KR20160009260A - 살균 탈취 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동 단말기의 살균 탈취 장치에 관한 것이다. 일 측면에 따른 살균 탈취 장치는, 외형을 형성하는 프레임; 상기 프레임의 일측에 구비되며 플라즈마 영역을 형성하여 다수의 이온을 생성하는 플라즈마 유닛; 및 상기 플라즈마 유닛과 이격되는 상기 프레임의 타측에 구비되는 필터 유닛을 포함하며, 상기 필터 유닛은, 공기가 통과 가능하도록 다수의 통공이 형성된 필터 프레임; 및 상기 필터 프레임에 코팅되어 광촉매 반응하는 광촉매를 포함한다.
Description
본 발명은 살균 탈취 장치에 관한 것이다.
최근 건물들은 에너지 절감을 위하여 외부 기체의 도입을 최소화하고, 기밀화됨에 따라, 실내공기 오염이 점점 심각해지는 추세이다. 이에 따라, 실내 오염 물질에 대한 각종 법적 규제가 점차 강화되고 있다.
한편, 가정 또는 회사등에 설치되는 가전제품이 작동되는 과정에서, 실내 오염물질이 가전제품 내에서 발생되어 침착되거나, 가전제품으로부터 배출될 수 있다. 이러한 실내 오염물질은 불쾌한 냄새를 유발할 수 있으며, 사용자의 위생에 악영향을 미칠 수 있다.
예를 들어, 공기 조화기, 제습기, 공기 청정기, 냉장고 또는 세탁기와 같이 수분을 포함하는 공기 또는 물을 사용하는 가전제품의 경우, 가전제품의 내부 또는 외부에 먼지나 미생물등에 의한 오염이 발생될 수 있다.
상세히, 상기 실내 오염물질에는, (1) 미세 먼지, 석면 등과 같은 입자상 오염 물질, (2) 이산화탄소, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic comopounds) 등과 같은 기체상 오염 물질, 및 (3) 바이러스, 곰팡이, 박테리아 등의 생물학적 오염 물질로 구분될 수 있다.
이러한 실내 오염물질을 제거하기 위하여 연면 방전의 플라즈마 화학처리 방식이 이용될 수 있다. 일반적으로, 상기 연면 방전의 플라즈마 화학처리 방식은, 세라믹을 이용한 고주파 방전형으로 소자표면에 강력한 플라즈마 영역을 형성하여 다량의 OH 라디칼과 오존을 생성하고 이를 이용하여 오염물질을 제거하는 방식으로서 이해된다.
본 출원인은 이러한 기술과 관련하여 종래에 아래와 같은 출원(이하, 종기술)을 실시한 바 있다.
1. 등록번호 : 10-0657476, 발명의 명칭 : 연면 방전형 공기정화장치, 등록일자 : 2006년 12월 7일
위 종래기술에 따른 공기정화장치에는, 2매로 부착된 절연성 유전체의 상면에 형성되는 방전 전극과 포함되는 플라즈마 전극장치가 포함된다. , 2매의 절연성 유전체의 사이에 형성되는 접지 전극 및 상기 방전 전극이 대기 중에 직접 노출되지 않도록 밀폐시키는 코팅층이 포함되는 플라즈마 전극장치가 포함된다.
그러나, 종래기술에 따른 공기정화장치에는, 반응 결과물로 오존이 생성되므로, 오존에 대한 법적 규제치를 만족해야 할 뿐 아니라 오존이 인체에 치명적인 상황을 야기시킬 수 있는 문제점이 있다.
본 실시예는 이러한 문제점을 해결하기 위하여, 오염물질을 제거할 수 있는 살균 탈취 장치를 제안하는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 외형을 형성하는 프레임; 상기 프레임의 일측에 구비되며 플라즈마 영역을 형성하여 다수의 이온을 생성하는 플라즈마 유닛; 및 상기 플라즈마 유닛과 이격되는 상기 프레임의 타측에 구비되는 필터 유닛을 포함하며, 상기 필터 유닛은, 공기가 통과 가능하도록 다수의 통공이 형성된 필터 프레임; 및 상기 필터 프레임에 코팅되어 광촉매 반응하는 광촉매를 포함하는 살균 탈취 장치를 제공한다.
제안되는 실시 예에 따르면, 플라즈마 유닛에서 발생되는 오존을 광촉매를 통해 OH 라디칼로 변환하기 때문에 오존의 양을 줄일 수 있고, 효율적으로 탈취 및 오염물질 제거를 할 수 있다.
또한, 회전 가능하게 결합되는 광원을 통해 필터 프레임에 코팅된 광촉매에 광을 조사하기 때문에 연속적인 광촉매 반응을 일으킬 수 있다.
또한, 가시광 영역의 광원을 이용하기 때문에 필터의 재생이 간단해지고 제품의 설계가 용이해지는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 탈취 장치의 구성을 보인 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛의 구성을 보여주는 사시도.
도 3은 도 2의 'A' 부분을 확대한 도면.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 기판의 구성을 보여주는 평면도.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 기판의 구성을 보여주는 평면도.
도 7은 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 탈취 장치에 작용을 설명하기 위한 단면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
도 14는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 15는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛의 구성을 보여주는 사시도.
도 3은 도 2의 'A' 부분을 확대한 도면.
도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛의 분해 사시도.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 기판의 구성을 보여주는 평면도.
도 6는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 기판의 구성을 보여주는 평면도.
도 7은 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 탈취 장치에 작용을 설명하기 위한 단면도.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
도 14는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도.
도 15는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 탈취 장치의 구성을 보인 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 탈취 장치(10)는, 플라즈마 영역을 형성하여 OH 라디칼 및 오존을 생성하는 플라즈마 유닛(100)과, 상기 플라즈마 유닛(100)와 이격되게 설치되며 다수의 통공이 형성된 필터 프레임 을 포함하는 필터 유닛 (500)과, 상기 플라즈마 유닛(100) 및 필터 유닛(500)의 상단 및 하단을 둘러싸며 상기 플라즈마 유닛(100) 및 필터 유닛(500)를 지지하는 프레임(600)을 포함한다.
상기 프레임(600)은 상기 플라즈마 유닛(100) 및 필터 유닛(500)의 상단에 놓이는 제 1 프레임(601)과 상기 플라즈마 유닛(100) 및 필터 유닛(500)의 하단에 놓이는 제 2 프레임(602)을 포함한다. 상기 제 1 프레임(601)과 제 2 프레임(602)을 통해 상기 플라즈마 유닛(100) 및 필터 유닛(500)이 상기 프레임(600) 내부에서 지지된다.
그리고, 상기 제 1 프레임(601)의 하면에는 광을 조사하는 광원(610)이 구비된다. 상세히, 상기 광원(610)은 상기 제 1 프레임(601)의 하면에서 상기 플라즈마 유닛(100)과 상기 필터 유닛(500)의 사이에 배치된다. 상기 광원(610)을 통해 후술할 상기 필터 유닛(500)에 구비되는 광촉매가 활성화된다. 일 예로 상기 광원(610)의 파장 영역은 가시광 영역일 수 있다.
이하에서는, 상기 플라즈마 유닛(100)에 대해 먼저 설명하고, 상기 필터 유닛(500)에 대해 설명하기로 한다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 3은 도 2의 'A' 부분을 확대한 도면이고, 도 4은 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛의 분해 사시도이다.
도 2 내지 도 4을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 플라즈마 유닛(100)에는, 서로 대향하도록 배치되는 제 1 기판(200) 및 제 2 기판(300)이 포함된다. 일례로, 상기 제 2 기판(300)은 상기 제 1 기판(200)의 하측에 배치되며, 상기 제 1,2 기판(200,300)은 서로 동일한 크기 및 형상을 가질 수 있다. 상기 제 1 기판(200)을 "상판", 상기 제 2 기판(300)을 "하판"이라 이름할 수 있다.
상세히, 상기 제 1 기판(200)과 제 2 기판(300)의 사이에는, 상기 제 1 기판(200)과 제 2 기판(300)을 설정 간격(d)만큼 이격시키는 간격 형성부(400)가 형성된다. 일례로, 상기 설정 간격(d)은 수 마이크로 미터(
m) 단위의 값을 가질 수 있다.
상기 제 1 기판(200)에는, 대략 사각 판 형상을 가지는 제 1 기판본체(201) 및 상기 제 1 기판본체(201)를 관통하여 공기의 유동을 가이드 하는 하나 이상의 제 1 유동공(250)이 포함된다. 일례로, 상기 제 1 유동공(250)은 복수 개로 형성되며, 도 4에 도시되는 바와 같이, 15개로 구성될 수 있다.
상기 제 1 기판(200)에는, 상기 다수의 제 1 유동공(250) 중 적어도 일부의 제 1 유동공(250)을 둘러싸도록 배치되는 패턴 프레임(243, 도 4 참조)이 포함되는 제 1 방전전극(240)이 포함된다. 일례로, 상기 패턴 프레임(243)은 15개의 제 1 유동공(250) 중 6개의 제 1 유동공(250)을 둘러싸도록 구성될 수 있다.
상기 제 2 기판(300)에는, 대략 사각 판 형상을 가지는 제 2 기판본체(301) 및 상기 제 2 기판본체(301)를 관통하여 공기의 유동을 가이드 하는 하나 이상의 제 2 유동공(350)이 포함된다. 일례로, 상기 제 2 유동공(350)은 복수 개로 형성되며, 도 5에 도시되는 바와 같이, 상기 제 1 유동공(250)의 개수와 동일한 15개로 구성될 수 있다.
상기 다수의 제 2 유동공(350)은 상기 다수의 제 1 유동공(250)에 각각 연통하도록, 상기 다수의 제 1 유동공(250)의 하측에 위치될 수 있다.
상기 플라즈마 유닛(100)이 작동하여 플라즈마 방전이 이루어지는 과정에서, 상기 다수의 제 1 유동공(250) 및 다수의 제 2 유동공(350)을 통과하는 공기는 산화 또는 분해될 수 있다.
도 5는 본 발명의 실시예에 따른 제 1 기판의 구성을 보여주는 평면도이고, 도 6는 본 발명의 실시예에 따른 제 2 기판의 구성을 보여주는 평면도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 기판(200)에는, 다수의 제 1 유동공(250)을 형성하는 제 1 기판 본체(201) 및 상기 제 1 기판 본체(201)의 일면에 제공되는 제 1 방전전극(240)이 포함된다.
상기 제 1 기판 본체(201)에는, 접지 전극(210)과, 상기 접지 전극(210)을 둘러싸는 제 1 절연체(220) 및 상기 제 1 절연체(220)의 적어도 일면에 제공되는 광촉매부(230)가 포함된다. 상기 제 1 기판 본체(201)의 구성과 관련된 설명은 후술한다.
상기 제 1 방전전극(240)에는, 전원이 인가되는 방전 전극부(241)와, 상기 다수의 제 1 유동공(250) 중 적어도 일부의 제 1 유동공(250)을 둘러싸도록 배치되는 패턴 프레임(243) 및 상기 패턴 프레임(243)에 구비되는 하나 이상의 방전침(245)이 포함된다.
상기 패턴 프레임(243)은 다수 개가 제공될 수 있다. 상기 패턴 프레임(243)은 상기 제 1 유동공(250)을 둘러싸도록 폐쇄된 도형이 포함된다. 상기 도형은 원형, 타원형, 다각형 등을 의미할 수 있다.
그리고, 상기 방전침(245)은 상기 도형의 외주면에 돌출하도록 구성된다.
상기 제 1 방전전극(240)에는, 상기 방전 전극부(241)로부터 상기 다수의 패턴 프레임(243)으로 연장되는 연결 라인(242)이 포함된다. 상기 연결 라인(242)은 상기 다수의 패턴 프레임(243)으로부터 분지되도록 구성될 수 있다.
상기 제 1 방전전극(240)은 금속 옥사이드 페이스트가 인쇄되어 생성될 수 있다. 상기 금속 옥사이드 페이스트에서 금속 물질은 텅스텐, 철, 구리, 백금 및 은으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 상기 금속 물질은 은(Ag)일 수 있다.
상기 제 1 방전전극(240)을 산화은 페이스트로 인쇄할 수 있으며, 상기 산화은 페이스트는 저항값이 10~20?이므로 낮은 저항값으로 인해 방전이 용이하며, 이에 따라 전극 전체에서 방전이 균일하게 발생할 수 있다. 그리고, 상기 산화은 페이스트는 방전에 의하여, 오존의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다.
도 6를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 2 기판(300)에는, 다수의 제 2 유동공(350)을 형성하는 제 2 기판 본체(301)가 포함된다.
상기 제 2 기판 본체(301)에는, 제 2 방전 전극(310) 및 상기 제 2 방전 전극(310)을 둘러싸는 제 2 절연체(320)가 포함된다. 상기 제 2 기판 본체(301)의 구성과 관련된 설명은 아래에서 도 7을 참조하여 설명한다.
도 7은 도 1의 I-I'를 따라 절개한 단면도이다.
도 7을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 제 1 기판(200)의 제 1 기판 본체(201)에는, 상기 제 1 방전전극(240) 또는 제 2 방전전극(310)과 작용하여 플라즈마 방전을 수행하는 접지 전극(210) 및 상기 접지 전극(210)이 외부에 노출되지 않도록 상기 접지 전극(210)을 둘러싸는 제 1 절연체(220)가 포함된다.
상기 접지 전극(210)은 금속판, 일례로 구리(Cu)로 구성될 수 있으며, 상기 제 1 절연체(220)는 에폭시(epoxy) 수지로 구성될 수 있다.
상기 제 1 절연체(220)에는, 상기 접지 전극(210)이 안착되는 하면부(221)와, 상기 하면부(221)의 양측부로부터 상방으로 연장되는 측면부(222) 및 상기 측면부(222)의 상측에 결합되는 상면부(223)가 포함된다.
상기 제 1 절연체(220)의 하면부(221), 측면부(222) 및 상면부(223)에 의하여, 상기 접지 전극(210)의 외측은 완전히 둘러싸여진다.
상기 접지 전극(210)과 제 1 절연체(220)의 제조방법에 대하여 간단하게 설명한다.
상기 제 1 절연체(220)의 하면부(221) 상측에 상기 접지 전극(210)을 인쇄(마스킹, masking)한다. 여기서, 상기 하면부(221)는 에폭시 수지로 구성되어, 상기 접지 전극(210)을 설치하는 "베이스"로서 이해될 수 있다.
상기 접지 전극(210)이 인쇄되면, 상기 접지 전극(210)의 하면은 상기 제 1 절연체(220)에 의하여 차폐되고, 상기 접지 전극(210)의 측면 및 상면은 외부에 노출된다.
상기 외부에 노출된 접지 전극(210)의 측면 및 상면에, 상기 제 1 절연체(220)의 측면부(222) 및 상면부(223)를 코팅한다. 이 때, 코팅되는 측면부(222) 및 상면부(223)는 상기 하면부(221)와 동일한 에폭시 수지로 구성될 수 있다.
상기 제 1 절연체(220)의 상측에는, 가시광에 반응 또는 활성화 하는 광촉매부(230)가 제공된다. 다시 말하면, 상기 광촉매부(230)는 상기 제 1 절연체(220)와 제 1 방전전극(240)의 사이에 배치된다. 상기 광촉매부(230)는, 다양한 유해물질을 용이하게 분해하고 항균 및 살균기능을 수행할 수 있으며, 오존량을 저감하는 기능을 수행할 수 있다.
상기 가시광은 상기 플라즈마 유닛(100)의 외부에 존재하는 외부 광원으로서 이해된다. 일례로, 상기 가시광은 소정의 공간에 존재하는 자연광 또는 조명원이 포함될 수 있다.
상기 광촉매부(230)에는, 다수의 조성물이 포함된다. 상세히, 상기 다수의 조성물에는, 인산은(Ag3PO4), 이산화티타늄(TiO2) 및 무기 바인더가 포함될 수 있다. 일례로, 상기 인산은(Ag3PO4)은 20 내지 50 중량부, 상기 이산화티타늄(TiO2)는 5 내지 40 중량부, 상기 무기 바인더는 10 내지 40 중량부를 가지고 조성될 수 있다.
상기 이산화티타늄(TiO2)은 자외선 조사하에서 높은 활성을 보이고, 산, 염기, 유기용매에 침식되지 않는 화학적인 안정성을 가질 수 있다.
상기 인산은(Ag3PO4)은 385nmm 이상, 평균 500nm의 가시광선 파장대의 광 에너지에 의하여 촉매 활성 반응을 보일 수 있다. 상기 이산화티타늄에 상기 인산은이 혼합됨으로써, 상기 광촉매부는 가시광에도 효과적으로 활성화 될 수 있다.
상기 인산은은 그 자체의 항균(박테리아, 곰팡이 등) 성능과, 인산은에 의한 저 에너지(가시광 파장 영역)에서 이산화티타늄과의 동시 활성으로 유기물(미생물, 악취 성분) 분해 효율의 시너지 효과를 가질 수 있다.
상기 무기 바인더는 폴리실리케이트 화합물을 포함한다. 상기 폴리실리케이트 화합물은 콜로이달실리카(SiO2) 및 금속알콕사이드로 구성될 수 있다.
한편, 무기 바인더에는 추가적으로 기타 성분이 포함될 수 있다. 상기 기타 성분은 최종 생성되는 코팅용 조성물의 특성을 고려하여 당업자가 선택할 수 있다. 예를 들어, 안정화제, 산촉매, 경화제, 금속 첨가제 등을 포함할 수 있다.
안정화제는 아세틸아세톤, 에틸아세토아세테이트, 철아세틸아세톤, 알카논아민 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 사용할 수 있다. 안정화제는 무기 바인더 내에서 바람직하게 0.1 내지 0.5 중량부 범위로 사용될 수 있다.
산촉매는 인산금속촉매, 염산금속촉매, 질산금속촉매, 인산-염산복합금속촉매 및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이사용될 수 있다. 산촉매는 무기 바인더 내에서 바람직하게 0.01 내지 0.5 중량부 범위로 사용될 수 있다.
경화제는 지방족폴리아민계, 아크릴로니트릴변성아민, 폴리아마이드, 아미도아민, 디시안디아미드, 아미드수지, 이소시아네이트, 멜리민및 이들의 조합으로 이루어지는 그룹으로부터 선택되는 것이 사용될 수 있다. 경화제는 무기 바인더 내에서 바람직하게 0.05 내지 1 중량부 범위로 사용될 수 있다.
금속첨가제는 알루미늄 화합물이 사용될 수 있다. 상기 알루미늄 화합물은 알루미늄 이소프로폭사이드와 염화알루미늄을 혼합하여 사용할 수 있다. 상기 금속첨가제는 무기 바인더 내에서 바람직하게 0.05 내지 0.5 중량부 범위로 사용될 수 있다.
상기 광촉매부(230)는 상기 다수의 조성물이 소정의 용매와 혼합된 용액의 형태로 구비되어, 상기 제 1 절연체(220)의 상면부(223)에 결합될 수 있다.
일례로, 상기 광촉매부(230)는 코팅에 의하여 상기 상면부(223)에 결합될 수 있다. 일례로, 상기 코팅에는, 딥 코팅, 스프레이 코팅, 스크린 인쇄 등의 방법이 사용될 수 있다. 상기 딥 코팅의 경우, 건조 온도는 코팅 기재의 특성에 따라 달라지며, 예를 들어 148 내지 152?의 범위에서 9 내지 11분 동안 실시될 수 있다.
이와 같이, 상기 광촉매부(190)는 용액의 형태로 제조되어 상기 케이스(110)에 코팅될 수 있으며, 이에 따라 상기 케이스(110)의 표면에 용이하게 결합될 수 있다(결합력 확보).
이와 같은 구성을 가지는 광촉매부(230)가 상기 상면부(230)에 구비되면, 상기 광촉매부(230)의 촉매 작용에 의하여 물(H2O) 또는 산소(O2)등은 활성산소종(ROS, Reactive Oxygen Species)으로 전환될 수 있다. 상기 활성 산소종에는, 히드록시 라디칼(OH-), 과산화수소(H2O2)등이 포함된다.
상기 활성 산소종은 강력한 살균(산화) 및 탈취작용을 수행할 수 있다. 상세히, 상기 활성 산소종은 유기물로 이루어진 박테리아 또는 곰팡이등의 생물학적 오염 물질 뿐 만 아니라, 톨루엔, 암모니아등의 가스 오염물질을 인체에 무해한 물과 이산화탄소로 분해시킬 수 있다.
따라서, 상기 광촉매부(230)에 의하여, 공기 또는 수분에 의하여 발생될 수 있는 오염물질의 생성, 즉 먼지의 축적 또는 미생물의 번식등을 방지할 수 있게 된다.
상기 제 1 기판(200)에는, 상기 광촉매부(230)의 상측에 배치되는 제 1 방전전극(240)이 더 포함된다. 상기한 바와 같이, 상기 제 1 방전전극(240)은 금속 옥사이드 페이스트가 인쇄되어 생성될 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 제 1 기판(200)의 작용에 대하여 간단하게 설명한다.
상기 접지전극(210)과, 상기 패턴 프레임(243)을 구비하는 제 1 방전전극(240)에 개시전압 이상의 고전압이 인가되면, 상기 접지전극(210)과 제 1 방전전극(240)의 주변에서는 높은 전기장에 의한 방전 현상이 발생된다.
그리고, 상기 접지전극(210)과 제 1 방전전극(240)의 주변을 지나는 자유전자는 상기 전기장에 의하여 가속되어 공기 중 중성분자(산소, 질소 등)와 충돌하여 분자를 이온화시키게 되며, 이에 따라 다량의 이온이 발생하게 된다. 이 때, 상기 공기는 상기 제 1 유동공(250)을 유동하는 공기일 수 있다. 상기 제 1 방전전극(240)은 이온을 발생시키기 위한 "이온발생용 전극"으로서 이해된다.
상기 제 2 기판(300)은 상기 제 1 기판(200)의 하측으로 이격되어 배치된다. 상세히, 상기 제 2 기판(300)의 제 2 기판 본체(301)에는, 상기 접지 전극(210)과 작용하여 플라즈마 방전을 수행하는 제 2 방전전극(310) 및 상기 제 2 방전전극(310)이 외부에 노출되지 않도록 상기 제 2 방전전극(310)을 둘러싸는 제 2 절연체(320)가 포함된다.
상기 제 2 방전전극(310)은 금속판, 일례로 구리(Cu)로 구성될 수 있으며, 상기 제 2 절연체(320)는 에폭시(epoxy) 수지로 구성될 수 있다.
별도의 도면부호를 부여하지는 않았으나, 상기 제 2 절연체(320)에는, 상기 제 2 방전전극(310)이 안착되는 하면부와, 상기 하면부의 양측부로부터 상방으로 연장되는 측면부 및 상기 측면부의 상측에 결합되는 상면부가 포함된다. 상기 제 2 절연체(320)의 구성은 제 1 절연체(220)의 구성과 유사하므로 상세한 설명을 생략한다.
상기 제 2 절연체(320)의 하면부, 측면부 및 상면부에 의하여, 상기 제 2 방전전극(310)의 외측은 완전히 둘러싸여진다.
상기 제 2 방전전극(310)과 제 2 절연체(320)의 제조방법에 관한 설명은, 상기 접지전극(210)과 제 1 절연체(220)의 제조방법에 관한 설명을 원용한다.
이와 같은 구성을 가지는 제 2 기판(300)과 상기 접지전극(210)의 작용에 대하여 간단하게 설명한다.
상기 접지전극(210)과, 상기 제 2 방전전극(310)에 개시전압 이상의 고전압이 인가되면, 상기 접지전극(210)과 제 2 방전전극(310)의 사이에 절연 파괴가 발생되고, 높은 전기장에 의한 방전 현상이 발생되어 강력한 플라즈마 영역이 형성된다.
그리고, 상기 플라즈마 영역을 지나는 자유전자가 상기 전기장에 의하여 가속되어 공기와 반응하며, 그 결과 다량의 OH 라디칼 및 오존이 발생하게 된다. 이 때, 상기 공기는 상기 제 2 유동공(350)을 유동하는 공기일 수 있다. 상기 제 2 방전전극(310)은 상기 간격 형성부(400)에 의하여 상기 접지전극(210)으로부터 이격되어, 라디칼 이온을 발생시키기 위한 "연면 방전용 전극"으로서 이해된다.
이상에서 설명한 바와 같이 상기 플라즈마 유닛(100)이 배치되는 A영역(도 1 참조)은 다량의 OH 라디칼, 이온 및 오존을 발생시키는 영역이라 정의할 수 있다.
이하에서는 상기 필터 유닛(500)에 대해서 설명하기로 한다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도이다.
도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 필터 유닛(500)은, 상기 필터 유닛(500)의 몸체를 형성하는 필터 프레임(510)과, 상기 필터 프레임(510)을 둘러싸며 상기 필터 유닛(500)의 테두리를 형성하는 몸체부(501)와, 상기 필터 프레임(500)에 코팅되어 상기 플라즈마 유닛(100)에서 생성된 오존과 반응하는 광촉매(520)를 포함한다.
상기 필터 프레임(510)은 장방형으로 형성되어, 상기 몸체부(501)에 의해 상기 프레임(600)에 고정된다. 상기 필터 프레임(500)에는 상기 플라즈마 유닛(100)을 통과한 공기가 후방으로 이동되는 다수의 통공이 형성된다.
그리고, 상기 필터 프레임(510)의 망사면 상에는 상기 광촉매(520)가 코팅된다. 상기 광촉매(520)는 빛을 받아들여 화학반응을 촉진한다. 일 예로 상기 광촉매(520)는 산화타이타늄(TiO2)일 수 있다. 따라서, 상기 광원(610)에서 조사된 빛을 통해 상기 광촉매(520)가 광촉매 반응하게 된다. 그리고, 상기 광촉매에 의해 생성된 이온들은 상기 통공을 통해 외부로 흐르게 된다.
따라서, 필터 유닛(600)이 배치되는 B영역(도 1 참조)은 광촉매 반응 영역이라 정의할 수 있다.
이와 같은 구성을 가지는 살균 탈취 장치(10) 작용에 대하여 간단하게 설명한다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 따른 살균 탈취 장치에 작용을 설명하기 위한 단면도이다.
상기 살균 탈취 장치(10)는 유로 상에서 공기가 A영역에서 B영역을 향해 흐르도록 배치된다.
상기 A영역에서 플라즈마 유닛(100)에 의해 다량의 OH 라디칼 및 오존이 발생한다.
그리고, 상기 A영역에서 발생된 오존(O3)은 상기 광촉매(520)의 표면에 접촉되어 제 1 반응이 일어난다. 상기 제 1 반응은,
O3+ H2O+ TiO2=2OH+O2 이다.
즉, 상기 오존과 상기 광촉매의 표면 반응에 의해 OH 라디칼과 산소(O2)가 생성된다. 상기 제 1 반응은 표면 접촉 반응이라 정의할 수 있다.
그리고, 상기 B영역에서는 상기 광원(610)의 빛이 상기 광촉매(520)를 향해 조사되어 상기 A영역에서 생성된 오존(O3)과 함께 상기 광촉매(520)에 제 2 반응이 일어난다. 상기 제 2 반응은,
e- + h++O3+H2O=2OH+O2
즉, 빛에 의해 상기 광촉매(520) 표면에 전하를 가진 전자(e-)와 정공(H+)이 생기게 되고, 상기 전자(e-) 및 정공(H+)은 A영역에서 생성된 오존(O3) 및 공기 속에 존재하고 있는 수분(H2O)과 반응하여 OH 라디칼 및 산소를 생성하게 된다. 상기 제 2 반응은 오존-광촉매 반응이라 정의할 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따르면, 상기 플라즈마 유닛(100)에 의해 발생되는 오존과 상기 필터 유닛(500)의 활성 반응을 활용하여, 상기 광촉매(520)의 반응을 상기 광촉매(520)의 단독 반응에 대비하여 분배 효율을 증가시킬 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 유닛(100)에 의해 발생되는 오존이 OH 라디칼을 생성하기 위해 분해되므로 최종적으로 무오존의 공기를 공급할 수 있다.
도 10은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도이고, 도 11은 본 발명의 제 2 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시 예와 동일하고, 다만 필터 유닛에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고 제 1 실시 예와 동일한 부분은 제 1 실시 예를 원용하기로 한다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 실시 예에 따른 필터 유닛(700)은, 다수의 통공이 형성된 필터 프레임(710)과, 상기 필터 프레임(710)에 코팅된 광촉매(520)와, 상기 필터 프레임(710)의 적어도 일부에 광을 조사하며 상기 필터 프레임(710)에 결합되는 광원부(730)를 포함한다.
본 실시 예에서는, 상기 필터 프레임(710)이 원형으로 형성된다. 따라서, 상기 원형의 필터 프레임(710)에 공기가 유동 가능하도록 다수의 통공이 형성되고, 상기 필터 프레임(710)의 일면 또는 양면에는 광촉매(520)가 코팅된다.
그리고, 도면에는 미도시 하였으나 상기 필터 프레임(710)의 테두리에는 제 1 실시 예와 마찬가지로 상기 필터 프레임(710)을 둘러싸는 몸체부가 상기 필터 프레임(710)의 가장 자리를 따라 구비될 수 있다. 따라서, 상기 필터 프레임(710)의 상단 및 하단이 프레임(600)에 고정된다.
상기 광원부(730)는 상기 필터 프레임(730)의 양면에 적어도 일부를 둘러싸며 상기 필터 프레임(730)의 중심을 기준으로 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회동 가능하게 결합된다. 상기 광원부(730)는 구동모터(740) 및 상기 구동모터(740)와 연결된 샤프트(750)를 상기 광원부(730)의 일측에 연결하여 회전시킬 수 있다. 상기 광원부(730)의 회전 속도는 제어부를 통해 조절 가능하다.
상기 광원부(730)는 일정각도를 가진 부채꼴 형상으로 구비될 수 있다. 상세히, 상기 광원유닛(730)은 상기 필터 프레임(730)의 일면의 적어도 일부를 덮는 제 1 수평부(731)과, 상기 필터 프레임(730)의 타면의 적어도 일부를 덮는 제 2 수평부(732)과, 상기 제 1 수평부(731)과 제 2 수평부(732)을 연결하는 수직부(733)을 포함한다.
상기 제 1 수평부(731)과 제 2 수평부(732)는 동일한 형상으로 형성된다. 즉, 상기 원형의 필터 프레임(710)의 적어도 일부를 커버하며 일정각도를 갖는 부채꼴 형상으로 형성된다. 그리고, 상기 제 1 수평부(731), 제 2 수평부(732) 및 수직부(733)에 의해 형성되는 홈(735)의 내부에는 상기 필터 프레임(730)의 일부가 상기 광원부(730)과 소정 간격을 형성하며 삽입된다.
상기 제 1 수평부(731) 및 제 2 수평부(732)에서 상기 필터 프레임(710)과 마주하는 면에는 광원이 구비된다. 즉, 상기 홈(735)의 내측에서 상기 필터 프레임(710)을 향해 광이 조사된다. 그리고, 상기 필터 프레임(710)에서 상기 홈(735)에 수용되지 않는 부분은 광이 조사되지 않는다.
따라서, 본 실시 예에서는 상기 광원부(730)를 회전 시킴으로써, 상기 필터 프레임(710)의 일부에만 광을 조사하여 광촉매 반응을 일으킬 수 있다. 상기 필터 프레임(710)과 광원부(710)이 마주하는 면에 광촉매가 모두 반응하면, 상기 광원부(710)이 회전함으로써, 상기 필터 프레임(710)의 다른 부분에 대하여 광을 조사하게 되어 광촉매 반응이 연속적으로 일어날 수 있다.
한편, 상기 광원부(730)를 고정시키고, 상기 필터 프레임(710)을 회전 시킴으로써 상기 필터 프레임(710)에 균일하게 광을 조사할 수 있다. 이 경우, 상기 필터 프레임(710)의 중심에 회전축을 연결하고 상기 필터 프레임(710)을 적절한 속도를 조절하여 시계 방향 또는 반시계 방향으로 회전시킬 수 있다.
도 12는 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도이고, 도 13은 본 발명의 제 3 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시 예와 동일하고, 다만 필터 유닛에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고 제 1 실시 예와 동일한 부분은 제 1 실시 예를 원용하기로 한다.
도 12 및 도 13을 참조하면, 본 실시 예에 따른 필터 유닛(800)은, 다수의 통공이 형성된 필터 프레임(810)과, 상기 필터 프레임(810)에 코팅된 광촉매(520)와, 상기 필터 프레임(810)의 적어도 일부에 광원을 조사하며 상기 필터 프레임(810)에 회전 가능하게 결합되는 광원부(730)를 포함한다.
본 실시 예에서는, 상기 필터 프레임(810)이 원형으로 형성된다. 따라서, 상기 원형의 필터 프레임(810)에 공기가 유동 가능하도록 다수의 통공이 형성되고, 상기 필터 프레임(810)의 일면 또는 양면에는 광촉매(520)가 코팅된다.
그리고, 도면에는 미도시 하였으나 상기 필터 프레임(810)의 테두리에는 제 1 실시 예와 마찬가지로 상기 필터 프레임(810)을 둘러싸는 몸체부가 상기 필터 프레임(810)의 가장 자리를 따라 구비될 수 있다. 따라서, 상기 필터 프레임(810)의 상단 및 하단이 프레임(600)에 고정된다.
상기 광원부(830)은 상기 필터 프레임(810)의 양면에 각각 배치되는 광조사부(831)와 상기 필터 프레임(810)의 중심을 관통하며 상기 광 조사부(831)를 회동시키는 회동축(832)을 포함한다.
상기 광 조사부(831)는 상기 필터 프레임(810)의 직경보다 길이가 상대적으로 큰 바(bar)형태로 형성된다. 그리고, 상기 광 조사부(831)에서 상기 필터 프레임(810)과 마주하는 면에는 광원이 각각 구비된다.
상기 회동축(832)은 일측이 구동모터(840)와 연결되어 상기 구동모터(840)의 구동력을 상기 광 조사부(831)로 전달한다.
상기 광 조사부(831)에서 상기 필터 프레임(810)을 향하여 광원이 조사되면, 상기 필터 프레임(810)에 코팅된 광촉매(510)가 반응을 일으키게 된다. 상기 필터 프레임(810)에서 상기 광 조사부(831)와 마주하지 않는 영역에서는 광이 조사되지 않으므로 반응이 일어나지 않는다.
따라서, 본 실시 예에서는 상기 광원부(730)를 회전 시킴으로써, 상기 필터 프레임(710)의 일부에만 광을 조사하여 광촉매 반응을 일으킬 수 있다. 상기 필터 프레임(710)에서, 상기 광원부(710)에 의해 커버되는 면에 코팅된 광촉매가 모두 반응하면, 상기 광원부(710)이 회전함으로써, 상기 필터 프레임(710)의 다른 부분에 대하여 계속 광을 조사하게 되어 광촉매 반응이 연속적으로 일어날 수 있다.
도 14는 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 필터 유닛의 단면도이고, 도 15은 본 발명의 제 4 실시 예에 따른 필터 유닛을 측면에서 바라본 단면도이다.
본 실시 예는 다른 부분에 있어서는 제 1 실시 예와 동일하고, 다만 필터 유닛에 있어서 차이가 있다. 따라서, 이하에서는 본 실시예의 특징적인 부분에 대해서만 설명하고 제 1 실시 예와 동일한 부분은 제 1 실시 예를 원용하기로 한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 본 실시 예에 따른 필터 유닛(900)은 다수의 통공이 형성된 필터 프레임(510)과, 상기 필터 프레임(510)에 코팅된 광촉매(520)와, 상기 필터 프레임(510)과 이격되게 설치되어 상기 필터 프레임(510)에 향하여 광을 조사하는 광원부(640)을 포함한다.
상기 광원부(640)는 외곽 프레임을 형성하는 광원 프레임(641)과, 상기 광원 프레임(641)에 일렬로 배치된 다수의 광원(642)을 포함한다. 도 14를 참조하면, 상기 광원(642)은 상기 광원 프레임(641)에 도 14를 기준으로 가로로 네 개가 배치되어 있다.
상기 광원(642)은 상기 필터 프레임(510)을 향하여 광을 조사한다. 따라서, 상기 필터 프레임(510)에 코팅된 광촉매(520)가 상기 광에 의하여 반응이 일어난다.
따라서 본 실시 예에서는, 상기 광원(642)을 상기 광원 프레임(641)에 일정 간격을 두고 복수 개를 배치함으로써, 광을 상기 필터 프레임(510)의 전체 면에 균일하게 조사할 수 있어, 광촉매 반응을 빠르게 일으킬 수 있다.
Claims (11)
- 외형을 형성하는 프레임;
상기 프레임의 일측에 구비되며 플라즈마 영역을 형성하여 다수의 이온을 생성하는 플라즈마 유닛; 및
상기 플라즈마 유닛과 이격되는 상기 프레임의 타측에 구비되는 필터 유닛을 포함하며,
상기 필터 유닛은,
공기가 통과 가능하도록 다수의 통공이 형성된 필터 프레임; 및
상기 필터 프레임에 코팅되어 광촉매 반응하는 광촉매를 포함하는 살균 탈취 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 프레임의 일측에 구비되며, 상기 필터 유닛을 향해 광을 조사하는 광원을 포함하는 살균 탈취 장치.
- 제 2 항에 있어서,
상기 광원에서 조사되는 광은 가시광 영역의 파장을 갖는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 공기는 상기 플라즈마 유닛에서 상기 필터 유닛을 향해 유동되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 다수의 이온에는 오존(O3)이 포함되고,
상기 광촉매는 이산화티타늄(TiO2)인 것을 특징으로 하는 살균 탈취 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필터 프레임에 회전 가능하게 결합되며, 상기 필터 프레임의 적어도 일부에 광을 조사하는 광원부를 포함하는 살균 탈취 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 광원부는,
상기 필터 프레임의 일면 중 일부를 커버하는 제 1 수평부와, 상기 제 1 수평부와 동일한 형상으로 형성되어 상기 필터 프레임의 타면 중 일부를 커버하는 제 2 수평부와, 상기 제 1 수평부와 상기 제 2 수평부를 연결하는 수직부를 포함하며,
상기 제 1 수평부 및 제 2 수평부에는,
상기 필터 프레임을 향해 광을 조사하는 광원이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 장치.
- 제 6 항에 있어서,
상기 광원부의 일측에 설치되어, 상기 광원부를 회동시키는 구동모터를 더 포함하는 살균 탈취 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필터 프레임의 적어도 일부를 커버하며 광을 조사하는 광원부를 더 포함하고,
상기 필터 프레임은 적어도 일부가 상기 광원부에 커버되며 회전되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 장치.
- 제 9 항에 있어서,
상기 광원부는,
상기 필터 프레임의 일면 중 일부를 커버하는 제 1 수평부와, 상기 제 1 수평부와 동일한 형상으로 형성되어 상기 필터 프레임의 타면 중 일부를 커버하는 제 2 수평부와, 상기 제 1 수평부와 상기 제 2 수평부를 연결하는 수직부를 포함하며,
상기 제 1 수평부 및 제 2 수평부에는,
상기 필터 프레임을 향해 광을 조사하는 광원이 각각 구비되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 장치.
- 제 1 항에 있어서,
상기 필터 프레임과 이격되게 설치되어, 상기 필터 프레임을 향하여 광을 조사하는 광원부를 더 포함하고,
상기 광원부는,
외곽 프레임을 형성하는 광원 프레임; 및
상기 광원 프레임에 일렬로 배치되어 상기 필터 프레임을 향해 광을 조사하는 다수의 광원을 포함하는 살균 탈취 장치.
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