KR20170010561A

KR20170010561A - 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치

Info

Publication number: KR20170010561A
Application number: KR1020150102340A
Authority: KR
Inventors: 김동수
Original assignee: 주식회사 라이프온랩
Priority date: 2015-07-20
Filing date: 2015-07-20
Publication date: 2017-02-01
Also published as: WO2017014466A1

Abstract

공기 중의 오존 농도에 비해 더 강한 살균력을 제공하며, 살균 및 소독을 마친 후 공기 중의 오존 농도를 빠르게 감소시킬 수 있으며, 살균 기능 미실행 시 산소공급 기능을 수행할 수 있는 복합 공기 살균 장치가 제공된다. 본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치는, 공기 압축기; 상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 산소를 발생시키는 산소 발생기; 상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 오존을 발생시키는 오존 발생기; 액상 소독제를 저장하는 소독제 탱크; 상기 오존 발생기를 통과한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제를 분사하는 스프레이부; 및, 상기 공기 압축기와 상기 산소 발생기 및 상기 오존 발생기 사이에 배치되어 압축 공기의 흐름을 선택적으로 전환하는 선택 밸브;를 포함한다.

Description

산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치 {Apparatus For Multi-Way Air Sterilization Having Oxygen Supply Function}

본 발명은 공기 살균 장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 공기 또는 비말 등을 통한 감염의 위험이 있는 병실이나 진료실과 같은 공간에서 공기를 살균하는 장치에 관한 것이다.

인류 역사의 흐름 속에서 전염병을 일으키는 병원성 박테리아나 바이러스는 항상 인류의 건강과 생명을 위협하여 왔다. 병원성 박테리아나 바이러스의 종류는 인간이 통제할 수 없을 정도로 다양하여 인간에 의해 백신이나 치료제가 개발된 경우는 상대적으로 소수에 불과하다. 전염병 중에서 최근 새롭게 발견되어 백신이나 치료제가 갖춰지지 않은 것을 흔히 신종 전염병이라 부른다. 근래에는 국가간, 지역간의 인적 교류가 활발해지면서 신종 전염병의 감염에 대한 위험이 확대되고 있다. 그 대표적인 예로 2015년 메르스(중동호흡기증후군) 사태를 비롯하여, 2014년 서아프리카 지역을 중심으로 한 에볼라바이러스의 유행, 2003년 중국 광동 지역으로부터 확산된 사스(중증급성호흡기증후군)의 유행 등을 들 수 있다.

병원성 박테리아나 바이러스의 감염 경로는 모두 알려지지는 않았으나, 많은 경우에 있어서 공기나 공기 중에 비산된 비말을 통해 전파되는 것으로 알려져 있다. 이와 같이 공기를 매개로 한 전염병의 전파에 있어서 많은 사람이 공동으로 이용하는 공공시설, 특히 여러 환자가 드나드는 병의원의 진료실이나 입원실과 같은 공간은 그 위험성이 높다.

이와 같은 이유로 실내 공기를 정화 또는 살균하기 위한 장치들이 제안되어 왔다. 그 중 대표적인 장치가 살균 소독 기능을 갖는 공기 청정기인데, 대부분 실내공기를 흡입하여 여과, 흡착 또는 살균을 하고 다시 배출하는 방식이다. 이 경우, 제한된 시간 안에 정화할 수 있는 공기의 체적에 한계가 있고, 실내 공기의 순환이 원활하지 않을 경우 살균 효과가 공간 전체에 미치지 못하는 문제가 있다.

한편, 공기의 살균 소독에는 오존이 효과적인 것으로 알려져 있다. 오존은 병원균의 세포막을 손상시키거나, 효소나 핵산의 활성을 저하시키고, 유전자를 파괴하는 방식으로 살균 작용을 한다. 그런데, 문제는 오존이 박테리아나 바이러스와 접할 가능성을 높이기 위해서는 오존 농도를 높여야 하는데, 공기 중의 오존이 인체에도 악영향을 미친다는 점이다. 공기 중의 오존 농도 반감기는 10~15시간이어서 사람 없이 비어있는 시간이 짧은 공간에 오존을 이용하여 공기를 살균 및 소독하는 데에 어려움이 있다. 이러한 문제를 해소하기 위해서 대한민국공개특허공보 제2005-0113356호의 '공기순환식 유인 오존 살균시스템 및 방법'이 제시된 바 있으나, 인체에 허용 가능한 수준으로 공기 중 오존 농도를 제한하는 데에 따른 살균 효과의 한계가 있고, 공기순환 능력의 제약에 따라 살균 효과에도 한계가 있다.

대한민국공개특허공보 제2005-0113356호

본 발명은 전술한 문제점을 해소하기 위하여 제안된 것으로, 오존의 살균력을 이용하여 짧은 시간 동안 넓은 공간의 공기를 살균 및 소독할 수 있고, 공기 중의 오존 농도에 비해 더 강한 살균력을 제공하며, 살균 및 소독을 마친 후 공기 중의 오존 농도를 빠르게 감소시킬 수 있는, 복합 공기 살균 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 공간 내에 사람이 없을 때 신속하게 복합적인 공기 살균을 수행하고, 공간 내에 사람이 있을 때는 전술한 복합적 공기 살균을 위한 구성 중 적어도 일부를 활용하여 산소를 공급하는, 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치를 제공하는 데에 그 목적이 있다.

전술한 과제의 해결을 위하여, 본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치는, 공기 압축기; 상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 산소를 발생시키는 산소 발생기; 상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 오존을 발생시키는 오존 발생기; 액상 소독제를 저장하는 소독제 탱크; 상기 오존 발생기를 통과한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제를 분사하는 스프레이부; 및, 상기 공기 압축기와 상기 산소 발생기 및 상기 오존 발생기 사이에 배치되어 압축 공기의 흐름을 선택적으로 전환하는 선택 밸브;를 포함한다.

상기 선택 밸브는, 입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된, 제 1 선택 밸브를 포함할 수 있다.

한편, 상기의 산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치는, 상기 산소 발생기에서 발생한 산소를 사용 공간에 직접 배출하는 제 1 산소 배출구; 상기 산소 발생기에서 발생한 산소를 연결된 개인용 산소 공급관으로 배출하는 제 2 산소 배출구; 및, 상기 산소 발생기와 상기 제 1 산소 배출구 및 상기 제 2 산소 배출구 사이에 배치되어, 산소의 흐름을 선택적으로 전환하는 제 2 선택 밸브;를 더 포함할 수 있다.

한편, 상기 선택 밸브는, 입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된, 제 1 선택 밸브; 및, 입력단이 상기 제 1 선택 밸브의 제 2 출력단에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 오존 발생기 측으로 연결되고, 제 2 출력단은 상기 스프레이부에 직접 연결된, 제 3 선택 밸브;를 포함할 수도 있다.

상기 액상 소독제는 과산화수소수를 포함하는 것일 수 있다. ,

본 발명의 한 측면에 따른 산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치는, 공기 압축기; 상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 산소를 발생시키는 산소 발생기; 상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 오존을 발생시키는 오존 발생기; 액상 소독제를 저장하는 소독제 탱크; 상기 오존 발생기를 통과한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제를 분사하는 스프레이부; 상기 공기 압축기와 상기 산소 발생기 및 상기 오존 발생기 사이에 배치되어 압축 공기의 흐름을 선택적으로 전환하는 선택 밸브; 및, 미리 설정된 다수의 제어모드 중 선택된 제어모드에 따라 적어도 상기 산소 발생기, 상기 오존 발생기, 및 상기 선택 밸브를 능동적으로 제어하는 제어부;를 포함한다.

여기서, 상기 다수의 제어모드는, 상기 오존 발생기 작동 중에 압축 공기를 상기 오존 발생기에 공급하여, 상기 스프레이부에서 오존을 포함한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제가 분사되도록 하는, 오존+스프레이 모드; 상기 오존 발생기 미작동 중에 압축 공기를 상기 스프레이부에 공급하여, 상기 액상 소독제가 분사되도록 하는, 스프레이 모드; 및 상기 산소 발생기 작동 중에 압축 공기를 상기 산소 발생기에 공급하여, 사용 공간에 산소를 제공하는, 산소공급 모드;를 포함할 수 있다.

이 경우, 상기 선택 밸브는, 입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된 것이고, 상기 스프레이 모드는, 상기 오존 발생기 미작동 중에 압축 공기를 상기 오존 발생기를 통해 상기 스프레이부에 공급하여, 상기 액상 소독제가 분사되도록 하는 것일 수 있다.

한편, 입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된, 제 1 선택 밸브; 및 입력단이 상기 제 1 선택 밸브의 제 2 출력단에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 오존 발생기 측으로 연결되고, 제 2 출력단은 상기 스프레이부에 직접 연결된, 제 3 선택 밸브;를 포함하고, 상기 스프레이 모드는, 압축 공기가 상기 제 1 선택 밸브의 상기 제 2 출력단 및 상기 제 3 선택 밸브의 상기 제 2 출력단을 통해 상기 스프레이부에 공급되도록 하는 것일 수도 있다.

상기 액상 소독제는 과산화수소수를 포함할 수 있다.

전술한 발명의 구성에 따르면, 본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치는, 공기 중에 분사되는 오존의 농도에 비해 더 강력한 살균력을 제공하면서도, 살균 및 소독 후에는 더욱 빠르게 오존 농도를 감소시켜 인체에 대한 부작용을 방지하는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치는, 공간 내에 사람이 없을 때 신속하게 복합적인 공기 살균을 수행하고, 공간 내에 사람이 있을 때는 전술한 복합적 공기 살균을 위한 구성 중 적어도 일부를 활용하여 산소를 공급할 수 있어, 장치의 활용도가 매우 높다는 장점이 있다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 외형을 보인다.
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 구성을 개략적으로 보인다.
도 4는 상기 도 3 또는 상기 도 4에 따른 장치에서 제어부의 구성 및 그 제어모드의 예를 보인다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명한다. 다음에서 설명되는 실시예는 여러 가지 다양한 형태로 변형할 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래의 실시예나 언급된 변형 예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 해당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 기술적 사상을 명확히 전달하기 위하여 제공된다.

도 1은 본 발명의 한 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 외형을 보인다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치(100)는 예컨대 병의원의 진료실이나 병실 등의 사용 공간에 간편하게 설치 및 이동할 수 있도록 그 몸체부(10)가 비교적 작은 크기로 구성될 수 있다. 장치(100)의 외측에는 사용 공간으로 산소를 배출하는 적어도 하나의 산소 배출구가 마련된다. 본 실시예에 따르면, 사용 공간에 직접적으로 산소를 배출하는 제 1 산소 배출구(31)와, 커넥터 등을 통해 연결된 호스 형태의 개인용 산소 공급관에 산소를 제공하는 제 2 산소 배출구(32)가 구비된다. 또한, 장치(100)의 외측에는 액상 소독제를 에어로졸 상태로 분사할 수 있는 스프레이부(50)가 마련된다. 상기 스프레이부(50)는 상기 장치(100)의 몸체부(10) 내부에 수납되었다가 소독제 분사 시에 외부로 인출되는 스프레이 노즐부(51)와, 소독제 분사 시에 상기 스프레이 노즐부(51)를 높이 올려 더 넓은 범위에 소독제가 분사되도록 하는 노즐 승강부(52)를 포함할 수 있다.

상기 몸체부(10)의 외측 일부에는 장치(100)를 제어하기 위한 사용자의 입력을 받고, 작동 상태나 설정 상태 등을 표시하는, 제어반(control panel)(21)이 마련된다. 상기 제어반(21)은 간단한 입력을 위한 입력 버튼과 디스플레이를 구비할 수 있으며, 이는 터치 스크린 등으로 대체될 수도 있다. 사용자는 상기 제어반(21)을 통해 장치(100)의 여러 기능 중 실행하고자 하는 기능에 해당하는 제어모드를 실시간으로 선택할 수 있고, 시간 설정을 통해 소정의 제어모드를 예약하거나, 시간의 진행에 따라 서로 다른 제어모드가 실행되도록 프로그래밍할 수도 있다.

한편, 상기 몸체부(10) 내에는 액상 소독제를 저장하기 위한 소독제 탱크가 마련된다. 도시되지는 않았으나 액상 소독제의 보충을 용이하게 하기 위해 상기 몸체부(10)의 외측에 액상 소독제 주입구가 배치될 수도 있다.

도 2는 본 발명의 한 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 구성을 개략적으로 보인다.

본 실시예에 따르면, 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치(101)는 공기 압축기(11)와, 산소 발생기(30), 오존 발생기(42), 스프레이부(50), 그리고 소독제 탱크(60)를 포함한다. 상기 산소 발생기(30)는 상기 공기 압축기(11)로부터 압축된 공기를 제공받아 산소를 발생시킨다. 상기 산소 발생기(30)는 일 예로 제오라이트(Zeolite)를 이용하여 공기중의 산소를 질소와 분리하여 제공하는 방식의 기기일 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 오존 발생기(42)는 상기 공기 압축기(11)로부터 압축된 공기를 제공받아 오존을 발생시킨다. 상기 소독제 탱크(60)는 액상 소독제를 저장하고, 스프레이부(50)에 상기 액상 소독제를 공급하여 상기 오존 발생기(42)를 통과한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제가 분사되도록 한다. 상기 공기 압축기(11)와 상기 산소 발생기(30) 및 상기 오존 발생기(42) 사이에는 제 1 선택 밸브(V1)가 배치되어 압축 공기의 흐름을 선택적으로 전환할 수 있다. 상기 제 1 선택 밸브(V1)는, 입력단이 상기 공기 압축기(11) 측에 연결되고, 제 1 출력단(V1a)은 상기 산소 발생기(30) 측에 연결되고, 제 2 출력단(V1b)은 상기 오존 발생기(42) 측에 연결된다.

본 명세서에서 산소는 기체 상태의 산소(O₂) 그 자체뿐만 아니라 대기중의 산소 농도보다 높은 산소 농도를 갖는 공기의 의미를 포함하고, 오존 역시 기체 상태의 오존(O₃) 그 자체뿐만 아니라 대기중의 오존 농도보다 높은 오존 농도를 갖는 공기의 의미를 포함한다. 또한, 산소 발생기 측으로, 오존 발생기 측으로 연결된다는 표현과 같이 어떤 구성요소 측으로 연결된다는 표현은 유체의 유로나 전기적 배선이 등이 해당 구성요소로 직접 연결되는 것뿐만 아니라 다른 구성요소를 통해서 연결되어 유체나 전기적 신호를 전달하는 것도 포함하는 의미로 사용된다.

상기의 산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치(101)는, 상기 산소 발생기(30)에서 발생한 산소를 장치 외부의 사용 공간에 직접 배출하는 제 1 산소 배출구(31)와, 개인용 산소 공급관으로 배출하는 제 2 산소 배출구(32)를 구비하고, 상기 산소 발생기(30)와 상기 제 1 산소 배출구(31) 및 상기 제 2 산소 배출구(32) 사이에 배치되어, 산소의 흐름을 선택적으로 전환하는 제 2 선택 밸브(V2)를 더 포함할 수 있다. 상기 제 2 산소 배출구(32)에는 환자의 호흡기와 연결되는 개인용 산소 공급관이 삽입되는 커넥터가 마련될 수 있다.

상기 오존 발생기(42)의 입력부 측, 다시 말해 전술한 제 1 선택 밸브(V1)의 제 2 출력단(V1b)과 상기 오존 발생기(42)의 사이에는 공기 건조기(41)가 구비될 수 있다. 상기 공기 건조기(41)는 예컨대 수분 흡착 방식으로 구성될 수 있다. 상기 오존 발생기(42)는 예컨대 무성방전 방식으로서, 공기 중의 산소(O₂)를 이용하여 오존(O₃)을 발생시키는 것일 수 있다. 무성방전 방식인 경우, 서로 대향하는 전극의 대향면에 유리나 세라믹 등의 유전체를 배치하고, 그 사이에 산소를 포함한 공기를 통과시키면서 상기 대향 전극에 고압(약 6~15kV)의 전압을 인가함으로써 방전 공간에서 오존이 발생하도록 구성된다. 상기 오존 발생기(42)가 무성방전 방식인 경우, 공기중의 수분 함량이 낮을수록 오존 발생 효율이 높아지므로, 그 입력부 측에 공기 건조기(41)를 배치하는 것이 유리하다.

상기 선택 밸브, 즉 제 1 선택 밸브(V1) 및 제 2 선택 밸브(V2)는 도시된 바와 같이 각각 하나의 입력단과 제 1 및 제 2 출력단을 갖는 삼방밸브(3-way valve)를 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 상기 선택 밸브는 전기적 신호에 의해 유체의 흐름을 제어하는 솔레노이드 밸브일 수 있다. 다만, 여기에 언급된 것에 한정되는 것은 아니고, 전기적인 제어 신호에 의해 전술한 바와 같이 압축 공기 또는 산소의 흐름을 선택적으로 조절할 수 있는 것이면 채택될 수 있다.

한편, 상기 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 소독 장치(101)에는 상기 제 1 및 제 2 선택 밸브(V1, V2)를 포함하여, 전술한 구성요소들을 전기적으로 제어하는 제어부(20)가 마련된다. 상기 제어부(20)는 전술한 구성요소들 중 유체의 압력에 의해 피동적으로 작동하는 구성요소들을 제외하고, 전력에 의해 능동적으로 작동하는 구성요소들에 연결되어 이들의 동작을 제어할 수 있다. 상기 제어부(20)는 구성요소들의 상태에 관한 신호를 피드백 받아 이를 제어에 활용할 수도 있는데, 일 예로 산소 발생기(30) 작동 중에 상기 제 2 산소 배출구(32) 출력단의 커넥터에 산소 공급관이 연결되면 이를 감지하여 상기 제 2 선택 밸브(V2)의 제 2 출력단(V2b)에 산소가 제공되도록 할 수 있다. 상기 제어부(20)의 구체적인 구성과 다양한 제어 모드에 대해서는 뒤에서 좀 더 상세히 설명하기로 한다.

도 3은 본 발명의 한 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 구성을 개략적으로 보인다.

본 실시예에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치(102)는 공기 압축기(11)로부터 오존 발생기(42) 측으로 연결되는 유로 측면에 상기 도 2의 실시예에 따른 장치(101)와 차이가 있다. 그 외에 구성요소들 각각에 관한 사항은 전술한 것과 동일하므로 여기서는 상기 도 2의 실시예와의 차이점 중심으로 설명하기로 한다.

도시된 바와 같이, 본 실시예에 따른 장치(102)에는 전술한 선택 밸브로서 제 1 선택 밸브(V1)와 제 3 선택 밸브(V3)가 구비된다. 상기 제 3 선택 밸브(V3)는 그 입력단이 상기 제 1 선택 밸브(V1)의 제 2 출력단(V1b)에 연결되고, 그 두 개의 출력단 중 제 1 출력단(V3a)은 공기 건조기(41)를 통해 오존 발생기(42) 측으로 연결되며, 제 2 출력단(V3b)은 스프레이부(50)에 직접 연결된다. 다시 말해, 상기 제 3 선택 밸브(V3)는 상기 제 1 선택 밸브(V1)를 거친 압축 공기를 제어부(20)의 제어 신호에 따라서 상기 오존 발생기(42)를 거쳐 스프레이부(50)로 공급되거나, 상기 오존 발생기(42)를 거치지 않고 곧바로 스프레이부(50)로 공급되도록 조절하는 역할을 한다. 그 결과, 선택 밸브는 공기 압축기(11)에서 제공된 압축 공기의 흐름을 산소 발생기(30)로, 오존 발생기(42)를 거쳐 스프레이부(50)로, 또는 곧바로 스프레이부(50)로 진행하도록 선택적 조절할 수 있다.

도 4는 상기 도 3 또는 상기 도 4에 따른 장치에서 제어부의 구성 및 그 제어모드의 예를 보인다.

본 도면은 전술한 제어부(20)의 좀 더 구체적인 구성(a)과 몇 가지 제어모드의 예(b)를 보이는데, 이하에서는 상기 도 4와 함께 전술한 도 2 및 도 3을 참조하여 본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 살균 장치의 동작에 대해서 상세히 설명하기로 한다.

상기 제어부(20)는 산소 공급 기능과 다양한 방식의 복합 살균 기능을 사용자가 필요에 맞게 선택하여 실행할 수 있도록, 다수의 제어모드를 갖는다. 상기 다수의 제어모드는 예를 들어, 기체 상태의 오존과 액상 소독제를 동시에 분사하는 오존+스프레이 모드(m1), 액상 소독제만을 분사하는 스프레이 모드(m2), 및 장치 외부의 사용 공간에 산소를 제공하는 산소공급 모드(m3)를 포함한다. 여기서 산소공급 모드(m3)는 전술한 제 1 산소 배출구(31)와 제 2 산소 배출구(32) 중 어디로 산소를 공급하느냐에 따라 다시 두 가지 모드로 세분화될 수도 있다.

상기 제어부(20)는 이와 같이 다양한 제어모드(m1, m2, m3) 각각에 따른 장치 설정을 저장하는 저장부(24)를 구비하고, 제어모드에 대한 사용자의 선택 정보를 입력받기 위한 입력부(23)를 구비한다. 또한, 시간 정보를 제공하는 RTC(Real Time Clock) 모듈(26)을 구비할 수 있고, 시간이나 작동상태 및 사용자 입력 사항 등을 표시하는 표시부(25)도 구비할 수 있다. 이들은 연산부(22)와 연결되어 상호 유기적으로 동작하는데, 프로그램 기능을 내장하여 상기 저장부(24)에 미리 저장된, 또는 사용자가 입력하여 저장한 프로그램에 따라서 정해진 시간 또는 순서에 따라 전술한 여러 제어모드들을 실행하도록 구성될 수도 있다. 이들의 상호 작용에 의해서 제어모드가 결정되면 제어신호 전송부(27)가 전기적 신호를 통해 상기 도 2 또는 도 3에 설명된 여러 구성요소들에 명령을 전달하게 된다.

각각의 제어모드(m1, m2, m3)에 관해 설명한다.

오존+스프레이 모드(m1)가 실행되면, 상기 제어부(20)는 공기 압축기(11)에서 압축된 공기가 상기 도 2의 실시예에서는 상기 제 1 선택 밸브(V1)를 거쳐서, 상기 도 3의 실시예에서는 상기 제 1 선택 밸브(V1) 및 상기 제 3 선택 밸브(V3)를 거쳐서, 상기 오존 발생기(42)에 공급되도록 한다. 동시에 상기 공기 건조기(41) 및 상기 오존 발생기(42)를 작동시킨다. 그 결과 오존 발생기(42)에서 발생한 기체상태의 오존을 포함한 압축 공기가 스프레이부(50)의 노즐을 통해 빠르게 외부로 빠져나가면서 베르누이의 원리에 의해 소독제 탱크(60)로부터 흡인된 액상 소독제와 함께 분사된다.

이때, 상기 액상 소독제는 과산화수소수(H₂O₂)를 포함하는 것일 수 있다. 오존(O₃)은 그 자체로서 뿐만 아니라 오존의 분해 과정에서 생성되는 OH^-라디칼(수산기)의 산화력에 의해 소독 및 살균 작용을 일으키는데, OH^-라디칼(수산기)은 그 산화력이 불소(F) 다음으로 강력하고, 오존과 염소 보다도 2배 가까이 강력하지만, 불소, 염소, 오존과 같이 인체에 유해하지 않아 병실이나 진료실과 같은 공간의 살균 및 소독에 매우 유용하다. 또한, OH^-라디칼(수산기)은 박테리아나 바이러스 또는 이들의 독소 등을 산화시키는 속도가 매우 빠르다. 따라서, 사람이 일상적으로 사용하는 공간을 비어있는 시간을 이용하여 빠르게 살균 소독하는 데에도 유용하다.

본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 소독 장치(100, 101, 102)는 과산화수소수를 포함한 액상 소독제를 오존과 함께 에어로졸 상태로 분사함으로써 OH^-라디칼의 발생을 촉진하여 빠르고 강력한 살균 및 소독 효과를 제공할 수 있다. 오존과 OH^-라디칼을 포함하는 살균, 소독 성분이 미세한 입자 상태로 낙하하면서 사용 공간 내의 공기와 접촉하는 면적이 매우 넓으므로 살균, 소독 효과를 더욱 높일 수 있다. 또한, 빠르고 강력한 살균 소독 효과 외에도 오존과 액상 소독제 분사 후에 실내 공기 중에 잔존하는 오존 농도를 빠르게 감소시킬 수 있다. 오존과 과산화수소수의 상호 작용에 의한 빠른 오존 농도 감소 현상은 『대한환경공학회 2004 추계학술연구발표회 논문집, 전북대학교, 2004.11.4-11.6 pp.1020-1023』에 게재된 논문인 "오존 및 오존/과산화수소 공정에 의한 Endotoxin의 비활성화" 에 의해 알려진 바 있다.

스프레이 모드(m2)가 실행되면, 상기 제어부(20)는 오존 발생기(42)의 작동을 멈춘 상태에서 압축 공기가 스프레이부(50)에 공급되도록 전술한 선택 밸브를 조절한다. 좀 더 구체적으로, 상기 도 2의 실시예에 따르면 제어부(20)는 제 1 선택 밸브(V1)에서 압축 공기가 그 제 2 출력단(V1b)으로 진행하도록 하고, 상기 공기 건조기(41) 및 상기 오존 발생기(42) 내부의 유로를 통해 압축 공기가 스프레이부(50)에 공급되도록 한다. 이때, 상기 공기 건조기(41)의 작동 여부에 대한 제한은 없다. 다만, 그 내부 구조상 미작동 시에 공기가 통과할 수 없거나 압력 강하가 크게 발생하는 경우에는 작동시키는 것이 바람직하다. 한편, 상기 도 3의 실시예에 따르면 제어부(20)는 상기 제 1 선택 밸브(V1)의 제 2 출력단(V1b)을 통과한 압축 공기가 제 3 선택 밸브(V3)의 제 2 출력단(V3b)을 통해 상기 스프레이부(50)에 곧바로 공급되도록 할 수 있다. 이 경우 압축 공기의 압력 강하를 최소화할 수 있다는 점에서 유리하다.

스프레이 모드(m2)에서는 과산화수소수 외에도 다양한 종류의 액상 소독제가 활용될 수 있다. 전술한 오존+스프레이 모드(m1)와 스프레이 모드(m2)에서 서로 다른 액상 소독제를 사용하기 위해서는 소독제 탱크(60)를 다수의 저장 공간으로 구분하고 각 제어모드에 따라 다른 저장 공간에 저장된 액상 소독제를 인입하여 분사하도록 할 수도 있다.

한편, 산소공급 모드(m3)가 실행되면, 상기 제어부(20)는 산소 발생기(30)를 작동시키면서 압축 공기를 상기 산소 발생기(30)에 공급하도록 제 1 선택 밸브(V1)를 조절한다. 세부적인 제어모드에 따라서 산소공급 경로를 다양화할 수도 있음은 전술한 바와 같다.

이상에서 설명한 제어모드들에 있어서 공기 압축기(11)와 제 1 선택 밸브(V1)는 공통적으로 활용된다. 본 발명에 따른 산소 공급 기능을 갖는 복합 공기 소독 장치는 공통의 구성요소들을 활용하여 다양한 기능들을 효율적으로 제공할 수 있도록 구성된다. 특히, 소독하고자 하는 공간에 사람이 없는 시간에는 오존과 함께 또는 단독으로 액상 소독제를 분사하여 공기를 살균 및 소독하는 기능을 수행하고, 해당 공간에 사람이 머무르는 시간에는 산소공급 기능을 수행하도록 하여 장치의 활용도를 높일 수 있다. 또한, 서로 상승 작용하는 기능들을 함께 실행하는 제어모드를 제공하고, 다양한 제어모드를 시간대별로 실행하는 프로그램 기능도 구현하여 사용자의 편의성을 높일 수 있다.

10: 몸체부
11: 공기 압축기 20: 제어부
21: 제어반 (control panel) 30: 산소 발생기
31: 제 1 산소 배출구 32: 제 2 산소 배출구
41: 공기 건조기 42: 오존 발생기
50: 스프레이부 51: 스프레이 노즐부
52: 노즐 승강부 60: 소독제 탱크

Claims

공기 압축기;
상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 산소를 발생시키는 산소 발생기;
상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 오존을 발생시키는 오존 발생기;
액상 소독제를 저장하는 소독제 탱크;
상기 오존 발생기를 통과한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제를 분사하는 스프레이부; 및,
상기 공기 압축기와 상기 산소 발생기 및 상기 오존 발생기 사이에 배치되어 압축 공기의 흐름을 선택적으로 전환하는 선택 밸브;를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 선택 밸브는,
입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된, 제 1 선택 밸브를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 산소 발생기에서 발생한 산소를 사용 공간에 직접 배출하는 제 1 산소 배출구;
상기 산소 발생기에서 발생한 산소를 연결된 개인용 산소 공급관으로 배출하는 제 2 산소 배출구; 및
상기 산소 발생기와 상기 제 1 산소 배출구 및 상기 제 2 산소 배출구 사이에 배치되어, 산소의 흐름을 선택적으로 전환하는 제 2 선택 밸브;를 더 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 선택 밸브는,
입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된, 제 1 선택 밸브; 및
입력단이 상기 제 1 선택 밸브의 제 2 출력단에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 오존 발생기 측으로 연결되고, 제 2 출력단은 상기 스프레이부에 직접 연결된, 제 3 선택 밸브;를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 액상 소독제는 과산화수소수를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
공기 압축기;
상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 산소를 발생시키는 산소 발생기;
상기 공기 압축기로부터 압축된 공기를 제공받아 오존을 발생시키는 오존 발생기;
액상 소독제를 저장하는 소독제 탱크;
상기 오존 발생기를 통과한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제를 분사하는 스프레이부;
상기 공기 압축기와 상기 산소 발생기 및 상기 오존 발생기 사이에 배치되어 압축 공기의 흐름을 선택적으로 전환하는 선택 밸브; 및
미리 설정된 다수의 제어모드 중 선택된 제어모드에 따라 적어도 상기 산소 발생기, 상기 오존 발생기, 및 상기 선택 밸브를 능동적으로 제어하는 제어부;를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 다수의 제어모드는,
상기 오존 발생기 작동 중에 압축 공기를 상기 오존 발생기에 공급하여, 상기 스프레이부에서 오존을 포함한 압축 공기와 함께 상기 액상 소독제가 분사되도록 하는, 오존+스프레이 모드;
상기 오존 발생기 미작동 중에 압축 공기를 상기 스프레이부에 공급하여, 상기 액상 소독제가 분사되도록 하는, 스프레이 모드; 및
상기 산소 발생기 작동 중에 압축 공기를 상기 산소 발생기에 공급하여, 사용 공간에 산소를 제공하는, 산소공급 모드;를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 선택 밸브는, 입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된 것이고,
상기 스프레이 모드는, 상기 오존 발생기 미작동 중에 압축 공기를 상기 오존 발생기를 통해 상기 스프레이부에 공급하여, 상기 액상 소독제가 분사되도록 하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 7 항에 있어서,
입력단이 상기 공기 압축기 측에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 산소 발생기 측에 연결되고, 제 2 출력단은 상기 오존 발생기 측에 연결된, 제 1 선택 밸브; 및
입력단이 상기 제 1 선택 밸브의 제 2 출력단에 연결되고, 제 1 출력단은 상기 오존 발생기 측으로 연결되고, 제 2 출력단은 상기 스프레이부에 직접 연결된, 제 3 선택 밸브;를 포함하고,
상기 스프레이 모드는, 압축 공기가 상기 제 1 선택 밸브의 상기 제 2 출력단 및 상기 제 3 선택 밸브의 상기 제 2 출력단을 통해 상기 스프레이부에 공급되도록 하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.
제 6 항에 있어서,
상기 액상 소독제는 과산화수소수를 포함하는,
산소 공급 기능을 갖는 공기 소독 장치.