KR19980018078A - 공기로 운반되는 병원균 및 화학독소 파괴를 위한 휴대용 코로나 방전장치 - Google Patents

Abstract

소형 공기 정화기는 신규한 음의 8000볼트 DC 전원에 연결된 바늘형 이미터 포인트 주변에 코로나 방전을 한다. 전원은 9볼트 배터리로부터 작동하고 고전압 스파이크를 출력하는 단일한 변환기와 인버터 출력으로 작동하는 전압 배율기를 가진 승압 전압 인버터를 포함한다. 사인 곡선으로 변하는 전압보다 약 200㎐의 고전압 스파이크 발생은 전류 소모를 크게 감소시킨다. 바늘형 이미터 포인트는 접지 전위에 유지된 80%개방 메쉬 금속 그리드로부터 약 1/4인치에 위치된다. 이미터 포인트에서의 코로나 방전은 공기를 이온화시켜서 병원균, 약품 및 알레르기 유발물질을 포함한 다양한 종류의 공기로 운반되는 오염물을 무독화 및 파괴시키기 위해서 직접적인 전자충격 분해물과 조합되는 오존과 질소산화물을 형성시킨다. 그리드는 음으로 이온화된 공기분자를 끌어당김으로써 장치 밖으로 정제된 공기가 흐르게 하고 이온화된 입자의 전기침전을 위한 표면을 제공한다. 또 다른 구체예는 병원균 및 오염물 제거 필터를 통해서 실내 공기를 빨아드리기 위해 소형 무브러시 DC 팬을 사용한다. 여과된 공기는 추가 정제를 위해 코로나 방전에 노출되고 이미터 포인트와 그리드에 의해 장치 밖으로 가속된다.

Description

공기로 운반되는 병원균 및 화학독소 파괴를 위한 휴대용 코로나 방전장치

본 발명은 전자식 공기 정화 분야, 특히 개개인의 얼굴 주위에 있는 공기를 무독화시키고 순환시키기 위해 코로나 방전을 일으키는 소형장치에 관계한다.

본 발명은 1995년 2월 6일 출원되어 미국특허 제 5,484,472 호로 등록된 발명이 명칭이 소형 공기 정화기인 본 발명자의 발명에 대한 개량 발명이다. 이 특허는 우리의 환경에 점점 많이 존재하는 다양한 독소 및 자극제의 흡입을 방지하기 위해서 착용자의 얼굴쪽으로 이온화된 공기를 인도하는 착용 가능한 소형장치를 발표한다. 오염된 공기를 개선하는 문제에 대한 여러 방법을 위해 독자는 참고문헌으로 포함된 것을 참조하시오.

공기오염 문제는 아무리 강조해도 지나치지 않다. 8천만명 정도의 미국인이 매년 조기사망 숫자를 증가시키는 공기 오염으로부터 고통받고 있다. 로스앤젤레스와 같이 특히 오염된 지역에서 자라는 어린이는 조기에 손상된 폐를 가지는 것으로 보고되었다. 문제는 환경제어가 미국에서 보다 엄격하지 못한 3세계의 대도시에서 훨씬 더 심각하다. 증가된 정부 규제가 이 위험에 대한 해결책을 부과하지만 그동안에도 개개인은 영향을 받는다. 개개인은 다양한 가정 공기정화장치를 설치할 수 있지만 이것은 집에서 멀리 여행해야할 때 좋지 않다.

본 발명자는 이점에 하나의 대안으로서 휴대용 공기 정화기를 제공했다. 이 초기의 소형 공기 정화기는 사람의 의복에 착용하거나 목 주위의 조직상에 착용할 수 있는 작은 크기를 특징으로 한다. 그러나 2개의 유도자를 포함하여 꽤 복잡한 전자회로 보오드를 포함시킬 필요성은 적어도 2½*4*1인치의 크기를 가지며 적어도 7온스의 무게가 나가는 장치를 결과로서 가져왔다. 이 장치의 회로는 배터리 수명을 크게 제한하는 상당한 전류를 필요로 한다. 대체로, 이 장치는 새로운 알카리 배터리를 사용할 때 약 10 내지 15 시간동안 작동한다.

이전의 공기 정화기에서 공기 정화의 주경로는 오존 및 코로나 방전에 의한 오염물의 화학적 파괴와 음이온 충전의 결과로서 입자의 정전기적 침전이었다. 공기 흐름의 주원천은 음으로 이온화된 공기 분자의 가속으로 인한 접지된 금속 그리드로의 대량 공기 흐름이었다.

오존은 호흡계를 자극할 수 있기 때문에 방출된 오존의 양을 제한하면서 더욱 광범위한 화학 오염물을 파괴시키는 더욱 효과적인 코로나 방전을 제공하는 것이 바람직하다. 최소한의 오존 방출과 더욱 양호한 오염물 제거 및 더욱 길어진 베터리 수명을 위해 코로나 방전을 일으키는데 매우 효과적인 소형 공기 정화기의 필요성이 크다.

전형적인 9볼트 알카리 배터리로 적어도 20시간 작동할 수 있으며, 장치의 단가, 크기 및 중량을 감소시키고 라디오 주파수 간섭의 발생을 감소시키기 위해서 단지 단일한 유도소자만을 사용하는 단순화된 회로를 가진 소형 공기 정화기를 제공하며;

오존 방출을 최소로 하면서 병원균 박멸, 화학 오염물의 무독화 및 알레르기 유발물질의 중화를 최대화하기 위해서 코로나 방전 정화를 최적화하며;

코로나 방전에 앞서 오염물 및 병원균 필터를 수단으로 공기를 사전 정화하는 또 다른 구체예를 포함하는 소형 휴대용 공기 정화기를 제공하는 것이 본 발명의 목적이다.

이들 목적은 신규한 음의 8000볼트 DC 전원에 연결된 바늘형 이미터 포인트 주변에 코로나 방전을 하는 소형 공기 정화기에 의해 달성된다. 전원은 9볼트 배터리로부터 작동하고 고전압 스파이크를 출력하는 단일한 변환기와 인버터 출력으로 작동하는 전압 배율기를 가진 승압 전압 인버터를 포함한다. 사인곡선으로 변하는 전압보다 약 200㎐의 고전압 스파이크 발생은 전류 소모를 크게 감소시킨다. 바늘형 이미터 포인트는 접지 전위에 유지된 80%개방 메쉬 금속 그리드로부터 약 1/4인치에 위치된다. 이미터 포인트에서의 코로나 방전은 공기를 이온화시켜서 병원균, 약품 및 알레르기 유발물질을 포함한 다양한 종류의 공기로 운반되는 오염물을 무독화 및 파괴시키기 위해서 직접적인 전자충격 분해물과 조합되는 오존과 질소산화물을 형성시킨다. 그리드는 음으로 이온화된 공기분자를 끌어당김으로써 장치 밖으로 정제된 공기가 흐르게 하고 이온화된 입자의 전기 침전을 위한 표면을 제공한다. 또 다른 구체예는 병원균 및 오염물 제거 필터를 통해서 실내 공기를 빨아드리기 위해 소형 무브러시 DC 팬을 사용한다. 여과된 공기는 추가 정제를 위해 코로나 방전에 노출되고 이미터 포인트와 그리드에 의해 장치 밖으로 가속된다.

도 1 은 본 발명의 사시도이다.

도 2 는 팬이 있는 도 1 장치의 또 다른 구체예를 보여준다.

도 3 은 도 2 장치의 작동을 나타내는 다이아그램이다.

도 4 는 본 발명 전자 회로의 다이아그램이다.

도 5 는 공기 흐름을 보여주는 도 2 구체예의 절취도이다.

도 6 은 도 4 의 회로에 의해 발생된 전압 스파이크의 다이아그램이다.

도 7 은 본 발명에 의해 공기로 운반된 박테리아의 파괴를 보여주는 그래프이다.

*도면의 상세한 설명*

10, 10' ... 공기 정화기12 ... 공기 통풍구

14 ... 필터15 ... 팬

16 ... 후크18 ... 온/오프 스위치

19 ... 커넥터22 ... 전지

23 ... 구멍24 ... 그리드

26 ... 이미터 포인트32 ... 고전압 회로 모듈

33 ... 페라이트 변환기35 ... 일차코일

36 ... 트랜지스터37 ... 이차코일

38 ... 배율기42 ... 게이트

44 ... 탭52 ... 발진기

54,58,59,60 ... 커패시터 56 ... 램프

다음 기술은 당해분야 숙련자가 본 발명을 사용 및 제조할 수 있게 하여 본 발명자에 의해 고려된 최상의 모드를 보여준다. 그러나 향상된 효율 및 축소된 크기를 가진 소형 공기 정화기를 제공하기 위해서 본 발명의 원리가 여기에 구체적으로 한정되므로 당해 분야 숙련자에게는 다양한 변형이 가능하다.

도 1 은 내부 구성을 보여주기 위해서 절취된 본 발명 공기 정화기(10)의 한 구체예의 사시도이다. 장치의 크기를 나타내기 위해서 종래의 휴대용 무선 호출기의 윤곽(25) 옆에 도 1 이 도시된다. 이것은 본 발명자의 이전 발명이나 본 발명자가 인식하는 다른 휴대용 공기 정화기보다 상당히 적은 패키지를 나타낸다. 이 장치는 일반적으로 온/오프 스위치(18)와 AC 배터리 어댑터용 커넥터(19)를 가지며 직사각형이다. 장치(10)의 소형 일렉트로닉스는 어댑터가 연결되지 않을 경우 종래의 9볼트 알카리 배터리에 의해 전력을 받는다.

장치(10)의 상부 단부에 정화된 공기가 빠져나가는 금속 그리드(24)로 덮힌 구멍(23)이 있다. 금속성 바늘형 이미터 포인트(26)는 고전압 회로 모듈(32)상에 장착되며 그리드(24) 아래로 약 1/4인치에 위치된다. 사용시 이미터 포인트(26) 근처의 공기는 고전압 회로 모듈(32)에 의해 공급된 고전압 (약8㎸)에 의해 생긴 코로나 방전에 의해 이온화된다. 본 발명자의 이전 공기 정화기를 포함한 공지 장치도 일반적으로 고전압(즉, 15㎸이상)을 사용하지만 더 낮은 전압, 즉 10㎸미만의 전압이 생성되는 오존농도를 크게 낮추면서 격렬한 코로나 방전과 대량 공기 흐름을 생성한다는 것이 본 발명의 개발시 예기치 않게 발견되었다. 게다가, 당해분야의 통상의 기술을 가진자는 양 또는 음의 고전압이 코로나 방전을 생성하는데 사용될 수 있음을 인식할 것이다. 하기의 전자회로는 양 또는 음의 고전압을 생성하도록 구축된다. 이 장치는 양 또는 음의 코로나 방전으로 적절하게 작동한다.

금속 그리드(24)는 80% 개방영역을 갖게 니켈도금되며 코로나 방전으로 생성된 이온이 그리드(24) 쪽으로 가속되도록 이미터 포인트(26)에 대한 대지 전위에 유지된다. 이것은 그리드(24)에 있는 구멍을 통해 정화된 공기를 밖으로 몰아내는(큰 화살표) 대량 공기흐름을 가져온다(즉, 이온화된 분자는 응집력을 수단으로 수많은 이온화되지 않는 분자를 잡아당긴다). 정화된 공기가 빠져나와 착용자의 얼굴쪽으로 배출될 때 실내공기(점선 화살표)가 구멍(23)의 측면에 유입된다. 동시에 코로나 방전은 이온화에너지와 오존을 제공하여 전자(플라즈마)충격 분해를 통해 오염물이나 병원균을 화학적으로 파괴한다. 더 적은 오존을 생성하도록 과정을 조절함으로써 오존을 평균 오염물 양에 맞게 균형을 맞추는 것이 가능하다. 대다수의 오존은 공기가 정화기(10)를 빠져나가기 전에 오염물과 반응하여 소모된다. 이 파괴과정동안 생성된 입자성 물질은 통상 전하를 띠어서 금속 그리드 쪽으로 가속되어 금속 그리드(24)상에 침전한다.

도 2 는 공기 정화기(10')의 또 다른 구체예의 사시도이다. 이 장치는 도 1 의 장치와 동일한 크기이며 아래에서 설명된 동일한 개량된 일렉트로닉스를 사용한다. 이 장치(10')와 도 1 의 장치(10)의 주요 차이점은 이 구체예가 코로나 방전에 앞서 오염물 및 병원균을 제거하기 위해서 현대적 여과재를 활용할 수 있다는 점이다. 이 장치는 도 1 의 장치와 동일 크기이지만 더 큰 측면중의 하나에 공기 통풍구(12)가 있다. 공기 통풍구(12)는 VELCRO(등록명) 후크 및 헐거운 죔쇠나 유사한 조임 시스템(16)에 의해 제자리에 고정되는 제거 가능한 필터(14)로 덮혀있다. 도 1 의 장치와 같이 장치(10')는 온/오프 스위치(18)와 배터리 어댑터용 커넥터(19)를 가지며 종래의 9볼트 알카리 배터리 전지(22)에 의해 전력을 받는다.

코로나 방전에 의해 제공된 대량 공기 흐름이 정화된 공기 흐름을 도 1 에서 설명된 바대로 몰아내는데 적합할지라도 본 발명자는 방전으로 인한 흐름이 입자나 오염물 제거 필터를 통해 공기를 뽑아내기에는 충분하지 않음을 발견하였다. 그러므로, 소형팬(15)이 제공된다. 이 팬은 DC 무브러시형이며 저속도로 작동하며 필터를 통해 공기를 이동시키는 것이 주업무이므로 극히 적은 전력을 사용한다. 혹은, 압전 팬이 무브러시 DC 팬을 대체할 수 있다. 도 3 은 필터(14), 팬(15) 및 이미터 포인트(26) 배열의 단순한 다이아그램이다. 공기는 팬(15)에 의해 필터(14)를 통해 유입된다. 여과된 공기는 이후에 이미터 포인트(26)에 의해 여과되며 그리드(26)쪽으로 가속된다. 휴대할 수 없는 공지기술의 장치에서 공기를 필터를 통해 이동시키는데 팬이 사용되어 공기를 장치 밖으로 몰아낸다. 본 발명자는 필터를 통해 공기를 끌어들이기 위해 단지 팬을 사용하는 또 다른 저전력장치를 발견하였다. 여과된 공기는 이후에 코로나 방전에 의해 장치 밖으로 가속된다.

필터(14)는 여러 필터 재료중 하나를 포함할 수 있다. HEPA(고효율 미립자 공기)필터가 미립자와 병원균 둘다를 제거하는데 사용될 수 있다. 글래스울이나 폴리비닐 아세탈 스폰지 등의 다른 대중적인 여과재가 입자 및 병원균 제거에 사용될 수 있다. 혹은, 요오드와 같은 살균제가 포함된 필터가 병원균 비활성화에 사용될 수 있다. 활성화된 코코넛 숯과 같은 활성화된 탄소 필터가 화학 오염물을 제거하기 위해서 포함될 수 있다. 제올라이드 여과재 역시 오염물을 효과적으로 제거하는데 사용될 수 있다. 필요로 하는 것은 여과재가 충분히 다공성이어서 팬(15)이 필터(15)를 통해 충분한 공기를 끌어당길 수 있으면 된다.

보조 필터(14)가 입자 및 독성물질을 직접 흡수하지만 코로나 방전은 필터(15)에 의해 포획되지 않은 많은 오염물을 실제로 파괴한다. 방전에 의해 생성된 오존은 화학적으로 활성이 크며 많은 오염 화학물질을 산화시키며 병원균 및 알레르기 유발물질을 비활성화 시킨다. 오존에 의한 산화뿐만 아니라 코로나 방전내의 직접적인 전자(플라즈마)충격 분해에 의한 공기로 운반된 화학물질의 파괴가 있다. 소각되지 않고 코로나 방전을 통과한 입자는 전하를 띠어서 금속 그리드(24)와 같은 접지된 표면상에 침전한다. 코로나 방전에 의해 분해된 유기 화학물질은 종종 그리드(24)상에 침전하는 탄소입자를 생성한다. 실제 작동시, 그리드(24)의 코로나 방전을 향하는 면은 종종 흑화되며 침전되고 산화된 물질로 코팅된다. 코로나 방전에 앞서 일부 유기 오염물을 제거하기 위해 필터를 사용하면 그리드(24)상의 침전을 방지함으로써 그리드 청소기간을 연장할 수 있다.

본 발명의 개발 중에 본 발명자는 오염물을 최적으로 파괴시키기 위해서 코로나 방전을 통한 공기 이동속도를 조절하는 것이 중요하다는 점을 발견하였다. 만약 공기가 너무 빠르게 이동한다면 오염물은 파괴를 보장할 충분한 시간을 코로나 방전에서 소비하지 않는다. 공기 이동속도는 전위차, 이미터 포인트(26)와 그리드(24)간의 기하학적 관계에 의해 영향을 받는다. 팬(15)이 있는 구체예에서 공기가 코로나 방전을 통해 너무 빨리 통과되지 않도록 팬(15)과 필터(14)를 조절하는 것이 중요하다. 주어진 모양과 가속 전압에서 그리드 밖으로 나오는 공기의 최적의 유속은 50ft/분이다. 더 낮은 유속에서 방출된 공기는 사용자의 얼굴에 도달하지 못하며 더 높은 유속에서 코로나 방전 내에 체류시간은 최적의 오염물 파괴에는 불충분하다.

도 4 는 고전압 회로 보오드(32) 일렉트로닉스의 회로도이다. 이 회로는 장치(10)를 매우 작고 가볍게 할 수 있으며 보통보다 긴 배터리 수명을 제공한다. 화학물질과 병원균을 비활성화시키기 위해서 코로나 방전지대에 오존이 존재하는 것이 바람직하지만 오존으로 인한 점막 손상 가능성 때문에 장치 착용자에게 사실상 도달하는 오존 분자의 수를 최소로 하는 것이 바람직하다. 공기 유속과 배터리 수명의 균형을 맞추기 위해 본 발명 장치로 실험하여 본 발명자는 오존 발생에 관한 놀라운 발견을 하였다. 고전압 발생 시스템으로의 전류가 제한되고 고전압이 약 10㎸ 미만으로 유지되고 선호적으로는 약 마이너스 8㎸로 유지될 때 방출되는 오존의 양은 그리드(24)에서 대량 공기 흐름에 크게 영향을 주지 않고도 크게 감소한다. 오존 생성이 감소하면 코로나 방전의 전자 충격 효과를 지배적이게 한다.

장치는 약 350/1의 이차코일/일차코일비를 가지는 일차코일(35)과 이차코일(37)이 있는 페라이트 변환기(T₁, 33)를 포함한다. 일차코일(35)을 통한 배터리(22)로 부터의 전류는 (스위치 S₁, 18)에 의해서) 저전압 Toshiba C 3279와 같은 NPN 트랜지스터(Q₁, 36)에 의해 제어된다. 트랜지스터(36)와 변환기(33)는 배터리의 DC를 고전압의 AC로 전환하는 승압 전압 인버터를 형성한다. 배터리(22)로부터 일차코일(35) 및 트랜지스터(36)를 통해 전류가 흐르기 시작할 때 전류는 이차코일(37)에서 제1 상승전압을 유도하는 상승 자기장을 발생시킨다. 권선비는 전압을 0 내지 약 2,000볼트로 배율시키며 일차전압은 0 내지 9볼트로 변한다. 트랜지스터(36)의 게이트(42)는 변환기(33)상의 중앙 탭(44)에 부착된다. 중앙 탭(44)에서 상승전압은 트랜지스터(36)가 일차코일(35)을 통한 전류흐름을 차단시키게 하며 이차코일(37)에서의 자기장을 붕괴시키게 한다.

변환기(T1, 33)에서 자기장의 붕괴는 이차코일(37)에서의 제1전압에 대해 반대 극성인 제2전압을 유도한다. 본 발명자는 이차코일(37)에 의해 발생된 교류의 모양을 만드는 저항-전기용량 네트워크를 사용하면 전체 회로의 전력 소모를 크게 변화시킬 수 있음을 발견하였다. 저항기(R₁)(회로를 동조시키는 가변 저항기), R₂및 축전기(C₈59, C₉60, C₇58)는 포인트 A(34)에서 사인파 전압을 생성하는 회로로부터 일련의 고전압 스파이크를 생성하는 회로로 회로를 조종한다. 포인트 A(34)에서의 전압은 약 200㎐의 주파수에서 +2㎸로부터 -2㎸로 극성이 변한다. 출력은 전압 스파이크이기 때문에 9볼트 배터리가 25-30시간동안 지속되도록 회로는 단지 20㎃만을 인출한다. 이 주파수는 다른 코로나 방전의 효과를 최대화하면서 최소의 오존 생성을 하는데 중요하다. 도 6 은 이 회로에 의해 발생된 고전압 스파이크를 보여준다. 출력은 펄스 또는 스파이크로 구성되며 각 스파이크는 5밀리초마다 약 50마이크로초 기간의 고전압 신호로 구성된다. 위에서 언급된 동조회로는 더 많은 전류를 소모하여 더 높은 공기 흐름을 일으키는 더 높은 펄스 주파수로 펄스 위치 변조를 효과적으로 수행한다. R1(57)은 약 200㎐의 최적의 펄스 주파수가 회로 보오드간에 소자차이에도 불구하고 설정될 수 있도록 각 장치에 있어서 조정될 수 있다.

고전압 스파이크는 고전압 배율기(38)로 공급된다. 도시된 회로는 음의 고전압 배율기로 나타나지만 회로는 양의 고전압 배율기로서 구성될 수 있다. 최근에 선호되는 배율기(38)는 포인트 B(46)에서 약 -8㎸의 최종 펄스화 출력전압과 다중단을 가지는 전압 4중화기로서 작용한다. 고전압 배율기(38)는 고전압(20㎸) 다이오드(D₁-D₆) 및 15㎸, 2000㎊의 세라믹 축전기(C₂-C₆6)를 포함하는 단을 가진다. 특별히 선택된 고온용융 접착제가 부적절한 코로나 방전을 방지하며 시스템을 수분 및 다른 환경적 인자로부터 캡슐화하기 위해서 고전압 회로를 코팅하는데 사용된다. 이 처리는 에너지 필요를 감소시키며 배터리 수명을 증가시킨다. 이 캡슐화는 종래의 에폭시 포팅(potting) 기술보다 마감된 장치의 중량을 훨씬 낮춘다(착용성의 중요인자).

배율기(38)에 의해 발생된 고전압은 축전기(C₁₀54)(0.015mF)와 병렬로 연결된 100볼트 네온 램프(56)로 구성된 이완 발진기(52)에 의해 이미터 포인트(26)에 연결된다. 이미터 포인트(26)를 통해 전류가 흐를 때 네온 램프(56)가 번쩍거린다. 이것은 두 가지 목적을 가진다. 첫째 전류 흐름을 제한하고 둘째 장치가 제대로 작동하고 있음을 시각적으로 나타낸다. 방전은 소리 없이 일어나므로 시각적 신호는 도움이 된다. 이미터 포인트(26)는 금속 그리드(24)로부터 1/4 - 1/2인치에 위치되며 전류흐름을 더욱 제한하는 10megOhm 저항기(R₃, 58)를 통해 회로를 배터리에 종결시킨다.

회로와 조합된 그리드-이미터 기하는 50ft/분의 공기 유속으로 약 5㎂의 방전 전류 흐름을 생성한다. 쿨롬의 법칙에 따르면 이 전류 흐름에서 이온화하여 전자충격을 통해 오염물을 파괴시키기 위한 코로나 방전에 이용할 수 있는 초당 전자수가 31,000,000,000이다.

이동하는 차가운 공기의 물리적 느낌뿐만 아니라 정화된 공기의 흐름을 흡입하는 사용자가 심리적인 안정 효과를 경험한다. 이 효과의 일부는 적절히 오존처리된 공기의 깨끗한 야외의 맛과 냄새 때문에 아마도 심리적인 것이다. 뇌우가 통과한 다음 야외 대기의 상쾌감은 이 오존 효과 때문인 것으로 생각된다. 심리적인 효과의 또 다른 원인은 이온화된 공기 흐름에서 질소 산화물의 농도를 추적하는 심리적인 반응일 수 있다. 최근에 질소 산화물은 신경자극전달과 다른 생물학적 현상에 관련되는 중요한 생물학적 신호 분자인 것으로 발견되었다. 또한 질소산화물을 폐에 적용하면 폐의 혈압을 감소시키고 기관지 확장제제로 작용하는 것으로 알려진다. 질소 산화물 생성을 위해선 음의 플라즈마원이 필요하지만 위에서 토론된 다른 효과는 음 또는 양의 코로나 방전을 통해 획득된다.

질소산화물은 장치의 살균효과에 기여할 수도 있다. 박테리아가 있는 공기를 노출된 Petri 플레이트 표면에 불어넣어서 수행된 실험은 오염된 공기 흐름이 Petri 플레이트에 도달하기전에 작동하는 공기 정화기(10)의 그리드(24) 근처를 통과할 때 박테리아 군체에서 감소가 큼을 보여준다. 아마도 장치에 의해 방출된 살균제가 공기에 실린 박테리아를 파괴한다. 또한 오염된 공기의 일부는 실제 코로나 방전속에 유입되어 직접 살균된다. 도 7 은 박테리아가 실린 공기를 노출된 Petri 플레이트 상에 다양한 기간동안 불어넣는 결과를 그래프로 보여준다. 각 쌍에서 첫번째 막대(-)는 박테리아가 실린 공기 흐름에 2 또는 8분간 노출시킨 후 플레이트상의 박테리아 군체의 수(플레이트는 37℃에서 하룻밤 배양후 수가 세어진다)를 나타낸다. 각 쌍에서 두번째 막대(+)는 박테리아가 실린 공기 흐름이 Petri 플레이트에 도달하기 이전에 본 발명의 장치를 통과할 때 군체의 수를 나타낸다. 다양한 비교용 플레이트는 본 발명에 의해 방출된 살균된 공기 흐름에 의해 단지 편향된 것이 아니라 박테리아가 사실상 살균됨을 나타낸다. 살균 공기는 박테리아 군체의 수를 90%(유의수준 5%)만큼 감소시킨다. 이러한 극적인 효과는 예견되지 못했고 박테리아 차단부를 개발할 가능성을 열어준다. 이러한 장치는 외과 마스크 대신에 사용될 수 있으며 환자와 의사를 둘다 보호할 것이다. 음의 코로나 방전은 박테리아를 파괴하는데 적어도 20% 더 효과적이며 이것은 질소산화물이 살균에 중요한 역할을 함을 강하게 암시한다.

내용없음

Claims (22)

1. 저전압 전력원;

   전력원의 제1말단에 전기적으로 연결된 금속 그리드; 그리고 전력원에 대해 8㎸의 전압을 생성하여 코로나 방전을 일으키기 위해 전력원에 연결가능하며 일차 및 이차권선을 가지는 변환기, 변환기가 전력원의 전위차보다 큰 피크대골의 전위차를 가지는 교류를 출력하도록 변환기를 통한 전류 흐름을 제어하는 트랜지스터 발진기, 교류 전류를 전압 배율기의 출력에서 전력원에 대해 8㎸로 펄스화 직류로 전환시키기 위해서 이차권선에 연결된 고전압 배율기, 전압 배율기의 출력에 연결되며 금속 그리드로부터 거리가 떨어지며 그리드와 이미터 포인트간의 전위차에 의해 금속 그리드 쪽으로 가속되는 이온을 형성하기 위해서 공기를 이온화시키는 이미터 포인트 주위에 코로나 방전을 일으키는 이미터 포인트를 포함하는 고전압 공급원으로 구성된 착용 가능한 개인용 코로나 방전 공기 정화기.
2. 제 1 항에 있어서, 고전압 배율기가 음의 고전압을 발생하는 음의 전압 배율기를 포함함을 특징으로 하는 공기 정화기.
3. 제 1 항에 있어서, 고전압 배율기가 고전압 다이오드와 축전기로 구성된 다중단을 포함함을 특징으로 하는 공기 정화기.
4. 제 1 항에 있어서, 변환기에 의해 출력된 교류의 피크대 골의 전위차가 전력원의 전위차보다 200 내지 400배 더 큼을 특징으로 하는 공기 정화기.
5. 제 1 항에 있어서, 변환기에 의해 출력된 교류가 사인곡선적으로 변하는 전압이라기 보다는 일련의 전압 스파이크임을 특징으로 하는 공기 정화기.
6. 제 5 항에 있어서, 일련의 전압 스파이크의 주파수가 200㎐임을 특징으로 하는 공기 정화기.
7. 배터리;

   배터리의 양의 말단에 전기적으로 연결된 금속 그리드; 그리고 코로나 방전을 일으키기 위해 배터리에 대해서 -8㎸의 전압을 발생하도록 배터리의 말단 사이에 연결가능하며 일차 및 이차 코일을 가지는 변환기, 변환기의 이차코일이 2㎸의 교대하는 극성의 전압 최대치를 가지는 전압 스파이크의 교류를 출력하도록 변환기의 일차코일에 교류를 공급하는 발진기를 형성하기 위해서 변환기의 탭에 연결된 게이트를 가지며 변환기의 일차코일을 통한 전류를 제어하며 전압 스파이크의 주파수를 설정하는 동조회로를 가지는 트랜지스터, 교류 전압 스파이크를 배율기의 출력에서 배터리에 대해서 -8㎸전압을 갖는 펄스화 직류로 전환시키기 위해서 이차코일에 연결된 음의 고전압 배율기, 전압 배율기에 연결되며 그리드와 금속 그리드를 통한 대량 공기흐름을 야기시키는 이미터 포인트간의 전위차에 의해 금속 그리드 쪽으로 가속되는 음의 공기 이온과 오존과 질소산화물을 형성하며 이미터 포인트 주위에 -8㎸의 코로나 방전을 일으키는 이미터 포인트를 포함하는 고전압 공급원으로 구성된 착용 가능한 개인용 코로나 방전 공기 정화기.
8. 제 7 항에 있어서, 음의 고전압 배율기가 고전압 다이오드와 축전기로 구성된 다중단을 포함함을 특징으로 하는 공기 정화기.
9. 제 7 항에 있어서, 일련의 전압 스파이크가 200㎐의 주파수를 가짐을 특징으로 하는 공기 정화기.
10. 전력원;

    전력원에 전기적으로 연결된 금속 그리드; 그리고 전력원에 대해 8㎸의 전압을 발생시키기 위해 전력원에 연결가능하며 전력원의 전위차 보다 큰 피크대 골의 전위차를 가지는 교류를 제공하기 위한 승압 전력 인버터, 교류를 직렬 전압 배율기의 출력에서 전력원에 대해 -8㎸의 펄스화 직류로 전환시키기 위해서 인버터의 출력에 연결된 고전압 직렬 배율기, 그리드와 이미터 포인트간의 전위차에 의해 금속 그리드 쪽으로 가속되며 코로나 방전에 의해 형성되는 음이온과 이미터 포인트 주위에 -8㎸의 코로나 방전을 일으키며 전압 배율기의 출력에 연결되고 금속 그리드로부터 떨어진 바늘형 이미터 포인트를 포함하는 고전압 공급원으로 구성된 착용가능한 개인용 코로나 방전 공기 정화기.
11. 제 10 항에 있어서, 음의 고전압 배율기가 직렬 전압 배율기로서 배열된 고전압 다이오드와 축전기로 구성된 다중단을 포함함을 특징으로 하는 공기 정화기.
12. 제 10 항에 있어서, 전압 인버터에 의해 발생된 교류가 사인곡선으로 변하는 전압이 아니라 일련의 고전압 스파이크임을 특징으로 하는 공기 정화기.
13. 제 12 항에 있어서, 인버터에 의해 출력된 고전압 스파이크가 2㎸의 전압을 가짐을 특징으로 하는 공기 정화기.
14. 제 13 항에 있어서, 일련의 전압 스파이크가 200㎐의 주파수를 가짐을 특징으로 하는 공기 정화기.
15. 제 14 항에 있어서, 각 전압 스파이크가 50μsec 기간의 전압 신호로 구성됨을 특징으로 하는 공기 정화기.
16. 밀폐부;

    밀폐부내의 제1구멍내에 밀폐된 소형팬;

    팬에 의해 공기가 필터를 통해 유입되도록 팬의 공기 통풍구를 덮는 필터;

    저전압 전력원;

    밀폐부내의 제2구멍을 덮으며 전력원의 제1말단에 전기적으로 연결된 금속 그리드; 그리고 코로나 방전을 일으키도록 전력원에 대해 8㎸의 전압을 발생하기 위해 전력원의 제2말단에 연결가능하며 변환기, 전력원의 전위차보다 큰 피크대 골 전위차를 갖는 변환기가 출력하도록 변환기를 통한 전류를 제어하는 트랜지스터 발진기, 전압 배율기의 출력에서 전력원에 대해 8㎸의 직류로 교류를 전환시키기 위해서 변환기에 연결된 고전압 배율기, 전압 배율기의 출력에 연결되며 금속 그리드로부터 떨어져 있으며 그리드와 이미터 포인트간의 전위차에 의해 금속 그리드 쪽으로 가속되는 이온화된 공기 분자와 오존을 형성하여 그리드를 통해 여과된 공기를 방출하는 필터를 통해 유입된 여과공기의 대량 흐름을 팬에 의해 일으키는 이미터 포인트 주위에 코로나 방전을 일으키는 이미터 포인트를 포함하는 고전압 공급원으로 구성된 착용 가능한 개인용 코로나 방전 공기 정화기.
17. 제 16 항에 있어서, 필터는 활성화된 숯, HEPA, 글래스 울, 폴리비닐 아세탈 스폰지 또는 제올라이트에서 선택된 여과재로 구성됨을 특징으로 하는 공기 정화기.
18. 제 16 항에 있어서, 고전압 배율기가 음의 고전압을 발생하는 음의 고전압 배율기를 포함함을 특징으로 하는 공기 정화기.
19. 제 16 항에 있어서, 고전압 배율기가 고전압 다이오드와 축전기로 구성된 다중단을 포함함을 특징으로 하는 공기 정화기.
20. 제 16 항에 있어서, 변환기에 의해 출력된 교류의 피크대 골의 전위차가 전력원의 전위차보다 200 내지 400배 더 큼을 특징으로 하는 공기 정화기.
21. 제 16 항에 있어서, 변환기에 의해 출력된 교류가 사인곡선적으로 변하는 전압이라기 보다는 일련의 전압 스파이크임을 특징으로 하는 공기 정화기.
22. 제 21 항에 있어서, 일련의 전압 스파이크의 주파수가 200㎐임을 특징으로

    하는 공기 정화기.