는 유지비가 과다하고, 탈취제 또는 살균제와 물을 주기적으로 보충해야 하는 번거로움이 있으며, 탈취제 또는 살균제와 물의 혼합물을 실내에 분사하므로 재실자에게 심한 불쾌감을 유발하는 문제점이 있다.
결론적으로 종래의 에어 샤워 장치는 분진을 제거하는 것을 위주로 하는 공기 정화 장치이기 때문에, 정작 유해한 실내오염물질을 제거하지 못할 뿐만 아니라 탈취 및 살균 효과가 매우 미흡하다는 문제점이 있다.
따라서, 본 발명의 목적은 흡입된 실내공기를 아크 방전에 의하여 여기하고 플라즈마 방전에 의해 이온화하여 오염물질, 악취를 분해하고 살균처리하되, 상기 아크 방전 및 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 오존, 미세분진, 정전기를 각각 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터에서 각각 제거하여 고압분사함으로써 실내공기의 정화 및 살균, 재실자 의복의 오염물질 제거에 매우 적합하게 구성되는 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치를 제공하는데 있다.
상기와 같은 과제를 달성하기 위하여, 본 발명에서는 흡기관에 연결 형성되는 분진 제거용 전처리 필터; 상기 분진 제거용 전처리 필터에 인접하여 형성되는 흡기 팬; 상기 흡기 팬에 의해 흡입된 오염기체를 여기하도록 아크 방전기가 형성되고 상기 아크 방전기를 수용하는 아크 방전 지지관의 내주면에 전자파 차폐층이 형성되고 외주면에 흡음재층이 형성되는 아크 방전부; 상기 아크 방전부에서 이송된 기체에 플라즈마를 인가하도록 접지전극과 방전극이 형성되고 상기 접지전극과 방전극을 수용하는 플라즈마전극 지지관의 내주면에 전자파 차폐층이 형성되고 외주면에 흡음재층이 형성되는 플라즈마 방전부; 상기 플라즈마 방전부에 연결되고 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 동(銅) 또는 스테인레스 스틸 재질로 이루어져서 접지되는 정전기 제거용 금속필터가 내장되는 필터 장착부; 상기 필터 장착부의 일 단부에 형성되는 노즐; 및 상기 노즐에 연결 형성되는 적어도 하나의 에어 분사구를 포함하는 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치가 제공된다.
본 발명에 의한 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 흡입된 실내공기를 아크 방전에 의하여 여기하고 플라즈마 방전에 의해 이온화하여 오염물질, 악취를 분해하고 살균처리하고 실내에 고압분사함으로써 공기정화 및 살균효율이 대폭 향상되는 효과를 지니고 있다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 아크 방전 및 플라즈마 방전 시 발생하는 오존, 미세분진, 정전기를 각각 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터에서 각각 제거함으로써 식당, 상가 등의 시설은 물론 의약품 제조공정, 반도체 제조공정, 정밀수술실 등의 각종 산업현장에서 실내공기의 정화 및 살균에 매우 적합하다는 특성을 지니고 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 에어샤워 장치의 전체구조도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 에어샤워 장치의 아크 방전부의 예시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 에어샤워 장치의 플라즈마 방전부의 예시도
도 4는 본 발명의 에어샤워 장치의 작용상태도
본 발명은 동일한 출원인이 선행 출원한 한국 특허출원 제2009-98693호를 응용한 개량발명으로서, 흡입된 실내공기를 아크 방전에 의하여 여기하고 플라즈마 방전에 의해 이온화하여 오염물질, 악취를 분해하고 살균처리하되, 상기 아크 방전 및 플라즈마 방전에 의하여 발생하는 오존, 미세분진, 정전기를 각각 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터에서 각각 제거하고 실내로 분사함으로써, 실내공기의 정화 및 살균에 매우 적합한 특성을 지닌 기술사상으로 하고 있다.
도면과 실시예를 참조하여 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 에어샤워 장치의 전체구조를 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 에어샤워 장치의 아크 방전부를 예시한 것이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 에어샤워 장치의 플라즈마 방전부를 예시한 것이고, 도 4는 본 발명의 에어샤워 장치의 작용상태를 개략적으로 도시한 것이다.
도 1 내지 도 4를 참조하면, 우선 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 흡기관에 연결 형성되는 분진 제거용 전처리 필터가 포함된다.
실내 오염기체를 흡입하는 흡기관(110)이 형성되고, 상기 흡기관(110)으로 흡기된 오염기체가 아크 방전에 의해 여기되고 플라즈마 방전에 의해 이온화되어 오염물질, 악취가 분해되고 살균처리되는 것이다.
실내공기 중에는 물리적, 화학적 및 생물학적으로 다양한 오염물질이 존재하며, 이러한 오염물질들 중에는 분진이 포함되어 있다. 분진이 함유된 오염기체가 흡기관(110)으로 흡입되면, 상기 오염기체의 분진이 아크 방전, 플라즈마 방전을 방해하여 오염기체가 충분히 정화 및 살균처리되지 않을 뿐만 아니라, 분진으로 인하여 아크 방전부(200)의 아크 방전기, 플라즈마 방전부의 접지전극과 방전극이 손상되는 현상이 발생하는 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 흡기관(110)의 입구 또는 내부에 오염기체를 여과하여 분진을 분리하는 분진 제거용 전처리 필터(120)가 형성된다. 흡기관(110)에 장착된 분진 제거용 전처리 필터(120)에 의해 오염기체가 여과되어 분진이 분리 제거되며, 상기와 같이 분진이 제거된 상태인 오염기체가 아크 방전부(200)로 이송되어 아크 방전기의 아크 방전에 의해 여기되므로, 분진으로 인한 전극 손상이나 방전효율 저하가 발생하지 않는다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 상기 분진 제거용 전처리 필터에 인접하여 형성되는 흡기 팬이 포함된다.
흡기관(110) 내부에서 분진 제거용 전처리 필터(120)와 인접한 위치에 실내공기를 흡입하여 아크 방전부(200)로 이송하도록 흡기 팬, 에어펌프 등의 기체 이송 기기가 형성된다. 상기와 같이 흡기관(110)의 내부에 장착된 흡기 팬(130)은 에어샤워 장치로 오염기체를 흡입하고, 상기 에어샤워 장치에서 정화 및 살균처리된 공기를 다시 실내로 고압분사하는데 소요되는 압력을 제공하도록 구성된다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 상기 흡기 팬에 의해 흡입된 오염기체를 여기하도록 아크 방전기가 형성되고 상기 아크 방전기를 수용하는 아크 방전 지지관의 내주면에 전자파 차폐층이 형성되고 외주면에 흡음재층이 형성되는 아크 방전부(200)가 포함된다.
흡기관(110)에 연결되어 흡기 팬(130)에 의해 이송된 오염기체에 고전압을 인가하여 고에너지 상태로 여기하여 상기 오염기체에 함유된 오염물질을 분해하고 세균을 살균처리하는 아크 방전부(200)가 형성된다.
이러한 아크 방전부(200)는 오염기체를 여기하도록 아크 방전하여 아크 방전대를 형성하는 아크 방전기(210)와 상기 아크 방전기(210)를 포용하는 금속 재질의 아크 방전 지지관(220)으로 이루어지고, 상기 아크 방전 지지관(220)의 내주면에는 기 공지된 전자파 차폐재로 이루어지는 전자파 차폐층(211)이 형성되고 아크 방전 지지관(220)의 외주면에는 기 공지된 흡음재로 이루어지는 흡음재층(222)이 형성되는 구조를 이루게 된다.
아크 방전부(200)의 아크 방전 지지관(220)에 내장된 아크 방전기(210)는 촉발전극과 접지전극으로 이루어져서, 고전압이 인가된 아크 방전기(210)의 촉발전극과 접지전극 사이에서 방전되면서 고에너지 전자가 생성되고, 상기 생성된 고에너지 전자가 집속되어 아크 방전기(210)의 촉발전극과 접지전극 사이에서 아크 방전대가 형성된다.
아크 방전부(200)로 유입된 오염기체는, 아크 방전기(210)의 촉발전극과 접지전극 사이의 아크 방전대를 통과하면서 고에너지 전자에 의해 여기 상태로 전환되어 오염기체 중의 오염물질이 분해되고 세균이 파괴되어 살균된다. 구체적으로 아크 방전기(210)의 아크 방전 전극에서 아크가 방전되어 생성되는 고에너지 전자에 의해 오염기체에서 산화력이 매우 강력한 활성산소, 활성질소, 수소원자, CH3라디칼, OH라디칼 등의 아크 활성분자가 발생하게 되며, 상기 아크 활성분자가 오염기체의 오염물질과 직접 접촉하면서 상기 오염물질을 1차 산화시켜서 인체에 무해한 화합물로 변환시키는 것이다.
그런데, 상기와 같이 아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생되는 아크 활성분자가 오염기체의 오염물질과 직접 접촉하면서 상기 오염물질을 산화시켜서 인체에 무해한 화합물로 변환시키는 과정에서 인체에 유해한 전자파, 85∼88 데시벨의 소음, 오존 및 정전기가 발생하게 되는 것이 필연적이다. 이러한 전자파, 소음, 오존 및 정전기를 대폭 저감 내지 제거하지 않으면 실내 용도의 에어샤워 장치로 사용하는 것이 매우 곤란하다.
아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생되는 전자파는 오염기체에 함유된 오염물질의 분해를 어느 정도 촉진하는 기능을 지니고 있으나, 인체에는 매우 유해하다는 문제가 있다. 따라서, 아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생되는 전자파를 차폐하도록 상기 아크 방전기(210)를 수용하는 아크 방전 지지관(220)의 내주면에 전자파 차폐재로 이루어지는 전자파 차폐층(211)이 형성된다. 전자기기에서 발생하는 전자파를 차폐하는 전자파 차폐재는, 전도성 재질로 이루어져서 전자파를 반사하는 기능을 지닌 반사형 전자파 차폐재 또는 반전도성 재질로 이루어져서 전자파를 흡수하는 기능을 지닌 흡수형 전자파 차폐재로 구분되는데, 본 발명에서는 전자파를 반사하는 기능을 지닌 반사형 전자파 차폐재가 사용되어 아크 방전 지지관(220)의 내주면에 전자파를 반사하는 전자파 차폐층(211)을 형성하는 것이, 아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생되는 전자파를 반사하여 아크 방전부(200) 외부로 유출되는 것을 차단하는 동시에 상기 반사된 전자파가 오염물질 분해를 촉진할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
구체적으로, 아크 방전부(200)의 아크 방전 지지관(220)의 내주면에 전자파 반사 및 차폐 기능이 탁월하고 유연성을 지닌 전도성 카본, 소프트 페라이트, 및 카본섬유 부직포로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 반사형 전자파 차폐재가 포용되어 일정한 두께의 전자파 차폐층(211)이 구성된다. 아크 방전 지지관(220)의 내주면에 형성된 전자파 차폐층(211)은 아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생되는 전자파를 반사하여 아크 방전부(200) 외부로 유출되는 것을 차단함으로써 인체에 악영향을 미치는 것을 방지하는 동시에, 상기 반사된 전자파가 아크 방전부(200) 내부에서 오염물질이 분해되는 것을 촉진함으로써 오염물질의 제거효율을 향상시키게 된다.
이 외에도, 아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생되는 85∼88 데시벨의 소음을 저감하도록 아크 방전 지지관(220)의 외주면에 폴리우레탄 폼, 합성수지 함침 부직포, 미세다공성 세라믹 등과 같은 기 공지된 흡음재로 이루어지는 흡음재층(222)이 형성되어, 아크 방전기(210)의 아크 방전으로 발생하는 소음을 흡수하여 아크 방전부(200) 외부로 유출되는 것을 차단하게 된다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 상기 아크 방전부(200)에서 이송된 기체에 플라즈마를 인가하도록 접지전극과 방전극이 형성되고 상기 접지전극과 방전극을 수용하는 플라즈마전극 지지관의 내주면에 전자파 차폐층이 형성되고 외주면에 흡음재층이 형성되는 플라즈마 방전부가 포함된다.
아크 방전부(200)에서 1차 정화 및 살균 처리되어 이송된 오염기체에 플라즈마를 인가하여 이온화시키고 오존을 생성함으로써 상기 오염기체에 함유된 오염물질을 분해하고 세균을 살균처리하는 플라즈마 방전부(300)가 형성된다.
이러한 플라즈마 방전부(300)는 오염기체에 플라즈마를 인가하여 펄스 코로나 방전대(pulsed corona discharge)를 형성하는 접지전극(310)과 방전극(320), 및 상기 접지전극(310)과 방전극(320)을 포용하는 금속 재질의 플라즈마전극 지지관(330)으로 이루어지고, 상기 플라즈마전극 지지관(330)의 내주면에는 기 공지된 전자파 차폐재로 이루어지는 전자파 차폐층(331)이 형성되고 아크 방전 지지관(220)의 외주면에는 기 공지된 흡음재로 이루어지는 흡음재층(332)이 형성되는 구조를 이루게 된다.
플라즈마 방전부의 플라즈마전극 지지관(330)에 접지전극(310)과 방전극(320)이 내재되어, 고전압이 인가된 접지전극(310)과 방전극(320) 사이에서 무수히 많은 반응점(reaction spot)이 생성되어 펄스 코로나 방전대가 형성된다.
플라즈마 방전부(300)로 유입된 오염기체는 접지전극(310)과 방전극(320) 사이의 펄스 코로나 방전대를 통과하면서 플라즈마에 의해 이온화되어 오염물질이 해리되며, 산소분자의 이온화에 의해 생성되는 오존에 의해 오염물질이 분해되고 세균이 살균된다. 구체적으로 플라즈마 방전부의 접지전극(310)과 방전극(320) 사이의 플라즈마 방전에 의해 발생하는 펄스 코로나 방전대에서 오염기체의 오염물질이 이온화되면서 해리되어 인체에 무해한 물질로 변환되고, 산소분자가 이온화되어 오존이 생성되며 상기 오존에 의해 오염물질의 분해가 촉진되고 세균이 완전히 살균되는 것이다.
그런데, 상기와 같이 플라즈마 방전부에서 발생하는 펄스 코로나 방전대에서 오염기체의 오염물질이 이온화되면서 해리되어 인체에 무해한 물질로 변환되고, 산소분자가 이온화되어 오존이 생성되는 과정에서 인체에 유해한 전자파, 87∼90 데시벨의 소음, 오존 및 정전기가 발생하게 되는 것이 필연적이다. 이러한 전자파, 소음, 오존 및 정전기를 대폭 저감 내지 제거하지 않으면 실내 용도의 에어샤워 장치로 사용하는 것이 매우 곤란하다.
플라즈마 방전부의 접지전극(310)과 방전극(320) 사이의 플라즈마 방전으로 발생되는 전자파는 오염기체에 함유된 오염물질의 분해를 어느 정도 촉진하는 기능을 지니고 있으나, 인체에는 매우 유해하다는 문제가 있다. 따라서, 플라즈마 방전부의 플라즈마 방전으로 발생되는 전자파를 차폐하도록 접지전극(310)과 방전극(320)을 수용하는 플라즈마전극 지지관(330)의 내주면에 전자파 차폐재로 이루어지는 전자파 차폐층(331)이 형성된다. 전자기기에서 발생하는 전자파를 차폐하는 전자파 차폐재는, 전도성 재질로 이루어져서 전자파를 반사하는 기능을 지닌 반사형 전자파 차폐재 또는 반전도성 재질로 이루어져서 전자파를 흡수하는 기능을 지닌 흡수형 전자파 차폐재로 구분되는데, 본 발명에서는 전자파를 반사하는 기능을 지닌 반사형 전자파 차폐재가 사용되어 플라즈마전극 지지관(330)의 내주면에 전자파를 반사하는 전자파 차폐층(331)을 형성하는 것이, 접지전극(310)과 방전극(320)의 플라즈마 방전으로 발생되는 전자파를 반사하여 플라즈마 방전부(300) 외부로 유출되는 것을 차단하는 동시에 상기 반사된 전자파가 오염물질 분해를 촉진할 수 있다는 측면에서 바람직하다.
구체적으로, 플라즈마 방전부의 플라즈마전극 지지관(330)의 내주면에 전자파 반사 및 차폐 기능이 탁월하고 유연성을 지닌 전도성 카본, 소프트 페라이트, 및 카본섬유 부직포로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 이상 선택되는 반사형 전자파 차폐재가 포용되어 일정한 두께의 전자파 차폐층(331)이 구성된다. 플라즈마전극 지지관(330)의 내주면에 형성된 전자파 차폐층(331)은 플라즈마 방전부의 플라즈마 방전으로 발생되는 전자파를 반사하여 플라즈마 방전부(300) 외부로 유출되는 것을 차단함으로써 인체에 악영향을 미치는 것을 방지하는 동시에, 상기 반사된 전자파가 플라즈마 방전부(300) 내부에서 오염물질이 분해되는 것을 촉진함으로써 오염물질의 제거효율을 향상시키게 된다.
이 외에도, 플라즈마 방전부(300)의 플라즈마 방전으로 발생되는 87∼90 데시벨의 소음을 저감하도록 플라즈마전극 지지관(330)의 외주면에 폴리우레탄 폼, 합성수지 함침 부직포, 미세다공성 세라믹 등과 같은 기 공지된 흡음재로 이루어지는 흡음재층(332)이 형성되어, 플라즈마 방전으로 발생하는 소음을 흡수하여 플라즈마 방전부(300) 외부로 유출되는 것을 차단하게 된다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 상기 플라즈마 방전부에 연결되고 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 동 또는 스테인레스 스틸 재질로 이루어져서 접지되는 정전기 제거용 금속필터가 내장되는 필터 장착부가 포함된다.
아크 방전부(200)의 아크 방전기(210)의 아크 방전, 및 플라즈마 방전부의 접지전극(310)과 방전극(320) 사이의 플라즈마 방전으로 인하여 산소분자가 이온화되어 오존이 발생하게 되는데, 이러한 오존은 오염기체의 세균을 살균하는 효과를 제공하는 반면 재실자의 건강에 심각한 악영향을 미치기 때문에, 아크 방전부(200) 및 플라즈마 방전부에서 발생하는 오존을 제거하지 않으면 실내 용도의 공기정화 및 살균장치로 사용하는 것이 매우 곤란하다.
이에 따라, 본 발명에서는 플라즈마 방전부(300)와 연결되어 정화 및 살균 처리된 공기를 배기하는 필터 장착부(400)가 형성되며, 상기 필터 장착부(400)의 내부에 오존 제거용 카본필터(410)가 형성된다. 필터 장착부(400)의 내부에 형성되는 오존 제거용 카본필터(410)는 다음 화학식 1에 의거하여 오존을 분해하여 제거하도록 구성된다.
Figure 112010001777580-pat00001
상기와 같이 오존 제거용 카본필터(410)에 의하여 오존이 분해될 때 발열반응이 발생하지만, 필터 장착부(400)의 내부를 흐르는 기류에 의해 오존 제거용 카본필터(410)가 냉각되므로 상기 오존 제거용 카본필터(410)의 온도가 거의 상승하지 않는다.
필터 장착부(400)에 내장되는 오존 제거용 카본필터(410)는 오존 분해 기능이 탁월한 MnO2, CuO, 제올라이트로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 이상의 오존 분해 촉매가 담지되어 구성되는 것이 상기 오존 제거용 카본필터(410)의 오존 분해 기능을 향상시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기와 같이 필터 장착부(400)에 내장된 오존 제거용 카본필터(410)가 아크 방전부(200)의 아크 방전기(210)의 아크 방전 및 플라즈마 방전부의 접지전극(310)과 방전극(320) 사이의 플라즈마 방전으로 인하여 발생하는 오존을 분해하여 제거함으로써, 오존이 함유되지 않는 에어샤워를 제공하도록 구성된다.
그런데, 분진 제거용 전처리 필터(120)에서 미처 여과되지 않고 투과한 미세분진, 및 플라즈마 방전부의 플라즈마 방전으로 인하여 오염기체의 오염물질이 이온화되면서 해리되어 변환된 미세분진은 비록 인체에는 무해하지만 에어샤워에 함유되는 경우에는 실내를 오염시킬 수 있으며, 특히 의약품 제조공정, 반도체 제조공정, 정밀수술실 등에는 치명적인 문제를 야기할 수 있다.
이에 따라, 본 발명에서는 필터 장착부(400)의 내부에 섬유 재질로 이루어지는 미세분진 제거용 헤파필터(420)가 형성된다. 필터 장착부(400)의 내부에 형성되는 미세분진 제거용 헤파필터(420)는 분진 제거용 전처리 필터(120)에서 미처 여과되지 않고 투과한 미세분진, 및 플라즈마 방전부의 플라즈마 방전으로 인하여 오염기체의 오염물질이 이온화되면서 해리되어 변환된 미세분진을 여과함으로써, 미세분진이 함유되지 않는 에어샤워를 제공하도록 구성된다.
그리고, 필터 장착부(400)의 내부에 형성되는 미세분진 제거용 헤파필터(420)는 미세분진을 여과 제거할 뿐만 아니라, 아크 방전부(200)와 플라즈마 방전부에서 발생하는 소음을 흡수하여 저감하는 효과도 제공한다.
이 외에도, 아크 방전부(200)의 아크 방전 및 플라즈마 방전부의 플라즈마 방전으로 인하여 발생하는 정전기가 재실자의 건강에 악영향을 미친다. 따라서, 아크 방전부(200)의 아크 방전 및 플라즈마 방전부의 플라즈마 방전으로 인하여 발생하는 정전기를 제거하지 않으면 에어샤워 장치로 사용하는 것이 매우 곤란하다.
이에 따라, 본 발명에서는 필터 장착부(400)의 내부에 정화 및 살균처리된 공기로부터 정전기를 수거하고 접지하여 제거하는 정전기 제거용 금속필터(430)가 형성된다.
구체적으로 필터 장착부(400)의 배기관(500)의 내부에, 동 또는 스테인레스 스틸 재질로 이루어지고 접지되는 정전기 제거용 금속필터(430)가 형성되며, 상기 정전기 제거용 금속필터(430)가 정화 및 살균처리된 공기에 포함된 정전기를 수거하고 접지하여 제거한다.
공기를 투과하는 동시에 상기 공기에 포함된 정전기를 수거 접지하여 제거하도록, 동 와이어 또는 스테인레스 스틸 와이어가 2차원 구조의 그물망 형태로 구성되는 정전기 제거용 금속필터(430)를 사용할 수 있으나, 본 발명에서는 동 와이어 또는 스테인레스 스틸 와이어가 3차원 구조로 배열되거나 또는 3차원 구조로 엉켜져서 구성되는 정전기 제거용 금속필터(430)를 사용하는 것이 상기 정전기 제거용 금속필터(430)와 정화 및 살균처리된 공기 사이의 접촉 면적 및 접촉 시간을 대폭 증가시켜서 정전기 제거 효과를 크게 향상시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다.
상기와 같이 정전기 제거용 금속필터(430)에 의해 정전기가 제거된 상태인 공기가 노즐(510)에서 압력이 상승되어 실내로 고압분사된다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 상기 필터 장착부의 일 단부에 형성되는 노즐이 포함된다.
실내에 에어샤워를 제공하기 위해서는 필터 장착부(400)의 내부를 진행하는 기류의 압력을 증가시키는 것이 필수적이다.
이를 위하여, 본 발명에서는 필터 장착부(400)의 일 단부의 단면적이 순차적으로 축소되어 노즐(510)이 형성되므로, 상기 노즐(510)에서 기류의 압력이 대폭 증가되어 고압으로 분사하는 것이 가능하게 된다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 상기 노즐에 연결 형성되는 적어도 하나의 에어 분사구가 포함된다.
기류의 압력을 대폭 증가시키는 노즐(510)에 연결되어 정화 및 살균 처리된 공기를 실내로 고압분사하는 에어 분사구(520)가 적어도 하나 이상 형성된다.
이러한 에어 분사구(520)에서 고압분사되는 정화 및 살균 처리된 공기가 실내를 정화하며, 실내 오염물질이 재실자의 의복의 섬유상 기공에 흡착되는 것을 방지한다.
본 발명에 의한 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 흡입된 실내공기를 아크 방전에 의하여 여기하고 플라즈마 방전에 의해 이온화하여 오염물질, 악취를 분해하고 살균처리하고 실내에 고압분사함으로써 공기정화 및 살균효율이 대폭 향상된다.
또한, 본 발명의 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치는 아크 방전 및 플라즈마 방전 시 발생하는 오존, 미세분진, 정전기를 각각 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 정전기 제거용 금속필터에서 각각 제거함으로써 사람이 거주하는 식당, 상가 등은 물론 의약품 제조공정, 반도체 제조공정, 정밀수술실 등에서 실내공기의 정화 및 살균에 매우 적합하다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예로서 설명하였으나 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 특허의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지에 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형이 가능할 것이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명
110 : 흡기관 120 : 분진 제거용 전처리 필터
130 : 흡기 팬 200 : 아크 방전부
210 : 아크 방전기 211 : 전자파 차폐층
220 : 아크 방전 지지관 222 : 흡음재층
300 : 플라즈마 방전부 310 : 접지전극
320 : 방전극 330 : 플라즈마전극 지지관
331 : 전자파 차폐층 332 : 흡음재층
400 : 필터 장착부 410 : 오존 제거용 카본필터
420 : 미세분진 제거용 헤파필터 430 : 정전기 제거용 금속필터
510 : 노즐 520 : 에어 분사구

Claims (2)

  1. 흡기관에 연결 형성되는 분진 제거용 전처리 필터;
    상기 분진 제거용 전처리 필터에 인접하여 형성되는 흡기 팬;
    상기 흡기 팬에 의해 흡입된 오염기체를 아크 방전하여 고에너지 전자에 의해 여기(勵起)함으로써 오염기체 중의 오염물질을 분해하고 세균을 파괴하여 살균하는 아크 방전기가 형성되고 상기 아크 방전기를 수용하는 아크 방전 지지관의 내주면에 전자파 차폐층이 형성되고 외주면에 흡음재층이 형성되는 아크 방전부;
    상기 아크 방전부에서 이송된 기체에 플라즈마를 인가하여 이온화시켜서 오염물질을 해리하며, 산소분자의 이온화에 의해 생성되는 오존에 의해 오염물질을 분해하고 세균을 살균하도록 접지전극과 방전극이 형성되고 상기 접지전극과 방전극을 수용하는 플라즈마전극 지지관의 내주면에 전자파 차폐층이 형성되고 외주면에 흡음재층이 형성되는 플라즈마 방전부;
    상기 플라즈마 방전부에 연결되고 오존 제거용 카본필터, 미세분진 제거용 헤파필터 및 동(銅) 또는 스테인레스 스틸 재질로 이루어져서 접지되는 정전기 제거용 금속필터가 내장되는 필터 장착부;
    상기 필터 장착부의 일 단부에 형성되는 노즐; 및
    상기 노즐에 연결 형성되는 적어도 하나의 에어 분사구를 포함하는 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 장착부의 오존 제거용 카본필터에 MnO2, CuO, 제올라이트로 이루어지는 군으로부터 적어도 하나 이상의 오존 분해 촉매가 담지(擔持)되어 구성되는 것을 특징으로 하는 공기정화 및 살균 기능을 지닌 에어샤워 장치.
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