KR102222474B1 - 비말 내 부유 미생물 살균기 - Google Patents

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Abstract

실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 비말 내 부유 미생물 살균이 이루어지는 공간을 수용하는 하우징; 상기 하우징 일측에 형성되어, 외부 비말을 흡입하여 내부로 공급하는 송풍팬이 배치된 흡입부; 상기 흡입부를 통해 인입된 비말의 흐름 방향을 변경하는 에어 스플리터; 상기 에어 스플리터 내에 배치되어, 상기 에어 스플리터를 통과하는 비말 내 부유 미생물을 살균하는 플라즈마 반응기; 상기 하우징 내부에 배치되어, 상기 에어 스플리터를 통과한 공기 내 오존을 필터링하는 오존 분해 필터; 상기 하우징 타측에 형성되어, 상기 오존 분해 필터를 통과한 공기를 배출하는 배출부;를 포함한다.

Description

비말 내 부유 미생물 살균기 {APPARUTUS FOR STERILIZING AIRBORNE MICROBIAL IN DROPLETS}
본 발명은 비말 내 부유 미생물 살균기에 관한 것이다. 자세히, 부유 미생물에 감염된 공기인 비말 내에 존재하는 부유 미생물을 멸균하는 장치에 관한 것이다.
세계보건기구(WHO)가 코로나19의 공기감염 가능성을 인정하면서 시뮬레이션을 통한 연구 결과를 발표했다. 체내 바이러스 양이 많은 경우 전파 위험이 있으며, 환기가 잘 안되는 실내에서는 더욱 위험성이 크다고 알려지며 이에 맞는 새로운 감염 대응법들이 제시되고 있다.
이번 신종 코로나 바이러스와 관련 가장 큰 이슈는 공기를 통한 감염 여부다.
공기를 통한 감염은 비말 감염과 에어로졸이 꼽힌다. 비말 감염에서의 비말(飛沫, 침방울)은 날아 흩어지거나 튀어 오르는 물방울를 뜻하는데 감염자가 재채기를 할 때 튀어나온 침, 콧등 등의 타액이 다른 사람에게 들어가 감염을 일으킨다.
보통 비말의 크기는 5마이크로미터(㎛) 이상으로 기침을 하면 약 3000개의 비말이 전방 2m 내에 분사된다. 비말이 바닥으로 떨어지면 바이러스도 사멸하기 때문에 비말감염을 피하기 위해선 감염자로부터 2m 이상 떨어져 있어야 한다.
이런 침방울이 공기중에 잘게 쪼개져 부유하는 미립자 상태가 될 때는 에어로졸이 된다. 비말감염은 사실상 타액을 통한 감염이라는 점에서 엄밀한 의미의 공기중 에어로졸 상태의 미립자가 일으키는 감염과 대별된다. 보통의 호흡기 바이러스는 비말로 전파된다.
개념적 의미의 '공기를 통한 감염'은 바이러스가 액체 미립자 상태로 공기중에 떠돌다 타인을 감염시키는 걸 말한다. 이는 환자와 같은 공간 안에 있는 것만으로도 감염이 된다는 걸 의미한다.
에어로졸은 가볍고 크기가 작기 때문에 비말보다 공기 중에 더 오래 떠다니며 더 멀리 전파된다.　WHO는 합창단 연습, 레스토랑, 체육관 감염 등을 사례로 들며, 혼잡한 실내 공간과 관련된 일부 발병 보고는 비말 감염과 결합한 공기전파 가능성을 시사한다고 지적했다.
국내 방역당국도 기존 비말전파와 공기전파의 명확한 구분은 어렵지만 3밀(밀폐·밀접·밀집) 환경이라면 어김없이 전염력이 매우 높으니, 밀집된 환경을 피하고 실내 마스크 착용, 손씻기를 생활화할 것을 재차 강조했다.
그동안 코로나 바이러스가 비말 전파로만 직·간접적으로 감염된다고 알려지며 비말 감염을 전제로 방역체계가 형성되었으나, 공기 전파 가능성이 제기되며　WHO에서도 예방 지침을 수정했다.
방역당국은 문과 창문 등을 모두 개방하여 맞바람이 치는 자연 환기를 수시로 하기를 강조하고 있으나 현실적으로는 어려운 상황이다.
냉방기를 통한 에어로졸 전파 확산 예방을 위해 공기살균기와 같은 환경 가전을 사용한 실내 공기 질 관리가 새로운 방안으로 논의되고 있다.
공기살균기는 인체 위험성을 지닌 공기 분사식 소독의 위험성을 줄이는 대안이 되기도 하며 에어컨, 선풍기 등 더워지는 여름철 냉방시설로 인한 에어로졸 감염병 확산을 최소화할 수 있어 실내 공기 감염관리에 필수 아이템으로 떠오르고 있다.
특히, 공기 내 부유 미생물이나, 냄새를 일으키는 담백질 등을 제거하기 위하여 개발된 플라즈마 소독기에 대한 관심이 급격하게 증가하고 있다.
선행특허 1(KR10-2016-0097816)은, 실내의 공기 중에 포함된 부유 미립자, 세균, 유독 가스 등의 오염물을 제거하여 실내공간의 청정도를 유지시키기 위한 공기살균정화장치를 개시하면서, 오염물질을 걸러내는 필터에 활성탄소가 포함된 필터를 추가하여 1차 오염물을 제거하고, 오염물이 제거되어 정화된 공기를 자외선 및 광촉매를 통해 살균시킨 후 음이온과 오존이 살균된 공기에 포함되어 실내로 배출될 수 있는 점을 특징으로 개시하고 있다.
그러나 선행특허는, 100% 멸균이 필요한 현 상황에 맞게 설계된 것이 아니기 때문에 멸균 효율을 높이기 위한 연구나 구성이 부족한 상황이고, 플라즈마 멸균과정에서 배출되는 오존과 같은 유해물질을 효과적으로 제거하는 기술을 개시하고 있지 못하다.
KR 10-2016-0097816 A KR 10-2004-0035092 A
본 발명은 전술한 바와 같이 안출된 문제점을 극복하기 위한 것으로, 대기압 플라즈마 반응기를 이용하여 공기 내 부유 미생물을 멸균할 수 있는 비말 내 부유 미생물 살균기를 제안하고자 한다.
또한, 본 발명의 실시예의 목적은, 플라즈마를 통해 멸균시 발생되는 오존을 국내 권장기준은 0.05ppm 이하로 필터링할 수 있는 능동형 필터가 형성된 비말 내 부유 미생물 살균기를 제안하고자 한다.
실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 비말 내 부유 미생물 살균이 이루어지는 공간을 수용하는 하우징; 상기 하우징 일측에 형성되어, 외부 비말을 흡입하여 내부로 공급하는 송풍팬이 배치된 흡입부; 상기 흡입부를 통해 인입된 비말의 흐름을 분산시키는 에어 스플리터; 상기 에어 스플리터 내에 배치되어, 상기 에어 스플리터를 통과하는 비말 내 부유 미생물을 살균하는 플라즈마 반응기; 상기 하우징 내부에 배치되어, 상기 에어 스플리터를 통과한 공기 내 오존을 필터링하는 오존 분해 필터; 상기 하우징 타측에 형성되어, 상기 오존 분해 필터를 통과한 공기를 배출하는 배출부;를 포함한다.
이때, 상기 에어 스플리터는, 복수의 원반이 일정 간격을 두고 배치된 구조를 가지며, 상기 원반의 홀 내에는 습도 제어장치인 가습부와 튜브형 플라즈마 반응기가 배치될 수 있다.
또한, 상기 에어 스플리터는, 상기 원반의 경사에 따라서 복수의 디바이더군으로 구분되고, 각각의 디바이더군은, 상기 흡입부로부터 플라즈마 반응기의 일 위치를 향하도록 경사를 가지며 배치될 수 있다.
또한, 상기 에어 스플리터의 적어도 하나 이상의 원반은 경사가 변경되는 유동원반이며, 상기 유동원반을 제어하여 상기 플라즈마 반응기를 통과하는 비말의 흐름을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 플라즈마 반응기에 고전압을 일정 패턴을 가지며 인가하여 상기 플라즈마 반응기에서 발생되는 이온량이 상대적으로 많은 제 1 구간과 이온량이 상대적으로 적은 제 2 구간으로 제어할 수 있다.
또한, 상기 제어부는, 상기 에어 스플리터의 유동원반을 제어하여, 상기 제 1 구간에서 플라즈마 반응기를 통과하는 비말 공급량을 감소시키고, 상기 제 2 구간에서 플라즈마 반응기를 통과하는 비말 공급량을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 오존 분해 필터는, 오존을 분해하는 복수의 플레이트로 구성되며, 상기 오존 분해 필터에 통과하는 공기의 온도를 증가시키는 발열부와, 상기 오존 분해 필터 내 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 온도 센서에 측정된 온도에 따라서 상기 발열부를 제어하여 상기 공기의 온도를 35도 내지 50도 사이로 유지하도록 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 비말 내 부유 미생물을 멸균함과 동시에 멸균시 발생되는 오존의 배출량을 최소화하여, 실내 공기 감염을 억제할 수 있다.
자세히, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 에어 스플리터를 통해 공기를 플라즈마 반응기에 골고루 공급함으로써, 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 플라즈마 반응기를 통과하는 비말의 습도를 제어하여, 비말의 부유 미생물 살균 효과를 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 플라즈마 반응기에서 발생되는 이온량 변화에 따라 비말의 흐름을 미세하게 분산시키도록 에어 스플리터를 제어하여, 비말 부유 미생물을 멸균시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 플라즈마 반응기에서 살균시 발생되는 오존을 오존 분해 필터를 통해 필터링할 수 있다.
또한, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 오존 분해 필터 전단에 발열부를 배치하여 멸균된 공기의 온도를 제어함으로써, 오존 분해 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 공기의 흐름 변화에 따라서 공기 통과 시간을 제어함으로써, 공기 내 오존 농도를 0.05ppm 미만으로 필터링할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기의 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기의 단면도를 나타낸다.
도 3은, 본 발명의 실시예에 다른 저전압 플라즈마 반응기의 분해 사시도를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 반응기와 에어 스플리터의 측면 모습을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기와 에어 스플리터의 측면 모습을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마 반응기에서 발생된 시간에 따른 이온량을 나타내는 그래프이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시예에 따른 플라즈마 반응기와 에어 스플리터의 측면 모습을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 오존 필터부와 하우징 일부를 나타낸다.
도 9는 본 발명의 다른 실시예에 따른 오존 필터부와 하우징 일부가 변경된 모습을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다. 또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기의 블록도를 나타내고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기의 단면도를 나타낸다.
도 1를 참조하면, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 송풍팬(110), 가습부(120), 습도 센서(130), 플라즈마 반응기(140), 제어부(150), 온도 센서(160), 발열부(170), 오존 센서(180) 및 필터링 속도 제어부(150)를 포함할 수 있다.
도 2를 참조하면, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 하우징(10)과, 공기흡입부(11), 에어 스플리터(20) 및 공기 배출부(12)를 더 포함할 수 있다.
자세히, 하우징(10)은 일측에 공기를 흡입하는 통로인 공기 흡입부(11)와, 타측에 공기를 배출하는 공기 배출부(12)가 형성되며, 내부에 부유 미생물을 멸균하고 발생된 오존을 제거하는 구성들을 수용하는 공간이 형성될 수 있다.
이러한 하우징(10)의 공기 흡입부(11)에는 송풍팬(110)이 배치되며, 송풍팬(110)은 공기 흡입부(11) 내에서 외부의 비말을 흡입할 수 있다.
자세히, 송풍팬(110)은 하우징(10) 통로에 대응되는 크기로 형성된 원형 팬으로, 복수의 날을 외부의 공기를 흡입하는 방향으로 회전시킬 수 있다.
이러한 송풍팬(110)을 통해 흡입된 비말은 플라즈마 반응기(140)를 통해 살균되어 내부 부유 미생물 및 냄새를 일으키는 단백질 등이 제거될 수 있다.
실시예에서, 플라즈마 반응기(140)는, 유기화합물(TVOC),　코로나 바이러스를 포함한 부유 미생물, 암모니아, 황화수소 등 악취 및 세균이 함유된 오염 공기를 공급받아 실시간으로 플라즈마 저온산화 분해하여 인체에 무해한 공기로 비말을 멸균할 수 있다.
도 3을 참조하면, 이러한 플라즈마 반응기(140)는, 고정로드(146), 제 1 전극(144)과, 제 2 전극(141) 및 유전체(143)를 포함할 수 있다.
자세히, 고정로드(146)는, 하우징(10) 내 플라즈마 반응기(140)를 고정시키며 전극을 가이드 고정할 수 있다.
이러한 고정로드(146)는, 하우징(10) 바닥면에 길이방향이 수직이되도록 배치되어, 플라즈마 반응기(140)를 하우징(10) 내에 세울 수 있다.
그리고 고정로드(146)를 둘러싸는 제 1 전극(144)이 배치될 수 있다.
이러한 제 1 전극(144)은, 원통형상으로 상하는 개방된 형태이며, 판상의 도전체로 구성될 수 있다.
이러한 판에는 다수의 홀(H)이 형성되어, 스트리머 플라즈마 발생을 극대화시킬 수 있다.
자세히, 제 1 전극(144)은, 다수의 홀(H)이 형성된 판을 말아서 양 측면을 맞닿게 하여 형성된 원통 구조로, 홀(H)을 통해 대전되는 면적을 증가시키면서 전하를 부분 집중시켜 전자 발생 효율을 향상시킬 수 있다. 이를 통해, 코로나 방전은 증가시키되 아크 방전을 억제하여, 플라즈마 반응기(140)가 원활하게 살균작용을 수행하도록 유도할 수 있다.
이러한 제 1 전극(144)과 고정로드(146) 사이에는 접속부(145)가 형성될 수 있다. 접속부는, 제 1 전극(144)을 고정로드(146)에 고정시킴과 동시에 전류를 제 1 전극(144)으로 공급하는 역할을 수행할 수 있다.
그리고 제 1 전극(144) 외측을 둘러싸는 원통형상의 제 2 전극(141)이 배치될 수 있다. 이러한 제 2 전극(141) 또한 홀(142)이 형성되어 대전면전을 증가시키는 것이 바람직하다.
실시예에서, 제 2 전극(141)은, 메쉬형태의 망 형태를 가지며, 양측면이 맞닿아 원통형상을 이룰 수 있다.
이러한 제 2 전극(141)에는, 양측면을 용접함으로써 생성된 접촉면이 형성될 수 있으며, 이러한 용접선에 전류를 흘르게 될 경우, 전자 활성이 집중되어 전자발생을 유도할 수 있다.
전자활성을 증가시키기 위해 제 1 전극(144)의 접속부(145)의 면 벡터방향과 제 2 전극(141)의 용접선의 길이방향은 서로 평행하도록 형성될 수 있다.
이러한 제 1 전극(144)과 제 2 전극(141)은, 스테인리스나 알루미늄으로 형성될 수 있으며, 전도도가 낮고 부식에 강한 금속재질로 형성됨이 바람직하다.
그리고 제 1 전극(144)과 제 2 전극(141)에는 유전체(143)가 형성되어, 코로나 방전을 일으키기 위한 전자사태를 발생시킬 수 있다.
이러한 유전체(143)는, 유리관으로 형성되거나, 비워져 외부에서 흡입된 비말이 채워질 수 있다. 실시예에서, 유전체(143)부는, 비워진 공간으로, 외부에서 흡입된 비말이 흘러지나가면서 유전체(143)부에서 발생되는 플라즈마에 의해 살균이 이루어질 수 있다.
자세히, 제 1 전극(144)에는 양 전원이 인가되고, 제 2 전극(141)에는 음전원이 연결될 수 있으며, 즉, 유전체(143)를 사이에 두고 서로 제 1 전극(144)과 제 2 전극(141)이 대전될 수 있다. 이러한 제 1 전극(144)에는, 변압기를 통해 고압으로 승압된 전압이 일정패턴을 가지며 인가될 수 있다.
즉, 제 1 전극(144)에는 고전압이 인가, 단전을 일정시간 동안 반복하는 패턴을 가지며 인가될 수 있다.
제 1 전극(144)에 인가된 고전압으로 인해 유전체(143)부에는 전자가 생성되고, 생성된 전자는 방사되어 유전체(143)부를 지나 제 2 전극(141)을 통해 흐르므로서, 코로나 방전이 일어나며 플라즈마가 형성될 수 있다.
즉, 전자사태의 전자들이 주변에 산소분자를 끌어당기기 위해 방전되며, 이때 생성된 전자는 산소분자가 쉽게 흡수할 수 있는 에너지를 방출할 수 있다.
산소분자는 생성된 전자를 얻어 과산화라디칼인 불안정한 무기성 과산화산소(O-2 2) 또는 O- 2로 변형되고, 이러한 무기성 과산화산소는 유전체(143)부를 중심으로 방사상으로 형성되므로 대단위 면적에 걸쳐 많은 양이 순간적으로 생성되게 된다.
이들은 오존발생을 억제하면서 라디칼 작용을 통해 병원균,　코로나 바이러스, 박테리아 등의 세포막에 침투하여 중화 및 파괴시키고, 휘발성 유기화합물(VOC)을 분해하며, 메탄과 같은 물질은 물과 이산화탄소로 변화시키고, 황화수소의 경우에는 물과 극미량의 황산으로 분해되게 된다.
특히, 악취　제거에 탁월한 효과를 발휘하는데, 악취를 발생시키는 유기 화합물과, 비말에 포함된 부유 미생물을 포집하는 것이 아니라 분해시켜 소멸함으로써 완전한　제거를 통해 비말을 멸균하여 깨끗한 공기로 생성할 수 있다.
한편, 과산화라디칼에는, OH 라디칼, O 라디칼, NO, O3　등의 활성산소종 및 활성질소종이 발생되며, OH 라디칼(H2O + e → OH + H)은 습기를 이용하여 살균작용을 하며, 활성질소종 또한 습기와 함께 공기의 PH를 낮추어 살균작용이 발생할 수 있다.
활성 질소종과 OH 라디칼의 습도에 따른 살균작용에 대해 실험해본 결과, 습도를 65~75%일 때 최적의 살균효율을 가짐을 확인하였다. 즉, 습도가 65% 미만일때 급격하게 살균 효율이 감소하였으며, 습도가 75% 이상일 때 또한 살균 효율이 급격하게 감소하였다.
최적의 살균효율을 가지는 습도 유지를 위해, 하우징(10) 흡입부(11) 측에는 가습부(120)가 배치되고, 플라즈마 반응기(140) 주변에는 습도 센서(130)가 배치될 수 있다.
제어부(150)는, 습도 센서(130)에 의해 측정된 습도가 65~75% 사이를 유지하여 살균 효율이 최적화된 습도를 유지하도록 피드백 제어를 수행할 수 있다.
즉, 제어부(150)는, 67% 이하가 될 경우, 가습부(120)를 동작시키고, 73%이상일 경우, 가습부(120) 동작을 정지하여 일정 습도가 유지하도록 유지할 수 있다.
한편, 제 1 전극(144)과 제 2 전극(141)의 대전면적을 증가시키기 위해서, 플라즈마 반응기(140)를 장방향의 원통형상으로 구성할 경우, 흡입부(11)를 통해 흡입된 비말을 확산시켜 플라즈마 반응기(140)의 각 수직 위치별 골고루 퍼트릴 필요가 있다.
이를 위해, 플라즈마 반응기(140)를 둘러싸는 에어 스플리터(20)가 더 배치될 수 있다.
실시예에서, 에어 스플리터(20)는, 원통형 플라즈마 반응기(140)를 둘러싸도록 형성될 수 있다.
이러한 에어 스플리터(20)는, 플라즈마 반응기(140) 하측부터 상측까지 흡입부(11)에서 흡입된 공기가 골고루 분포되어 플라즈마 반응기(140)를 통과하도록 하는 공간을 구비할 수 있다.
실시예에서, 에어 스플리터(20)는, 이를 위해 복수의 원반(21)으로 형성될 수 있으며, 각 원반(21)은 플라즈마 반응기(140)를 배치하기 위한 중앙 구멍이 형성될 수 있다.
자세히, 도 4를 참조하면, 복수의 원반(21)은 일정간격을 두고 플라즈마 반응기(140)의 길이방향을 따라서 일정간격을 두고 배치될 수 있다.
흡입부(11)에서 흡입된 비말은, 인접한 원반(21) 사이의 공간으로 디바이드 되어 통과함으로써, 플라즈마 반응기(140)의 각 위치별로 비말을 균일하게 통과시킴으로써, 살균 효율을 향상시킬 수 있다.
이때, 흡입부(11)가 플라즈마 반응기(140)의 중앙측을 향해 배치된 경우, 상측과 하측에는 원활한 공기가 공급되지 않을 수 있다.
다른 실시예에서, 에어 스플리터(20)는, 복수의 디바이더군으로 구분할 수 있으며, 각 디바이더군은, 서로 배치된 방향이 다를 수 있다.
자세히, 도 5를 참조하면, 다른 실시예의 에어 스플리터(20)는, 플라즈마 반응기(140) 상측 주변에 배치된 제 1 디바이더군(20a), 흡입부(11)와 플라즈마 반응기(140) 사이에 배치된 제 2 디바이더군(20b) 및 플라즈마 반응기(140) 하측 주변에 배치된 제 3 디바이더군(20c)을 포함할 수 있다.
그리고 제 1 디바이더군(20a)은, 흡입부(11)측에서 플라즈마 반응기(140) 상측을 향해 비말이 흐르도록 방향을 가지며 배치되는 제 1 원반(21a)들로 구성될 수 있다.
자세히, 제 1 디바이더군(20a)의 제 1 원반(21a)은, 흡입부(11) 측에서 플라즈마 반응기(140) 상측을 향하는 제 1 경사(a1)를 가지도록 배치될 수 있다.
제 1 원반(21a)은, 좌우 대칭되는 구조를 가지므로, 제 1 원반(21a)의 배출부(12)측은 플라즈마 반응기(140)를 기준으로 서로 대칭되는 제 2 경사(a2)를 가질 수 있다. 즉, 제 1 원반(21a)은 원뿔의 측면형상을 가질 수 있다.
제 2 디바이더군(20b)은, 흡입부(11)측을 통해 불어온 비말이 플라즈마 반응기(140) 중앙을 원활하게 통과하도록 하우징(10) 바닥면으로부터 수평한 방향으로 배치된 제 2 원반(21b)들로 구성될 수 있다.
마지막으로, 그리고 제 3 디바이더군(20c)은, 흡입부(11)측에서 플라즈마 반응기(140) 하측측을 향해 비말이 흐르도록 방향을 가지며 배치되는 제 3 원반(21c)들로 구성될 수 있다.
자세히, 제 3 디바이더군(20c)의 제 3 원반(21c)은, 흡입부(11) 측에서 플라즈마 반응기(140) 하측을 향하는 제 2 방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
제 3 원반(21c)은, 좌우 대칭되는 구조를 가지므로, 원반(21)의 배출부(12)측 플라즈마 반응기(140)를 기준으로 서로 대칭되는 제 1 경사(a1)를 가질 수 있다. 즉, 제 3 원반(21c)은 원뿔 측면 형상으로 구성될 수 있다.
한편, 전술한바와 같이, 플라즈마 반응기(140)는, 일정패턴을 가지며 고전압이 인가될 수 있다.
즉, 플라즈마 반응기(140)에 의해 발생되는 이온량은 도 6처럼 일정 주기를 가지며 증가 반복을 반복할 수 있다.
따라서, 플라즈마 반응기(140)의 살균강도는 이온량이 많은 제 1 구간(T1)에서 높고, 이온량이 적은 제 2 구간(T2)에서는 낮을 수 있다.
제 2 구간(T2)에서 흡입부(11)에 비말에 부유 미생물이 과다할 경우, 살균이 충분하지 않아 부유 미생물 멸균이 안될 가능성이 있다.
이를 방지하기 위해, 실시예에서, 제어부(150)는, 제 1 구간(T1)에서 플라즈마 반응기(140)에 대한 비말 공급량을 늘리고, 제 2 구간(T2)에서 비말 공급량을 감소시킬 수 있다.
실시예에서 에어 스플리터(20)는, 제어부(150)의 제어에 따라서 플라즈마 반응기(140)를 통과하는 공기 흐름을 제어할 수 있다.
이를 위해, 에어 스플리터(20)의 각 원반(21) 중 적어도 일부는 제어부(150)의 제어에 따라 경사를 변경하는 유동원반(21)일 수 있다.
자세히, 에어 스플리터(20)의 유동원반(21)은 흡입부(11)로부터 유입된 비말의 흐름을 방해하는 방향으로 경사를 변경하여, 제 2 구간(T2)에서 비말 공급량을 낮출 수 있다.
반대로, 에어 스플리터(20)의 유동원반(21)은 흡입부(11)로부터 유입된 비말의 흐름을 원활하게 통과시키는 반향으로 경사를 변경하여, 제 1 구간(T1)에서 비말 공급량을 증가시킬 수 있다.
즉, 제어부(150)는, 에어 스플리터(20)의 유동원반(21)을 제어하여, 제 2 구간(T2)에서 유동원반(21)의 경사를 변경하여 비말 공급량을 낮추고, 제 1 구간(T1)에서 유동원반(21)의 경사를 다시 변경하여 비말 공급량을 증가시킬 수 있다.
예를 들어, 도 7을 참조하면, 제 2 구간(T2)에 돌입하면 제어부(150)는 에어 스플리터(20)의 제 1 디바이더군(20a)의 원반(21)을 비말의 흐름방향과 반대로 하는 제 2 경사(a2)로 변경하므로써, 비말의 흐름을 방해할 수 있다.
또한, 제어부(150)는 에어 스플리터(20)의 제 2 디바이더군(20b)의 홀수번째 원반(21)의 경사를 수평방향에서 일정 기울기를 가지도록 변경함으로써, 비말의 흐름을 방해하여 플라즈마 반응기(140)로 흐르는 비말의 양을 감소시킬 수 있다.
또한, 제어부(150)는 에어 스플리터(20)의 제 3 디바이더군(20c)의 원반(21)을 비말의 흐름방향과 반대로하는 제 1 경사(a1)로 변경함으로써, 비말의 흐름을 방해할 수 있다.
그리고 제어부(150)는, 제 2 구간(T2)에 돌입하면 도 5와 같이 원반(21)의 배열을 다시 변경하여, 비말의 원활한 흐름을 유도하여 비말 공급량을 증가시킬 수 있다.
이와 같이, 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 플라즈마 반응기(140)의 살균강도의 증가, 감소에 따라서 비말 공급량을 제어하여, 살균 효율을 최적화함으로서, 비말의 부유 미생물을 완전히 멸균할 수 있다.
한편, 플라즈마 반응기(140)에서는 OH 라디컬에 의해 오존이 발생될 수 있으며, 오존은 인체에 해롭기 때문에 공기 청정기에 오존 발생 기준을 0.05ppm이하로 규정하고 있다.
플라즈마 반응기(140)에서 발생된 오존을 감소시키기 위해, 하우징(10)의 공기 배출부(12) 측에는 오존 분해 필터(30)가 배치될 수 있다.
자세히, 오존 분해 필터(30)는 활성탄 또는 제올라이트 등의 다공성 담체가 충전된 복수개의 플레이트(31)로 구성될 수 있다.
이러한 오존 분해 필터(30)의 플레이트(31)는 활성탄 상에 Fe2O3-Mn2O3　혼합물, Fe2O3, 또는 Mn2O3　촉매 등을 코팅하여, 오존 분해 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.
오존 분해 필터(30)는, 복수의 플레이트(31)가 배출부(12) 측에 수직방향으로 세워져 등간격으로 배치된 구조를 가지며, 배출부(12) 측으로 흐르는 공기에 포함된 오존을 분해하여, 인체에 무해한 공기를 생성할 수 있다.
오존 분해 필터(30)의 효율을 향상시키기 위해, 오존 분해 필터(30)를 통과하는 공기의 온도를 35~50도 사이로 유지할 필요가 있다.
즉, 실시예에 따른 오존 분해 필터(30)는 온도가 35~50도 사이에서 오존 분해효율이 가장 높을 수 있다.
이를 위해, 오존 분해 필터(30)와 플라즈마 반응기(140) 사이에는 발열부(170)가 배치될 수 있고, 오존 분해 필터(30) 내부에는 온도 센서(160)가 배치될 수 있다.
제어부(150)는, 온도 센서(160)에서 측정된 공기의 온도를 35도에서 50도가 되도록 발열부(170)를 피드백 제어함으로써, 오존 분해 효율을 최상으로 유지할 수 있다.
한편, 전술한바와 같이 멸균된 공기의 흐름은 이온량에 따라서 일정패턴을 두고 증가, 감소할 수 있다.
예를 들어, 살균강도가 높은 제 1 구간(T1)에서 오존 분해 필터(30)에 유입되는 공기의 양이 증가하고, 제 2 구간(T2)에서 오존 분해 필터(30)에 유입되는 공기의 양이 감소할 수 있다.
공기의 양이 급격하게 증가하여 흐름이 빨라졌을 때, 오존 분해 필터(30)가 오존을 분해하지 못하는 경우, 배출부(12)를 통해 오존이 배출될 수 있다.
자세히, 오존 분해 필터(30)에서 공기가 통과하는 속도는 1초 이상이 되어야 오존량을 0.05ppm 이하로 필터링할 수 있다.
이를 위해, 오존 분해 필터(30)에 공기가 통과하는 시간을 향상시키기 위해 필터링 속도를 제어하는 필터링 속도 제어부(150)를 포함할 수 있다.
자세히, 실시예에서, 오존 분해 필터(30)의 복수의 플레이트(31)들은 제 1 간격을 두고 배치될 수 있다.
필터링 속도 제어부(150)는, 플레이트(31) 사이의 제 1 간격 보다 큰 제 2 간격으로 증가시켜 공기가 통과하는 시간을 증가시킬 수 있다.
이러한 필터링 속도 제어부(150)는, 하우징(10) 사이에 배치될 수 있다.
자세히, 필터링 속도 제어부(150)는, 플레이트(31)를 압축 또는 팽창시키는 구조를 가지며, 압축시 플레이트(31)들을 서로 밀착시키고, 팽창시 플레이트(31)들을 서로 이격시킴으로써, 플레이트(31) 사이의 거리를 변경할 수 있다.
예를 들어, 도 8을 참조하면, 필터링 속도 제어부(150)는, 제 1 플레이트) 내지 제 4 플레이트(31, 32, 33, 34)를 제 1 간격(d)으로 순서대로 각각의 위치에 고정시키는 외부 가이드(15) 일 수 있다.
이러한 외부 가이드(15)는, 좌우로 팽창하거나 압축될 수 있으며, 외부 가이드(15)의 각 위치에 고정된 플레이트(31) 들은 팽창과 압축에 따라서 그 사이의 간격이 조정될 수 있다.
도 9를 참조하면, 외부 가이드(15)가 팽창되도록 펴지면 제 1 내지 제 4 플레이트(31, 32, 33, 34)의 간격이 제 2 간격(d1)으로 증가될 수 있다.
제어부(150)는, 외부 가이드(15)를 제어하여 제 1 내지 제 4 플레이트(31) 간격을 조절할 수 있으며, 이러한 간격 조정은 배출부(12)에 배치된 오존 센서(180)의 오존량을 통해 피드백 제어할 수 있다.
이와 같이, 제어부(150)는, 하우징(10) 외부 구조를 변경시키는 외부 가이드(15)를 통해서 오존 분해 필터(30)를 통과하는 공기 통과시간을 증가 또는 감소시킴으로써, 상황에 따라 오존 분해시간을 증가시킬 수 있다.
다른 실시예에서, 제어부(150)는, 흡입부(11)와 배출부(12)에 배치된 송풍팬(110)의 회전량을 제어하여, 공기 통과시간을 증가 또는 감소시킬 수 있다.
물론, 제어부(150)는, 필터링 속도 제어부(150)와 송풍팬(110)을 동시에 제어함으로써, 좀더 정밀하게 공기 통과시간을 제어할수도 있을 것이다.
그리고 제어부(150)는, 에어 스플리터(20) 제어에 따라 배출되는 공기의 흐름 속도를 예측할 수 있으므로, 미리 필터링 속도 제어부(150)와 송풍팬(110)을 제어함으로써, 오존 필터링을 좀더 정밀하게 제어할 수 있다.
이러한 실시예에 따른 비말 내 부유 미생물 살균기는, 비말 내 부유 미생물을 멸균함과 동시에 멸균시 발생되는 오존의 배출량을 최소화하여, 실내 공기 감염을 억제할 수 있다.
이상 설명된 본 발명에 따른 실시예는 다양한 컴퓨터 구성요소를 통하여 실행될 수 있는 프로그램 명령어의 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체는 프로그램 명령어, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체에 기록되는 프로그램 명령어는 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것이거나 컴퓨터 소프트웨어 분야의 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수 있다. 컴퓨터 판독 가능한 기록 매체의 예에는, 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체, CD-ROM 및 DVD와 같은 광기록 매체, 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical medium), 및 ROM, RAM, 플래시 메모리 등과 같은, 프로그램 명령어를 저장하고 실행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령어의 예에는, 컴파일러에 의하여 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용하여 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드도 포함된다. 하드웨어 장치는 본 발명에 따른 처리를 수행하기 위하여 하나 이상의 소프트웨어 모듈로 변경될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
본 발명에서 설명하는 특정 실행들은 일 실시 예들로서, 어떠한 방법으로도 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 명세서의 간결함을 위하여, 종래 전자적인 구성들, 제어 시스템들, 소프트웨어, 상기 시스템들의 다른 기능적인 측면들의 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재들은 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로서 나타내어질 수 있다. 또한, “필수적인”, “중요하게” 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
또한 설명한 본 발명의 상세한 설명에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술분야에 통상의 지식을 갖는 자라면 후술할 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (8)

  1. 비말 내 부유 미생물 살균이 이루어지는 공간을 수용하는 하우징;
    상기 하우징 일측에 형성되어, 외부 비말을 흡입하여 내부로 공급하는 송풍팬이 배치된 흡입부;
    상기 흡입부를 통해 인입된 비말의 흐름 방향을 변경하는 에어 스플리터;
    상기 에어 스플리터 내에 배치되어, 상기 에어 스플리터를 통과하는 비말 내 부유 미생물을 살균하는 플라즈마 반응기;
    상기 하우징 내부에 배치되어, 상기 에어 스플리터를 통과한 공기 내 오존을 필터링하는 오존 분해 필터;
    상기 하우징 타측에 형성되어, 상기 오존 분해 필터를 통과한 공기를 배출하는 배출부;를 포함하고,
    상기 에어 스플리터는, 복수의 원반이 일정 간격을 두고 배치된 구조를 가지며,
    상기 원반의 홀 내에는 플라즈마 반응기가 배치된
    비말 내 부유 미생물 살균기.
  2. 삭제
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 스플리터는, 상기 원반의 경사에 따라서 복수의 디바이더군으로 구분되고,
    각각의 디바이더군은, 상기 흡입부로부터 플라즈마 반응기의 일 위치를 향하도록 경사를 가지며 배치된
    비말 내 부유 미생물 살균기.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 에어 스플리터의 적어도 하나 이상의 원반은 경사가 변경되는 유동원반이며,
    상기 유동원반을 제어하여 상기 플라즈마 반응기를 통과하는 비말의 흐름을 제어하는 제어부를 더 포함하는
    비말 내 부유 미생물 살균기.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 플라즈마 반응기에 고전압을 일정 패턴을 가지며 인가하여 상기 플라즈마 반응기에서 발생되는 이온량이 상대적으로 많은 제 1 구간과 이온량이 상대적으로 적은 제 2 구간으로 제어하는
    비말 내 부유 미생물 살균기.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 에어 스플리터의 유동원반을 제어하여, 상기 제 1 구간에서 플라즈마 반응기를 통과하는 비말 공급량을 감소시키고, 상기 제 2 구간에서 플라즈마 반응기를 통과하는 비말 공급량을 증가시키는
    비말 내 부유 미생물 살균기.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 오존 분해 필터는, 오존을 분해하는 복수의 필터로 구성되며,
    상기 오존 분해 필터에 통과하는 공기의 온도를 증가시키는 발열부와, 상기 오존 분해 필터 내 온도를 측정하는 온도 센서를 더 포함하는
    비말 내 부유 미생물 살균기.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 온도 센서에 측정된 온도에 따라서 상기 발열부를 제어하여 상기 공기의 온도를 35도 내지 50도 사이로 유지하도록 제어하는 제어부를 더 포함하는
    비말 내 부유 미생물 살균기.
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