KR20190002295U - 공기청정기능을 갖춘 정사각형 무소음 실내용 엘이디조명 등기구 - Google Patents

Abstract

(1) 기술 분야
본 고안은 LED조명에 있어서 불을 밝히면서 부가적으로 공기를 정화시키는 기능을 하게 하는 LED조명장치이다. 이를 위해 LED조명기구 내부 또는 외부에 고압이온발생장치 모듈을 장착시켜 LED조명의 전원을 공급하면 LED조명에서 원하는 광원을 제공하고 부가적으로 고압이온발생장치 모듈에서 양(+)전극과 음(-)전극의 방전으로 프리라디칼( Free Radical; O2-, OH-, HOO-)을 형성시켜 공기 중의 오염물질을 제거시키게 하는 기능을 수행하게 하는 “공기청정기능을 갖춘 LED조명 등기구”에 관한 고안이다.
(2)해결하려는 과제
LED조명기구에 있어서 조명의 본래 기능을 수행하면서 부가적으로 전자제품 등에서 쏟아지는 많은 양이온을 중화시키고, 실내공기 속의 바이러스, 박테리아 등 오염물질을 소멸시키며, 건축물 내외장재로부터 분출하는 휘발성 유기화합물인 암모니아, 포름알데히드, 톨루엔, 벤젠 등을 제거시켜 LED조명의 기능을 수행하면서 자연스럽게 실내공기를 깨끗하게 정화시키고자 한다.
(3)과제의 해결수단
공기청정 LED조명등기구(110)는 LED패키지(221)를 PCB판(222)에 장착시켜 LED모듈 기판(220)을 만든 후 조명등기구 몸체(112)에 고정시킨 후 전원(225)을 인가하면 LED안정기(230)를 통해 LED모듈(220)에 일정한 전류를 제공함으로서 LED조명등(110)이 완성된다. 공기청정기능을 갖추기 위해 LED조명등(110)에 공기청정 기능을 갖춘 고압이온발생장치 모듈(310)을 장착시켜 별도의 정전압 안정기(230)를 통해 약12V 낮은 전압과 50mA 낮은 전류를 제공하면 고압이온발생장치모듈(310)의 터미널(313)의 양(+) 전극(311)과 음(-)전극(312)에서는 약 ±5.0 KV 고압 방전이 발생시켜 공기 중의 물 분자(H2O)를 활성수소(H)과 산소이온(O2-)으로 분해되고, 이는 공기 중에서 프리라디칼(O2-, OH-, OOH-)을 형성시켜 공기 중의 바이러스, 박테리아 등 오염물질을 만나게 되면 빠른 시간 내에 수소이온(H+)을 빼앗아 물(H2O)로 환원되며, 수소이온(H+)을 빼앗긴 세포는 DNA 손상 등으로 제 기능을 못하게 되며, 또한 휘발성 유기화합물인 암모니아(NH3), 포름알데히드(HCHO), 톨루엔(C7H8), 벤젠 (C6H6) 등을 만나게 되면 같은 원리로 오염물질을 제거시켜 실내 공기를 깨끗하게 정화시킨다. 이렇게 정화된 공기는 음이온 방출구(114)를 통해 자연 대류현상으로 실내에 순환되며, 별도의 송풍장치가 필요 없이 자연스럽게 실내공기를 정화시킬 수 있다. 물론 보다 빠른 공기정화 효과를 얻기 위해서라면 별도의 송풍장치를 내장시킬 수도 있지만 소음이 존재하는 단점도 있다.

Description

공기청정기능을 갖춘 엘이디조명 등기구{LED lighting fixture with air cleaning function}

본 고안은 LED조명에 있어서 불을 밝히면서 부가적으로 공기를 정화시키는 기능을 하게 하는 LED조명장치이다. 이를 위해 LED조명기구 내부 또는 외부에 고압이온발생장치 모듈을 장착시켜 LED조명의 전원을 공급하면 LED조명에서 원하는 광원을 제공하고 부가적으로 고압이온발생장치 모듈에 에너지를 제공하면 고압이온발생장치 Battery 터미널의 양(+)전극과 음(-)전극의 방전으로 프리라디칼( Free Radical; O2-, OH-, HOO-)을 형성시켜 공기 중의 오염물질을 제거시키게 하는 기능을 수행하게 하는 “공기청정기능을 갖춘 LED조명 등기구”에 관한 고안이다.

LED조명등기구(110)는 LED소자를 LED칩패키지(221)로 만들어 PCB판(222)에 장착시켜 LED모듈 기판(220)을 만든 후 LED조명등기구 몸체부문(112)에 고정시켜 완성시킨다. 빛을 밝히려면 LED조명등기구(110)에 교류(AC) 전원(212)을 인가시키면 LED용 안정기(230)을 통해 LED모듈(220)에 전류를 공급하면 LED조명등기구(110)에서는 빛이 켜진다. LED조명등기구 몸체(112) 내부 또는 외부에 공기청정 기능을 갖춘 고압이온발생장치 모듈(310)을 장착시켜 LED정전압 안정기(320)를 통해 고압이온발생장치 모듈(310)에 30mA 이하 낮은 전류를 공급하여도 고압이온발생장치 Battery 터미널(313)의 양(+) 전극(311)과 음(-) 전극(312)에서는 고압 방전을 일으켜 공기 중의 물 분자(H2O)를 활성수소(H)와 음이온(O2-)으로 분해시켜 반응성이 높은 프리라디칼( Free Radical; O2-, OH-, HOO-)을 형성시킴으로서 공기 중의 오염물질을 제거시킨다. 이렇게 오염물질이 제거된 공기는 등기구 외부의 음이온 방출구(114)를 통해 순환되며 실내의 공기의 질을 보다 향상시킨다. 본 고안은 LED조명등기구에 조명의 기능에 부가적으로 공기청정기능을 부가시켜 LED조명등기구에서는 빛을 밝히면서 고압이온발생장치 모듈(310)에서 프리라디칼( Free Radical; O2-, OH-, HOO-)을 형성시킴으로서 공기 중의 오염물질을 제거시켜 실내공기의 질을 깨끗하게 정화시키게 하는 결합기술에 대한 고안이다.

LED조명기구에 있어서 LED조명의 본래 기능을 수행하면서 부가적으로 전자제품 등에서 쏟아지는 다수의 양이온을 중화시키고, 실내공기 속의 바이러스, 박테리아 등 오염물질을 소멸시키며, 건축물 내외장재로부터 분출하는 휘발성 유기화합물인 암모니아, 포름알데히드, 톨루엔, 벤젠 등을 제거시킴으로서 실내공기 질을 깨끗하게 하고자 함이다.

공기청정 LED조명등기구(110)는 LED패키지(221)를 PCB판(222)에 장착시켜 LED모듈 기판(220)을 만든 후 조명등기구 몸체(112)에 고정시킨 후 전원(225)을 인가하면 LED안정기(230)를 통해 LED모듈(220)에 일정한 전류를 제공함으로서 LED조명등(110)이 완성된다. 공기청정기능을 갖추기 위해 LED조명등(110)에 공기청정 기능을 갖춘 고압이온발생장치 모듈(310)을 장착시켜 별도의 정전압 안정기(230)를 통해 약12V 낮은 전압과 50mA 낮은 전류를 제공하면 고압이온발생장치모듈(310)의 터미널(313)의 양(+) 전극(311)과 음(-)전극(312)에서는 약 ±5.0 KV 고압 방전이 발생시켜 공기 중의 물 분자(H2O)를 활성수소(H)과 산소이온(O2-)으로 분해되고, 이는 공기 중에서 프리라디칼(O2-, OH-, OOH-)을 형성시켜 공기 중의 바이러스, 박테리아 등 오염물질을 만나게 되면 빠른 시간 내에 수소이온(H+)을 빼앗아 물(H2O)로 환원되며, 수소이온(H+)을 빼앗긴 세포는 DNA 손상 등으로 제 기능을 못하게 되며, 또한 휘발성 유기화합물인 암모니아(NH3), 포름알데히드(HCHO), 톨루엔(C7H8), 벤젠 (C6H6) 등을 만나게 되면 같은 원리로 오염물질을 제거시켜 실내 공기를 깨끗하게 정화시킨다. 이렇게 정화된 공기는 음이온 방출구(114)를 통해 자연 대류현상으로 실내에 순환되며, 별도의 송풍장치가 필요 없이 자연스럽게 실내공기를 정화시킬 수 있다. 물론 보다 빠른 공기정화 효과를 얻기 위해서라면 별도의 송풍장치를 내장시킬 수도 있지만 소음이 존재하는 단점도 있다.

본 고안의 효과는 아래의 (실시 예) 표에서 확인할 수 있다. 공기청정기능을 갖춘 고압이온발생장치 모듈(310)에 12V 정전압 안정기(320)를 통해 약30mA 에너지를 제공하여 항바이러스, 항균, 휘발성유기화합물 제거시험을 하였다. 항바이러스 시험으로 조류독감 바이러스(H5N9) 등 다수의 수소이온(H+)을 함유한 바이러스의 소멸시험에서는 에너지를 제공한 후 10분 경과되니 99.9% 제거되었고, 독감 바이러스(H1N1) 등 수소이온(H+)이 1개 존재하는 바이러스 제거에는 약10분 경과시점에 45% 정도만 제거되는 등 보다 많은 시간이 소요됨을 확인 할 수 있었고, 시험시간 30분 정도 지나서야 99% 제거됨을 확인할 수 있었다. 이는 세포 속에 수소이온(H+)이 많이 존재하는 바이러스는 쉽게 프리라디칼(Free Radical; O2-, OH-, HOO-)의 공격에 소멸됨을 확인할 수 있었다. 항균시험으로 대장균, 녹농균, 황색포도상균 등을 시험한 결과 240분 시간이 경과되자 99% 소멸되었다. 또한 휘발성 유기화합물인 암모니아(NH3), 포름알데히드(HCHO), 톨루엔(C7H8), 벤젠 (C6H6) 등 제거시험을 한 결과 240분 시간이 경과되자 100% 제거됨으로서 확인할 수 있었다. 이는 LED조명등기구(110)에서 LED조명기능에 부가적으로 고압이온발생장치용 정전압 안정기(320)를 통해 고압이온발생장치모듈(310)에 에너지를 제공해서 고압이온발생장치모듈의 터미널(313)의 작동으로 양(+)전극(311)과 음(-)전극(312)에서 약 ±5.0 KV 고압 방전이 발생되도록 하여 공기 중에서 프리라디칼(O2-, OH-, OOH-)을 형성시켜 오염된 공기를 정화시킴으로서 해결하고자 하는 과제를 완성시킬 수 있었다.

(실시 예)

항목	오염원	시험시간	제거율(%)	비고
항 바이러스	독감균(H1N1)	10분	45%
		30분	99.2%
	고병원성 조류독감 (H5N1)	10분	99.9%
	조류독감 (H5N9)	10분	99.9%
	코로나 바이러스 (SARS, MEARS)	10분	99.9%
항 균	대장균, 녹농균, 황색포도상균	60분	91.5%
		240분	99.8%
휘발성 유기화합물(VOC)제거시험	암모니아(NH3), 포름알데히드(HCHO),톨루엔(C7H8),벤젠(C6H6)	60분	90.3%
		240분	100%

110: 전체모형, 111: 등기구 커버(확산판), 112: 등기구 몸체(고정 틀)
113: LED등기구 내부(도2), 114: 음이온방출구

211: LED모듈 전원공급단자, 212: 전원공급 단자, 220: LED 모듈기판,
221: LED 칩 패키지, 222: PCB판, 230: LED용 안정기,
310: 고압 이온발생장치 모듈 320: 고압 이온발생장치용 안정기

311: 양(+)전극, 312: 음(-)전극, 313: Battery 터미널

LED조명등기구(110)는 LED칩을 LED패키지(221)로 만들어 LED PCB판(222)에 결합시킨 LED모듈 기판(220)을 조명기구 몸체(112)에 고정시키고 등기구 커버(확산판)(111)를 씌워 LED조명등을 완성시킨다. LED조명기구에 100~220V AC전압을 인가시키면 LED용 안정기(230)를 통해 LED모듈기판(220)에 정전류(에너지)를 제공하면서 원하는 빛을 제공하게 된다. “공기청정기능을 갖춘 LED조명 등기구”를 만들기 위해 LED조명기구(110) 내부 또는 외부에 고압이온발생장치 모듈(310)을 장착시키고 LED조명 안정기(333)로부터 전압을 받거나 아니면 교류전압(AC)의 전원으로 부터 AC전압을 받아 약12V 고압이온발생장치안정기(320)를 통해 직류전압(DC)으로 바꿔 약30mA 낮은 에너지(전류)를 제공하여도 고압이온발생장치 모듈(310)의 터미널(313)의 양(+)전극(311)과 음(-)전극(312)에서는 약 ±5 KV 고출력전압을 발생되게 하여 공기 중의 물(H2O) 분자를 활성수소(H)와 산소이온(O2-)으로 분해시켜 공기 중에서 프리라디칼(O2-, OH-, OOH-)을 형성시켜 바이러스, 박테리아, 휘발성 유기화합물 등으로부터 수소이온(H+)을 빼앗아 물(H2O)로 환원되며, 수소이온(H+)을 빼앗긴 바이러스, 세균 등은 DNA 손상으로 소멸되고, 휘발성 유기화합물은 분해됨으로서 공기를 정화시킨다.

우리는 대부분 실내 생활을 LED조명과 함께 보내고 있으며, 오늘날 공기의 질은 갈수록 악화되고 있고, 우리는 건강을 지키기 위해 많은 비용을 지불하면서 공기 질을 높이려 노력 한다. 본 고안은 우리 일상생활과 밀접한 LED조명기구에 공기청정 기능을 갖춘 고압이온발생장치 모듈을 장착시켜 조명의 기능을 수행하면서 부가적으로 공기청정 기능을 수행하게 함으로서 산업상이용가능성은 매우 높다고 판단된다.

(도1) 공기청정 LED조명등(전체 모형도)
110: 전체모형, 111: 등기구 커버(확산판), 112: 등기구 몸체(고정 틀) 113: LED등기구 내부(도2),
114: 음이온방출구
(도2) 공기청정 LED조명등 내부(부품 배치도)
211: LED모듈 전원공급단자, 212: 전원공급 단자, 220: LED 모듈기판, 221: LED 칩 패키지, 222: PCB판, 230: LED용 안정기, 310: 고압 이온발생장치 모듈 320: 고압 이온발생장치용 안정기
(도3) LED 조명 등기구 내부 회로구성
(도4) 고압 이온발생장치 모듈 모형도(310)
311: 양(+)전극, 312: 음(-)전극, 313: Battery 터미널

Claims (1)

1. LED조명등기구 내부에 고압방전이온발생장치 모듈을 장착시켜 조명의 본래기능을 하면서 부가적으로 공기청정기능을 하는 LED조명등기구
   
   
   

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