KR20210114574A

KR20210114574A - 바이러스 제어를 위한 슬라이딩 디퓨져 송풍장치 및 인공지능을 구비한 공기청정기

Info

Publication number: KR20210114574A
Application number: KR1020200029406A
Authority: KR
Inventors: 이세라
Original assignee: 이세라
Priority date: 2020-03-10
Filing date: 2020-03-10
Publication date: 2021-09-24
Also published as: KR20230104545A

Abstract

본 출원발명은 극초미세먼지 내지 나노입자의 바이러스(0.1에서 0.01마이크론, 평균 20-200 나노미터)(에이트킨 핵, Aitken nuclei)의 바이오 에어로졸(Biaerosol)의 수증기 분무 원거리 확산기류와 콜로이드(colloid)의 전기력를 제어하기 위하여 슬라이딩 디퓨저 송풍장치를 구비한다. 즉, 비말감염과 공기감염을 차단한다.
사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 실내외공기질정보(IAQ,QAI)와 개인의 생체정보 (biometrics information)를 클러스터(Cluster)방식의 빅데이터 (Big-data)(NPU, Neural Processing Unit,신경망처리장 식)로 분석한 AI 슈퍼 컴퓨터는 환경정보지도, 필터선정(포집,촉매,분해) 및 관리, 맞춤의료정보 등 IPv6 개인식별 코드(ID)(80)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 차세대 바이오헬스 인공지능 공기청정기이며,
1급 발암물질의 극초미세먼지 내지 바이러스는 인체의 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화하는 '자기수치화 서비스' 통하여 실내에서의 건축자재증후군(SBS) 가스, 생물성 가스 등 실내공기질(IAQ)의 혼합(Mixing)과 확산(Diffusion)의 공기역학(aerodynamics)기술과 필터링(Filtring)(포집,촉매,분해)기술을 기초로 한다.
[색인어]
바이러스,극초미세먼지,나노,바이오에어로졸,콜로이드,공기청정기,환기유니트,㎍/m³(Microgram per Cubic Meter ),PM10, PM2.5, PM0.1

Description

바이러스 제어를 위한 슬라이딩 디퓨저 송풍장치 및 인공지능을 구비한 공기청정기{Sliding Diffuser blowing apparatus for control of Virus and Air cleaner with AI System}

본 출원발명은 극초미세먼지 내지 나노입자의 바이러스(0.1에서 0.01마이크론, 평균 20-200 나노미터)(에이트킨 핵, Aitken nuclei)의 바이오 에어로졸(Biaerosol)의 수증기 분무 원거리 확산기류와 콜로이드(colloid)의 전기력를 제어하기 위하여 슬라이딩 디퓨저 송풍장치를 구비한다. 즉, 비말감염과 공기감염을 차단한다.

사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 실내외공기질정보(IAQ,QAI)와 개인의 생체정보 (biometrics information)를 클러스터(Cluster)방식의 빅데이터 (Big-data)(NPU, Neural Processing Unit,신경망처리장식)로 분석한 AI 슈퍼 컴퓨터는 환경정보지도, 필터선정(포집,촉매,분해) 및 관리, 맞춤의료정보 등 IPv6 개인식별 코드(ID)(80)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 차세대 바이오헬스 인공지능 공기청정기이며,

1급 발암물질의 극초미세먼지 내지 바이러스는 인체의 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화하는 '자기수치화 서비스' 통하여 실내에서의 건축자재증후군(SBS) 가스, 생물성 가스 등 실내공기질(IAQ)의 혼합(Mixing)과 확산(Diffusion)의 공기역학(aerodynamics)기술과 필터링(Filtring)(포집,촉매,분해)기술을 기초로 한다.

5G(5세대 이동통신, 향후10G)를 기반으로, 사람을 포함하여 각종 사물속에 전자칩과 센서와 통신기능을 내장시켜 브레인넷(Brain-net) 또는 양자통신을 포함한 인터넷(Inter-net)에 연결하는 사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술과 각 특정지역의 실내외공기질정보(09)와 개인의 생체정보(85)를 '자기수치화 서비스'에 의하여 클러스터(Cluster) 방식으로 빅테이터(Big-Data)를 분석한 알고리즘(Algorithm)기술의 AI 슈퍼컴퓨터(14)는 분석된 대기오염정보와 실내공기질정보 및 의료정보를 웨어러블(Wearable) 모바일(Mobile)(13)로 실시간 모니터링 할 수 있으며, 제 1공기청정기와 제 2공기청정기를 원격제어 관리하는 것이다.(도 1, 4 각 참조)

더욱 상세하게는 대기중의 1차 미세먼지와 2차 초미세먼지 및 실내에서 발생되는 초미세먼지를 포함하여 중량대비 3%정도이나 숫자로는 98.5%의 비율을 차지하고 있는 극초미세먼지를 제거하는 실내공기질(IAQ)의 공기역학(aerodynamics)기술과 필터링(Filtring)기술로 구성된 시스템공기청정기이다.(도 10 참조)

또한, 초미세먼지는 1급 발암물질로서 인체에 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화하는 즉, '유전자 메틸화'를 발생한다.

'자기수치화 서비스'의 개인 생체정보 빅데이터를 클러스터(Cluster)방식의 AI 슈퍼컴퓨터(14)가 분석한 후, 의료정보 결과를 개인 웨어러블 모바일(13)의 개인식별코드(ID)(80)로 실시간 모니터링 할 수 있는 '의료정보 제공시스템'이 포함 되어 있는 인공지능 시스템공기청정기이다

바이러스는 유전정보를 담고있는 핵산과 단백질 껍질로 이루어진 단순한 구조이다. 세균보다 훨씬 작고 세포로 이루어져 있지 않다. 다른 생물의 세포를 통해서만 이루어져 있다. 가능한 자기 복제는 생명력을 통해서만 유일한 복제를 한다.

세포체를 가진 생명체는 바이러스의 숙주, 그러나 숙주의 밖에 있을 때는 바이러스는 무생물. 숙주의 몸을 벗어나는 바이러스는 죽는다. 숙주는 죽으면 바이러스는 죽는다.

바이러스의 크기의 나노는,

Nano는 10^-9에 해당하는 SI 접두어. 기호는 n. nm(나노미터:1nm=10^-9m), ns(나노초:1ns=10^-9s) 등으로 사용한다. 전에는 μ(미크론, 마이크로미터:1μ=10^-6),m(밀리:1m=10^-3)를 합쳐mμ(밀리미크론)으로서 10^-9m를 표현했으나, 현재는 1nm로 대체되었다. 그러므로 나노미터는 종래의 밀리미크론과 같은 값이다.

일자형 나노미립자는 인체에서 배출되지 않는다.

미세먼지에 대하여 정부주관으로 2019.04.01에 '미세먼지 해결 범국가기구' 설립추진단이 결성되었으며, 과기부와 교육부의 '학교 고농도 미세먼지 대책'이 개발사업(2019.01.12.)으로 책정하는 등 국가적, 사회적, 지역적으로 국민의 건강을 지키기 위하여 반드시 해결하여야 할 과제가 되었습니다..

인테리젠트 빌딩은 공기조화시설이 갖추어져 있으나, 일반 아파트, 개인주택, 초등, 중고등학교에서는 환기시설과 공기청정시설이 전무한 상태로서, 미세먼지인 입자상 물질과 초미세먼지인 가스상 물질인 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 아황산가스, 암모니아 등 화학반응 가스의 제거가 불가능한 상태인 것이다.

더욱이 교실들은 환기시설이 없기에 밀폐된 상태에서 일반 공기청정기로 가동하는 것은 인체에서 발생하는 이산화탄소와 산소 부족으로 오히려 건강이 위험하다 할 것이다.

또한, 기존의 환기장비는 초미세먼지를 제거하는 필터링(Filtring)이 부족하기에 도리어 실외의 초미세먼지를 실내로 끌어드리는 현상이 발생되고 있다.

초미세먼지는 밀폐공간에서 약19시간, 극초미세는 약79일의 낙하속도이며, 특히 극초미세먼지 이하는 '브라운'운동에 의하여 바닥에 낙하하지 않으며 전기장 및 콜로이드 현상으로 실내 기류를 타지 않고 확산, 실내 상부에 정체 및 전기제품에 부착하게 되어 있다.(도 11 참조)

그러므로, 바닥 상치형으로 1-2M 범위내에서 공기를 흡배기하는 기존의 공기청정기로는 기류를 편승하지 않은 가스상물질을 포함한 초미세먼지 내지 극초미세먼지 제거에는 한계가 있다 할 것이다.

향후, 장기간 대기질이 극도로 오염이 될 경우 미세먼지로 인한 인간수명에 영향이 있다 할 것이다. 예로서, 영국 런던 스모그때는 4일동안 약4,000명이 사망하였고, 전세계적으로 초미세먼지로 인하여 매년 약 490만명 정도가 조기사망을 한다고 한다.

초미세먼지는 기관지에서 걸러지지 않고 폐에 침투하여 혈관 속을 흐르기에 뇌졸중, 심혈관 ,폐암, 간, 유전자 변이 등 질병의 원인이 되기도 하지만, 또한 1급 발암물질(예;black carbon)로서 인체에 숨어있는 '질병유전자'를 활성화 한다.

즉, 변화되는 유전자를 '유전자 메틸화'라 한다.

혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이 분석기술로 사전에 질병유전자를 미리 찾아내어 맞춤치료를 할 수 있다.

기존의 공기청정기는 가스상 물질를 제거한다는 근거 자료가 어렵다 할 것이다.

포집필터는 원자력용 및 반도체용으로 HEPA (0.3 마이크론 99.97%), ULPA(0.17마이크론99.999%)를 기존 사용하였으나, 향후에는 실내공기질과 사람의 건강이 직결되기에 저정압, 고먼지보유용량인 VHEL(0.1마이크론 99.99995%) 필터로 진보 할 것이다.(도 9)

AI 슈퍼컴퓨터(14)는 환경기술, 정보기술, 나노기술, 바이오기술, 특히, 생체정보를 포함한 의료임상정보을 빅데이터로 분석, 융합기술화 함으로서, 개인당사자가 동의하는 범위내에서 전문의료진에게 제공하여 최신의 의료기술에 대하여 모든 사람들이 건강의 혜택을 받아야 할 것이라 본다.

대기중 1차 입자상 미세먼지와 2차 발암물질인 화학적가스의 미세먼지 및 실내에서 발생하는 생물성연소가스 흄, 냄새, 오존, 라돈, 휘발성유기화합물,이산화탄소,방사성가스,포름알데히드,건축자재 발생가스 등을 제거를 위한 기술이다.

또한, 극초미세먼지는 기류를 타지 않고 공간전하로 정체하고 있는 것을 순환기류에 편승하게 하는 기술이다.

즉, 중량대비 3%정도이나 숫자로는 98.5%의 비율을 차지하고 있는 극초미세먼지를 포함한 실내공기질(IAQ)의 공기역학기술과 필터링기술로 구성된 시스템공기청정기이다.(도 1 참조)

1. 공기역학기술에서 대기중 입자(먼지)의 특성에 대하여 살펴보면,

1). 대기중의 입자 중량,수량비율 (Weight per centage & Per centage by particle count)에 대하여,(도 10 참조)

시험샘플 46"L X 6"W X 12"D=2 ft3 (85 lbs x 0.45=38.25kg)일 경우 극초미세먼지는 2 ft3당 평균 대기공기중에 약2,000만개가 있다.(1m3 = 35.314667 ft3) 20,000,000 / 2 x 35.314667= 353,146,670개/m3 먼지 중량은 38.25kg / 2 x 35.314667 = 675.393006kg/m3

공기중 입자의 98.5%(1,950만개/2 ft3 x35.314667 = 344,318,003개/m3)가 1마이크론(Microns) 보다 작은 크기이며, 1급 발암물질이로서 우리가 호흡하는 폐를 관통하는 대부분의 입자의 범위에 있으며, 우리의 체내에 잔류하기 쉬운 것들이다.

수량비율이 높으면 중량비율은 낮아진다. 즉, 공기중 먼지입자 총중량의 3%이다.

초미세먼지는 공기중에 항상 부유하고 있으며, 1마이크론 이하의 극초미세먼지는 대기중에 98.5%를 구성하고 있으며, 실질적으로 중력에 의하여 가라앉은 일은 없다.

이러한 극초미세먼지는 실내공간에 항상 존재하는 전력장이나 입자의 정전기 대전 등에 우선적으로 좌우된다. 즉, 공간전하라 한다.(도 11 참조)

2). 대기중의 입자 침강속도에 대하여

바닥 2.5m 높이에서 볼링공이나 골프공을 공기유동이 없는 방에서 떨어뜨리면 같은 시간에 바닥에 떨어진다.

그러나 1마이크론 보다 적은 입자는 질량의 차이로 같은 시간에 낙하를 하지 않는다.

바닥 위 2.5m에서 낙하하는 100마이크론 입자(사람머리카락 크기)는 8.1초후에, 1 마이크론 입자는 약19시간이 소요되며, 0.1 마이크론 입자는 약79일이나 소요된다.

예를들면, 담배연기는 평균 0.5 마이크론 입자라고 할 때 약 20일이나 소요된다는 것이다. 이 것은 공기유동이 없는 조건일 때이다.

과연 무엇이 이 미립자를 공기 중에 떠있게 할까?

이러한 미립자의 거동은 전력장(공간전하)과 브라운운동의 영향을 크게 받기 때문이다.(도 11 참조)

그러므로, 냄새분자는 기류가 없을시에는 확산운동을 한다.(예; 좁은 공간에서의 방귀 냄새)

3). 바이오 에어로졸(Bio aerosol)에 대하여,

바이러스는 0.1 에서 0.01마이크론(평균 20-200나노미터)의 크기이다.(도 9 참조)

무생물이기에 독립적으로 공기 중에 생존(무생물)할 수가 없다. 즉, 공기중에서 전파는 되지 않는다.

허나, 마이크론 입자에 부착이 되어 기침,폐렴의 호흡시의 배출시에는 에어로졸로 상태로서 공기중에서 오염을 할 수 있다.

또한, 나노입자에 부착시에는 콜로이드 상태로서 전기장으로 인하여 먼거리까지 공기 중에서 오염을 할 수 있다.

참조로, 기침을 할 때 침방울은 초속 10미터 속도로 날아간다.

재채기를 할 때에는 초속 50미터 속도다. 배출양도 무시할 수 없다. 환자의 덩치나 기침횟수, 콧물의 양의 차이가 있지만 재채기의 경우 한번 할 때마다 100만개 정도 침방울이 튀어 나온다. 전문의들은 호흡기관에서 증식한 바이러스는 기침이나 재채기를 통해 나와 전파된다고 말한다(비말). 바이러스에 감염된 환자들의 침방울에는 바이러스가 많아 환기가 되지 않은 공간에서 이들과 함께 장기간 머물면 같은 공간에서 숨을 쉬는 것만으로도 감염될 가능성이 높다.

진정한 에어로졸입자의 입자의 지름은 수 나노(nm)에서 약 1㎛이다

지름이 0.1㎛ 이하가 되면 이를 에이트킨 핵(Aitken nuclei)이라고 부른다.

액체나 고체의 입자가 주로 공기와 같은 기체 내에 미세한 형태로 균일하게 분포되어 있는 상태이다.

에어로졸 입자는 강우현상에서 응축핵이나 응결핵의 구실을 하여 기상현상에서 중요한 역할을 한다. 또한 화학반응에 참여하고 대기의 전기적인 현상에 영향을 끼친다. 이를 에어로졸(aerosol)의 특성이라 한다.

4). 콜로이드(colloid)에 대하여,

실내에는 여러 종류의 전력기구들이 있다. 즉, 조명기구,벽속의 콘센트,컴퓨터,사람까지도 공간에 활성적인 영향력을 줄 수 있는 에너지를 발산하는 것이다.

자연적으로는 전력선, 우주선도 있다. 이러한 전력장을 공간전하(SPACE CHARGE)라 한다.(도면 11 참조)

실내 여러군데에서 서로 교차되고 있는 전기장 분포선은 거미줄과 같은 형태를 하고 있는데 이 전기장 에너지는 미세먼지의 이동을 통제하고 있다.

미세먼지가 이 전장선의 영향을 받으면서 이동한다면 거주공간내의 오염먼지가 사람 몸에 부착하거나 모든 표면에 포집될 수 있음을 알 수 있다.

즉, 이 공간전하의 힘이 미세먼지를 사람과 가구 등의 표면으로 이동시키는 것이다.

우리들은 담배연기가 가득차 있는 장소에 가끔 가 보았을 것이다.

그때 공기 유동을 느끼며 담배연기와 냄새로 눈이 따가와지고 담배안개 속에 있는 것 같은 느낌을 받을 것이다. 이 연기는 서로 마찰하여 정전기를 띄게되며 실내의 정전기 전력장를 형성하여 공간전하를 구성하게 된다.

1 마이크론 이하의 먼지는 중력에 의해서는 가라 앉지 않고 공간에 존재하는 전력장이나 입자의 정전기 대전에 우선적으로 좌우된다. 즉, 공간전하의 전력선을 따라 이동한다.

3- 10 마이크론의 큰 먼지는 정전기와 공간전하의 영향을 별로 받지 않고 기류에 따라 이동한다.

바이러스는 0.1 에서 0.01마이크론의 크기(평균 20-200나노미터 입자)로서 독립적으로는 공기 중에서 생존(무생물)할 수는 없기에 공기 전파는 되지 않는다. 허나, 큰 분진이나 마이크론 입자나 나노입자에 흡착할 수 있으며, 또한 수증기 분모에 흡착하면 원거리로 이동할 수가 있다.

즉, 실내의 기류에 영향을 받지 않고도 확산 또는 전력선을 따라 이동할 수가 있다.

입자의 사이즈가 '나노'가 되면 비중과 관계 없이 자체가 전기를 띄면서 전기의 힘으로 지구의 대기기류에 편승하여 멀리까지 날아가게 된다

이를 콜로이드(colloid)라 한다.

상기와 같이 대기중 먼지의 특성에 대하여 파악한 바,

1-2M 내의 흡배기하는 시중의 공기청정기로는 미세먼지,초미세먼지, 특히 극초미세먼지와 이와 공존하는 화학반응의 가스상 물질을 제거하는 것에는 한계가 있다 할 것이다.

본 출원발명은 미세먼지,초미세먼지,극초미세먼지,가스상 물질들을 콘트롤하여 제거하는 실내공기질(IAQ)의 공기역학기술과 필터링기술로 구성된 시스템공기청정기이다.

2. 초미세먼지에 의해 인체의 유전자 변이가 발생하는 것에 대하여,

초미세먼지는 기관지에서 걸러지지 않고 폐에 침투하여 혈관 속을 흐르기에 뇌졸증, 심혈관 ,폐질환, 유전자 변이 등 질병의 원인이 되기도 하지만, 또한, 1급 발암물질 (예;black carbon)로서 인체에 숨어있는 '질병유전자'를 활성화 한다.

즉, 변화된 유전자를 '유전자 메틸화'라 한다.

혈액 및 세포 단백질에서 염색체 변이분석기술로 사전에 질병유전자를 미리 찾아내어 맞춤치료를 할 수 있다.

1)유전자 조정기술(GAT, Genetic Adjust Technology)에 대하여

DNA가 유전물질이라는 사실은 거의 정설이다.

인간의 표준형 유전자지도(Genetic, geneme map)(일명 유전자 빅테이터)는 많은 메스컴을 통하여 알려졌듯이 99% 완성이 되었다.

요사이 친자, 형제의 증빙을 위한 유전자 검사를 널리 이용하고 있듯이, 각 개인의 유전자지도를 제작할 수 있는 것도 향후에는 수 십분안에 저렴한 경비로 할 수 있을 것이다.

향후에는 모든 사람의 유전자 DNA-Code를 원격의료로서 종합병원 및 정부에서 보관할 것으로 예상된다(현재 실행국; 영국,미국,중국 등)

유전자 DNA-Code는 수백에서 수천개의 단위로 염기(Base)가 모여 만든 유전자의 숫자와 위치를 나타낸 것으로써, 인간에게만 있는 고유의 염기 300만개 염색체의 분류조합인 120-136 유전자 코드(DNA Code)를 말하며, 인간의 유전자 질환이나 변이된 유전자를 조기에 검진하여 유전자를 조정하여 우수한 두뇌, 완벽한 육체, 150년의 수명, 질병에 강한 인간 (Post-human)을 만들기 위한 것이다.

모든 사람은 유전자 코드가 99.9% 동일하다.

30억개의 염기가운데 0.1% 인 300만개의 염기가 사람마다 다르다. 바로 이것이 눈과 피부, 인종, 생김새, 질병의 감수성, 세포현상의 차이를 만들어 낸다.

즉, 염기 300만개 염색체의 분류 조합인 120-136 유전자 코드(DNA Code)중 유전질환, 변이된 세포현상을 찾아내어 특정염기를 바꾸는 프로그램을 작성하면 되는 것이다. 즉, 유전자 조정 프로그램이다.

상기와 같이, 유전자 정보를 분석하고 유전자 배열(Sequencing)을 해서 염기서열을 모두 알아내는 정보(한 사람당 1 테라바이트 용량)가 유전자지도(인간게놈지도)인 것이다.

유전자지도에는 어떤 염색체의 어느 위치에 어떤 유전자가 있는지를 표시하는 것이다. 즉, DNA 염기서열 고유번호가 지정되어 있다.

예를 들면, 머리털이나 눈, 피부의 색 등을 결정하는 유전자 A, B, C가 몇 번 염색체의 어느 위치에 있는가를 알 수 있다.

즉, DNA 염기서열 결정(sequencing)을 통해 DNA 염기서열을 모두 읽을 수 있다.

좋은 지도를 갖고 있으면 목적지에 쉽게 도달할 수 있듯이, 유전자지도가 완벽할수록 유전적 질환이나 유전자 변이로 나타나는 다양한 질환들을 정확하게 찾아내어 고칠 수 있다.

그러므로, 앞으로는 청진기 및 CT, MRI로 병을 진단하는 진료방법 외에 컴퓨터를 이용한 통계 프로그램으로 병이 진단되며 치료법이 제시될 것이다.

즉, 의사 외에 생물정보를 담당하는 통계학자의 역할이 매우 커지게 된다.

개별화된 맞춤형 의료, 그 대안이 유전자지도인 것이다.

유전자지도는 암·치매·당뇨병·후천성면역결핍증(에이즈) 등과 같은 난치병이나 불치병을 치료할 수 있는 계기를 마련하였다. 유전자지도를 바탕으로 질병에 결정적인 영향을 미치는 유전자를 밝혀내고 그 유전자를 교체하거나 기능을 할 수 없도록 예방할 수도 있으며, 개인의 유전자 특성에 따라 약물이나 치료법을 달리하는 맞춤식 치료도 개발될 수 있다.

지금까지 밝혀진 질병 유발 유전자수는 286개에 불과하다.

누구나 유전자 돌연변이를 가지고 있으며 염기서열 한 두개가 바뀌는 것은 매우 흔한 일이다. 이렇게 염기서열이 바뀌고 유전자가 정상이 아니면 그 것이 특정병이나 암과의 관계가 된다.

예로서, 대표적인 암인 유방암(HER2), 폐암(EGFR), 대장암(K-ras),악성흑생종(BRAF)의 유전자가 확인 되었다. 확실한 답을 줄 수 있는 질병의 유전자는 계속 밝혀지고 있다.

상기와 같이 밝혀진 질병 유전자 치료를 하기 위해서 현재까지 밝혀진 유전자 제어 기술은 다음과 같은 3가지 방법들이 있으며 향후에는 더 많은 방법들이 제시될 것이라 예상 된다.

A; 표적 유전자를 절단하는 방식이 있다.

유전병 치료나 멸종 동물 복원방식인 '유전자 가위'인 크리스퍼(CRISPR)가 있다.

인간 세포 내에서 질병 유전자만 크리스퍼를 이용해 정확하게 잘라낼 수 있다.

크리스퍼는 세균의 면역체계에서 비롯된 학술 용어다. 세균은 천적 바이러스의 침입을 받으면, 바이러스 DNA를 잘게 자른 다음 그 조각을 자신의 유전체에 삽입해 둔다. 이를 크리스퍼라고 한다.

이 방식은 실험실에서 적용되고 있기에 아직 완성이 되지 않은 단계라 할 것이다.

B; 표적 유전자에 효소를 이용하는 방식이 있다.

질병 유전자를 재조합하고 암세포에 치료유전자(효소)를 넣어 치료하는 방식이다.

이 방식은 웨어러블 모바일(13)에 나노프로그램모듈(81)에 치료유전자(효소)를 삽입하는 화학적기술이 부가되기에 본 출원발명에 적용하기에는 한계가 있다 할 것이다.

C; 특정 유전자 1-2개만을 조합의 변화를 주는 방식이 있다.

질병 유전자를 세포에서 활성화된 유전자를 조합을 달리하여 각 세포에 특징적인 변화를 주는 후성유학(Epigenomics)방식이다.

즉, 각 유전자가 유전자 지도에서 'DNA 염기서열 고유번호'로 설정되어 있기에 선별하여 염기를 바꾸는 것이다.

이 방식은 유전자지도에서 유전질환, 질병 유전자 중에서 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 방식으로서 전기적방식으로서의 유전자 조정 프로그램이다.

즉, 본 출원발명의 유전자 조정 기술이다.(GAT, Genetic Adjust Technology)

개인의 유전적 질환과 변이된 유전자가 있을 경우 손목 위에 탈부착하는 팔치형태의 웨어러블 모바일(13)에 구성된 나노바이오센서(NBS)(85)의 감지에 의하여 개인의 생체정보가 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신을 하게되면, 기 입력된 유전자 조정 프로그램에 의하여 유전자 정보를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(14)가 분석의료정보를 개인 웨어러블 모바일(13)에 송신하며, 수신을 받은 웨어러블 모바일(13)의 나노프로그램모듈(81)이 무선통신으로 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(87)에게 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 명령을 실행하는 전기신호가 전달된다.

웨어러블 모바일(13)은 와이파이 통신방식으로서, 와이파이 주파수(AC)를 모바일 웨어러블에 장착된 정류기가 포함된 안테나(82)를 통하여 충전기(DC)(83)에 전원을 공급한다,

상기 전기력을 공급전원으로 하여 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(87)을 작동하여 세포변이가 된 혈관내의 암세포, 콜레스테톨, 이물질 등을 분쇄, 중화하여 체외로 배출할 수 있다.

2) 의료정보제공 시스템의 구성에 대하여,

또한, 본 출원발명은 AI 슈퍼컴퓨터(MSC)(14)의 상기 '유전자 조정 프로그램'을 포함하여,

사용자의 생체정보(85)인 온도,혈압,혈액농도,혈당치수,산소수치,심박,유전자단백질 외에 바이러스 등의 칩입으로 단백질 변화에 의한 세포현상치수의 생체정보를 감지하여, 인터넷(와이파이 또는 라이파이)통신체계로 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신하여 생체정보 분석결과를 웨어러블 모바일(13)에 보내어 사용자가 실시간 모니터링 할 수 있으며,

AI 슈퍼컴퓨터(14)는 생체정보 분석결과인 의료(medical treatment)정보를 개인 당사가가 동의하는 한에서 인터넷 통신체계로 각 국가 정보기관 및 기업, 특히 종합병원이 보유한 의료임상 정보와 협약에 의한 상호 공유할 수 있으며, 더 나아가 전 지구적인 고객에게 데이터 베이스 정보를 제공하여 미래를 예측하는 의료기술에 대하여 모든 사람이 혜택을 받을 수 있는 '의료 정보제공 시스템'이 구성되어 있다.

실내환기를 위한 대기중 1차 입자상 미세먼지와 2차 초미세먼지를 포집하는 MEDIM(1마이크론 90% 이상)필터(20)를 포함한 일방향 양입형 환기유니트(08)를 구성하는 단계,

제 1공기청정기에 있어서,

인체에서 발생하는 이산화탄소 배출과 적정한 실내 산소농도를 위한 판형 열교환기 유니트(06)를 구성하는 단계,

인입자 신체의 미세먼지를 에어로 클리닝하는 본체의 송풍기에 연결되는 에어크린부스(07)를 구성하는 단계,

무발산 무발암성의 합성섬유(Synthetic fiber) 또는 유리섬유(Glass fiber) 재질로서 1마이크론 90% 이상, 여재면적 10.91m²/56CMM 이상의 고성능필터와 실내의 생물성 연소가스,냄새,오존,라돈,휘발성유기화합물,이산화탄소, 방사성가스, 포름알데히드,건축자재 가스, 냄새 등 제거를 위한 촉매제를 함침한 활성 알루미나 및 촉매제를 함침한 활성탄의 필터유니트(02)를 구성하는 단계,

냉온방 코일과 가습기능(05)을 더 포함하는 단계,

극초미세먼지를 고주파로 정전화하여 입자크기를 확대하여 기류에 상승하게 하는 고주파장치(03)를 더 포함하는 단계,

제 2공기청정기에 있어서,

실내 전기장과 바이오에어로졸(Bio aerosol) 및 콜로이드(colloid) 확산을 줄이기 위하여 본체 상단부에 천정면의 90도 방향으로 에어를 배출하는 모터와 직결된 시로코팬 또는 에어서큘레이터를 구성하고,

실내에서 발생되는 생활오염을 제거하는 VHEL필터와 촉매제가 함침된 활성알루미나와 촉매제가 함침된 활성탄필터가 구비된 필터유니트를 구성하는 단계,

상기 제 2공기청정기를 휴게실(15) 및 화재,화생방 등 유사시에 사용시 실내밀폐로 인한 산소농도를 유지하기 위한 산소는 발생하고 이산화탄소는 제거하는 고체산소와 산소공급장치가 구성하는 단계,

모니터링 수동제어반 및 웨어러블 모바일의 원격제어와 개인의 생체정보를 AI 슈퍼컴퓨터(14)로 송신하고 분석된 의료정보를 수신하는 클러스터방식의 프로그램을 구성하는 단계,(도 4 참조)

손목 위에 부착하는 팔치형태의 개인 웨어러블 모바일(13)에서 생체정보를 감지하는 나노바이오센서(NBS)(85)와 와이파이 주파수(AC)를 정류기가 포함된 안테나(82)를 통하여 전원을 공급받는 충전기(DC)(83)를 포함하며,

상기 정류된 전원(DC)을 공급전원으로 혈관으로 이동하여 세포변이가 된 혈관내의 암세포, 콜레스테톨, 이물질 등을 분쇄, 중화하여 체외로 배출할 수 있는 나노바이오로봇(NBR)(87)이 구성되는 단계,(도 8 참조)

특정지역의 실내외공기질정보(09)와 개인의 생체정보(85)를 '자기수치화 서비스'에 의하여 클러스터(Cluster) 방식으로 빅테이터(Big-Data)를 분석한 알고리즘(Algorithm)기술의 AI 슈퍼컴퓨터(14)는 분석된 대기오염정보와 실내공기질정보 및 의료정보를 웨어러블(Wearable) 모바일(Mobile)(13)(도 4 참조)로 실시간 파악하고 제 1공기청정기와 제 2공기청정기 시스템을 원격제어 하는 단계,

본 출원발명은, 미세먼지인 입자상 물질과 초미세먼지인 가스상 물질인 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 아황산가스,암모니아 등 화학반응 가스의 제거와 실내서 발생하는 생물성연소가스 흄, 냄새,이산화탄소, 라돈, 휘발성 유기화합물, 건축자재증후군 등 극초미세먼지를 제거할 수 있다.

즉, 실내공기질(IAQ)의 공기역학기술과 필터링기술로 구성된 시스템공기청정기이다.

또한, 초미세먼지 이하는 1급 발암물질로서 인체에 숨어있는 '질병유전자'를 활성화하여 유전자를 변화시킨다. 즉, '유전자 메틸화'라 한다.

AI 슈퍼컴퓨터(14)는 실내공기질 및 생체정보를 포함한 의료임상정보을 빅데이터로 공유하여 분석 융합기술화 함으로서 세계 최고의 의료기술에 대하여 모든 사람들이 건강상의 혜택을 받을 수 있다 할 것이다.

도 1은 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치 및 인공지능이 구비된 공기청정기의 FLOW SHEET
도 2는 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치가 구비된 외관을 보여주는 정면도
도 3은 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치의 슬라이딩 디퓨져의 돌출된 단면도 및 공기청정기 상부 장착된 외형도
도 4은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능이 구비된 공기청정기 LOGIC DIAGRAM
도 5는 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 판형 열교환기
도 6는 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 필터유니트
도 7은 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 에어크린부스
도 8은 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 웨어러블 모바일
도 9은 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 부유입자별 분포도
도10은 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 부유입자별 중량 및 수량비율 분포도
도11은 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 실내공간의 미립자에 영향을 주는 전력장(공간전하)
도12는 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 케미칼,활성탄 충진 Try
도13은 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 판형 열교환기 풍량조절기
도14는 출원발명의 실시예에 따른 공기청정기의 포집필터의 포집구조
도15는 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치가 구비된 구성을 보여주는 사시도
도16은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능이 구비된 공기청정기의 실내에서의 공기 흐름도
도17은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능이 구비된 공기청정기의 실내에서의 입자의 침강속도

출원발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치 및 인공지능이 구비된 공기청정기의 FLOW SHEET

대기중의 1차 미세먼지와 2차 초미세먼지 및 실내에서 발생되는 초미세먼지를 포함하여 중량대비 3%정도이나 숫자로는 98.5%의 비율을 차지하고 있는 극초미세먼지를 제거하는 실내공기질(IAQ)의 공기역학기술과 필터링기술로 구성된 시스템 개념을 도시한 것이다.

본 출원발명의 먼지제거율의 기본개념은 아래의 식을 만족하는 것을 특징으로 한다.

실내 오염물질(먼지) 농도(㎍/m³)

C = ( P x Pf x Oa + Qns) x Co + M / (1-P x r) x (Ra + Qnr)

Oa ; 도입외기량 0.3

As ; 급기량 (약7회/h) 1.0

Ra ; 환기량 (순환풍량)(m³/h) 0.7

Qns ; 자연급기량(m³/h) (infiltration)

Qnr ; 자연배기량(m³/h) (exfiltration)

r ; 재순환율 0.725

Co ; 외기 오염물질 농도(㎍/m³)(100㎍/m³)

Qe ; 배기량 0.3

Cs ; 급기 오염물질 농도 (㎍/m³)

C ; 실내 오염물질 농도 (㎍/m³)(130-150 ㎍/m³)

M ; 실내 오염물질 발생량 (㎍/h)(10,000 ㎍/h,인)

P ; 주필터(F1)의 오염물질 통과율( 1- η)

Pf ; 초급필터(F3)의 오염물질 통과율( 1- η)

V ; 실용적(m³)

제진효율 η = 1 - P

환기회수 ; 6-7회/h

실내먼지농도기준 ; 25 ㎍/m³이하. PM2.5

1인공기소요량; 59cfm = 1.6697cmm

양입형환기기(08)를 구성한다.

양입형환기기(08)는 필터링(20)을 거친 후 실내에 외부의 공기를 인입하여 환기만을 위하여 사용하지만, 주방의 배기환기로 독립적으로도 사용한다.

주방의 조리시에는 생물성연소가스인 미스트 등 다양한 가스로 인하여 실내 미세먼지 내지 극초미세먼지가 급속히 증가한다.

예로서, 일반 공기청기를 가동하고 주방에서 조리할 때, 일반조리 5배, 생선구이 땐 13배 상승한다.

실내 미세먼지 농도는 m³당 40㎍에서 5배가 넘는 217㎍으로 치솟았다

미세먼지는 환기 직후 69㎍였는데, 2시간20분 가동 후에는 17㎍으로 감소했다

같은 시간에 VOC는 347㎍에서 451㎍으로 증가했고, CO₂ 는 528ppm에서 942ppm으로 증가했다.

상기와 같이 실내 공기청정기는 미세먼지 줄이는 데만 일부 효과가 있었다.

그러므로, 주방조리시에는 반드시 양입형환기기(08) 또는 독립적으로 배기환기를 구성하여야 할 것이다.

또한, 양입형환기기는 제 2공기청정기(18)에 연결하여 환기흡입용으로도 사용할 수 있다.

실내공기 일정량의 환기를 위한 본체에 연결 또는 내장되는 풍량조절기가 연결된 판형 열교환기(Plate Heat exchanger)(06);

인입자 신체의 미세먼지를 에어로 클리닝하는 본체의 송풍기에 연결되는 싸이크론(72)방식의 에어크린부스(Air Clean Booth)(07);

실내로 공기를 공급하고 순환시키는 인버터 겸용 모타 직결형 양날개 송풍기(04)는 시로코 팬 (sirocco fan)으로 구성한다.

필터유니트(02)는,

유니트당 28 내지 56m³/min, 2.54m/sec 또는 그 이상의 정격풍량을 포함한다.

1차필터는 10마이크로 이상의 먼지를 제거하여 2,3차의 필터의 수명을 연장하여 보호하고자 전처리 필터의 역할을 한다.

2차필터는 1마이크로 이상 미세먼지를 제거하여 환기필터(17)의 수명을 연장하여 보호한다.

100% 무발산 무발암성의 합성섬유(Synthetic fiber), 초급필터(Pre filter)(AFI Test 10마이크론 80% 이상)

100% 무발산 무발암성의 합성섬유(Synthetic fiber) 또는 유리섬유(Glass fiber)의 중성능필터(Medium)(NBS Test 1마이크론 90% 이상),

여재면적은 10.91m²/56CMM 이상.

먼지포집용량은 400-1000g/56CMM이다. 필터의 수명은,

식 내용연수(HR) = 집진용량(g) / 풍량(CMH) X 분진농도(㎍/m³) X 10-³ X 포집효율(%)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

제올라이트합성 또는 활성알루미나(Actived Alumina, Al2O3)에 과망간산칼륨(Potassium Permanganate, KMnO4 )을 첨착(화학반응)시킨 케미칼메디아(MEDIA,3-4mm 정형, 0.8g/cc의 비중)와 알데히드 외에 홉칼라이트 (Cu-Mn), 동,아연,은,크롬,코발트,망간,바다디움,몰리브덴 중 하나 이상의 화합물을 첨착(촉매)한 정형의 활성탄을 합침압착한 표면풍속 0.25m/sec이하, 두께 20mm이상의 사각트레이(Try)(121)의 몰딩형 또는 충진형 구조로서 기공면적 1000-1500m²/g, 흡착량은 식 Q=CVT을 만족하여야 한다.

(Q=흡착제 g당 가스흡착량, C=흡착농도, V=기체속도, T=흡착시간)

흡착은 물리적 흡착(정전기적 인력)과 화학적 흡착(화학반응)으로서 환경에 따라 상기 케미칼메디아와 활성탄은 별도의 트레이(Try)(121)를 사용하여 각각 사용 할 수 있다.

냉난방을 위한 냉난방코일(05)과 가습기를 더 포함하고,

냉난방코일은 히트펌프 또는 냉온수방식의 코일으로서 온도설정,운전상태, 수동제어, 원격제어를 모니터링 수동제어반(11)에 포함하는 것을 특징으로 한다.

가습기는 기화식,수기화식 등을 사용한다.

상기 히트펌프란 GHP (Gas Engine Heat Pump) 또는 EHP (Electric Heat Pump)의 냉난방 방식이라 할 것이다.

고주파장치(HF, High Frequency)(03)를 더 포함하고,

High Frequency Active Auroral Research Program (HAARP)의 원리이다.

모든 입자는 정전기를 띠고 있어 공간전하의 형성 요소가 되고 있다.

1마이크론 이하의 먼지(전 먼지의 98%를 구성함)는 주로 실내에서 형성되고 있는 전기적 힘에 의하여 콘트롤 되고 있다. 이 전기적인 힘의 전장은 보이지 않는 거미줄과 같은 선들로 형성되어 있다.

지구의 자연 형성적인 전장 외에도 전기기구, 벽속의 전선, 조명기구, 사무기기 컴퓨터 등에 의하여 전장이 거미줄 같이 형성된다.

1마이크론 이하 입자는 이 전기적 힘의 선을 따라 이동하고 모든 물체의 표면에 부착되며 사람표면에도 마찬가지다.

이러한 이유 때문에 담배연기는 사람 몸이나 옷에 붙어 냄새가 남는 것이다.

이 전장의 힘은 1 마이크론 이하의 분진에게 큰 인력으로 작용하기 때문에 실내기류의 영향은 거의 받지 않는다.

그러므로 본 출원발명의 고주파장치는, 실내 전기장과 에어로졸(aerosol) 및 콜로이드(colloid) 확산을 줄이기 위한 메인필터를 통과한 초미세먼지를 DC1,000V와 AC150KHZ의 2단계 방식(복합전장)을 사용하거나 또는 150KHZ 내지 500KHZ(1초 동안 150,000회 내지 500,000회 파장) 또는 그 이상의 고주파(HF)의 일단계방식을 사용하여 초미세먼지 이하의 입자를 정전화하고 서로 충돌시키고 서로 엉켜 큰 입자로 확대(응집)하여 먼지가 15-100미크론으로 되면 기류에 상승하게 하는 것이다.

바이러스 환자 격리 및 화생방 비상룸(HR,EM)(15)은 유사시에서 사용할 수 있다.

도 2는 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치가 구비된 외관을 보여주는 정면도

팬챔버, 상기 팬챔버에 수용되어 공기의 유동압력을 제공하는 팬 및 상기 팬의 상측에 결합되어 상기 팬을 통과한 공기 유동을 가이드하는 슬라이딩 디퓨저 장치(22)가 포함되는 송풍장치에 있어서,

상기 슬라이딩 디퓨저 장치(22)에는,

챔버외부벽;

상기 챔버외부벽의 내측에 위치되는 챔버내부벽; 및

상방을 향하여 라운딩지게 형성되며, 상기 챔버내부벽의 외주면로부터 상기 챔버외주벽의 내주면으로부터 연장되는 다수의 슬라이딩 디퓨저가 포함되며,

상기 슬라이딩 디퓨저의 축방향 길이(L)는 슬라이딩 디퓨저 장치의 외경으로부터 2m로 이내로 하는 송풍장치

상기 슬라이딩 디퓨저의 개수(EA)는, 축방향 길이(L)를 포함하여

식, EA = 송풍기풍량(CMH) / L x m² (CMH)을 만족하는 자연수인 것을 특징으로 하는 송풍장치

흡입부를 가지는 케이스;

상기 흡입부를 통해 흡입된 공기를 필터링하는 사각형 또는 원통형 형상을 가지는 것을 특징하는 필터유니트; 및

상기 필터유니트의 후단부에 배치되어 상기 필터유니트를 통과한 공기를 팬의 상측에 결합되어 공기를 유동시키는 송풍장치

바이러스는 유전정보를 담고 있는 핵산과 단백질 껍질로 이루어진 단순한 구조이다.

세균보다 훨씬 작고 세포로 이루어져 있지 않다. 다른 생물의 세포를 통해서만 이루어져 있다. 가능한 자기복제는 생명력을 통해서만 유일한 복제를 한다.

VHEL(Very high efficiency laser test)필터는 유리섬유(Glassfiber) 또는 나노섬유(Nanofiber)의 실리콘 또는 리본 세퍼레이터(Ribbons Separator) 구조 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)소재의 멤브레인(Membrane)구조로서, 0.1마이크로 99.99995% 이상 효율, 여재면적 22m²/56CMM 이상의 극초고성능필터(63).

먼지포집용량은 400-1000g/56CMM이다. 필터의 수명은,

식 내용연수(HR) = 집진용량(g) / 풍량(CMH) X 분진농도(㎍/m³) X 10³ X 포집효율(%)을 만족하는 것을 특징으로 한다.

흡착량은 식 Q=CVT을 기준한다.(Q=흡착제 g당 가스흡착량, C=흡착농도, V=기체속도, T=흡착시간)

케미칼과 활성탄의 촉매 및 혼합비율(20-80%)은 산성기체, 알카리성기체, 황계통가스,오존, 라돈,방사성가스 등 주요 제거 가스종류에 따라 혼합비율을 달리할 수 있다.

그 외,토출가이드와 필터유니트의 장착공간을 형성하는 필터후레임,필터유니트를 지지하는 장치,지지하는 장치의 하면을 지지하며, 회전에 의하여 상기 지지장치를 상하로 이동하는 레버장치가 더 포함되는 공기청정기.

도 3은 출원발명의 실시예에 따른 송풍장치의 슬라이딩 디퓨져의 돌출된 단면도 및 공기청정기 상부 장착된 외형도

상기 슬라이딩 디퓨저(22)는,

공기가 유입되는 내부챔버 상단부를 형성하는 콘넥터 엣지;

공기가 배출되는 외부챔버 상단부에 형성하는 슬라이딩 엣지; 및

상기 슬라이딩 디퓨저의 일면에 돌출되어 상기 콘넥터 엣지로부터 상기 슬라이딩 엣지를 향하여 연장되는 돌출부가 포함되는 송풍장치

상기 돌출부는 슬라이딩 디퓨저형상을 가지는 것을 특징으로 하는 송풍장치

상기 돌출부 360도 방향의 다수의 슬라이딩 디퓨저는 특정공간 방향만을 목적으로 사용시에는 돌출되는 콘넥터 엣지 및 슬라이딩 엣지를 더 추가하여 사용하여 할 수 있다

상기 슬라이딩 디퓨저(22)는,

고정핀(32)을 이용하여 주름진 커텐(29)이 구비되며, 음압챔버로 사용시에는 일방향 음압밸브(28)와 무전원정전비닐(26)을 장착하여 공기를 차단하여 챔버내부의 산소농도를 유지하기 위한 고체산소를 구성한다.

이때, 공기청정기(25) 위치는 비닐카텐 외부에 사용할 수도 있다.

고체산소의 성분은 초과산화칼륨(KO2) 등, 산소발생량 4700ml/고체산소60g, 이산화탄소 제거량 15000ml/고체산소60g.

MO2 + CO2 = MCO3 + O2

산성가스제거

MO2 + SOX = MSOX + O2

MO2 + NOX = MNOX + O2

산소발생기는 분당 9Leter이상, 순도99% 이상, 토출압력 7Psig이상이다.

UV램프(ultraviolet rays lamp)

램프의 재질은 고순도석영관(SIO2, 99.99% 이상)으로서, 살균 253.7 nm의 출력은 자외선 파장 중 가장 짧은 파장을 갖는다 하여 Short Wave라 부르고 각종 미생물을 죽이는 효과가 있어서 Germicidal Range라(UV-C)라 통칭하며, 오존(O3)을 발생시키는 184.9 nm의 자외선도 발생하여 강력한 탈취효과 및 자외선이 못미치는 비조산면도 살균 가능하기에 Ozone Forming Range라 부른다.

260 nm 자외선이 DNA가 가장 잘 흡수하는 파장이다. 즉, 숙주를 파괴함으로 바이러스를 소멸하는 것이다.(100-200 nm 표준바이러스인 MS2를 공기중에 흘러보낸 뒤 0.026초 이후 제거, 오존은 0.06PPm 이하(1PPm은 공기 1kg에서 1mg 비율))

도 4은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능이 구비된 공기청정기 LOGIC DIAGRAM

사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 실내외공기질정보(IAQ,QAI)와 개인의 생체정보 (biometrics information)를 클러스터(Cluster)방식의 빅데이터 (Big-data)(NPU, Neural Processing Unit,신경망처리장 식)로 분석한 AI 슈퍼 컴퓨터는 환경정보지도, 필터선정(포집,촉매,분해) 및 관리, 맞춤의료정보 등 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 차세대 바이오헬스 인공지능 공기청정기이며,

1급 발암물질의 극초미세먼지 내지 바이러스는 인체의 영향을 주어 '질병유전자'를 활성화하는 '자기수치화 서비스' 통하여 실내에서의 건축자재증후군(SBS) 가스, 생물성 가스 등 실내공기질(IAQ)의 혼합(Mixing)과 확산(Diffusion)의 공기역학(aerodynamics )기술과 필터링(Filtring)(포집,촉매,분해)기술을 기초로 한다.

구성 및 동작을 살펴보면,

모니터링 수동제어반(11) 내부 또는 연결되는 실내 인사이드공기와 아웃사이드공기를 별도 통과시켜 측정하는 실내공기질 센서들(09)이 설치된다.

실내공기질 센서의 종류에는 PM10,PM2.5,온도,습도,산소농도,이산화탄소,이산화질소,아황산가스,이산화질소,오존,라돈,포르알데히드,냄새,방사능 외이다.

이 센서의 수치들은 실내에서 수동제어을 포함하여 모니터링(11)되며 모바일 앱(모바일 응용 소프트웨어(mobile app)과 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신하여 실내 공기질지도가 작성되어 웨어러블 모바일(13)을 통하여 실시간으로 모니터링 할 수 있다.

AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신하는 클러스터(Cluster)방식은 대량의 빅데이터를 분석함으로써 특정지역의 환경오염정보와 실내공기질 정보를 알 수 있다.

상기 실내공기질 정보를 기준하여 웨어러블 모바일(13)로 제 1공기청정기를 원격제어를 할 수있다.

생체정보 센서(85)는,

온도,혈압,혈액농도,혈당치수,산소수치,심박,유전자단백질 외이다.

이 생체정보는 웨어러블 모바일(13)(도 8)의 하나이상의 센서들(85)이 감지한다.

각 개인의 생체정보를 '자기수치화 서비스'의 클러스터방식으로 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신하여 빅데이터로서 분석하고 분석결과인 의료정보를 웨어러블 모바일(13)을 통하여 실시간으로 모니터링 할 수 있으며, 이 정보를 기준으로 제 2공기청정기를 모니터링 수동제어반(57)을 통하여 인터넷으로 원격제어 할 수 있다.

개인의 유전적 질환과 변이된 유전자가 있을 경우 웨어러블 모바일(13)에 구성된 나노바이오센서(NBS)(85)의 감지에 의하여 개인의 생체정보가 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신을 하게되면, 기 입력된 유전자 조정 프로그램에 의하여 유전자 정보를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(14)가 분석의료정보를 개인 웨어러블 모바일(13)에 송신하며, 수신을 받은 웨어러블 모바일(13)의 나노프로그램모듈(81)과 원격제어모듈(84)이 무선통신으로 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(87)에게 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 명령을 실행하는 전기신호가 전달된다.

AI 슈퍼컴퓨터(14)는 생체분석정보인 의료정보를 개인 당사자가 동의하는 한에서 클러스터방식의 각 국가 정보기관 및 기업 특히, 종합병원이 보유한 의료임상정보와 협약에 의한 상호 공유할 수 있으며, 더 나아가 전 지구적인 고객에게 빅데이터의 데이터 베이스 정보를 제공하여 미래를 예측하는 의료기술에 대하여 모든 사람이 혜택을 받을 수 있는 의료정보 제공 시스템이 구성되어 있다.

상기 '자기수치화 서비스'란,

이 기술은 사물인터넷 환경에서 다양한 회사가 개발한 자기수치화 서비스로 정보교환을 지원하기 위한 기술이다. 자기수치화 서비스는 개인의 건강 정보(혈압, 혈당, 체온 등), 주변 환경 정보(날씨, 먼지농도,기온, 환경,위치 등) 등을 수치화하여 복합적으로 분석, 의미 있는 정보를 도출하는 활동이다.

도 5. 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 판형 열교환기를 도시한 것으로,

외기도입 환기를 위한 제 1 공기청정기 내부 또는 외부에 연결하여 구성한다.

이산화탄소센서와 산소농도센서 기능 삽입으로 에너지 절감의 자동환기에서는 풍량은 CO₂ 농도에 따라서 10-30% 범위내에서 사용된다.

즉, 10-30% 내의 사용공기를 배출(51)(Qe)하고, 외기공기를 공급(52)(Oa)하는 것이다.

재질은 알루미늄이나 스테인레스 스틸재질로서 판 간격유지 리브(rib)는 에어 전향장치로 설계되어 있으며 이로 인해 균일한 기류가 판을 통과하여 성능을 높힌다. 열교환기 성능은 평균 80% 이상이다.(2개 동시 사용은 95% 이상효율)

적정온도의 에너지 절약을 위하여 온도감지 기능이 있는 외기(Oa)에 담파(에어키퍼, Air keeper)(21)(도 13)를 구성하여 온도설정치를 조절하여 풍량을 조절할 수 있다.

풍량조절담파는 특수유체의 열팽창의 형상 기억합금(131)을 이용한 Warm-up(134)기능을 가지며 전기적 요소가 포함하지 않은 기능이다.

도 6. 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기를 도시한 것으로,

실내의 사용면적이 제한적이거나, 냉난방시의 정체공간(데드스페이스)이 있거나, 휴게실(15)을 화생방,화재 등 특수환경에서의 실내공기청정을 위하여 제 2공기청정기를 구성한다.

이동형 본체로서,

실내 전기장과 브라운운동으로 기류에 편승하지 않고 천정에 정체되어 있는 극초미세먼지를 기류압력으로 바닥으로 보내고자 본체 상단부에 천정 방향으로 에어를 배출(토출)하는 인버터 겸용 모터 직결형인 시로콘 팬(sirocco fan) 또는 에어 서큘레이터(Air circulator)(62)가 구성된다.

1 마이크론 이하의 입자는 중력에 의해서는 가라앉지 않고 공간에 존재하는 전력장이나 입자의 정전기 대전에 우선적으로 좌우된다. 즉, 공간전하의 전력선을 따라 이동한다.

그러므로, 실내에서 초미세먼지들은 공간전하,확산운동,브라운운동 등으로 기류의 영향을 받지 않아 천장,벽,전자제품에 정체되어 있다.

그러므로, 1-2M 내의 반경에서 흡배기하는 기존의 공기청정기로는 미세먼지,초미세먼지, 특히 극초미세먼지와 이와 공존하는 화학반응의 가스상 물질을 제거하기에는 공기기류 원리에 한계가 있다 할 것이다.

본 출원발명의 공기청정기는 천장에서 기류에 영향을 받지 않고 있는 미세먼지 내지 극초미세먼지들을 시로코 팬 또는 써큐레이터를 사용하여 천장을 향해 90도 방향으로 청정에어를 토출하여 강제적으로 기류가 실내 하단에 있는 흡기구에 빨려 들어가게 하는 것이다.

이를 공간전하의 공기역학(aerodynamics)원리라 할 것이다.

시로코 팬 또는 서큘레이터에서 토출되는 공기량은 28-56CMM 또는 그 이상이다.

또한, 일방향 양입형 환기기(8)를 연결(콘넥션)하여 기계적 환기를 추가할 수 있다.

실내공기질 센서는 PM10,PM2.5,온도,습도,산소농도,이산화탄소,이산화질소, 아황산가스, 이산화질소,오존,라돈,포르알데히드,냄새,방사능 등을 측정할 수 있으며 모니터링 수동제어반(67)에 장착하며 에어러블 모바일(13)로 실시간 모니터링 할 수 있다.

필터부를 살펴보면,

유니트당 28 내지 56m³/min,2.54m/sec 또는 그 이상의 정격풍량을 포함한다.

외기풍량; 3360CMH(56CMM), 84-210m²(28-64평),532/700W,48/49.5db

2400CMH(40CMM), 60-150m²(20-46평),380/500W,47/48.5db

1200CMH(20CMM), 30-75m²(10-23평), 205/260W,46.5/47db

510CMH(8.5CMM). 13-32m²(4-10평). 90/105W,42.5/43.5db

1인 공기소요량; 59cfm / 0.0283 = 1.6697cmm

56cmm /1.6697cmm = 33.54명(34명)

40CMM / 1.6697CMM = 23.96명(24명)

20CMM / 1.6697CMM = 11.98명(12명)

8.5CMM/ 1.6697CMM = 5.09명(5명)

2차필터는 1마이크로 이상 미세먼지를 제거하여 3차필터의 수명을 연장하여 보호한다.

100% 무발산 무발암성의 합성섬유(Synthetic fiber), 초급필터(Pre filter)(AFI Test 10마이크론 80% 이상)(66)

100% 무발산 무발암성의 합성섬유(Synthetic fiber) 또는 유리섬유(Glass fiber)의 중성능필터(Medium)(NBS Test 1마이크론 90% 이상)(64),

여재면적은 10.91m²/56CMM 이상

먼지포집용량은 400-1000g/56CMM이다. 필터의 수명은,

식 내용연수(HR) = 집진용량(g) / 풍량(CMH) X 분진농도(㎍/m³) X 10³ X 포집효율(%)을 만족하는 것을 특징으로한다.

활성알루미나(Actived Alumina, Al2O3)에 과망간산칼륨(Potassium Permanganate, KMnO4 )을 첨착(화학반응)시킨 케미칼메디아(MEDIA,3-4mm 정형, 0.8g/cc의 비중)와 삼요오드화칼륨 KI3(KI+I2)외 홉칼라이트, 동,아연,은,크롬,코발트,망간,바다디움, 몰리브덴 중 하나이상의 화합물을 첨착(촉매)시킨 활성탄(Actived carbon)을 혼합하여 표면 풍속 0.25m/sec이하, 두께20mm이상의 사각트레이(Try)(121) 또는 사각트레이를 원형으로(예;자동차 에어필터) 충진하여 사용하거나 합침압착하여 몰딩형으로 사용할 수 있다.

기타 방사능(라듐 포함)에는 산화구리(CuO), 질산은(AgNO3), 크롬(CrO3)가 첨착된 알데히드(ASC)란 첨착활성탄을 더 포함하여 첨부 사용할 수 있다.

활성탄은 코코낫열매나 자연상태의 갈탄,목탄 등을 고온스팀(약 900 -1200℃ )으로 활성화하여 활성탄 내부 기공면적을 1000-1500m²/g로 활성화 함으로써 흡착능력을 극대화한 구조이다.

기공은 1나노미터 이하의 micro pore, 25나노미터 이상의 mecro pore, 그 중간인 meso pore 기공형태로 g당 운동장 하나정도의 표면적이라 볼 수 있다.

1kg의 활성탄으로 통상 200-250g의 가스물질을 흡착하며, 활성탄 중량의 20-25%을 흡착한다.

케미칼과 활성탄의 혼합비율(20-80%)은 산성기체, 알카리성기체, 황계통가스,오존 라돈,방사성가스 등 주요 제거 가스종류에 따라 혼합비율을 달리할 수 있다.

촉매의 화학식은 아래와 같다.

일산화질소 ; NO + KMNO4 = KNO3 + MNO2

이산화질소 ; 3NO2 + 2KMNO4 + H2O = KNO3 + 2HNO3 + MNO2

이산화유황 ; 3SO2 + 2KMNO4 + 4KOH = 3K2SO4 +2MNO2

유화수소 ; 3H2S + 2KMNO4 = 3S +2MNO2 +2H2O +2KOH

메칠메카부탄 ; CH3SH +2KMNO4 = CH3SO3K +2MNO2 +KOH

유화메칠 ; 3(CH3)3S+4KMNO4+2H2O = 3(CH3)2SO2+4MNO2+4KOH

이유화메칠 ; 3(CH3)2S+10KMNO4+2H2O=6CH3SO3K+10MNO2+4KOH

메칠아민 ; (CH3)3N+2KMNO4 =(CH3)2NK+2MNO2+H2O+KOH+CO2 3CH3CHO+2KMO4+KOH = 3CH3COOK+2MNO2+2H2O

암모니아 ; 3NH3 + H3PO4 = (NH4)3PO4

화학산화반응, 화학중화반응으로 가리염,물,CO2,COH,MNO2 무해물질로 분해된다.

제 2공기청정기는 휴게실(15)을 화생방,화재 등 특수환경에서도 사용되므로, 이때 실내가 밀폐되어 있기에 사용자로부터 발생하는 이산화탄소와 냄새 및 분진을 흡착하여 정화하는 기능 외에 양압유지를 위한 역지밸브, 정전을 대비한 수동팬과 산소농도를 유지하기 위한 고체산소와 산소발생기가 구비된다.

MO2 + CO2 = MCO3 + O2

산성가스제거

MO2 + SOX = MSOX + O2

MO2 + NOX = MNOX + O2

화생방시에는 다음과 같은 기준을 충족하여야 한다.

1)화학가스; 신경가스(사린GB,VX,타분GA)

질식가스(포스겐CG, PFB)

혈액가스(시안화수소AC, 염화시안CK)

수포가스(유황계수포,질소계수포,포스겐옥심 등)

2)미생물; 탄저균,천연두,페스트,콜레라,장티푸스,발진티푸트, 이질, 유행성출혈열,황우독소 등

3)방사능; 방사성가스I2,CH4L.,낙진포함

I2 99.9%이상, CH3I 98%, 131-I2 98%이상.

VHEL(초고속능필터)(63)의 필터소재의 조건은 Nuclear Grade, 화생방용으로서 방사능(Nuclear)물질을 제거하는 기능의 첨가제를 도포할 수 있다.

실내공기질 센서는 PM10,PM2.5,온도,습도,산소농도,이산화탄소,이산화질소, 아황산가스, 이산화질소,오존,라돈,포르알데히드,냄새,방사능 등을 측정할 수 있으며 모니터링 수동제어반(57)에 장착하며,

실내공기질정보에 대한 모니터링 수동제어반(57)과 공기질정보를 실시간 확인하며 원격제어를 위하여 웨어러블 모바일(13)을 포함하는 것을 특징으로하는 것이다.

도 7은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 시스템공기청정기의 에어크린부스

인입자 신체의 미세먼지를 에어로 클리닝하는 본체의 송풍기(04)에 연결되는 싸이크론방식(72)의 에어크린부스(Air Clean Booth)(07).

본체의 송풍기(04)로부터 공급되는 풍량으로 상부 챔버(71)에서 싸이크론(72)형태로 공기의 풍속,풍압을 높힌 후에 부스 안에 공급하는 구성으로서, 다리부분에 바퀴를 달아 자유롭게 이동하여 사용할 수 있으며 또는 천정에 설치 할 수가 있다.

재질은 무정전비닐카텐 또는 단열판넬 또는 무정전아크릴판을 사용할 수 있다.

냉난방의 에너지 절약을 위하여 순환라인을 설치하여 사용 할 수 있다.(도 1 참조)

도 8. 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 원격제어 웨어러블(Wearable) 모바일 (Mobile)(13)을 도시한 것이다.

제 1공기청정기 및 제 2공기청정기의 원격제어 센싱(Sensing)기술인 웨어러블 모바일(13)에 있어서,(도 4, 8 참조)

와이파이(Wi-Fi) 또는 라이파이(Li-Fi)의 인터넷 통신방식과 브레인넷(brain-net) 또는 양자(quantum) 통신체계의 IPv6 개인식별코드(80)가 입력된 웨어러블 모바일(13)이다.

손목 위에 탈부착하는 팔치형태로서 생체정보를 감지하는 하나 이상의 나노바이오센서 (NBS)(85),

와이파이 전자파(AC)를 공급전원(DC)으로 변환하는 정류회로가 포함된 송수신 안테나(82),

일반적 전력 수준인 150마이크로와트(㎼, 100만분의 1W)의 신호를 받아 약 40㎼의 전기를 생산하는 것이다. 이 정도 양이면 간단한 모바일 기기용 디스플레이나 바이오 칩을 구동시키는데 충분하다.

실내공기질정보(09)(67)와 개인의 생체정보(85)를 자기수치화 서비스에 의하여 클러스터방식의 빅데이터를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(14)로부터 분석된 공기질정보와 의료정보를 개인식별코드(ID)(80)를 통하여 나노프로그램모듈(81)로 실시간 모니터링 할 수 있으며, 제 1공기청정기와 제 2공기청정기를 원격제어하는 원격제어모듈(84)을 포함하는 것을 특징으로한다.

개인의 유전적 질환과 변이된 유전자가 있을 경우 웨어러블 모바일(13)에 구성된 나노바이오센서(NBS)(85)의 감지에 의하여 개인의 생체정보가 AI 슈퍼컴퓨터(14)에 송신을 하게되면, 기 입력된 유전자 조정 프로그램에 의하여 유전자 정보를 분석한 AI 슈퍼컴퓨터(14)가 분석의료정보를 개인 웨어러블 모바일(13)에 송신하며, 수신을 받은 웨어러블 모바일(13)의 나노프로그램모듈(81)은 원격제어모듈(84)을 통하여 무선통신으로 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(87)에게 특정염기의 조합을 달리하여 바꾸는 명령을 실행하는 전기신호가 전달되어 세포변이가 된 혈관내의 암 세포, 콜레스테롤, 이물질을 분쇄, 중화하여 체외로 배출할 수 있는 것을 특징으로 한다.

한편으로, 생체정보의 다양성과 정확성을 위해 나노바이오센서(NBS)(85) 외에 혈관으로 이동하는 나노바이오로봇(NBR)(87)에서도 혈액샘플을 대상으로 센서의 기능을 수행하여 무선으로 웨어러블 모바일(13)의 나노프로그램모듈(81)에 제공할 수 있다.

IPv6 개인식별코드(80)은,

EROM(Electrically Read Only Memory)에 저장된 개인 식별번호 128비트이다.

한 부분(Part)당 8비트가 배정되며, 16부분(Part) 총 128비트로 구성되어 있다.

와이파이(WI-Fi) 통신체계를 사용하므로 IPv4 또는 IPv6(인터넷 주소체계)라는 인터넷 프로토콜 버전6,128비트를 사용한다.

IPv6는 350언데실리온(340에 0이 36개 붙은 단위)이 넘는 식별코드를 분류할 수 있다.

즉, 인터넷 주소체계로서 전 지구상의 인구인 약 75억명 이상의 무한대 특정의 개인별 식별코드를 분류할 수 있다.

즉, 향후 인터넷 주소체계를 사용하는 각 회사들의 정보교환을 위한 '자기수치화 서비스'의 개인식별코드로 적용 할 수 있을 것이다.

도 9. 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 부유입자별 분포도를 도시한 것이다.

미세먼지인 입자상 물질 및 초미세먼지인 담배연기,곰팡이,박테리아,바이러스,적외선,가시광선,x-선,꽃가루, 실내의 생물성 연소가스, 가스상 물질 등 생활건강에 관련한 부유입자별 분포도이다.

바이러스는 유전정보를 담고있는 핵산과 단백질 껍질로 이루어진 단순한 구조이다.

세균보다 훨씬작고 세포로 이루어져 있지 않다. 다른 생물의 세포를 통해서만 이루어져 있다. 가능한 자기복제는 생명력을 통해서만 유일한 복제를 한다.

재채기를 할 때에는 초속 50미터 속도다. 배출양도 무시할 수 없다. 환자의 덩치나 기침횟수, 콧물의 양의 차이가 있지만 재채기의 경우 한번 할 때마다 100만개 정도 침방울이 튀어 나온다. 전문의들은 호흡기관에서 증식한 바이러스는 기침이나 재채기를 통해 나와 전파된다고 말한다. 바이러스에 감염된 환자들의 침방울에는 바이러스가 많아 환기가 되지 않은 공간에서 이들과 함께 장기간 머물면 같은 공간에서 숨을 쉬는 것만으로도 감염될 가능성이 높다.

에어로졸 입자는 강우현상에서 응축핵이나 응결핵의 구실을 하여 기상현상에서 중요한 역할을 한다.

또한 화학반응에 참여하고 대기의 전기적인 현상에 영향을 끼친다.

이를 에어로졸(aerosol)의 특성이라 한다.

도 10. 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 부유입자별 중량 및 수량비율 분포도를 도시한 것이다.

대기중의 1차 미세먼지와 2차 초미세먼지 및 실내에서 발생되는 초미세먼지를 포함하여 중량대비 3%정도이나 숫자로는 98.5%의 비율을 차지하고 있는 극초미세먼지의 중량 및 수량비율의 분포도이다.

이 분포도는 미네소타 대학에서 수집한 전형적인 대기중 DUCT 견본에 대한 실제 분석을 한 것이다. 시험샘플 46"L X 6"W X 12"D=2 ft3 (85 lbs x 0.45=38.25kg) 기준이다.

극초미세먼지는 2 ft3당 평균 대기공기중에 약2,000만개가 있다.(1m3 = 35.314667 ft3) 20,000,000 / 2 x 35.314667= 353,146,670개/m3 먼지 중량은 38.25kg / 2 x 35.314667 = 675.393006kg/m3

공기중 먼지입자의 98.5%(1,950만개/2 ft3 x35.314667 = 344,318,003개/m3)개가 1마이크론 보다 작은 크기이며, 1급 발암물질로서 우리가 호흡하는 폐를 관통하는 대부분의 먼지입자의 범위에 있으며, 우리의 체내에 잔류하기 쉬운 것들이다.

극초미세먼지는 공기중에 항상 부유하고 있으며, 0.1마이크론 정도의 극초미세먼지는 대기중에 98.5%를 구성하고 있으며, 실질적으로 중력에 의하여 가라앉은 일은 없다.

이러한 극초미세먼지는 실내공간에 항상 존재하는 전력장이나 입자의 정전기 대전 등에 우선적으로 좌우된다.

도 11. 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 미립자에 영향을 주는 전력장(공간전하)를 도시한 것이다.

자연적으로는 전력선, 우주선도 있다. 이러한 전력장을 공간전하라 한다.

실내 여러군데에서 서로 교차되고 있는 전기장 분포선은 거미줄과 같은 형태를 하고 있는데 이 전기장 에너지는 미세입자의 이동을 통제하고 있다. 미세먼지가 이 전장선의 영향을 받으면서 이동한다면 거주공간내의 오염분진이 사람 몸에 부착하거나 모든 표면에 포집될 수 있음을 알 수 있다.

즉, 이 공간의 전하의 힘이 미세먼지를 사람과 가구 등의 표면으로 이동 시키는 것이다.

우리들은 담배연기가 가득차 있는 장소에 가끔 가 보았을 것이다. 그때 공기 유동을 느끼며 담배연기와 냄새로 눈이 따가와지고 담배 안개 속에 있는 것 같은 느낌을 받을 것이다. 이 연기는 서로 마찰하여 정전기를 띄게되며 실내의 정전기 전력장를 형성하여 공간전하를 구성하게 된다.

바이러스는 0.1 에서 0.01마이크론의 크기(평균 20-200나노미터 입자)로서 독립적으로는 공기 중에서 생존(무생물)할 수는 없기에 공기전파는 되지 않는다. 허나, 큰 먼지나 마이크론 먼지나 나노입자에 흡착할 수 있으며, 또한 수증기 분모에 흡착하면 원거리로 이동할 수가 있다.

입자의 사이즈가 '나노'가 되면 비중과 관계 없이 자체가 전기를 띄면서 전기의 힘으로 지구의 대기기류에 편승하여 멀리까지 날아가게 된다.

이를 콜로이드(colloid)라 한다.

도12는 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 케미칼,활성탄 충진 Try

제올라이트합성 또는 활성알루미나(Actived Alumina, Al2O3)에 과망간산칼륨(Potassium Permanganate, KMnO4 )을 첨착(화학반응)시킨 케미칼메디아(MEDIA,3-4mm 정형, 0.8g/cc의 비중)와 삼요오드화칼륨 KI3(KI+I2)외 홉칼라이트, 동,아연,은,크롬,코발트,망간,바다디움, 몰리브덴 중 하나이상의 화합물을 첨착(촉매)시킨 활성탄(Actived carbon)을 혼합하여 표면풍속 0.25m/sec이하, 두께 20mm이상의 사각트레이(Try)(121) 또는 사각트레이(Try)를 원형으로(예;자동차 에어필터) 충진하여 사용하나 합침압착하여 몰딩형으로 사용할 수 있다.

1kg의 활성탄으로 200-250g의 개스물질을 흡착하며, 활성탄 중량의 20-25%을 흡착한다.

도13은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 판형 열교환기의 풍량조절기

적정온도의 에너지 절약을 위하여 판형 열교환기(06) 외기(Oa)에 온도감지 기능이 있는 담파(에어키퍼, Air keeper)(21)를 구성하여 온도설정치를 조절하여 풍량을 조절할 수 있다.

풍량조절담파는 특수유체의 열팽창의 형상 기억합금(131)을 이용한 Warm-up(134) 기능을 가지며 온도센서(135)(136)로서 전기적 요소가 포함하지 않은 기능이다.

도14는 출원발명의 실시예에 따른 인공지능 공기청정기의 포집필터의 포집구조

100% 무발산 무발암성의 합성섬유(Synthetic fiber),또는 유리섬유(Glass fiber)의 중성능필터(Medium)(NBS Test 1마이크론 90% 이상)

여재면적은 10.91m²/56CMM 이상

VHEL(Very high efficiency laser test)필터는 유리섬유(Glassfiber) 또는 나노섬유(Nanofiber)의 실리콘 또는 리본 세퍼레이터(Ribbons Separator) 구조 또는 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE)소재의 멤브레인(Membrane)구조로서, 0.1마이크로 99.99995% 이상 효율, 여재면적 22m²/56CMM 이상의 극초고성능필터.

먼지포집용량은 400-1000g/56CMM이다. 필터의 수명은,

도15는 출원발명의 실시예에 따른 슬라이딩 디퓨져의 송풍장치를 구비한 사용현황을 보여주는 사시도

상기 슬라이딩 디퓨저(22)는,

공기가 유입되는 내부챔버 상단부를 형성하는 콘넥터 엣지;

도16은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능이 구비된 공기청정기의 실내에서의 공기 흐름도

바이러스는 바이오 에어로졸(Biaerosol)의 수증기 분무 원거리 확산기류와 콜로이드(colloid)의 전기력에 인하여 이동된다.

믹싱 1. -필터링 (HF활성포집,촉매,분해) - 믹싱 2. -순환 - 배기

도17은 출원발명의 실시예에 따른 인공지능이 구비된 공기청정기의 실내에서의 입자의 침강속도

예를들면, 담배연기는 평균 0.5 마이크론 입자라고 할 때 약 20일이나 소요된다는 것이다.

이 것은 공기유동이 없는 조건일 때이다.

냄새분자는 기류가 없을시에는 확산운동을 한다.(예 좁은 공간에서의 방귀 냄새)

[실시예]

상기 상술한 실시예는 본 출원발명의 작동원리에서 벗어남이 없이 여러 가지로 실시될 수 있으며, 본 출원발명의 작동원리에서 벗어남이 없이 실시 가능한 모든 실시예와 실시예의 수정은 본 출원발명의 권리범위에 속한다는 것은 이해되어야 할 것이다.

사물인터넷(IOT, internet of things)의 센싱(Sensing)기술로 실내외공기질정보(IAQ,QAI)와 개인의 생체정보 (biometrics information)를 클러스터(Cluster)방식의 빅데이터 (Big-data)(NPU, Neural Processing Unit,신경망처리장식)로 분석한 AI 슈퍼 컴퓨터는 환경정보지도, 필터선정(포집,촉매,분해) 및 관리, 맞춤의료정보 등 IPv6 개인식별 코드(ID)(80)가 입력된 웨어러블 모바일을 통하여 모니터링 및 원격제어 정보를 제공함으로써 차세대 바이오헬스 인공지능 공기청정기이다.

개인주택, 초등, 중고등학교에서는 환기시설과 공기청정시설이 전무한 밀폐상태로서, 미세먼지인 입자상 물질과 초미세먼지인 가스상 물질인 오존, 이산화질소, 일산화탄소, 아황산가스, 암모니아 등 화학반응 가스의 제거가 불가능한 상태인 것이다.

더욱이 학교들은 환기시설이 없기에 밀폐된 상태에서 일반 공기청정기만으로는 인체에서 발생하는 이산화탄소와 산소부족으로 건강이 위협받고 있다 할 것이다.

1-2M 범위내에서 공기를 흡배기하는 기존의 공기청정기로는 미세먼지 내지 극초미세먼지 제거에는 한계가 있다 할 것이다.

또한, 더욱이 기존의 공기청정기는 가스상 물질를 제거한다는 근거 자료가 어렵다 할 것이다.

본 출원발명은,

대기중의 1차 미세먼지와 2차 초미세먼지 및 실내에서 발생되는 초미세먼지 내지 중량대비 3%정도이나 숫자로는 98.5%의 비율을 차지하고 있는 극초미세먼지를 제거하는 실내공기질(IAQ)의 공기역학기술과 필터링기술로 구성된 시스템공기청정기이다.

정부주관으로 2019.04.01에 '미세먼지 해결 범국가기구' 설립추진단이 결성되었으며, 과학기술부와 교육부의 '학교 고농도 미세먼지 대책'이 개발사업(2019.01.12.)으로 책정하는 등 국가적, 사회적, 지역적으로 현시점에서 반드시 해결하여야 하는 과제인 것이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
01; 제 1공기청정기
02; 주필터유니트(F1)
03; 고주파 전리부(HF)
04; 송풍기(Fan)
05; 냉온방코일(HP)
06; 열교환기(Exhaust)
07; 에어크린부스(Air Clean Booth)
08; 양입형 환기기
09; 실내외공기질 센서박스
(PM10, PM2.5, 온도, 습도,산소농도, 이산화탄소, 아황산가스, 이산화질소, 일산화탄소,오존, 라돈, 포르알데히드,방사능,냄새농도 외)
11; 모니터링 수동제어반
12; 모바일 앱(app.)
13; 웨어러블 모바일(Wearable Mobile)
14; 인공지능 슈퍼컴퓨터(AI super computer)
15; 건강 및 비상룸(HR)
16; 외기도입 필터유니트(F3)
17; 환기 필터유니트(F2)
18; 제 2공기청정기
19; 실내 실용적(m³)
20; 양입형 환기기 필터
21; 외기담파(Air keeper)
22; 슬라이딩 디퓨저(Sliding Diffuser)
23; 토출챔버
24; 팬유니트
25; 필터유니트
26; 무정전비닐카텐
27; 원격제어모듈
28; 일방향 음,양압밸브
29; 상단 주름천
31; 챔버 중심축
32; 비닐카텐 고정핀
51; 배기공기(Qe)Ra
52; 외기공기(Oa)As
61; 고주파전리부(HF)
62; 송풍기(시로콘 펜 또는 서큘레이터)
63; VHEL필터(Very high efficiency laser test)
64; 고성능필터
65; 케미칼 및 활성탄
66; 합성섬유 초급필터
67; 센서 및 모니터링 수동제어반
71; 챔버(Chamber)
72; 사이크론(Cyclone)
80; IPv6 개인식별코드(ID)
81; 나노프로그램모듈
82; 정류, 안테나
83; 직류충전기
84; 제2 원격제어모듈
85; 생체정보, 나노바이오센서(Nano bio sensors)
생체정보 센서 (온도,혈압,혈액농도,혈당치수,산소수치,심박,유전자단백질 외)
87; 나노바이오로봇(NBR)
121; 트레이(Try)
131; 형상기억합금판넬
132; 댐버
133; 밸런스스프링
134; Arm
135; 온도설정부
136; 온도센서
141; 실리콘(Silicon) / 리본(Ribbons) 세퍼레이터Separator)

Claims

실내의 공기질을 실시간 모니터링하여, 바이러스를 포함한 미세먼지 농도를 제어함과 함께, 혼합·확산의 수직층류를 이용하여 비말감염과 공기감염을 제어하는 송풍장치(24)를 포함하는 인공지능 공기청정기에 있어서,
상기 송풍장치(24)는,
팬챔버, 상기 팬챔버에 수용되어 공기의 유동압력을 제공하는 팬 및 상기 팬의 상측에 결합된 토출챔버(23)의 내부로부터 연장되어 돌출하며, 기류 압력으로 통과한 공기 유동을 가이드하는, 상단 주름천(29)이 구성되어 형성된 다수의 슬라이딩 디퓨저(22)가 포함되며,
상기 다수의 슬라이딩 디퓨저(22)는,
360도(원형) 이내의 형상으로, 각각의 디퓨저는 마디마다 돌기가 형성되어 슬라이딩을 제어하며,
상기 슬라이딩 디퓨저의 개수(EA)는, 축 방향 길이(L)를 포함하여,
식, EA = 송풍기풍량(CMH) / L x ㎡ (CMH)을 만족하는 자연수로 결정되어 되는 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.
제 1항에 있어서,
상기 다수의 슬라이딩 디퓨저(22)는,
고정핀(32)을 이용하여 상단 주름천(29), 무정전비닐카텐(26) 및 일방향 음·양압밸브(28)에 의해 외부공기를 차단하며,
산소 농도를 일정하게 유지하도록, 산소를 발생시키면서 이산화탄소를 제거하는 장치가 구성되어 형성된 음·양압챔버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.
제 1항 또는 제 2항에 있어서,
상기 송풍장치(24)는,
상기 인공지능 공기청정기에 의해서 제어되고,
상기 인공지능 공기청정기의 인공지능 제어부에 의해서,
실내의 공기질을 실시간 모니터링하여 바이러스를 포함한 미세먼지 농도 및 이산화탄소 농도를 제어 하도록, 상기 송풍장치를 원격 제어하는 웨어러블 모바일(13)을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.
흡입부를 가지는 챔버; 및
상기 흡입부를 통해 흡입된 공기를 필터링하는 필터유니트(25)를 포함하는 인공지능 공기청정기에 있어서,
상기 필터유니트(25)는,
오염물질을 포집하는 필터, 고주파 장치, UV램프, 촉매제가 첨착된 활성탄을 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.
제 4항에 있어서,
상기 필터는, 정격풍량 56CMM, 풍속 2.5m/sec 기준시,
저정압·고먼지보유용량의 중성능필터(1마이크론)는 여재면적 10.91㎡이상 및 고성능필터(0.1마이크론)는 여재면적 22㎡이상으로 형성된 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.
제 4항에 있어서,
상기 활성탄은, 과망간산칼륨을 첨착한 활성알루미나를 포함하는 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.
제 4항에 있어서,
상기 활성탄은, 삼요오드화칼륨이 첨착되어 형성된 것을 특징으로 하는 인공지능 공기청정기.