KR20090095169A - 공기청정기 - Google Patents

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KR20090095169A
KR20090095169A KR1020080020331A KR20080020331A KR20090095169A KR 20090095169 A KR20090095169 A KR 20090095169A KR 1020080020331 A KR1020080020331 A KR 1020080020331A KR 20080020331 A KR20080020331 A KR 20080020331A KR 20090095169 A KR20090095169 A KR 20090095169A
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discharge
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김지용
박래은
조한욱
우동우
윤소영
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삼성전자주식회사
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Abstract

본 발명은 공기청정기를 제공하기 위한 것으로, 외관을 형성하는 하우징과, 하우징 내에 마련되어 실내 공기의 흡입 및 청정공기의 토출을 유도하기 위한 송풍팬과, 송풍팬에 의하여 흡입된 공기 중의 악취 및 세균등의 오염가스를 제거하도록 플라즈마의 발생을 위한 방전극과, 방전극에 의하여 발생하는 플라즈마 방전 전계영역에 마련되며, 흡착제 및 촉매제가 혼합된 흡착부를 포함하는 플라즈마 흡착/촉매셀을 포함하여 구성함으로서, 오존이 발생되지 않으며 오염물질의 제거 효율이 현저히 향상 될 수 있는 공기청정기를 제공 할 수 있게 되는 것이다.

Description

공기청정기{Air Cleaner}
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 특히 플라즈마와 촉매제가 첨착된 흡착제를 이용하여 공기중의 휘발성 유기 물질이나 악취 가스등의 오염물질을 제거하기에 적당하도록 한 공기청정기에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정기는 공기를 정화하기 위한 필터와 공기를 강제로 유동시키기 위한 송풍팬을 구비하여서 송풍팬의 작동에 의해 실내의 공기를 흡입하여 필터를 거쳐서 배출되도록 함으로써 공기 중에 포함되어 있는 먼지와 냄새와 세균등을 제거하여 공기를 정화시키는 장치이다.
최근 지속적인 경제발전과 산업화로 인하여 대기오염물질의 종류가 다양해 지고 있다. 특히, 분뇨처리장, 오폐수처리장 및 각종 공장에서 발생되는 악취가스(황화수소(H2S), 암모니아(NH3), 아민류(RNH2)등)들이 배출되어 흡입시 두통이나 불쾌감을 유발하게 되며, 이러한 악취가스 외에도 현재 많은 논란이 되고 있는 VOCs(Volatile Organic Compounds,휘발성 유기화합물)가 대량 발생하고 있다.
이러한 VOCs의 대부분은 인체에 직접적으로 유해할 뿐만 아니라 대기중의 광 스모그를 일으키는 원인 물질로서 이를 제거하기 위한 연구가 진행되고 있다.
이러한 유해가스에 대한 처리기술로는 소각공법, 촉매공법, 흡착공법 및 생물학적 여과공법 등이 현재 실용화되고 있다.
한편, 이러한 유해가스를 분해 또는 산화 처리하는 비교적 최근의 기술로서 플라즈마 공법을 들 수 있는데, 이러한 플라즈마는 고전압의 직류, 교류 또는 펄스전력을 서로 마주 바라보고 있는 전극에 공급하여 전극 사이에 있는 전기적으로 중성인 기체분자를 극성을 갖는 전자와 양이온으로 분리하여 생성된 활성화 라디칼을 이용하여 휘발성 유기화합물을 산화함으로써 제거하는 방법으로 대한민국 공개특허 특2001-68436호에는 플라즈마 반응장치 내부의 코로나 방전극에 고전압의 펄스하전을 인가시켜 플라즈마를 형성하여 톨루엔과 같은 VOCs 가스를 산화함으로써 제거하는 방법이 개시되어 있다.
또한, 대한민국 등록특허 제10-0495345호에는 플라즈마를 이용하여 공기중의 각종세균의 살균작용과 유해가스 분해용으로 사용되며, 케이스 모듈화되어 기존의 공기정화장치에 장착 가능한 플라즈마 필터가 개시되며, 공기가 흡입되는 곳으로부터 프리필터, 헤파필터, 플라즈마필터 그리고 카본필터순으로 마련하여 순차적으로 유해가스 및 악취 등을 제거하는 구성이 개시되어 있으며, 대한민국 공개특허 제10-2004-35092호에는 유전체 장벽 코로나 방전을 이용한 저온 플라즈마 반응기에서 대전된 미세 분진을 포집하고 유입된 오염공기 속에 포함된 박테리아 등의 병원체를 방전에 의하여 발생된 오존의 작용으로 살균 처리하는 오존살균이 가능한 플라즈마공기청정기의 구성이 개시되어 있다.
전술한 플라즈마를 이용한 공기청정기는 플라즈마를 형성되는 전리부에 직접적으로 공기중에 포함된 오염물질이 통과되면서 분해되므로 공기청정기 내부의 송풍팬에 의한 높은 유속에 의한 경우 적절한 오염물질이 제거되지 못하는 문제점이 있다.
또한, 전술한 플라즈마를 이용한 공기청정기는 적절한 공기 정화능력을 얻기 위하여 집진 성능과 탈취 성능, 또는 살균 성능을 갖춘 여러 종류의 필터들을 구비하게 됨에 따라 필터부 및 장치의 전체적인 크기가 커지며, 이로 인하여 필터를 통과하는 공기의 압력손실이 크게 되는 문제점이 있다.
또한, 전술한 공기청정기는 플라즈마에 의해 유해 물질의 분해시 오존 및 다량의 유해 물질들이 생성하게 되는 문제점이 있으며, 이를 제거하기 위한 별도의 오존 제거 필터등을 구비하게 되어 제조비용 또한 증가하는 문제점이 있다.
이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해결하기 위해 제안된 것으로, 본 발명의 목적은 오존이 발생되지 않으며, 유해한 가스 물질 등을 효과적으로 제거할 수 있도록 플라즈마를 이용한 공기청정기를 제공하는데 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 의한 공기청정기는, 외관을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내에 마련되어 실내 공기의 흡입 및 청정공기의 토출을 유도하기 위한 송풍팬과, 상기 송풍팬에 의하여 흡입된 공기 중 의 악취 및 세균등의 오염가스를 제거하도록 플라즈마의 발생을 위한 방전극과, 상기 방전극에 의하여 발생하는 플라즈마 방전 전계영역에 마련되며, 흡착제 및 촉매제가 혼합된 흡착부를 포함하는 플라즈마 흡착/촉매셀을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부는 속이 빈 중공부를 가지는 원통형상이며, 상기 방전극은 상기 중공부에 마련되어 상기 방전극과 상기 흡착부는 일정간격 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부는 속이 빈 중공부를 가지는 사각기둥 형상이며, 상기 방전극은 상기 중공부에 마련되어 상기 방전극과 상기 흡착부는 일정간격 이격되어 형성된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부는 판 형상이며, 상기 방전극과 인접하여 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부는 판 형상이며, 상기 흡착부의 단면은 일측이 개방된 'ㄷ'자 형상이며, 상기 방전극은 상기 개방된 부분에 인접하여 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀은 속이 빈 중공부가 형성된 사각 기둥 형상으로 이루어지며, 일측면의 마주보는 양측에는 상기 흡착부가 마련되고, 타측면의 마주보는 양측에는 플라즈마의 전계 형상을 최적화 하기 위한 방전대응극이 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부는 공기 가 상기 흡착부 내부로 유입되지 않도록 고밀도로 압축된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부의 내면에는 상기 방전극에서 발생되는 플라즈마 전계형상을 최적화 하기 위한 방전대응극이 마련된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 방전극에는 안정적인 플라즈마의 생성 및 전계영역의 증폭을 위하여 절연물인 유전체가 부착된 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부에 마련된 상기 흡착제는 활성탄과 친수성 물질인 제올라이트, 황화 지르코니아, 실리카 알루미나 중 어느 하나 이상이 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부에 마련된 상기 촉매제는 이산화티타늄인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 흡착부에 마련된 상기 촉매제는 전이금속 또는 귀금속의 단일성분이거나 상기 전이금속과 귀금속의 혼합성분인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 상기 귀금속은 백금 또는 팔라듐인 것을 특징으로 한다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 의한 공기청정기는 방전극의 플라즈마 전계영역에 흡착제와 촉매제가 혼합된 흡착부가 마련됨에 따라서 높은 유속에 의하더라도 흡착부를 통과하는 과정에서 오염물질이 흡착부에 흡착된 후 플라즈마와 촉매제에 의하여 제거되므로 오염물질 제거 효율이 현저히 향상되는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 공기청정기는 집진, 탈취 및 살균 성능이 하나의 플라즈마 흡착/촉매셀에 의하여 이루어 질 수 있어 필터부 및 장치의 전체적인 크기를 줄일 수 있으며 공기청정기 내부의 공기의 흐름 또한 원활하게 되므로 흡입 공기의 압력 손실이 줄어들어 팬의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과도 있게 된다.
또한, 공기청정기 내부의 공기의 흐름이 원활하게 되어 통과 유속에 대한 압력 손실이 줄어들어 팬의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과가 있게 된다.
또한, 본 발명에 의한 공기청정기는 원통형상의 흡착셀 내부에 플라즈마를 발생하는 방전극이 마련되어 안정적인 플라즈마가 생성되므로 공기청정기 내부의 높은 유속으로 인한 적절한 유해가스 제거효율이 저감되는 효과를 줄일 수 있다.
또한, 본 발명에 의한 공기청정기는 방전극에서 플라즈마 방전시 흡착부 내부의 방전극 주위에서만 전계 분포가 이루어지므로 오존의 발생량이 줄어들 뿐 아니라 흡착부에 의하여 잔여 오존의 분해가 이루어져 오존의 발생을 억제할 수 있는 효과가 있게 된다.
이하에서는 상기와 같은 본 발명의 공기청정기의 기술적 사상에 따른 바람직한 실시 예를 첨부도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 개략적인 공기청정기의 분해사 시도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 공기청정기의 단면을 보인 것이다.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 외관을 형성하는 하우징(10)을 구비하고, 하우징(10) 내에는 흡입된 공기 중의 먼지, 악취 및 세균 등의 오염가스를 제거하기 위한 플라즈마 흡착/촉매셀(100)과, 실내 공기의 흡입 및 청정공기의 토출을 유도하기 위한 송풍팬(30)과, 송풍팬(30)을 구동하기 위한 구동장치(50)를 포함한다.
하우징(10)은 실내 공기의 흡입을 위한 흡입구(12)가 형성된 전면패널(11)과, 전면패널(11)이 결합되도록 전면이 개방되고 상부에는 청정공기의 토출을 위한 토출구(14)가 형성된 대략 직육면체 형상의 본체부(13)로 구성된다.
본체부(13)의 내벽에는 송풍팬(30)을 구동하는 구동장치(50)인 모터가 체결부재(70)를 통하여 고정되며, 송풍팬(30)은 모터의 회전축과 연결되어 설치된다. 이러한 송풍팬(30)은 하우징(10)의 형상 및 토출 방향에 따라서 다양한 형상의 팬 및 설치 위치가 변경될 수 있음은 당연하다.
송풍팬(30) 및 하우징(10)의 전면패널(11) 사이에는 본 발명의 주요한 특징인 흡입된 공기 중의 먼지, 악취 및 세균 등의 오염가스를 제거하기 위한 플라즈마 흡착/촉매셀(100)이 마련된다.
플라즈마 흡착/촉매셀(100)은 플라즈마의 발생을 위한 방전극(110)과 방전극(110)과 일정간격 이격되어 방전극(110)에 의하여 발생하는 플라즈마의 방전 전계영역에 마련되며 흡착제 및 촉매제가 혼합되어 고밀도로 압축된 흡착부(130)를 포함한다.
또한, 방전극(110)에 의하여 발생되는 플라즈마의 전계 형상을 더욱더 최적화 하기 위하여 흡착부(130)의 내면에는 방전대응극(150)이 마련될 수 있다.
방전극(110)은 대략 봉 형상의 와이어이며, 방전대응극(150)은 방전극(110)과 일정간격 이격된 흡착부(130)의 내면에 그물 형상으로 마련되고, 방전극(110)과 방전대응극(150)은 구리, 은, 백금, 스테인레스 또는 기타재질의 도전체로 형성된다.
이러한 방전극(110)은 고전압의 교류, 직류 또는 펄스전력을 발생하는 전원공급부(미도시)와 전기적 접속을 통하여 연결되어 있어 전원공급부(미도시)로부터 전원을 공급받아 방전시킴으로써 방전극(110)과 방전대응극(150) 사이에 플라즈마 전계영역을 형성시킨다.
또한, 본 발명에는 도시하지 않았으나 안정적인 플라즈마의 생성 및 전계영역을 증폭하기 위하여 방전극에는 절연물인 유전체를 더 부착하여 사용하는 것도 가능하다.
따라서, 방전극(110)의 주위에는 아래의 반응식과 같이 플라즈마에 의하여 주위의 공기중에 포함되어 있는 물분자 또는 산소분자와 반응하여 OH, 산소원자(O) 등의 활성 라디칼이 생성되게 된다.
반응식 : O2, H2O + e- → OH, O (활성 라디칼 생성)
또한, 방전극(110) 주위에서 발생된 산소원자(O)는 산소분자(O2)와 반응하여 오존(O3)을 형성하며, 이러한 오존은 아래의 반응식과 같이 플라즈마에 의하여 생성된 광에너지와 상호반응에 의하여 분해되어 OH 라디칼을 생성하게 된다.
반응식 : O3 + H2O + (UV) → 2OH- + O2 (OH 라디칼 생성)
즉, 이러한 활성 라디칼들은 일반적인 분자반응에 비하여 약 천배 이상의 강한 산화 반응력을 가지므로 C 및 H 등으로 구성된 VOCs 또는 악취들과 반응하여 산화시킴으로써 인체에 무해한 이산화탄소(CO2) 와 물분자(H2O)등으로 변환시킨다.
그러나, 방전극(110)에 의하여 발생되는 플라즈마는 VOCs 또는 악취들의 분해 뿐만 아니라 오존 및 다른 유해물질의 생성을 유발하게 된다. 즉, 과다한 발생으로 인하여 분해되지 않고 존재하는 오존은 인체의 내부에 침투하여 두통, 마취증상을 가져오는 것으로 알려져 있다.
따라서, 이러한 오존의 생성을 억제하기 위하여 방전극(110)의 플라즈마 전계영역에는 흡착제 및 촉매제가 혼합되며 고밀도로 압축된 형태의 흡착부(130)가 마련된다.
흡착부(130)는 방전극(110)과 일정간격 이격되며 방전극(110)에서 발생되는 플라즈마 전계영역의 둘레를 감싸는 형상으로 형성된다.
도 2에 도시한 바와 같이, 본 발명의 바람직한 일 실시예 중 하나인 흡착부(130)는 공기의 흐름을 원활하게 진행시키며 공기와의 접촉면적을 증가할 수 있도록 원통형상으로 이루어진다.
즉, 도 2에 도시된 바와 같이 흡착부(130)가 원통형으로 이루어진 경우 흡착 부(130) 내부인 중공부(170)에 마련된 방전극(110)은 공기 흐름의 영향을 덜 받게 되므로 안정적으로 방전극(110)에서 플라즈마가 형성될 수 있다.
또한, 공기청정기 내부의 강한 송풍력에 의하더라도 공기의 흐름이 원통의 외측 표면을 따라 흐르게 되므로 토출공기의 통과 유속에 대한 압력 손실을 줄일 수 있게 되어 적은 송풍력에 의하더라도 정화된 공기의 배출을 용이하게 할 수 있어 팬의 전력 소모를 줄일 수 있는 효과도 있다.
이러한 흡착부(130)에 마련된 흡착제는 제올라이트와 활성탄의 혼합물로 구성된다. 제올라이트는 규산질의 이온교환성을 지닌 물질로서, 합성제올라이트는 그 골격구조의 공공의 크기에 따라 크기가 다른 분자를 선택적으로 흡착하는 흡착제로 많이 사용되고 있다.
본 발명의 실시예에서는 특히 물분자에 대한 흡착력이 뛰어난 제올라이트A 가 사용되는 것이 바람직하나 황화 지르코니아, 실리카 알루미나등 친수성의 물질이 포함될 수 있다. 또한, 흡착부(130)에 마련된 활성탄은 악취 및 가스 등의 오염가스에 대한 흡착력이 뛰어나 이미 널리 사용되고 있는 통상의 활성탄이 사용된다.
따라서, 이러한 흡착부(130)에는 물분자에 대한 흡착력이 뛰어난 제올라이트에 의하여 충분한 수분이 함유될 수 있어 방전극(110)에 의하여 발생하는 광에너지와 상호 작용에 의하여 잔존하는 오존의 분해를 촉진시켜 흡착부(130) 내부에 다량의 OH 라디칼을 생성할 수 있다.
또한, 플라즈마는 흡착부(130) 내부의 중공부(170)에 마련된 방전극(110)과 방전대응극(150) 사이에서만 전계분포가 이루어지기 때문에 오존의 발생량 또한 현 저히 적어지게 된다.
또한, 이러한 흡착부(130) 내부에서 악취를 제거하거나 반감시키기 위하여 흡착부(130)에는 악취발생물질의 분해를 촉진시키는 촉매제가 첨착되는데 이러한 촉매제로서 광촉매인 이산화티타늄(TiO2)이나, 아연(Zn), 철(Fe), 코발트(Co), 니켈(Ni), 구리(Cu)등의 전이금속 및/또는 백금, 팔라듐, 로듐 등의 귀금속이 단일성분 또는 혼합성분으로 도입 가능하며 촉매 효율에 따라서 적절한 함량을 갖도록 마련된다.
이러한 흡착부(130) 내부에 마련된 촉매제는 방전극(110)에서 발생되는 광에너지에 의하여 광촉매 반응에 따른 여기상태(전자와 정공이 생성)가 되며 흡착부(130)에 의하여 흡착된 유기물이나 질소 산화물을 물이나 이산화탄소로 분해한다.
또한, 흡착부(130) 내부에 마련된 전이금속 및/또는 귀금속의 촉매 물질의 경우에는 방전극(110)에 의하여 발생한 광에너지에 의하여 전이금속 또는 귀금속에 의한 방전이 발생되며, 이러한 방전에 의하여 흡착부(130) 내부에서 2차 방전이 일어나게 되므로 다량의 OH 라디칼이 생성되게 된다.
이러한 플라즈마 흡착/촉매셀(100)의 구성으로 인하여 유해가스 및 악취가스 등이 포함된 공기가 공기청정기 내부로 유입되는 경우 이러한 오염가스는 흡착부(130)에 의하여 흡착제 또는 촉매제의 기공에 흡착되거나 흡착부(130) 내에서 물질확산을 통해 플라즈마 흡착/촉매셀(100)의 중공부(170) 측으로 확산된다.
이렇게 흡착부(130)에 흡착되거나 중공부(170)측으로 유입된 유해가스 및 악취가스등은 중공부(170)에서 플라즈마에 의하여 발생된 오존 및 OH 라디칼에 의하여 산화 분해되거나, 또는 흡착부(130) 내에서 플라즈마에 의하여 활성화된 촉매에 의하여 산화 분해되게 된다.
또한, 흡착부(130) 내부에 마련된 촉매물질에 의한 2차 방전에 의하여 플라즈마 전계가 형성되어 이로 인하여 생성된 활성라디칼에 의하여 오염물질이 연속적으로 분해하거나 산화시킴으로써 높은 정화력을 제공할 뿐 아니라 플라즈마에 의하여 형성되는 오존은 흡착부(130)에 의하여 제거되므로 오존의 발생 또한 현저히 저감되게 된다.
도 3 내지 도 5는 본 발명에 따른 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀(100)의 다른 실시예를 나타낸 것이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 플라즈마 흡착/촉매셀(100)의 흡착부(130)와 방전극(110)은 판 형상으로 이루어져 서로 인접하여 형성된 구성으로서 공기가 흐르는 방향에 흡착부(130)가 마련되어 공기중에 포함된 유해가스가 흡착부(130)에 흡착되어 산화, 분해되게 된다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 흡착/촉매셀(100)의 흡착부(130)와 방전극(110)은 판 형상으로 이루어지며, 흡착부(130)와 방전극(110)의 사이에 중공부(170)를 형성하도록 흡착부(130)가 "ㄷ" 자 형상으로 이루어 진다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 플라즈마 흡착/촉매셀(100)은 대략 속이 빈 중공부(170)가 형성된 사각 기둥 형상으로 이루어지며, 일측면의 마주보는 양측에는 흡착부(130)가 마련되고, 타측면의 마주보는 양측에는 방전대응극(150)이 마련된다.
또한, 중공부(170)에는 플라즈마의 발생을 위한 방전극(110)이 흡착부(130) 및 방전대응극(150)과 일정간격 이격되도록 마련되어 방전극(110)과 방전대응극(150) 사이에 플라즈마 전계영역(도5의 빗금부분)을 형성한다.
또한, 본 발명에는 도시하지 않았으나, 흡착부(130)의 형상을 속이 빈 사각 기둥의 형상으로 마련한 후 일측의 마주보는 양측면의 흡착부(130)의 내면에 방전대응극(150)을 설치하는 구성 또한 가능하다.
이하에서는 본 발명의 공기청정기의 작동에 관하여 살펴보면 다음과 같다.
도 2를 참조하면, 공기청정기 외부의 공기를 흡입하기 위하여 송풍팬(30)이 작동하면 오염 물질이 포함된 실내 공기는 전면패널(11)의 흡입구(12)를 통하여 하우징(10) 내부로 유입된다. 하우징(10) 내부에 흡입된 오염 물질을 포함하고 있는 공기는 고밀도로 압축된 흡착부(130)의 외곽을 따라서 송풍팬(30)측('A'곡선방향)으로 흐르게 되며, 외곽을 따라 흐르는 도중에 공기중에 포함된 가스상 오염물질 및 수분등은 'B'방향을 통하여 흡착부(130)에 흡착되게 된다. 이때, 흡착부(130)는 공기와의 접촉면적이 많아지게 되므로 다량의 오염물질이 흡착될 수 있다.
이 경우, 흡착부(130)에 흡착된 오염물질의 일부는 흡착부(130)에 첨착되어 있는 흡착제 또는 촉매제의 기공에 흡착되며, 또 다른 일부는 흡착부(130)의 셀 내부를 물질확산을 통하여 중공부(170) 측으로 확산된다.
이와 동시에 중공부(170)에 마련된 방전극(110)에는 전원이 공급됨에 따라서 방전극(110)의 주변의 공기는 플라즈마에 의한 산소분자등의 광학적 분리를 이끌어 냄에 따라 강한 산화력을 가진 OH 라디칼이 생성되며, 이러한 OH 라디칼은 흡착부(130)에 흡착되거나 중공부(170)의 공기중에 포함된 탄소와 수소 또는 탄화수소들이 결합된 기반을 가진 유기화합물등의 오염물질들을 이산화탄소와 물로 변환시키게 된다.
또한, 흡착부(130)의 촉매제에 흡착되어 있는 유기화합물의 경우에도 촉매제가 방전극(110)에 의하여 발생하는 광에너지와 반응하여 흡착부(130) 내부에서 활성화 될 뿐만 아니라, 촉매 물질에 의한 2차 방전이 일어나게 되어 흡착부(130) 내부에 다량의 오존 및 OH 라디칼이 생성되게 되어 오염물질들을 산화시키게 된다.
이 경우 발생한 오존은 흡착부(130)의 다공성의 활성탄에 흡착되어 분해되거나 흡착부(130)에 마련된 친수성 물질에 의하여 흡착되거나 유기화합물의 분해에 따라 생성된 수분과 광에너지에 의한 반응에 의하여 분해되어 OH 라디칼이 생성되므로 유기화합물들이 현저히 제거될 뿐만 아니라 오존의 발생도 줄어들게 된다.
따라서, 이러한 플라즈마 흡착/촉매셀(100)을 통과하여 청정된 공기가 토출구(14)를 통하여 토출되게 된다.
본 발명의 일 실시예에서는 플라즈마 흡착/촉매셀(100)이 하나인 구성이 도시되어 있으나 공기청정기의 정화 효율에 따라서 다수개가 횡 또는 열로 마련될 수 있음은 당연하다 할 것이다.
또한, 본 발명에는 도시되지 않았으나 흡착부(130) 내부의 중공부(170) 또는 흡착부(130)에 오존의 생성을 방지하거나 다량의 OH 라디칼의 생성을 위하여 수분을 공급하기 위한 수분공급장치가 마련되도록 할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 단면도이다.
도 4는 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 단면도이다.
도 5는 본 발명의 공기청정기의 플라즈마 흡착/촉매셀의 다른 실시예에 따른 구성을 나타낸 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
10: 하우징, 11: 전면패널,
12: 흡입구, 13: 본체부,
14: 토출구, 30: 송풍팬,
50: 구동장치, 100: 플라즈마 흡착/촉매셀,
110: 방전극, 130: 흡착부,
150: 방전대응극, 170: 중공부,

Claims (13)

  1. 외관을 형성하는 하우징;
    상기 하우징 내에 마련되어 실내 공기의 흡입 및 청정공기의 토출을 유도하기 위한 송풍팬;
    상기 송풍팬에 의하여 흡입된 공기 중의 악취 및 세균등의 오염가스를 제거하도록 플라즈마의 발생을 위한 방전극과, 상기 방전극에 의하여 발생하는 플라즈마 방전 전계영역에 마련되며 흡착제 및 촉매제가 혼합된 흡착부를 포함하는 플라즈마 흡착/촉매셀;
    을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착부는 속이 빈 중공부를 가지는 원통형상이며, 상기 방전극은 상기 중공부에 마련되어 상기 방전극과 상기 흡착부는 일정간격 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착부는 속이 빈 중공부를 가지는 사각기둥 형상이며, 상기 방전극은 상기 중공부에 마련되어 상기 방전극과 상기 흡착부는 일정간격 이격되어 형성된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  4. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착부는 판 형상이며, 상기 방전극과 인접하여 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  5. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착부는 판 형상이며, 상기 흡착부의 단면은 일측이 개방된 'ㄷ'자 형상이며, 상기 방전극은 상기 개방된 부분에 인접하여 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  6. 제 1항에 있어서,
    상기 플라즈마 흡착/촉매셀은 속이 빈 중공부가 형성된 사각 기둥 형상으로 이루어지며, 일측면의 마주보는 양측에는 상기 흡착부가 마련되고, 타측면의 마주보는 양측에는 플라즈마의 전계 형상을 최적화 하기 위한 방전대응극이 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  7. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착부는 공기가 상기 흡착부 내부로 유입되지 않도록 고밀도로 압축된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  8. 제 2항 또는 제 3항에 있어서,
    상기 흡착부의 내면에는 상기 방전극에서 발생되는 플라즈마 전계형상을 최적화 하기 위한 방전대응극이 마련된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  9. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 방전극에는 안정적인 플라즈마의 생성 및 전계영역의 증폭을 위하여 절연물인 유전체가 부착된 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  10. 제 1항 내지 제 6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 흡착부에 마련된 상기 흡착제는 활성탄과 친수성 물질인 제올라이트, 황화 지르코니아, 실리카 알루미나 중 어느 하나 이상이 혼합된 혼합물인 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  11. 제 10항에 있어서,
    상기 흡착부에 마련된 상기 촉매제는 이산화티타늄인 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  12. 제 10항에 있어서,
    상기 흡착부에 마련된 상기 촉매제는 전이금속 또는 귀금속의 단일성분이거나 상기 전이금속과 귀금속의 혼합성분인 것을 특징으로 하는 공기청정기.
  13. 상기 12항에 있어서,
    상기 귀금속은 백금 또는 팔라듐인 것을 특징으로 하는 공기청정기.
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