KR20150009165A

KR20150009165A - 오존량 제어가 가능한 공기살균장치

Info

Publication number: KR20150009165A
Application number: KR20130083288A
Authority: KR
Inventors: 이해욱
Original assignee: 주식회사 웰리스
Priority date: 2013-07-16
Filing date: 2013-07-16
Publication date: 2015-01-26

Abstract

본 발명에 따른 공기살균장치는, 오존과 반응하여 히드록실 라디칼을 생성하는 반응물이 저장된 반응물 저장부; 오존을 생성하는 오존 발생부; 상기 오존 발생부로 생성된 오존의 양을 측정하는 제1 센서; 상기 오존 및 상기 반응물의 기체가 반응하여 히드록실 라디칼을 생성할 때 잔존하는 오존의 양을 측정하는 제2 센서; 상기 오존발생기를 구동하여 생성되는 오존의 양을 제어하는 오존발생기 구동 모듈; 외부 공기를 장치 내부로 유입하는 팬; 상기 팬의 회전속도를 제어하는 팬 구동 모듈; 및 상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 오존의 양을 비교하여 상기 오존발생기 구동 모듈 또는 상기 팬 구동 모듈을 제어하는 제어부를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

오존량 제어가 가능한 공기살균장치{APPARATUS FOR AIRBORNE DISINFECTION, ABLING TO CONTROL AMOUNT OF OZONE}

본 발명은 공기살균장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 실내 환경에 히드록실 라디칼을 생성하여 배출하는 공기살균기에 관한 것이다.

히드록실 라디칼(Hydroxyl radicals)은 병원 등의 실내 환경에서 공기 살균제로 널리 사용되고 있다. 히드록실 라디칼의 살균 특성은 1960년대 초에 영국의 포톤 다운(Porton Down) 및 네덜란드의 TNO에 의해 알려졌다. 히드록실 라디칼 또는 그 유사물질을 사용하는 공기 기반 살균은 외부 환경에서는 자연적으로 발생되지만, 외부와 환기되기 어려운 실내 환경에는 자연 살균 효과가 극히 감소된다.

히드록실 라디칼의 살균 기능을 실내에 제공하기 위한 일례로, 국제특허공보 WO 2005/026044호에는 공기 기반 살균제로서 히드록실 라디칼을 생성하는 장치가 개발되었다. 여기서는, 테르펜(Terpene) 등과 같은 올레핀(Olefin)과 함께 오존(Ozone)을 공급함으로써, 올레핀 기체를 오존과 반응시켜 히드록실 라디칼을 생성한다.

히드록실 라디칼을 생성하는 기본적인 화학반응은 이미 잘 알려져 있으나, 실내 환경에 안전하고 효과적으로 히드록실 라디칼을 제공할 필요가 있다. 특히, 사용자가 계속적이고 효율적으로 사용할 수 있으면서 동시에 유지관리 및 보충이 편리한 시스템을 제공할 수 있어야 한다.

이러한 이유로, 최근에는 올레핀 저장부 및 오존발생부가 교체가능한 커트리지 형태로 사용할 수 있는 히드록실 라디칼 발생장치가 개발되었다. 여기서, 히드록실 라디칼 발생장치에 사용되는 커트리지는, 오존과 반응시켜 히드록실 라디칼을 생성하기 위한 물질을 공급하는 반응물 공급부와, 오존 발생기를 포함하는 오존 공급부를 포함하고, 오존 공급부가 반응물 공급부에 고정된 형태로 제공된다. 사용자는 장치에 커트리지를 장착 및 교체함으로써 지속적으로 사용할 수 있게 된다.

한편, 상술한 히드록실 라디칼 발생장치는 오존의 사용을 전제로 한다. 만약 오존 발생기로부터 발생된 오존의 양이 지나치게 많은 경우에는 환경 오염을 유발하는 문제가 발생한다.

본 발명은, 오존과 반응하여 히드록실 라디칼을 생성하는 반응물이 저장된 반응물 저장부 및 오존발생부를 포함하는 공기살균장치에서, 오존발생부로부터 발생되는 오존량을 제어하여 반응에 참여하지 못한 잔량의 오존으로 인해 환경이 오염되는 것을 방지할 수 있는 공기살균장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 공기살균장치를 이용하면, 공기살균장치로부터 반응에 참여하지 않고 배출되는 오존의 양을 적절히 제어할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 공기살균장치의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기살균장치에 장착 가능한 커트리지의 내부 구성을 보여주는 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기살균장치에 설치될 수 있는 회로장치의 블록도이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별기호에 불과하다.

또한, 본 명세서에서, 일 구성요소가 다른 구성요소와 "연결된다" 거나 "접속된다" 등으로 언급된 때에는, 상기 일 구성요소가 상기 다른 구성요소와 직접 연결되거나 또는 직접 접속될 수도 있지만, 특별히 반대되는 기재가 존재하지 않는 이상, 중간에 또 다른 구성요소를 매개하여 연결되거나 또는 접속될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.

먼저, 도 1에는 본 발명에 따른 공기살균장치의 내부 구성을 보여주는 단면을 도시하였고, 도 2에는 본 발명에 따른 커트리지의 내부 구성을 보여주는 단면을 도시하였다.

과산화수소(Hydrogen Peroxide) 또는 올레핀 등과 같은 액상의 반응물이 커트리지(200)의 반응물 저장부(210)에 수용되어 있다. 그리고 심재(212)는 이 저장부(210)에 삽입되어 배치되며, 그 일단이 커트리지(200)의 상부를 통해 외부로 연장되어 있으며, 그리하여 반응물이 배출구로 배출된다. 즉, 도 2에서 보듯이, 심재는 반응물 저장부(220) 내부로부터 커트리지(200)의 외부로 연장되어 있다. 사용전에는, 커트리지(200)의 외부로 노출되는 심재(212)의 단부가 제거 가능한 캡(214)에 의해 보호된다. 심재(212)는 예컨대 폴리프로필렌 파이버(Polypropylene Fiber)와 같은 적절한 섬유질 재료로 형성될 수 있다.

한편, 커트리지(200)에 설치된 오존 발생기(220)는 동작 중에 오존 뿐만 아니라 이온을 발생할 수 있는 코로나 방전 오존 발생기(Corona Discharge Ozone Generator)를 사용할 수 있다. 예컨대 산화 알루미늄(Aluminium Oxide) 또는 칼슘 실리케이트(Calcium Silicate)로 형성된 플라즈마 이온 발생기(Trump Electronics, www.trumpxp.com)와 같은 적절한 코로나 방전 오존 발생기를 사용할 수 있다. 오전 발생기(220)에 의해 생성된 오존은 개구(222)에 의해 배출된다.

도 1에 표시된 화살표는 공기의 유로를 가리킨다. 팬(130)은 외부로부터 본체(100) 내부로 공기를 유입시키고, 유입된 공기는 좁은 관로(120)를 통과하면서 가속된다. 그 후, 가속된 공기는 커트리지(200) 내의 오존 발생기(220)를 통과하면서 오존 및 이온을 함유한 후, 믹싱 쳄버(110)로 유입된다. 한편, 관로(120)를 통과하는 공기의 흐름에 의해 인렛(114)으로부터 공기가 유입되며, 심재(212)의 상부를 거치면서 과산화수소(Hydrogen Peroxide) 또는 올레핀 등과 같은 반응물의 기체가 유입된 공기와 함께 믹싱 쳄버(110)로 들어가게 된다. 그리하여, 오존을 함유한 공기 및 반응물 기체를 함유한 공기가 믹싱 쳄버(110) 내에서 서로 반응하여 히드록실 라디칼이 생성된다. 이렇게 생성된 히드록실 라디칼은 아웃렛(112)을 통해 배출된다.

한편, 본 발명에 따른 공기살균장치는 본체(100) 내부에 오존량을 제어할 수 있는 회로장치(300)를 포함한다. 즉, 회로장치(300)는, 제어부(310), 제1 센서(151), 제2 센서(152), 오존발생기 구동 모듈(320), 및 팬 구동 모듈(330)을 포함하여 구성될 수 있다.

제1 센서(151) 및 제2 센서(152)는 각각 오존발생기(220)로부터 발생된 오존량과 믹싱쳄버(110)를 거쳐 아웃렛(112)로 배출되는 오존량을 측정한다. 즉, 제1 센서(151)는 본체(100) 내부에서 오존발생기(220)에 근접한 위치에 배치되고, 제2 센서(152)는 아웃렛(112)에 근접한 위치에 배치된다. 여기서, 제1 센서(151) 및 제2 센서(152)는 예컨대 가스 농도 센서를 이용할 수 있다.

또한, 오존발생기 구동 모듈(320)은 예컨대 커트리지(200)에 장착된 오존발생기(220)를 구동한다. 예컨대, 오존발생기(220)는 코로나 방전기를 이용할 수 있는데, 오존발생기 구동 모듈(320)은 코로나 방전기의 두개의 전극에 인가되는 전압을 제어할 수 있다.

아울러, 팬 구동 모듈(330)은 본체(100) 내에 설치된 팬(130)에 인가되는 전압 등을 제어하여 팬의 회전 속도를 제어할 수 있다.

회로장치(300)의 동작에 대해 설명하면, 제어부(310)는 제1 센서(151)를 통해 측정된 오존량을 기준으로 오존발생기(220)의 발생량 및 정상 작동 여부를 판별한다. 또한, 제어부(310)는 믹싱쳄버(110)에서 반응물 기체와 반응하지 않고 그대로 배출되는 오존량을 제2 센서(152)를 통해 감지한다. 만약, 믹싱쳄버(110)에서 반응물 기체와 반응하지 않고 배출되는 오존량이 일정 수준 이상으로 감지되면, 제어부(310)는 오존발생기 구동 모듈(320) 또는 팬 구동 모듈(330)을 통해 생성되는 오존량을 줄일 수 있다.

오존발생기(220)로부터 발생되는 오존량은 예컨대 코로나 방전기의 두 전극 사이의 전압차를 조절하거나, 팬으로부터 유입되는 공기의 유량에 의해 적절히 제어될 수 있으므로, 제어부(310)는 오존발생기 구동 모듈(320)을 통해 오존발생기(220)의 두 전극간 전압차를 증감시키거나, 팬 구동 모듈(330)의 회전 속도를 증감시킴으로써, 제1 센서(151)로부터 감지되는 생성된 오존량을 적절히 제어할 수 있다.

아울러 제어부(310)는 반응후 배출되는 오존량이 지나치게 많은 경우에는 커트리지에 수용된 반응물 용액의 양에 문제가 있다고 판단하거나, 오존발생기의 이상 작동으로 판단하여, 사용자에게 장치의 이상을 별도의 부저 혹은 표시등을 통해 알릴 수도 있다.

상술한 회로장치(300)는 본체(100) 내부에 적절히 배치될 수 있으며, 아울러 본체(100)에 마련된 전원공급장치(140)로부터 필요한 전원을 공급받을 수 있다. 아울러, 회로장치(300)는 별도의 회로부품으로서 필요한 위치에 적절히 분리되어 배치될 수 있으며, 이 경우 본체(100) 내에는 각 회로부품들의 전기적 통신이 가능하도록 설계된 배선을 구비할 수 있다. 또한, 회로장치(300)는 하나의 집적회로로 구성될 수 있으며, 예컨대 제어부(310), 오존발생기 구동 모듈(320) 및 팬 구동 모듈(330)이 하나의 칩 내에 구현될 수도 있다.

지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims

히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치에 있어서,
오존과 반응하여 히드록실 라디칼을 생성하는 반응물이 저장된 반응물 저장부;
오존을 생성하는 오존발생기;
상기 오존발생기에서 생성된 오존이 함유된 외부공기 및 상기 반응물의 기체가 함유된 외부공기가 합류하여 서로 반응하도록 마련된 믹싱 쳄버;
상기 오존 발생기에 근접하게 배치되어 상기 오존 발생기에서 생성된 오존의 양을 측정하는 제1 센서;
상기 믹싱 쳄버 내에 설치되어 상기 오존 및 상기 반응물의 기체가 반응하여 히드록실 라디칼을 생성한 후 잔존하는 오존의 양을 측정하는 제2 센서;
상기 오존발생기를 구동하여 생성되는 오존의 양을 제어하는 오존발생기 구동 모듈;
외부 공기를 장치 내부로 유입하는 팬;
상기 팬의 회전속도를 제어하는 팬 구동 모듈; 및
상기 제1 센서 및 상기 제2 센서에 의해 측정된 오존의 양을 비교하여 상기 오존발생기 구동 모듈 또는 상기 팬 구동 모듈을 제어하는 제어부;
를 포함하는 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
제 1 항에 있어서,
상기 오존발생기는 두개의 전극을 포함하는 코로나 방전기이고,
상기 제어부는 상기 오존발생기 구동 모듈을 제어하여 상기 코로나 방전기의 상기 두개의 전극 사이의 전압차를 증감시킴으로써 생성되는 오존의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
제 1 항에 있어서,
상기 제어부는 상기 팬 구동 모듈을 제어하여 상기 팬의 회전 속도를 증감시킴으로써 생성되는 오존의 양을 제어하는 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.