KR102320289B1 - 플라즈마 및/또는 자외선을 이용한 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법 에 관한 것으로, 플라즈마를 이용한 공기 살균기는 공기 흡입구(11) 및 공기 배출구(12)가 형성된 하우징, 흡입된 공기를 플라즈마를 통해 살균시키는 플라즈마 모듈(20), 상기 플라즈마 모듈(20)에서 생성된 오존을 제거하기 위한 오존 제거 필터(90)를 포함할 수 있고, 상기 하우징 내에 위치하는 상기 플라즈마 모듈(20)은 복수 개의 튜브(21)를 포함하고, 상기 복수 개의 튜브(21)는 1 개 이상의 지점에서 서로 중첩되는 것을 특징으로 할 수 있다.

Description

플라즈마 및/또는 자외선을 이용한 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법{AIR STERILIZER WITH PLASMA AND/OR ULTRAVIOULET RAYS AND METHOD OF AIR STERILIZATION USING THE SAME}
본 발명은, 공기 살균기에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 플라즈마 및/또는 자외선을 이용한 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법에 관한 것이다.
최근 공기 중 부유하는 오염 물질로 인한 전염병이 유행하고 있어, 이러한 오염 물질을 살균하고자 하는 요구가 증가하고 있다. 특히 구급차, 병원 등과 같은 밀폐된 실내 환경에서는 오염 물질로 인한 감염 위험이 높기에, 이러한 감염 물질을 지속적으로 비활성화시켜야 하나, 인력을 통한 세정 및 방역 작업은 한계가 있으므로, 공기 살균기를 통해 오염 물질을 살균하는 방법이 주목 받고 있다.
한편, 오염 물질은 전염병, 알레르기 및 새집 증후군과 같은 건강을 위협하는 질병을 유발하는 병원체, 알레르기 유발 항원 및 휘발성 유기 화합물 등을 포함하며, 이러한 오염 물질을 비활성화시키기 위한 방법으로서 플라즈마를 이용한 공기 살균기가 알려져 있다.
이와 관련하여, 한국 특허공개공보 제 10-2006-0116780 호 (특허문헌 1) 은, 공기 소독을 위한 플라즈마 발생기에 관한 것으로, 유전 절연체 튜브와 외부 메시 전극을 포함하는 원통형 코일을 개시하고 있다. 다만 특허문헌 1 의 플라즈마 발생기는 1 개의 직선 형태를 가지는 유전 절연체 튜브를 포함하는 코일 구조를 채용하고 있어, 플라즈마가 코일의 길이 방향 폭을 따라 전체에서 방출되므로 오존, 이온, 활성 라디칼 등이 과량 발생할 수 있고, 오존, 이온, 활성 라디칼 등의 양을 조절할 수 없다. 특히 오존의 경우, 인체에 독성이 있어 장시간 흡입하면 호흡기관을 해치는 문제가 있으나, 특허문헌 1 의 플라즈마 발생기는 오존이 과량 발생하는 경우, 이를 조절할 수 없다는 단점이 있다.
한국 특허공개공보 제 10-2006-0116780 호 (2017년 1월 18일 공개)
본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 플라즈마를 이용한 공기 살균기에 있어서, 플라즈마 발생량을 조절함으로써 오존 농도를 조절할 수 있는 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 질소산화물(NOx) 등과 같은 다른 유해 물질의 발생이 전혀 없도록 순수한 오존만을 발생시키고, 커브부를 포함하는 혼합 구역을 포함함으로써 플라즈마 모듈을 통과한 공기가 완전히 오존에 의해 살균될 수 있도록 살균 효과를 극대화시킨 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법을 제공하는 것이다.
또한, 본 발명이 해결하고자 하는 다른 기술적 과제는 UV 방출부, UV 모듈 및/또는 플라즈마 모듈을 통과한 공기가 살균될 수 있도록 살균 효과를 극대화시킨 공기 살균기 및 이를 사용한 공기 살균 방법을 제공하는 것이며, UV 방출부 또는 UV 모듈과, 플라즈마 모듈이 동시에 공기 살균기에 장착되는 경우에도 잡음이 발생하지 않고, 플라즈마를 지속적으로 발생시킬 수 있는 공기 살균기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기는, 플라즈마를 이용한 공기 살균기로서, 상기 공기 살균기는 공기 흡입구(11) 및 공기 배출구(12)가 형성된 하우징, 흡입된 공기를 플라즈마를 통해 살균시키는 플라즈마 모듈(20), 상기 플라즈마 모듈(20)에서 생성된 오존을 제거하기 위한 오존 제거 필터(90)를 포함하고, 상기 하우징 내에 위치하는 상기 플라즈마 모듈(20)은 복수 개의 튜브(21)를 포함하고, 상기 복수 개의 튜브(21)는 1 개 이상의 지점에서 서로 중첩될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수 개의 튜브(21)는 3 개 이상이고, 복수 개의 튜브(21)가 배치된 평면과 평행한 평면에서 보아 상기 튜브(21)가 서로 중첩되는 지점은 2 개 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 플라즈마 모듈(20) 은 UV 방출부(25)를 더 포함하고, 상기 UV 방출부(25)는 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시킬 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기 살균기는 UV 모듈(27)을 더 포함하고, 상기 UV 모듈(27)은 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키는 UV 방출부(25)를 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 복수 개의 튜브(21)가 서로 중첩되는 형태는 격자 또는 다각형일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 튜브는 세라믹으로 제조되고, 내부에 금속 선이 삽입될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 튜브는 폴리머로 제조되고, 내부에 금속 선이 삽입되어 있는 고압 케이블일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기 흡입구(11)로부터 흡입된 공기를 정화하는 프리 필터(70) 및 상기 프리 필터(70)를 통과한 공기를 정화하는 헤파 필터(80)를 더 포함할 수 있다. 상기 헤파 필터(80)는 효소 처리될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하우징은 외부 하우징(10)과 내부 하우징(60)으로 구성되고, 상기 프리 필터(70), 상기 헤파 필터(80), 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 오존 제거 필터(90)는 차례로 상기 내부 하우징(60)에 탈착 가능하고, 기밀(氣密) 이 유지되도록 장착될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하우징은 상기 플라즈마 모듈(20)에서 발생된 오존과 공기가 혼합되는 혼합 구역(61)을 포함하고, 상기 혼합 구역(61) 은 1 개 이상의 커브부가 형성될 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기 살균기는 공기 유동을 유도하는 팬(50)을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하우징의 외부면에 조작부 및 디스플레이부(30) 중 하나 이상이 장착되고, 상기 조작부 및 상기 디스플레이부(30) 중 하나 이상은 입력된 신호를 감지할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 공기 살균기는 상기 조작부 및 상기 디스플레이부(30) 중 하나 이상으로부터 감지된 신호를 기초로 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 팬(50)을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에서, 상기 오존 제거 필터(90)는 2 개 이상일 수 있다.
일 실시예에서, 상기 하우징에는 상기 공기 살균기를 이동시키기 위한 바퀴(40)가 부착될 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 상기 공기 살균기를 사용하는 공기 살균 방법은, 흡입구(11)를 통해 외부로부터 흡입된 공기를, 상기 프리 필터(70), 상기 헤파 필터(80), 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 오존 제거 필터(90)에 차례로 통과시켜 살균시키고, 이 살균된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출할 수 있다.
상기의 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선을 이용한 공기 살균기는, 공기 흡입구(11) 및 공기 배출구(12)가 형성된 하우징, 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키는 UV 모듈(27)을 포함하고, 상기 하우징 내에 위치하는 상기 UV 모듈(27)은 UV LED (26)를 포함할 수 있다. 또한, 자외선을 이용한 공기 살균기를 사용하는 공기 살균 방법은, 상기 공기 흡입구(11)를 통해 외부로부터 흡입된 공기를, 상기 UV 방출부(25) 에 통과시켜 살균시키고, 이 살균된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출할 수 있다.
본 발명에 따른 공기 살균기 및 공기 살균 방법은 플라즈마 발생량을 조절함으로써 오존 농도를 조절할 수 있다는 이점이 있다. 이로써, 강력한 살균 효과가 필요한 경우에는 오존 농도를 증가시키고, 오존의 과량 발생이 우려되는 경우에는 오존 농도를 감소시킬 수 있다.
또한 본 발명에 따른 공기 살균기 및 공기 살균 방법은 질소산화물(NOX) 등과 같은 다른 유해 가스의 발생이 전혀 없도록 순수한 오존만을 발생시키고, 커브부를 포함하는 혼합 구역을 포함함으로써 플라즈마 모듈을 통과한 공기가 완전히 오존에 의해 살균될 수 있도록 살균 효과를 극대화시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기 살균기는 UV 방출부가 장착되는 플라즈마 모듈을 포함함으로써, 자외선 및 플라즈마를 이용하여 살균 효과를 극대화시킬 수 있다.
도 1 은 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 공기 살균기의 사시도이다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 공기 살균기의 내측 면을 나타낸 도면이다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬의 사시도이다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모듈의 사시도이다.
도 5a 및 도 5b 는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모듈의 평면도 및 측면도이다.
도 6a 내지 도 6e 는 플라즈마 모듈의 형태의 예시들을 나타낸 도면이다.
도 7a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 방출부가 장착된 플라즈마 모듈의 사시도이고, 도 7b 는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 방출부가 장착된 플라즈마 모듈의 배면도이다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 방출부(25)가 포함된 UV 모듈(27)의 사시도이다.
도 9 는 본 발명의 일 실시예에 플라즈마를 이용한 공기 살균기의 내측 면을 나타낸 도면이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 공기 살균기(1)의 사시도이다. 도 1을 참조하면, 공기 살균기(1)는 하우징, 외부로부터 공기를 흡입하는 공기 흡입구(11), 흡입된 공기를 플라즈마를 통해 살균시키는 플라즈마 모듈(20), 상기 플라즈마 모듈에서 생성된 오존을 제거하기 위한 오존 제거 필터(90) 및 살균된 공기를 배출하는 공기 배출구(12)를 포함할 수 있다. 상기 하우징은 외부 하우징(10) 및 내부 하우징 (60)으로 구성될 수 있으며, 하우징은 일체로 형성될 수도 있다. 공기 살균기(1)의 하우징의 외부면에 조작부 및 디스플레이부(30) 중 하나 이상이 장착될 수 있다. 또한, 상기 하우징에는 상기 공기 살균기를 이동시키기 위한 바퀴(40)가 부착될 수 있으며, 바퀴 없이 고정형으로 사용될 수도 있다. 공기 살균기(1)는 공기 유동을 유도하는 팬(50)을 더 포함할 수 있다. 팬(50)은 하우징의 외부면에 장착될 수 있고, 바람직하게는 외부 하우징(10)의 상부면에 장착될 수 있다. 한편, 도 1 의 공기 살균기의 외부 하우징 (10)의 형태는 비제한적 예시로서 본 발명을 제한하지 않고, 공기 살균기(1)의 하우징의 외부면 형태 및 외부면에 적용되는 기타 구성들의 형태는 변경될 수 있다. 도 9 를 참조하면, 외부 하우징(10) 은 내부 하우징(60) 및 단자박스 하우징(62)을 수용하는 형태로 형성될 수 있다. 단자박스 하우징(62)은 단자박스를 수용하고, 단자박스는 내부에 PCB 를 수용할 수 있다. PCB 에 형성된 제어부에 문제가 생긴 경우, 내부 하우징(60)을 개방하지 않고, PCB 를 수용하는 단자박스 하우징(62) 만을 개방하여 수리를 용이하게 할 수 있다.
도 2 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마를 이용한 공기 살균기의 내측 면을 나타낸 도면이다. 도 2 를 참조하면, 일 실시예에서, 팬(50)의 하부에는 공기 배출구(12)가 위치하며, 공기 배출구(12)의 하부에는 내부 하우징(60)이 위치할 수 있다. 공기 살균기(1)는 공기 흡입구(11)로부터 흡입된 공기를 정화하는 프리 필터(70) 및 프리 필터(70)를 통과한 공기를 정화하는 헤파 필터(80)를 더 포함할 수 있다. 바람직하게는, 프리 필터(70), 헤파 필터(80), 플라즈마 모듈(20) 및 오존 제거 필터(90)는 차례로 내부 하우징(60)에 탈착 가능하게 장착될 수 있다. 따라서, 공기는 공기 흐름(A) 방향으로 공기 흡입구(11), 프리 필터(70), 헤파 필터(80), 플라즈마 모듈(20), 오존 제거 필터(90) 및 공기 배출구(12)를 차례로 통과할 수 있다. 또한, 내부 하우징(60)이 프리 필터(70), 헤파 필터(80), 플라즈마 모듈(20) 및 오존 제거 필터(90)와 끼워맞춤될 수 있는 구조로 형성됨으로써, 공기가 새지 않도록, 즉, 기밀(氣密) 이 유지되도록 프리 필터(70), 헤파 필터(80), 플라즈마 모듈(20) 및 오존 제거 필터(90)가 내부 하우징(60)에 장착될 수 있다. 한편, 내부 하우징(60)은 인체에 무해한 발포 폴리프로필렌(expanded polypropylene) 또는 발포 폴리스티렌(expanded polystyrene) 을 사용할 수 있다.
일 실시예에서, 프리 필터(70)는 흡입된 공기 중에 있는 5㎛ 이상의 큰 먼지를 포집함으로써 제거하는 필터로, 바람직하게는 5㎛ 이상의 먼지를 90 % 이상 포집하는 G4 등급의 프리 필터가 사용될 수 있다.
일 실시예에서, 헤파 필터(80)는 0.3㎛ 이상의 먼지를 포집함으로써 제거하는 필터로, 바람직하게는 0.3㎛ 이상의 먼지를 99.95% 이상 제거하는 H13 등급의 헤파 필터가 사용될 수 있다. 또한, 헤파 필터는 효소 처리된 살균 헤파 필터일 수 있으며, 살균 헤파 필터는 바이러스, 포도 상구균 등을 99.9% 이상 제거할 수 있으며, 바이러스, 포도 상구균 등에 의한 2차 오염을 방지할 수 있다. 한편, 도 9 를 참조하면, 제 1 헤파 필터(80a)는 플라즈마 모듈(20)을 통과하기 전 공기를 정화하고, 제 2 헤파 필터(80b)는 플라즈마 모듈(20)을 통과한 후의 공기를 정화할 수 있다.
한편, 오존 제거 필터(90)는 한국 전기용품 안전기준(24시간동안 분 단위로 측정한 오존 농도 중 최댓값이 0.05ppm 이하)을 만족하도록 오존 농도를 0 ppm ~ 0.05 ppm 이내로 제거할 수 있다. 일 실시예에서 오존 제거 필터(90)는 2 개 이상일 수 있으며, 제 1 오존 제거 필터(90a) 에서 1차로 오존을 제거한 후, 제 2 오존 제거 필터(90b) 에서 오존을 2 차로 제거할 수 있다. 또한, 복수의 오존 제거 필터 중 하나를 분리하여 오존 제거 필터가 있던 하우징의 내부 공간을 플라즈마 모듈(20)에서 발생된 오존과 공기가 혼합되는 혼합 구역으로 활용할 수도 있다.
일 실시예에서, 하우징은 플라즈마 모듈(20)에서 발생된 오존과 공기가 혼합되는 혼합 구역(61)을 포함할 수 있으며, 내부 하우징(60)에 혼합 구역(61)이 형성될 수 있다. 이 혼합 구역(61)은 1 개 이상의 커브부가 형성된 빈 공간으로 이루어지고, 바람직하게는 2 개 이상의 커브부를 포함하는 S 자 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 혼합 구역(61)의 내부 표면적이 증가되므로, 플라즈마 모듈을 통과한 공기가 플라즈마 모듈에서 발생된 오존과 충분히 혼합되어 살균될 수 있어 살균 효과를 보다 극대화시킬 수 있다. 다만 혼합 구역은 도시된 형태에 한정되는 것이 아니며, 혼합 구역의 일부 공간은 추가의 오존 필터 또는 추가의 기능성 필터를 장착할 수 있는 공간으로 활용될 수도 있다.
도 3 은 본 발명의 일 실시예에 따른 팬(50)의 사시도이다. 도 3 을 참조하면, 팬(50)은 임펠러를 포함하며, 임펠러의 동작을 통해 공기 유동을 유도할 수 있다. 한편, 팬(50) 은 공기의 흡입 및 배출을 포함하는 공기 유동을 유도하는 것이라면 공기 살균기(1)의 어느 위치에든 위치할 수 있으며, 바람직하게는 원활한 공기 유동 및 순환이 이루어지도록 하우징의 상부면에 위치할 수 있다.
도 4 는 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모듈(20)의 사시도이다. 도 4 를 참조하면, 공기 살균기(1)는 플라즈마 모듈(20)을 하우징 내에 포함할 수 있고, 이 플라즈마 모듈(20)은 공기 흡입구(11)로부터 흡입된 공기를 플라즈마를 통해 살균시킬 수 있으며, 내부 하우징(60) 내에 탈착 가능하도록 장착될 수 있다. 또한, 플라즈마 모듈(20)은 복수 개의 튜브(21)를 포함할 수 있다.
도 5a 및 도 5b 는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 모듈(20)의 평면도 및 측면도이다. 도 5a 를 참조하면, 튜브(21)가 장착되는 플라즈마 모듈(20)의 케이스의 재료는 ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 와 테프론이거나, PVC(Polyvinyl chloride)와 테프론일 수 있으며, 플라즈마 모듈(20) 의 전압 공급 단자(24)를 둘러싸고 있는 케이스는 고압에 강하고 내열성을 가지는 테프론을 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 도 8 을 참조하면, UV LED(26) 및 UV 방출부(25)가 장착되는 UV 모듈(27)의 케이스의 재료는 ABS (Acrylonitrile Butadiene Styrene) 와 테프론이거나, PVC(Polyvinyl chloride)와 테프론일 수 있으며, 고압에 강하고 내열성을 가지는 테프론을 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시예에서, 튜브(21)는 유전체 배리어 역할을 하는 절연체 재료로 형성될 수 있다. 절연체 재료는 예를 들어 석영, 폴리머 또는 세라믹 등일 수 있고, 바람직하게는 세라믹으로 형성될 수 있다. 세라믹의 경우, 질소산화물(NOx) 등과 같은 다른 유해 물질의 발생이 전혀 없도록 순수한 오존만을 발생시킨다는 점에서 바람직하며, 세라믹으로 제조된 튜브는 영구적 사용이 가능하다. 한편, 세라믹으로 제조된 튜브 (21) 내에는 금속 전극이 삽입될 수 있다. 이 금속 전극은 예를 들어 스테인레스(STS) 재료로 제조되고, 선의 형태를 가질 수 있다. 또한 튜브(21)는 고압 케이블일 수 있다. 이 고압 케이블의 외부를 형성하는 절연체는 폴리머로 형성되고, 예를 들어, 폴리에틸렌 화합물로 형성될 수 있다. 이 고압 케이블의 내부에는 금속 전극이 삽입될 수 있고, 이 금속 전극은 예를 들어, 구리, 더욱 상세하게는 주석 도금 구리로 제조되고 선의 형태를 가질 수 있다. 다만, 전압 공급 단자(24)를 통해 전기가 통할 수 있는 것이면 금속 전극의 재질, 형태 및 배치는 이에 한정되지 않는다.
제 1 전원 케이블(22) 및 제 2 전원 케이블(23) 은 전압 공급 단자(24)를 통해 금속 전극에 전원을 공급할 수 있다. 이 때 공급되는 전원은 플라즈마 온도, 오존 발생량 및 처리하는 공기 용량에 따라 가변될 수 있으나, 플라즈마 모듈의 소비전력은 대략 5 ~ 20 W, 바람직하게는 10 ~ 14 W 이며, 플라즈마 출력은 대략 1 ~ 15 KV 이고, 바람직하게는 6 ~ 8 KV 이다. 한편, 플라즈마 모듈(20)은 복수 개의 튜브(21)를 포함하고, 상기 복수 개의 튜브(21)는 1 개 이상의 지점에서 서로 중첩될 수 있다. 한편, 금속 전극에 전원을 인가함에 따라 인접한 2개의 튜브(21) 내의 2 개의 금속 전극 사이, 즉, 중첩되는 지점에서 플라즈마가 발생될 수 있다. 이 때 플라즈마가 발생될 수 있는 금속 전극 사이의 거리는 0.1 mm 이상 50 mm 이하일 수 있고, 바람직하게는 1 mm 이상 10 mm 이하, 더욱 바람직하게는 1.5 mm 이상 2.5 mm 이하일 수 있다. 플라즈마가 발생됨에 따라 활성 라디칼, 이온, 오존 등이 발생할 수 있으며, 주로 오존을 통해 플라즈마 모듈(20)을 통과하는 공기 중의 오염물질인 병원체, 알레르기 유발 항원 및 휘발성 유기 화합물 등이 살균될 수 있다. 특히 전술한 바와 같이 순수 오존을 발생시키기 위해서 튜브(21)는 세라믹으로 제조될 수 있으며, 세라믹 재질의 튜브(21)를 이용한 경우, 오존을 통해 질소산화물(NOx) 등과 같은 다른 유해 물질 발생이 없이 플라즈마 모듈(20)을 통과한 공기가 완전히 오존에 의해 살균될 수 있다는 이점이 있다. 특히 전술한 바와 같이 튜브(21)는 고압 케이블로 제조될 수 있으며, 고압 케이블의 튜브(21)를 이용한 경우, 외부 충격에 강하고, 내구성이 높다는 장점이 있다.
일 실시예에서, 복수 개의 튜브(21)는 3 개 이상이고, 복수 개의 튜브(21)가 배치된 평면과 평행한 평면에서 보아 상기 튜브(21)가 서로 중첩되는 지점은 2 개 이상일 수 있다. 이로써, 서로 중첩되는 2 개 이상의 지점들을 가지는 튜브(21)와 연결된 어느 하나의 전원을 키거나 끔으로써 플라즈마 생성량 및 오존 농도를 간단하게 조절할 수 있다는 이점이 있다.
도 6a 내지 도 6e 는 플라즈마 모듈의 형태의 예시들을 나타낸 도면이다. 도 6 을 참조하면, 일 실시예에서 복수 개의 튜브(21)가 서로 중첩되는 형태는 도 6a 6e 에 도시된 바와 같이 각각 격자, 삼각형, 십(十)자, 마름모 및 복수의 삼각형일 수 있다. 다만 본 발명의 플라즈마 모듈의 중첩되는 형태는 이에 한정되는 것이 아니며, 격자 또는 삼각형, 사각형, 마름모 등을 포함하는 다양한 다각형 형태일 수 있다.
일 실시예에 있어서, 하우징의 외부면에는 조작부 및 디스플레이부(30) 중 하나 이상이 장착되고, 조작부 및 상기 디스플레이부(30) 중 하나 이상을 통해 사용자가 신호를 입력할 수 있고, 조작부 및 상기 디스플레이부(30) 중 하나 이상은 입력된 신호를 감지할 수 있다. 또한, 공기 살균기는 조작부 및 디스플레이부(30) 중 하나 이상으로부터 감지된 신호를 기초로 플라즈마 모듈(20) 및 팬(50)을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다. 제어부는 공기 살균기 내의 단자박스에 배치된 PCB 에 형성될 수 있다. 이로써, 사용자는 플라즈마 모듈(20) 내에 발생하는 플라즈마량, 오존 농도 및 팬의 동작을 조절할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키는 UV 방출부(25)는 상기 플라즈마 모듈(20) 에 장착될 수 있다.
도 7a 는 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 방출부(25)가 장착되는 플라즈마 모듈(20)의 사시도이며, 도 7b 는 UV 방출부(25)가 장착되는 플라즈마 모듈(20)의 배면도이다. 도 7a 및 도 7b 를 참조하면, UV 방출부(25)는 플라즈마 모듈(20) 의 공기가 배출되는 쪽에 장착될 수 있고, 1 개 이상의 UV LED(26)를 포함할 수 있다. UV LED(26)는 플라즈마 모듈(20)에서 공기가 배출되는 쪽을 향하도록 UV 방출부 (25) 의 외부 면에 장착될 수 있다. UV LED(26)가 플라즈마 모듈(20) 에서 공기가 배출되는 쪽을 향하도록 UV 방출부(25) 의 외부 면에 장착되는 경우, 플라즈마 모듈(20)을 통해 살균된 공기는 UV 방출부(25)와 부딪힘으로써 분산되어 주변 공기와 혼합되고, UV LED (26) 에서 발생되는 자외선을 통해 재차 살균될 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 공기 살균기는 UV 방출부(25)가 장착되는 플라즈마 모듈(20)을 통해, 살균 효과를 극대화시킬 수 있다.
일 실시예에 있어서, 공기 살균기는 UV 모듈(27)을 포함하고, 상기 UV 모듈(27)은 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키는 UV 방출부(25)를 포함할 수 있으며 UV 모듈(27)의 위치는 플라즈마 모듈의 위치에 한정되지 않고 공기 살균기 내에 위치할 수 있다.
한편, 플라즈마 모듈(20)과 UV 방출부(25)는 동시에 장착되어 가동되는 경우, 또는 플라즈마 모듈(20)과 UV 모듈(27)이 동시에 장착되어 가동되는 경우, 상이한 주파수 대역대로 인해 잡음이 발생될 수 있다. 공기 살균기의 제어부에 해당하는 PCB 에는 이득 블록(gain block) 또는 이득 블록 증폭기(gain block amplifier)가 배치될 수 있다. 이득 블록(gain block) 또는 이득 블록 증폭기(gain block amplifier)를 조정함으로써, 상기 잡음을 제거하고, 플라즈마 모듈(20)로부터 플라즈마를 지속적으로 발생시킬 수 있다.
도 8 은 본 발명의 일 실시예에 따른 UV 방출부(25)가 포함된 UV 모듈(27)의 사시도이다. 일 실시예에 있어서, 자외선을 이용한 공기 살균기는 공기 흡입구(11) 및 공기 배출구(12)가 형성된 하우징, 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키는 UV 모듈(27)을 포함하고, 상기 하우징 내에 위치하는 상기 UV 모듈(27)은 UV LED (26)를 포함할 수 있다. 도 2 및 도 9 를 참조하면, 자외선을 이용한 공기 살균기에 있어서, UV 모듈(27)은 플라즈마 모듈(20)을 대신하여, 플라즈마 모듈(20)이 장착되어 있던 내부 하우징(60)의 위치에 장착될 수 있다. 이 경우, UV 모듈(27)은 플라즈마 모듈(20)이 장착되어 있던 내부 하우징(60)의 좌우 측면에 각각 마주보도록 배치될 수 있다, 이 경우 UV 모듈(27)의 UV LED(26) 는 공기 살균기의 중앙 측 내부를 향하도록 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기를 사용하는 공기 살균 방법은, 도 2 를 참조하면, 공기 흡입구(11)를 통해 외부로부터 흡입된 공기를, 프리 필터(70), 헤파 필터(80), 플라즈마 모듈(20) 및 오존 제거 필터(90a, 90b)에 차례로 통과시켜 살균시키고, 이 살균된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출할 수 있다. 보다 상세하게는 프리 필터(70) 및 헤파 필터(80)를 통해 공기 중의 먼지 또는 오염물질을 포집함으로써 제거하고, 공기 중의 병원체, 알레르기 유발 항원 및 휘발성 유기 화합물을 플라즈마 모듈(20)에서 발생된 오존 등을 통해 살균시키며, 오존을 오존 제거 필터(90)로 제거함으로써 깨끗하고 살균된 공기를 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기를 사용하는 공기 살균 방법은, 도 9 를 참조하면, 공기 흡입구(11)를 통해 외부로부터 흡입된 공기를, 프리 필터(70), 제 1 헤파 필터(80a), 플라즈마 모듈(20), 오존 제거 필터(90) 및 제 2 헤파 필터(80b)에 차례로 통과시켜 살균시키고, 이 살균된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출할 수 있다. 보다 상세하게는 프리 필터(70) 및 제 1 헤파 필터(80a)를 통해 공기 중의 먼지 또는 오염물질을 포집 및 살균함으로써 제거하고, 공기 중의 병원체, 알레르기 유발 항원 및 휘발성 유기 화합물을 플라즈마 모듈(20)에서 발생된 오존 등을 통해 살균시키며, 오존을 오존 제거 필터(90)로 제거한 후 다시 제 2 헤파 필터(80b) 를 통해 포집 및 살균함으로써 깨끗하고 살균된 공기를 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균기를 사용하는 공기 살균 방법은, 공기 흡입구(11)를 통해 외부로부터 흡입된 공기를, 프리 필터(70), 헤파 필터(80), UV 모듈(27) 에 차례로 통과시켜 살균시키고, 이 살균된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출할 수 있다. 보다 상세하게는 프리 필터(70) 및 헤파 필터(80)를 통해 공기 중의 먼지 또는 오염물질을 포집함으로써 제거하고, 공기 중의 병원체, 알레르기 유발 항원 및 휘발성 유기 화합물을 UV 모듈(27)에서 방출되는 자외선을 통해 살균시켜, 깨끗하고 살균된 공기를 배출할 수 있다.
일 실시예에 있어서, 사용자가 공기 살균기를 작동시키면, 팬 (50) 이 먼저 작동되어, 흡입된 공기를 생성된 플라즈마가 즉시 살균시킬 수 있고, 오존의 누출 없이 바로 오존 필터를 통해 오존이 제거된 살균된 공기를 배출할 수 있다. 한편, 사용자가 공기 살균기의 작동을 정지시키면, 플라즈마 모듈(20)의 작동이 먼저 정지된 후, 대략 3 ~ 5 초 후에 팬(50)의 작동이 정지될 수 있다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, “포함하다” 또는 “가지다” 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
1: 공기 살균기
10: 외부 하우징
11: 공기 흡입구
12: 공기 배출구
20: 플라즈마 모듈
21: 튜브
22: 제 1 전원 케이블
23: 제 2 전원 케이블
24: 전압 공급 단자
25: UV 방출부
26: UV LED
27: UV 모듈
30: 디스플레이부
40: 바퀴
50: 팬
60: 내부 하우징
61: 혼합 구역
62: 단자박스 하우징
70: 프리 필터
80: 헤파 필터
80a: 제 1 헤파 필터
80b: 제 2 헤파 필터
90a: 제 1 오존 제거 필터
90b: 제 2 오존 제거 필터
A: 공기 흐름

Claims (19)

  1. 플라즈마를 이용한 공기 살균기로서,
    상기 공기 살균기는
    공기 흡입구(11) 및 공기 배출구(12)가 형성된 하우징;
    흡입된 공기를 플라즈마를 통해 살균시키는 플라즈마 모듈(20);
    상기 플라즈마 모듈(20)에서 생성된 오존을 제거하기 위한 오존 제거 필터(90); 및
    공기 유동을 유도하는 팬(50);
    을 포함하고,
    상기 하우징 내에 위치하는 상기 플라즈마 모듈(20)은 복수 개의 튜브(21)를 포함하고, 상기 복수 개의 튜브(21)는 1 개 이상의 지점에서 서로 중첩되고,
    상기 플라즈마 모듈(20)은 UV 방출부(25)를 더 포함하고, 상기 UV 방출부(25)는 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키고,
    상기 공기 살균기는 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 팬(50)을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부에는 이득 블록 또는 이득 블록 증폭기가 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  2. 플라즈마를 이용한 공기 살균기로서,
    상기 공기 살균기는
    공기 흡입구(11) 및 공기 배출구(12)가 형성된 하우징;
    흡입된 공기를 플라즈마를 통해 살균시키는 플라즈마 모듈(20);
    상기 플라즈마 모듈(20)에서 생성된 오존을 제거하기 위한 오존 제거 필터(90); 및
    공기 유동을 유도하는 팬(50);
    을 포함하고,
    상기 하우징 내에 위치하는 상기 플라즈마 모듈(20)은 복수 개의 튜브(21)를 포함하고, 상기 복수 개의 튜브(21)는 1 개 이상의 지점에서 서로 중첩되고,
    상기 공기 살균기는 UV 모듈(27)을 더 포함하고, 상기 UV 모듈(27)은 흡입된 공기를 자외선을 통해 살균시키는 UV 방출부(25)를 포함하고,
    상기 공기 살균기는 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 팬(50)을 제어하는 제어부를 더 포함하고,
    상기 제어부에는 이득 블록 또는 이득 블록 증폭기가 배치되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 튜브(21)는 3 개 이상이고, 복수 개의 튜브(21)가 배치된 평면과 평행한 평면에서 보아 상기 튜브(21)가 서로 중첩되는 지점은 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  4. 삭제
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 복수 개의 튜브(21)가 서로 중첩되는 형태는 격자 또는 다각형인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브(21)는 세라믹으로 제조되고, 내부에 금속 선이 삽입되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 튜브(21)는 폴리머로 제조되고, 내부에 금속 선이 삽입되어 있는 고압 케이블인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  8. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 공기 흡입구(11)로부터 흡입된 공기를 정화하는 프리 필터(70) 및 상기 프리 필터(70)를 통과한 공기를 정화하는 헤파 필터(80)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 헤파 필터(80)는 효소 처리되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 하우징은 외부 하우징(10)과 내부 하우징(60)으로 구성되고, 상기 프리 필터(70), 상기 헤파 필터(80), 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 오존 제거 필터(90)는 차례로 상기 내부 하우징(60)에 탈착 가능하고, 기밀(氣密) 이 유지되도록 장착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  11. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징은 상기 플라즈마 모듈(20)에서 발생된 오존과 공기가 혼합되는 혼합 구역(61)을 포함하고, 상기 혼합 구역(61) 은 1 개 이상의 커브부가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  12. 삭제
  13. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징의 외부면에 조작부 및 디스플레이부(30) 중 하나 이상이 장착되고,
    상기 조작부 및 상기 디스플레이부(30) 중 하나 이상은 입력된 신호를 감지하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  14. 삭제
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 오존 제거 필터(90)는 2 개 이상인 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 하우징에는 상기 공기 살균기를 이동시키기 위한 바퀴(40)가 부착되는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 살균기.
  17. 제 8 항에 기재된 공기 살균기를 사용하는 공기 살균 방법에 있어서,
    상기 공기 흡입구(11)를 통해 외부로부터 흡입된 공기를, 상기 프리 필터(70), 상기 헤파 필터(80), 상기 플라즈마 모듈(20) 및 상기 오존 제거 필터(90)에 차례로 통과시켜 살균시키고, 이 살균된 공기를 상기 공기 배출구(12)를 통해 배출하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 방법.
  18. 삭제
  19. 삭제
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