KR20200075961A - 살균 기능이 극대화된 유전체 방전 공기 청정기 - Google Patents
살균 기능이 극대화된 유전체 방전 공기 청정기 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유전체 장벽 방전 및 표면 플라즈몬과 광촉매를 이용하여 공기의 청정뿐만 아니라 병원성 세균과 알레르기 유발균 등의 발생을 억제할 수 있는 살균 기능이 극대화된 유전체 방전 공기 청정기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 공기 청정기에 관한 것으로, 보다 구체적으로는 유전체 장벽 방전 및 표면 플라즈몬과 광촉매를 이용하여 공기의 청정뿐만 아니라 병원성 세균과 알레르기 유발균 등의 발생을 억제할 수 있는 살균 기능이 극대화된 유전체 방전 공기 청정기에 관한 것이다.
현재 개인의 건강 및 위생에 관련한 살균 및 항균기능을 갖는 다양한 제품의 중요성이 인지되고 있는 가운데, 기존의 살균 및 항균 제품은 자외선램프나 오존, 스프레이 형태의 제품을 사용하고 있으나 이는 살균 및 항균력에 있어서 지속성이 떨어지거나 인체에 위해성이 오히려 대두되고 있는 실정이다.
최근 플라즈마를 이용하는 공기 청정기의 개발이 활발한 데, 이 공기 청정기는 두 전극 사이에 유전체를 삽입하고 유전체 방전(유전체 장벽 방전이라고도 함)을 통해 플라즈마을 연속발생 시킴으로써 오염된 공기가 플라즈마를 통해 정화되게 한다.
이러한 유전체 방전은 플라즈마에 의해 발생되는 전자와 유입되는 기체의 반응에 의해 생성되는 자유라디칼 및 오존, 이온, 여기원자 등과의 반응에 의해 제거되는 원리로써 여기서 유전체의 역할은 반전전류를 차단하고, 아크로의 전이를 피할 수 있게 하여 연속 또는 펄스 모드에서 작업이 가능하게 하는 역할과 전극 표면에 무작위로 스트리머를 배분을 하는 기본적인 원리이다.
그러나 종래의 유전체 방전 공기 청정기는 오염 입자를 포집하여 제거하는 데 효과적이나 병원성 세균이나 알레르기 유발균 등을 제거하고 발생을 억제하는 데는 한계가 있다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로 본 발명의 목적은 유전체 방전을 이용하는 물리적 방법뿐만 아니라 광학적 및 화학적인 방법을 함께 이용하여 병원성 세균 및 알레르기 유발균 등을 제거하고 발생을 억제할 수 있는 공기 청정기를 제공하는 것이다.
상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 내부가 비어있고, 일측에 오염된 공기가 유입될 수 있는 공기 유입공이 형성되며, 타측에 정화된 공기가 배출될 수 있는 공기 배출공이 형성된 케이스; 상기 케이스의 내부 일측에 위치하고 공기가 지나갈 수 있는 기공이 형성된 제1 전극; 상기 케이스의 내부 타측에 위치하고 공기가 지나갈 수 있는 기공이 형성된 제2 전극; 상기 제2 전극을 향하는 상기 제1 전극의 전면에 코팅되는 제1 유전체층; 상기 제1 전극과 상기 제1 유전체층 사이에 구비되며 광이 조사될 때, 광촉매로 기능하여 오염된 공기를 살균하는 제1 살균층; 상기 제1 전극의 후방 또는 측방에 구비되며 상기 제1 살균층으로 광을 조사하는 제1 광원; 상기 제1 전극을 향하는 상기 제2 전극의 전면에 코팅되는 제2 유전체층; 상기 제2 전극과 상기 제2 유전체층 사이에 구비되며 광이 조사될 때 광촉매로 기능하여 오염된 공기를 살균하는 제2 살균층; 및 상기 제2 전극의 후방 또는 측방에 구비되며 상기 제2 살균층으로 광을 조사하는 제2 광원;을 포함하며, 상기 제1 전극 및 상기 제2 건극에 전원이 공급될 때, 유전체 장벽 방전에 의해 상기 제1 유전체층과 상기 제2 유전체층 사이에 플라즈마가 발생하고, 오염된 공기 내의 오염물질이 플라즈몬 현상에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 유전체층 또는 상기 제2 유전체층은 BaTiO3, CaTiO3 또는 SrTiO3 일 수 있다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 살균층과 상기 제2 살균층은 코어쉘 입자로 이루어지는 용액을 코팅하여 형성되고, 상기 코어쉘 입자는 자외선 영역에서 살균기능을 수행하는 코어에 가시광 영역에서 살균기능을 수행하는 쉘(이하, "제1 쉘"이라 함)이 코팅된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1 쉘의 외부에 자외선 영역에서 살균기능을 수행하는 쉘(이하, "제2 쉘"이라 함)이 더 코팅된다.
바람직한 실시예에 있어서, 상기 코어와 상기 제2 쉘은 TiO2로 이루어지고, 상기 제1 쉘은 Ag로 이루어질 수 있다.
본 발명은 다음과 같은 우수한 효과를 가진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기에 의하면, 플라즈마를 통한 물리적인 공기 청정뿐만아니라 광촉매로 기능하는 코어쉘을 이용하여 살균효과를 추가할 수 있는 장점이 있다.
또한, 본 발명의 공기 청정기에 의하면, 광촉매로 기능하는 코어 외면에 두 개의 쉘을 코팅하여 광이 조사되는 면적을 극대화하고, 높은 에너지의 자외선에 의해 촉매 활성을 나타내는 제약을 극복하기 위해 가시광 응답형 광촉매 기능을 추가하여 살균효과를 극대화할 수 있는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기를 보여주는 도면,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 2중 코어쉘을 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 2중 코어쉘을 보여주는 도면이다.
본 발명에서 사용되는 용어는 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어를 선택하였으나, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있는데 이 경우에는 단순한 용어의 명칭이 아닌 발명의 상세한 설명 부분에 기재되거나 사용된 의미를 고려하여 그 의미가 파악되어야 할 것이다.
이하, 첨부한 도면에 도시된 바람직한 실시예들을 참조하여 본 발명의 기술적 구성을 상세하게 설명한다.
그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 명세서 전체에 걸쳐 동일한 참조번호는 동일한 구성요소를 나타낸다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기를 보여주는 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기의 2중 코어쉘을 보여주는 도면이다.
도면들을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기(100)는 케이스(110), 제1 전극(120), 제2 전극(160), 제1 유전체층(140), 제1 살균층(130), 제1 광원(150), 제2 유전체층(180), 제2 살균층(170), 제2 광원(190)을 포함하여 이루어진다.
상기 케이스(110)는 내부가 비어있는 함체로써 일측에는 오염된 공기가 유일될 수 있는 공기 유입공(111)이 타공되고, 타측에는 정화된 공기가 배출되는 공기 배출공(112)이 타공된다.
또한, 상기 케이스(110)는 육면체 또는 관형 등으로 제작될 수 있으며, 공기가 흐를 수 있는 덕트 형태라면 어떠한 형태로도 제작이 가능하다.
상기 제1 전극(120)은 상기 케이스(110)의 내부 일측에 위치하고, 외부 전원(10)을 공급받을 수 있는 전극이다.
또한, 상기 제1 전극(120)은 상기 공기 유입공(111)으로 유입된 오염된 공기가 지나갈 수 있는 기공(121)이 형성된다.
상기 제2 전극(160)은 상기 케이스(110)의 내부 타측에 상기 제1 전극(120)과 이격되어 위치하고, 외부 전원(10)을 공급받을 수 있는 전극이다.
또한, 상기 제2 전극(160)과 상기 제1 전극(120) 사이 공간에서 공기의 정화가 이루어지며, 상기 제2 전극(160)에는 정화된 공기가 지나갈 수 있는 기공이 형성된다.
또한, 상기 제2 전극(160)을 통과한 정화된 공기는 상기 공기 배출공(112)으로 배출된다.
또한, 상기 제1 전극(120)의 전면(상기 제2 전극(160)을 향하는 면)은 제1 유전체층(140)이 구비되며, 상기 제1 전극(120)과 상기 제1 유전체층(140) 사이에는 제1 살균층(130)이 구비된다.
또한, 상기 제2 전극(160)의 전면(상기 제1 전극(120)을 향하는 면)에는 제2 유전체층(180)이 구비되고, 상기 제2 전극(160)과 상기 제2 유전체층(180) 사이에는 제2 살균층(170)이 구비된다.
또한, 상기 제1 전극(120)의 후방 또는 측방에는 상기 제1 살균층(130)에 광을 조사하는 제1 광원(150)이 구비되고, 상기 제2 전극(160)의 후방 또는 측방에는 상기 제2 살균층(170)에 광을 조사하는 제2 광원(190)이 구비된다.
또한, 상기 제1 광원(150)과 상기 제2 광원(190)은 가시광 광원으로 사용가능한 LED 또는 OLED 광원으로 구비된다.
또한, 상기 제1 유전체층(140)과 상기 제2 유전체층(140)은 상기 전극들(120,160)에 전원이 공급될 때 유전체 장벽 방전을 통해 플라즈마(P)를 형성하며 플라즈몬 효과에 의해 오염된 공기에 포함된 미세먼지, SOx, NOx, 중금속등이 포집되어 자유낙하하여 제거된다.
또한, 상기 제1 유전체층(140)과 상기 제2 유전체층(140)의 재료는 BaTiO3, CaTiO3 또는 SrTiO3 일 수 있다.
또한, 상기 제1 살균층(130)과 상기 제2 살균층(170)은 광이 조사되면 광촉매로 기능하여 오염된 공기 내의 병원성 세균 및 알레르기 유발균을 살균한다.
또한, 상기 제1 살균층(130)과 상기 제2 살균층(170)은 코어쉘 입자로 이루어지는 용액을 전극면에 코팅하여 형성되며, 상기 코어쉘 입자는 도 2에 도시한 바와 같이 2중 코어쉘(131)로 이루어지는게 바람직하다.
이는 광이 조사되는 면적을 최대화하여 살균력을 극대화하기 위한 구조이며, 자외선뿐만 아니라 가시광에도 응답하여 광촉매로 기능할 수 있도록한 구조이다.
자세하게는 상기 2중 코어쉘(131)은 코어(131a), 상기 코어(131a) 외면에 코팅된 제1 쉘(131b) 및 상기 제2 쉘(131b)의 외부에 코팅된 제2 쉘(131c)을 포함하여 이루어진다.
또한, 상기 코어(131a)와 상기 제2 쉘(131b)은 TiO2로 이루어지고, 상기 제1 쉘(131b)은 Ag로 이루어진다.
또한, 상기 코어(131a)와 상기 제2 쉘(131b)은 각각 자외선 영역에서 살균기능을 수행하고, 상기 제1 쉘(131b)은 가시광 영역에서 살균기능을 수행한다.
즉, 상기 2중 코어쉘(131)은 플라즈모닉 기술을 통해 일련의 산화제(reactive oxidant species)를 발생시키고 각종 균을 제거하는 방식이며, 이산화티탄늄(TiO2)의 광촉매가 높은 에너지의 자외선에 의해 촉매 활성을 나타내는 제약을 극복하기 위해 은(Ag)를 통해 가시광 응답형 광촉매 기능을 갖도록 함으로써 살균력을 극대화할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이 본 발명은 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변경과 수정이 가능할 것이다.
100:공기 청정기 110:케이스
120:제1 전극 130:제1 살균층
140:제1 유전체층 150:제1 광원
160:제2 전극 170:제2 살균층
180:제2 유전체층 190:제2 광원
120:제1 전극 130:제1 살균층
140:제1 유전체층 150:제1 광원
160:제2 전극 170:제2 살균층
180:제2 유전체층 190:제2 광원
Claims (5)
- 내부가 비어있고, 일측에 오염된 공기가 유입될 수 있는 공기 유입공이 형성되며, 타측에 정화된 공기가 배출될 수 있는 공기 배출공이 형성된 케이스;
상기 케이스의 내부 일측에 위치하고 공기가 지나갈 수 있는 기공이 형성된 제1 전극;
상기 케이스의 내부 타측에 위치하고 공기가 지나갈 수 있는 기공이 형성된 제2 전극;
상기 제2 전극을 향하는 상기 제1 전극의 전면에 코팅되는 제1 유전체층;
상기 제1 전극과 상기 제1 유전체층 사이에 구비되며 광이 조사될 때, 광촉매로 기능하여 오염된 공기를 살균하는 제1 살균층;
상기 제1 전극의 후방 또는 측방에 구비되며 상기 제1 살균층으로 광을 조사하는 제1 광원;
상기 제1 전극을 향하는 상기 제2 전극의 전면에 코팅되는 제2 유전체층;
상기 제2 전극과 상기 제2 유전체층 사이에 구비되며 광이 조사될 때 광촉매로 기능하여 오염된 공기를 살균하는 제2 살균층; 및
상기 제2 전극의 후방 또는 측방에 구비되며 상기 제2 살균층으로 광을 조사하는 제2 광원;을 포함하며,
상기 제1 전극 및 상기 제2 건극에 전원이 공급될 때, 유전체 장벽 방전에 의해 상기 제1 유전체층과 상기 제2 유전체층 사이에 플라즈마가 발생하고, 오염된 공기 내의 오염물질이 플라즈몬 현상에 의해 제거되는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
- 제 1 항에 있어서,
상기 제1 유전체층 또는 상기 제2 유전체층은 BaTiO3, CaTiO3 또는 SrTiO3인 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
- 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 제1 살균층과 상기 제2 살균층은 코어쉘 입자로 이루어지는 용액을 코팅하여 형성되고,
상기 코어쉘 입자는 자외선 영역에서 살균기능을 수행하는 코어에 가시광 영역에서 살균기능을 수행하는 쉘(이하, "제1 쉘"이라 함)이 코팅된 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
- 제 3 항에 있어서,
상기 제1 쉘의 외부에 자외선 영역에서 살균기능을 수행하는 쉘(이하, "제2 쉘"이라 함)이 더 코팅되는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
- 제 4 항에 있어서,
상기 코어와 상기 제2 쉘은 TiO2로 이루어지고, 상기 제1 쉘은 Ag로 이루어지는 것을 특징으로 하는 공기 청정기.
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102367929B1 (ko) * | 2021-06-24 | 2022-02-28 | 여형구 | 공기 살균장치의 플라즈마 살균모듈 |
| WO2024181776A1 (ko) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 삼성전자 주식회사 | 에어 필터 및 이를 포함하는 정화 장치 |
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2018
- 2018-12-18 KR KR1020180163909A patent/KR20200075961A/ko not_active IP Right Cessation
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| WO2024181776A1 (ko) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 삼성전자 주식회사 | 에어 필터 및 이를 포함하는 정화 장치 |
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