WO2018159974A1 - 실내환경에서 사용가능한 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치 - Google Patents

실내환경에서 사용가능한 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치 Download PDF

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WO2018159974A1
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ozone
surface portion
chamber
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reaction space
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PCT/KR2018/002366
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안영석
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주식회사 오에이치코리아
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    • A61L2209/21—Use of chemical compounds for treating air or the like
    • A61L2209/212—Use of ozone, e.g. generated by UV radiation or electrical discharge

Definitions

  • the present invention relates to an air sterilizer, and more particularly, to an air sterilizer for generating and discharging hydroxyl radicals in an indoor environment of a home or a vehicle.
  • Hydroxyl radicals are widely used as air disinfectants in indoor environments such as hospitals or homes.
  • the bactericidal properties of hydroxyl radicals were known by Porton Down in the UK and TNO in the Netherlands in the early 1960s. Air-based sterilization using hydroxyl radicals or similar substances occurs naturally in the external environment, but the natural disinfection effect is extremely reduced in indoor environments that are difficult to ventilate from the outside.
  • WO 2005/026044 has developed a device for generating hydroxyl radicals as air-based fungicides.
  • Olefin such as Terpene
  • the reactant gas is reacted with ozone to generate hydroxyl radicals.
  • the hydroxyl radical generator described above presupposes the use of ozone.
  • Ozone forms an ozone layer that absorbs ultraviolet rays outside the atmosphere, but forms smog that is harmful to the human body by photochemical reactions on the surface of the earth. Therefore, when the hydroxyl radical discharge device is used, unreacted ozone that does not participate in the reaction is discharged to the indoor environment as it is, causing a problem of environmental pollution.
  • the present invention has been made to solve the problems of the conventional hydroxyl radical generating device described above, while providing a compact and portable device for the user to conveniently use in a home or a vehicle, and the reaction of ozone and reactant gas is uniform. To achieve this, it is an object of the present invention to provide an air sterilization apparatus capable of maximizing the production efficiency of hydroxyl radicals even when supplying a smaller amount of ozone and reactants.
  • an object of the present invention is to provide an air sterilization apparatus that can effectively prevent the pollution of the environment due to the residual amount of ozone that does not participate in the reaction is discharged to the room.
  • An air sterilizer for generating and discharging hydroxyl radicals includes an ozone chamber having an ozone generator configured to generate ozone from the introduced air; A cartridge for supplying reactant gas reacting with ozone; And an inlet surface portion through which the ozone and the reactant gas are introduced, a discharge surface portion through which hydroxyl radicals generated by reacting the ozone and the reactant gas are discharged, and a reaction space in which side surfaces except the inflow surface portion and the discharge surface portion are closed And an additionally formed mixing chamber.
  • the reaction space is formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including an axis connecting the center of the inlet surface portion and the center of the discharge surface portion.
  • an upper surface of the cartridge is disposed in the center of the inflow surface portion so that the reactant gas flows into the reaction space portion, and ozone generated in the ozone chamber passes through the side wall of the cartridge, through the edge of the inflow surface portion, to the reaction space. Flows into wealth.
  • a fan for discharging the hydroxyl radicals generated in the reaction space portion to the outside is disposed on the discharge surface side, it is preferable that the center of the fan is arranged to substantially coincide with the axis.
  • reaction space in the mixing chamber may be formed by being divided by at least one diaphragm having a plurality of openings.
  • the diaphragm is preferably formed perpendicular to the axis, and more preferably, the plurality of openings formed in the diaphragm are formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including the axis.
  • the air sterilization device for generating and discharging hydroxyl radicals the hollow is formed therein, the inlet through which air is introduced into the side and the outlet formed with the hydroxyl radical on the upper case;
  • An ozone chamber disposed under the case and having an ozone generator configured to generate ozone from air introduced from the inlet;
  • a central bracket disposed on the ozone chamber and having a cartridge for supplying reactant gas reacting with ozone;
  • an inflow surface portion disposed above the central bracket, into which the ozone and the reactant gas are introduced, and a discharge surface portion for discharging hydroxyl radicals generated by the ozone and the reactant gas to the outlet side, the inflow surface portion, and And a mixing chamber in which a reaction space portion in which a side surface except the discharge surface portion is closed is formed.
  • the reaction space is formed symmetrically based on at least one virtual plane including an axis connecting the center of the inflow surface and the center of the discharge surface, the top surface of the cartridge is disposed in the center of the inflow surface
  • the reactant gas is introduced into the reaction space portion, and ozone generated in the ozone chamber is introduced into the reaction space portion through an edge of the inflow surface portion through the side wall of the cartridge.
  • the central bracket is preferably formed with a guide that guides the air introduced from the inlet to the ozone chamber and guides the ozone formed in the ozone chamber to enter the edge of the inflow surface portion via the cartridge side wall.
  • the ozone chamber has a plurality of through holes formed at an edge of an upper surface thereof, and a recess for storing air introduced from the through holes is formed therein, and the ozone generator is disposed under the recess.
  • the ozone chamber is preferably formed of a material for shielding the arc discharge generated in the ozone generator.
  • center of the ozone chamber and the center of the cartridge are preferably arranged to substantially coincide with the axis.
  • the ozone chamber and the cartridge is preferably formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including the axis.
  • a fan for discharging the hydroxyl radicals generated in the reaction space portion to the outside is disposed on the discharge surface portion, it is preferable that the center of the fan is arranged to substantially coincide with the axis.
  • the reaction space part in the mixing chamber may be divided by at least one diaphragm having a plurality of openings.
  • the diaphragm is preferably formed perpendicular to the axis.
  • the plurality of openings formed in the diaphragm are more preferably formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including the axis.
  • reaction space portion in the mixing chamber includes a first diaphragm having a plurality of first openings and a second diaphragm having a plurality of second openings, wherein the first diaphragm is disposed to cover the inflow surface portion,
  • the second diaphragm may be disposed to cover the first opening formed in the first diaphragm.
  • the present invention provides a compact and portable device that allows the user to conveniently use it in a home or a vehicle, and at the same time ensures that the reaction between ozone and the reactant gas is made uniform, even if a smaller amount of ozone and reactant is supplied. It is possible to provide an air sterilizer that can maximize the production efficiency of the oxyl radical. In particular, the air sterilization apparatus according to the present invention can effectively prevent the environment from being polluted due to the residual amount of ozone not participating in the reaction is discharged to the room.
  • FIG. 1 is a perspective view of an air sterilizer according to the present invention.
  • Figure 2 is a perspective cross-sectional view showing the internal structure of the air sterilization apparatus according to the present invention.
  • Figure 3 is a schematic cross-sectional view showing the arrangement of the main components of the air sterilization apparatus according to the present invention.
  • Figure 4 is a block diagram showing a connection state of the circuit members for driving the air sterilization apparatus according to the present invention.
  • FIG. 5 is a perspective view of an ozone chamber according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a mixing chamber according to another embodiment of the present invention, a partial perspective cross-sectional view showing a part of the air sterilization apparatus.
  • An air sterilizer for generating and discharging hydroxyl radicals includes an ozone chamber having an ozone generator configured to generate ozone from the introduced air; A cartridge for supplying reactant gas reacting with ozone; And an inlet surface portion through which the ozone and the reactant gas are introduced, a discharge surface portion through which hydroxyl radicals generated by reacting the ozone and the reactant gas are discharged, and a reaction space in which side surfaces except the inflow surface portion and the discharge surface portion are closed And an additionally formed mixing chamber.
  • the reaction space is formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including an axis connecting the center of the inlet surface portion and the center of the discharge surface portion.
  • an upper surface of the cartridge is disposed in the center of the inflow surface portion so that the reactant gas flows into the reaction space portion, and ozone generated in the ozone chamber passes through the side wall of the cartridge, through the edge of the inflow surface portion, to the reaction space. Flows into wealth.
  • a fan for discharging the hydroxyl radicals generated in the reaction space portion to the outside is disposed on the discharge surface side, it is preferable that the center of the fan is arranged to substantially coincide with the axis.
  • reaction space in the mixing chamber may be formed by being divided by at least one diaphragm having a plurality of openings.
  • the diaphragm is preferably formed perpendicular to the axis, and more preferably, the plurality of openings formed in the diaphragm are formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including the axis.
  • the air sterilization device for generating and discharging hydroxyl radicals the hollow is formed therein, the inlet through which air is introduced into the side and the outlet formed with the hydroxyl radical on the upper case;
  • An ozone chamber disposed under the case and having an ozone generator configured to generate ozone from air introduced from the inlet;
  • a central bracket disposed on the ozone chamber and having a cartridge for supplying reactant gas reacting with ozone;
  • an inflow surface portion disposed above the central bracket, into which the ozone and the reactant gas are introduced, and a discharge surface portion for discharging hydroxyl radicals generated by the ozone and the reactant gas to the outlet side, the inflow surface portion, and And a mixing chamber in which a reaction space portion in which a side surface except the discharge surface portion is closed is formed.
  • the reaction space is formed symmetrically based on at least one virtual plane including an axis connecting the center of the inflow surface and the center of the discharge surface, the top surface of the cartridge is disposed in the center of the inflow surface
  • the reactant gas is introduced into the reaction space portion, and ozone generated in the ozone chamber is introduced into the reaction space portion through an edge of the inflow surface portion through the side wall of the cartridge.
  • the central bracket is preferably formed with a guide that guides the air introduced from the inlet to the ozone chamber and guides the ozone formed in the ozone chamber to enter the edge of the inflow surface portion via the cartridge side wall.
  • the ozone chamber has a plurality of through holes formed at an edge of an upper surface thereof, and a recess for storing air introduced from the through holes is formed therein, and the ozone generator is disposed under the recess.
  • the ozone chamber is preferably formed of a material for shielding the arc discharge generated in the ozone generator.
  • center of the ozone chamber and the center of the cartridge are preferably arranged to substantially coincide with the axis.
  • the ozone chamber and the cartridge is preferably formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including the axis.
  • a fan for discharging the hydroxyl radicals generated in the reaction space portion to the outside is disposed on the discharge surface portion, it is preferable that the center of the fan is arranged to substantially coincide with the axis.
  • the reaction space part in the mixing chamber may be divided by at least one diaphragm having a plurality of openings.
  • the diaphragm is preferably formed perpendicular to the axis.
  • the plurality of openings formed in the diaphragm are more preferably formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including the axis.
  • reaction space portion in the mixing chamber includes a first diaphragm having a plurality of first openings and a second diaphragm having a plurality of second openings, wherein the first diaphragm is disposed to cover the inflow surface portion,
  • the second diaphragm may be disposed to cover the first opening formed in the first diaphragm.
  • the inventors of the present invention through various experiments, have found that the biggest cause of the residual ozone not participating in the reaction is that the ozone and reactant gas are not uniformly mixed in the mixing chamber.
  • the inventor of the present invention while making the air sterilizer for generating and discharging hydroxyl radically compact to the user easy to carry, the reaction of ozone and reactant gas can be made uniform, thereby reacting with the reactant gas
  • the air sterilizer has been designed to effectively prevent the residual amount of ozone from being released into the room.
  • FIG. 1 shows an overall perspective view of an air sterilizer according to the present invention
  • FIG. 2 shows a perspective cross-sectional view of the air sterilizer according to the present invention as viewed along the II incision line of FIG. 1.
  • 3 is a schematic cross-sectional view schematically showing the arrangement of the main components. 1 to 3, when explaining the internal structure of the air sterilization apparatus according to the present invention.
  • the air sterilizer according to the present invention includes a case 100 having a hollow formed therein, an inlet 110 through which air is introduced into a side, and an outlet 120 through which hydroxyl radicals are discharged.
  • the case 100 may be configured to include an upper case 101, a central case 103 and a lower case 102, each of the cases 101 to 103 are formed separately from each other, Can be joined by fitting.
  • the central case 103 has a plurality of through holes formed along the outer edge, and the through holes function as the inlet 110 through which the outside air A1 flows into the hollow space formed inside the case assembly.
  • an opening is provided at an upper end of the upper case 101, and the opening functions as an outlet 120 through which hydroxyl radicals generated in the air sterilizer according to the present invention are discharged.
  • the example is formed of three parts, but for convenience, it can be provided to be composed of one or two cases can be assembled or disassembled with each other.
  • the ozone chamber housings 201 and 202 constituting the ozone chamber are disposed inside the case.
  • the ozone chamber housings 201 and 202 are preferably arranged under the case.
  • the upper housing 201 and the lower housing 202 may be formed to be fastened and detached from each other.
  • a plurality of through holes 210 are formed at the upper edge of the upper housing 201.
  • a concave space portion (hereinafter, referred to as a “concave portion”) is formed therein by fastening the upper and lower housings 201 and 202, and the air introduced from the through hole 210 is provided for a predetermined time. It is preferable that the side portion and the bottom portion are formed to be sealed as much as possible so that they can remain.
  • an ozone generator 220 is disposed in the recess, and the upper and lower housings 201 and 202 are preferably formed of a material that shields arc discharge generated from the ozone generator 220.
  • the ozone chamber housings 201 and 202 may be formed of an insulating synthetic resin material.
  • the ozone chamber 200 has a structure in which air is introduced through the through hole 210 formed at an upper portion thereof, and ozone generated by the ozone generator 220 is discharged through the through hole 210. That is, only one side of the ozone chamber 200 is opened by the through hole 210, so that the air introduced into the through hole 210 remains in the concave portion for a sufficient time, so that the ozone generator 220 is generated. Ozone generation efficiency through the arc discharge can be maximized.
  • the ozone generator 220 for example, an electric drive ozone generator may be used, such as a corona discharge ozone generator, and may be an ozone generator that ionizes air.
  • the ozone generator may function as an ionizer capable of generating negative ions.
  • the cartridge 300 is disposed above the ozone chamber 200.
  • the cartridge 300 contains a reactant that is a source of reactant gas that reacts with ozone to generate hydroxyl radicals.
  • the reaction product is vaporized by natural evaporation cartridge 300 and then discharged to the outside, as a material for generating the hydroxyl radicals by the ozone and reaction, such as hydrogen peroxide (H 2 O 2) or olefin hydrocarbon aromatics ( Olefin) can be used.
  • Suitable olefins include Terpentine, Alpha-Terpinene, Gamma-Terpinene, Delta-Limonene, Myrcene, Penene, Cyclohexene, butene, and the like.
  • the cartridge 300 is preferably installed to be replaceable by the user.
  • the cartridge 300 is preferably disposed inside the central bracket 400 disposed on the ozone chamber 200.
  • the central bracket 400 guides the air A1 introduced from the inlet 110 to the ozone chamber 200, and the ozone formed in the ozone chamber 200 passes through the sidewall of the cartridge 300.
  • a guide is formed to guide the edge of the surface portion 501. That is, a first guide piece 401 may be formed at the edge of the central bracket 400 to allow the introduced air to flow into the ozone chamber 200 disposed below.
  • the second guide piece 402 may be formed to be spaced apart from the inner wall of the case 100 at a predetermined interval and extend downward.
  • the second guide piece 402 is preferably formed to be spaced apart from the side wall of the cartridge 300 disposed inside the central bracket 400.
  • the passage formed by the side wall of the second guide piece 402 and the cartridge 300 functions as a conduit for allowing ozone generated in the ozone chamber 200 to flow into the mixing chamber 500.
  • the mixing chamber 500 is provided through the mixing chamber housing 510 disposed above the central bracket 400.
  • the mixing chamber 500 functions as a space where ozone introduced from the ozone chamber 200 and reactant gas evaporated from the cartridge 300 are mixed with each other to cause a reaction.
  • the mixing chamber 500 includes an inlet surface portion 501 through which ozone and a reactant gas are introduced, and a discharge surface portion 502 for discharging hydroxyl radicals generated by reaction of ozone and the reactant gas to the outlet 120. ),
  • the reaction space portion 503 may be configured to have a side surface except the inflow surface portion 501 and the discharge surface portion 502.
  • the mixing chamber 500 may be formed in an open tubular shape at both ends thereof, and the opening surface connected to the center bracket 400 side is the inflow surface portion 501, and is formed at the upper end of the case 100. It may be formed as the discharge surface portion 502 the open surface in contact with the outlet 120 side.
  • the reaction space 503 is preferably formed symmetrically with respect to at least one virtual plane including an axis C connecting the center of the inflow surface portion 501 and the center of the discharge surface portion 502. .
  • the virtual plane is a plane including the axis C shown in FIG. 3, and may be, for example, a plane including the axis C and perpendicular to the ground of FIG. 3.
  • the upper surface of the cartridge 300 is disposed in the center of the inlet surface portion 501, the reactant gas (B) is introduced into the reaction space 503.
  • ozone generated in the ozone chamber 200 is introduced into the reaction space 503 through the side surface of the cartridge 300 through the edge of the inflow surface portion 501.
  • the mixing chamber housing 510 is provided with a cradle 511 that can be fastened to the upper portion of the cartridge 300 at the center of the inflow surface portion 501, and a plurality of vents through which ozone flows around the cradle 511. 512 is provided.
  • the space formed by the reaction space 503 may be divided by at least one diaphragm having a plurality of openings formed therein.
  • the reaction space 503 may be divided into a plurality of spaces by the first diaphragm 520 and the second diaphragm 530.
  • the first diaphragm 520 and the second diaphragm 530 are preferably formed perpendicular to the axis C, respectively.
  • the first diaphragm 520 is formed to cover the inlet surface portion 501, the reactant gas flowing from the outlet 330 of the cartridge 300 and ozone introduced through the vent 512 is the first diaphragm ( The mixture is first mixed in the space formed by 520 and then discharged through the first opening 521.
  • the second diaphragm 530 is formed to cover the first opening 521. Since ozone and reactant gases that do not react with each other in the space formed by the first diaphragm 520 may be mixed in the space formed by the second diaphragm 530, the remaining amount of unreacted ozone and reactant gas may be minimized. have.
  • first diaphragm 520 and the second diaphragm 530 are preferably formed perpendicular to the axis C, and furthermore, the first opening 521 and the second opening 531 form the axis C. It is preferable to be formed symmetrically based on at least one virtual plane including. Furthermore, the first opening 521 and the second opening 531 are more preferably arranged so as not to overlap each other on the vertical line with respect to the axis C. This arrangement causes vortices to be formed in the space formed by the first diaphragm 520 and the space formed by the second diaphragm 530, respectively, at a pressure sucked by the fan. Thus, ozone and reactant gases may be more smoothly mixed to maximize the production rate of hydroxyl radicals, while at the same time minimizing the amount of unreacted ozone.
  • the cartridge 300 is provided with a discharge port 330 on the upper surface, the discharge port 330 is provided with a membrane 320 for passing the reactant gas (B) evaporated from the reactant 310 to be discharged to the outside do.
  • the membrane 320 is a breathable film that can selectively pass only gas without passing liquid, and for example, synthetic resin such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene (PE), porous teflon, or the like may be used.
  • a power supply circuit 610 for supplying power input through the power terminal 611 to each circuit member under the ozone chamber 200 is disposed.
  • the high voltage circuit unit 620 is disposed to be spaced apart from the power supply circuit unit 610 at a predetermined interval.
  • the power supply circuit unit 610 and the high voltage circuit unit 620 may be provided as a separate PCB.
  • the PCB constituting the power supply circuit unit 610 and the PCB constituting the high voltage circuit unit 620 are preferably spaced apart from each other at predetermined intervals.
  • the high voltage circuit unit 620 supplies a high voltage to the ozone generator 220 disposed in the ozone chamber 200.
  • the ozone chamber 200 is formed to shield the arc discharge generated in the ozone generator 220 as a sealed structure on the side and the bottom, through which the high voltage circuit unit 620 and the power supply disposed below the ozone chamber 200.
  • the supply circuit portion 610 can be prevented from being damaged by arc discharge.
  • the cartridge mounting sensor 630 may be disposed adjacent to the cartridge 300, thereby identifying whether the cartridge 300 is mounted.
  • reaction of the reactant gas and ozone does not occur, and thus ozone generated by the ozone generator 220 may be discharged to the outside as it is.
  • environmental pollution may be caused by ozone.
  • the cartridge mounting sensor 630 automatically cuts off the power supplied to the high voltage circuit unit 620 when the cartridge 300 is not installed, thereby preventing the unreacted ozone from being discharged to the outside as it is. .
  • a control circuit unit 640 connected to a switch 642 for allowing a user to control the device is disposed above the case 100.
  • the control circuit unit 640 drives the power supply circuit unit 610, the fan module 650, and the LED display unit 641 when the user turns on the device.
  • the LED display unit 641 performs a function of notifying the user that the device is in use and at the same time improving the aesthetic appearance of the device.
  • the fan module 650 is disposed above the case 100, and is disposed on the discharge surface portion 503 side of the mixing chamber 500.
  • the fan module 650 is preferably installed through a buffer member (not shown) that absorbs vibration at the edge of the case 100.
  • Each structure and circuit member constituting the air sterilizer according to the present invention is designed so that the volume of the air sterilizer can be minimized while maximizing the generation efficiency of hydroxyl radicals.
  • the ozone and reactant gas flowing into the mixing chamber 500 should be uniform without being biased to one side.
  • the flow velocity of the air containing ozone flowing into the reaction chamber 503 of the mixing chamber 500 is not uniform or the region where ozone and the reactant gas are mixed is biased to one side in the reaction chamber 503, Environmental ozone can be caused by ozone being released from the reaction that is not involved in the reaction.
  • the ozone and the reactant gas introduced into the mixing chamber 500 may be uniformly mixed, thereby minimizing the amount of ozone generated in the ozone generator 200 and at the same time reactant gas. Minimize the amount of transpiration, while always producing and releasing a certain amount of hydroxyl radicals. That is, the reactant gas B flows through the outlet of the upper portion of the cartridge 300 from the center of the inflow surface portion 501 of the mixing chamber 500, and the air A2 containing ozone is formed at the edge of the inflow surface portion 501. As it flows in, the reactant gas and ozone can always be mixed uniformly.
  • ozone generated in the ozone chamber 200 is introduced into the reaction space 503 through a conduit composed of a central bracket 400 and a side wall of the cartridge 300, and the conduit is formed at the center of the inflow surface 501. Since it is formed symmetrically with respect to the reference, ozone flowing into the reaction space 503 may be uniformly mixed with the reactant gas.
  • the center of the ozone chamber 200 and the center of the cartridge 300 substantially coincide with the axis C so that the inflow path of the ozone and the inflow path of the reactant gas are symmetrical with each other. It is preferably arranged to.
  • the ozone chamber 200 and the cartridge 300 are preferably arranged to be symmetrically formed based on at least one virtual plane including the axis C. That is, as shown in Figure 5, the through hole 210 formed in the ozone chamber 200 is preferably formed symmetrically on at least one virtual plane including the axis (C).
  • the outlet 330 formed in the cartridge 300 is preferably disposed to substantially coincide with the axis (C).
  • the center of the fan 650 disposed on the discharge surface portion 502 side is disposed to substantially coincide with the axis C.
  • the ozone chamber 200 is formed such that the air into which the recesses provided by the upper and lower housings 201 and 202 are introduced remains for a predetermined time. That is, as shown in Figure 5, since the through hole 210 is formed on one side of the upper surface of the ozone chamber 200, the flow of air in the recess is not fast. This structure can maximize ozone production rate.
  • the through-hole 210 is formed of a sleeve 211 protruding outward, which is a needle electrode of the ozone generator 220 disposed inside the ozone chamber 200 while the user replaces the cartridge 300. 221 is prevented from being damaged.

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Abstract

본 발명에 따른 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치는, 유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버; 오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지; 및 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼이 배출되는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하여 구성될 수 있다.

Description

실내환경에서 사용가능한 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치
본 발명은 공기살균장치에 관한 것으로서, 더 자세하게는 가정이나 차량의 실내 환경에 히드록실 라디칼을 생성하여 배출하는 공기살균기에 관한 것이다.
히드록실 라디칼(Hydroxyl radicals)은 병원 혹은 가정 등의 실내 환경에서 공기 살균제로 널리 사용되고 있다. 히드록실 라디칼의 살균 특성은 1960년대 초에 영국의 포톤 다운(Porton Down) 및 네덜란드의 TNO에 의해 알려졌다. 히드록실 라디칼 또는 그 유사물질을 사용하는 공기 기반 살균은 외부 환경에서는 자연적으로 발생되지만, 외부와 환기되기 어려운 실내 환경에는 자연 살균 효과가 극히 감소된다.
히드록실 라디칼의 살균 기능을 실내에 제공하기 위한 일례로, 국제특허공보 WO2005/026044호에는 공기 기반 살균제로서 히드록실 라디칼을 생성하는 장치가 개발되었다. 여기서는, 테르펜(Terpene) 등과 같은 올레핀(Olefin)과 함께 오존(Ozone)을 공급함으로써, 반응물 기체를 오존과 반응시켜 히드록실 라디칼을 생성한다.
상술한 히드록실 라디칼 생성장치는 오존의 사용을 전제로 한다. 오존은 대기권 밖에서는 자외선을 흡수하는 오존층을 형성하지만, 지표면에서는 광화학적 반응에 의해 인체에 해로운 스모그를 형성한다. 따라서, 히드록실 라디칼 배출장치를 이용할 때 반응에 참여하지 못한 미반응의 오존이 그대로 실내 환경에 배출되면 환경오염을 유발하는 문제가 야기된다.
또한, 가정이나 차량의 실내 환경에서 일반 사용자들이 편리하게 사용하기 위해서는 휴대가 간편하도록 장치를 소형화할 필요가 있다. 밀폐된 작은 공간 내에서 안전한 공기살균을 행하기 위해서는, 유입된 공기로부터의 오존의 생성율을 극대화하여야 하며, 동시에 오존과 반응물 기체의 반응이 균일하게 이루어지도록 하여 미반응의 오존이 실내에 그대로 배출되지 않도록 하여야 한다.
본 발명은 상술한 종래의 히드록실 라디칼 생성장치의 문제점을 해결하고자 한 것으로서, 사용자가 가정이나 차량 등에서 편리하게 사용할 수 있도록 휴대가 간편한 소형의 장치를 제공함과 동시에, 오존과 반응물 기체의 반응이 균일하게 이루어지도록 하여, 보다 적은 양의 오존 및 반응물을 공급하더라도 히드록실 라디칼의 생성 효율 극대화될 수 있는 공기살균장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 반응에 참여하지 못한 잔량의 오존이 실내에 배출됨으로 인하여 환경이 오염되는 것을 효과적으로 방지할 수 있는 공기살균장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 따른 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치는, 유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버; 오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지; 및 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼이 배출되는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 반응공간부는 상기 유입면부의 중심 및 상기 배출면부의 중심을 연결하는 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되된다. 그리고, 상기 카트리지의 상면이 상기 유입면부의 중앙에 배치되어 상기 반응물 기체가 상기 반응공간부로 유입되고, 상기 오존쳄버에서 생성된 오존이 상기 카트리지의 측벽을 거쳐 상기 유입면부의 가장자리를 통해 상기 반응공간부로 유입된다.
아울러, 상기 배출면부 측에 상기 반응공간부에서 생성된 히드록실 라디칼을 외부로 배출하는 팬이 배치되고, 상기 팬의 중심이 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할되어 형성될 수 있다. 여기서, 상기 격막은 상기 축선에 대하여 수직하게 형성된 것이 바람직하고, 나아가, 상기 격막에 형성된 상기 다수의 오프닝은 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것이 더욱 바람직하다.
다른 측면에서, 본 발명에 따른 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치는, 내부에 중공이 형성되고, 측면에 공기가 유입되는 인렛 및 상부에 히드록실 라디칼이 배출되는 아웃렛이 형성된 케이스; 상기 케이스 내부의 하부에 배치되고, 상기 인렛으로부터 유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버; 상기 오존쳄버 상부에 배치되고, 오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지가 배치되는 중앙브라켓; 및 상기 중앙브라켓 상부에 배치되고, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼을 상기 아웃렛측으로 배출하는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 반응공간부는 상기 유입면부의 중심 및 상기 배출면부의 중심을 연결하는 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되고, 상기 카트리지의 상면이 상기 유입면부의 중앙에 배치되어 상기 반응물 기체가 상기 반응공간부로 유입되며, 상기 오존쳄버에서 생성된 오존이 상기 카트리지의 측벽을 거쳐 상기 유입면부의 가장자리를 통해 상기 반응공간부로 유입되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 중앙브라켓에는, 상기 인렛으로부터 유입된 공기를 상기 오존쳄버로 유도하고, 아울러 상기 오존쳄버에서 형성된 오존이 상기 카트리지 측벽을 경유하여 상기 유입면부의 가장자리로 유입되도록 유도하는 가이드가 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 오존쳄버는, 상면 가장자리에 다수의 관통공이 형성되고, 내부에 상기 관통공으로부터 유입된 공기가 저장되는 오목부가 형성되며, 상기 오목부 하부에 상기 오존발생기가 배치된다.
또한, 상기 오존쳄버는, 상기 오존발생기에서 발생되는 아크방전을 차폐하는 물질로 형성된 것이 바람직하다.
나아가, 상기 오존쳄버의 중심 및 상기 카트리지의 중심은 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 오존쳄버 및 상기 카트리지는 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 배출면부에는 상기 반응공간부에서 생성된 히드록실 라디칼을 외부로 배출하는 팬이 배치되고, 상기 팬의 중심이 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것이 바람직하다.
한편, 상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할될 수 있다. 여기서, 상기 격막은 상기 축선에 대하여 수직하게 형성된 것이 바람직하다. 나아가, 상기 격막에 형성된 상기 다수의 오프닝은 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것이 더욱 바람직하다.
나아가, 상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 제1 오프닝이 형성된 제1 격막 및 다수의 제2 오프닝이 형성된 제2 격막을 포함하고, 상기 제1 격막은 상기 유입면부를 커버하도록 배치되고, 상기 제2 격막은 상기 제1 격막에 형성된 상기 제1 오프닝을 커버하도록 배치될 수 있다.
본 발명은, 사용자가 가정이나 차량 등에서 편리하게 사용할 수 있도록 휴대가 간편한 소형의 장치를 제공함과 동시에, 오존과 반응물 기체의 반응이 균일하게 이루어지도록 하여, 보다 적은 양의 오존 및 반응물을 공급하더라도 히드록실 라디칼의 생성 효율 극대화될 수 있는 공기살균장치를 제공할 수 있다. 특히, 본 발명에 따른 공기살균장치는, 반응에 참여하지 못한 잔량의 오존이 실내에 배출됨으로 인하여 환경이 오염되는 것을 효과적으로 방지할 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기살균장치의 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기살균장치의 내부 구조를 도시한 사시 단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기살균장치의 주요 구성요소들의 배치관계를 도시한 개요적인 단면도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기살균장치를 구동하기 위한 회로부재들의 연결상태를 도시한 블럭도이다.
도 5는 본 발명에 따른 오존쳄버를 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 믹싱쳄버를 도시한 도면으로서, 공기살균장치의 일부를 발췌하여 나타낸 부분 사시 단면도이다.
본 발명에 따른 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치는, 유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버; 오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지; 및 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼이 배출되는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 반응공간부는 상기 유입면부의 중심 및 상기 배출면부의 중심을 연결하는 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되된다. 그리고, 상기 카트리지의 상면이 상기 유입면부의 중앙에 배치되어 상기 반응물 기체가 상기 반응공간부로 유입되고, 상기 오존쳄버에서 생성된 오존이 상기 카트리지의 측벽을 거쳐 상기 유입면부의 가장자리를 통해 상기 반응공간부로 유입된다.
아울러, 상기 배출면부 측에 상기 반응공간부에서 생성된 히드록실 라디칼을 외부로 배출하는 팬이 배치되고, 상기 팬의 중심이 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할되어 형성될 수 있다. 여기서, 상기 격막은 상기 축선에 대하여 수직하게 형성된 것이 바람직하고, 나아가, 상기 격막에 형성된 상기 다수의 오프닝은 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것이 더욱 바람직하다.
다른 측면에서, 본 발명에 따른 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치는, 내부에 중공이 형성되고, 측면에 공기가 유입되는 인렛 및 상부에 히드록실 라디칼이 배출되는 아웃렛이 형성된 케이스; 상기 케이스 내부의 하부에 배치되고, 상기 인렛으로부터 유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버; 상기 오존쳄버 상부에 배치되고, 오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지가 배치되는 중앙브라켓; 및 상기 중앙브라켓 상부에 배치되고, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼을 상기 아웃렛측으로 배출하는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하여 구성될 수 있다.
여기서, 상기 반응공간부는 상기 유입면부의 중심 및 상기 배출면부의 중심을 연결하는 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되고, 상기 카트리지의 상면이 상기 유입면부의 중앙에 배치되어 상기 반응물 기체가 상기 반응공간부로 유입되며, 상기 오존쳄버에서 생성된 오존이 상기 카트리지의 측벽을 거쳐 상기 유입면부의 가장자리를 통해 상기 반응공간부로 유입되는 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 중앙브라켓에는, 상기 인렛으로부터 유입된 공기를 상기 오존쳄버로 유도하고, 아울러 상기 오존쳄버에서 형성된 오존이 상기 카트리지 측벽을 경유하여 상기 유입면부의 가장자리로 유입되도록 유도하는 가이드가 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 오존쳄버는, 상면 가장자리에 다수의 관통공이 형성되고, 내부에 상기 관통공으로부터 유입된 공기가 저장되는 오목부가 형성되며, 상기 오목부 하부에 상기 오존발생기가 배치된다.
또한, 상기 오존쳄버는, 상기 오존발생기에서 발생되는 아크방전을 차폐하는 물질로 형성된 것이 바람직하다.
나아가, 상기 오존쳄버의 중심 및 상기 카트리지의 중심은 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것이 바람직하다.
또한, 상기 오존쳄버 및 상기 카트리지는 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 배출면부에는 상기 반응공간부에서 생성된 히드록실 라디칼을 외부로 배출하는 팬이 배치되고, 상기 팬의 중심이 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것이 바람직하다.
한편, 상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할될 수 있다. 여기서, 상기 격막은 상기 축선에 대하여 수직하게 형성된 것이 바람직하다. 나아가, 상기 격막에 형성된 상기 다수의 오프닝은 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것이 더욱 바람직하다.
나아가, 상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 제1 오프닝이 형성된 제1 격막 및 다수의 제2 오프닝이 형성된 제2 격막을 포함하고, 상기 제1 격막은 상기 유입면부를 커버하도록 배치되고, 상기 제2 격막은 상기 제1 격막에 형성된 상기 제1 오프닝을 커버하도록 배치될 수 있다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세한 설명을 통해 상세히 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 아울러, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
히드록실 라디칼을 생성하는 기본적인 화학반응은 이미 알려져 있으며, 이를 통해 이론적으로 최적의 히드록실 라디칼 생성조건에 맞는 오존 및 반응물 기체의 함량비를 구할 수 있다. 또한, 오존발생기에 공급하는 전압 등을 제어함으로써 오존 생성율을 어느 정도 제어할 수는 있다. 그러나, 이론상의 최적조건에 맞도록 오존 및 반응물 기체의 함량을 정확하게 제어하여 공급하는 것은 실질적으로 불가능하다. 따라서, 가정이나 차량에서 사용하기 위한 소형의 장치를 설계 및 제작함에 있어서, 반응에 참여하지 않은 잔량의 오존이 배출되는 것을 원천적으로 차단하는 것이 곤란하다.
오히려, 본 발명의 발명자는, 다양한 실험을 통해, 반응에 참여하지 않은 잔량의 오존이 배출되는 가장 큰 원인이 믹싱쳄버 내에서 오존과 반응물 기체가 균일하게 혼합되지 못함에 있음을 알게 되었다. 그리하여, 본 발명의 발명자는, 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치를 사용자가 휴대하기 간편하도록 소형으로 제작하면서도, 오존 및 반응물 기체의 반응이 균일하게 이루어질 수 있고, 이를 통해 반응물 기체와 반응하지 않는 잔량의 오존이 실내에 배출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있는 공기살균장치를 설계하게 되었다.
이하, 첨부된 도면들을 참조하여 본 발명의 실시를 위한 구체적인 내용을 설명하도록 한다.
먼저, 도 1에는 본 발명에 따른 공기살균장치의 전체 사시도를 나타내었고, 도 2에는 본 발명에 따른 공기살균장치의 내부를 도시하는 도면으로서 도 1의 I-I 절개선을 따라 바라 본 사시 단면도를 나타내으며, 도 3에는 주요 구성요소들의 배치상태를 개요적으로 도시한 개략적인 단면도이다. 도 1 내지 도 3을 통해, 본 발명에 따른 공기살균장치의 내부 구조물을 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 공기살균장치는, 내부에 중공이 형성되고, 측면에 공기가 유입되는 인렛(110) 및 상부에 히드록실 라디칼이 배출되는 아웃렛(120)이 형성된 케이스(100)를 포함한다. 여기서, 케이스(100)는, 상부 케이스(101), 중앙 케이스(103) 및 하부 케이스(102)를 포함하여 구성될 수 있고, 이들 각각의 케이스(101 내지 103)들이 서로 분리되어 형성되며, 서로 끼워맞춤에 의해 결합될 수 있다. 특히, 중앙 케이스(103)에는 외측 가장자리를 따라 다수의 관통홀이 형성되고, 이 관통홀들은 케이스 조립체 내부에 형성된 중공의 공간으로 외부 공기(A1)가 유입되는 인렛(110)으로 기능한다. 또한, 상부 케이스(101)의 상단에는 개구가 마련되고, 이 개구는 본 발명에 따른 공기살균장치에서 생성된 히드록실 라디칼이 배출되는 아웃렛(120)으로 기능한다. 본 실시예에서는 케이스가 3개의 부품으로 형성된 예를 예시하였으나, 편의상 1개 또는 2개의 케이스로 구성되어 서로 조립 또는 분해 가능하도록 마련될 수 있다.
케이스 내부에는 오존쳄버를 구성하는 오존쳄버 하우징(201 및 202)이 배치된다. 오존쳄버 하우징(201 및 202)은 케이스 하부에 배치되는 것이 바람직하다. 상부 하우징(201) 및 하부 하우징(202)이 서로 체결 및 분리 가능하게 형성될 수 있다. 여기서, 상부 하우징(201)의 상면 가장자리에는 다수의 관통공(210)이 형성된다. 그리고, 상부 및 하부 하우징(201 및 202)의 체결에 의해 내부에 오목한 공간부(이하, '오목부'라 함)가 형성되며, 이 오목부에는 관통공(210)으로부터 유입된 공기가 일정시간 잔류할 수 있도록 측면부 및 바닥부가 최대한 밀폐되도록 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 이 오목부에는 오존발생기(220)가 배치되는데, 상부 및 하부 하우징(201 및 202)은 오존발생기(220)에서 발생되는 아크방전을 차폐하는 물질로 형성되는 것이 바람직하다. 예컨대, 오존쳄버 하우징(201 및 202)은 절연성 합성수지재로 형성될 수 있다.
이와 같이, 오존쳄버(200)는, 상부에 형성된 관통공(210)을 통해 공기가 유입됨과 동시에, 오존발생기(220)에 의해 생성된 오존이 관통공(210)을 통해 배출되는 구조를 갖는다. 즉, 오존쳄버(200)는 일측만이 관통공(210)에 의해 개방되어 있어서, 관통공(210)으로 유입된 공기가 충분한 시간 동안 오목부에 잔류하게 되고, 따라서 오존발생기(220)에서 발생된 아크방전을 통한 오존 생성 효율이 극대화될 수 있다. 여기서, 오존발생기(220)로는, 예컨대 코로나 방전 오존발생기 등과 같이 전기 드라이브 오존발생기를 이용할 수 있고, 바람직하게는 공기를 이온화하는 오존발생기일 수 있다. 또한, 오존발생기는 음이온을 발생시킬 수 있는 이오나이저(Ionizer)로 기능할 수 있다.
오존쳄버(200)의 상부에는 카트리지(300)가 배치된다. 카트리지(300)는 내부에는 오존과 반응하여 히드록실 라디칼을 생성하는 반응물 기체의 공급원인 반응물이 수용된다. 여기서, 반응물은 자연 증발 등에 의해 기화되어 카트리지(300) 외부로 배출된 후, 오존과 반응함으로써 히드록실 라디칼을 생성하는 물질로서, 예컨대 과산화수소수(H2O2) 또는 탄화수소계 방향족 물질인 올레핀(Olefin)이 사용될 수 있다. 적절한 올레핀으로는, 테레핀(Terpentine), 알파-테르피넨(Alpha-Terpinene), 감마-테르피넨(Gamma-Terpinene), 델타-리모넨(Delta-Limonene), 밀센(Myrcene), 펜텐(Pentene), 시클로헥센(Cyclohexene), 부텐(Butene) 등이 있다.
카트리지(300)는 사용자가 교체 가능하도록 설치되는 것이 바람직하다. 그리고, 카트리지(300)는 오존쳄버(200) 상부에 배치된 중앙브라켓(400) 내부에 배치되는 것이 바람직하다. 특히, 중앙브라켓(400)에는, 인렛(110)으로부터 유입된 공기(A1)를 오존쳄버(200)로 유도하고, 아울러 오존쳄버(200)에서 형성된 오존이 카트리지(300) 측벽을 경유하여, 유입면부(501)의 가장자리로 유입되도록 유도하는 가이드가 형성된 것이 바람직하다. 즉, 중앙브라켓(400)의 가장자리에는 유입된 공기가 하부에 배치된 오존쳄버(200) 측으로 유입되도록 하는 제1 가이드편(401)이 형성될 수 있다. 그리고, 케이스(100)의 내벽과 소정의 간격을 두고 이격되어 하향으로 연장된 제2 가이드편(402)이 형성될 수 있다. 특히, 제2 가이드편(402)은 중앙브라켓(400) 내측에 배치되는 카트리지(300)의 측벽과 이격되어 형성되는 것이 바람직하다. 제2 가이드편(402) 및 카트리지(300) 측벽으로 이루어지는 통로는, 오존쳄버(200)에서 생성된 오존이 믹싱쳄버(500) 내부로 유입되게 하는 관로로서 기능하게 된다.
한편, 믹싱쳄버(500)는 중앙브라켓(400) 상부에 배치된 믹싱쳄버 하우징(510)을 통해 마련된다. 여기서, 믹싱쳄버(500)는, 오존쳄버(200)로부터 유입된 오존과 카트리지(300)로부터 증산된 반응물 기체가 서로 혼합되어 반응을 일으키는 공간으로서 기능한다. 더 자세하게는, 믹싱쳄버(500)는, 오존 및 반응물 기체가 유입되는 유입면부(501)와, 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼을 아웃렛(120)으로 배출하는 배출면부(502)와, 유입면부(501) 및 배출면부(502)를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부(503)를 포함하여 구성될 수 있다. 즉, 믹싱쳄버(500)는, 그 양단이 개방된 관 형상으로 형성될 수 있으며, 중앙브라켓(400) 측에 연접하는 개방면을 유입면부(501)로 하고, 케이스(100)의 상단에 형성된 아웃렛(120) 측에 연접하는 개방면을 배출면부(502)로 하여 형성될 수 있다.
특히, 반응공간부(503)는, 유입면부(501)의 중심 및 배출면부(502)의 중심을 연결하는 축선(C)을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 가상평면은 도 3에 도시한 축선(C)을 포함하는 평면으로서, 일례로 축선(C)를 포함하면서 도 3의 지면(紙面)에 대하여 수직한 평면일 수 있다. 이때, 카트리지(300)의 상면은 유입면부(501)의 중앙에 배치되어 반응물 기체(B)가 반응공간부(503)로 유입된다. 또한, 오존쳄버(200)에서 생성된 오존은 카트리지(300)의 측벽을 거쳐 유입면부(501)의 가장자리를 통해 반응공간부(503)로 유입된다. 이를 위해, 믹싱쳄버 하우징(510)에는 유입면부(501) 중앙에서 카트리지(300)의 상부와 체결가능한 거치구(511)가 마련되고, 거치구(511)의 둘레에 오존이 유입되는 다수의 통기구(512)가 마련된다.
한편, 다른 실시예로서, 반응공간부(503)에 의해 형성된 공간은, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할될 수 있다. 예컨대, 도 6에서 보듯이, 반응공간부(503)는 제1 격막(520) 및 제2 격막(530)에 의해 복수의 공간으로 분할될 수 있다. 이렇게 반응공간부(503)를 복수의 공간으로 분할하면 오존 및 반응물 기체의 혼합을 더 원할하게 유도할 수 있다. 특히, 제1 격막(520) 및 제2 격막(530)은 각각 축선(C)에 대해 수직하게 형성되는 것이 바람직하다. 여기서, 제1 격막(520)은 유입면부(501)를 커버하도록 형성되는데, 커트리지(300)의 배출구(330)로부터 유입되는 반응물 기체 및 통기구(512)를 통해 유입되는 오존이 제1 격막(520)에 의해 형성되는 공간에서 먼저 혼합된 후, 제1 오프닝(521)을 통해 배출된다. 또한, 제2 격막(530)은 제1 오프닝(521)을 커버하도록 형성된다. 제1 격막(520)에 의해 형성된 공간에서 서로 반응하지 못한 오존 및 반응물 기체는, 제2 격막(530)에 의해 형성된 공간에서 혼합될 수 있으므로, 미반응의 오존 및 반응물 기체의 잔량이 최소화될 수 있다.
특히, 제1 격막(520) 및 제2 격막(530)은 축선(C)에 대해 수직하게 형성되는 것이 바람직하고, 나아가 제1 오프닝(521) 및 제2 오프닝(531)은 축선(C)을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다. 더 나아가, 제1 오프닝(521) 및 제2 오프닝(531)은 축선(C)를 기준으로 한 수직선 상에서 서로 중첩되지 않도록 배치되는 것이 더욱 바람직하다. 이러한 배치는, 팬에 의해 흡입되는 압력으로 제1 격막(520)에 의해 형성된 공간 및 제2 격막(530)에 의해 형성된 공간 내에서 각각 와류가 형성되게 한다. 따라서, 오존 및 반응물 기체가 더욱 원활하게 혼합되어 히드록실 라디칼의 생성율이 극대화될 수 있고, 동시에 미반응의 오존 잔량이 최소화될 수 있다.
한편, 카트리지(300)는 그 상면에 배출구(330)가 마련되고, 이 배출구(330)에는 반응물(310)로부터 증산된 반응물 기체(B)가 통과하여 외부로 배출되게 하는 멤브레인(320)이 마련된다. 여기서, 멤브레인(320)은 액체는 통과시키지 않으면서 기체만 선택적으로 통과시킬 수 있는 통기성 필름으로서, 예컨대 PET(Polyethylene Terephthalate), PE(Polyethylene), 다공성 테프론 등과 같은 합성수지를 이용할 수 있다.
다음으로, 도 2 및 도 4를 참조하여, 본 발명에 따른 공기살균장치를 구동하기 위한 회로부를 설명하면 다음과 같다.
먼저, 오존쳄버(200) 아래에 전원단자(611)를 통해 입력된 전원을 각각의 회로부재에 공급하는 전원공급회로부(610)가 배치된다. 그리고, 전원공급회로부(610)와 소정의 간격으로 이격되도록 고전압회로부(620)가 배치된다. 여기서, 전원공급회로부(610) 및 고전압회로부(620)는 각각 별도의 PCB로 마련될 수 있다. 고전압 발생에 따른 전기적 간섭을 피하기 위해, 전원공급회로부(610)를 구성하는 PCB 및 고전압회로부(620)를 구성하는 PCB는 소정의 간격으로 서로 이격되어 배치되는 것이 바람직하다. 아울러, 고전압회로부(620)는 오존쳄버(200) 내에 배치된 오존발생기(220)에 고전압을 공급한다. 상술하였듯이, 오존쳄버(200)는 측면 및 하부가 밀폐구조로서 오존발생기(220)에서 발생된 아크방전을 차폐하도록 형성되며, 이를 통해 오존쳄버(200) 아래에 배치된 고전압회로부(620) 및 전원공급회로부(610)가 아크방전에 의해 손상되는 것이 방지될 수 있다.
한편, 카트리지(300)와 인접하게 카트리지 장착 센서(630)가 배치될 수 있고, 이를 통해 카트리지(300)가 장착 여부를 식별한다. 카트리지(300)가 장착되지 않은 경우, 반응물 기체 및 오존의 반응이 일어나지 않게 되므로, 오존발생기(220)에서 생성된 오존이 그대로 외부에 배출될 수 있다. 이 경우 오존에 의한 환경오염이 유발될 수 있다. 카트리지 장착 센서(630)는, 카트리지(300)가 미장착된 상태인 경우, 자동으로 고전압회로부(620)로 공급되는 전력이 차단되도록 함으로써, 미반응의 오존이 그대로 외부에 배출되는 것을 원천적으로 방지한다.
그리고, 케이스(100) 상부에는 사용자가 장치를 제어하도록 하는 스위치(642)와 연결된 제어회로부(640)가 배치된다. 제어회로부(640)는 사용자가 장치를 온(On)시키는 경우, 전원공급회로부(610), 팬 모듈(650), LED 표시부(641)를 구동한다. LED 표시부(641)는 장치가 사용 상태임을 사용자에게 알리는 기능을 수행함과 동시에 장치 외관의 심미감을 향상시킨다. 아울러, 팬 모듈(650)은 케이스(100) 상부에 배치되되, 믹싱쳄버(500)의 배출면부(503) 측에 배치된다. 팬 모듈(650)은 케이스(100)의 가장자리에 진동을 흡수하는 완충부재(미도시)를 개재하여 설치되는 것이 바람직하다.
상술한 본 발명에 따른 공기살균장치를 구성하는 각 구조물 및 회로부재는, 공기살균장치의 부피가 최소화될 수 있으면서 동시에 히드록실 라디칼의 생성 효율이 극대화될 수 있도록 설계되어 있다. 특히, 오존 및 반응물 기체의 반응 효율이 극대화되기 위해서는 믹싱쳄버(500)로 유입되는 오존 및 반응물 기체가 일측으로 편중되지 않고 균일해야 한다. 믹싱쳄버(500)의 반응공간부(503)로 유입되는 오존을 함유하는 공기의 유속이 균일하지 않거나, 오존 및 반응물 기체가 혼합되는 영역이 반응공간부(503) 내에서 일측으로 편중된 경우, 반응에 참여하지 못한 오존이 외부로 배출됨에 따라 환경오염이 야기될 수 있다.
상술한 구조로 형성된 본 발명에 따른 공기살균장치는, 믹싱쳄버(500) 내로 유입되는 오존 및 반응물 기체가 균일하게 혼합될 수 있고, 그리하여 오존발생기(200)에서 생성되는 오존량을 최소화하고 동시에 반응물 기체의 증산량을 최소화하면서도, 항상 일정량의 히드록실 라디칼이 생성 및 배출되게 한다. 즉, 믹싱쳄버(500)의 유입면부(501) 중앙부에서 카트리지(300) 상부의 배출구를 통해 반응물 기체(B)가 유입되고, 유입면부(501)의 가장자리에서 오존을 함유한 공기(A2)가 유입되므로, 반응물 기체 및 오존이 항상 균일하게 혼합될 수 있다. 또한, 오존쳄버(200)에서 생성된 오존은, 중앙브라켓(400) 및 카트리지(300) 측벽으로 구성된 관로를 통해 반응공간부(503)로 유입되는데, 이 관로는 유입면부(501)의 중심을 기준으로 대칭되게 형성되어 있으므로, 반응공간부(503)로 유입되는 오존이 반응물 기체와 균일하게 혼합될 수 있다.
나아가, 믹싱쳄버(500)로 유입되는 오존의 유입경로 및 반응물 기체의 유입경로가 서로 대칭되게 하기 위하여, 오존쳄버(200)의 중심 및 카트리지(300)의 중심은 축선(C)과 실질적으로 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 또한, 오존쳄버(200) 및 카트리지(300)는 축선(C)을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 도 5에서 보듯이, 오존쳄버(200)에 형성된 관통공(210)은 축선(C)를 포함하는 적어도 하나의 가상평면에 대칭되게 형성되는 것이 바람직하다. 또한 카트리지(300)에 형성된 배출구(330)는 축선(C)에 실질적으로 일치하도록 배치되는 것이 바람직하다. 아울러, 배출면부(502) 측에 배치된 팬(650)의 중심이 축선(C)과 실질적으로 일치하도록 배치된 것이 바람직하다.
오존쳄버(200)에 유입되는 공기의 유속이 너무 빠르면 오존발생기(220)에 의한 오존의 생성율이 저하된다. 본 발명에 따른 오존쳄버(200)는, 상부 및 하부 하우징(201 및 202)에 의해 마련되는 오목부가 유입된 공기가 일정 시간 잔류하도록 형성된다. 즉, 도 5에서 보듯이, 관통공(210)이 오존쳄버(200)의 상면 일측에 형성되어 있으므로, 오목부 내부에서 공기의 흐름이 빠르지 않게 된다. 이러한 구조를 통해 오존 생성율을 극대화할 수 있다. 또한, 관통공(210)은 외측으로 돌출된 슬리브(211) 구조로 형성되는데, 이는 사용자가 카트리지(300)를 교체하는 중에, 오존쳄버(200) 내부에 배치된 오존발생기(220)의 침상 전극(221)이 손상되는 것을 방지한다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 설명하였으나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위 내에서 변형된 형태로 구현할 수 있을 것이다. 그러므로 여기서 설명한 본 발명의 실시예는 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 하고, 본 발명의 범위는 상술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (16)

  1. 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치에 있어서,
    유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버;
    오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지;
    상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼이 배출되는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하고,
    상기 반응공간부는 상기 유입면부의 중심 및 상기 배출면부의 중심을 연결하는 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되고,
    상기 카트리지의 상면이 상기 유입면부의 중앙에 배치되어 상기 반응물 기체가 상기 반응공간부로 유입되고,
    상기 오존쳄버에서 생성된 오존이 상기 카트리지의 측벽을 거쳐 상기 유입면부의 가장자리를 통해 상기 반응공간부로 유입되는 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 배출면부 측에 상기 반응공간부에서 생성된 히드록실 라디칼을 외부로 배출하는 팬이 배치되고, 상기 팬의 중심이 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 격막은 상기 축선에 대하여 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 격막에 형성된 상기 다수의 오프닝은 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  6. 히드록실 라디칼을 생성 및 배출하는 공기살균장치에 있어서,
    내부에 중공이 형성되고, 측면에 공기가 유입되는 인렛 및 상부에 히드록실 라디칼이 배출되는 아웃렛이 형성된 케이스;
    상기 케이스 내부의 하부에 배치되고, 상기 인렛으로부터 유입된 공기로부터 오존을 생성하는 오존발생기가 배치된 오존쳄버;
    상기 오존쳄버 상부에 배치되고, 오존과 반응하는 반응물 기체를 공급하는 카트리지가 배치되는 중앙브라켓; 및
    상기 중앙브라켓 상부에 배치되고, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 유입되는 유입면부와, 상기 오존 및 상기 반응물 기체가 반응하여 생성되는 히드록실 라디칼을 상기 아웃렛측으로 배출하는 배출면부와, 상기 유입면부 및 상기 배출면부를 제외한 측면이 밀폐된 반응공간부가 형성된 믹싱쳄버;를 포함하고,
    상기 반응공간부는 상기 유입면부의 중심 및 상기 배출면부의 중심을 연결하는 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성되고,
    상기 카트리지의 상면이 상기 유입면부의 중앙에 배치되어 상기 반응물 기체가 상기 반응공간부로 유입되고,
    상기 오존쳄버에서 생성된 오존이 상기 카트리지의 측벽을 거쳐 상기 유입면부의 가장자리를 통해 상기 반응공간부로 유입되는 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 중앙브라켓에는, 상기 인렛으로부터 유입된 공기를 상기 오존쳄버로 유도하고, 아울러 상기 오존쳄버에서 형성된 오존이 상기 카트리지 측벽을 경유하여 상기 유입면부의 가장자리로 유입되도록 유도하는 가이드가 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  8. 제 6 항에 있어서,
    상기 오존쳄버는, 상면 가장자리에 다수의 관통공이 형성되고, 내부에 상기 관통공으로부터 유입된 공기가 저장되는 오목부가 형성되며, 상기 오목부 하부에 상기 오존발생기가 배치된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  9. 제 6 항에 있어서,
    상기 오존쳄버는, 상기 오존발생기에서 발생되는 아크방전을 차폐하는 물질로 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  10. 제 6 항에 있어서,
    상기 오존쳄버의 중심 및 상기 카트리지의 중심은 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  11. 제 6 항에 있어서,
    상기 오존쳄버 및 상기 카트리지는 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 배출면부 측에 상기 반응공간부에서 생성된 히드록실 라디칼을 외부로 배출하는 팬이 배치되고, 상기 팬의 중심이 상기 축선과 실질적으로 일치하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  13. 제 6 항에 있어서,
    상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 오프닝이 형성된 적어도 1개의 격막에 의해 분할된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  14. 제 13 항에 있어서,
    상기 격막은 상기 축선에 대하여 수직하게 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  15. 제 13 항에 있어서,
    상기 격막에 형성된 상기 다수의 오프닝은 상기 축선을 포함하는 적어도 하나의 가상평면을 기준으로 대칭되게 형성된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
  16. 제 6 항에 있어서,
    상기 믹싱쳄버 내의 상기 반응공간부는, 다수의 제1 오프닝이 형성된 제1 격막 및 다수의 제2 오프닝이 형성된 제2 격막을 포함하고, 상기 제1 격막은 상기 유입면부를 커버하도록 배치되고, 상기 제2 격막은 상기 제1 격막에 형성된 상기 제1 오프닝을 커버하도록 배치된 것을 특징으로 하는, 공기살균장치.
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