KR101507559B1 - 공기와 액체 플라즈마 반응 방식의 살균, 탈취 및 미립 분사 기능을 가지는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기와 액체 플라즈마 반응 방식의 살균, 탈취 기능 및 미립 분사를 통한 구조 효율 및 습도 제어 기능을 가지는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈에 관한 것이고, 구체적으로 필터링이 된 공기를 이온화 및 액체 플라즈마 반응을 통하여 환경 공기의 정화 및 습도 제어가 가능하도록 하는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈에 관한 것이다. 하이브리드 모듈(10)은 외부 공기가 유입되는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터 유닛(12); 필터 유닛(12)을 통과한 공기의 적어도 일부를 이온화를 시키는 이온 생성 유닛(13); 및 이온 생성 유닛(13)에서 생성된 이온에 미립화가 된 전해수를 반응시켜 이온 클러스터를 생성하는 이온 클러스터 생성 유닛(15)을 포함하고, 상기 이온 클러스터 생성 유닛(15)은 미립자 분사 노즐(152)로부터 분사되는 미립자의 분사 매개변수를 제어하는 것에 의하여 생성되는 이온 클러스터의 생성 수준을 결정한다.

Description

공기와 액체 플라즈마 반응 방식의 살균, 탈취 및 미립 분사 기능을 가지는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈{Hybrid Module for Cleaning Environmental Air Having Sterilization, Deodorization and Micro-particle Spraying Function Using Reaction of Air and Liquid Plasma}

본 발명은 공기와 액체 플라즈마 반응 방식의 살균, 탈취 기능 및 미립 분사를 통한 구조 효율 및 습도 제어 기능을 가지는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈에 관한 것이고, 구체적으로 필터링이 된 공기를 이온화 및 액체 플라즈마 반응을 통하여 환경 공기의 정화 및 습도 제어가 가능하도록 하는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈에 관한 것이다.

공기 속의 진애, 유해가스 또는 세균을 제거하는 공기 정화(Air Cleaning) 방법으로 여과 또는 세정과 같은 것이 있다. 여과를 위하여 일반적으로 필터가 사용되고 그리고 세정을 위하여 세균을 없애기 위한 다양한 물리적 또는 화학적 처리가 행해진다. 물리적 처리 방법 또는 화학적 처리 방법으로 음이온 발생, 활성 산소의 제거 또는 오존 처리와 같은 방법이 있다. 다른 방법으로 이온클러스터에 의한 공기 정화 방법이 있다. 이온 클러스터는 산소 분자 이온이 10~60개가 모여 클러스터를 형성한 상태를 말하고 산소 이온, 과산화기 또는 수산기를 포함하면서 예를 들어 100 내지 150 초 동안 공기 중에 존재하는 것으로 알려져 있다. 이온 클러스터에 포함된 수산화기는 세균으로부터 수소를 제거하여 비활성화를 시키는 것으로 알려져 있다.

공기 중에서 냄새를 유발하는 세균을 제거하는 다른 방법으로 알칼리 이온 수 또는 산성 이온 수를 발생시켜 정화가 되어야 할 공기에 투입하는 방법이 있다. 다양한 방식의 공기 정화 기술이 이 분야에 공지되어 있다.

특허등록번호 10-0959634 ‘유해가스 중화 및 제거 장치’는 실험실, 연구실 및 다중 이용 시설의 실내 공기에 포함된 미세 분진 및 유해 가스 및 악취를 제거하도록 하는 유해 가스 및 중화 장치에 관한 것으로, 전면에 흡입구 및 배출구가 형성되고 내부에 수용 공간이 형성된 함체; 상기 함체 내부에 설치되며 흡입구를 통해 흡입력이 발휘되도록 하는 터보 팬; 상기 함체 내에 설치되어 공기 중의 세균 및 유해 가스를 살균 제거하는 플라즈마 발생기를 포함하는 유해 가스 중화 및 제거 장치에 대하여 개시한다.

공기 정화와 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 10-1386401 ‘자정기능을 갖는 공기살균 정화 장치’가 있다. 상기 선행기술은 오염공기와 접촉하면서 오염공기를 살균 및 탈취하는 광촉매필터를 능동적으로 세정할 수 있는 자정 기능을 갖는 공기 살균 정화 장치에 관한 것으로, 함체 형상의 케이스, 상기 케이스에 내장되어 흡입력을 제공하는 팬 모터; 상기 케이스에 제각기 설치되는 적어도 하나의 여과 필터; 상기 케이스이 정화실에 설치되어 자외선을 발광하면서 오염 공기를 살균하는 살균 램프; 상기 살균 램프와 이격 상태를 이루면서 상기 정화실에 설치되고, 상기 살균 램프의 빛에 의해 반응하는 광촉매제가 표면에 코팅되어 오염 공기와 접촉하는 플레이트 형태의 광촉매 복합 필터; 및 사기 케이스에 내장되어 상기 광촉매 복합 필터와 인접 상태로 상기 광촉매 복합 필터의 표면에 물을 분사하여 상기 광촉매 복합 필터를 세정하는 세정 유닛을 포함하는 공기 살균 정화 장치에 대하여 개시한다.

상기 선행기술은 미세 먼지의 제거가 가능하지만 살균 및 탈취 기능을 함께 가지는 공기 정화 장치에 대하여 개시하지 않는다. 다수인의 활동 공간이 되는 사무실, 실내 공공장소 또는 대중교통 이용 설비의 경우 미세 먼지의 제거 및 살균 작용과 함께 탈취가 가능한 것이 유리하다. 또한 공기 정화 장치는 정화가 되어야 할 공기 중에 포함된 미세 먼지 또는 공기 중에 포함된 세균의 양에 따라 살균 방법이 결정될 필요가 있다. 상기 선행기술은 이와 같은 기술에 대하여 개시하지 않는다.

본 발명은 선행기술이 가진 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

선행문헌1: 특허등록번호 10-0959634((주)지오필테크, 2010년05월27일 공개) 유해가스 중화 및 제거장치 선행문헌2: 특허등록번호 10-1386401((주)구츠, 2014년04월17일 공개) 자정 기능을 갖는 공기 살균 정화 장치

본 발명의 목적은 공기 중의 일부를 플라즈마 형태로 만들면서 이와 동시에 미립화가 된 액체 플라즈마와 반응을 시키는 것에 의하여 미세 먼지의 제거, 살균 및 탈취가 가능하도록 하는 공기와 액체 플라즈마 반응 방식의 살균 및 탈취 기능을 가지는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈을 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈은 외부 공기가 유입되는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터 유닛; 필터 유닛을 통과한 공기의 적어도 일부를 이온화를 시키는 이온 생성 유닛; 및 이온 생성 유닛에서 생성된 이온에 미립화가 된 전해수를 반응시켜 이온 클러스터를 생성하는 이온 클러스터 생성 유닛을 포함하고, 상기 이온 클러스터 생성 유닛은 미립자 분사 노즐로부터 분사되는 미립자의 분사 매개변수를 제어하는 것에 의하여 생성되는 이온 클러스터의 생성 수준을 결정한다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 이온 생성 유닛으로부터 플라즈마 반응 유닛으로 공급되는 이온 또는 플라즈마를 포함하는 공기의 유동 조건을 결정하기 위한 유동 제어 유닛을 더 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 이온 클러스터 생성 유닛은 독립된 모듈 구조로 만들어지고 그리고 미립자 분사 노즐은 액체 플라즈마 발생기로부터 공급되는 전해수를 분사한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 미립자 분사 노즐에서 분사되는 미립자는 살균 또는 탈취를 위한 액상 물질을 포함한다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 이온 클러스터 생성 유닛의 습도가 미리 결정되고 그리고 상기 습도에 따라 미립자의 평균 직경 및 분사 밀도가 결정된다.

본 발명에 따른 장치는 미세 먼지의 제거가 가능하도록 하면서 이와 동시에 이온 클러스터가 요구되는 양으로 생성되도록 하는 것에 의하여 공기 중의 악취, 유해 물질 및 세균이 효과적으로 제거되도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 장치는 액체 플라즈마가 다양한 형태의 전해수를 포함하도록 하는 것에 의하여 설치 장소 또는 환경에 따라 적절한 공기 정화가 가능하도록 한다는 장점을 가진다.

도 1은 본 발명에 따른 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈의 구성을 블록 다이어그램으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3a은 본 발명에 따른 장치에 적용되는 이온 클러스터 또는 플라즈마 발생 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3b는 본 발명에 따른 장치에 적용되는 액체 플라즈마 발생 장치 또는 전해수 발생 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 모듈에 적용되는 필터 및 이온 클러스터 일체형 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1은 본 발명에 따른 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈(10)의 구성을 블록 다이어그램으로 도시한 것이다. 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(10)은 외부 공기가 유입되는 적어도 하나의 필터를 포함하는 필터 유닛(12); 필터 유닛(12)을 통과한 공기의 적어도 일부를 이온화를 시키는 이온 생성 유닛(13); 및 이온 생성 유닛(13)에서 생성된 이온에 미립화가 된 전해수를 반응시켜 이온 클러스터를 생성하는 이온 클러스터 생성 유닛(15)을 포함하고, 상기 이온 클러스터 생성 유닛(15)은 미립자 분사 노즐(152)로부터 분사되는 미립자의 분사 매개변수를 제어하는 것에 의하여 생성되는 이온 클러스터의 생성 수준을 결정한다.

본 발명에 따른 하이브리드 모듈(10)은 환경 공기의 정화가 요구되는 임의의 장소에 설치될 수 있고 밀폐된 공간 또는 개방된 공간에 모두 설치될 수 있다. 밀폐된 공간은 예를 들어 사무실, 지하철 역, 물품 저장 창고 또는 전자 부품 공정실과 같은 곳이 될 수 있고 그리고 개방된 공간은 예를 들어 공원 또는 공공건물의 휴게실과 같은 곳이 될 수 있다. 실질적으로 밀폐된 공간 또는 개방된 공간은 명확하게 구분되지 않는다. 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(10)은 설치 장소에 의하여 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 하이브리드 모듈(10)은 인체 또는 환경에 유해한 미세 먼지의 제거, 냄새의 제거 또는 살균 기능을 동시에 갖는 것을 특징으로 한다. 미세 먼지는 필터 유닛(12)에 의하여 제거되고 그리고 살균 및 탈취는 이온 생성 유닛(13) 및 플라즈마 반응 유닛(15)에 의하여 이루어질 수 있다. 살균 또는 탈취를 위한 다양한 형태의 이온 또는 기체가 하이브리드 모듈(10)에 의하여 발생될 수 있다.

제어 유닛(11)은 하이브리드 모듈(10)의 전체 작동을 제어할 수 있고 예를 들어 센서(S)로부터 전달된 정보에 기초하여 유입되는 기체의 양 또는 배출되는 기체의 양을 제어할 수 있다. 또한 미립자 분사 노즐(152)에서 분사되는 미립자의 물리적 특성을 결정할 수 있다. 제어 유닛(11)은 이 분야에서 공지된 다양한 형태의 마이크로프로세스를 포함할 수 있고 작동을 위하여 필요한 프로그램을 내장할 수 있다.

하이브리드 모듈(10)이 설치된 환경 공기는 유입 유닛(17)을 통하여 필터 유닛(12)으로 유입될 수 있다. 유입 유닛(17)은 예를 들어 팬과 같은 송풍 장치를 가질 수 있고 유입 유닛(17)을 통하여 유입되는 환경 공기의 양은 적절하게 조절될 수 있다.

유입 유닛(17)을 통하여 유입되는 공기는 다양한 형태의 미세 먼지 또는 세균을 포함할 수 있고 필터 유닛(12)으로 유입될 수 있다. 필터 유닛(12)은 적어도 하나의 필터를 포함할 수 있고 예를 들어 예비 필터 및 정화 필터와 같은 적어도 하나의 필터를 포함할 수 있다. 예비 필터는 직경이 큰 미세 먼지의 제거를 위한 것이며 정화 필터는 직경이 작은 미세 입자의 정화를 위한 필터에 해당된다. 예비 필터는 예를 들어 부직포 필터 또는 탄소 필터와 같은 것이 될 수 있고 그리고 정화 필터는 헤파 필터(HEPA Filter)와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 필터 유닛(12)을 다수 개의 필터로 만드는 것은 먼지 제거의 효율을 향상시키면서 이와 동시에 이온 클러스터가 쉽게 형성되도록 하기 위한 것이다. 다만 필터 유닛(12)은 포함되는 필터의 종류 또는 수는 특별히 제한되지 않는다.

필터 유닛(12)을 통하여 미세 입자를 포함하는 먼지가 제거된 환경 공기는 이온 생성 유닛(13)으로 유입될 수 있다. 이온 생성 유닛(13)은 필터 유닛(12)으로부터 유입된 공기로부터 이온을 발생시키기 위한 장치로 플라즈마 발생기 또는 그와 유사한 장치를 포함할 수 있다. 이온 생성 유닛(13)은 전원(131)에 연결되어 공기로부터 일정 수준이 이온을 포함하는 공기를 발생시킬 수 있고 예를 들어 플라즈마 발생기를 포함할 수 있고 예를 들어 오존, 원자 상태의 산소, NO3- 또는 과산화수소와 같은 반응 물질을 발생시킬 수 있다. 이와 같은 물질은 예를 들어 플라즈마 형태로 존재할 수 있고 그리고 유량 제어 유닛(14)으로 유입될 수 있다. 유량 제어 유닛(14)은 이온 생성 유닛(13)의 체류 시간을 결정하고 그리고 습도 또는 온도와 같은 물리적 특성을 제어하기 위한 것으로 유동 제어 유닛(141)에 이와 같은 조건이 설정될 수 있다. 이와 같은 조건의 결정은 이온 클러스터 생성 유닛(15)에서 최적의 액체 플라즈마 반응이 발생되도록 하기 위한 것이다. 유량 제어 유닛(14)에서 제어되는 물리적 특성은 체류 시간, 이동 속도, 온도 또는 습도를 포함하지만 이에 제한되지 않고 액체 플라즈마 반응의 유도를 결정하는 다양한 물리적 또는 화학적 특성을 포함할 수 있다.

유량 제어 유닛(14)을 통하여 이온 클러스터 생성 유닛(15)으로 유입되는 공기는 일정 조건 및 일정량의 기체 플라즈마를 포함할 수 있다. 그리고 이온 클러스터 생성 유닛(15)에서 미립자 형태의 전해수가 가해지면서 탈취 또는 멸균이 완전하게 이루어질 수 있다.

이온 클러스터 생성 유닛(15)의 미립자 분사 노즐(152)로부터 미립자가 분사될 수 있고 미립자는 예를 들어 알칼리성 전해 미립자, 차아염소산 나트륨 미립자 또는 산성 전해 미립자를 포함할 수 있다. 그리고 미립자는 이와 같은 전해 미립자를 이온 상태로 포함할 수 있고 필요에 분사 과정에서 이온 형태로 변화될 수 있다. 미립자 분사 노즐(152)은 전해수 발생 유닛(151)으로부터 공급되는 알칼리성 전해수, 차아염소산 나트륨 전해수 또는 산성 전해수를 정해진 매개변수에 따라 미립자 형태로 만드는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 미립자 분사 노즐(152)은 전해수 발생 유닛(151)으로부터 공급된 전해수를 예를 들어 수 마이크론 단위로 분사하는 기능을 가질 수 있다. 그리고 미립자 분사 노즐(152)로부터 분사된 미립자는 유량 제어 유닛(14)을 통하여 공급된 기체 플라즈마 또는 이온화가 된 공기와 반응하여 이온 클러스터를 형성하게 되고 그리고 생성된 이온 클러스터에 의하여 세균 또는 박테리아와 같은 것이 완전히 제거되면서 이와 동시에 냄새를 유발하는 성분이 제거될 수 있다. 이온 클러스터 생성 유닛(15)에서 이온 클러스터의 생성을 위하여 미립자 분사 조건이 결정될 필요가 있다. 미립자 분사 조건은 예를 들어 전해수의 양, 분사 압력, 온도 또는 습도, 미립자의 크기 또는 전하량을 포함할 수 있다. 미립자 분사 노즐(152)에서 조절 가능한 매개변수(parameter)가 결정될 수 있고 그리고 이온 클러스터 생성 유닛(15)에서 예를 들어 플라즈마의 양, 온도, 유동 속도 또는 습도와 같은 조절 가능한 매개변수가 결정될 수 있다. 그리고 매개변수 값을 조절하는 것에 의하여 이온 클러스터의 형성 및 그에 따라 세균 또는 박테리아의 제거가 효과적으로 이루어질 수 있다.

이온 클러스터 생성 유닛(15)에서 최종적으로 정화가 된 환경 공기는 배출 유닛(18)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 장치에서 전체 공정은 환경 공기 유입, 먼지 제거, 이온 발생, 세균 제거 및 탈취 그리고 정화 공기 배출과 같은 방법으로 이루어질 수 있다. 그리고 이와 같은 공정은 공기 순환을 통하여 지속적으로 이루어질 수 있다.

먼지 제거, 세균 또는 박테리아의 제거 및 탈취 공정이 적절하게 이루어졌는지 여부를 확인하기 위하여 탐지 센서(171, 181))가 유입 유닛(17) 및 배출 유닛(181)에 각각 설치될 수 있다. 제1 탐지 센서(171) 또는 제2 탐지 센서(181)는 유입되는 환경 공기의 유속, 먼지 입자의 양, 오염 수준, 공기와 다른 물질의 비율 또는 오존의 양과 같은 것을 탐지할 수 있다. 그리고 각각의 탐지 유닛(171, 181)에서 탐지된 값은 제어 유닛(11)으로 전달될 수 있고 제어 유닛(11)은 전달된 정보에 기초하여 전원(131), 유동 제어 유닛(141) 또는 미립자 분사 노즐(152)을 제어할 수 있다. 탐지 센서(171, 181)는 예를 들어 이산화탄소, 이산화질소 또는 포름알데히드와 같은 특정 물질의 탐지가 가능한 센서를 가질 수 있고 설치 장소에 따라 다양한 종류의 탐지 센서(171, 181)가 설치될 수 있다.

본 발명에 따른 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈(10)은 다수 개의 청정 유닛이 서로 연결되는 구조를 가질 수 있고 그리고 각각의 유닛 또는 다수 개의 유닛은 모듈 구조로 만들어져 서로 연결될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈(20)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 필터 유닛(21), 이온 생성 유닛(22) 및 이온 클러스터 생성 유닛(23)이 각각 챔버 형태의 모듈 구조로 만들어져 서로 연결되어 하이브리드 모듈(20)을 형성할 수 있다.

필터 유닛(21)의 앞쪽에 유입 유닛(213)이 형성될 수 있고 필터 유닛(21)은 제1 필터(211) 및 제2 필터(212)로 이루어질 수 있다. 제1 필터 유닛(211) 또는 제2 필터 유닛(212)은 분리 가능한 구조로 설치될 수 있고 그리고 제1 필터 유닛(211) 및 제2 필터 유닛(212)에 의하여 먼지를 포함하는 유해 물질의 일부가 제거될 수 있다. 제1 필터 유닛(211)과 제2 필터 유닛(212)은 서로 다른 기공의 직경 또는 두께를 가질 수 있고 바람직하게 제1 필터 유닛(211)은 제2 필터 유닛(212)에 비하여 기공의 직경이 클 수 있고 그리고 필터의 두께가 작을 수 있다. 제1 필터(211) 또는 제2 필터 유닛(212)은 탄소 필터, 부직포 필터, 활성탄 필터 또는 헤파 필터와 같은 것이 될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 제1 필터(211) 및 제2 필터(212)의 기공의 직경 또는 두께의 조절은 이온 생성 유닛(22)으로 유입되는 공기의 속도를 조절하면서 이와 동시에 각각의 필터의 여과 성능을 높이기 위한 것이다. 이온 생성 유닛(22)으로 유입된 여과된 공기는 다양한 형태로 이온화 또는 플라즈마화가 될 수 있다.

이온 생성 유닛(22)은 공기에 포함된 산소, 수증기 성분 또는 다른 기체의 일부를 이온화 또는 플라즈마 상태로 만들기 위한 플라즈마 발생기(221), 플라즈마 발생기(221)에 예를 들어 고주파 전력과 같은 전력을 공급하기 위한 전원(222) 및 유동 제어 유닛(223)을 포함할 수 있다. 플라즈마 발생기(221)은 여과 공기의 일부를 플라즈마 또는 이온으로 만들 수 있는 이 분야에서 공지된 임의의 형태가 될 수 있고 아래에서 다시 설명된다.

유동 제어 유닛(223)은 여과 공기의 온도 및 습도를 조절하면서 이와 동시에 여과 공기의 체류 시간을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 유동 제어 유닛(223)은 유도 유닛(231)과 함께 내부 순환 구조를 가지는 것에 의하여 이온 생성 유닛(22)이 설치된 챔버 내부에서 여과 공기의 체류 시간을 제어할 수 있다. 일부가 이온화 또는 플라즈마 상태로 된 여과 공기는 유도 유닛(231)은 통하여 이온 클러스터 생성 유닛(23)으로 유입될 수 있다. 이온 클러스터 생성 유닛(23)은 미립자 분사 노즐(232)을 포함할 수 있고 미립자 분사 노즐(232)은 액체 플라즈마 발생기(234)로부터 공급되는 액체 플라즈마를 미립자 형태로 이온 클러스터 생성 유닛(23)의 내부로 분사할 수 있다. 위에서 설명이 된 것처럼, 미립자 분사 노즐(232)에서 분사되는 미립자의 물리적 특성은 미리 조절될 수 있다. 이온 클러스터 생성 유닛(23)에서 이온 클러스터가 형성되거나 또는 전해 미립자가 분사되어 환경 공기에 포함된 유해 성분이 완전히 제거될 수 있다. 구체적으로 세균 및 박테리아가 제거되고 그리고 탈취 성분이 제거될 수 있다. 추가로 배출되는 공기가 예를 들어 일정 수준의 살균 성분을 가지면서 배출되도록 할 수 있다.

미립화 분사노즐은 분사챔버내로 공급되는 액체의 유량 또는 압력과 같은 것을 제어하여 미립자의 평균 직경 또는 밀도와 같은 것을 조절할 수 있다. 이에 따라 대상물질에 따라 플라즈마 전해액의 최적 반응조건을 용이하게 설정하여 장치의 반응 효율을 향상시킬 수 있고 그리고 공급되는 영역의 습도 조건을 용이하게 설정하는 것이 가능하도록 한다.

이온 클러스터 생성 유닛(23)에서 완전히 정화가 된 환경 공기는 배출 유닛(245)을 통하여 외부로 배출되어 송풍 장치(261)를 가진 배출구(26)를 통하여 배출될 수 있다.

도 2의 실시 예로 제시된 것처럼, 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(20)은 각각의 유닛이 독립적으로 만들어져 서로 결합될 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 이와 같은 모듈 구조는 서로 다른 설치 환경에 따라 서로 다른 특성을 가진 유닛의 설치가 가능하도록 한다는 이점을 가진다. 또한 하나의 유닛에서 오작동이 발생되는 경우 쉽게 수리 또는 교체가 되도록 하고 예를 들어 필터 유닛(21)에서 각각의 필터가 쉽게 교체되도록 한다는 이점을 가진다.

아래에서 본 발명에 따른 하이브리드 모듈에 적용되는 각각의 장치에 대하여 설명된다.

도 3a은 본 발명에 따른 장치에 적용되는 이온 클러스터 또는 플라즈마 발생 장치의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3a를 참조하면, 플라즈마 발생기(221)는 베이스 기판(B) 위에 일정한 형태로 설치된 고정 브래킷(312)에 설치된 다수 개의 전극 유닛(31)을 포함할 수 있다. 각각의 고정 브래킷(312)은 전원 커넥터의 기능을 가질 수 있고 베이스(B)에 플라즈마 발생기(221)의 제어를 위한 다양한 장치가 수용될 수 있다. 다수 개의 전극 유닛(31)은 한 쌍의 서로 마주보면서 일렬로 배치된 다수 쌍으로 이루어질 수 있고 그리고 각각의 전극 유닛(31)은 공기로부터 플라즈마 또는 이온을 발생시킬 수 있다.

도 3a의 아래쪽에 도시된 것처럼, 각각의 전극 유닛(31)은 원통 형상의 메시 전도체(311), 메시 전도체(311)의 내부에 코어 형상으로 배치되는 코어 전도체(313) 및 메시 전도체(311)와 코어 전도체(313) 사이에 형성되는 절연 플레이트(314)로 이루어질 수 있다. 메시 전도체(311) 및 코어 전도체(313)에 각각 양 또는 음의 고전압이 인가될 수 있고 절연 플레이트(314)는 예를 들어 석영 또는 강화 유리와 같은 소재로 만들어질 수 있다.

대안으로 각각의 전극 유닛(31)은 서로 마주보는 전도성 플레이트(311a, 311b) 및 전도성 플레이트(311a, 311b) 사이에 배치된 다수 개의 방전 막대(313a, 313b, 313c)로 이루어질 수 있다. 전도성 플레이트(311a, 311b)의 전면에 절연 코팅이 될 수 있고 그리고 방전 막대(311a, 311b, 313c)는 일정 간격으로 전도성 플레이트(311a, 311b)의 연장 방향을 따라 배치될 수 있다. 여과 공기는 전도성 플레이트(311a, 311b) 사이를 통과하면서 일부가 플라즈마 또는 이온 형태로 만들어질 수 있다.

다양한 구조를 가지는 전극 유닛(31)이 본 발명에 따른 하이브리드 모듈에 적용될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

도 3b는 본 발명에 따른 장치에 적용되는 액체 플라즈마 발생 장치 또는 전해수 발생 장치(234)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3b를 참조하면, 액체 플라즈마 발생 장치 또는 전해수 발생 장치(234)는 전기 분해를 위한 양극(322a, 322b)으로 이루어진 전극 소자, 전극 소자가 수용되는 반응 용기(321), 반응 용기(321)의 한쪽에 배치된 전해수 생성 물질을 공급하기 위한 공급 입구(324), 생성된 전해수의 배출을 위한 출구(325) 및 전극 소자에 전력을 공급하기 위한 전원(323)으로 이루어진 전해수 발생기(32); 생성된 전해수를 저장하는 저장 탱크(33) 및 저장 탱크(33)로부터 미립자 분사 노즐로 전해수를 공급하기 위한 펌프 유닛(34)으로 이루어질 수 있다. 필요에 따라 양극(322a, 322b)과 음극 사이에 발생된 액체 플라즈마의 이동을 제한하기 위한 분리막이 설치될 수 있다. 전해수 생성 물질은 예를 들어 염산, 염화나트륨 또는 염소를 포함하는 물과 같은 것이 될 수 있다. 반응 용기에서 전기 분해에서 의하여 산성 차아염소산수, 알칼리성 전해수, 미산성 차아염소산수, 차아염소산 나트륨수, 알칼리 이온수 또는 산성 이온수가 생성될 수 있고 이와 같은 전해수의 발생은 제공되는 물질 또는 반응 조건에 따라 결정될 수 있다. 전해수 발생기(32)에서 발생된 전해수는 저장 탱크(33)에 액체 상태로 저장될 수 있다. 이후 필요한 경우 펌프 유닛(34)을 통하여 미립화 분사 노즐로 공급될 수 있다. 저장 탱크(33)에서 전해수는 해리 상태를 유지하기 위하여 예를 들어 2 내지 10 기압과 같은 높은 압력 및 0 내지 10 ℃의 저온에서 보관될 수 있다.

본 발명에 따르면, 저장 탱크(33) 또는 별도의 저장 용기에 살균 또는 탈취 성분이 별도로 보관될 수 있다. 환경에 따라 특정 냄새는 정해진 탈취 또는 소취 성분에 의해서만 제거될 수 있다. 다른 한편으로 환경에 따라 오존과 같은 살균 성분이 일정 수준으로 요구될 수 있다. 이와 같은 경우 특정 탈취, 소취 또는 살균 성분이 저장 탱크(33)에 용해되거나 또는 별도의 저장 용기에 저장되어 미립자 분사 노즐을 통하여 전해수와 함께 또는 별도로 분사될 수 있다. 다양한 형태의 탈취, 소취 또는 살균 성분이 미립자 분사 노즐을 통하여 공급될 수 있고 본 발명은 이와 같은 성분은 성분의 종류에 의하여 제한되지 않는다.

전해수는 다양한 방법으로 생성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 하이브리드 모듈은 다양한 방법으로 모듈 구조로 형성하는 것이 가능하다.

도 4는 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(40)에 적용되는 필터 및 이온 클러스터 일체형 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 하이브리드 모듈(40)은 하나의 챔버(41) 내에 각각의 유닛이 설치되는 구조를 가질 수 있다. 유입 유닛(45)을 통하여 유입되는 공기는 필터 유닛(42)에 의하여 여과가 되고 그리고 이온 생성 유닛(43)에 의하여 플라즈마 또는 이온을 포함하는 공기로 만들어질 수 있다. 이와 동시에 챔버(41)의 위쪽 및 아래쪽에서 설치된 미립자 분사 노즐(47a, 47b)에 의하여 전해수를 포함하는 이온 클러스터로 만들어질 수 있다. 유동 제어 유닛에 의하여 전체 공기 순화 구조 또는 반응 조건이 제어될 수 있다. 이온 생성 유닛(43)에서 플라즈마 또는 이온 생성을 위한 전력은 외부 커넥터(44)에 의하여 공급될 수 있고 그리고 전해수도 마찬가지로 외부에 설치된 전해수 발생기로부터 공급될 수 있다. 필요에 따라 필터 유닛(42)은 역류 방지 플레이트(48)에 의하여 다른 유닛으로부터 분리되도록 할 수 있다. 역류 방지 플레이트(48)는 예를 들어 다수 개의 기공을 가지면서 플라즈마 또는 이온과 동일한 극성을 가지도록 만들어질 수 있다.

미립자 분사 노즐(47a, 47b)의 주요 기능 중 하나는 챔버(41) 내의 습도를 조절하고 이에 따라 배출 유닛(46)을 통하여 배출되는 청정 공기의 습도를 조절하는 것이다. 챔버(41) 내의 습도는 분사되는 미립자의 속도 및 압력에 의하여 결정될 수 있다. 추가로 분사되는 미립자가 분사 형태에 의하여 결정될 수 있다. 본 발명에 따르면, 배출 유닛(46)에서 배출되는 공기의 습도가 미리 결정되고 그리고 그에 따라 챔버(41) 내의 습도 제어를 위한 미립자 분사 노즐(47a, 47b)의 분사 매개변수가 제어될 수 있고 구체적으로 미립자의 분사 속도, 압력 또는 분사 형태가 결정될 수 있다. 분사 속도 또는 압력에 의하여 미립자의 직경 및 밀도가 결정될 수 있고 그리고 분사 형태에 의하여 이온화가 된 공기와 액체 플라즈마의 반응 속도가 적절하게 조절될 수 있다. 분사 형태는 예를 들어 펄스 형태로 간헐적으로 분사되거나 일정 주기로 반복적으로 분사와 중지를 반복하는 것을 말한다. 이와 같은 습도 제어는 이온 클러스터의 형성에 따른 살균에 영향을 미칠 수 있다.

다른 한편으로 챔버(41)의 온도는 이온 생성 유닛(43)에 의하여 제어될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(40)은 이온 생성 유닛(43)에 의하여 챔버(41)의 온도를 제어하면서 정화되는 공기의 온도를 제어할 수 있다. 그리고 미립자 분사 노즐(47a, 47b)에 의하여 챔버(41) 내의 공기의 습도 또는 배출되는 정화된 공기의 습도를 제어할 수 있다. 그리고 이와 같은 온도 및 습도의 제어에 의하여 살균 및 탈취 효과를 높이면서 설치 환경에 적합한 정화된 공기의 제공이 가능하도록 한다.

챔버(41)에서 청정이 된 환경 공기는 배출 유닛(46)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 이와 같이 본 발명에 따른 하이브리드 모듈(40)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 장치는 미세 먼지의 제거가 가능하도록 하면서 이와 동시에 이온 클러스터가 요구되는 양으로 생성되도록 하는 것에 의하여 공기 중의 악취, 유해 물질 및 세균이 효과적으로 제거되도록 한다는 이점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 장치는 액체 플라즈마가 다양한 형태의 전해수를 포함하도록 하는 것에 의하여 설치 장소 또는 환경에 따라 적절한 공기 정화가 가능하도록 한다는 장점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 하이브리드 모듈 11: 제어 유닛
12: 필터 유닛 13: 이온 생성 유닛
14: 유량 제어 유닛 15: 이온 클러스터 생성 유닛
17: 유입 유닛 18: 배출 유닛 20: 하이브리드 모듈
21: 필터 유닛 22: 이온 생성 유닛
23: 이온 클러스터 생성 유닛 31: 전극 유닛
32: 전해수 발생기 33: 저장 탱크
34: 펌프 유닛 40: 하이브리드 모듈
41: 챔버 42: 필터 유닛
43: 이온 생성 유닛 46: 배출 유닛
47a, 47b: 미립자 분사 노즐 48: 역류 방지 플레이트
131: 전원 141: 유동 제어 유닛
151: 전해수 발생 유닛 152: 미립자 분사 노즐
213: 유입 유닛 234: 액체 플라즈마 발생기
171, 181: 탐지 센서 221: 플라즈마 발생기
222: 전원 223: 유동 제어 유닛
311: 메시 전도체 313: 코어 전도체
314: 절연 플레이트 321: 반응용기

Claims (5)

1. 하나의 챔버 내부에 설치되는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈에 있어서,
   유입 유닛(45)을 통하여 유입되는 공기를 여과하는 필터 유닛(42);
   필터 유닛(42)을 통과한 공기가 이온을 포함하도록 만드는 이온 생성 유닛(43);
   상기 챔버의 위쪽 또는 아래쪽에 설치되어 외부로부터 공급되는 전해수를 미립자 형태로 분사하는 미립자 분사 노즐(47a, 47b); 및
   필터 유닛(42)과 이온 생성 유닛(43) 사이에 설치되는 역류 방지 플레이트(48)를 포함하고,
   상기 역류 방지 플레이트(48)는 다수 개의 기공을 가지면서 상기 이온과 동일한 극성을 띠고, 미립자 분사 노즐(47a, 47b)에서 분사되는 미립자의 속도 및 압력에 의하여 상기 챔버 내의 습도가 조절되고, 상기 챔버 내의 온도는 이온 생성 유닛(43)에 의하여 제어되는 것을 특징으로 하는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈.
2. 청구항 1에 있어서, 상기 미립자 분사 노즐(47a, 47b)에서 전해수는 펄스 형태로 분사되거나 또는 일정한 주기로 반복적으로 분사되는 것을 특징으로 하는 환경 공기 청정용 하이브리드 모듈.
   
   
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