KR20030071677A - 오존 및 음이온 발생을 이용한 살균 탈취 청정 방법 및살균 탈취 청정장치 - Google Patents

오존 및 음이온 발생을 이용한 살균 탈취 청정 방법 및살균 탈취 청정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 실내 오염원을 식별하고 이를 제거하기 위한 오존 또는 음이온의 발생 농도를 자동으로 제어할 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기에 관한 것으로서, 본 발명의 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기는, 대상 공간 내에 부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 감지 수단과, 전원 장치로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 상기 오염 상태 정보에 기초하여 상기 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변 하는 동작 제어 수단과, 상기 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 고전압 펄스파 발생 수단, 및 상기 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 상기 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 방전 방출 수단을 포함한다.
본 발명에 따르면, 대상 공간 내의 오염원에 대한 정확한 식별 검지 및 가스 농도 계측을 통한 적정량의 오존 및 음이온을 발생시킬 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공할 수 있는 이점이 있다.

Description

오존 및 음이온 발생을 이용한 살균 탈취 청정 방법 및 살균 탈취 청정 장치{THE METHOD AND APPARATUS FOR STERILIZING AND DEODRIZING AND CLEANING BY GENERATING OZONE AND ANION}
본 발명은 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 오염원을 식별하고 식별 결과에 따라서 오존 또는 음이온의 발생 농도를 자동으로 제어함으로써, 오염원을 제거할 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기에 관한 것이다.
급격한 산업화의 진전과 더불어 대기 오염, 수질 오염 등의 환경 오염이 심화되고 있다. 특히, 사람들이 대부분의 시간을 보내는 실내의 공기 오염에 대한 관심이 근래 들어 점증되고 있으며, 이러한 실내 오염의 해결 수단으로서 오존을 이용한 공기 청정기, 음이온 발생 장치, 광촉매 필터 방식의 오염 제거기, 및 전기 집진기 등 다양한 청정 장치 및 방법들이 새롭게 제시되고 있다.
그 중에서도, 오존은 강한 산화력을 가지고 있어 실내 부유균인 곰팡이, 박테리아와 바이러스균을 살균하는 살균 효과, 및 각종 악취를 내는 가스 성분과 강력한 화학 반응을 통해 오염원을 제거하는 탈취 효과 등 여러 가지 효과를 동시에 얻을 수 있어, 최근 유해 오염 물질 제거의 목적으로 다양한 분야에서 연구 개발이 활발히 진행되고 있다.
또한, 음이온은 숲 속이나 폭포, 온천 등에서 사람으로 하여금 청량감을 느끼게 하는 (-)전하를 띤 공기의 원자 요소를 일컬으며, 이 음이온은 세포의 신진 대사를 촉진하고 활력을 증진시켜 신경 안정, 피로 회복, 식욕 증진의 효과가 있다고 보고되고 있다. 쾌적한 자연 상태를 기준으로 숲 속, 온천, 폭포, 해안 지역의 공기에는 1㏄당 음이온의 분포량이 800∼2,000(개/cc)인 것으로 집계되고 있다.
종래에는 오존 발생 장치와 음이온 장치가 별도의 장비로 개발 및 제작되어, 각각의 장치가 소정의 제어 수단을 통해 오존 및 음이온의 발생 농도를 제어하는 방식이 주로 이용되어 왔다.
따라서, 사용자는 실내 공기 청정을 위해 두 개의 장비를 별도로 구입해야 함으로써, 경제적 부담이 커지게 되는 불합리한 점이 있었다.
또한, 오존과 음이온 발생 농도의 제어에 있어서도, 종래에는 단순히 제어 버튼에 의한 단계의 선택, 예컨대 강/중/약의 선택에 의한 스위칭 동작 제어나 전류 증폭 제어, 저항 가변 제어 등이 이용되고 있어, 미세한 발생 농도의 조정은 아예 고려하고 있지 않은 실정이다.
더욱이 실내 공기 오염 표시를 단지 먼지 센서와 가스 센서를 사용하여 표시함으로써, 센서 초기값의 흔들림으로 인한 오염도 표시의 부정확 및 센서 자체의 오차로 인한 부정확한 오염 값의 인지라는 문제점이 상존하고 있음은 주지의 사실이다.
따라서, 오존 및 음이온을 동시에 제어할 수 있으며, 오존 및 음이온의 미세한 발생 농도를 제어할 수 있는 새로운 공기살균탈취청정기의 출현이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
본 발명은 상기와 같은 요구를 수용하기 위하여 안출된 것으로서, 대상 공간 내의 오염원에 대한 정확한 식별 검지 및 가스 농도 계측을 통한 적정량의 오존 및 음이온을 발생시킬 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명의 목적은, 환원성 가스 센서와 산화성 가스 센서를 사용하여 대상 공간의 오염원인 가스 및 오염 농도를 정확하게 검출하고, 대상 공간의 오염 상태에 따른 적절한 오존 또는 음이온의 발생 농도가 유지되도록 최적의 인가 전압을 결정할 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공하는 데에 있다.
또한, 본 발명의 다른 목적은, 대상 공간의 오염 상태에 따라 오존 또는 음이온이 발생되도록 방전 발생 수단의 방전갭이 자동으로 조정될 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공하는 데에 있다.
본 발명은 오존 발생과 음이온 발생이 하나의 장치에서 수행되며, 대상 공간 내에 인체를 감지하는 경우에는 인체에 무해하도록 오존 발생을 제어할 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 구체적으로 도시한 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 인가 전압 가변 회로부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 3은 본 발명에 따른 고전압 펄스파 발생 수단의 회로 구성을 도시한 블록도이다.
도 4는 본 발명에 따른 방전 방출 수단의 구성을 도시한 블록도이다.
도 5는 본 발명에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기의 동작을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
100 : 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기
110 : 감지 수단112 : 산화성 가스 센서
114 : 환원성 가스 센서116 : 적외선 센서
120 : 동작 제어 수단122 : 인가 전압 가변 회로부
124 : 메모리부126 : 표시 장치 제어부
128 : 모드 제어부130 : 고전압 펄스파 발생 수단
140 : 방전 방출 수단150 : 전원 장치
상기의 목적을 이루기 위한 본 발명의 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기는, 대상 공간 내에 부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 감지 수단과, 전원 장치로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 상기 오염 상태 정보에 기초하여 상기 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변 하는 동작 제어 수단과, 상기 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 고전압 펄스파 발생 수단, 및 상기 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 상기 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 방전 방출 수단을 포함한다.
또한, 상기 목적을 달성하기 위한 기술적 구현 방법으로서, 오존 및 음이온을 이용한 살균 탈취 청정 방법은, 대상 공간 내에 부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 단계와, 소정의 전원 장치로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 상기 오염 상태 정보에 기초하여 상기 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변 하는 단계와, 상기 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 단계, 및 상기 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 상기 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 단계를 포함하며, 상기 오염 상태 정보는 가스 식별 정보 및 가스 농도 정보를 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오존/음이온 공기살균탈취청정기 및 오존/음이온을 이용한 살균 탈취 청정 방법에 대하여 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 구체적으로 도시한 구성도이다.
본 발명에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기(100)는 대상 공간 내에 부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 감지 수단(110)과, 인가 전압 가변 회로부(122)를 포함하며, 전원 장치(150)로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 오염 상태 정보에 기초하여 제1 인가 전압을 가변 함으로써 제2 인가 전압을 결정하는 동작 제어 수단(120)과, 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 고전압 펄스파 발생 수단(130), 및 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 방전 방출 수단(140)을 포함하여 이루어진다.
우선, 감지 수단(110)은 대상 공간 내에 부유하는 가스에 대한 식별 검지 처리 및 가스 농도 계측을 수행하는 장치로서, 식별 검지 처리 및 가스 농도 계측에 의해 생성되는 오염 상태 정보를 생성한다. 여기서, 오염 상태 정보는 감지 수단(100)에 감응하는 공기 오염원, 예컨대 반응 활성종(radical)에 대한 가스 식별 정보 및 계측된 반응 활성종의 가스 농도 정보를 포함할 수 있다. 반응 활성종은 감지 수단(110)에 식별되는 공기 오염원의 일종일 수 있다. 이 때, 감지 수단(110)은 공기 오염원의 가스 농도 고저에 따라 소정의 전기 신호를 출력한다.
감지 수단(110)에 감지되는 공기 오염원은 크게 환원성 가스 성분 및 산화성 가스 성분으로 구분할 수 있으며, 이에 상응하여 본 발명의 감지 수단(110)은 환원성 가스 센서(112) 또는 산화성 가스 센서(114)를 포함하여 각 가스 성분에 대한 정확한 식별 검지 처리 및 가스 농도 계측이 가능하도록 한다.
환원성 가스 센서(112)로는 환원성 가스 성분과의 접촉에 의한 환원성 가스 성분의 식별 작업 및 전기 전도도의 변화에 의한 가스 농도 측정 작업을 수행하는 반도체형 환원성 가스 센서(112)가 주로 사용될 수 있다.
반도체형 환원성 가스 센서(112)는 접촉하는 가스 종류에 따라 반도체 입자의 접합부(예 P/N 영역 경계)의 전기 전도도가 변화하는 원리를 이용한다. 예컨대, 반도체형 환원성 가스 센서(112)가 청정한 공기 중에 노출되는 경우에는, 공기중의 산소가 반도체 입자 표면에 흡착되어 반도체 입자 표면의 전기 저항을 내부의 전지 저항보다 높게 한다. 특히, 반도체 입자의 접합부는 높은 전위 장벽(고저항)이 형성되며, 이로 인해 전기 전도도가 낮아진다.
반면에, 환원성 가스 성분이 반도체형 환원성 가스 센서(112)에 접촉되면 반도체 입자 표면에 흡착되어 있던 산소가 환원성 가스 성분과 결합함으로써 반도체 입자 표면과 접합부의 전기 저항은 감소(전위 장벽 저하)되며 이에 따라 전기 전도도가 높아진다. 전기 전도도의 변화는 접촉되는 가스 종류와 가스 농도에 따라 다르게 되며, 따라서 반도체형 환원성 가스 센서(112)는 접촉되는 환원성 가스 성분의 종류를 확인할 수 있고, 변화된 전기 전도도를 측정하여 환원성 가스 성분의 가스 농도를 계측할 수 있게 된다.
또한, 산화성 가스 센서(114)는 산화성 가스 성분이 반도체 표면에 흡착되어 발생하는 화학 변화로 인해 전기 저항이 변화하는 것을 감지하는 전기 저항식 산화성 가스 센서(114)가 사용될 수 있다. 공지된 바와 같이, 전기 저항식 산화성 가스 센서(114)는 반도체형 가스 센서의 일종으로, 상술한 환원성 가스 센서(112)와는 반대의 산화/환원 작용이 일어난다. 산화성 가스 센서(114)는 반도체 입자의 재료로 환원이 어려운 물질인 SnO2, ZnO 등이 사용되며, 산화성 가스 성분과 접촉이 이루어지면 반도체 입자는 전자를 잃고, 화학 변화에 의한 전기 저항이 변화하게 된다. 전기 저항의 변화는 산화성 가스 성분 및 가스 농도에 따라 달라질 수 있으며, 따라서, 전기 저항식 산화성 가스 센서(114)는 산화성 가스 성분의 식별 검지및 가스 농도의 계측이 가능하게 된다.
동작 제어 수단(120)은 감지 수단(110)에서 식별된 공기 오염원에 따른 오염원 제거 처리 방식을 판단하는 장치로, 판단된 오염원 제거 처리에 의거하여 제2 인가 전압을 결정한다. 즉, 동작 제어수단(120)은 공기 오염원이 일산화탄소, 에탄, 암모니아 등 환원성 가스 성분일 경우에 오존 또는 미세한 양의 음이온이 적정치로 발생하도록 제어하며, 반면 공기 오염원이 이산화탄소, 일산화이질소, 일산화질소 등의 산화성 가스 성분일 경우에는 오존은 발생되지 않고 다량의 음이온과 강력 순환 모드에 의한 산화성 가스를 제거하는 기능을 갖는 촉매형 필터에 의해 제거되도록 제어한다.
여기서 제2 인가 전압은 공기 오염원의 종류 및 공기 오염원의 농도에 따른 오존 또는 음이온의 발생이 적정하게 제어되도록 하는 고전압 펄스파 발생 수단(130)으로의 인가 전압을 의미하며, 상용 전원으로부터 인가되는 전압(예 AC110/220, DC110/24V)를 가변 하여 결정할 수 있다. 따라서, 동작 제어 수단(120)은 공기 오염원에 따른 제거 방식에 따라 적정의 오존 또는 음이온 발생이 이루어지도록 전원 장치(150)로부터 인가되는 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변 한다.
제2 인가 전압 결정에 있어, 본 발명의 동작 제어 수단(120)은 오염 상태 정보, 바람직하게는 공기 오염원에 상응하는 최적 인가 전압 정보를 저장하는 메모리부(124), 및 최적 인가 전압 정보에 기초하여 제1 인가 전압을 가변 하는 인가 전압 가변 회로부(122)를 포함할 수 있다. 도 2를 참조하여 제1 인가 전압의 가변처리에 대해서 보다 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명에 따른 인가 전압 가변 회로부의 구성을 도시한 블록도이다.
도 2에 도시한 바와 같이, 인가 전압 가변 회로부(200)는 디지털 신호를 아날로그 신호로 변환하는 D/A 컨버터(210)와, 변환된 아날로그 신호를 전압 증폭하는 OP-Amp(220)와, 고전압 펄스파 발생 수단(130)이 구동되도록 전압 증폭된 출력을 전압 증폭하는 트랜지스터(230)를 포함할 수 있다.
본 실시예에서 메모리부(124)에 저장되는 최적 인가 전압 정보는 디지털 신호인 이산 신호에 대한 정보를 포함할 수 있으며, 이러한 이산 신호는 감지 수단(110)에서 식별되는 공기 오염원의 종류에 따른 특정의 이진 수열로 이루어질 수 있다.
본 발명의 인가 전압 가변 회로부(200)는 제1 인가 전압은 D/A 컨버터를 이용하며, CPU(마이컴)에서 신호를 보내 전압을 가변 하게 된다. 즉, 환원성 가스 센서(114)와 산화성 가스 센서(112)에 의해 공기 오염원을 식별하며, 동작 제어 수단(120)은 메모리부(124)에 저장되어 있는 최적 인가 전압 정보에 따라 8비트 이산 신호를 발생하여 D/A 컨버터(210)로 입력한다.
D/A 컨버터(210)는 상술한 8비트 이산 신호와, 전원 장치(150)로부터의 제1 인가 전압(DC 15V)를 입력 받아 아날로그 신호의 전압을 출력하며, 이 출력 전압은 OP-Amp(220)에서 전압 증폭된다. 또, D/A 컨버터(210)는 8비트 이산 신호에 따라 제1 인가 전압을, 예컨대 256 등급의 출력 전압으로 가변 할 수 있으며, 이에 따라 다양한 공기 오염원에 상응하여 최적의 제2 인가 전압이 결정되도록 할 수 있다.트랜지스터(230)는 후단의 고전압 펄스파 발생 수단(130)을 구동시킬 수 있는 전류를 얻기 위한 전류 증폭 장치로서, OP-Amp(220)에서 증폭된 출력 전압을 전류 증폭 처리한다. 예컨대, 감지 수단(110)에 의해 공기 오염원이 암모니아로 식별되며 암모니아 농도가 소정의 기준 농도 이상으로 감지되는 경우, 동작 제어 수단(120)은 제2 인가 전압이 특정한 전압이 되도록 제1 인가 전압을 가변 하게 된다. 즉, 감지 센서(110)에서 암모니아를 검지하면 동작 제어 수단(120)은 암모니아에 해당하는 이산신호를 D/A 컨버터(210)에 입력한다. 이에 따라, D/A 컨버터(210)의 출력단에서는 출력 전압을 얻게 되며, OP-Amp(220)에서의 전압 증폭과 트랜지스터(230)의 전류 증폭을 거쳐 제2 인가 전압을 결정하게 된다.
따라서, 인가 전압 가변 회로부(200)는 메모리부(124)의 최적 인가 전압 정보에 기초하여 적절한 오존 또는 음이온의 발생을 위한 제2 인가 전압을 결정할 수 있다.
더불어, 본 발명의 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기(100)는 사용자의 선택 또는 오염 상태 정보에 따른 동작 제어 수단(120)의 판단에 의해 오존 또는 음이온의 발생을 선택적으로 수행할 수 있다. 이를 위해서 동작 제어 수단(120)은 방전 방출 수단(140)이 오존 발생 모드 또는 음이온 발생 모드 중 하나의 동작 모드로 동작되도록 하는 모드 제어부(128)를 추가하여 포함할 수 있다.
모드 제어부(128)는 일종의 선택 스위치 역할을 하며, 선택된 동작 모드에 따라 동작 제어 수단(120)은 인가 전압 가변 회로부(122)를 제어하여 제2 인가 전압을 결정한다. 예컨대, 상술한 바와 같이 대상 공간 내의 공기 오염원이 암모니아일 경우에, 실험적으로 오존 발생 모드에서 방전 방출 수단(140)의 출력 전압은 4kV 이상이 유지되어야 하며, 따라서 고전압 펄스파 발생 수단(130)에 공급되는 제2 인가 전압은 12V로 결정된다.
반면에, 음이온 발생 모드에서 방전 방출 수단(140)의 출력 전압은 2.5kV이며, 고전압 펄스파 발생 수단(130)에 공급되는 제2 인가 전압은 7.5V로 결정되도록 제어된다. 즉, 본 발명의 오존 및 이온 공기살균탈취청정기(100)가 음이온 발생 모드로서 음이온을 발생시킬 경우에는 공기 오염원의 식별 정보에 따라 제2 인가 전압이 결정되며, 오존 발생 모드로서 오존을 발생시킬 경우에는 공기 오염원의 식별 정보와 가스 농도 정보에 따라 제2 인가 전압을 결정한다.
도 3은 본 발명에 따른 고전압 펄스파 발생 수단의 회로 구성을 도시한 블록도이다.
도 3에 도시한 바와 같이, 고전압 펄스파 발생 수단(300)은 제2 인가 전압을 이용하여 펄스파를 발생시키는 펄스 발생부(310)와, 펄스파를 고전압 펄스파로 변환하는 고전압 변압부(320), 및 고전압 펄스파로부터 단방향의 전계를 형성하는 전계 변환부(330)를 포함한다.
펄스 발생부(310)는 제2 인가 전압을 이용하여 펄스파 형태의 신호를 생성하고, 생성된 펄스파를 자동 변압기(도시하지 않음)로 이루어지는 고전압 변압부(320)에서 고전압 펄스파로 변환한다. 전계 변환부(330)는 고전압 변압부(320)로부터의 고전압 펄스파를 정류 회로를 이용하여 직류 파형으로 변환하고, 이러한 직류 파형에 의하여 형성되는 단방향의 전계를 방전 방출 수단(140)에인가한다. 이에 같은, 단방향 전계는 방전 방출 수단(140)으로 하여금 방전을 유발하게 하여 오존 또는 음이온을 발생시키고, 이러한 오존 또는 음이온은 전계 변환부(330)에 의해 생성된 단방향 전계의 영향을 받아 대상 공간으로 용이하게 배출된다.
방전 방출 수단(140)에서는 단방향의 전계를 이용하여 방전을 발생시키고, 방전과 동시에 생성된 오존을 대상 공간으로 배출한다. 전하를 띤 오존은 단방향의 전계가 형성되어 있는 방전 방출 수단(140) 내에서 전기력에 의하여 일정한 방향으로 이동하게 되고, 방전 방출 수단(140) 내의 일면을 통해 외부로 배출된다. 도 4를 참조하여 방전 방출 수단의 구성을 상세히 설명한다.
도 4는 본 발명에 따른 방전 방출 수단의 구성을 도시한 블록도이다.
도 4에 도시한 바와 같이, 방전 방출 수단(400)은 한 쌍의 대향극을 포함하는 침대망 구조로 형성된다. 즉, 방전 방출 수단(400)은 침형 방전 전극(410)과 전계형 접지 전극(420)이 서로 대향하는 전극 구조이며, 효율적인 오존 및 음이온의 전계 효과 방전을 위한 방전갭을 적정하게 유지한다. 방전갭은 침형 방전 전극(410)과 전계형 접지 전극(420) 사이의 크기를 의미할 수 있으며, 동작 제어 수단(120)에 의해 방전갭의 크기가 조정된다. 방전갭 크기는 감지 수단(110)에서 계측되는 공기 오염원 및 공기 오염원의 농도에 따라 적정 수준의 오존 또는 음이온 발생이 이루어지는 방전이 발생되도록 조정된다. 방전갭의 크기는 단방향의 전계에 영향을 줄 수 있으며, 이 단방향의 전계에 의해 대상 공간으로 배출되는 오존 또는 음이온의 발생량이 변화하게 된다.
만일, 일정한 인가 전압(여기서는 고전압 펄스파 발생 수단(130)으로부터 인가되는 고전압 전압을 칭함)하에서 방전갭의 크기가 커짐에 따라 오존 또는 음이온의 발생량이 적게 되고 방전갭이 과도하게 커지는 경우에는 방전 자체가 일어나지 않을 수 있다. 반면, 방전갭의 크기가 작아지게 됨에 따라, 방전 전계(단방향의 전계)가 높아지게 되어, 침형 방전 전극(410) 사이의 소트(short)나 국부 방전으로 인해 전극(410,420)이 마모될 우려가 생기게 된다. 따라서, 본 발명의 오존 및 음이온 발생 공기살균탈취청정기(100)는 실내 공간에 존재하는 공기 오염원 및 공기 오염원의 농도에 따라 방전갭이 유기적으로 조정되도록 동작 제어 수단(120)에서 방전갭을 적절하게 제어함으로써, 전극(410,420)의 손상 없이 적정량의 오존 또는 음이온의 발생이 가능하게 된다. 공기 오염원 및 공기 오염원의 농도에 따라 적정하게 조정된 방전갭 하에서 오존 또는 음이온의 입자는 전계형 접지 전극(420) 방향으로 가속되고, 가속된 오존 또는 음이온의 입자는 가속 에너지에 의해 전계형 접지 전극(420)을 통과하여 대상 공간으로 배출된다.
또한, 본 발명의 동작 제어 수단(120)은 대상 공간의 오염 상태를 사용자에게 제공하기 위한 표시 장치 제어부(126)를 더 포함할 수 있다. 표시 장치 제어부(126)는 오염 상태 정보에 의해 감지된 대상 공간의 오염도를 소정의 오염도 등급으로 구분하여 디스플레이(도시하지 않음)에 표시되도록 제어한다. 예컨대, 계측되는 공기 오염원의 농도에 따라 대상 공간의 오염도 등급을 8 등급으로 구분하고, 사용자에게 공기 오염원의 가스 식별 정보 및 가스 농도 정보와 함께 오염도에 관한 정보를 제공함으로써, 본 발명의 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기(100)의 동작 필요성을 각인 시킬 수 있다. 이때, 동작 제어 수단(120)은 오염 상태 정보를 소정의 오염 등급과 연관시키고, 오염도가 소정의 디스플레이에 표시되도록 표시 장치 제어부(126)를 제어한다.
또, 본 발명의 감지 수단(110)은 사람이 대상 공간 내에 위치하고 있는지 여부를 감지하는 적외선 센서(infrared remote sensor : 116)를 더 포함할 수 있다. 적외선 센서(180)로는 인체의 열을 감지하여 온도 변화에 따라 그 동작을 확인하는 적외선 감지 센서가 사용될 수 있다. 동작 제어 수단(120)은 대상 공간 내에 인체가 감지되는 경우에 제1 인가 전압을 제3 인가 전압으로 가변 하게 되며, 여기서 제3 인가 전압은 대상 공간의 오존 농도를 인체에 무해한 농도 범위 내로 유지하기 위한 고전압 펄스파 발생 수단(130)으로의 인가 전압을 의미할 수 있다. 만일, 적외선 센서(116)에 의해 대상 공간 내에 인체의 움직임이 감지되면 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기(100)는 오존 발생을 일시적으로 정지시켜 대상 공간의 오존 농도가 인체에 무해하도록 제어한 후, 소정의 오존 농도가 유지되도록 한다. 따라서, 적외선 센서(116)에 의해 사람이 대상 공간 내에 존재하는 중에도 인체에 무해한 살균 탈취 동작이 수행되도록 할 수 있다.
이러한 구성을 갖는 본 발명에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기의 동작 흐름을 상세히 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기의 동작을 구체적으로 도시한 작업 흐름도이다.
본 발명의 오존 및 음이온을 이용한 살균 탈취 청정 방법은, 대상 공간 내에부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 단계(S510)와, 소정의 전원 장치(150)로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 오염 상태 정보에 기초하여 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변 하는 단계(S550)와, 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 단계(S560), 및 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 단계(S570)를 포함할 수 있다.
우선, 대상 공간 내에 부유하는 공기 오염원을 식별하고, 식별된 공기 오염원의 농도를 계측한다(S510). 본 단계(S510)는 감시 수단(110)에 의해 생성되는 가스 식별 정보 및 가스 농도 정보에 기초하여 대상 공간의 오염 상태에 관한 태 정보를 생성하는 과정이다. 또한, 동작 제어 수단(120)에 의해 오염 상태 정보에 근거한 대상 공간 내의 오염도를 판단하고 이를 소정의 디스플레이에 표시하여 사용자에게 대상 공간의 오염 상태를 알릴 수 있게 한다.
다음으로, 사용자의 선택이나 대상 공간 내의 오염 상태에 대한 동작 제어 수단(120)의 판단에 따라, 방전 방출 수단(140)의 동작 모드를 선택한다(S520). 본 단계(S520)는 오존의 발생 목적과 음이온 발생 목적인 공기 오염원의 제거와 청정 공기의 제공이라는 목적 차이에 기인한 것으로, 동작 모드는 오존 발생 모드, 음이온 발생 모드 중 하나의 동작 모드로 작동할 수 있다. 즉, 대상 공간의 오염이 심각하여 공기 오염원의 제거가 목적이 될 경우에는 오존 발생 모드로서 오존을 발생하게 하고, 반면 오염 농도가 적정 수준 이하에서, 대상 공간 내의 공기를 쾌적하게 만드는 것이 목적일 경우에는 음이온 발생 모드로서 음이온을 발생하게 할수 있다. 각 동작 모드의 선택은 상술한 바와 같이, 사용자의 수동 조작에 의해 선택할 수 있으며, 동작 제어 수단(120)의 판단에 의해 오염 상태 정보에 근거하여 소정의 프로그램에 따라 동작 모드가 선택될 수 있다.
다음으로, 적외선 센서(116)에 의한 대상 공간 내의 사람의 존재 여부를 판단한다(S530). 본 단계(S530)는 상기의 일련의 처리 단계들(S510 및 S520)이 이루어지는 중에 독립적으로 진행될 수 있으며, 사람이 대상 공간에 있는 경우, 상술한 오염 상태 정보와 무관하게 제1 인가 전압을 제3 인가 전압으로 가변 한다(S540). 여기서 제3 인가 전압은 대상 공간의 오존 농도를 인체에 무해한 농도 범위 내로 고전압 펄스파 발생 수단(130)으로의 인가 전압을 의미할 수 있다. 즉, 사람이 대상 공간 내에 존재하면, 오존을 제거하는 모드로 동작하게 하며, 음이온을 다량 발생시키는 모드로 동작기능과 인가 전압 조건을 가변 및 제어한다.
만약, 상기 단계(S540)에서 대상 공간 내에 사람이 없는 경우, 생성된 오염 상태 정보에 기초하여 전원 장치(150)로부터 공급되는 제1 인가 전압을 가변 하여 제2 인가 전압을 결정한다(S550). 본 단계(S550)는 공기 오염원 및 공기 오염원의 농도에 따른 고전압 펄스파 발생 수단(130)으로의 최적 인가 전압을 결정하는 것으로, 이러한 제2 인가 전압은 상술한 오염 상태 정보, 메모리부(124)의 최적 인가 전압 정보, 동작 모드 선택 정보, 및 최적의 방전갭 크기 정보 등에 근거하여 결정될 수 있다.
제2 인가 전압 또는 제3 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파 발생 수단(140)에서 고전압 펄스파를 생성한다(S560). 본 단계(S560)는 오존 또는 음이온 발생을 위한 방전 방출 수단(140)의 방전 생성 및 오존 또는 음이온의 외부 배출을 위한 전계 효과를 갖는 고전압 펄스파를 생성하는 과정이다.
다음으로, 생성된 고전압 펄스파를 이용하여, 방전 방출 수단(140)에서 발생하는 오존 또는 음이온을 대상 공간 내로 방출한다(S570). 본 단계(S570)는, 오염 상태 정보에 따라 오존 또는 음이온의 발생량을 조정하여 공기 오염원을 제거하는 과정이다. 공기 오염원의 성분에 따라 그 제거 방식에 차이가 있으며, 예컨대 대상 공간 내의 환원성 가스 성분은 오존 또는 음이온과 결합 반응하여 제거할 수 있으며, 대상 공간 내의 산화성 가스 성분은 다량의 음이온과 소정의 촉매형 필터에 의한 필터링 처리로 제거할 수 있다. 또, 동작 제어 수단(120)은 오염 상태 정보에 따라, 방전 방출 수단(140)에 방전 갭에 대한 크기 조정을 수행하여, 적정량의 오존 또는 음이온이 대상 공간으로 방출되도록 제어한다.
이와 같은 본 발명의 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기(100)는 대상 공간의 오염원을 정확하게 식별하고, 이에 상응하는 적정량의 오존 또는 음이온을 발생시켜 살균 및 탈취를 보다 효율적으로 할 수 있는 이점이 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 상술하였지만, 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련된 자라면 위에서 상술한 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 구성을 토대로 다양한 변형이나 부가적인 실시가 가능할 것은 자명하다.
예를 들어, 본 발명에서는 방전 방출 수단이 침대망 구조를 가지고, 단방향의 전계가 형성되는 것으로 예시하고 있지만, 오염원을 식별하고 오존 및 음이온의농도를 제어하는 본 발명의 기술적 사상이 다른 형태의 방전 방출 수단에도 그대로 적용 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야의 숙련된 자에게 자명하다.
또, 이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이라는 점은 자명하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 특허청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
이상의 설명에서 알 수 있는 바와 같이 본 발명에 따르면, 대상 공간 내의 오염원에 대한 정확한 식별 검지 및 가스 농도 계측을 통한 적정량의 오존 및 음이온을 발생시킬 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 환원성 가스 센서와 산화성 가스 센서를 사용하여 대상 공간의 오염원인 가스 및 오염 농도를 정확하게 검출하고, 대상 공간의 오염 상태에 따른 적절한 오존 또는 음이온의 발생 농도가 유지되도록 최적의 인가 전압을 결정할 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 대상 공간의 오염 상태에 따라 오존 또는 음이온이 발생되도록 방전 발생 수단의 방전갭이 자동으로 조정될 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공할 수 있다.
본 발명에 따르면, 오존 발생과 음이온 발생이 하나의 장치에서 수행되며,대상 공간 내에 인체를 감지하는 경우에는 인체에 무해하도록 오존 발생을 제어할 수 있는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기를 제공할 수 있다.

Claims (10)

  1. 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기에 있어서,
    대상 공간 내에 부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 감지 수단;
    전원 장치로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 상기 오염 상태 정보에 기초하여 상기 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변하는 동작 제어 수단;
    상기 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 고전압 펄스파 발생 수단; 및
    상기 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 상기 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 방전 방출 수단
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 감지 수단은 대상 공간 내의 환원성 가스 성분을 검지하는 환원성 가스 센서 또는 산화성 가스 성분을 검지하는 산화성 가스 센서를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 오염 상태 정보는 가스 식별 정보 및 가스 농도 정보를 포함하는 것을특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  4. 제3항에 있어서, 상기 동작 제어 수단은,
    상기 오염 상태 정보에 상응하는 최적 인가 전압 정보를 저장하는 메모리부; 및
    상기 최적 인가 전압 정보에 기초하여 상기 제1 인가 전압을 가변 하는 인가 전압 가변 회로부
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 동작 제어 수단은, 상기 대상 공간의 상기 오염 상태 정보를 사용자에게 제공하기 위한 표시 장치 제어부를 더 포함하며,
    상기 동작 제어 수단은 상기 오염 상태 정보를 소정의 오염도 등급과 연관시키고, 상기 표시 장치 제어부는 상기 오염도 등급이 소정의 디스플레이에 표시되도록 제어하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  6. 제3항에 있어서,
    상기 동작 제어 수단은 모드 제어부를 더 포함하며,
    상기 모드 제어부는 상기 방전 방출 수단이 오존 발생 모드 또는 음이온 발생 모드 중 하나의 동작 모드로 동작되도록 제어하며,
    상기 동작 제어 수단은 상기 제2 인가 전압을 상기 동작 모드에 따라 결정하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  7. 제3항에 있어서,
    상기 방전 방출 수단은 한 쌍의 대향극을 포함하며,
    상기 한 쌍의 대향극은 침형 방전 전극 및 전계형 접지 전극을 포함하고,
    상기 동작 제어 수단은 상기 침형 방전 전극과 상기 전계형 접지 전극 사이의 방전갭의 크기를 상기 오염 상태 정보에 상응하여 조정하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 감지 수단은, 상기 대상 공간 내에 인체의 존재 여부를 감지하는 적외선 센서를 더 포함하며,
    상기 동작 제어 수단은 상기 적외선 센서에 의해 인체가 감지될 경우에 상기 제1 인가 전압을 제3 인가 전압으로 가변 하며,
    상기 제3 인가 전압은, 상기 대상 공간의 오존 농도를 인체에 무해한 농도 범위 내로 유지하기 위한 상기 고전압 펄스파 발생 수단으로의 인가 전압인 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온 공기살균탈취청정기.
  9. 오존 및 음이온을 이용한 살균 탈취 청정 방법에 있어서,
    대상 공간 내에 부유하는 가스와 연관된 오염 상태를 감지하여 오염 상태 정보를 생성하는 단계;
    소정의 전원 장치로부터 제1 인가 전압을 공급 받고, 상기 오염 상태 정보에 기초하여 상기 제1 인가 전압을 제2 인가 전압으로 가변 하는 단계;
    상기 제2 인가 전압을 이용하여 고전압 펄스파를 생성하는 단계; 및
    상기 고전압 펄스파를 이용하여 방전을 발생시키고, 상기 방전에 의해 생성되는 오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 단계
    를 포함하며,
    상기 오염 상태 정보는 가스 식별 정보 및 가스 농도 정보를 포함하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온을 이용한 살균 탈취 청정 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 가스 식별 정보는, 상기 대상 공간 내의 가스에 대한 환원성 가스 성분 및 산화성 가스 성분에 대한 정보를 포함하며,
    오존 또는 음이온을 외부로 방출하는 상기 단계는,
    상기 대상 공간 내의 상기 환원성 가스 성분을 상기 오존 또는 상기 음이온과 결합 반응하여 제거하며, 상기 산화성 가스 성분을 소정의 필터에 의한 필터링 처리로 제거하는 것을 특징으로 하는 오존 및 음이온을 이용한 살균 탈취 청정 방법.
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