이하, 본 고안의 바람직한 실시예들에 의한 콘센트 직결형 제균장치(이하, "제균장치"라 한다.)를 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 고안의 일실시예에 따른 제균장치를 나타내는 사시도이며, 도 3은 본 고안의 일실시예에 따른 제균장치를 설명하기 위한 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 고안의 일실시예에 의한 제균장치는 흡기구(22)를 통하여 설치실 내의 공기를 빨아들여 제균할 뿐만 아니라 수소원자 및 슈퍼옥사이드 아니온을 설치실 내로 배출하여 공기 중에 부유하고 있는 각종 세균, 곰팡이, 알레르겐을 제거하여 공기를 신속히 청정화시키는 장치로서, 이러한 원리는 상술한 대한민국 공개특허공보 제2006-0010234호(2006년02월02일 공개) 등에 개시되어 있다.
구체적으로 본 고안은 외형을 제공하는 하우징(20)와, 상기 하우징(20)의 내부에 구비된 송풍기(40) 및 살균기(10)와, 상기 하우징(20)의 외측면에 구비된 플러그(50)를 포함하며, 필터(30)와 조작패널(미도시) 및 표시부(60)를 더 포함할 수 있다.
본 고안의 일실시예에 의한 제균장치는 하우징(20)을 포함한다.
상기 하우징(20)은 각 구성요소에 외형을 제공하는 것으로서, 외부 공기를 유입하는 흡기구(22) 및 공기정화 물질이 포함된 공기를 배출하는 배기구(24)를 가지고, 상기 흡기구와 상기 배기구 사이에 공기가 이동할 수 있도록 공기유로(26)가 형성된다. 도 1 및 도 2에 된 바와 같이 흡기구(22)는 하우징(20)의 하단에, 배기구(24)는 상단에 형성될 수 있으나, 흡기구(22) 및 배기구(24)의 설치위치는 이에 한정되지 않는다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 필터(30)를 더 포함할 수 있다.
상기 필터(30)는 외부로부터 제균장치로 유입되는 공기의 오염물을 걸러주도록 흡기구(22)와 배기구(24) 사이에 구비된 것으로서, 공기 중에 포함된 유해물질을 제거한다. 필터의 종류를 달리함으로써, 정화할 수 있는 오염물(입자)의 종류나 크기를 조절할 수 있으며 상기 필터(30)는 상기 하우징(20)의 내부로 유입된 공기를 1차적으로 정화시키는 역할을 수행한다.
일 예로서, 상기 필터(30)로는 다공성(porous) 필터를 사용할 수 있는데, 상기 다공성 필터의 바람직한 양태는 입자상 물질의 축적에 따른 막힘 현상을 방지하기 위하여 비교적 공극율이 높은 것이 좋고, 제거효율을 증가시키기 위해 입자상 물질과의 유효 접촉면적이 넓은 것이 바람직한 바, 세라믹 허니컴(Ceramic Honeycomb), 세라믹 폼(Ceramic Foam) 및 메탈릭 폼(Metallic Foam)이 좋지만 특별히 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고 필터(30)로는 입자 직경 10㎛ 이상의 공기 중에 포함된 이물질을 포집하는 필터를 사용할 수도 있다. 이에, 상기 필터(30)를 사용하면 공기 중에 부유하는 꽃가루나 먼지가 제거된 공기가 송풍기(40)에 의해 흡기된다. 또한, 필터(30)로는 공기 중에 포함된 세균을 살균하기 위해 토르말린 분말, 마그네사이트 분말, 세리사이트 분말, 맥섬석 분말, 또는 이들의 혼합물이 포함된 필터를 사용할 수 있다.
아울러, 필터(30)로는 공기 중에 포함된 세균을 살균하기 위해 1 내지 30 ㎚ 크기의 금 분말 또는 은 분말이 코팅된 필터를 사용할 수 있으며, 은, 아연, 금, 구리 중 어느 하나 이상의 이온이 흡착된 인산칼륨 분말이 코팅된 필터를 사용할 수도 있다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 살균기(10)를 포함한다.
상기 살균기(10)는 공기 중에 포함된 세균을 살균하기 위해 하우징(20)의 공기유로 상에 설치되어 공기정화 물질을 생성하는 것으로서, 공기 중에 포함된 세균을 살균하는 공기정화 물질을 생성하는 살균기라면 어떠한 살균기를 사용하여도 무방하지만, 바람직하게는 대한민국 공개특허공보 제2006-0010234호(2006년02월02일 공개)에 개시된 살균기를 사용하는 것이 좋다. 이러한 기술이 적용된 제품으로는 삼성전자의 마이크로플라즈마 이온 디바이스인 SPi(상표명) 제품군(예를 들면, 삼성전자의 SMD-HBN01(모델명, 이하 동일)), SMD-HON01, SMD-HAN01, SMD-HAC01, SMD-CAN01 등)을 사용할 수 있다.
특정 양태로서, 상기 살균기(10)는 플러스 성분의 고전압이 인가되는 제1전극 및 마이너스 성분의 고전압이 인가되는 제2전극을 포함한다.
상기 살균기(10)는 제1전극 및 제2전극을 이용하여 양이온 및 음이온을 생성하고, 상기 제2전극에서 발생된 전자와 제1전극에서 발생된 양이온을 결합하여 중성원자를 형성한다. 이러한, 중성원자 및 음이온을 살균대상에 공급하면 상기 중성원자 및 상기 음이온의 결합으로 만들어진 살균력이 있는 물질에 의해 상기 살균대상은 제거된다.
여기서, 제1전극은 방전전극(14)과 유도전극(15)을 포함하고, 상기 방전전극(14)과 유도전극(15)사이에 플러스 성분의 고전압이 인가되면 수소이온이 생성된다. 또한, 제2전극은 침상전극(12)이고, 상기 침상전극(12)에 마이너스 성분의 고전압이 인가되면 전자가 공기 중에 방출되며, 상기 전자는 산소분자와 결합하여 슈퍼옥사이드 아니온을 형성한다.
즉, 상기 중성원자는 수소원자(H)이고, 상기 음이온은 슈퍼옥사이드 아니온(O2 -)이며, 상기 살균력이 있는 물질은 하이드로페록시 라디칼(O-O-H)인 것이 바람직하다.
보다 구체적으로, 수소원자 및 슈퍼옥사이드 아니온이 함께 살균대상에 공급되면 상기 살균대상의 정전기에 의해 슈퍼옥사이드 아니온이 살균대상에 흡착되고, 슈퍼옥사이드 아니온에 의해 수소원자가 상기 슈퍼옥사이드 아니온에 흡착되어 하이드로페록시 라디칼이 생성된다.
도 4는 본 고안의 일실시예에 따른 살균기를 나타내는 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 살균기(10)는 받침대의 상면에 설치된 세라믹 플레이트(11)와, 세라믹 플레이트(11)로부터 소정거리 이격되어 설치되는 침상전극(12)을 포함한다. 이때, 받침대의 상면에는 세라믹 플레이트(11)를 설치하기 위해 함몰된 공간이 마련되며, 이 공간에 세라믹 플레이트(11)가 삽입되어 안착된다. 여기서, 세라믹 플레이트(11)는 양이온을 발생시키기 위한 부분으로, 세라믹 플레이트(11)의 내부 상부에는 방전전극(14)이 마련되고, 내부 중앙에는 유도전극(15)이 마련된 다. 또한, 방전전극(14)과 유도전극(15)을 제외한 부분은 세라믹으로 보호층을 형성한다.
상기 방전전극(14)과 유도전극(15) 사이에는 플러스 성분의 고전압, 바람직하게는 3.9 내지 4.3 kV의 전압이 인가된다. 이와 같이, 방전전극(14)과 유도전극(15)의 사이에 플러스 성분의 고전압이 인가되면 세라믹 플레이트(11)에서는 플라즈마 방전에 의해 공기 중의 수분(H20)이 이온화되어 수소이온(H+)이 발생한다.
한편, 침상전극(12)과 접지전극(17) 사이에는 마이너스 성분의 고전압, 바람직하게는 -3.2 내지 3.6 kV의 전압이 인가된다. 이와 같이, 침상전극(12)에 마이너스 성분의 고전압이 인가되면 플라즈마 방전에 의해 침상전극(12)의 주위에는 양이온이 집적되고, 침상전극(12)에서 다량의 전자가 공기 중으로 방출된다. 공기 중에 방출된 다량의 전자는 매우 불안정하므로 산소분자(O2)에 포착되어 슈퍼옥사이드 아니온(O2 -)을 형성한다. 따라서 침상전극(12)에 마이너스 성분의 고전압이 인가되면 전자 및 슈퍼옥사이드 아니온이 발생된다.
상기 침상전극(12)에서 전자들이 방출되면, 이 전자들은 세라믹 플레이트(11)에서 발생되어 침상전극(12) 주위를 지나는 수소이온과 결합하여 수소원자(또는 활성수소)를 만들게 된다. 이때 세라믹 플레이트(11)에서 발생된 수소이온이 침상전극(12)에서 발생된 전자와 잘 결합하도록 하우징(20)의 내부 일측에 송풍기(40)를 설치하고 구동하여 강제로 수소이온을 침상전극(12)의 방향으로 보내준 다.
상기 침상전극(12)은 세라믹 플레이트(11)로부터 소정거리 이격되어 설치되는데, 침상전극(12)과 세라믹 플레이트(11)의 이격거리에 따라 세라믹 플레이트(11)에서 발생된 수소이온이 수소원자로 변환되는 수가 달라지므로 세라믹 플레이트(11)의 크기, 침상전극(12)의 높이 등에 따라 양자의 이격거리를 조절하는 것이 바람직하다.
결국, 세라믹 플레이트(11)에서 발생된 수소이온이 침상전극(12)에서 방출된 전자와 결합하여 수소원자가 됨으로써 살균기(10)에서 최종적으로 배출되는 물질은 수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온이 된다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 송풍기(40)를 포함한다.
상기 송풍기(40)는 공기 및 상기 공기 정화물질의 유동을 촉진하기 위해 구비된 것으로서, 하우징(20)의 내부 일측에 설치된다. 즉, 상기 송풍기(40)는 하우징(20)의 내부로 흡기구(22)를 통해 외부공기를 유입시키고 배기구(24)를 통해 유입된 공기를 배출시키는 역할을 수행하므로, 그 과정에서 이동하는 공기에 의해 제1전극에서 발생된 수소이온이 상기 제2전극에서 방출된 전자쪽으로 이동하게 된다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 플러그(50)를 포함한다.
상기 플러그(50)는 상기 하우징(20)의 외측면에 하우징(20)와 일체형으로 형성되어 상기 송풍기(40) 및 살균기(10)에 전압을 공급하는 것으로서, 외부로부터 제공받은 전압을 송풍기(40) 및 살균기(10)에 공급할 수 있다면 어떠한 형태의 플러그를 사용하여도 무방하다.
도 2에 도시된 바와 같이 상기 플러그(50)는 몸체에 수직으로 부착된 일반형 플러그를 사용할 수 있으며, 평상시에는 하우징(20)에 형성된 수납실에 수납되어 있다가 전원콘센트에 삽입되는 경우 수납실의 밖으로 약 90˚ 회전하는 회전형 플러그를 사용할 수도 있다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 조작패널을 더 포함할 수 있다.
상기 조작패널은 하우징(20)의 외측면 일측에 구비되어 외부로부터 입력되는 신호를 후술하는 제어부에 전달하는 것으로서, 각각 다른 신호를 전달할 수 있도록 각종 스위치가 구비될 수 있으며, 이러한 목적으로 사용되는 조작패널이라면 어떠한 형태로 형성되어도 무방하지만, 바람직하게는 당업계에서 통상적으로 사용되는 조작패널을 사용하는 것이 바람직하다.
일 실시 양태로서, 상기 조작패널은 동작 시간을 설정하는 타이머나 공기의 오염도를 측정하는 센서 등을 포함할 수 있다.
다른 실시 양태로서, 상기 조작패널은 버튼의 형태로 형성될 수도 있다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 전원부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 전원부는 후술하는 제어부에 접속되어 제어부의 제어에 따라 송풍 기(40) 및 살균기(10)에 전원을 공급하여 송풍기(40) 및 살균기(10)를 작동시키는 것이다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 제어 기판(미도시)을 더 포함할 수 있다.
상기 제어 기판은 하우징(20)의 내부 일측에 구비되고, 조작패널, 송풍기(40) 및 살균기(10)에 전기적으로 연결되며, 조작패널로부터 전송된 신호에 따라 전압을 전원부를 통해 송풍기(40) 및 살균기(10)로 제공하는 것으로서, 제어부(미도시)를 포함한다.
여기서, 제어부는 조작패널로부터 전송된 신호에 따라 제균장치 전체의 동작을 제어하는 것으로서, 송풍기(40), 살균기(10), 전원부 및 조작패널에 전기적으로 연결된다.
보다 구체적으로, 상기 제어부는 제균장치 전체의 제어를 행하는 마이크로컴퓨터, 상기 마이크로컴퓨터에 의해 실행되는 제어 프로그램이나 제어 파라미터 등의 데이터를 기억하는 메모리부, 마이크로컴퓨터의 제어에 기초하여 계시 동작을 행하는 타이머 카운터, 조작패널의 조작을 검출하여 조작 내용을 마이크로컴퓨터에 출력하는 입력부를 포함하여 구성된다.
상기 마이크로컴퓨터는 미리 메모리부에 저장된 제어 프로그램을 판독하여 실행하는 동시에, 메모리부에 기억된 제어 파라미터를 판독하여, 제균장치의 각 구성요소를 동작시킨다.
특히, 마이크로컴퓨터는 제균장치의 운전 중 방전전극(14)과 유도전극(15) 사이에 인가된 전압값과, 침상전극(12)과 접지전극(17)의 사이에 인가되는 전압값을 계측한다. 그리고 마이크로컴퓨터는 이들 전압값을 감시하고, 방전전극(14)과 유도전극(15) 사이에 인가된 전압값과, 침상전극(12)과 접지전극(17)의 사이에 인가되는 전압값을 적당하게 조정하도록 동작할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터는 메모리부에 저장된 제어 프로그램을 따라 일정시간 동안 작동하고, 상기 일정시간이 경과되면 제균장치의 작동이 자동으로 중지되도록 제어할 수 있다.
또한, 마이크로컴퓨터는 조작패널에 있어서 동작 정지를 지시하는 조작이 행해지고, 이 조작을 나타내는 정보가 입력부에 입력되면, 마이크로컴퓨터는 제1전극 및 제2전극에 대한 전압 인가를 정지하고, 송풍기(40)를 정지시킨다.
또한, 마이크로컴퓨터는 조작패널을 통해 공기정화의 속도(고속 또는 저속)를 지시하는 조작이 행해지면, 이 조작을 나타내는 정보가 입력부에 입력됨에 따라 마이크로컴퓨터는 방전전극(14)과 유도전극(15) 사이에 인가된 전압값 및 침상전극(12)과 접지전극(17)의 사이에 인가되는 전압값을 제어하는 동시에 송풍기(40)의 송풍속도를 제어하도록 동작한다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 표시부(60)를 더 포함할 수 있다.
상기 표시부(60)는 상기 제어부에 접속되어 제균장치의 작동여부를 외부에 디스플레이하는 것으로서, 상기 플러그를 통해 외부로부터 전원을 공급받아 제어부 가 동작하면 상기 제어부의 신호에 의해 사용자가 인식할 수 있도록 영상 또는 음향을 발생시킨다. 이때, 상기 표시부(60)는 상기 하우징의 외측면에 설치되는 것이 바람직하다. 이러한 표시부(60)로는 LED, 발광램프, 스피커 등을 사용할 수 있다.
본 고안의 일실시예에 따른 제균장치는 전압변환부(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 전압변환부는 상기 하우징(20)의 내부 일측에 구비되고, 상기 플러그(50) 및 제어부에 연결되어 플러그(50)로부터 입력되는 전압, 예컨대 상용교류전압을 소정의 전압(-3.2 내지 3.6 kV 및 3.9 내지 4.3 kV)으로 감압시키는 것으로서, 제어부의 제어에 따라 감압된 전압을 전원부에 제공한다.
전술한 바와 같이, 본 고안에 따른 제균장치는 실내공기의 정화를 위해 해당 설치실의 콘센트에 플러그(50)를 삽입하면, 송풍기(40)가 구동되어 흡기구(22)를 통해 공기를 흡입하고 상기 공기 중에 포함된 불순물을 제거한 후 공기유로(26)를 통해 하우징(20)의 외부로 상기 공기를 배출한다. 이때 송풍기(40)와 함께 살균기(10)를 구동하여 공기정화 물질, 예컨대 수소원자와 슈퍼옥사이드 아니온을 공기유로(26)상에 방출시킴으로써 공기유로(26)를 통과하는 공기 및 실내공기에 포함된 세균을 제거한다.
또한, 본 실시예에서는 공기정화 물질, 예컨대 수소원자와 슈퍼옥사이드 아 니온을 공기 중에 유포시켜 살균을 하도록 한다.
따라서, 본 고안에 따른 제균장치는 유치원이나 초·중·고등학교의 각 교실, 병원의 병실 등에 설치된 경우에 신속히 청정화(제균, 탈취 등)된 공기를 널리 퍼지게 하는 것이 가능하게 되어, 소공간에서의 공기 제균 및 탈취를 효율적으로 행할 수 있다.
상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.