KR20080017242A - 공기 제균 장치 - Google Patents
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Abstract
큰 공간의 공기를 제균할 수 있는 공기 제균 장치를 제공한다.
공기 제균 장치(100)를 공기의 흡입구(11) 및 취출구(12)를 구비하는 하우징(10)과, 흡입구(11)로부터 흡입한 공기를 취출구(12)를 향해 송풍하는 송풍 경로를 형성하는 송풍기(12)와, 송풍 경로를 통해 공급되는 공기에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 접촉시켜 공기를 제균하는 공기 제균 수단(30)과, 소정의 물을 전기 분해함으로써 전해수를 생성하여 공기 제균 수단(30)에 공급하는 전해수 공급 수단(40)과, 외부의 급수원으로부터 배수관(61)을 통해 공급되는 소정의 물을 저류하는 저류부(51)를 갖고, 저류부(51)에 저류한 물을 전해수 공급 수단(40)에 공급하는 급수 수단(50)을 하우징(10) 내에 구비하고, 공기 제균 수단(30)에 의해 제균한 공기를 취출구(12)를 통해 실내에 송풍시키는 구성으로 한다.
공기 제균 장치, 흡입구, 취출구, 하우징, 송풍기, 급수 수단, 저류부
Description
도1은 본 실시 형태의 공기 제균 장치의 개략적인 구성을 도시하는 모식도.
도2는 본 실시 형태의 공기 제균부에 적용되는 기액 접촉 부재를 도시하는 정면도.
도3은 본 실시 형태의 전해수 공급 순환부의 구성을 도시하는 모식도(A) 및 전해조의 구성도(B).
도4는 본 실시 형태의 공기 제균 장치를 도시하는 외관 사시도.
도5는 본 실시 형태의 공기 제균 장치의 내부 구성을 도시하는 일부 파단 정면도.
도6은 본 실시 형태의 공기 제균 장치의 사시도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
10 : 하우징
10A : 공간(배면측 공간)
10B : 전방면측 공간
10C : 도풍판
11 : 흡입구
12 : 취출구
20 : 송풍기
30 : 공기 제균부
31 : 기액 접촉 부재
32 : 기액 접촉면
40 : 전해수 공급부
41 : 살수 박스
42 : 전해조
42a, 42b : 전극
43 : 전해수 공급관
50 : 급수부
51 : 저류부
52 : 물받이부
55 : 접속관
55a : 접속구
58 : 제어 장치(제어 수단)
59 : 배수관
61 : 배수관
100 : 공기 제균 장치
[문헌 1] 일본특허공개 평2002-181358호 공보
본 발명은 공중 부유 미생물[세균, 바이러스, 진균(이하, 간단히「바이러스 등」이라 함)]의 제거가 가능한 공기 제균 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 바이러스 등의 공중 부유 미생물의 제거를 목적으로서 공기 중에 전해수 미스트를 확산시키고, 이 전해수 미스트를 공중 부유 미생물에 직접 접촉시켜 바이러스 등을 불활화하는 제균 장치가 제안되어 있다(예를 들어, 문헌 1 참조).
그러나, 상기 제균 장치에서는 미립자형의 전해수 미스트를 실내에 확산시키는 구성으로 하고 있기 때문에, 전해수 미스트의 도달 범위에 한계가 있고, 전해수 미스트가 도달하기 쉬운 사용 환경 하, 즉 비교적 소공간에서는 효력을 발휘하지만, 전해수 미스트가 도달하기 어려운 사용 환경 하, 즉 큰 공간, 예를 들어 유치원이나 초등ㆍ중ㆍ고등학교나 간호 보험 시설이나 병원 등에서는 효력을 발휘하기 어렵다는 문제가 있었다.
따라서, 본 발명의 목적은 큰 공간의 공기를 제균할 수 있는 공기 제균 장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 해결하기 위해, 본 발명의 공기 제균 장치는 공기의 흡입구 및 취출구를 구비하는 하우징과, 상기 흡입구로부터 흡입한 공기를 상기 취출구를 향해 송풍하는 송풍 경로를 상기 하우징 내에 형성하는 송풍기와, 상기 송풍 경로 상에 배치되고, 상기 송풍 경로를 통해 공급되는 공기에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 접촉시켜 공기를 제균하는 공기 제균 수단과, 소정의 물을 전기 분해함으로써, 상기 전해수를 생성하여 상기 공기 제균 수단에 공급하는 전해수 공급 수단과, 외부의 급수원으로부터 배수관을 통해 공급되는 상기 소정의 물을 저류하고, 저류한 물을 상기 전해수 공급 수단에 공급하는 급수 수단을 하우징 내에 구비하고, 상기 공기 제균 수단에 의해 제균된 공기를 상기 취출구를 통해 실내에 송풍시키는 것을 특징으로 한다.
상기 구성에 따르면, 전해수 미스트를 실내에 확산시키는 구성으로 하는 것은 아니며, 공기 제균 수단에 있어서 송풍 경로를 통해 공급되는 공기에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 접촉시켜 공기를 제균하고, 제균 후의 공기를 송풍기에 의해 취출구로부터 송풍하는 구성으로 하고 있으므로, 실내의 공기를 순환시키는 동시에, 제균 후의 공기를 큰 공간 내에 순환시킬 수 있어 큰 공간의 공기 제균을 가능하게 한다.
또한, 전해수 공급 수단에 소정의 물을 공급하는 급수 수단은 외부의 급수원으로부터 배수관을 통해 공급되는 소정의 물을 직접 전해수 공급 수단에 도입하는 것은 아니며, 일단 저류부에서 저류한 물을 전해수 공급 수단에 도입하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 공기 제균 장치 내부에 전해수 공급 수단에 소정의 물을 공급하기 위한 내부의 급수원으로서의 급수 탱크 등을 마련하는 경우와, 상기 구성 과 같이 외부의 급수원으로부터 배수관을 통해 소정의 물을 공급하는 경우에, 장치 구성의 대부분을 공통화시킬 수 있다. 즉, 내부의 급수원으로서 급수 탱크 등을 공기 제균 장치에 마련하는 경우에는 급수 탱크의 급수구로부터 소정의 물이 저류부에 공급되도록 함으로써 저류부에 저류된 물을 전해수 공급 수단에 공급하는 구성으로 할 수 있어, 전해수 공급 수단에 소정의 물을 도입하는 급수원을 외부에 마련하는 경우와 내부에 마련하는 경우 구성의 대부분을 공통화할 수 있다.
상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 급수 수단은 상기 저류부에 저류된 물의 수위를 검출하는 수위 검출 수단과, 상기 수위 검출 수단에 의해 검출된 수위가 소정의 수위보다도 낮아진 경우에, 상기 저류부에 상기 소정의 물이 공급되도록 저류부의 수량을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것이 바람직하다.
상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 공기 제균 수단은 상기 전해수에 의해 습윤되는 동시에 상기 송풍 경로를 통해 공기가 공급되는 기액 접촉면을 갖는 기액 접촉 부재를 구비하고, 상기 기액 접촉 부재에 있어서 잉여가 된 전해수는 상기 저류부에 도입되는 것이 바람직하다.
상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 하우징은 대략 직방체의 상자형으로 형성되는 동시에 바닥에 배치되어 사용되고, 상기 흡입구는 상기 하우징의 전방면 또는 측면의 하부에 배치되고, 상기 취출구는 상기 하우징의 상면의 전방면측에 배치되고, 상기 기액 접촉 부재는 상기 하우징 내에 기액 접촉면이 상기 전방면과 대략 평행하게 되도록 세워 설치되고, 상기 기액 접촉면과 상기 하우징의 배면 사이에는 배면측 공간이 형성되고, 상기 기액 접촉면과 상기 하우징의 전방면 사이 에는 전방면측 공간이 형성되고, 상기 송풍기에 의해 상기 흡입구로부터 흡입된 공기는 하우징의 하부로부터 상기 배면측 공간에 있어서 상방을 향하고, 상기 기액 접촉면을 통과하여 상기 전방면측 공간을 거쳐 상기 취출구로부터 취출되도록 상기 송풍 경로가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 급수 수단은 상기 배수관과 접속하기 위한 접속관을 갖고, 상기 접속관의 접속구는 상기 하우징의 외부에 노출되어 있는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 저류부에 저류한 물을 외부로 배출하기 위한 배수관을 구비하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 소정의 물은 소정의 이온종을 포함하는 물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 소정의 물은 상기 외부의 급수원으로서의 수도로부터 공급되는 수돗물인 것이 바람직하다.
또한, 상기 구성의 공기 제균 장치에 있어서, 상기 활성 산소종은 차아염소산, 오존 또는 과산화수소 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것이 바람직하다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시 형태에 대해 설명한다.
우선, 도1을 참조하여 본 실시 형태에 관한 공기 제균 장치(100)의 개략적인 구성을 설명한다. 본 실시 형태의 공기 제균 장치(100)는 공기의 흡입구(11) 및 취출구(12)가 형성된 하우징(10) 내에 송풍기(20)와, 공기 제균부(30)와, 공기 제 균부(30)에 소정의 활성 산소종을 포함하는 전해수를 공급하는 전해수 공급부(40)와, 외부의 급수원으로부터 배수관(61)을 통해 소정의 물이 공급되는 저류부(51)를 갖고, 저류부(51)에 저류한 물을 전해수 공급부(40)에 공급하는 급수부(50)를 구비하고 있다.
송풍기(20)는 이 공기 제균 장치(100)가 설치된 실내의 공기를 흡입구(11)로부터 흡입하고, 취출구(12)를 향하는 송풍 경로를 형성하는 것으로 공기 제균부(30)에 대풍량의 공기가 송풍되도록 구성된다. 송풍기(20)는 상기 공기 제균 장치(100)가 설치되는 실내 공간의 넓이에 따라 적절한 풍량을 송풍하는 것이 바람직하다. 예를 들어, 3 ㎥/min 내지 8 ㎥/min의 범위에서, 풍량을 조절 가능한 것이 바람직하다. 예를 들어, 8 ㎥/min의 풍량으로 송풍한 경우, 약 180 ㎥의 실내 공간(예를 들어, 학교의 교실 등)이면, 실내의 공기를 1시간에 2.7회 순환시킬 수 있다.
공기 제균부(30)를 구성하는 기액 접촉 부재(31)는, 예를 들어 도2에 도시한 것을 적용할 수 있다. 도2에 도시한 기액 접촉 부재(31)는 벌집 구조를 가진 필터 부재(여과재)이며, 기체 접촉면(32)의 면적이 넓게 확보되어 전해수 적하가 가능하여 막히기 어려운 구조로 되어 있다. 즉, 이 기액 접촉 부재(31)는 파동 형상으로 구부러진 소재(31A)와, 평판 형상의 소재(31B)를 접합하여, 전체적으로 벌집 형상으로 형성되어 있다.
이들 소재(31A, 31B)에는, 후술하는 전해수에 반응성이 적은 소재, 결국 전해수에 의한 열화가 적은 소재, 예를 들어 폴리올레핀계 수지(폴리에틸렌 수지 및 폴리프로필렌 수지 등), PET(폴리에틸렌ㆍ테레프타레이트) 수지, 염화비닐 수지, 불소계 수지(PTFE, PFA, ETFE 등), 셀룰로스계 재료 또는 세라믹스계 재료 등의 소재를 사용할 수 있다. 본 구성에서는, 이들 소재에 PET 수지가 사용되어 있다. 또한, 이 기액 접촉 부재(31)는 친수성 처리를 실시하는 등으로 하여, 전해수에 대한 친화성을 높일 수 있고, 이에 의해 기액 접촉 부재(31)의 전해수의 보수성(습윤성)이 유지되고, 후술하는 활성 산소종과 실내 공기의 접촉이 장시간 지속된다.
기액 접촉 부재(31)의 상부에는, 도3의 (A)에 도시한 바와 같이 전해수 공급부(40)의 일부를 구성하는 살수 박스(41)가 조립 부착되고, 기액 접촉 부재(31)의 하방에는 급수부(50)의 일부를 구성하는 물받이부(52)가 배치되어 있다. 물받이부(52)는 기액 접촉 부재(31)로부터 배출되는 전해수를 수용하고, 상기한 저류부(51)에 도입시키는 것으로 물받이부(52)와 저류부(51)는 연속 접촉하고, 전체적으로 물 받침 접시(53)를 구성으로 하고 있다.
전해수 공급부(40)는, 상기 살수 박스(41) 외에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성하는 전해조(42)와, 전해조(42)에 있어서 생성한 전해수를 살수 박스(41)에 공급하는 전해수 공급관(43)을 구비하고 있다.
살수 박스(41)는 기액 접촉 부재(31)의 상부에 조립 부착되는 관 형상 부재이며, 하면에 도시하지 않은 복수의 살수 구멍이 형성된다. 전해조(42)로부터 전해수 공급관(43)을 통해 공급된 전해수는, 이 살수 구멍으로부터 기액 접촉 부재(31)에 흘러내리고, 기액 접촉 부재(31)에 전해수를 공급하는 동시에 기액 접촉면(32)을 전해수로 습윤시킨다.
전해조(42)는, 도3의 (B)에 도시한 바와 같이 적어도 한 쌍의 전극(42a, 42b)을 구비하고, 전극(42a, 42b) 사이에 전압을 인가한 경우, 전해조(42)에 유입한 수돗물 등의 물을 전기 분해하여 활성 산소종을 포함하는 전해수를 생성시킨다. 여기서, 활성 산소종이라 함은, 통상의 산소보다도 높은 산화 활성을 갖는 산소 분자와, 그 관련 물질을 포함하고, 슈퍼옥시드 음이온, 홑겹항 산소, 히드록실라디칼 혹은 과산화수소 등의, 소위 좁은 의미의 활성 산소와 오존 및 차아할로겐산 등의, 소위 넓은 의미의 활성 산소를 포함시키는 것이라 한다. 전해조(42)는 기액 접촉 부재(31)에 접근하여 배치하는 것이 바람직하다. 기액 접촉 부재(31)에 접근하여 전해조(42)를 배치함으로써, 수돗물 등을 전기 분해하여 생성된 활성 산소종을 포함하는 전해수를, 바로 기액 접촉 부재(31)에 공급할 수 있다.
전극(42a, 42b)은, 예를 들어 베이스가 Ti(티탄)이며, 피막층이 Ir(이리듐), Pt(백금)으로 구성된 전극판이다.
상기 전극(42a, 42b)에 의해 수돗물 등에 통전하면, 캐소드 전극에서는,
4H+ + 4e- + (4OH-) → 2H2 + (4OH-)
의 반응이 발생되고, 애노드 전극에서는,
2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
의 반응이 발생되는 동시에,
물에 포함되는 염화물 이온(Cl-) 등(수돗물 등의 물에 미리 함유되어 있는 것)이,
2Cl- → Cl2 + 2e-
와 같이 반응하고, 또한 이 Cl2는 물과 반응하고,
Cl2 + H2O → HClO + HCl
이 된다.
본 구성에서는 전극(42a, 42b)에 통전함으로써 살균력이 큰 HClO(차아염소산) 등이 발생된다. 이 차아염소산 등을 포함하는 전해수를 기액 접촉 부재(31)에 공급함으로써 기액 접촉 부재(31)에 있어서의 잡균의 증식을 방지할 수 있어, 기액 접촉 부재(31)를 통과하는 공기 중에 부유하는 바이러스 등을 불활화하거나 제균하거나 할 수 있다. 또한, 악취 등의 가스형 물질도 전해수에 용해되거나 기액 접촉 부재(31)를 통과할 때에, 전해수 내의 차아염소산 등과 반응하거나 함으로써 공기 중으로부터 제거되어 탈취된다.
전해수를 생성할 때에, 전해수 속의 활성 산소종의 농도는 제균하는 바이러스 등을 불활화시키는 농도가 되도록 조정된다. 활성 산소종의 농도의 조정은 전극(42a, 42b) 사이에 인가하는 전압을 조정하여 전극(42a, 42b) 사이에 흐르게 하는 전류치를 조정함으로써 행해진다.
예를 들어, 이 전극(42a, 42b) 사이에 흐르는 전류치를, 전류 밀도로 20 ㎃/㎠로 하면, 차아염소산의 경우 소정의 유리 잔류 염소 농도(예를 들어, 1 ㎎/ℓ)를 발생시킨다. 전극(42a, 42b) 사이에 인가하는 전압을 변경하여 전류치를 조정함으 로써 전해수 속에 포함되는 활성 산소종의 농도를 조정할 수 있어, 기본적으로는 전류치를 높게 하면 전해수 속의 활성 산소종의 농도를 높게 할 수 있다.
급수부(50)는, 상술한 저류부(51)와 물받이부(52)가 연속 접촉된 물 받침 접시(53)와, 저류부(51)에 저류된 물의 수위를 검출하는 플로트 스위치(54)(수위 검출 수단)와, 외부의 배수관(61)과 접속되는 접속관(55)과, 접속관(55)에 마련되는 급수 밸브(56)와, 저류부(51)에 저류된 물을 전해조(42)에 퍼 올리는 순환 펌프(57)와, 이들을 제어하는 제어 장치(58)(제어 수단)를 갖고 있다.
저류부(51)는, 상술한 바와 같이 외부의 급수원으로부터 배수관(61)과 접속되는 접속관(55)을 통해 공급되는 소정의 물과, 물받이부(52)에 있어서 수용한 기액 접촉 부재(31)에 있어서 잉여가 된 전해수가 저류된다.
외부의 급수원으로부터 공급되는 물은, 예를 들어 수돗물, 우물물, 순수, 정제수 등을 이용할 수 있지만, 전해조(42)에 있어서 효율적으로 전기 분해를 행하기 위해 혹은 활성 산소종의 생성에 필요한 이온종을 공급하기 위해, 소정의 이온종을 포함하는 물인 것이 바람직하다. 이로 인해, 우물물, 순수, 정제수, 일부의 지역에 있어서의 수돗물 등, 이온종의 희박한 물을 전해조(42)에 도입하는 구성으로 하는 경우에는, 이들의 물에 활성 산소종의 생성에 필요한 소정의 이온종을 첨가한 것이 저류부(51)에 저류되는 구성으로 하는 것이 바람직하다. 구체적으로는, 이온종의 희박한 물을 이용하는 경우에는 외부의 급수원으로부터 접속관(55) 사이에 소정의 이온종을 첨가하거나, 저류부(51)에 있어서 소정의 이온종을 첨가하는 등으로 하는 것이 바람직하다.
예를 들어, 활성 산소종으로서 차아염소산을 생성하는 경우, 전해조(42)에 도입되는 물에 염화물 이온이 존재하고 있는 것이 전제가 되므로, 염화물 이온을 포함하는 물이 전해조(42)에 도입될 필요가 있다. 여기서, 수도법에서는 수돗물의 위생을 확보하기 위해 염소 등에 의한 소독을 행하는 것이 정해져 있다. 이로 인해, 수돗물을 전해조(42)에 도입하는 구성으로 하면, 수돗물에는 미리 포함되는 염화물 이온을 이용하여, 간이한 구성으로 활성 산소종으로서 차아염소산을 생성할 수 있다. 또한, 우물물 등의 이온종의 희박한 물이 외부의 급수원으로부터 공급되는 경우에는, 이들의 물에 식염(NaCl) 등의 염소화합물 혹은 다른 소정의 이온종을 첨가하는 구성으로 하여, 전기 분해를 효율적으로 행하기 위해 필요한 도전율을 달성하는 동시에 차아염소산의 생성에 필요한 이온종을 공급하는 구성으로 하면 좋다.
물받이부(52)는 기액 접촉 부재(31)로부터 흘러내리는 물(전해수)을 수용하여 저류하는 것으로, 소정량의 물을 저류하기 위한 깊이를 갖고, 물받이부(52)에 있어서 수용한 물은 저류부(51)에 유입하도록 구성되는 것이 바람직하다.
저류부(51)는 물받이부(52)보다도 깊은 바닥에 형성되는 동시에, 저류부(51) 내에 플로트 스위치(54), 순환 펌프(57)의 흡입구(57a)가 배치된다. 그리고, 플로트 스위치(54)에 의해 저류부(51) 내의 수위가 검출되고, 저류부(51)에 저류된 물의 수위가 소정의 수위보다도 낮아진 경우, 그 검출 신호가 제어 장치(58)에 입력되고, 제어 장치(58)는 급수 밸브(56)를 개방하여 저류부(51)에 접속관(55)을 통해 외부의 급수원으로부터 소정의 물이 필요량 공급되어 저류부(51) 내의 수위가 일정 하게 유지되는 구조로 되어 있다.
저류부(51) 내에 저류된 물은 순환 펌프(57)에 의해 퍼 올려져서 전해조(42)에 공급된다. 즉, 기액 접촉 부재(31)로부터 배출된 물(전해수)이 다시 전해조(42)에 공급되는 구성으로 함으로써, 외부의 급수원으로부터 저류부(51)에 공급되는 소정의 물의 사용량을 저감할 수 있다.
또한, 저류부(51)는 그 바닥부에 배수 구멍(51a)이 형성되고, 배수관(59)이 접속되어 있다. 배수관(59)에는 배수 밸브(59a)가 마련되고, 이 배수 밸브(59a)를 개폐함으로써 저류부(51) 내의 물을 배수관(59)을 통해 외부로 배출할 수 있게 되어 있다.
예를 들어, 상기의 공기 제균 장치(100)에서는 전해조(42)에 있어서, 소정의 물을 전기 분해함으로써, 전극 상(캐소드)에 스케일이 퇴적되었을 경우, 전기 전도성이 저하되어, 계속적인 전기 분해가 곤란해진다. 이 경우, 전극(42a, 42b)의 극성을 반전(전극의 플러스와 마이너스를 절환함)시킴으로써 스케일의 제거를 행하는 구성으로 하고 있다. 즉, 캐소드 전극을 애노드 전극으로서 전기 분해함으로써, 캐소드 전극 상에 퇴적한 스케일을 제거할 수 있다. 이때, 전극(42a, 42b) 상에 퇴적한 스케일을 전해수와 함께 전해조(42)로부터 저류부(51)에 배출하기 위한 스케일 배관(도시 생략)을 설치하고, 스케일 배관을 통해 전해조(42)로부터 저류부(51)에 배출된 스케일을 배수관(59)을 통해 외부로 배출시킬 수 있다.
이상, 도1 내지 도3을 이용하여 설명한 바와 같이, 상기 구성에 따르면 전해수 미스트를 실내에 확산시키는 구성으로 하는 것은 아니며, 공기 제균부(30)에 있 어서 송풍 경로를 통해 공급되는 공기에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 접촉시켜 공기를 제균하고, 제균 후의 공기를 송풍기(20)에 의해 취출구(12)로부터 송풍하는 구성으로 하고 있으므로, 실내의 공기를 순환시키는 동시에 제균 후의 공기를 큰 공간 내에 순환시킬 수 있어 큰 공간의 공기를 제균할 수 있다.
또한, 전해수 공급부(40)에 소정의 물을 공급하는 급수부(50)는 외부의 급수원으로부터 배수관(61)을 통해 공급되는 소정의 물을 직접 전해수 공급부(40)에 도입하는 것은 아니며, 일단 저류부(51)에서 저류한 물을 전해수 공급부(40)에 도입하는 구성으로 하고 있다. 이로 인해, 공기 제균 장치(100)의 내부에 전해수 공급부(40)에 소정의 물을 공급하기 위한 내부의 급수원으로서의 급수 탱크 등을 마련하는 경우와, 상기 구성과 같이 외부의 급수원으로부터 배수관(61)을 통해 소정의 물을 공급하는 경우에, 공기 제균 장치(100)의 장치 구성의 대부분을 공통화시킬 수 있다. 즉, 내부의 급수원으로서 급수 탱크 등을 공기 제균 장치(100)에 마련하는 경우에는, 급수 탱크의 급수구로부터 소정의 물이 저류부(51)의 수위에 따라 필요량이 공급되는 구성으로 함으로써, 저류부(51)에 저류된 물을 전해수 공급부(40)에 공급하는 구성으로 할 수 있고, 전해수 공급부(40)에 소정의 물을 도입하는 급수원을 공기 제균 장치(100)의 외부에 마련하는 경우와 내부에 마련하는 경우의 구성의 대부분을 공통화할 수 있다.
또한, 급수 탱크 등을 내부에 급수원으로서 구비하는 구성과 비교하여, 외부의 급수원으로부터 배수관(61)을 통해 저류부(51)에 소정의 물을 공급하는 구성으로 함으로써, 공기 제균 장치(100)를 소형화할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 공기 제균 장치(100) 보다 구체적인 구성예를 도4 내지 도6을 참조하여 설명한다.
도4에 본 실시 형태의 공기 제균 장치(100)(공기 청정 장치)의 보다 구체적인 구성예로서의 공기 제균 장치(100)의 외관 사시도를 도시한다. 도4에 도시한 공기 제균 장치(100)는 바닥 배치식이고, 하우징(10)은 세로가 긴 대략 직방체의 상자형으로 형성되어 있다.
하우징(10)의 전방면 하부에는 흡입 그릴(11a)이 마련되어 흡입구(11)를 구성으로 하고 있다. 이 흡입구(11)의 이면에는 프리 필터(13)(도6 참조)가 배치된다.
프리 필터(13)는 솜먼지 등의 하우스 더스트나 삼목 화분 등의 화분 및 모래나 흙먼지 등의 입자 직경이 비교적 커 공기 중에 부유한 경우에 침강하기 쉬운 입자형의 물질을 수집하는 것으로, 약 10 ㎛ 이상의 물질을 수집하는 것이다. 프리 필터(13)를 흡입구(11)의 이면에 배치함으로써, 하우징(10) 내부에 솜먼지나 화분 등의 물질이 도입되는 것을 방지하고 있다.
또한, 하우징(10)의 상면에는 취출구(12)가 형성되고, 이 취출구(12)에는 덮개로서의 루버(12a)가 마련되어 있다. 이 루버(12a)는 자동 제어되고, 공기를 취출하는 방향을 변화시킬 수 있는 동시에, 공기 제균 장치(100)의 공기의 취출 동작 정지 시에는 루버(12a)를 폐쇄함으로써, 하우징(10) 내에 이물질의 침입을 방지할 수 있다. 또한, 루버(12a)의 내측에는 망이나 직물 또는 부직포 등으로 구성되는 취출구 필터(14)(도6 참조)가 배치되고, 이 취출구 필터(14)에 의해 하우징(10) 내 로의 먼지 등의 이물질의 침입이 방지되어 있다.
그 밖에, 하우징(10)의 상면에는 조작 패널(15)이 마련되어 있다. 취출구(12)와 조작 패널(15)은 각각 하우징(10)의 폭 방향에 따라 길게 형성되는 동시에 상호 평행하게 배치되고, 취출구(12)는 하우징(10)의 상면에 있어서 전방면(정면)측에 배치되고, 조작 패널(15)은 배면측에 배치되어 있다.
또한, 하우징(10)의 양측면의 상부에는 각각 오목부(16)가 형성되어 있고, 운반 업자 등은 이 오목부(16)를 잡는 손잡이부로 하여, 공기 제균 장치(100)를 혼자서 들어올려 이동시킬 수 있게 되어 있다.
또한, 하우징(10)을 정면에서 보았을 때, 우측의 측면에는 하우징(10) 내에 마련되는 접속관(55)과 외부의 급수원과 접속되는 배수관(61)과 접속하기 위한 접속구(55a)가 외부에 노출되어 마련된다. 또한, 하우징(10)의 우측의 측면에 있어서, 접속구(55a)의 하방에 있어서 배수관(59)이 외부에 배치되어 있다.
다음에, 도5 및 도6을 참조하여 공기 제균 장치(100)를 구성하는 각 구성 요소의 보다 상세한 구성예 및 하우징(10) 내에 있어서의 배치예에 대해 설명한다.
또한, 도5는 공기 제균 장치(100)의 내부 구성을 도시하는 사시도이며, 참고하기 위해 하우징(10)의 외형을 가상선으로 나타낸다. 도6은 좌측 단면으로 본 도면이다.
도5 및 도6에 도시한 바와 같이, 하우징(10) 내에는 하우징(10)의 내부를 상하로 구획하는 구획판(17)이 마련되어 있다. 이 구획판(17)은 흡입 그릴(11a)의 대략 상단부에 위치하고 있다. 구획판(17)의 하방에 송풍기(20)가 배치된다. 송 풍기(20)는 송풍팬(21)과, 이 송풍팬(21)을 구동하는 구동 모터(22)를 구비하고 있다. 구획판(17)의 하방에 있어서, 송풍팬(21)은 정면으로 볼 때 하우징(10)의 좌측에 배치되고, 구동 모터(22)는 하우징(10)의 우측에 배치되어 있다.
송풍팬(21)의 송풍구(21a)는 하우징(10)의 배면측 부분에 있어서 상방향으로 마련되어 있다. 한편, 구획판(17)에는 이 송풍팬(21)의 송풍구(21a)의 상방에 도시하지 않은 개구가 형성되어 있다. 이 개구는 배면측 상하로 연장되는 공간(이하,「배면측 공간(10A)」이라 함)에 연통하고 있다. 따라서, 송풍팬(21)에 의해 흡입구(11)로부터 흡입된 실내의 공기는 하우징(10)의 하부 전방면측으로부터 배면측을 향하고, 또한 하우징(10)의 배면측 공간(10A)에 있어서 상방을 향해 송풍된다.
구획판(17)의 상방에는, 도5에 도시한 바와 같이 하우징(10)의 우측에 배수관(59)이 배치되고, 배수관(59)의 상방에는 물 받침 접시(53)의 저류부(51)가 배치되고, 그 상측에 순환 펌프(57) 및 전해조(42)가 배치되어 있다.
한편, 하우징(10)의 좌측에는 구획판(17)의 상방에 전기 장착 박스(70)가 배치된다. 이 전기 장착 박스(70)에는 구동 모터(22)에 전원 전압을 공급하는 전원 회로나, 이 공기 제균 장치(100)의 각 부를 제어하는 제어 장치 등의 각종 전기 장착 부품이 수용된다.
그리고, 전기 장착 박스(70)의 상방에는 물 받침 접시(53)의 물받이부(52)를 통해 기액 접촉 부재(31)가 배치되어 있고, 기액 접촉 부재(31)의 상부에는 상술한 바와 같이 살수 박스(41)가 조립 부착되어 있다.
또한, 구획판(17)의 상방은 도6에 도시한 바와 같이 전기 장착 박스(70)의 배면부, 물받이부(52)의 배면부, 기액 접촉 부재(31)의 기액 접촉면(32)이 일렬로 배열되어 있고, 이들에 의해 하우징(10)의 배면과 기액 접촉 부재(31) 등 사이에 상기 배면측 공간(10A)이 형성되고, 하우징(10)의 전방면과 기액 접촉 부재(31) 사이에 전방면측 공간(10B)이 형성되어 있다.
배면측 공간(10A)의 상방에는 하우징(10)의 배면측으로부터 전방면측에 경사지는 도풍판(10C)이 마련되어 있고, 이 도풍판(10C)의 전단부는 살수 박스(41)에 접하고 있다. 이 도풍판(10C)에 의해, 배면측 공간(10A)의 상부에 있어서 송풍팬(21)에 의해 송풍된 공기는 기액 접촉 부재(31)를 통과하여 전방면측 공간(10B)을 향하고, 그리고 하우징(10)의 상면에 형성된 취출구(12)를 통해 실내에 송풍된다.
즉, 하우징(10) 내에 있어서 송풍기(20)에 의해 하우징(10)의 전방면 하부에 마련된 흡입구(11)로부터 흡입된 공기는, 도면 중 화살표에 나타낸 바와 같이 하우징(10)의 하부에 있어서 일단 배면측을 향하고, 배면측 공간(10A)에 있어서 상방을 향하고, 또한 도풍판(10C)에 의해 기액 접촉 부재(31)의 기액 접촉면(32)을 통과하여 전방면측 공간(10B)을 향하고, 전방면측 공간(10B)을 통해 하우징(10)의 상면에 형성된 취출구(12)로부터 실내에 취출되도록 송풍 경로가 형성된다.
이와 같이, 흡입구(11)를 하우징(10)의 하부에 마련하고, 취출구(12)를 하우징(10)의 상부에 마련하고, 실내의 공기를 하우징(10)의 하부로부터 흡입하고, 제균 후의 공기를 하우징(10)의 상부로부터 취출하는 구성으로 함으로써, 실내에 대 한 공기의 순환을 순조롭게 할 수 있어 큰 공간의 공기를 효율적으로 제균할 수 있다. 또한, 하우징(10)을 구획판(17)에서 상하로 구획하여 그 하부에 송풍기(20)를 배치하고, 송풍팬(21)의 송풍구(21a)를 하우징(10)의 상부를 향해 배치하는 동시에, 기액 접촉 부재(31) 등에 의해 하우징(10)의 상부에 배면측 공간(10A)과 전방면측 공간(10B)을 구성하고, 기액 접촉 부재(31)의 기액 접촉면(32)을 하우징(10)의 전방면(또는 배면)과 대략 평행하게 되도록 세워 설치함으로써 기액 접촉면(32)에 공기를 공급하는 송풍 경로를 확보하는 동시에, 하우징(10) 내에 각 구성 요소를 콤팩트하게 배치할 수 있어 장치의 소형화 및 박형화를 도모할 수 있다.
다음에, 본 실시 형태의 동작에 대해 설명한다.
도1에 도시한 조작 패널(15)을 조작함으로써 바닥 배치식의 공기 제균 장치(100)의 운전이 개시된다. 공기 제균 장치(100)의 운전이 개시되면, 급수 밸브(56)가 개방되고, 접속관(55)을 통해 저류부(51)에 외부의 급수원으로부터 배수관(61)을 통해 소정의 물이 소정량 공급된다. 그리고, 순환 펌프(57)가 구동되어 저류부(51)에 저류된 소정의 물이 퍼 올려져서 전해조(42)에 공급된다.
전해조(42)에서는 소정의 전압이 전극(42a, 42b) 사이에 인가되고, 전극(42a, 42b) 사이에 직류 전류가 흘러 소정의 물의 전기 분해가 행해진다. 그리고, 차아염소산 등의 소정의 활성 산소종을 포함하는 전해수가 생성된다. 이 전해수는 전해수 공급관(43)에 도입되고, 전해수 공급관(43)의 살수 구멍(도시 생략)을 통해 기액 접촉 부재(31)에 흘러내리게 된다. 전해수는 기액 접촉 부재(31)의 상부 모서리부에 스며들어 하부를 향해 서서히 침투한다.
송풍팬(21)은 구동 모터(22)에 의해 구동되고, 송풍팬(21)에 의해 흡입구(11)로부터 흡입된 실내의 공기는 송풍기(20)의 송풍구(21a)로부터, 도6에 화살표로 나타낸 상술한 송풍 경로를 통해 기액 접촉 부재(31)를 통과한다. 이 실내의 공기는 기액 접촉 부재(31)에 침투한 전해수에 포함되는 활성 산소종에 접촉하고, 다시 취출구(12)로부터 실내에 취출된다. 이때, 공기 중에 포함되는 부유 미립자 중, 바이러스 등은 불활화되고, 악취 등의 가스형 물질도 전해수에 용해되거나 기액 접촉 부재(31)를 통과할 때에 전해수 속의 차아염소산과 반응하거나 함으로써 공기 중으로부터 제거되어 탈취된다.
여기서, 활성 산소종에 의한 바이러스 등의 불활화의 작용기서(作用機序)로서, 인플루엔자의 예를 든다. 상술한 활성 산소종은 인플루엔자의 감염에 필수라고 하는 인플루엔자 바이러스의 표면 단백(스파이크)을 파괴 및 소실(제거)하는 작용을 갖는다. 이 표면 단백이 파괴되었을 경우 인플루엔자 바이러스와, 상기 바이러스가 감염되는 데 필요한 수용체(리셉터)가 결합하지 않게 되고, 이에 의해 감염이 저지된다. 이로 인해, 공기 중에 부유하는 인플루엔자 바이러스는 기액 접촉 부재(31)에 있어서 활성 산소종을 포함하는 전해수에 접촉함으로써, 말하자면 감염력을 잃어버리게 되어 감염이 저지된다. 또한, 위생 환경 연구소와의 공동에 의한 실증 시험의 결과, 인플루엔자 바이러스가 침입한 공기를 본 구성의 기액 접촉 부재(31)에 통과시킨 경우, 상기 바이러스의 감염력을 99 ％ 이상 제거할 수 있는 것이 판명되어 있다.
한편, 잉여가 된 전해수는 기액 접촉 부재(31)로부터 배출되어 물받이부(52) 에 수용될 수 있다. 물받이부(52)에 저류된 물은 저류부(51)에 유입한다. 저류부(51)에 저류된 물은 다시 순환 펌프(57)에 의해 전해조(42)에 공급된다. 저류부(51)에 있어서 증발 등에 의해 수량이 감소되었을 경우, 플로트 스위치(54)로부터 입력되는 검출 신호를 기초로 하여 제어 장치(58)는 급수 밸브(56)를 개방하고, 저류부(51)에 소정의 물이 적절한 양으로 공급된다.
한편, 운전 종료 시 혹은 보수 시에는 배수 밸브(59a)를 개방하고, 물받이부(52) 및 저류부(51) 내에 저류된 전해수 혹은 스케일 등의 불용물을 배수관(59)을 통해 외부에 배수할 수 있다.
이상 설명한 상기 구성에 따르면, 하우징(10)의 전방면 하부에 마련된 흡입구(11)로부터 흡입한 실내의 공기를 기액 접촉 부재(31)에 흘러내린 전해수에 접촉시켜 하우징(10)의 상부에 마련된 취출구(12)로부터 취출하는 구성을 구비하기 위해, 이 바닥 배치식의 공기 제균 장치(100)가, 예를 들어 유치원이나 초등ㆍ중ㆍ고등학교나 간호 보험 시설이나 병원 등의 소위 큰 공간에 설치된 경우라도, 전해수에 접촉하여 제균된 실내의 공기를 큰 공간의 먼 곳으로 보내는 것이 가능하게 되어, 큰 공간에서의 공기 제균이 효율적으로 달성할 수 있고 동시에 탈취할 수 있다.
또한, 본 실시 형태에서는 차아염소산 등의 활성 산소종을 포함한 전해수가 물받이부(52)에 모여 인접하는 저류부(51)에 유입한다. 이로 인해, 물 받침 접시(53)에는 잡균이 발생되지 않아 물때의 발생이 방지된다. 이로 인해, 물 받침 접시(53)의 청소 및 보수의 빈도가 감소하여 보수 등의 노동력의 경감이 도모된다.
이상 설명한 실시 형태의 공기 제균 장치(100)는, 본 발명의 일 형태이며, 본 발명의 취지를 일탈하지 않는 범위에 있어서 적절하게 변경 가능한 것은 물론이다.
예를 들어, 상기 실시 형태에서는 활성 산소종으로서 차아염소산을 발생시키는 구성에 대해 설명하였지만, 활성 산소종으로서 오존(O2)이나 과산화수소(H2O2)를 발생시키는 구성으로 해도 좋다. 이 경우, 전극(42a, 42b)으로서 백금 탄탈 전극을 이용하면, 이온종이 희박한 물로부터도 전기 분해에 의해 고효율적으로 안정되게 활성 산소종을 생성할 수 있다.
이때, 애노드 전극에서는,
2H2O → 4H+ + O2 + 4e-
의 반응과 함께,
3H2O → O3 + 6H+ + 6e-
2H2O → O3 + 4H+ + 4e-
의 반응이 발생되어 오존이 생성된다. 또한, 캐소드 전극에서는
4H+ + 4e- + (4OH-) → 2H2 + (4OH-)
O2 - + e- + 2H2 → H2O2
와 같이, 전극 반응에 의해 생성한 O2 -가 용액 속의 H+와 결합하여 과산화수소가 생성된다.
이 구성에서는, 전해조(42)에 있어서 전극(42a, 42b)에 통전함으로써, 살균력이 큰 오존이나 과산화수소가 발생되고, 이들 오존이나 과산화수소를 포함한 전해수를 생성하여 기액 접촉 부재(31)에 공급할 수 있다.
본 발명에 따르면, 흡입구를 통해 실내의 공기를 하우징 내에 흡입하고, 흡입한 공기에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 접촉시켜 취출구로부터 제균 후의 공기를 취출하는 구성으로 하고 있으므로, 큰 공간의 공기를 제균할 수 있다.
Claims (13)
- 공기의 흡입구 및 취출구를 구비하는 하우징과,상기 흡입구로부터 흡입한 공기를 상기 취출구를 향해 송풍하는 송풍 경로를 상기 하우징 내에 형성하는 송풍기와,상기 송풍 경로 상에 배치되고, 상기 송풍 경로를 통해 공급되는 공기에 활성 산소종을 포함하는 전해수를 접촉시켜 공기를 제균하는 공기 제균 수단과,소정의 물을 전기 분해함으로써, 상기 전해수를 생성하여 상기 공기 제균 수단에 공급하는 전해수 공급 수단과,외부의 급수원으로부터 배수관을 통해 공급되는 상기 소정의 물을 저류하는 저류부를 갖고, 저류부에 저류한 물을 상기 전해수 공급 수단에 공급하는 급수 수단을 하우징 내에 구비하고,상기 공기 제균 수단에 의해 제균된 공기를 상기 취출구를 통해 실내에 송풍시키는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 급수 수단은,상기 저류부에 저류된 물의 수위를 검출하는 수위 검출 수단과,상기 수위 검출 수단에 의해 검출된 수위가 소정의 수위보다도 낮아진 경우에, 상기 저류부에 상기 소정의 물이 공급되도록 저류부의 수량을 제어하는 제어 수단을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 공기 제균 수단은 상기 전해수에 의해 습윤되는 동시에 상기 송풍 경로를 통해 공기가 공급되는 기액 접촉면을 갖는 기액 접촉 부재를 구비하고,상기 기액 접촉 부재에 있어서 잉여가 된 전해수는 상기 저류부에 도입되는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제3항에 있어서, 상기 하우징은 대략 직방체의 상자형으로 형성되는 동시에 바닥에 배치되어 사용되고,상기 흡입구는 상기 하우징의 전방면 또는 측면의 하부에 배치되고,상기 취출구는 상기 하우징의 상면의 전방면측에 배치되고,상기 기액 접촉 부재는 상기 하우징 내에 기액 접촉면이 상기 전방면과 대략 평행하게 되도록 세워 설치되고,상기 기액 접촉면과 상기 하우징의 배면 사이에는 배면측 공간이 형성되고,상기 기액 접촉면과 상기 하우징의 전방면 사이에는 전방면측 공간이 형성되고,상기 송풍기에 의해 상기 흡입구로부터 흡입된 공기는 하우징의 하부로부터 상기 배면측 공간에 있어서 상방을 향하고, 상기 기액 접촉면을 통과하여 상기 전방면측 공간을 거쳐 상기 취출구로부터 취출되도록 상기 송풍 경로가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 급수 수단은 상기 배수관과 접속하기 위한 접속관을 갖고,상기 접속관의 접속구는 상기 하우징의 외부에 노출되어 있는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 저류부에 저류한 물을 외부로 배출하기 위한 배수관을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 소정의 물은 소정의 이온종을 포함하는 물인 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제7항에 있어서, 상기 소정의 물은 상기 외부의 급수원으로서의 수도로부터 공급되는 수돗물인 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 활성 산소종은 차아염소산, 오존 또는 과산화수소 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 저류부에 저류한 물을 외부로 배출하기 위한 배수관을 구비하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 소정의 물은 소정의 이온종을 포함하는 물인 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제11항에 있어서, 상기 소정의 물은 상기 외부의 급수원으로서의 수도로부터 공급되는 수돗물인 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
- 제5항에 있어서, 상기 활성 산소종은 차아염소산, 오존 또는 과산화수소 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 제균 장치.
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Legal Events
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20080429 Patent event code: PE09021S01D |
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