KR20020083566A - 환기용 공기정화장치와, 상기 공기정화장치가 설치된공기조화기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 환기용 공기정화장치에 대한 것으로서, 특히 실외에서 실내로 유입되는 공기의 오염물질을 효과적으로 제거하는 한편, 실내공기의 환기시 집진된 오염물질을 외부로 자가배출시킬 수 있는 환기용 공기정화장치가 제공되도록 한 것이다.

이를 위하여 본 발명은 외부면에 발열체가 권선되고 내부면에 활성탄이 코팅된 접지전극과, 상기 접지전극의 길이방향으로 관통하도록 삽입되는 선전극인 방전전극과, 상기 발열체를 on/off하고 상기 방전전극과 접지전극에 고전압을 인가하는 전원장치를 포함하여 구성된 환기용 공기정화장치를 제공한다.

그리고 본 발명은 실내기의 내부에 분리되어 설치되고 실내공기를 외부로 강제 배출시키거나 실외공기가 실내로 유입되도록 회전하는 환기팬과, 실내기의 공기가 실내로 배출되는 토출구를 포함하여 구성된 공기조화기에 있어서, 내부면에 활성탄이 코팅되고, 외부면에 발열체가 권선된 접지전극과, 상기 접지전극을 길이방향으로 가로지르도록 삽입된 방전전극과, 상기 각 전극과 발열체에 전압을 인가하는 전원장치로 구성된 환기용 공기정화장치는 상기 환기팬과, 상기 토출구사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치를 구비하는 공기조화기를 제공한다.

Description

환기용 공기정화장치와, 상기 공기정화장치가 설치된 공기조화기{Air cleaner to rouse and air conditioner installing the air cleaner}

본 발명은 환기용 공기정화장치에 대한 것으로서, 특히 실내공기의 환기시 실외에서 실내로 유입되는 공기의 오염물질을 제거하는 동시에 정화기에 집진된 오염물질을 실내공기의 실외배기시 배출시키는 공기정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 공기정화장치는 냄새를 분해하고, 먼지등을 포집하여 인간에게해로운 물질을 공기 또는 물로부터 제거하는 장치이다.

이러한 공기정화장치(50)는 도 1에서 도시된 것과 같이, 일반적으로 플라즈마를 발생시켜 먼지 또는 유해가스를 분해 집진하는 방법이 사용되며, 침상의 방전전극(51)과, 원통형 또는 대향 평판형 접지전극(52)과, 상기 양전극(51,52)에 고전압을 인가하는 전원장치(60)로 구성된다.

이러한 공기정화장치(50)에 있어서, 상기 방전전극(51)과 접지전극(52)에 전원장치(60)로부터 고전압이 인가되면, 양전극사이에 코로나방전에 의해 발생되는 플라즈마가 형성되고, 상기 플라즈마에 의하여 발생하는 활성종에 의해 냄새와 먼지는 분해되어 접지전극(52)에 집속되어 실내공기가 정화된다.

종래 공기정화장치는 특히, 냉매와 실내 공기의 열교환으로 실내공기를 설정 온도로 냉각시키는 공기조화기내에 장착되어 실내에서 유동되는 공기중에 함유된 유해물질을 제거한다.

이 때, 실내에 설치되는 공기조화기의 실내 유니트(1)는 도 2와 같이, 실내 유니트를 감싸는 커버의 전면과 상면에 형성된 실내공기의 흡입구(10)와, 상기 흡입구의 하부면에 위치되어 냉매와의 열교환이 이루어지도록 하는 열교환기(20)를 포함하여 구성된다.

그리고, 송풍력을 이용하여 실내공기를 실내 유니트(1)로 유입시켜 열교환된 냉기를 커버 하부면에 형성된 토출구로 내보내도록 회전되는 송풍팬(30)과, 냉각된 공기가 실내로 유출되도록 하는 토출구(40)및 실내 유니트(1)의 일측에 별도로 설치되는 환기팬(미도시)도 포함하여 구성된다.

또한, 상기 실내공기의 오염물질을 제거할 수 있도록 흡입구(10)와 열교환기(20) 사이에 필터 또는 전기집진식 공기정화장치(50)가 설치되어 공기조화기로 유입되는 실내공기중에 함유된 먼지를 집진하거나, 담배냄새등의 악취를 제거한다.

공기조화기의 실내 유니트(1)에 설치된 공기정화장치(50)는 송풍팬(30)의 회전에 따라 전면과 상면의 흡입구(10)를 통하여 유입되는 공기중의 오염물질을 이온화시켜 집진시키고, 정화된 실내공기는 열교환기(20)의 냉매와 열교환으로 열을 빼앗겨 냉각된 후, 토출구(40)를 통하여 실내로 재유입된다.

한편, 밀폐된 실내 공간의 냉각을 위해 공기조화기를 장시간 사용하면, 탄소함유량이 많아지므로 실내 공기 밀도의 약화를 가져오기 때문에 일정 주기를 가지고 실내의 공기와 실외의 공기를 교환해 주어야한다.

그러나, 실외공기의 실내 유입시킬 때 가동되는 환기팬은 열교환기와 별도로 설치되어 있기 때문에 실외의 오염물질들이 열교환기측에 설치된 공기정화장치에서 걸러지지 않고 실내로 그대로 유입되므로 실내의 오염량이 오히려 증가된다.

또한, 공기정화장치의 정화능력에는 한계가 있으므로 사용자에게 연속적으로 정화되지 않은 다량의 공기가 실내에서 유동되므로 사용자의 건강등 안전성의 문제가 대두되며, 오염물질이 집진된 접지전극의 교환등으로 인하여 유지보수비용이 상승한다.

또, 종래 공기정화장치의 집진전극의 청소를 위하여 집진전극을 온도를 상승시키는 방법은 촉매의 촉매작용에 의해 먼지를 산화 분해시켜 먼지가 최종적으로이산화탄소와 수증기의 무색·무취 기체로 형성되도록 하기 때문에 발화, 발연, 발취의 문제점이 발생되고, 촉매를 도포하고 집진전극의 온도를 매우 높게 유지하여야 하므로 유지비용이 상승되고, 발화를 방지하기 위한 장치가 별도로 요구되므로 제작비용이 증가된다.

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 환기팬측에 공기정화장치를 설치함으로써, 환기시 실외에서 실내로 유입되는 공기의 오염물질을 제거하여 정화된 공기가 실내로 유입되도록 하는데 그 목적이 있다.

그리고, 실내의 공기가 실외로 배출될 때, 발열체를 이용하여 공기정화장치를 집진된 오염물을 외부로 배출하여 공기정화능력을 향상시키고, 장치의 수명을 향상시키는데 그 목적이 있다.

도 1은 플라즈마 발생법에 의하여 공기를 정화하는 종래 공기정화장치를 나타내는 단면도

도 2는 종래 공기정화장치가 설치된 공기조화기의 실내기를 나타내는 단면도

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기정화장치를 나타내는 개략 사시도

도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 공기정화장치를 나타내는 개략 사시도

* 도면 주요부분의 부호의 설명 *

50, 500 : 공기정화장치 522 : 발열체

521 : 활성탄 51, 510 : 방전전극

본 발명은 본 발명은 외부면에 발열체(522)가 권선되고 내부면에 활성탄(521)이 코팅된 접지전극(520)과, 상기 접지전극의 길이방향으로 관통하도록 삽입되는 선전극인 방전전극(510)과, 상기 발열체를 on/off하고 상기 방전전극과 접지전극에 고전압을 인가하는 전원장치(600)를 포함하여 구성된 환기용 공기정화장치(500)를 제공한다.

그리고, 본 발명은 실내기의 내부에 분리되어 설치되고 실내공기를 외부로 강제 배출시키거나 실외공기가 실내로 유입되도록 회전하는 환기팬과, 실내기의 공기가 실내로 배출되는 토출구를 포함하여 구성된 공기조화기에 있어서, 내부면에활성탄이 코팅되고, 외부면에 발열체가 권선된 접지전극과, 상기 접지전극을 길이방향으로 가로지르도록 삽입된 방전전극과, 상기 각 전극과 발열체에 전압을 인가하는 전원장치로 구성된 환기용 공기정화장치는 상기 환기팬과, 상기 토출구사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치를 구비하는 공기조화기를 제공한다.

본 발명에 따른 공기정화장치와 상기 공기정화장치가 설치된 공기조화기의 구조와 공기정화방법은 첨부도면을 참고하여 하기에서 상세히 설명된다.

도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 공기정화장치를 나타내는 개략 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 2실시예에 따른 공기정화장치를 나타내는 개략 사시도이다.

본 발명에 따른 공기정화장치(500)는 도 3에서 도시된 것과 같이, 외주면에 발열체(522)가 권선되고 내주면에 활성탄(521)이 코팅된 원통형 접지전극(520)과, 상기 접지전극(520)의 길이방향으로 관통하도록 삽입되는 선전극인 방전전극(510)과, 상기 발열체(522)를 공기의 유동방향에 따라 on/off하고 상기 방전전극(510)과 접지전극(520)에 고전압을 인가하는 전원장치(600)로 구성된다.

이 때, 상기 접지전극(520)은 일반적으로 아연도금강판을 평판형으로 형성하거나 원통형으로 형성하여서 제작하여 방전전극(510)과 대향되는 면이나, 또는 내부면을 전도성을 가진 활성탄(521)을 코팅한 것이다.

상기 접지전극(520)에 활성탄을 코팅하는 것은 이온화된 오염물질이 접지전극(520)에 포집되기 때문이다.

상기 활성탄(521)은 미세 기공을 갖는 탄소로써, 이탄, 갈탄 등을 원료로 하며, 고온의 스트림 또는 화학적 공정에 의한 결과 탄소분자 사이에 수많은 기공이 발달되어 넓은 내부 표면적을 갖게 된 것이다.

따라서, 활성탄(521)의 탄소성분은 주위의 기체 혹은 액체 물질의 분자에 물리 화학적 친화력을 가지며, 그 친화력의 강도는 대상 물질의 분자 구조와 크기에 따라 다르며 흡착능력이 뛰어나다.

한편, 활성탄의 오염물질 흡착능력은 활성탄의 기공 크기 및 기공 분포도에 따라 결정되나 본 발명에 따른 활성탄의 길이방향과 공기의 유동방향이 동일하므로 이는 영향을 미치지 않는다.

그리고, 상기 활성탄(521)이 접지전극(520)의 아연도금강판의 내부에 코팅되는 두께는 접지전극의 축방향으로 통과하는 공기의 압력손실이 감소되지 않도록 박막으로 코팅된다.

한편, 본 발명에 따른 제 2실시예에서는 도 4에서 도시된 것과 같이, 도전성을 띄는 활성탄으로 접지전극(530)을 형성한다.

즉, 공기정화장치(500)는 원통형 또는 평판형으로 형성된 활성탄으로 이루어진 접지전극(530)과, 상기 활성탄의 외주면에 권선되는 발열체(522)와, 상기 접지전극(530)의 길이방향으로 관통하는 방전전극(510)과, 상기 발열체를 on/off하고, 상기 방전전극(510)과 활성탄으로 형성된 접지전극(530)에 고전압을 인가하는 전원장치(600)로 구성된다.

제 1 및 제 2실시예와 같은 공기정화장치의 접지전극 길이방향으로 가스가유입되는 한편, 접지전극(520,530)과 방전전극(510)에 고전압이 인가되고, 양극을 띄는 방전전극(510)을 중심으로 음극을 띄는 접지전극(520,530)측으로 전계(E)가 형성된다.

그리고, 상기 방전전극(+)에서 접지전극(-)측으로 형성되는 전극간의 전계(E)의 방향과 대향되는 방향으로 접지전극(520,530)에서 전자가 방출되어 공기정화장치내에서 유동되는 공기중 중성을 띄는 분자에 마찰된다.

이에 따라, 공기중 중성분자는 이온과 전자인 활성종으로 전환되고, 활성종으로 형성된 가스분자는 활성탄과의 화학적 결합에 의하여 활성탄에 포집되는 한편 활성탄은 물리적인 성질에 의해 가스분자를 매집함에 따라 공기가 정화된다.

이 때, 상기 전원장치(600)로부터 상기 접지전극(520,530)과 방전전극(510)에만 고전압이 인가되고, 상기 발열체(522)에는 전압이 인가되지 않는다.

이와 같은 방법으로 포집된 유해물질은 전원장치(600)로부터 발열체(522)로 전원이 인가되면, 온도 상승에 따라 접지전극(520,530)에 포집된 이온의 운동능력이 증가하여 오염물질이 접지전극에서 분리되므로 공기정화장치의 자가청소가 이루어져 다시 공기를 정화할 수 있게된다.

상기와 같은 구조로 형성된 공기정화장치는 실내공기의 환기용으로 공기조화기의 실내기에 설치될 수 있다.

이 때, 상기 공기정화장치는 열교환기의 일측에 분리되어 설치된 환기팬과, 실내기내를 유동한 공기를 실내측으로 배출하는 토출구사이에 설치된다.

한편, 상기 환기팬은 공기조화기에 설치된 센서의 제어작동에 의하여 실내공기를 실외측으로 배출하거나, 실외공기를 실내로 유입할 수 있도록 회전된다.

따라서, 본 발명에 따른 공기정화장치가 환기용으로 공기조화기에 장착되면, 공기조화기의 실내기에 설치된 센서 또는 제어부로부터 실내의 공기의 밀도가 희박해짐에 따라 실외의 공기가 내부로 유입되도록 환기팬이 작동된다.

이에 따라, 공기 밀도가 희박해진 실내공기가 실외로 배출될 때 발열체로 전원이 인가되고, 발열체(522)는 접지전극(520,530)이 100 ~ 200℃까지 가열되도록 열을 발생하게 된다.

상기 접지전극과 활성탄(521)에 포집된 가스이온과 먼지 등은 열에너지에 의하여 분자운동을 일으키면서 활성탄에서 떨어져 나오게된다.

분리된 오염물질은 공기의 밀도가 낮은 실내의 공기와 함께 환기팬의 일측에 연결된 덕트를 통하여 외부로 배출된다.

한편, 실내로 신선한 공기를 유입시킬 때, 환기팬은 실내공기 배출시의 회전방향과 반대로 회전되어 실외의 공기가 덕트를 통하여 실내기로 유입되고, 유입된 실외공기는 공기정화장치를 통과하게 된다.

따라서, 실외공기중에 함유된 유해물질이 덕트를 활성탄의 물리화학적 흡착력에 의하여 접지전극(520,530)내에 포집된다.

그리고, 정화된 실외 공기는 토출구를 통하여 실내로 유입되므로 실내의 환기가 이루어진다.

상기에서 설명한 바와 같이, 본 발명은 접지전극의 내부면에 도전성을 띈 활성탄을 코팅하거나 활성탄으로 접지전극을 형성하기 때문에 오염물질의 흡착 및 냄새의 제거가 향상된다.

그리고, 접지전극의 외주면에 발열체를 권선하기 때문에 접지전극의 활성탄에 포집된 먼지 또는 유해물질이 진동에 의하여 용이하게 접지전극으로부터 제거되므로 정화능력이 유지되므로 유지비용이 감소된다.

또한, 공기조화기의 환기팬과 토출구사이에 설치되기 때문에 실외에서 실내로 유입되는 공기의 오염물질을 제거하여 실내로 신선하고 깨끗한 공기만이 유입될 수 있다.

Claims (6)

1. 외부면에 발열체가 권선되고 내부면에 활성탄이 코팅된 접지전극과,

   상기 접지전극의 길이방향으로 관통하도록 삽입되는 선전극인 방전전극과,

   상기 발열체를 on/off하고, 상기 방전전극과 접지전극에 고전압을 인가하는 전원장치를 포함하여 구성된 환기용 공기정화장치.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기정화장치는 상기 접지전극과 방전전극사이에 고전압을 인가하고, 상기 발열체를 off시킴으로써, 접지전극에 오염물질을 집진시키는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치.
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 공기정화장치는 상기 접지전극과 방전전극에 전압을 인가시키지 않고, 발열체를 on시켜 접지전극에 포집된 오염물질을 접지전극으로부터 분리시켜 자가청소하는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치.
4. 실내기의 내부에 분리되어 설치되고 실내공기를 외부로 강제 배출시키거나 실외공기가 실내로 유입되도록 회전하는 환기팬과, 실내기의 공기가 실내로 배출되는 토출구를 포함하여 구성된 공기조화기에 있어서,

   내부면에 활성탄이 코팅되고, 외부면에 발열체가 권선된 접지전극과,

   상기 접지전극을 길이방향으로 가로지르도록 삽입된 방전전극과,

   상기 각 전극과 발열체에 전압을 인가하는 전원장치로 구성된 환기용 공기정화장치는 상기 환기팬과, 상기 토출구사이에 설치되는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치를 구비하는 공기조화기.
5. 제 4 항에 있어서,

   실내공기의 환기를 위하여 실외의 공기가 실내로 유입되는 경우, 실외 공기에 함유된 오염물질이 환기팬과 토출구사이에 설치된 공기정화장치를 통과하면서 제거되도록 접지전극과 방전전극에는 고전압이 인가되고, 상기 발열체는 off되는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치를 구비한 공기조화기.
6. 제 4 항에 있어서,

   실내공기를 외부로 배출하는 경우, 상기 공기정화장치에 포집된 오염물질이 같이 외부로 배출될 수 있도록 상기 발열체에 전원이 인가되는 것을 특징으로 하는 환기용 공기정화장치를 구비한 공기조화기.