KR101818947B1 - 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치 - Google Patents

미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치 Download PDF

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KR101818947B1 KR1020170029006A KR20170029006A KR101818947B1 KR 101818947 B1 KR101818947 B1 KR 101818947B1 KR 1020170029006 A KR1020170029006 A KR 1020170029006A KR 20170029006 A KR20170029006 A KR 20170029006A KR 101818947 B1 KR101818947 B1 KR 101818947B1
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Abstract

본 발명은 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치에 관한 것으로, 그 목적은 넓은 공간에서 미세먼지 저감을 통한 공기정화를 실현할 수 있도록 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치를 제공함에 있다. 이를 위한 본 발명은 다수의 이온발생유니트를 포함하되, 상기 다수의 이온발생유니트는 병렬구조로 배치되어 각각의 이온발생유니트가 공기 중으로 양이온과 음이온을 방출하도록 이루어지되, 상기 각각의 이온발생유니트는, 유닛 케이스; 상기 유닛 케이스에 내장된 전원공급부; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 양이온을 방출하도록 상기 유닛 케이스에 구비되되, 공기의 유동방향을 기준으로 공기 진입측에서 유닛 케이스의 상면으로 돌출되게 형성된 제1전극부; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 음이온을 방출하도록 상기 유닛 케이스에 구비되되, 공기의 유동방향을 기준으로 공기 이탈측에서 유닛 케이스의 상면으로 돌출되게 형성된 제2전극부; 및 상기 제1전극부를 사이에 두고 마주하며, 상기 유닛 케이스의 상면으로부터 돌출된 구조를 갖는 2개의 판재로 이루어진 유로 가이드;로 구성되며, 상기 유닛 케이스의 상면은 저단부와 고단부의 2단구조로 이루어지되, 상기 고단부에 상기 제1전극부가 구성되고, 상기 저단부에 상기 제2전극부가 구성된 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치를 제공한다.

Description

미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치{Air purifying ion generator for removing particulate matter}
본 발명의 이온발생장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 중에 부유하는 미세먼지와 양이온 및 음이온의 결합을 통해 미세먼지를 조대화시켜 미세먼지를 보다 쉽게 제거할 수 있도록 하고, 미세먼지의 인체 침투율을 낮출 수 있는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치에 관한 것이다.
일반적으로 미세먼지는 여러 가지 복합한 성분을 가진 대기 중 부유물질로서, 자동차나 선박의 배기가스, 공장이나 화력 발전소의 매연 등에서 발생하고 있다.
이처럼 미세먼지는 자연적 요인보다는 화석 연료의 연소 등에 의한 인위적 요인에 의해 주로 발생하게 되므로, 산업의 발전 및 화석 연료의 사용 증가하고 있는 오늘날 심각한 사회적인 문제로 대두되고 있다.
한편, 미세먼지는 10㎛ 이하의 입자크기를 갖는 먼지로서, 작은 크기로 인하여 인체에 잘 침투하는 특성을 갖고 있으므로, 미세먼지에 장기간 노출된 경우 호흡기 및 심혈관계 질환이 발생할 수 있다.
또한, 미세먼지는 각종 산업활동에도 적지 않은 악형을 준다. 예컨대 반도체와 디스플레이의 제조공정은 고청정을 요구하기 때문에 해당 산업현장에 미세먼지가 유입될 경우, 불량률이 현저하게 증가하게 되므로 막대한 손실을 유발할 수 있다.
이처럼 미세먼지는 개인의 건강과 각종 산업활동은 물론이고 농작물에도 피해를 주기 때문에 미세먼지의 발생을 줄이고, 미세먼지를 제거하기 위한 기술개발에 관심이 증가하고 있다.
한편, 특허문헌1에는 미세먼지 입자가 양극성과 음극성을 띠도록 하전시킨 후, 집진부에서 포집하고, 포집되지 않은 작은 크기의 미세먼지는 양극성을 띤 미세먼지와 음극성을 띤 미세먼지의 사이에 형성되는 정전기력에 의해 응집되게 하여 미세먼지의 입자크기를 점차적으로 커지게 하는 구성이 개시되어 있다.
한편, 상기 특허문헌1에 따른 공기청정기는 양극하전부와 음극하전부를 포함하며, 상기 양극하전부와 음극하전부에서 코로나방전을 일으켜 유입되는 미세먼지를 + 또는 -극으로 하전시키는 구성을 갖고 있다.
이처럼 특허문헌1에 따른 공기청정기는 양극하전부와 음극하전부를 통과하는 미세먼지만을 + 또는 -극으로 하전시키는 구성을 갖고 있는 바, 많은 양의 미세먼지를 처리하기 위해서는 양극하전부와 음극하전부의 크기를 증가시켜야만 한다.
그러나, 양극하전부와 음극하전부의 크기를 증가시킬 경우, 공기청정기의 부피가 증가하는 것은 물론이고, 원활한 코로나방전의 발생을 위해서 양극하전부와 음극하전부의 크기에 비례하여 높은 전압의 인가가 요구됨에 따라 많은 양의 미세먼지를 처리하기 위하여 양극하전부와 음극하전부의 크기를 증가시키는 것에는 제한이 따르는 바, 대용량의 미세먼지 처리설비를 구축하기가 어려운 문제점이 있다.
등록특허공보 제10-0795376호(2008.01.21.공고)
본 발명은 상기와 같은 문제점을 고려하여 이루어진 것으로, 본 발명의 목적은 넓은 공간에서 미세먼지 저감을 통한 공기정화를 실현할 수 있도록 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치를 제공함에 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 양이온과 음이온을 각각 발생하도록 이루어진 다수의 이온발생유니트를 포함하되, 상기 다수의 이온발생유니트는 병렬구조로 배치되어 각각의 이온발생유니트가 송풍기의 작동에 의해 유동하는 공기 중으로 양이온과 음이온을 방출하여 양이온이 부착된 미세먼지 입자와 음이온이 부착된 미세먼지 입자가 서로 결합되면서 미세먼지 입자의 조대화를 유도하는 이온발생장치로서, 상기 각각의 이온발생유니트는, 유닛 케이스; 상기 유닛 케이스에 내장된 전원공급부; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 플라즈마방전을 일으키면서 양이온을 방출하도록 상기 유닛 케이스에 구비되되, 상기 송풍기에 의한 공기의 유동방향을 기준으로 공기 진입측에서 유닛 케이스의 상면으로 돌출되게 형성된 제1전극부; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 플라즈마방전을 일으키면서 음이온을 방출하도록 상기 유닛 케이스에 구비되되, 상기 송풍기에 의한 공기의 유동방향을 기준으로 공기 이탈측에서 유닛 케이스의 상면으로 돌출되게 형성된 제2전극부; 및 상기 제1전극부를 사이에 두고 마주하며, 상기 유닛 케이스의 상면으로부터 돌출된 구조를 갖는 2개의 판재로 이루어져 제1전극부에 의해 발생되는 양이온이 두 판재의 사이로 유동하는 공기의 흐름에 편승하여 주변으로 비산되지 않고 유동할 수 있도록 하는 유로 가이드;로 구성되며, 상기 유닛 케이스의 상면은 저단부와 고단부의 2단구조로 이루어지되, 상기 고단부에 공기 진입측에 위치한 제1전극부가 구성되고, 상기 저단부에 공기 이탈측에 위치한 제2전극부가 구성되어 제1전극부에서 발생되는 양이온이 제2전극부의 위쪽으로 지나가도록 구성되고, 상기 유로 가이드를 구성하는 두 판재는 두 판재의 사이에 형성되는 유로의 면적이 공기의 유동방향을 따라 점차적으로 감소하도록 공기의 유동방향을 기준으로 기울어진 자세를 갖도록 구성되며, 상기 제1전극부와 제2전극부는, 첨예부가 있는 침상형 또는 삼각형의 판재형태로 이루어지며 상단부 꼭지점이 유닛 케이스의 상부로 돌출되게 형성된 전극부재를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치를 제공한다.
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한편 상기 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치에 있어서, 상기 다수의 이온발생유니트는 유닛 케이스의 측면부가 서로 연결되어 다수의 이온발생유니트가 병렬구조로 배치되되, 인접한 두 유닛 케이스의 사이에는 전극부 간의 사이거리를 확장시키기 위한 스페이서가 더 설치될 수 있다.
한편 상기 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치에 있어서, 상기 다수의 이온발생유니트는 원통형 관체의 내면에서 원주방향으로 상호 이격된 구조를 갖도록 배치되고, 각각의 이온발생유니트가 설치된 공간은 격벽에 의해 구획되며, 상기 원통형 관체의 중앙에는 상기 격벽과 연결되어 격벽의 지지를 받으며 상기 송풍기의 작동에 의해 원통형 관체로 유입되는 공기를 각각의 이온발생유니트가 설치된 공간으로 유도하는 원통형 가이드가 설치되되, 상기 원통형 가이드는, 원추형의 구조로 이루어지되, 뾰족한 꼭지점이 공기와 마주하는 자세를 갖도록 상기 원통형 관체의 공기 유입측에 배치된 제1가이드; 및 상기 제1가이드로부터 원통형 관체의 후단부로 연장되되, 일정한 외경을 갖는 원통형의 구조로 형성되어 상기 이온발생유니트의 주변에서 직선형의 유로가 형성되게 하는 제2가이드;로 구성될 수 있다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 의하면, 다수의 이온발생유니트를 이용하여 많은 양의 양이온과 음이온을 방출할 수 있으므로, 대용량 미세먼지 제거설비의 구축이 용이한 효과가 있다.
또한, 제1전극부에서 발생되는 양이온이 주변으로 비산되는 것을 유로 가이드를 이용하여 방지하여 줌으로써, 양이온의 원활한 방출이 가능할 뿐만 아니라, 제1전극부 주변의 구조물에 부착되는 양이온이 제2전극부에서 발생되는 음이온과 결합되면서 음이온의 방출을 어렵게 하는 것을 방지하여 다량의 양이온과 음이온을 방출할 수 있는 효과가 있다.
또한, 제1전극부와 제2전극부가 높이차를 갖도록 하여 제1전극부에서 발생되는 양이온과 제2전극부에서 발생되는 음이온이 결합되는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 공기중에 부유하고 있는 미세먼지의 제거를 통해 세균이나 바이러스가 미세먼지를 타고 전파되는 것을 감소시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생유니트의 사시도,
도 2 는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생유니트의 평면도,
도 3 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생유니트의 측면도,
도 4 는 5개의 이온발생유니트로 이루어진 이온발생장치의 평면도를 도시하고 있다.
도 5 는 원통형 관체의 내부에 다수의 이온발생유니트가 설치된 것으로 이루어진 이온발생장치의 정면도,
도 6 은 원통형 관체의 내부에 다수의 이온발생유니트가 설치된 것으로 이루어진 이온발생장치의 정면도,
도 7 은 원통형 관체의 내부에 다수의 이온발생유니트가 설치된 것으로 이루어진 이온발생장치의 단면도,
도 8 은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생장치에서 발생되는 양이온과 음이온에 의해 미세먼지 입자의 조대화가 이루어지는 과정을 보인 예시도.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면과 연계하여 상세히 설명하면 다음과 같다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생유니트의 사시도를, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생유니트의 평면도를, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생유니트의 측면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 공기정화이온발생장치는 양이온과 음이온을 발생하되, 많은 양의 양이온과 음이온이 공기 중으로 방출하여 양이온과 미세먼지 입자 그리고 음이온과 미세먼지 입자의 결합을 통해 미세먼지 입자간의 응집을 유도하여 미세먼지 입자의 크기를 조대화시키는 방식으로 미세먼지의 제거효율을 높이고 더불어 미세먼지의 인체 침투율을 낮추는 것이다.
이러한 본 발명에 따른 공기정화이온발생장치는 양이온과 음이온의 발생을 위해 플라즈마방전을 일으키는 전극을 실현 가능한 크기로 하면서 많은 양의 양이온과 음이온을 방출하여 국부적인 공간이 아닌 넓은 공간에 존재하는 미세먼지를 광범위하게 제거할 수 있도록 하기 위하여 양이온과 음이온을 각각 발생하는 다수의 이온발생유니트(100)를 포함한다.
한편, 상기 다수의 이온발생유니트(100)는 송풍기(P)에 의해 유동하는 공기 중으로 서로 간의 간섭없이 양이온과 음이온을 방출할 수 있도록 병렬구조로 배치되며, 이에 대해서는 이후 다시 설명하도록 한다.
한편, 각각의 이온발생유니트(100)는 유닛 케이스(110), 전원공급부(120), 제1전극부(130), 제2전극부(140), 유로 가이드(150)로 구성된다.
상기 유닛 케이스(110)는 다수의 판재가 조합되어 내부에 이온발생유니트(100)를 구성하는 부품들이 설치되는 공간을 형성하도록 구성된다.
이러한 유닛 케이스(110)는 다양한 구조 및 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 유닛 케이스(110)는 상면과 저면, 그리고 전/후/좌/우측면을 갖는 육면체의 형상으로 이루어지되, 상면은 고단부(111)와 저단부(112)의 2단구조로 형성된다.
보다 구체적으로, 상기 유닛 케이스(110)의 상면은 고단부(111)와 저단부(112)로 구분되며, 상기 고단부(111)가 저단부(112)에 비해 높은 곳에 위치하도록 형성되어 유닛 케이스(110)의 상면은 2단의 계단형 구조를 갖게 된다.
한편, 상기 고단부(111)와 저단부(112)는 공기의 유동량 및 유동속도에 따라 1~5mm의 단차를 형성하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 고단부(111)는 송풍기(P)에 의해 유동하는 공기의 유동방향을 기준으로 상류측에 위치하면서 저단부(112) 보다 먼저 공기와 접촉할 수 있도록 유닛 케이스(110)의 상면 중 공기 진입측(S1)에 위치하도록 형성되고, 상기 저단부(112)는 공기 진입측(S1)의 후단인 공기 이탈측(S2)에 위치하도록 형성된다.
따라서, 송풍기(P)에 의해 유동하는 공기는 유닛 케이스(110)의 고단부(111)와 저단부(112)를 순차적으로 경유하게 된다.
상기 전원공급부(120)는 제1전극부(130)와 제2전극부(140)에 고전압을 공급하여 제1,2전극부(130,140)에서 플라스마방전이 일어나도록 하는 것으로, 상기 제1전극부(130)에 플러스 성분의 고전압을 공급하는 제1전압공급부(121)와, 상기 제2전극부(140)에 마이너스 성분의 고전압을 공급하는 제2전압공급부(122)를 포함하는 것으로 구성된다.
이러한 전원공급부(120)는 유닛 케이스(110)의 내부에 내장되며, 미도시된 외부 전원공급장치로부터 제공되는 전기를 제1,2전극부(130,140)로 공급하되, 제1,2전극부(130,140) 모두로 전기를 공급하거나, 제1,2전극부(130,140) 중 어느 하나의 전극부로 선택적으로 전기를 공급하도록 구성될 수 있다.
상기 제1전극부(130)는 제1전압공급부(121)로부터 플러스 성분의 고전압을 공급받아 플라즈마방전을 일으키면서 양이온을 발생시키는 것으로, 제1방전전극부재(131)만으로 구성되거나, 유도전극부재(132)를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제1방전전극부재(131)는 가급적 많은 양의 양이온을 발생시킬 수 있도록 뾰족한 첨예부가 있는 침상형 또는 두께가 얇은 삼각형의 판재형태로 이루어지되, 뾰족한 첨예부가 유닛 케이스(110)의 상면으로부터 돌출되어 외부로 노출되도록 형성된다.
이와 같이 구성되는 제1전극부(130)는 고단부(111)에 위치하도록 구성되며, 상기 제1방전전극부재(131)와 유도전극부재(132)의 사이에 상기 제1전압공급부(121)로부터 공급되는 플러스 성분의 고전압(2kV~4kV)이 인가됨에 따라 플라즈마방전이 일어나고, 이러한 플라즈마방전에 의해 공기 중에 있는 수분(H2O)이 전리되어 제1방전전극부재(131)의 주위에는 수소이온(H+)의 양이온이 발생된다.
상기 제2전극부(140)는 제2전압공급부(122)로부터 마이너 성분의 고전압을 공급받아 플라즈마방전을 일으키면서 음이온을 발생시키는 것으로, 제2방전전극부재(141)만으로 구성되거나, 접지전극부재(142)를 포함하는 것으로 구성될 수 있다.
한편, 상기 제2방전전극부재(141)는 제1방전전극부재(131)와 마찬가지로 뾰족한 첨예부가 있는 침상형 또는 두께가 얇은 삼각형의 판재형태로 이루어지며, 뾰족한 첨예부가 유닛 케이스(110)의 상면으로부터 돌출되어 외부로 노출되도록 형성된다.
이와 같은 제2전극부(140)는 저단부(112)에 위치하도록 구성되며, 상기 제2방전전극부재(141)와 접지전극부재(142)의 사이에 상기 제2전압공급부(122)로부터 공급되는 마이너스 성분의 고전압(2kV~4kV)이 인가됨에 따라 플라즈마방전이 일어나고, 이러한 플라즈마방전에 의해 제2방전전극부재(141)에서 다량의 전자가 공기 중으로 방출되고, 공기 중에 방출되는 다량의 전자는 산소분자(O2)와 결합하여 전자 및 수퍼옥사이드 아니온(O2 -)의 음이온이 발생된다.
상기와 같은 제1전극부(130)와 제2전극부(140)는 25㎜ 이상 50㎜ 이하의 간격을 유지하도록 구성되는 것이 바람직하다. 이는 제1,2전극부(130,140)간의 거리가 25㎜ 미만인 경우 고습 분위기에서 방전현상에 의해 불꽃이 발생할 수 있고, 제1,2전극부(130,140)간의 거리가 50㎜를 초과할 경우 대전 현상으로 이온 방출이 저감될 수 있으므로 제1,2전극부(130,140)간의 거리는 25㎜~50㎜의 범위내에 형성되는 것이 바람직하다.
한편, 상기와 같이 양이온을 발생하는 제1전극부(130)를 고단부(111)에 구성하고, 음이온을 발생하는 제2전극부(140)를 저단부(112)에 구성하게 되면, 제1전극부(130)에서 발생되는 양이온이 제2전극부(140)의 위를 그대로 지나가게 되므로, 양이온과 음이온의 결합을 감소시킬 수 있게 된다.
상기 유로 가이드(150)는 제1전극부(130)에 의해 발생되는 양이온이 주변으로 비산되지 않고 공기의 흐름에 편승하여 유동하면서 외부로 방출될 수 있게 하는 것으로, 제1전극부(130)를 사이에 두고 마주하도록 유닛 케이스(110)의 상면으로부터 돌출되게 형성되는 2개의 판재(151,152)로 구성된다.
이때 상기 두 판재(151,152)는 제1전극부(130)를 사이에 두고 마주하되, 상기 송풍기(P)에 의해 유동하는 공기의 유동방향과 평행한 자세를 갖도록 설치되어 양이온이 공기의 유동경로부터 벗어나 비산되는 것을 방지하도록 구성될 수 있다.
또한, 상기 두 판재(151,152)는 제1전극부(130)를 사이에 두고 마주하되, 두 판재(151,152)의 사이에 형성되는 유로의 횡단면적이 공기의 유동방향을 따라 점차적으로 감소하도록 기울어진 자세를 갖도록 설치될 수 있다.
이처럼 기울어진 자세를 갖는 두 판재(151,152)에 대해 보다 구체적으로 설명하면, 상기 두 판재(151,152)는 공기의 유동방향과 평행한 기준선(L1)으로부터 45도 이내의 각도(θ)로 기울어진 자세를 가지며, 상기 제1전극부(130)를 기준으로 상호 대칭되는 구조를 갖는다. 이러한 두 판재(151,152)의 사이에 형성되는 유로는 공기가 유입되는 입구가 출구에 비해 상대적으로 넓은 사다리꼴형의 평면구조를 갖게 된다.
이와 같이 유로 가이드(150)를 구성하는 두 판재(151,152)를 기울어진 자세로 형성하게 되면, 두 판재(151,152)가 양이온의 비산을 물리적으로 차단할 뿐만 아니라, 두 판재(151,152)의 사이를 통해 나오는 공기의 유속을 빨라지고, 이러한 공기의 유동으로 인해 양이온이 주변으로 비산되지 못하고 공기의 흐름을 타고 그대로 유동하면서 이온발생유니트(100)의 외부로 방출된다.
참고로, 제1전극부(130)에서 발생되는 양이온이 그대로 방출되지 못하고 비산되어 유닛 케이스(110) 또는 제1전극부(130)에 근접한 주변에 위치한 구조물에 부착될 경우, 양이온의 방출량이 감소할 뿐만 아니라, 제2전극부(140)에서 발생되는 음이온이 유닛 케이스(110)나 주변 구조물에 부착된 양이온에 결합되므로, 음이온의 방출량 또한 감소하게 된다.
따라서, 상기와 같은 유로 가이드(150)를 이용하여 양이온의 비산을 방지하게 되면, 양이온뿐만 아니라 음이온의 원활한 방출도 유도할 수 있게 된다.
도 4는 5개의 이온발생유니트로 이루어진 이온발생장치의 평면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 공기정화이온발생장치는 이미 설명된 바와 같이 다수의 이온발생유니트(100)가 병렬구조로 배치된 것으로 구성된다.
한편, 다수의 이온발생유니트(100)는 유닛 케이스(110)의 측면부가 서로 연결되되, 인접한 두 유닛 케이스(110)의 사이에 스페이서(160)가 설치되어 인접한 두 이온발생유니트(100)가 이격되도록 구성된다.
이는 이온 발생의 중첩을 방지하기 위한 것으로, 어느 한 이온발생유니트(100)에 구비된 제1,2전극부(130,140)가 인접하게 배치된 다른 이온발생유니트(100)에 구비된 제1,2전극부(130,140)와 30㎜ 이상의 거리를 유지할 수 있도록 상기 스페이서(160)는 충분한 두께로 구성되는 것이 바람직하다.
도 5는 원통형 관체의 내부에 다수의 이온발생유니트가 설치된 것으로 이루어진 이온발생장치의 정면도를, 도 6은 원통형 관체의 내부에 다수의 이온발생유니트가 설치된 것으로 이루어진 이온발생장치의 정면도를, 도 7은 원통형 관체의 내부에 다수의 이온발생유니트가 설치된 것으로 이루어진 이온발생장치의 단면도를 도시하고 있다.
본 발명에 따른 공기정화이온발생장치는 원통형 관체(200)의 내부에 다수의 이온발생유니트(100)가 설치된 것으로 구성될 수 있으며, 이때 다수의 이온발생유니트(100)는 원통형 관체(200)의 내면에서 원통형 관체(200)의 원주방향으로 상호 이격된 구조를 갖도록 설치된다.
한편, 도 5 및 도 6에는 4개의 이온발생유니트(100)가 원통형 관체(200)의 원주방향으로 이격된 구조가 도시되어 있다.
한편, 상기 원통형 관체(200)의 내측 중앙부에는 원통형 관체(200)로 유입되는 공기를 각각의 이온발생유니트(100)로 균일하게 분배하면서 이온발생유니트(100)의 주변에서 공기가 직선형의 안정된 흐름을 형성하면서 유동할 수 있도록 유도하는 원통형 가이드(210)가 구비되고, 상기 원통형 가이드(210)를 지지하고 더불어 각각의 이온발생유니트(100)가 설치된 각각의 공간을 구획하도록 원통형 가이드(210)와 원통형 관체(200)의 내면을 연결하는 다수의 격벽(220)이 구비된다.
한편, 상기 원통형 가이드(210)는 공기를 분배하기 위한 제1가이드(211)와, 이온발생유니트(100)의 주변에 직선형의 유로를 형성하는 제2가이드(212)로 구성된다.
상기 제1가이드(211)는 원추형의 구조로 이루어지되, 뾰족한 꼭지점이 공기와 마주하는 자세를 갖도록 원통형 관체(200)의 공기 유입측에 배치된다.
따라서, 원통형 관체(200)로 유입되는 공기는 원추형의 구조로 이루어진 제1가이드(211)를 표면을 따라 분산되면서 이온발생유니트(100)가 설치된 각각의 공간으로 유입된다.
상기 제2가이드(212)는 제1가이드(211)로부터 원통형 관체(200)의 후단부로 연장되되, 일정한 외경을 갖는 원통형의 구조로 형성되며, 원통형 관체(200)와 동심원의 관계를 갖도록 원통형 관체(200)의 중심부에 배치된다.
이러한 제2가이드(212)에 의하면, 제2가이드(212)의 외면과 원통형 관체(200)의 내면 사이에는 일정한 횡단면적을 갖는 직선형 유로가 형성되며, 이처럼 형성되는 직선형 유로에 의해 이온발생유니트(100) 주변의 공기는 안정된 흐름을 형성하게 되므로, 이온발생유니트(100)에서 발생되는 양이온과 음이온의 안정적인 방출이 가능하게 된다.
도 8은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 이온발생장치에서 발생되는 양이온과 음이온에 의해 미세먼지 입자의 조대화가 이루어지는 과정을 보인 예시도를 도시하고 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기정화이온발생장치는 다량의 양이온(1)과 음이온(2)을 방출하도록 이루어진 다수의 이온발생유니트(100)가 병렬구조로 배치된 것으로 구성되어 송풍기(P)에 의해 유동하는 공기 중으로 다량의 양이온(1)과 음이온(2)은 방출하게 된다.
이처럼 다량의 양이온(1)과 음이온(2)이 포함된 공기는 강당이나 공장 등의 넓은 공간으로 배출되고, 이때 해당 공간에서 부유하고 있는 미세먼지 입자(3)에 양이온(1)과 음이온(2)이 달라붙게 되며, 양이온(1)과 결합된 미세먼지 입자는 (+)전기를 띠게 되고, 음이온(2)과 결합된 미세먼지 입자는 (-)전기를 띠게 되므로, 미세먼지 입자(3)의 사이에 인력이 형성되어 미세먼지 입자가 응집이 이루어지게 된다.
더불어 상대적으로 작은 크기의 미세먼지 입자는 상대적으로 큰 크기의 미세먼지 입자에 붙는 물성을 갖고 있으므로, 양이온(1)과 음이온(2)에 의해 발생되는 인력에 더하여 미세먼지 입자(3)들 간의 결합이 반복되면서 미세먼지 입자의 점차적으로 커지게 된다.
이상에서 설명된 바와 같이, 본 발명은 극성을 갖는 이온을 공기 중으로 인위적으로 방출하여 미세먼지 입자간의 결합을 유도하는 방식으로 미세먼지를 조대화시키게 되며, 입자가 커진 미세먼지는 공기 중에 부유하기 어려운 상태가 되면서 바닥으로 떨어지거나, 고밀도의 필터를 사용하지 않고도 용이하게 여과할 수 있게 된다.
이처럼, 본 발명은 공기 중에 부유하고 있는 미세먼지의 조대화를 통해 미세먼지를 보다 쉽게 제거할 수 있는 환경을 조성하게 되므로, 가축이 사육되는 축사의 내외부로 미세먼지와 함께 세균이나 바이러스가 유동하는 것을 차단하는 여과시스템을 보다 용이하게 구축할 수 있게 된다.
또한, 입자가 커진 미세먼지는 인체의 호흡기관에서 걸러지게 되므로, 미세먼지의 인체 유입으로 인한 각종 질환을 발생을 감소시킬 수 있게 된다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100: 이온발생유니트 110: 유닛 케이스
111: 고단부 112: 저단부
120: 전원공급부 130: 제1전극부
140: 제2전극부 150: 유로 가이드
151,152: 판재 160: 스페이서
200: 원통형 관체 210: 원통형 가이드
211: 제1가이드 212: 제2가이드
220: 격벽

Claims (6)

  1. 양이온과 음이온을 각각 발생하도록 이루어진 다수의 이온발생유니트를 포함하되, 상기 다수의 이온발생유니트는 병렬구조로 배치되어 각각의 이온발생유니트가 송풍기의 작동에 의해 유동하는 공기 중으로 양이온과 음이온을 방출하여 양이온이 부착된 미세먼지 입자와 음이온이 부착된 미세먼지 입자가 서로 결합되면서 미세먼지 입자의 조대화를 유도하는 이온발생장치로서,
    상기 각각의 이온발생유니트는,
    유닛 케이스; 상기 유닛 케이스에 내장된 전원공급부; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 플라즈마방전을 일으키면서 양이온을 방출하도록 상기 유닛 케이스에 구비되되, 상기 송풍기에 의한 공기의 유동방향을 기준으로 공기 진입측에서 유닛 케이스의 상면으로 돌출되게 형성된 제1전극부; 상기 전원공급부로부터 전원을 공급받아 플라즈마방전을 일으키면서 음이온을 방출하도록 상기 유닛 케이스에 구비되되, 상기 송풍기에 의한 공기의 유동방향을 기준으로 공기 이탈측에서 유닛 케이스의 상면으로 돌출되게 형성된 제2전극부; 및 상기 제1전극부를 사이에 두고 마주하며, 상기 유닛 케이스의 상면으로부터 돌출된 구조를 갖는 2개의 판재로 이루어져 제1전극부에 의해 발생되는 양이온이 두 판재의 사이로 유동하는 공기의 흐름에 편승하여 주변으로 비산되지 않고 유동할 수 있도록 하는 유로 가이드;로 구성되며,
    상기 유닛 케이스의 상면은 저단부와 고단부의 2단구조로 이루어지되, 상기 고단부에 공기 진입측에 위치한 제1전극부가 구성되고, 상기 저단부에 공기 이탈측에 위치한 제2전극부가 구성되어 제1전극부에서 발생되는 양이온이 제2전극부의 위쪽으로 지나가도록 구성되고,
    상기 유로 가이드를 구성하는 두 판재는 두 판재의 사이에 형성되는 유로의 면적이 공기의 유동방향을 따라 점차적으로 감소하도록 공기의 유동방향을 기준으로 기울어진 자세를 갖도록 구성되며,
    상기 제1전극부와 제2전극부는, 첨예부가 있는 침상형 또는 삼각형의 판재형태로 이루어지며 상단부 꼭지점이 유닛 케이스의 상부로 돌출되게 형성된 전극부재를 각각 포함하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 이온발생유니트는 유닛 케이스의 측면부가 서로 연결되어 다수의 이온발생유니트가 병렬구조로 배치되되, 인접한 두 유닛 케이스의 사이에는 전극부 간의 사이거리를 확장시키기 위한 스페이서가 더 설치된 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 다수의 이온발생유니트는 원통형 관체의 내면에서 원주방향으로 상호 이격된 구조를 갖도록 배치되고, 각각의 이온발생유니트가 설치된 공간은 격벽에 의해 구획되며, 상기 원통형 관체의 중앙에는 상기 격벽과 연결되어 격벽의 지지를 받으며 상기 송풍기의 작동에 의해 원통형 관체로 유입되는 공기를 각각의 이온발생유니트가 설치된 공간으로 유도하는 원통형 가이드가 설치되되,
    상기 원통형 가이드는,
    원추형의 구조로 이루어지되, 뾰족한 꼭지점이 공기와 마주하는 자세를 갖도록 상기 원통형 관체의 공기 유입측에 배치된 제1가이드; 및
    상기 제1가이드로부터 원통형 관체의 후단부로 연장되되, 일정한 외경을 갖는 원통형의 구조로 형성되어 상기 이온발생유니트의 주변에서 직선형의 유로가 형성되게 하는 제2가이드;로 구성된 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거를 위한 공기정화이온발생장치.
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