KR102501088B1

KR102501088B1 - 플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 공기 정화 장치

Info

Publication number: KR102501088B1
Application number: KR1020220134981A
Authority: KR
Inventors: 구기도
Original assignee: (주)아하
Priority date: 2021-08-02
Filing date: 2022-10-19
Publication date: 2023-02-17
Also published as: KR20230019804A; KR102500727B1; KR102460656B1; KR20230019805A

Abstract

본 발명은 플라즈마 방전 장치 및 이를 포함하는 공기 정화 장치기에 관한 것으로서, 보다 상세하는 플라즈마 방전 장치 및 이를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 플라즈마 모듈은
상하 개방된 전도성 통형 케이스;
소정 크기의 홀들이 천공된 판재부와, 상기 판재부의 비천공 영역에 고정된 니들형 전극을 가지며, 상기 통형 케이스와 절연된 제1 전극판; 및
소정 길이의 관형 셀들이 좌우로 수평하게 배치되어 셀형 판재를 이루며, 상기 니들형 전극들이 상기 관형셀에 삽입되도록 상기 통형 케이스 내부에 안착되고, 상기 통형 케이스에 통전되는 제2 전극판;을 포함한다.

Description

플라즈마 발생 장치 및 이를 이용한 공기 정화 장치{Plasma generating apparatusAir and Purification apparatus using thereof}

본 발명은 플라즈마 방전 장치 및 이를 포함하는 공기 정화 장치기에 관한 것으로서, 보다 상세하는 플라즈마 방전 장치 및 이를 이용한 공기 정화 장치에 관한 것이다.

플라즈마 방전에 의해 발생되는 다량의 활성종을 이용하여 공기 중 먼지나 세균을 처리하는 공기 정화장치가 개발되고 있다. 이러한 플라즈마 방전 장치는 방전과정에서 방전판에 먼지가 쌓이게 되어, 성능이 저하되는 문제가 발생된다. 따라서, 정기적인 청소가 필요하다.

하지만, 공기 청정기에 사용되는 플라즈마 방전 장치는 공기 청정기 내부에 고정되어 있어, 청소를 위해서는 본체의 분리가 필요하며 전문적인 관리자에 의한 유지관리 필요하게 된다. 따라서, 가정용 공기 청정기에 플라즈마 방전 장치를 사용하기가 쉽지 않다.

또한, 관리자가 유지할 경우에도, 플라즈마 반응기를 이루는 방전침과 방전판 사이는 일정한 거리 유지를 위해서 일체로 이루어져 있어서, 방전침과 방전판 사이의 좁은 틈새에 뭍은 먼지들을 닦아내기가 쉽지 않다는 문제가 있다. 세척의 편의를 위해서 물을 사용할 경우, 잔존하는 물기에 의한 누전의 위험이 상존한다.

이러한 관리의 어려움으로 인해 기존 플라즈마 방전 장치는 효율 증대를 위해서 복잡한 형상을 구현하기가 쉽지 않게 된다. 예를 들어, 대한민국 특허 공개 10-2020-0064670호 '플라즈마 살균 모듈 및 이를 구비하는 공기 청정기'에서는 스트리머 방전 장치의 구조를 개선하여 방전 효율을 높이고 및 오존 발생을 억제하는 방안을 제시하지만, 장치 구조의 복잡성이 더해질수록 유지 관리의 문제가 커지게 된다.

또한, 복잡한 장치 구조에도 불구하고, 유로의 중심부에서만 전계가 형성되므로 균일 전계의 구성에는 한계가 있으며, 한 공간에 모인 니들이 상호 작용하여 균일한 전계의 형성을 더욱 어렵게 한다.

또한, 처리 용량에 따라 유로의 직경과 유속이 달라지기 때문에, 균일한 전계를 형성하기 위해서 처리 용량별로 새로운 유로와 플라즈마 장치의 디자인이 필요하다는 문제가 있다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 과제는 유지 관리가 용이하도록 공기 청정기본체에서 쉽게 분리가능한 플라즈마 방전 장치를 제공하는 것이다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 본체에서 쉽게 분리가능하고, 분리 후 청소가 용이한 새로운 플라즈마 반응장치를 제공하는 것이다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 복잡한 구조를 가지면서도 유지 관리가 용이한 새로운 플라즈마 반응 장치를 제공하는 것이다.

본원 발명에서 해결하고자 하는 또 다른 과제는 공기의 통과가 용이하고, 균일한 전계 형성이 가능한 새로운 플라즈마 반응 장치를 제공하는 것이다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위해서, 본 발명은

상하 개방된 통형 케이스;

소정 크기의 홀들이 천공된 판재부와, 상기 판재부의 비천공 영역에 고정된 니들형 전극을 가지며, 상기 통형 케이스와 절연된 제1 전극판; 및

소정 길이의 관형 셀들이 좌우로 수평하게 배치되어 셀형 판재를 이루며, 상기 니들형 전극들이 상기 관형셀에 삽입되도록 상기 통형 케이스 내부에 안착되고, 상기 통형 케이스에 통전되는 제2 전극판;을 포함하는 본체 출납식 플라즈마 모듈을 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 플라즈마 모듈의 통형 케이스는 직육면체 형태의 본체에 슬라이딩 방식으로 출납될 수 있도록 사각통형 케이스일 수 있으며, 전도성의 금속 판재로 이루어질 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 통형 케이스는 출납 및 본체와의 절연 편의를 위해서 양측면의 상단, 하단 및/또는 그 사이에 플렌지 또는 돌출편을 가질 수 있으며, 바람직하게는 출납 방향의 양측면 상하단에 플렌지를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 통형 케이스는 본체 삽착시 본체의 접지단에 연결되는 접지단자와, 삽착시 본체의 고압단에 연결되는 고압단자를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 통형 케이스는 외면, 바람직하게는 전방 측면에 고압단자와 접지단자를 가질 수 있으며, 상기 고압단자는 통형케이스를 절연된 상태로 관통하여 통형 케이스와 절연된 제1 전극판에 통전될 수 있으며, 상기 접지단자는 통형케이스 외면에 접촉하여 통형 케이스의 내면에 접촉하는 제2 전극판과 통전될 수 있다,

본 발명에 있어서, 상기 출납식 플라즈마 모듈은 통형 케이스와 제1 전극판이 절연되도록 제1 전극판, 바람직하게는 제1 전극판의 전후단에 고정되는 제1 절연부재를 가질 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 절연부재는 제1 전극판에 결합하는 막대형 절연 몸체와, 절연 몸체의 말단에서 상하로 돌출된 절연 돌기를 가질 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 제1 절연 부재를 이루는 절연 돌기는 상부 절연 돌기와 하부 절연돌기로 이루어질 수 있으며, 상부 절연 돌기와 하부 절연 돌기의 두께 차이로 인한 단차가 형성될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 전극판은 판재부와 니들을 가지며, 판재부는 천공된 다수의 직사각형 홀들이 정렬된 직사각형 판재부와, 상기 판재부의 비천공 영역에 수직하게 고정된 니들형 전극으로 이루어질수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 직사각형 판재부는 통형 케이스의 내벽에 고정된 내벽 절연부재의 절연돌기의 하면에 나사 고정될 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 니들형 전극은 수직하는 수직 판재에 전후좌우 방향으로 4개의 니들이 수평 방향으로 돌출된 니들형 전극일 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 셀 내부에서 균일한 전계를 형성할 수 있도록 상기 니들형 전극은 제2 전극판의 관형 셀들의 중심부에 위치하도록 배치될 수 있으며, 보다 바람직하게는 상기 중심부에 위치한 니들형 전극은 니들 말단에서 상대극을 이루는 제2 전극판까지의 거리가 실질적으로 동일하게 구성된다.

본 발명의 바람직한 실시에 있어서, 상기 관형 셀들은 다각형, 바람직하게는 직사각형, 보다 바람직하게는 정사각형 셀일 수 있으며, 상기 니들은 관형 셀을 이루는 각각의 내벽당 하나씩 배치될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제1 전극판은 상기 내벽 절연부재에 고정된 상태에서 상기 통형 케이스의 일측 벽면을 관통하는 고전압 단자에 접촉되어, 고전압이 인가될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 제2 전극판은 셀형 판재로 이루어지며, 상기 셀형 판재는 소정 길이의 직사각관형 셀들이 좌우로 수평하게 배치된 형태일 수 있다. 상기 셀형 판재는 균일한 전계를 형성할 수 있도록 관형 셀의 모양과 크기는 동일할 수 있으며, 예를 들어, 동일한 크기의 직사각형, 보다 바람직하게는 정사각형 단면을 가지는 관형 셀들을 사용할 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 제2 전극판은 셀형 판재와, 상기 셀형 판재의 상단을 통형 케이스의 통전시키는 통전 부재와, 상기 셀형 판재를 상기 제1 전극판과 절연시키는 제2 절연부재를 포함할 수 있다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 통전부재는 셀형 판재의 상면 테두리와 통형 케이스의 상면을 접촉시키는 사각링형 통전부재일 수 있다.

본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 제2 절연 부재는 셀형 판재의 측면에 부착되어 셀형 판재의 측면이 사각통형 케이스의 내면에 접촉하는 것을 방지하는 측면 절연부와, 상기 측면 절연부에서 돌출되어 셀형 판재의 하면이 제1 전극판에 접촉하는 것을 방지하는 하면 절연부를 포함할 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 출납식 플라즈마 모듈은 출납하는 본체와의 절연을 위해 본체 절연부재를 더 포함할 수 있다. 상기 본체 절연 부재는 상기 통형 케이스가 고전압 단자 및 절연 단자를 제외하고는 본체와 접촉하는 것을 방지하기 위해서, 상기 통형 케이스의 외면에 부착될 수 있으며, 바람직하게는 통형케이스의 상면, 하면, 또는 측면에 부착될 수 있으며, 바람직하게는 통형 케이스의 상하단 측면에 형성된 플렌지의 상면 및 하면에 부착되는 플라스틱 부재일 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 출납식 플라즈막 모듈은 본체 절연부재에 의해서 공기 청정기 본체와 절연되며, 고압단 및 접지단을 통해서만 전원이 인가될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 출납식 플라즈마 모듈은 스트리머 방전에 의한 플라즈마 발생장치일 수 있다.

본 발명은 일 측면에서,

상하 개방된 통형 케이스;

소정 길이의 관형 셀들이 좌우로 수평하게 배치되어 셀형 판재를 이루며, 상기 니들형 전극들이 상기 관형셀에 삽입되도록 상기 통형 케이스 내부에 안착되고, 상기 통형 케이스에 통전되는 제2 전극판;를 포함하는 출납식 플라즈마 모듈이 출납식으로 공기 청정기 본체에 내장된 공기 청정 장치를 제공한다.

본 발명에 있어서, 상기 출납식 플라즈마 모듈은 공기 청정기 본체 유로에 수직하게 출납되며, 본체의 측면에 형성된 출납용 개구를 통해서 플라즈마 모듈 수용홈에 안착될 수 있다.

본 발명의 실시에 있어서, 상기 출납식 플라즈마 모듈이 안착되는 공기 청정기 본체는 하단에 공기 유입구를 가지며, 상단에 공기배출구를 가지며, 내부에 공기가 상승하는 유로가 형성되고, 일 측면에는 플라즈마 모듈이 출납하는 출납용 개구를 가지며, 내부에는 모듈 수용홈을 가질 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 플라즈마 모듈은 슬라이딩 방식으로 본체로부터 출납될 수 있다.

본 발명에 있어서, 상기 공기 청정기의 본체의 유로에는 프리필터와; 선형 방전 전극을 포함하는 방전부와, 및 상기 방전부에서 대전된 먼지를 집진하는 집진부를 포함하는 집진 장치와; 상기 몸체부에 관로에 설치된 플라즈마 모듈 및/또는 집진 장치에서 발생되는 오존을 제거하는 오존 제거 장치와; 팬을 더 포함할 수 있다.

본 발명은 일 측면에 있어서,

상하 개방된 통형 케이스;

소정 길이의 관형 셀들이 좌우로 수평하게 배치되어 셀형 판재를 이루며, 상기 니들형 전극들이 상기 관형셀에 삽입되도록 상기 통형 케이스 내부에 안착되고, 상기 통형 케이스에 통전되는 제2 전극판;를 포함하는 출납식 플라즈마 모듈이 출납식으로 공기 청정기 본체에 내장된 다수의 공기 청정 장치들을 포함하는 대용량 공기처리장치를 제공한다.

본 발명에 따른 본체 출납식 플라즈마 모듈은 셀들에 니들이 분할 배치되어 있으며, 니들간 간섭이 줄어들어 균일한 전계의 형성이 가능하여, 처리효율을 높일 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 본체 출납식 플라즈마 모듈은 니들이 셀 내벽의 거리가 일정하도록 셀들이 중심부에 니들이 배치되어 있어,

또한, 본 발명에 따른 본체 출납식 플라즈마 모듈은 복잡한 내부 구조를 가지면서도 본체로부터 분리가 용이하고, 분리된 플라즈마 모듈로부터 제1 전극판과 제2 전극판을 분리한 후, 이를 각각 세척할 수 있어, 사용자에 의한 자가 관리가 용이하다.

도 1은 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈의 사시도를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈의 하부 사시도를 보여주는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈에서 외부 절연부재를 제거하고 사각통형 케이스를 분리한 상태를 보여주는 도면으로, 도 1과는 반대 방향에서 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈의 제1 전극판의 보여주는 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈의 제2 전극판의 보여주는 사시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈의 결합 관게를 보여주는 소면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 외관을 보여주는 전면 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 배면을 보여주는 도면이다.
도 9는 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 전면 방향의 분해사시도를 보여주는 도면이다.
도 10은 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 배면 방향의 분해 사시도를 보여주는 도면이다.

이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 예시하기 위한 것이며, 본 발명을 한정하기 위한 것은 아니다.

도 1은 출납식 플라즈마 모듈 방전장치(10)의 상부 사시도가 개시되고, 도 2는 출납식 플라즈마 모듈 방전장치(10)의 하부 사시도가 개시된다. 본 발명의 실시예에서, '전측면'은 출납시 들어가는 방향의 전방 측면을 의미하며, '후측면'은 출납시 나오는 방향의 후방 측면을 의미하며, '양측면'은 출납 방향과 평행한 양쪽 측면을 의미한다. 상부는 공기가 토출되는 방향을 의미하며, 하부는 공기가 유입되는 방향을 의미한다.

도 1 내지 도 2에서 도시된 바와 같이, 상기 출납식 플라즈마 모듈 방전 장치(10)는 상하 개방된 전도성 금속 판재로 이루어진 외함을 이루는 사각통형 케이스(100)와;

상기 사각통형 케이스(100)와 절연되어 사각통형 케이스(100)의 내부 하단에 고정되며, 다수의 사각형(211)홀들이 천공된 하부판재부(210)와, 상기 하부 판재부(210)의 비천공 영역에 수직하게 고정된 니들형 전극(220)과, 상기 하부 판재부(210)에 결합되어 상기 제1 전극판(100)을 사각통형 케이스(100)와 절연시키는 제1 절연 부재(230)를 포함하는 제1 전극판(200)과; 및

정사각형 단면을 가지는 소정 높이의 셀들로 이루어진 셀형 판재(310)와, 상기 셀형 판재(310)에 결합되어 상기 셀형 판재(310)을 사각통형 케이스(100)에 통전시키는 통전 부재(320)과, 상기 셀형 판재(310)에 결합되어 상기 셀형 판재(310)를 상기 제1 전극판(200)과 절연시키는 제2 절연 부재(330)를 포함하는 제2 전극판(300)을 포함하고, 상기 제1 전극판(200)의 상기 니들형 전극(220)들이 관형 셀들의 내부로 삽입되도록 사각통형 케이스(100)의 내부 상단에 고정되고, 상기 사각통형 케이스(100)과 통전되는 제2 전극판(300)을 가진다.

도 3 및 도 4에서 도시된 바와 같이, 상기 사각통형 케이스(100)는 전면 판재(110)와 후면 판재(120)와 양측 판재(130)의 결합으로 이루어지며, 전면 판재(110)에는 단자판(140)이 결합된다.

상기 전면 판재(110)에는 직사각형 형태의 전면홀(111)이 형성되며, 상기 전면홀(111)은 단자판(140)에 의해서 커버된다. 또한, 상기 전면 판재(110)에는 제1 절연 부재(230)를 지지하도록 내측으로 돌출된 제1 지지편(112)가 형성된다. 상기 제1 지지편(112)는 전면 판재의 일부를 ∩자 형태로 절개한 후 이를 내측으로 절곡하여 형성된다.

상기 사각통형 케이스(100)를 이루는 4개의 측면 판재들 중 출납 방향에 평행한 양측 판재(110)의 상하단에는 출납의 편의를 위해서 상단 및 하단에 출납 방향을 따라서 연장된 플렌지(111)들이 형성된다.

상기 후면 판재(120)는 제1 절연 부재(230)를 지지하도록 내측으로 절곡된 걸림판(121)이 형성된다.

상기 양측 판재(130)의 전방 및 후방의 하단에는 제2 절연부재(330)의 지지를 위한 제2 지지편(132)를 가지며, 상기 제2 지지편(132)은 양측 판재를 ∩자 형태로 절개한 후 이를 내측으로 절곡하여 형성된다. 상기 상기 양측 판재(110)의 전방 및 후방의 상단에는 제2 절연부재(330)의 상부 측면을 노출시키기 위한 양측 판재 절개부(133)가 형성된다.

상기 전면 판재(110)의 전면에는 플라스틱으로 이루어진 단자판(140)이 상기 전면홀(111)을 가리도록 부착된다. 상기 단자판(140)에는 직사각형 형태의 금속판으로 이루어진 접지단자(141)와 고압단자(142)가 형성된다.

상기 접지단자(141)는 본체 삽착시 본체의 접지단에 연결되는 접지편(141')과 상기 접지편(141')에서 연장되어 단자판(140)을 관통하여 사각통형 케이스(100)의 전면 판재(110)에 접촉하는 접지 연장편(141")으로 이루어진다.

상기 고압 단자(142)는 본체 삽착시 본체의 고압단에 연결되는 고압편(142')과 상기 고압편에서 절곡된 후 연장되어 상기 단자판(140) 및 전면홀(111)을 통과하여 상기 제1 전극판(200)에 접촉하는 고압 연장편(142")으로 이루어진다.

상기 사각통형 케이스(100)의 상하 모서리에는 본체와 절연시키기 위해 부착된 모서리 절연부재(150)을 포함한다. 상기 모서리 절연 부재(150)는 비전도성 플라스틱으로 이루어지며, 'ㄱ'자 측단면을 가진다.

도 5 및 도 6에서 도시된 바와 같이, 제1 전극판(200)은 다수의 직사각형 하부홀(211)들이 천공된 하부판재부(210)와, 상기 하부 판재부(210)의 비천공 영역(212)에 수직하게 고정된 니들형 전극(220)과, 제1 전극판(200)의 전후단을 사각통형 케이스(100)의 내면과 절연시키기 위한 다수의 제1 절연부재(230)로 이루어진다.

상기 하부 판재부(210)의 비천공 영역(212)에는 니들형 전극(220)을 고정하기 위한 니들형 전극 고정홀(221)들이 소정 간격으로 정렬되게 천공된다. 상기 니들 고정홀(221)들은 제2 전극판의 셀 위치에 따라 변경될 수 있으며, 셀들의 중심부에 위치하도록 배치된다.

상기 하부 판재부(210)에 고정되는 니들형 전극(220)은 상기 니들형 전극 고정홀(221)에 고정되는 니들 수평판(222)과 니들 수평판(222)에서 수직하게 연장되는 니들 수직판(223)과, 상기 니들 수직판(223)의 상부에 전후 좌우 방향으로 형성된 4개의 삼각 니들(224)로 이루어지며, 4개의 삼각 니들(224)은 각 니들의 끝단이 셀형 판재(210)를 이루는 관형 셀들의 4 벽면에 하나씩 대향하도록 배치된다.

상기 니들형 전극(220)은 셀마다 방전이 일어나도록 제2 전극판(300)의 셀의 수에 상응하는 숫자로 설치될 수 있으며, 방전이 필요없는 영역, 예를 들어, 공기의 흐름이 적은 테두리 부분에는 설치되지 않을 수 있다.

상기 하부 판재부(210)의 전후단에 설치되는 제1 절연 부재(230)는 제1 전극판(200)과 제2 전극판(300)의 절연을 위해서, 하부 판재부(220)의 상면에 결합되어, 그 상면에 제2 전극판(300)의 셀형 판재(310)이 안착되는 소정 두께의 막대형 절연 몸체(231)를 가지며, 제1 전극판과 사각통형 케이스(100)의 절연을 위해서 상기 막대형 절연 몸체(231)의 말단에서 수직하게 하부로 돌출되는 하부 절연돌기(232)와 상부로 돌출되는 상부 절연돌기(233)가 형성된다. 상기 하부 절연돌기(232)와 상부 절연 돌기(233) 사이에는 단턱(224)가 형성된다.

상기 제1 전극판(200)은 상기 하부 판재부(210)의 전단에 설치된 제1 절연부재(230')가 상기 단턱(234)이 제1 지지편(112)에 걸려서 지지되고, 상기 하부 판재부(210)의 후단에 설치된 제1 절연 부재(230")가 상기 하부 절연돌기(232)의 하단이 후면 판재(120)의 걸림편(121)에 지지되어, 사각통형 케이스(100)와 절연된 상태로 고정된다.

상기 제1 전극판(200)은 하부 판재부(200)의 전단의 하면 중심부가 고압 연장편(142")에 안착되어 고압단자(142)를 통해 본체의 고압단에 통전된다.

도 7에서 도시된 바와 같이, 제2 전극판(300)은 셀형 판재(310)와, 상기 셀형 판재(310)의 상부 테두리를 커버하는 상부 통전 부재(320)와, 상기 셀형 판재(310)의 좌우측에 부착되는 제2 절연 부재(330)로 이루어진다.

상기 셀형 판재(310)는 동일한 크기의 정사각형 단면의 관형 셀들이 전후 좌우 방향으로 반복 배열된 격자형 정사각형 또는 직사각형 판재이며, 상하 개방된 상태이다.

상기 상부 통전 부재(320)은 외경이 셀형 판재(310)보다 크고 내경이 셀형 판재보다 4각 링형태를 이루며, 셀형 판재(310)의 측면에 부착된 제2 절연부재(330)의 상면에 나사 고정된다. 상기 상부 통전 부재(320)는 사각통형 케이스(100)의 상면에 접촉하여, 제2 전극판(300)을 사각통형 케이스(100)와 통전시키며, 사각통형 케이스(100)의 전면에 부착된 접지단자를 통해서 본체에 접지된다.

상기 제2 절연 부재(330)은 셀형 판재의 측면(311)에 부착되어 셀형 판재의 측면(311)이 사각통형 케이스(100)의 내면에 접촉하는 것을 방지하는 측면 절연부(331)와, 상기 측면 절연부(331)에서 돌출되어 셀형 판재의 하면(312)이 제1 전극판(200)에 접촉하는 것을 방지하는 하면 절연부(332)와, 상기 측면 절연부(331)에서 하부로 연장되어 사각 통형 케이스(100)의 제2 지지편(132)에 안착되는 다리부(333)으로 이루어진다.

도 8 및 도 9에서 도시된 바와 같이, 제1 전극판(200)은 제1 절연 부재(230) 및 제2 절연 부재(330)에 의해서 제2 전극판(300)과 절연된다. 제1 절연 부재(230)는 제1 전극판(200)의 전단 및 후단에 결합되고, 제1 절연 부재(230)의 막대형 절연 몸체(231)가 제1 전극판(200)과 제2 전극판(300) 사이에 샌드위치되며, 제2 절연 부재(330)는 제2 전극판(300)의 양측에 결합되고, 제2 절연 부재(330)의 하면 절연부(332)가 제1 전극판(200)과 제2 전극판(300) 사이에 샌드위치 되어 절연된다.

도 10 및 도 11에서 도시된 바와 같이, 제1 전극판과(200)과 제2 전극판(300)은 니들형 전극(220)이 셀형 판재(310)의 관형 셀사이로 삽입되고, 절연 부재들에 의해서 절연된 상태로 소정 간격 이격되어 결합된다. 관형 셀(301)의 내부에 균일하게 전계(303)가 형성되도록, 니들형 전극(220)의 상부에 형성된 4개의 삼각 니들(224)의 끝단과 관형 셀(301)의 벽면까지의 거리가 실질적으로 동일하도록 배치된다.

니들형 전극(220)과 셀형 판재(310)에 전압이 인가되면, 관형 셀(301)의 전후 좌후 방향으로 전계가 형성되며, 하부 판재부(210)에 형성된 하부홀(211)을 통해서 공기가 유입되는 공기가 균일하게 생성된 전계(303)에 의해서 처리되고, 처리된 공기는 관형 셀(301)의 상부로 배출된다.

도 12 내지 도 13에서 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 출납식 플라즈마 모듈 방전 장치(10)를 포함하는 공기 정화 모듈(1000)은 직육면체 형태의 몸체를 가지는 단위 몸체부(1100)를 가지며, 상기 단위 몸체부의 상면에는 공기 유출구(1101)가 형성되고, 하면에는 공기 유입구(1102)이 형성되며, 일 측면에는 개폐가능한 개폐문(1103)이 형성된다.

상기 단위 몸체부(1100)의 내부에는 출납식 플라즈마 모듈 방전 장치(10)가 수평하게 설치된다. 상기 출납식 플라즈마 모듈 방전 장치(10)의 하부에는 소정 간격 이격하여 프리필터(20)가 설치되고, 상기 출납식 플라즈마 모듈 방전 장치(10)의 상부에는 소정 간격 이격하여, 집진장치(30)와, 오존을 흡수 및 제거하는 오존 제거용 촉매장치(40)와, 오존제거용 광조사장치(50)와, 공기팬(60)이 차례로 설치된다. 상부 단위 몸체부(1100)의 하부에는 바닥면과의 이격을 위한 4개의 짧은 바침용 다리(1103)이 부착된다. 단위 몸체부(1100)에 내장된 프리필터(20)와 출납식 플라즈마 모듈 방전 장치(10)와, 집진장치(30)와, 오존을 흡수 및 제거하는 오존 제거용 촉매장치(40)와, 오존제거용 광조사장치(50)는 슬라이딩 방식으로 출납되는 교체 가능한 장치를 사용한다.

상기 단위 몸체부(1100)에서는 플라즈마 모듈 방전 장치(10)는 스트리머 방전장치이며, 스트리머 방전시 발생하는 고에너지 전자의 흐름이 공기 중에 포함되는 바이러스와 같은 유해물질들을 타격하여 불활성화시키고, 또한, 스트리머 방전에 의해서 발생되는 라디칼을 포함하는 활성종이 바이러스와 반응하여 바이러스를 불활성화시킨다.

플라즈마 모듈 방전 장치(10)는 관형 셀타입으로 이루어지며, 단위 셀의 벽면마다 니들이 대향하도록 배치되고, 유로 전체에 균일한 전계의 형성이 가능하고, 또한, 관형 셀 내부에서도 균일한 전계의 형성이 가능하며, 바이러스와 같은 유해종이 효과적으로 불활성화된다.

상기 프리필터(20)는 상기 공기 팬(60)에 의해서 유입되는 먼지나 분진을 일차 걸러주게 되며, 바이러스나 미세먼지와 같은 미세입자들은 통과시키는 크기의 메쉬형 필터로 이루어진다.

플라즈마 모듈 방전 장치(10)에서 비활성화된 바이러스와 같은 유해 물질들은 공기 팬(60)에 의해서 상부에 위치한 집진 장치(30)으로 이동한다. 상기 집진 장치(30)은 비활성화된 바이러스나 미세먼지를 이온화시키는 방전부와 상기 방전부에서 이온화된 비활성화된 바이러스나 미세먼지를 집진하는 다수의 집진판들로 이루어진 집진부를 포함한다. 상기 방전부의 방전은 일반적인 코로나 방전을 사용할 수 있으며, 방전 전극은 스테인레스 나노 금속선들이 꼬아진 얀(yan)형 금속선들이 소정간격으로 배치된 선형 방전전극을 사용하는 것이 효과적이다.

오존 제거용 촉매 장치(40)는 플라즈마 모듈 방전 장치(10) 및/또는 집진 장치(30)의 방전부에서 발생하는 오존을 처리하는 것으로서, 촉매 입자들이 충진된 관형셀들이 좌우로 연접하여 수평 판재를 이루는 촉매 판재이며, 상기 촉매 판재의 관형 셀들은 하니콤 형태의 관형셀일 수 있으며, 하면 및 상면에는 촉매 이탈 및 공기 투과가 가능하도록 망사가 부착된 것을 사용한다.

오존 제거용 광조사 장치(50)은 기체에 UV를 조사할 수 있는 장치이며, 상기 UV는 LED에 의해서 조사되며, 일 예로 UV LED 칩들이 정렬된 판재를 부착한 것이다.

상기 공기 팬(60)은 회전 날개가 있는 일반적인 회전팬을 사용한다.

도 14에서 도시한 바와 같이, 복수의 공기 정화 모듈(1000)을 하나의 외장 케이스(2000)에 장착하여 대용량의 대형 공기 정화 장치를 구현할 수 있다. 상기 외장 케이스(2000)는 다수의 공기 정화 모듈(1000)을 수용할 수 있는 내부 공간과 공기 정화 모듈(1000)로 공기를 보내기 위한 하부 유입구(2100)과 상부 유출구(2200)을 가진다.

10: 공기 정화 장치
100: 사각통형 케이스
110: 전면 판재
120: 후면 판재
130: 양측 판재
140: 단자판
141: 접지단자
142: 고압단자
200: 제1 전극판
210: 하부 판재부
220: 니들형 전극
230: 제1 절연부재
300: 제2 전극판
310: 셀형 판재
320: 통전 부재
330: 제2 절연부재

Claims

상하 개방된 직육면체 형태의 사각통형 케이스, 소정 크기의 홀들이 천공된 판재부와, 상기 판재부의 비천공 영역에 고정된 니들형 전극을 가지며, 상기 사각통형 케이스와 절연된 제1 전극판, 및 소정 길이의 관형 셀들이 좌우로 수평하게 배치되어 셀형 판재를 이루며, 상기 니들형 전극들이 상기 관형 셀에 삽입되도록 상기 사각통형 케이스 내부에 안착되고, 상기 사각통형 케이스와 통전되는 제2 전극판을 포함하고, 여기서, 상기 관형 셀들은 다각형 관형 셀이며, 상기 니들형 전극은 다각형 관형 셀의 각 벽면을 향하는 복수의 니들을 가지며, 그리고 상기 제1 전극판과 상기 제2 전극판 사이에 플라즈마를 발생시키는 방전이 일어나며, 그리고 상기 플라즈마에 의해 비활성화된 바이러스를 통과시키는 플라즈마 모듈과;
방전 전극을 포함하는 방전부와 및 상기 방전부에서 대전된 비활성화된 바이러스와 먼지를 집진하는 집진부를 포함하는 집진 장치와; 및
플라즈마 모듈 및/또는 집진 장치에서 발생되는 오존을 제거하는 오존 제거 장치를 포함하고
여기서, 상기 플라즈마 모듈, 집진 장치, 및 오존 제거장치가 공기 유입구와 공기 유출구를 가지는 몸체부의 내부 유로에 설치된 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.
제1항에 있어서,
프리필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.
제1항에 있어서,
공기팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화장치.
삭제
제1항에 있어서,
상기 복수의 니들과 다각형 관형 셀의 각 벽면까지의 거리가 실질적으로 서로 동일한 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 사각 통형 케이스는 플라즈마 모듈이 삽입되는 공기 청정기의 접지단에 연결되는 접지단자와, 고압단에 연결되는 고압단자를 가지는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 모듈은 스트리머 방전에 의한 플라즈마 발생장치인 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.
삭제
제1항에 있어서, 상기 몸체부는 일측에 개폐 가능한 개폐문을 가지는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.
제1항에 있어서,
상기 플라즈마 모듈은 상기 몸체부에 슬라이딩 방식으로 출납되는 것을 특징으로 하는 공기 살균 및 정화 장치.