KR20040044768A - 비열플라즈마를 이용한 자동차용 실내공기 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 자동차용 공기조화기에서 발생하는 냄새를 제거하고 동시에 자동차 실내로 유입되는 미세 먼지를 제거 할 수 있는 자동차용 공기정화장치에 관한 것으로, 간단히 요약하여 설명하면, 자동차의 공기조화기 전단에 설치된 필터나 냉방장치의 열 교환기 등에 서식하는 세균이나 곰팡이 등은 자동차 실내 악취의 주원인 제공자이면서 동시에 실내공기를 오염시키게 되고, 도심이나 차량 정체구간 등에서는 차량 외부공기 또한 인체에 해를 주는 원인이 되는바, 이와 같은 오염된 공기를 정화하기 위하여 공기조화기의 공기 유입부분 도중에 금속제 원통을 설치하고, 원통과 동심원상에 원통과 나란히 중심전극을 설치하고, 중심전극과 외부 원통사이에는 강유전체 구를 충진하고, 금속원통의 양 측면에는 공기는 통하고 유전체 구는 통과하지 못할 정도의 절연체로 구성된 그물을 설치하고, 금속 원통과 중심전극사이에 교류 고전압을 인가하고, 이때 감전 및 방전시 발생하는 전자파로 인한 자동차 전자제어기의 오작동 등을 방지하기 위하여 금속 원통전극은 접지 전극으로 하고 원통의 중심전극 만을 고전압 전극으로 이용하게 한 비열플라즈마 발생장치를 설치함으로 인하여 공기조화기로 유입되는 공기가 유전체 볼 사이에서 발생하는 비열플라즈마 공간을 통과하게 되어 플라즈마의 전기 물리 화학적 작용에 의하여 공기를 정화시키고, 동시에 공기 중에 포함된 미세 먼지를 제거할 수 있으며, 또한 비열플라즈마 공간에서 발생하는 오존화 가스를 이용하여 필터나 열 교환기에서 서식하는 세균이나 곰팡이의 살균 및 증식을 억제시킬 수 있으며, 공기조화기의 공기토출 부분에 잔류 오존을 제거하기 위한 오존 파괴기를 설치하여 자동차 실내에는 오존 농도를 기준치 이하로 떨어뜨려 자동차의 실내공기가 항상 청정한 상태를 유지되도록 하는 것을 특징으로 하는 자동차 실내 공기 정화장치에 관한 것이다.

이와 같이 하면 현재까지 자동차 공기조화기의 부분품 중에서 특히 필터나 냉각용 열 교환기 등에서 서식하는 각종 세균의 살균은 물론 곰팡이류의 서식을 억제하여 자동차 내부의 공기를 항상 청정하게 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 공기 유입부분에 장착되는 필터의 수명을 증가시키거나 경우에 따라서는 필터를 설치하지 않아도 공기중의 미세 먼지를 제거 할 수 있게 되어 자동차용 공기 정화장치가 매우 간단하면서 유지 관리 또한 편리한 장치로 사용 될 수 있으리라 사료된다.

Description

비열플라즈마를 이용한 자동차용 실내공기 정화장치{The indoor air purification system for auto mobile using non-thermal plasma}

본 발명은 비열플라즈마를 이용하여 자동차용 공기조화기에서 발생하는 냄새를 제거하고, 동시에 자동차 실내로 유입되는 미세 먼지를 제거 할 수 있는 자동차용 공기정화장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게 설명하면, 자동차의 공기조화기 전단에 설치된 필터나 냉방장치의 열 교환기 등에 서식하는 세균이나 곰팡이 등은 자동차 실내 악취의 주 원인 제공자이면서 동시에 실내공기를 오염시키게 되고, 도심이나 차량 정체구간 등에서는 차량 외부공기 또한 인체에 해를 주는 원인이 되는바, 이와 같은 오염된 공기를 정화하기 위한 장치가 자동차에서 필수적으로 필요한 수단이 되었다. 일반적으로 자동차의 공기 조화장치는 입구에 필터를 설치하고, 자동차의 운행시 엔진에서 발생하는 열을 이용하여 난방을 하고, 냉매가스가 순환하면서 발생하는 흡열반응을 이용하여 냉방을 하고 있으며, 냉방장치의 열 교환기는 냉방장치가 작동 할 때는 표면에 항상 결로에 의한 이슬이 맺혀 있게 되고 특히 냉방장치와 공기 순환용 팬이 동시에 정지 되었을 때는 열 교환기 표면에 형성된 수분 속에서 각종 세균이나 곰팡이 류가 서식하게 된다. 일반적으로 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 공기 유입부분에 설치된 필터를 주기적으로 교체하거나 자동차의 실내에 도 1, 2, 3 등과 같은 구조의 공기중 방전을 이용한 음이온 발생장치, 오존발생장치 등을 설치하여 공기를 정화하는 방법을 사용하여 왔으나, 필터의 교체시기를 잊어버려 필터에 서식하는 각종 냄새나 세균이 자동차의 실내에 유입되는 경우가 발생하게 되고, 또한 필터의 교체로 인한 폐 필터는 재활용을 할 수 없기 때문에 산업 쓰레기로 처리 해야하며, 음이온 발생장치나 오존 발생장치 등은 음이온이나 오존의 발생 량을 일정 수준 이하로 제어하지 않으면 인체에 유해 하게되고, 또 발생 량이 너무 작을 경우는 공기 정화효율이 저하 될 수 있고, 특히 자동차 실내에서 고전압에 의한 공기방전을 이용하므로 감전, 전자파에 의한 인체의 피해, 자동차 전자제어기의 오작동 등의 가능성이 있다.

따라서 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 공기조화기의 공기 유입부분 도중에 금속제 원통을 설치하고, 원통과 동심원상에 원통과 나란히 중심전극을 설치하고, 중심전극과 외부 원통사이에는 강유전체 구를 충진하고, 금속원통의 양 측면에는 공기는 통하고 유전체 구는 통과하지 못할 정도의 절연체로 구성된 그물을 설치하고, 금속 원통과 중심전극사이에 교류 고전압을 인가하고, 이때 감전 및 방전시 발생하는 전자파로 인한 자동차 전자제어기의 오작동 등을 방지하기 위하여 금속 원통전극은 접지 전극으로 하고 원통의 중심전극 만을 고전압 전극으로 이용하게 한 비열플라즈마 발생장치를 설치함으로 인하여 공기조화기로 유입되는 공기가 유전체 볼 사이에서 발생하는 비열플라즈마 공간을 통과하게 되어 플라즈마의 전기 물리 화학적 작용에 의하여 공기를 정화시키고, 동시에 공기 중에 포함된 미세 먼지를 제거할 수 있으며, 또한 비열플라즈마 공간에서 발생하는 오존화 가스를 이용하여 필터나 열 교환기에서 서식하는 세균이나 곰팡이의 살균 및 증식을 억제시킬 수 있으며, 공기조화기의 공기 토출부분에 잔류 오존을 제거하기 위한 오존 파괴기를 설치하여 자동차 실내에는 오존 농도를 기준치 이하로 떨어뜨려 자동차의 실내공기가 항상 청정한 상태를 유지되도록 하는 것에 그 특징이 있다. 이와 같이 하면 현재까지 자동차 공기조화기의 부분품 중에서 특히 필터나 냉각용 열 교환기 등에서 서식하는 각종 세균의 살균은 물론 곰팡이류의 서식을 억제하여 자동차 내부의 공기를 항상 청정하게 유지시킬 수 있을뿐만 아니라, 기존의 공기 유입부분에 장착되는 필터의 수명을 증가시키거나 경우에 따라서는 필터를 설치하지 않아도 공기중의 미세 먼지를 제거 할 수 있는 매우 간단하면서도 유지 관리 또한 편리한 자동차용 공기정화장치가 장치로 사용 될 수 있을 것이다.

도1은 코로나방전형 저온 플라즈마 발생장치,

도2는 장벽방전형 저온 플라즈마 발생장치,

도3은 연면방전형 저온 플라즈마 발생장치,

도4는 유전체 구가 충진된 플라즈마 발생장치 개략도

도5는 오존 파괴장치 개략도

도6은 본 고안을 자동차에 적용하기위한 실시 예 개략

이하 첨부된 도면에 의해 본 발명을 상세히 설명하면 다음과 같다. 도 4는 유전체 구가 충진된 비열플라즈마 발생장치로 금속제 원통전극(6)과, 원통전극의 동심원상에 원통과 나란히 중심전극(5)을 설치하고, 중심전극과 외부 원통사이에는 강유전체 구(4)를 충진하고, 금속원통의 양 측면에는 공기는 통하고 유전체 구는 통과하지 못할 정도의 세라믹 등의 절연체로 구성된 필터(10)를 설치하고, 금속원통과 중심전극사이에 펄스 또는 교류 고전압(11)을 인가하고, 이때 감전 및 방전시 발생하는 전자파로 인한 자동차 전자제어기의 오작동 등을 방지하기 위하여 금속 원통전극은 접지전극(12)으로 하고 원통의 중심전극 만을 고전압 전극으로 이용하도록 구성되어 유전체 구(4)의 표면과 유전체 구와 구 사이의 접촉면에서 비열플라즈마가 형성되고, 본 고안의 비열플라즈마 발생장치의 작동은 자동차의 실내공기조화기에 부착된 송풍 팬(3)의 작동에 연동 하여 작동하게 하여 공기조화기가 작동 될 때는 항상 자동으로 운전되고 그 외의 시간에는 운전을 정지시켜 불필요한 전력의 낭비를 피할 수 있게 되어있다. 또한 유전체의 형태를 구의 형태로 함으로 인해 유전체 구 사이에는 자연히 공간(13)이 형성되고 이 공간(13)은 곧 비열플라즈마 공간이 된다. 따라서 자동차의 공기조화기로 유입되는 공기(1,2)를 본 발명에서 고안 한 유전체 구가 충진된 비열플라즈마 발생장치(도4)로 통과하도록 하면 자동차 실내 유입공기중의 유해 가스는 비열플라즈마의 전기 물리 화학작용에 의하여 정화되게 되며, 공기중의 미세 먼지는 플라즈마 공간을 통과하면서 연소하여 제거되게 된다. 한편 비열플라즈마 장치의 출구(14)에서 나오는 공기 중에는 다량의 오존이포함되어 있으므로 이 공기가 공기조화기의 열 교환기(7)를 통과하는 과정에서 열 교환기 표면에 서식하는 각종 세균이나 냄새를 제거할 수 있게 되고, 특히 냉방장치의 열 교환기에 생성되는 물방울 속에 들어가서 서식하다 공기를 따라 실내에 유입되어 인체에 감염하여 병을 일으키는 레지오넬라균 등도 제거 할 수 있게 된다. 또한 유전체 구가 충진된 비열플라즈마 발생장치는 탈 부착이 가능하도록 구성하여 일정시간 사용 후에는 유전체 구를 세척, 건조시키면 재사용이 가능하게 되어 일반 필터와 달리 산업 쓰레기를 발생시키지 않게 된다. 본 고안에 의한 비열 플라즈마장치와 자동차의 공기조화기를 통과한 공기 중에 잔류하는 오존이 있으면 자동차 실내로 오존이 유입되게 되어 인체에 유해하기 때문에 잔류오존을 제거하기 위한 수단이 필요하게 되고 이를 위해 공기조화기의 출구에 오존 파괴장치(8)를 설치하여야 하며, 도 5에 오존 파괴장치의 개략도를 나타내었다. 오존 파괴장치(도5)는 원통의 내부에 오존 흡착성이 우수한 카본(15) 등을 적정 크기의 알갱이 형태로 충진하고 원통의 출구에는 충진된 알갱이가 토출되지않게 필터(16)를 설치한다. 도 6은 본 고안 비열플라즈마 공기정화장치를 자동차의 공기조화기에 적용한 실시 예를 나타낸 것으로 자동차용 공기조화기의 공기 유입 부분에 본 고안에 의한 비열 플라즈마장치(도 4)를 설치하고 공기조화기의 출구와 자동차의 실내 각부로 공기를 이송하는 분산덕트(9) 전단에 설치함으로 비열플라즈마 장치와 오존 파괴장치를 각각 한개씩만 사용하여도 자동차 실내로 유입되는 모든 공기의 정화가 가능하게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 공기조화기의 공기 유입부분 도중에 금속제 원통을 설치하고, 원통과 동심원상에 원통과 나란히 중심전극을 설치하고, 중심전극과 외부 원통사이에는 강유전체 구를 충진하고, 금속원통의 양 측면에는 공기는 통하고 유전체 구는 통과하지 못할 정도의 절연체로 구성된 그물을 설치하고, 금속 원통과 중심전극사이에 펄스 또는 교류 고전압을 인가하고, 이때 감전 및 방전시 발생하는 전자파로 인한 자동차 전자제어기의 오작동 등을 방지하기 위하여 금속 원통전극은 접지 전극으로 하고 원통의 중심전극 만을 고전압 전극으로 이용하게 한 비열플라즈마 발생장치와 공기조화기의 출구에 오존 파괴기를 설치함으로 인하여 공기조화기로 유입되는 공기가 플라즈마의 전기 물리 화학적 작용에 의하여 공기를 정화시키고, 동시에 공기 중에 포함된 미세 먼지를 제거할 수 있으며, 또한 비열플라즈마 공간에서 발생하는 오존화 가스를 이용하여 필터나 열 교환기에서 서식하는 세균이나 곰팡이의 살균 및 증식을 억제시킬 수 있으며, 자동차 실내에는 오존 농도를 기준치 이하로 떨어뜨려 자동차의 실내공기를 항상 청정한 상태로 유지시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존의 공기 유입부분에 장착되는 필터의 수명을 증가시키거나 경우에 따라서는 별도의 필터를 설치하지 않아도 공기중의 미세 먼지를 제거 할 수 있는 매우 간단하면서도 유지 관리 또한 편리한 자동차용 공기정화장치로 사용 될 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 자동차의 실내공기정화를 목적으로 유전체 구가 두 전극사이에 충진된 형태의 비열플라즈마 발생장치가 자동차의 실내공기조화기 입구에 설치되고, 공기조화기의 출구와 자동차 실내 각 부로의 공기분산 덕트 입구 사이에 오존파괴장치가 결합되는 구조로 이루어지는 자동차용 실내공기 정화장치.
2. 위 1항에서 공기의 흐름이나 비열플라즈마의 발생을 용이하게 하기 위한 수단으로 유전체 구의 비유전율, 직경, 재질, 전원전압의 주파수, 파형, 전압의 크기 등을 변화시킨 장치.
3. 위 1항에서 비열플라즈마 장치의 작동을 자동차의 공기조화기용 송풍 팬에 연동하여 자동으로 운전 또는 정지되게 하는 장치.
4. 위 1항에서 유전체 구를 비열플라즈마 발생장치로부터 분리하여 세척하여 재 충진하거나, 새 유전체 구를 재 충진할 수 있는 구조의 비열플라즈마 발생장치.
5. 위 1항에서 자동차의 실내로 유입되는 오존의 파괴를 목적으로 오존 파괴장치의 형태를 변형하거나, 오존 흡착물질을 변형하거나, 오존 파괴장치에 충진되는 입자의 크기를 변형한 장치.