KR102104285B1 - 가습공기정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 오존을 사용하여 공기를 정화하면서 가습하는 가습공기정화장치에 관한 것으로서, 오존 검출기 및 자외선 발생기를 설치하여 가습공기정화장치의 사용시 오존이 과다하게 발생하는 것을 방지하도록 한다.

Description

가습공기정화장치{Humidifier}

본 발명은 가습공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 오존(O3)을 이용하여 실내 공기를 정화하는 타입의 가습공기정화장치에서 오존 발생량을 적절하게 제어함으로써, 유해 가스의 더 효율적인 제거와 함께 오존의 과다 사용으로 인한 문제를 방지할 수 있도록 한 가습공기정화장치에 관한 것이다.

종래 많이 사용하는 가습장치는 가열식(heating type), 초음파식(supersonic type), 가열식과 초음파식을 병행한 복합식(combination type)으로 구분할 수 있다.

그러나 이러한 각각의 가습장치는 구조가 간단하여 비용이 저렴하거나, 전력소모량이 적으면서 분무량은 많아 가습효과가 뛰어나는 등의 장점이 있는 반면 단점도 존재하였다. 예컨대 가열식은 가습효과가 뛰어나지 않고, 초음파식은 살균능력의 부재로 인해 용기 내부에 번식하는 세균들이 분무되어 인체에 유해하게 되는 문제가 있고, 복합식은 제조비용의 증가로 인해 대중화에 제약이 있었다.

또한, 공기청정기와 가습장치는 각각 별도의 장치로 제조되어 사용되어 왔는데, 각각의 장치를 구매해야 하는 문제가 있었다. 이로 인해 종래에도 공기청정기와 가습기가 하나의 몸체에 장착되어 두 가지의 기능을 동시에 수행하도록 하는 공기 청정 기능을 가지는 가습장치가 다양하게 제공되어 사용되고 있다. 그러나 이와 같은 구조의 가습장치도 하나의 몸체에 가습장치와 공기청정기가 설치되어 각각 동작하는 구조로서 단순하게 필터에 의해 공기를 여과하는 구성이기 때문에 공기 내에 함유되어 있는 미세먼지를 제거할 뿐 세균 등은 살균할 수 없는 구조이었다.

이에 제조비용을 절약하면서 살균 기능과 함께 가습효과의 효율을 증대할 수 있는 새로운 타입의 가습장치가 제안된 바 있다. 예컨대 물속에서 오존을 이용해 실내의 오염된 공기를 살균하는 가습장치이다. 예로 한국등록특허 10-0935624호(2010. 01. 13. 이하' 선행기술문헌'이라 함 )가 있다.

하지만, 상기 선행기술문헌은 가습장치가 구동하는 동안 플라즈마 발생기가 계속 오존을 발생하는 구조로서, 오존이 규제치 이상 발생할 경우 오존 노출에 따른 영향이 발생하게 된다. 이러한 영향은 사람마다 다양하게 나타날 수 있으나, 주로 호흡기계에 영향을 줄 수 있고, 눈이나 피부자극, 면역력 약화 등의 증상으로 나타나기도 한다. 이처럼 오존 발생 제품에서 오존이 고농도로 존재할 경우 인체에 해로울 수 있다. 비록 오존 자체가 냄새를 가지고 있어 전문적인 측정기 없이도 사람의 후각에 의존하여 오존이 과다하게 사용되고 있음을 파악할 수 있으나, 냄새를 감지하는 순간에 이미 일정 수준의 오존에 노출된다는 한계도 있고, 개인별 편차에 따라 후각 장애의 경우 특히 오존 과다 사용으로 인해 위험에 직면할 수도 있다.

따라서 오존을 이용하여 공기정화, 살균 등을 행하는 가습장치와 같은 오존 발생제품에서는 오존 농도 기준을 엄격하게 관리하고 오존 사용을 제한할 필요가 있다.

대한민국등록특허 10-0936624호(2010 01. 13. 가습장치)

본 발명의 목적은 상기한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 오존을 사용하는 가습장치에서 오존의 발생량을 규제치 이하로 제한하면서 오존이 규제치 이상일 경우에는 그러한 오존을 제거함으로써, 가습장치에서 사용되는 오존량을 적정하게 관리할 수 있도록 한 가습공기정화장치를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 특징에 따르면, 내부에 물이 담기는 본체; 외부의 공기를 상기 본체 내로 유입하도록 회전되는 팬을 구비한 외부공기 유입부; 상기 외부공기유입부로 유입된 공기를 기포형태로 만들어 상기 본체의 물속에 공급하는 기포 발생부; 외부 공기를 유입하여 플라즈마 반응을 통해 오존을 발생시키고, 상기 오존을 물속에 공급하여 물속에 녹아있는 기포형태의 공기를 정화시키는 플라즈마 발생기; 상기 정화된 공기와 수분을 상기 본체의 외부로 배출시키는 배출부; 상기 플라즈마 발생기가 발생하는 오존량을 체크하는 오존 검출기; 상기 오존 검출기에 의해 검출된 오존량이 기 셋팅된 임계값 이상인 경우 상기 플라즈마 발생기의 구동을 중지시키는 제어부를 포함하는 가습공기정화장치를 제공한다.

본 발명은 상기 오존을 분해 제거하도록 상기 본체 내에 적어도 하나 설치된 자외선 발생기를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 오존량이 상기 임계값 이상이면 상기 자외선 발생기를 구동시켜 상기 오존을 분해 제거한다. 이때 본 발명은 자외선 발생기를 상시 구동시키면 오존 분해효과에 의해 가습공기정화장치에서 공급되는 수증기 또는 물방울에 포함된 오존의 농도를 낮출 수 있다. 이 경우 물속의 오존 농도를 상대적으로 높이 유지하여 살균효과를 증대시키며, 수증기에 포함된 오존에 의한 부작용을 최소화할 수 있다.

상기 제어부는, 검출된 오존량에 따라 상기 플라즈마 발생기 또는 자외선 발생기 중 하나를 구동 또는 구동 중지시킨다.

상기 플라즈마 발생기는 메탈-옥사이드(metal-oxide)로 이루어진 촉매를 이용한 플라즈마 촉매 셀(cell)이 사용된다.

이와 같은 본 발명에 따른 가습공기정화장치는 다음과 같은 효과가 있다.

즉 본 발명은 오존을 이용하여 공기를 정화하는 가습공기정화장치로서, 오존의 발생량을 체크하는 오존 검출기 및 오존을 제거하는 자외선 발생기를 본체 내에 설치하고 있다. 따라서 오존량이 임계값 이상이 되면 플라즈마 발생기의 구동을 중지시켜 더 이상 오존을 발생시키지 않으면서 또한 자외선 발생기를 통해 오존을 분해 제거한다.

따라서 본 발명은 가습공기정화장치에서 오존의 과다 사용으로 인해 발생하는 문제들을 사전에 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가습공기정화장치를 보인 구성도
도 2는 본 발명의 가습공기정화장치를 이용한 정화 및 오존량 규제를 설명하는 흐름도

본 발명은 오존을 사용하여 오염된 공기를 정화하는 가습공기정화장치에서 오염된 공기를 정화하는 목적으로 사용되는 오존의 발생량을 검출하여 과다하게 오존이 사용되는 것을 방지하도록 하는 것을 기본적인 기술적 요지로 한다.

이하 본 발명에 의한 가습공기정화장치의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 가습공기정화장치(100)의 블록 구성도이다. 이에 도시한 바와 같이 본체(10)가 마련된다. 본체는 가습공기정화장치(100)의 외부 프레임이 된다. 그리고 본체(10)는 내부에 물(W)을 수용할 수 있는 공간이 마련되며 물(W)의 높이를 외부에서 확인할 수 있도록 측면에는 수면게이지(11)를 설치할 수 있다.

실내의 공기를 가습장치 내부로 유입하도록 본체(10)의 일 측에 설치되는 외부공기 유입부(20)가 구성된다. 된다. 상기 외부공기 유입부(20)에는 실내의 공기 유입을 원활히 하도록 팬(21)이 장착된다. 팬(21)은 모터(미도시)에 의해 회전되게 구현할 수 있다.

본체(10) 내부에는 외부공기 유입부(20)를 통해 유입된 공기를 물(W) 속에 기포형태로 공급시키는 기포 발생부(30)가 구성된다. 기포 발생부(30)는 다양하게 설계할 수 있다. 상기 선행기술문헌과 같이 한 쌍의 기어를 채용할 수도 있고, 다른 형태로도 구성할 수도 있다.

본체(10)에는 플라즈마 발생기(40)가 제공된다. 플라즈마 발생기(40)는 플라스마 반응을 통해 오존을 발생시키는 작용을 한다. 상기 플라스마 반응에는 실내 공기를 유입하여 사용하도록 구현하며, 별도로 상기 플라스마 발생기(40)에 외기도입부(41)를 설치하여 실내공기를 유입시키는 것도 좋다. 상기 외기도입부(41)는 공기를 상기 플라스마발생기(40)로 원활히 유입되도록 안내하는 작용을 하게 된다. 상기 오존은 물(W) 속에 공급되어, 물(W) 속에 녹아있는 기포형태의 실내공기를 정화한다. 이때, 상기 플라스마발생기(40)에 유도관(42)을 설치하여 물(W)속으로 오존이 원활히 공급되도록 구현하는 것이 좋다.

본 발명에서 오존을 발생하는 플라즈마 발생기(40)는 메탈-옥사이드(metal-oxide)로 이루어진 촉매를 이용한 플라즈마 촉매 셀(cell)(43)이 이용된다. 실시 예 도면에서 플라즈마 촉매 셀(43)은 유도관(42) 내에 설치됨을 예시하고 있으나, 다른 구성도 얼마든지 가능할 것이다.

그리고 물(W) 속에서 정화된 공기와 수증기 형태의 수분을 외부로 배출하는 배출부(50)가 구성된다. 따라서 배출부(50)는 정화되어 오염되지 않은 깨끗한 공기와 수분만이 배출되게 된다.

플라즈마 발생기(40)가 발생하는 오존을 검출하는 오존 검출기(80)가 장착된다. 오존 검출기(80)는 플라즈마 촉매 셀(43)의 인접된 곳에 설치되거나, 또는 유도관(42)의 입구나 출구에 설치된다. 실시 예에서 오존 검출기(80)는 물(W) 속의 오존량을 검출하도록 물속에 제공되도록 구성하였다. 이는 실질적으로 물속의 오존량이 과도할 경우 오염된 공기를 정화하는 기능보다 과도한 오존으로 인한 피해가 더 크기 때문이다. 본 발명의 다른 실시 예로는 오존 검출기(80)를 자외선발생기(90)가 적용된 후단의 배출부(50)에 설치하여 공기 중으로 공급되는 실질적인 오존량을 검출할 수 있게 할 수 있다. 이 경우는 오존 검출기(80)가 과다한 수증기에 의해 잘못된 동작을 하는 것을 막기 위해 다량의 수증기를 포함하는 배출부(50)의 토출 공기에 가습공기정화장치(100) 외부의 공기를 섞어 오존검출기(80)에 도입하도록 구성하는 것으로 할 수 있다.

오존 검출기(80)의 검출 결과에 따라 오존 발생량이 기 셋팅된 규제치 이상이 될 경우 플라즈마 발생기(40)의 동작을 중지시키는 제어부(미도시)가 구성된다. 여기서 제어부는 가습공기정화장치(100)의 전체 동작을 제어하는 역할을 하는 것으로서, 사용자에 의해 입력되는 전원 온/오프, 타이머, 가습량 조절 등의 명령을 처리하게 된다.

그리고 플라즈마 발생기(40)에 의해 발생한 오존이 물속에 과다하게 존재하는 경우, 제어부의 제어 동작에 따라 오존을 분해 파괴하는 자외선(UV) 발생기(90)가 구성된다. 자외선 발생기(90)는 본체(10) 내의 물(W) 속 또는 물밖에 설치되며, 물(W) 속을 향해 자외선을 발생시켜 오존을 제거한다. 여기서, 자외선 발생기(90)는 오존 검출기(80)와 연동하여 동작한다. 오존 검출기(80)의 검출 결과, 오존 검출기(80)에 의해 오존이 규제치 이하가 되면 자외선 발생기(90)는 구동이 중지된다. 그리고 자외선 발생기(90)는 그 성능에 따라 본체(10)에 적어도 하나 이상 설치될 수 있다. 또한, 자외선 발생기(90)를 본체(10)에 하나만 설치하거나 좌/우측에 하나씩 설치할 경우, 물속의 오존을 효과적으로 제거하도록 자외선 발생기(90)가 회전 동작하도록 구성할 수도 있을 것이다.

도면에서 미설명 부호 60은 히터, 70은 방향제 수용부를 나타낸다.

다음에는 상기한 구성을 가지는 본 발명의 가습공기정화장치(100)의 동작에 대해 살펴보기로 한다.

가습공기정화장치(100)의 전원 온 동작에 따라 제어부는 외부 공기 유입부(20)에 마련된 팬(21)을 구동시켜 실내 공기를 강제 유입시킨다(S200). 이렇게 유입된 실내 공기는 기포 발생부(30)에 의해 기포 형태로 물속에 공급된다(S210).

또한, 제어부는 플라즈마 발생기(40)를 구동시켜서 외기도입부(41)를 통해 유입되는 실내 공기를 플라즈마 반응시켜 오존을 발생시킨다(S220). 그리고 발생된 오존은 물속에 공급되고(S230), 이렇게 물속으로 공급되는 오존은 물속에 녹아있는 기포 형태의 실내 공기를 정화하게 된다(S240). 즉 기포 형태로 물속에 공급된 실내공기에는 미세먼지, 포름알데히드나 라돈 등의 유해 가스, 악취 성분, 인체에 해로운 균 등이 포함되어 있는데, 이러한 실내 공기의 유해 성분과 오존이 섞여 있는 상태에서 오존은 상기한 유해 성분을 분해하여 실내 공기를 정화하는 것이다. 그리고 오존은 상기 정화과정에서 살균, 탈취 및 유해가스 분해를 수행하며 또한 가습공기정화장치(100)에 사용되는 물도 살균 처리가 동시에 이루어져 가습공기정화장치(100)의 사용에 따라 발생하는 물의 오염도 방지하게 된다.

그리고 이렇게 물속에서 정화된 공기와 수증기 형태의 수분은 배출부(50)를 통해 배출되게 된다(S250).

이와 같이 실내공기의 정화와 함께 가습이 진행되는 도중 오존 검출기(80)는 플라즈마 발생기(40)가 발생하는 오존의 발생량(또는 물속의 오존량)을 실시간 검출하고(S260), 검출결과는 제어부로 전달된다.

그러면 제어부는 오존 발생량이 미리 셋팅된 임계값 이내에 있는지 판단한다(S270). 그리고 현재의 오존 발생량이 임계값 이상이면 제어부는 플라즈마 발생기(40)의 구동을 중지시키고 아울러 자외선(UV) 발생기(90)를 구동시켜 오존을 분해 제거한다(S280). 이러한 과정이 진행되는 동안 오존 검출기(80)는 계속해서 오존량을 체크하게 되며, 상기 자외선 발생기(90)의 동작에 따라 오존 발생량이 임계값 이내가 되면 자외선 발생기(90)의 구동을 중지시킨다.

이후 제어부는 오존 발생량에 따라 플라즈마 발생기(40)를 선택적으로 구동시켜 오존을 발생시키며 이와 아울러 자외선 발생기(90)도 선택적으로 구동/중지시켜서 오존량이 임계값 이내가 되도록 상기한 과정을 반복 수행한다(S290).

이렇게 함으로써, 가습공기정화장치(100)는 오존이 과다하게 사용되는 것을 방지할 수 있고, 오존을 이용하여 실내공기를 정화하기 때문에 전력소모가 적다.

이상과 같이 본 발명의 도시된 실시 예를 참고하여 설명하고 있으나, 이는 예시적인 것들에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진자라면 본 발명의 요지 및 범위에 벗어나지 않으면서도 다양한 변형, 변경 및 균등한 타 실시 예들이 가능하다는 것을 명백하게 알 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위의 기술적인 사상에 의해 정해져야 할 것이다.

10: 본체
30: 기포 발생부
40: 플라즈마 발생기
43: 플라즈마 촉매 셀(cell)
80: 오존 검출기
90: 자외선 발생기

Claims (5)

1. 내부에 물이 담기는 본체;
   외부의 공기를 상기 본체 내로 유입하도록 회전되는 팬을 구비한 외부공기 유입부;
   상기 외부공기 유입부로 유입된 공기를 기포형태로 만들어 상기 본체의 물속에 공급하는 기포 발생부;
   외부 공기를 유입하여 플라즈마 반응을 통해 오존을 발생시키고, 상기 오존을 물속에 공급하여 물속에 녹아있는 기포형태의 공기를 정화시키는 플라즈마 발생기;
   상기 정화된 공기와 수분을 상기 본체의 외부로 배출시키는 배출부;
   상기 플라즈마 발생기가 발생하는 오존량을 체크하는 오존 검출기;
   상기 오존을 분해 제거하도록 상기 본체 내에 적어도 하나 설치된 자외선 발생기;
   상기 오존 검출기에 의해 검출된 오존량이 기 셋팅된 임계값 이상인 경우 상기 플라즈마 발생기의 구동을 중지시키며, 상기 자외선 발생기를 구동시켜 상기 오존을 분해 제거하는 제어부;를 포함하며,
   상기 오존을 신속하게 생성, 검출 및 제거하기 위해,
   상기 플라즈마 발생기는, 메탈-옥사이드(metal-oxide)로 이루어진 촉매를 이용한 플라즈마 촉매 셀(cell)이 사용되며,
   상기 오존 검출기는 물 속의 오존량을 검출하도록 물속에 설치되며,
   상기 자외선 발생기는 물 속에 설치되는 것을 특징으로 하는 가습공기정화장치.
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