KR102335941B1 - 플라즈마 살균모듈 및 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기 - Google Patents

플라즈마 살균모듈 및 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기가 흡입되는 로어프레임에 코안다효과를 발생시키는 로어코안다면이 형성되고, 상기 로어코안다면이 방전침을 향하도록 배치되기 때문에, 흡입공기의 방향성을 강화하여 플라즈마 방전을 효과적으로 구현할 수 있다.

Description

플라즈마 살균모듈 및 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기{PLASMA STERILIZATION MODULE AND AIR PURIFIER WITH PLASMA STERILIZATION MODULE}
본 발명은 플라즈마 살균모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기에 관한 것이다.
공기청정기는 오염된 공기를 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치를 일컫는 것으로, 오염된 공기를 팬으로 흠입 하여 필터에 의해 미세한 먼지나 세균류를 집진(集塵)하고, 체취나 담배 냄새 등의 악취를 탈취한다.
이러한 공기청정기는 공기 내 오염물질을 효과적으로 제거하는 것이 요구된다. 또한, 실내에 배치시 공간을 적게 차지하면서도 공기 청정 용량을 키우는 것이 요구된다.
이를 위해, 플라즈마 방전을 이용하여 살균 처리를 수행하는 방안들이 제안되고 있다.
예를 들어, 종래기술 1(한국 공개특허공보 제10-2007-0094026호)은, 공기 통로에 방전유닛과 열교환기를 배치한 공기조화장치에 관한 것으로, 방전유닛은, 플라즈마 방전의 일종인 스트리머 방전으로 피처리 성분의 분해 효율을 향상하고 있다.
또한, 종래기술 2(한국 공개특허공보 제10-2006-0085647호)도, 스트리머 방전을 이용하는 공기정화장치를 제안 하고 있다.
그러나, 상기의 종래기술들은 스트리머 방전이 일어나는 영역에 공기를 통과시켜 살균을 수행하기 보다는, 스트리머 방전으로 래디컬을 발생시키고, 상기 래디컬 등의 확산 현상에 의해 살균 처리를 수행하여, 살균 성능 향상이 어려운 문제점이 있다.
또한, 살균 처리 성능을 향상시키기 위해서는 방전 강도를 높이거나, 방전유닛의 개수를 늘려야 하고, 이 경우 공기 청정 규격에 따른 30ppb(십억분율)이상 농도의 오존이 발생하는 문제점이 발생된다.
또한, 래디컬에 의한 살균 처리 성능을 향상시키기 위하여 촉매수단을 필요로 하고 이러한 촉매수단은 토출구측에 공기 유로와 수직한 방향으로 배치된다. 이에 따라, 공기 유동의 방해가 되어 차압을 증가시키고, 종래기술 들에 개시된 방전유닛의 구조는 공기 유동을 방해하여 차압이 증가되는 문제점이 있다.
한국 공개특허공보 제10-2007-0094026호 한국 공개특허공보 제10-2006-0085647호
본 발명은 유동되는 공기에 대해 플라즈마 방전을 형성시켜 공기를 살균할 수 있는 플라즈마 살균모듈를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 유입되는 공기를 전처리하여 효과적인 플라즈마 방전을 제공할 수 있는 플라즈마 살균모듈을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 살균모듈은, 흡입구 측에 배치된 로어하우징; 및 토출구 측에 배치된 어퍼하우징;을 포함하고, 상기 로어하우징은, 상하방향으로 개구되어 공기가 유동될 수 있도록 내측에 로어공간이 형성된 로어바디; 상기 로어바디의 로어공간에 배치되고, 상측에 볼 때 복수개가 이격되어 배치된 로어프레임; 및 상기 로어프레임들에 배치된 로어방전전극;을 포함하고, 상기 어퍼하우징은, 상하방향으로 개구되어 공기가 유동될 수 있도록 내측에 어퍼공간이 형성된 어퍼바디; 상기 어퍼바디의 어퍼공간에 배치되고, 상측에 볼 때 격자형태로 배치되어 내부에 방전영역이 형성되는 어퍼그리드; 상기 어퍼그리드에 배치된 어퍼방전전극;을 포함하고, 상기 어퍼방전전극은, 상기 어퍼그리드를 따라 길게 연장되게 배치된 어퍼베이스전극; 및 상기 어퍼베이스전극과 전기적으로 연결되고, 상기 방전영역에 배치되고 서로 마주보게 배치된 제 1 전극부 및 제 2 전극부;를 포함하고, 상기 로어방전전극은, 상기 로어프레임을 따라 길게 연장되어 배치된 로어베이스전극; 상기 로어베이스전극에서 상측으로 돌출된 방전침;을 포함하고, 상기 로어프레임에 형성되고, 상기 방전침을 향하도록 코안다효과를 발생시키는 로어코안다면이 형성된다.
상기 로어프레임은, 상기 어퍼하우징을 향하게 배치된 상측면; 상기 상측면과 대향되게 배치되고 바닥을 향하게 배치된 하측면; 상기 상측면 및 하측면을 연결하고 좌측을 향하게 배치된 좌측면; 상기 상측면 및 하측면을 연결하고 우측을 향하게 배치된 우측면; 상기 상측면에서 하측면을 향해 오목하게 형성된 전극홈;을 포함하고, 상기 로어코안다면은, 상기 좌측면 중 적어도 일부에 형성된 제 1 로어코안다면; 및 상기 우측면 중 적어도 일부에 형성된 제 2 로어코안다면;을 포함할 수 있다.
상기 로어베이스전극이 상기 전극홈에 배치되고, 상기 제 1 로어코안다면 및 제 2 로어코안다면은 상기 전극홈을 향해 오목한 곡면으로 형성되고, 좌우 대칭으로 형성될 수 있다.
상기 제 1 로어코안다면 및 제 2 로어코안다면이 상기 상측면과 연결되고, 상기 상측면이 상기 제 1 전극부 및 제 2 전극부의 하단 보다 높게 배치될 수 있다.
본 발명에 따른 플라즈마 살균모듈 및 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기는 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
본 발명은 공기가 흡입되는 로어프레임에 코안다효과를 발생시키는 로어코안다면이 형성되고, 상기 로어코안다면이 방전침을 향하도록 배치되기 때문에, 흡입공기의 방향성을 강화하여 플라즈마 방전을 효과적으로 구현할 수 있다.
본 발명은 로어프레임에 배치된 로어코안다면과 어퍼그리드에 배치된 어퍼코안다면이 서로 마주보게 배치되기 때문에, 코안다효과를 극대화할 수 있다.
본 발명은 서로 마주보게 배치된 로어코안다면 및 어퍼코안다면이 상측으로 갈수록 좁아지기 때문에, 흡입공기의 유속을 증가시켜 코안다 효과를 강화할 수 있다.
본 발명은 로어프레임의 하측에 히터가 배치되기 때문에, 흡입공기의 온도를 높이고 습도를 낮춰 플라즈마 방전을 용이하게 발생시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기청정기의 사시도이고,
도 2는 도 1의 측면도이고,
도 3은 방전전극에 양의 전압이 인가된 경우 플라즈마 방전의 종류를 나타내는 개념도이고,
도 4는 방전전극에 음의 전압이 인가된 경우 플라즈마 방전의 종류를 나타내는 개념도이고,
도 5는 플라즈마 방전 영역을 통과할 때의 살균 원리를 나타내는 개념도이고,
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 사시도이고,
도 7은도 6의 측면도이고,
도 8은 도 6의 평면도이고,
도 9는 도 6의 저면도이고,
도 10은 도 6에 도시된 로어하우징의 저면도이고,
도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 일부 정단면도이고,
도 12는 도 8의 일부 확대도이고,
도 13은 도 10의 일부 확대도이다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 일부 정단면도이다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 일부 정단면도이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 구체적으로 살펴보기로 한다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 공기청정기의 사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예가 적용되는 공기청정기는, 원통 형상의 케이스(10)와, 케이스(10)의 하부에 구비되어 공기가 흡입되는 흡입구(12)와, 케이스(10)의 상부에 구비되어 흡입구(12)로 흡입된 공기가 토출되는 토출구(13)와, 케이스(10) 내부에 배치되고, 상기 흡입구(12)측에서 토출구(13)측으로 공기를 유동시키는 송풍팬(11)과, 상기 케이스(10) 내부에 배치되고, 상기 흡입구(12) 및 토출구(13) 사이에 배치되며, 상기 흡입구(12)에서 토출구(13)로 유동되는 공기를 플라즈마 방전을 통해 살균 처리하는 플라즈마 살균모듈(100)을 포함한다.
공기청정기는 공기가 흡입되는 흡입구(12)가 플라즈마 살균모듈(100)의 하측에 구비되고, 공기가 외부로 토출되는 토출구(13)가 플라즈마 살균모듈(100)의 상측에 구비될 수 있다. 플라즈마 살균모듈(100)은 공기가 유동하는 유로상에 설치될 수 있다.
본 실시예에서 상기 플라즈마 살균모듈(100)의 하측에 상기 흡입구(12)가 배치되고, 상측에 상기 토출구(13)가 배치된다. 즉, 송풍팬(11)은 플라즈마 살균모듈(100)과 토출구(13)의 사이에 배치될 수 있다.
또한, 플라즈마 살균모듈(100)의 상측으로 공기를 유동시키는 송풍팬(11)이 배치되고, 상기 송풍팬(11)은 상측에 배치된 상기 토출구(13)를 향해 공기를 토출시킨다.
다만, 본 실시예에 도시된 공기청정기의 형상은 예시적인 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않는다.
공기청정기의 케이스(10) 내부에는 송풍팬(11)을 구동시키는 모터(미도시), 각종 회로 부품, 필터 등이 수용될 수 있다. 송풍팬(11)은, 외부의 오염된 공기를 흡입하여, 정화된 공기를 외부로 다시 배출시키는 기능을 수행할 수 있다.
송풍팬(11)은, 상기 플라즈마 살균모듈(100)의 하측에서 상기 플라즈마 살균모듈(100)의 상측으로 공기가 유동하도록, 상기 플라즈마 살균모듈(100)의 상측에 구비될 수 있다.
본 실시예에서 송풍팬(11)은 축류팬이 설치된다.
송풍팬(11)과 플라즈마 살균모듈(100)은 상하 방향에 대해 이격된다.
이에 따라, 공기는 흡입구(12), 플라즈마 살균모듈(100), 토출구(13) 순서로 흐를 수 있다. 또한, 흡입구(12)와 송풍팬(11) 사이에는 각종 필터(filter)가 배치될 수 있다.
플라즈마 살균모듈(100)은 케이스(10)의 내부에 배치되고, 흡입구(12)로 흡입된 공기는 상기 플라즈마 살균모듈(100)을 관통하여 송풍팬(11)으로 유동된다.
이하에서는 도면들을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈(100)을 상세히 설명한다.
도 3 또는 도 4는 플라즈마 방전의 종류를 나타내는 개념도이고, 도 3은 방전전극에 양의 전압이 인가된 경우의 개념도이며, 도 4는 방전전극에 음의 전압이 인가된 경우 플라즈마 방전의 종류를 나타내는 개념도이고, 도 5는 플라즈마 방전 영역을 통과할 때의 살균 원리를 나타내는 개념도이다.
플라즈마 방전(또는, 코로나 방전)의 형태는 방전전극(130)과 대향 전극(또는, 접지전극) 사이에 걸리는 전위 차에 의해 변화한다. 방전전극(130)에 전원의 양극을 연결하고, 인가된 전압의 크기를 증가시키면, 점차 도 3의 a2, a3, a4, a5의 형태로 변화한다. 도 3의 a2는 글로우 방전, a3는 브러쉬 방전, a4는 스트리머 방전, a5는 아크 방전을 나타낸다.
한편, 방전전극(130)에 전원의 음극을 연결하고, 인가된 접압의 크기를 증가시키면, 점차 도 4의 b2, b3의 형태로 변화하고, b2는 글로우 방전, b3는 아크 방전을 나타낸다. 방전전극(130)에 전원의 음극을 연결한 경우, 전원의 양극을 연결한 경우와 달리, 스트리머 방전은 발생하지 않는다.
본 실시예에 따른 플라즈마 살균 모듈(100)의 방전전극(130)에 전원의 양극을 연결하여 양의 전압을 인가할 수 있다. 방전전극(130)은 양의 고전압이 인가되어 접지전극을 향하여 스트리머 방전을 발생시킬수 있다. 스트리머 방전은, 글로우 방전에서 전기 에너지를 더 가하게 될 경우 전자 사태가 일어나며, 글로우 방전보다 넓은 방전역역을 형성하고, 살균 처리에 유리하다.
이와 달리, 방전전극(130)에 전원의 음극을 연결하여 음의 전압을 인가할 수도 있다. 방전전극(130)은 음의 고전압이 인가되어 접지전극을 향하여 글로우 방전을 발생시킬 수 있다. 음의 고전압을 인가하여 발생되는 글로우 방전은 스트리머 방전에 비해 살균처리 성능은 떨어지나, 오존 발생이 적은 것으로 알려져 있다.
플라즈마 살균모듈(100)을 통과하는 공기 중의 부유 미생물(m)은 방전전극(130)과 접지전극 사이의 방전 영역을 통과하며 세포벽에 전하가 축적된다. 미생물(m)은, 전하의 쿨롱 힘에 의해 세포벽의 장력이 붕괴되고, 세포벽이 찢어지면서 대사가 불가능하게된다. 이로써 상기 공기는 살균처리된다.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 사시도이고, 도 7은도 6의 측면도이고, 도 8은 도 6의 평면도이고, 도 9는 도 6의 저면도이고, 도 10은 도 6에 도시된 로어하우징의 저면도이고, 도 11은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 일부 정단면도이고, 도 12는 도 8의 일부 확대도이고, 도 13은 도 10의 일부 확대도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 플라즈마 살균 모듈(100)은 로어하우징(110) 및 어퍼하우징(120)을 포함하고, 로어하우징(110)이 어퍼하우징(120)의 하측에 배치되고, 어퍼하우징(120)과 조립된다.
본 실시예에서 로어하우징(110) 및 어퍼하우징(120)의 면적이 동일하고, 상기 케이스(10)의 내측면에 밀착된다. 상측에서 볼 때, 로어하우징(110) 및 어퍼하우징(120)은 원형으로 형성된다.
로어하우징(110)은 상기 흡입구(12)의 공기가 유입되고, 상기 어퍼하우징(120)을 통과한 공기는 상기 토출구(13)로 유동된다.
본 실시예에 따른 로어하우징(110)은, 상하방향으로 개구되어 공기가 유동될 수 있도록 내측에 로어공간(111)이 형성된 로어바디(112)와, 상기 로어바디(112)의 로어공간(111)에 배치되고, 상측에 볼 때 복수개가 이격되어 배치된 로어프레임(114)과, 상기 로어프레임(114)들에 배치된 로어방전전극(130)을 포함한다.
로어바디(112)는 링 형상으로 형성되고, 내측에 로어공간(111)이 형성된다.
로어프레임(114)들은 평행하게 배치되고, 수평방향에 대해 등간격으로 이격된다.
로어방전전극(130)은 상기 각 로어프레임(114)을 따라 길게 연장되어 배치된 로어베이스전극(132)과, 상기 로어베이스전극(132)에서 상하 방향으로 돌출되게 배치된 방전침(131)을 포함한다.
로어베이스전극(132)은 상기 로어프레임(114)의 상측면에 배치되고, 방전침(131)은 상기 로어베이스전극(132)에서 상측으로 돌출된다.
본 실시예에서 하나의 로어프레임(114)에 하나의 로어베이스전극(132)이 배치되고, 하나의 베이스 전극(132)에 복수개의 방전침(131)이 배치된다.
방전침(131)은 로어베이스전극(132)을 따라 이격되어 복수개가 배치되고, 상기 방전침(131)들의 간격은 등간격으로 형성된다.
로어프레임(114)은 수평방향으로 길게 연장되어 형성된다.
로어프레임(114)은, 상기 어퍼하우징(120)을 향하게 배치된 상측면(114a)과, 상기 상측면(114a)과 대향되게 배치되고 바닥을 향하게 배치된 하측면(114a)과, 상기 상측면(114a) 및 하측면(114b)을 연결하고 좌측을 향하게 배치된 좌측면(114c)과, 상기 상측면(114a) 및 하측면(114b)을 연결하고 우측을 향하게 배치된 우측면(114d)과, 상기 상측면(114a)에서 하측면(114b)을 향해 오목하게 형성된 전극홈(115)을 포함한다.
전극홈(115)은 로어프레임(114)의 길이 방향으로 길게 연장되어 형성되고, 상기 전극홈(115)에 로어베이스전극(132)이 삽입되어 위치된다.
전극홈(115)에 의해 상측면(114a)이 좌우로 분할되고, 좌우로 분할된 길이 또는 면적이 균등하다.
로어프레임(114)의 좌측면(114c) 중 일부는 곡면으로 형성되고, 본 실시예에서 상기 좌측 곡면을 제 1 로어코안다면(116a)이라 하며, 로어프레임(114)의 우측면(114d) 중 일부는 우측 곡면으로 형성되고, 본 실시예에서 상기 우측 곡면을 제 2 로어코안다면(116d)이라 지칭한다.
제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)은 유동되는 공기의 코안다효과를 유발시키기 위한 설계이다.
제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)은 서로 반대 방향을 향하도록 배치되고, 로어베이스전극(132) 측으로 오목하게 형성된다.
제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)은 동일한 곡률반경을 형성하고, 제 1 로어코안다면(116a)의 곡률중심은 제 1 전극부(141) 측에 배치되며, 제 2 로어코안다면(116d)의 곡률중심은 제 2 전극부(142) 측에 배치된다.
코안다 효과(Coanda Effect)는 유체가 곡면과 접촉하면서 흐를 때, 유체가 직선으로 흐르는 대신 곡면의 곡률을 따라서 유체가 흐르는 현상이고, 상기 코안다 효과에 의해 유동되는 공기에 방향성을 부여할 수 있다. 코안다 효과는 당업자에게 일반적인 기술내용이기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)은 상기 로어하우징(110)으로 유입된 공기에 방향성을 부여할 수 있고, 이를 통해 공기 중을 부유하는 이물질을 원하는 방향 또는 위치로 이동시킬 수 있다.
본 실시예에서 제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)는 방전침(131)을 향하도록 형성되고, 특히 제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)의 연장방향에 상기 방전침(131)의 상단(131a)이 배치된다.
방전침(131)은 하단은 전극홈(115)에 배치되고, 상단(131a)은 상측면(114a) 보다 상측에 배치된다. 방전핌(131)은 전극홈(115)의 좌측면 및 우측면과 이격되고, 이격된 간격은 균등하게 형성된다.
본 실시예에 따른 어퍼하우징(120)은 상하방향으로 개구되어 공기가 유동될 수 있도록 내측에 어퍼공간(121)이 형성된 어퍼바디(122)와, 상기 어퍼바디(122)의 어퍼공간(121)에 배치되고, 상측에 볼 때 격자형태로 배치된 어퍼그리드(124)와, 상기 어퍼그리드(124)들에 배치된 어퍼방전전극(140)을 포함한다.
상기 어퍼방전전극(140)은 접지전극일 수 있다.
어퍼바디(122)는 링 형상으로 형성되고, 내측에 어퍼공간(121)이 형성된다.
어퍼공간(121)은 로어공간(111)의 상측에 배치되고, 서로 연통될 수 있다. 본 실시예에서 어퍼공간(121) 및 로어공간(111)은 서로 대향되게 배치되고, 동일한 형상 및 면적으로 형성된다.
어퍼그리드(124)는 다수개의 방전영역(125)을 형성하는 격자형태일 수 있다. 어퍼공간(121)에 어퍼그리드(124)가 배치되고, 어퍼공간(121) 중 일부를 상기 방전영역(125)이 점유한다.
본 실시예에서 방전영역(125)은 후술하는 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142) 사이로 정의한다.
어퍼그리드(124)는 서로 교차되게 배치된 제 1 프레임(126) 및 제 2 프레임(127)을 통해 형성된다. 제 1 프레임(126) 및 제 2 프레임(127)은 수평하게 배치되고, 로어공간(111)의 상측에 배치된다.
본 실시예에서 제 1 프레임(126)은 전후 방향으로 배치되고, 제 2 프레임(127)은 좌우 방향으로 배치된다.
어퍼방전전극(140)은 제 1 프레임(126) 또는 제 2 프레임(127) 중 적어도 어느 하나를 따라 길게 연장되게 배치된 어퍼베이스전극(143)(144)과, 상기 어퍼베이스전극(143)(144)과 전기적으로 연결되고, 상기 방전영역(125)에 배치된 한 쌍의 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)를 포함한다.
어퍼베이스전극(143)(144)은 어퍼그리드(124)의 상측면 또는 하측면에 배치되고, 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)은 어퍼그리드(124)의 측면에 배치된다.
즉, 어퍼베이스전극(143)(144)와 제 1 전극부(141)는 서로 다른 방향을 향하게 배치되고, 어퍼베이스(145)와 제 2 전극부(142)도 서로 다른 방향을 향하게 배치된다.
본 실시예에서 상기 어퍼베이스전극(143)(144)은 제 1 프레임(126)에 배치된 제 1 어퍼베이스전극(143)과, 제 2 프레임(127)에 배치된 제 2 어퍼베이스전극(144)을 포함한다.
제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)는 좌우 대칭으로 형성된다. 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)는 좌우 방향으로 배열된다.
제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)는 방전영역(125)을 사이에 두고 서로마주보게 배치된다. 본 실시예에서 제 1 전극부(141)가 방전영역(125)의 좌측에 배치되고, 제 2 전극부(142)가 방전영역(125)의 우측에 배치되며, 방전침(131)이 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142) 사이에 배치된다.
한편, 상기 방전영역(125)을 사이에 두고 제 3 전극부(145) 및 제 4 전극부(146)이 더 배치될 수 있다. 제 3 전극부(145) 및 제 4 전극부(146)는 전후 방향으로 서로 마주보게 배치될 수 있다.
이와 같은 배치를 통해 방전침(131)을 기준으로 전/후/좌/우 각면에 각각의 접지전극이 배치될 수 있고, 공기 중에서 부유되는 입자를 용이하게 대전(帶電)시킬 수 있다.
본 실시예에서 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)는 전후 방향으로 배치된 제 1 어퍼베이스전극(143)과 연결되고, 제 3 전극부(145) 및 제 4 전극부(146)는 제 2 어퍼베이스전극(144)에 연결된다. 이와 같은 연결을 통해 배선의 길이를 최소화할 수 있다.
방전침(131) 및 제 1 전극부(141)의 간격(1/2L)과, 방전침(131) 및 제 2 전극부(142)의 간격(1/2L)이 같게 형성된다.
방전침 상단(131a)은 제 1 전극부(141) 및 제 2 전극부(142)의 높이(h) 중간에 배치된다. 그래서 방전침 상단(131a)에서 전극부(141)(142) 상단 까지의 거리(1/2h)와 방전침 상단(131a)에서 전극부(141)(142) 하단 까지의 거리(1/2h)가 같게 형성된다.
제 3 전극부(145), 제 4 전극부(146)와 방전침(131)의 관계도 상술한 바와 같다.
코안다효과를 효과적으로 구현하기 위해, 로어프레임(114)의 상측면(114a)은 전극부(141)(142) 하단 보다 상측에 위치되고, 방전침(131)의 상단(131a) 보다 낮게 위치된다.
이를 통해 제 1 로어코안다면(116a) 및 제 2 로어코안다면(116d)의 상단이 방전영역(125)에 위치되기 때문에, 코안다 효과에 의해 안내된 공기의 방향성을 강화할 수 있다.
제 1 프레임(126) 및 제 2 프레임(127)에서 방전영역(125)을 형성하는 측면에 제 1 전극부(141), 제 2 전극부(142), 제 3 전극부(145) 및 제 4 전극부(146)가 배치될 수 있다.
제 1 프레임(126)의 하측에 제 1 어퍼코안다면(126a)이 형성되고, 제 2 프레임(127)의 하측에 제 2 어퍼코안다면(127a)이 형성된다.
제 1 어퍼코안다면(126a) 및 제 2 어퍼코안다면(127a)은 곡면으로 형성된다.
제 1 어퍼코안다면(126a)은 제 1 로어코안다면(116a)과 마주보게 배치되고, 제 2 로어코안다면(116d)은 제 2 어퍼코안다면(127a)과 마주보게 배치된다.
제 1 어퍼코안다면(126a)의 곡률반경이 제 1 로어코안다면(116a)의 곡률반경보다 작게 형성되고, 제 2 어퍼코안다면(127a)의 곡률반경이 제 2 로어코안다면(116b)의 곡률반경보다 작게 형성된다.
제 1 어퍼코안다면(126a)은 제 1 로어코안다면(116a)을 향해 볼록하게 형성되고, 제 2 어퍼코안다면(127a)은 제 2 로어코안다면(116b)을 향해 볼록하게 형성된다.
어퍼하우징(120)은 제 1 어퍼코안다면(126a)과 연속된 면을 형성하고, 방전영역(125)으로 돌출된 제 1 돌출가이드(128)와, 제 2 어퍼코안다면(127a)과 연속된 면을 형성하고, 방전영역(125)으로 돌출된 제 2 돌출가이드(129)를 더 포함할 수 있다.
제 1 돌출가이드(128)의 상단(128b) 및 제 2 돌출가이드(129)의 상단(129b)은 뾰족하게 형성되고, 제 1 돌출가이드(128)의 높이는 상측면(114a)과 같게 형성된다.
제 1 돌출가이드(128)의 외측면(128a)은 제 1 어퍼코안다면(126a)과 연속된 면을 형성하고, 제 2 돌출가이드(129)의 외측면(129a)은 제 2 어퍼코안다면(127a)과 연속된 면을 형성한다.
제 1 돌출가이드(128)의 외측면(128a) 및 제 2 돌출가이드(129)의 외측면(129a)을 통해 방전공간(125)으로 유동되는 공기의 코안다 효과를 강화시킬 수 있다.
또한, 본 실시예에서 제 1 어퍼코안다면(126a) 및 제 1 로어코안다면(116a) 사이의 간격은 하측으로 갈수록 길어지고, 제 2 어퍼코안다면(127a) 및 제 2 로어코안다면(116b)의 간격도 하측으로 갈수록 길어진다.
구체적으로 제 1 어퍼코안다면(126a)의 상단 및 제 1 로어코안다면(116a)의 상단 간격(S2) 보다 제 1 어퍼코안다면(126a)의 하단 및 제 1 로어코안다면(116a)의 하단 간격(S1)이 더 길게 형성된다.
S1 및 S2 사이의 간격을 코안다영역(C)으로 정의한다.
공기는 S2에서 S1으로 유동되고, S1으로 갈수록 면적이 좁아지기 때문에, 공기의 유속이 증가되며, 이를 통해 코안다효과를 강화할 수 있다.
또한, S1을 통과할 경우, 공간이 넓어지기 때문에, 공기의 유속이 저하되면서 압력이 저하될 수 있고, 이로 인해 살균을 위한 플라즈마 형성 시간을 충분히 확보할 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 일부 정단면도이다.
본 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈(100)은 로어하우징(110)으로 유입되는공기를 건조시킬 수 있는 히터(200)가 더 배치될 수 있다.
플라즈마 형성 시, 공기는 건조하고 온도가 높을 수록 플라즈마가 용이하게 형성될 수 있다. 상기 히터(200)는 방전영역(125)으로 유입되기 전에 공기를 가열하여 온도를 높이고 상대습도를 낮추어 플라즈마 방전을 효과적으로 구현할 수 있다.
본 실시예에서 히터(200)는 로어프레임(114)에 조립되고, 하측을 향하게 배치된다.
히터(200)의 외측면(201)은 반구형태일 수 있고, 히터(200)의 좌측단(200c)이 좌측면(114c)와 연속된 면을 제공하고, 우측단(200d)이 우측면(114d)과 연속된 면을 제공함으로써, 공기저항을 최소화할 수 있고, 로어프레임(114)의 외측면을 따라 유동되는 코안다 효과도 증대시킬 수 있다.
히터(200)의 상측면(200a)은 평면으로 형성되고, 로어프레임(114)의 하측면(114b)에 밀착된다.
히터(200)의 내부에 열선(210)이 배치되고, 인가된 전원을 제어하여 상기 열선(210)의 발열을 제어할 수 있다.
공기청정기의 미도시된 온도센서에서 실내공기의 온도 및 습도를 감지하고, 실내공기의 온도 및 습도에 따라 상기 히터(200)의 작동여부가 결정된다.
실내공기가 기준값보다 습한 경우, 상기 히터(200)를 작동시켜 흡입공기의 온도를 높이고 습도를 낮춰서 플라즈마 형성에 용이한 조건으로 공기를 전처리한다.
이하 나머지 구성은 상기 제 1 실시예와 유사하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
도 15는 본 발명의 제 3 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈의 일부 정단면도이다.
본 실시예에 따른 플라즈마 살균모듈은 로어프레임(114)의 하측면(114b')이 하측으로 볼록한 반구형태로 형성되고, 로어프레임(114)의 내부에 열선(220)이 배치되는 특징이 있다.
상기 열선(220)은 제 1 로어코안다면(116a), 하측면(114b') 및 제 2 로어코안다면(116d)을 따라 곡선으로 배치되고, 제 1 로어코안다면(116a), 하측면(114b') 및 제 2 로어코안다면(116d)과 등간격을 형성하는 것이 바람지하다.
상기 열선(220)은 인가된 전원에 의해 로어프레임(114) 전체를 가열함으로써, 공기와의 접촉면적을 증가시키고, 이를 통해 공기의 가열 속도 및 건조속도를 향상시킬 수 있다.
이하 나머지 구성은 상기 제 1 실시예와 유사하기 때문에 상세한 설명을 생략한다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 제조될 수 있으며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
100 : 플라즈마 살균모듈 110 : 로어하우징
111 : 로어공간 112 : 로어바디
114 : 로어프레임 115 : 전극홈
116a : 제 1 로어코안다면 116b : 제 2 로어코안다면
120 : 어퍼하우징 121 : 어퍼공간
122 : 어퍼바디 124 : 어퍼그리드
125 : 방전영역 126 : 제 1 프레임
126a : 제 1 어퍼코안다면 127 : 제 2 프레임
127a : 제 2 어퍼코안다면 128 : 제 1 돌출가이드
129 : 제 2 돌출가이드 130 : 방전전극
131 : 방전침 132 : 로어베이스전극
140 : 어퍼방전전극 141 : 제 1 전극부
142 : 제 2 전극부

Claims (5)

  1. 흡입구 측에 배치된 로어하우징; 및 토출구 측에 배치된 어퍼하우징;을 포함하고,
    상기 로어하우징은,
    상하방향으로 개구되어 공기가 유동될 수 있도록 내측에 로어공간이 형성된 로어바디; 상기 로어바디의 로어공간에 배치되고, 상측에 볼 때 복수개가 이격되어 배치된 로어프레임; 및 상기 로어프레임들에 배치된 로어방전전극;을 포함하고,
    상기 어퍼하우징은,
    상하방향으로 개구되어 공기가 유동될 수 있도록 내측에 어퍼공간이 형성된 어퍼바디; 상기 어퍼바디의 어퍼공간에 배치되고, 상측에 볼 때 격자형태로 배치되어 내부에 방전영역이 형성되는 어퍼그리드; 상기 어퍼그리드에 배치된 어퍼방전전극;을 포함하고,
    상기 어퍼방전전극은,
    상기 어퍼그리드를 따라 길게 연장되게 배치된 어퍼베이스전극; 및 상기 어퍼베이스전극과 전기적으로 연결되고, 상기 방전영역에 배치되고 서로 마주보게 배치된 제 1 전극부 및 제 2 전극부;를 포함하고,
    상기 로어방전전극은, 상기 로어프레임을 따라 길게 연장되어 배치된 로어베이스전극; 상기 로어베이스전극에서 상측으로 돌출된 방전침;을 포함하고,
    상기 로어프레임에 형성되고, 상기 방전침을 향하도록 코안다효과를 발생시키는 로어코안다면이 형성된 플라즈마 살균모듈.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 로어프레임은,
    상기 어퍼하우징을 향하게 배치된 상측면;
    상기 상측면과 대향되게 배치되고 바닥을 향하게 배치된 하측면;
    상기 상측면 및 하측면을 연결하고 좌측을 향하게 배치된 좌측면;
    상기 상측면 및 하측면을 연결하고 우측을 향하게 배치된 우측면;
    상기 상측면에서 하측면을 향해 오목하게 형성된 전극홈;을 포함하고,
    상기 로어코안다면은,
    상기 좌측면 중 적어도 일부에 형성된 제 1 로어코안다면; 및
    상기 우측면 중 적어도 일부에 형성된 제 2 로어코안다면;을 포함하는 플라즈마 살균모듈.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 로어베이스전극이 상기 전극홈에 배치되고,
    상기 제 1 로어코안다면 및 제 2 로어코안다면은 상기 전극홈을 향해 오목한 곡면으로 형성되고, 좌우 대칭으로 형성된 플라즈마 살균모듈.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 제 1 로어코안다면 및 제 2 로어코안다면이 상기 상측면과 연결되고,
    상기 상측면이 상기 제 1 전극부 및 제 2 전극부의 하단 보다 높게 배치된 플라즈마 살균모듈.
  5. 청구항 1 내지 청구항 4 중 어느 하나의 플라즈마 살균모듈이 설치된 공기청정기.
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