KR20220032401A

KR20220032401A - 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치

Info

Publication number: KR20220032401A
Application number: KR1020200114127A
Authority: KR
Inventors: 이영재
Original assignee: 이영재
Priority date: 2020-09-07
Filing date: 2020-09-07
Publication date: 2022-03-15
Also published as: KR102492592B1

Abstract

본 발명은 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치에 관한 것으로서, 사각 형체로 형성되어 내부에 수용공간을 갖으며 상부에 공기 유입구가 형성되어 있고 하부에 공기 배출구가 형성된 본체와, 본체의 상부 유입구를 통해 공기를 흡입하여 하부의 공기 배출구로 이동시키도록 본체의 내부에 설치되는 송풍부와, 본체의 측면에 설치되어 움직임을 검출하는 움직임 검출부와, 본체의 수용공간 내에 장착되며 자외선의 광을 출사하여 수용공간 내로 유입된 공기를 플라즈마하는 플라즈마 램프와, 가동모드에서 움직임 검출센서로부터 움직임이 검출되면 송풍부 및 플라즈마 램프의 구동이 일시적으로 오프되게 제어하는 제어부를 구비한다. 이러한 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치에 의하면, 농수산물을 저온에서 저장하는 저온 저장고와 같은 수용 공간 내에 설치되는 경우 살균처리를 효율적으로 수행할 수 있으면서도 이용자의 진입여부를 감지하여 작동을 중지시켜 안전성도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

Description

플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치{air sterilization apparatus using plasma}

본 발명은 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치에 관한 것으로서, 상세하게는 저장과 내부에 설치되어 내부의 공기를 순환시킴과 아울러 살균 처리를 수행하는 공기 교반 살균장치에 관한 것이다.

근래 산업발전과 인구증가에 따른 도시화 및 소득의 증가로 식생활이 다양화 되고 신선한 과채류와 같은 농작물에 대한소비가 증가 되고 있고, 계절에 구애됨이 없이 사계절의 모든 과실 및 채소류를 섭취할 수 있도록 농작물의 생산방법도 개량되고 있다. 이에 따라 농가에서 생산한 농작물을 신선하게 보관하여 비생산시기에 소비자에게 공급하도록 하는 저장기술이 활성화되고 있는 추세이며, 이는 비생산시기에도 농작물을 소비자에게 공급시킬 수 있어 소비자의 욕구를 충족시켜 주는 한편 농작물의 가격안정과 함께 생산자의 소득을 증대시켜준다.

일반적으로, 농작물의 저장은 냉장시설이 갖추어진 저온 저장고를 이용하고 있다. 일반적으로 저온 저장고는 고내온도를 농작물 보관에 적합한 저온으로 유지시킴으로써 농작물의 부패를 방지하는 한편 신선도를 오래 유지시키도록 하고 있다. 그러나 농작물을 단순 저온으로 저장시킬 경우 농작물에 묻어 있던 세균이나 공기 중에 포함된 세균에 노출되어 농작물이 상하거나 신선도를 떨어뜨리는 문제점이 나타난다.

이러한 문제점을 개선하기 위해 등록특허 제10-1856636호에는 농수산물 저장고용 음이온 발생모듈이 제안되어 있다. 그런데 상기 음이온 발생모듈은 살균 효율이 낮아 보다 살균효율을 높일 수 있으면서도 살균환경에 노출되는 이용자에 대한 안전성도 향상시킬 수 있는 장치가 요구되고 있다.

본 발명은 상기와 같은 요구사항을 해결하기 위해 창안된 것으로서, 수용공간 내부의 살균효율을 향상시킬 수 있으면서 살균환경에 노출되는 이용자에 대한 안정성도 향상시킬 수 있는 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치는 사각 형체로 형성되어 내부에 수용공간을 갖으며 상부에 공기 유입구가 형성되어 있고 하부에 공기 배출구가 형성된 본체와; 상기 본체의 상부 유입구를 통해 공기를 흡입하여 하부의 공기 배출구로 이동시키도록 상기 본체의 내부에 설치되는 송풍부와; 상기 본체의 측면에 설치되어 움직임을 검출하는 움직임 검출부와; 상기 본체의 수용공간 내에 장착되며 자외선의 광을 출사하여 상기 수용공간 내로 유입된 공기를 플라즈마하는 플라즈마 램프와; 가동모드에서 상기 움직임 검출센서로부터 움직임이 검출되면 상기 송풍부 및 상기 플라즈마 램프의 구동이 일시적으로 오프되게 제어하는 제어부;를 구비한다.

바람직하게는 상기 본체는 출입용 개폐도어를 갖으며 저장공간을 설정된 저온으로 유지시키는 저온 저장고 내에 설치되어 있고, 상기 움직임 검출부는 상기 본체의 지면에 대해 수직하게 배치되는 4개의 측면에 각각 설치된 제1 내지 제4움직임 검출센서와; 상기 본체에 장착되어 상기 저온 저장고의 출입용 개폐도어와의 거리를 측정하는 도어 거리감지센서;를 구비하고, 상기 제어부는 상기 도어 거리감지센서로부터 수신된 도어와의 거리가 폐쇄위치로 설정된 기준 거리로부터 벗어나 개방거리범위 내에 해당하는 것으로 판단되면 상기 송풍부 및 상기 플라즈마 램프의 구동이 일시적으로 오프되게 제어한다.

또한, 상기 플라즈마 램프는 100 내지 200nm 파장의 광을 출사하는 것이 적용된다.

본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치에 의하면, 농수산물을 저온에서 저장하는 저온 저장고와 같은 수용 공간 내에 설치되는 경우 살균처리를 효율적으로 수행할 수 있으면서도 이용자의 진입여부를 감지하여 작동을 중지시켜 안전성도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

도 1은 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치가 저온 저장고 내에 설치된 상태를 나타낸 사시도이고,
도 2는 도 1의 공기 교반 살균장치의 개략적인 단면도이고,
도 3은 도 1의 교반 살균장치의 제어 계통을 나타낸 블럭도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하면서 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 저온 저장고용 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균장치를 더욱 상세하게 설명한다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명에 따른 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균장치(100)는 본체(110), 송풍부(120), 움직임 검출부(130), 플라즈마 램프(160), 제어부(180)를 구비한다.

본체(110)는 직립상태로 바닥면에 안착하여 사용할 수 있게 사각 육면체 형체로 형성되어 있다. 본체(110)는 내부에 수용공간(111)을 갖으며 상부 즉, 상면에 공기 유입구(112)가 형성되어 있고 측면(110a) 하부에 공기 배출구(114)가 형성되어 있다. 본체(110)의 수용공간 내부에는 공기 유입구(112)로부터 공기 배출구(114)로 연장되어 유입된 공기가 이동하는 내부 유로(113)가 형성되어 있다.

또한, 도시된 예와 다르게 공기 유입구(112)는 본체(110)이 측면에 공기 배출구(114) 보다 높은 위치에 형성될 수 있음은 물론이다.

이러한 본체(110)는 농수산물과 같은 저장대상물을 저장할 수 있는 저장공간을 갖으며 설정된 저온으로 유지시키며 출입용 개폐도어(20)을 갖는 저온 저장고 (10) 내에 설치되어 있다. 출입용 개폐도어(20)는 회동에 의해 저장공간을 개폐하도록 되어 있다.

본체(110)는 이동이 가능하게 하부에 바퀴(미도시)가 적용될 수 있음은 물론이다.

송풍부(120)는 본체(110) 위의 상부 공기를 상부 유입구(112)를 통해 흡입하여 내부 유로(113)를 따라 하부의 공기 배출구(114)로 이동시키도록 본체(110)의 내부에 설치되어 있다.

송풍부(120)는 송풍팬(121)과, 송풍팬(121)을 회전시키는 팬모터(122)를 구비한다. 송풍부(120)의 가동에 의해 저온 저장고(10)의 저장공간 상측 공간의 공기가 본체(110)의 공기 유입구(112)를 통해 내부유로(113)로 이동 및 공기 배출구(114)로 배출된다.

움직임 검출부(130)는 본체(110)의 측면에 설치되어 움직임을 검출하고, 측정정보를 제어부(180)에 제공한다. 움직임 검출부(130)는 본체(110)의 지면에 대해 수직하게 배치되는 4개의 측면(110a)에 각각 설치된 제1 내지 제4움직임 검출센서(131 내지 134)와, 본체(110)의 측면(110a)에 장착되어 저온 저장고(10)의 출입용 개폐도어(20)와의 거리를 측정하는 도어 거리감지센서(135)를 구비한다.

여기서, 거리감지센서(135)가 설치된 측면이 출입용 개폐도어(20)에 대향되게 본체(110)가 배치된다.

플라즈마 램프(160)는 본체(110)에 장착되며 자외선의 광을 출사하여 내부유(113) 내로 유입된 공기를 플라즈마화 한다. 플라즈마 램프(160)는 100 내지 200nm 파장의 광을 출사하는 것이 적용된다. 이러한 플라즈마램프(160)는 본체(110)의 내부유로(113)을 통해 유입된 공기를 플라즈마화 한다. 100 내지 200nm 파장의 광을 출사하는 플라즈마 램프(160)를 적용하는 방식은 저온산소 플라즈마(COP)로서, 광촉매 없이도 이온과 자유전자가 포함된 상태로 광이온화를 촉진시킬 수 있다. 즉, 플라즈마 램프(160)에서 출사되는 강력한 자외선은 공기 중의 산소분자와 물분자를 선택적으로 광분해하여 수산기(hydroxyl radical, OH^-), 수퍼옥사이드 이온(O₂ ^-), 자유라디칼(free radical), 포토릭 오존(O₃), 산소원자(O₁), 수소원자(H⁺), 양이온(positive ion), 자유전자(free electron) 등의 정화제를 순간적으로 만들어 낸다. 이렇게 발생된 정화제는 고도의 반응성을 갖고 있어 공기 중의 유해오염물질과 유독성 화학물질을 만나 상호 반응하여 인체에 무해한 무독성 상태로 만들면서 스스로 사라지는데 자외선에 의한 플라즈마 발생은 전기적으로 하전된 입자들의 집합체로 수많은 오염물질 분자를 직간접적으로 파괴한다.

또한, 저온 산소 플라즈마(COP)와 수산기(OH^-)같은 정화제가 서로 결합하면, 일반적인 살균 자외선램프보다 180배, 코로나 방전으로 발생시킨 오존(O₃)보다 2,000배 더 빠르게 산화하여 오염물질의 파괴와 살균이 이루어진다.

또한, 저온 산소 플라즈마(COP)와 광촉매(TiO₂계열)가 서로 결합되면 광화학적 산화에 필요한 정화제가 더욱 발생하게 되고 이것들의 상호 작용하게 되면 반응속도가 더욱 증가한다.

바람직하게는 본체(110)의 내부 유로(113)를 형성하는 내측면에는 광촉매인 이산화티탄(TiO₂)가 코팅처리된다.

조작부(171)는 가동패턴의 설정 등 지원되는 기능을 설정하고, 가동을 온/오프 조작하는 가동조작키(171a)가 마련되어 있다. 조작부(171)는 출입용 개폐도어(20)와의 기준거리를 제어부(170)의 지원하에 설정하도록 되어 있다.

표시부(173)는 제어부(180)에 제어되어 표시정보를 표시한다.

제어부(180)는 가동모드에서 움직임 검출부(130)에서 제공되는 신호를 신호를 수신하며, 송풍부(120)와 플라즈마램프(160)의 구동을 제어한다. 제어부(180)는 조작부(171)에서 설정된 가동패턴에 따라 송풍부(120)와 플라즈마램프(160)의 구동을 제어한다. 즉, 제어부(180)는 조작부(171)로부터 가동시간, 가동 온/오프 주기 등을 포함하여 설정된 가동조건 조작정보에 대응되게 송풍부(120)와 플라즈마 램프(160)를 온/오프 되게 제어한다.

도시된 예와 다르게 제어부(180)는 무선통신방식으로 원격 제어기(미도시)로부터 전송되어 수신부(미도시)에 수신된 조작정보에 따라 제어하도록 구축될 수 있음은 물론이다.

한편, 제어부(180)는 설정된 가동조건에 따라 송풍부(120)와 플라즈마램프(160)를 온되게 가동하는 가동모드에서 제1 내지 제4움직임 검출센서(131 내지 134) 중 어느 하나로로부터 움직임이 검출되면 내부에 사용자가 있는 것으로 판단하여 송풍부(120) 및 플라즈마 램프(160)의 구동이 일시적으로 오프되게 제어한다.

또한, 제어부(180)는 가동모드에서 도어 거리감지센서(135)로부터 수신된 도어(20)와의 거리가 폐쇄위치로 설정된 기준 거리로부터 벗어나 설정된 개방거리범위 내에 해당하는 것으로 판단되면 이용자가 내부로 진입할 것으로 예정하여 송풍부(120) 및 플라즈마 램프(160)의 구동이 일시적으로 오프되게 제어한다.

여기서, 일시적 오프 시간은 통상의 이용자 출입시 비송풍을 통한 안정적인 환경을 제공할 수 있도록 적절하게 설정하면 된다.

이 경우 출입용 도어(20)를 이용자가 개방시키면 제어부(180)는 송풍부(120) 및 플라즈마 램프(160)의 구동을 중지시키고, 저온 저장고(10)의 자저장공간 내에서 이용자가 활동하여 제1 내지 제4움직임 검출센서(131 내지 134) 중 적어도 하나로부터 움직임 검출신호가 유지되면 지속적으로 송풍부(120) 및 플라즈마 램프(160)의 구동을 중지시킴으로써 이용자에게 오존에 대한 노출을 줄여 안정된 환경을 제공할 수 있다.

이러한 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치(100)는 저온 저장고(10) 내부의 상측의 공기와 하측의 공기를 서로 혼합 교반함으로써 단열공간 전체의 온도를 균일하게 유지할 수 있도록 지원한다. 또한, 본체(110)를 거치는 공기는 플라즈마화 되어 앞서 설명된 바와 같이 오염물질의 파괴와 살균도 함께 이루어진다.

이상에서 설명된 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치에 의하면, 농수산물을 저온에서 저장하는 저온 저장고와 같은 수용 공간 내에 설치되는 경우 살균처리를 효율적으로 수행할 수 있으면서도 이용자의 진입여부를 감지하여 작동을 중지시켜 안전성도 향상시킬 수 있는 장점을 제공한다.

10 : 저온 저장고
100 : 공기 교반 살균장치
110 : 본체
120 : 송풍부
130 : 움직임 검출부
160 : 플라즈마 램프
180 : 제어부

Claims

사각 형체로 형성되어 내부에 수용공간을 갖으며 상부에 공기 유입구가 형성되어 있고 하부에 공기 배출구가 형성된 본체와;
상기 본체의 상부 유입구를 통해 공기를 흡입하여 하부의 공기 배출구로 이동시키도록 상기 본체의 내부에 설치되는 송풍부와;
상기 본체의 측면에 설치되어 움직임을 검출하는 움직임 검출부와;
상기 본체의 수용공간 내에 장착되며 자외선의 광을 출사하여 상기 수용공간 내로 유입된 공기를 플라즈마하는 플라즈마 램프와;
가동모드에서 상기 움직임 검출센서로부터 움직임이 검출되면 상기 송풍부 및 상기 플라즈마 램프의 구동이 일시적으로 오프되게 제어하는 제어부;를 구비하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치.
제1항에 있어서, 상기 본체는 출입용 개폐도어를 갖으며 저장공간을 설정된 저온으로 유지시키는 저온 저장고 내에 설치되어 있고,
상기 움직임 검출부는
상기 본체의 지면에 대해 수직하게 배치되는 4개의 측면에 각각 설치된 제1 내지 제4움직임 검출센서와;
상기 본체에 장착되어 상기 저온 저장고의 출입용 개폐도어와의 거리를 측정하는 도어 거리감지센서;를 구비하고,
상기 제어부는 상기 도어 거리감지센서로부터 수신된 도어와의 거리가 폐쇄위치로 설정된 기준 거리로부터 벗어나 설정된 개방거리범위 내에 해당하는 것으로 판단되면 상기 송풍부 및 상기 플라즈마 램프의 구동이 일시적으로 오프되게 제어하는 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치.
제2항에 있어서, 상기 플라즈마 램프는 100 내지 200nm 파장의 광을 출사하는 것이 적용된 것을 특징으로 하는 플라즈마를 이용한 공기 교반 살균 장치.