WO2022071724A1 - 공기청정기 - Google Patents

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WO2022071724A1
WO2022071724A1 PCT/KR2021/013255 KR2021013255W WO2022071724A1 WO 2022071724 A1 WO2022071724 A1 WO 2022071724A1 KR 2021013255 W KR2021013255 W KR 2021013255W WO 2022071724 A1 WO2022071724 A1 WO 2022071724A1
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WO
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corona discharge
air
ozone
peltier element
unit
Prior art date
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PCT/KR2021/013255
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Inventor
김현욱
안병호
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주식회사 쎄이프인도어에어
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Publication date
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    • F24F11/74—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity
    • F24F11/77—Control systems characterised by their outputs; Constructional details thereof for controlling the supply of treated air, e.g. its pressure for controlling air flow rate or air velocity by controlling the speed of ventilators
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    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B30/00—Energy efficient heating, ventilation or air conditioning [HVAC]
    • Y02B30/70—Efficient control or regulation technologies, e.g. for control of refrigerant flow, motor or heating

Definitions

  • the present invention relates to an air purifier, and more particularly, to an air purifier that inhales, removes and sterilizes viruses, bacteria and fine dust that float in the room and cause infection.
  • the novel coronavirus (so-called COVID-19, Corona 19), which has recently become a big problem due to a global pandemic, is a virus whose genetic information is composed of ribonucleic acid (RNA). The point is that mutations occur easily in the process of replicating genetic information to increase the number of viruses.
  • the novel coronavirus is known as a virus with much greater pathogenicity than not only ordinary bacteria but also DNA viruses.
  • existing air purifiers have several stages of filters at the inlet side to filter out dust particles, bacteria, and viruses in the air, and use ultraviolet (UV) and photocatalysts in combination to remove viruses and sterilize bacteria.
  • UV ultraviolet
  • photocatalysts in combination to remove viruses and sterilize bacteria.
  • novel coronavirus can be adsorbed to various filters and activated for up to 10 days, so that these activated viruses can stick to the human body or spread into the air to cause infection.
  • an air purifier that does not emit ozone has been developed.
  • an air purifier that uses water to remove ozone it takes a long time to decompose ozone and maintenance of the tank is inconvenient, so the commerciality as an independent installation product is lowered and ozone is removed.
  • an air purifier using activated carbon it is difficult to quickly process a large amount of indoor air, and a pre-filter is installed on the air intake side, so there is a risk of infection due to adsorption of the novel coronavirus.
  • Corona discharge is a discharge in which the surrounding gas is ionized locally only in the area where the electric field is concentrated before reaching the final form of discharge such as arc discharge or spark discharge (before a short circuit occurs between two points where voltage is applied) to form a plasma and emit light
  • the distribution of the discharge plasma is formed in the needle-shaped electrode part, so even when the electrodes are densely arranged, there is no discharge stream between the electrodes, and untreated air leakage There is a problem that this occurs.
  • the Peltier effect device is an electronic device using the Peltier effect and is also called an electronic cooling device. It refers to the phenomenon of endothermic (cooling).
  • the present invention was devised to solve the problems of the existing air purifier, and an object of the present invention is to provide an air purifier capable of actively controlling the amount of ozone, a toxic gas, while effectively removing and killing viruses, bacteria and fine dust.
  • Another object of the present invention is to provide an air purifier capable of preventing infection by adsorption of novel coronavirus by not using any filter on the inlet side.
  • Another object of the present invention is to control the discharge current to control the amount of ozone generated and at the same time to thermally decompose and remove the generated ozone, thereby greatly improving the efficiency of ozone removal and packaging the equipment to provide an air purifier that greatly improves commercial feasibility will do
  • the present invention provides an air purifier that thermally decomposes and removes ozone generated by corona discharge in an air purifier using corona discharge.
  • the heat of the air from which ozone has been removed by the thermal decomposition is removed using a Peltier element.
  • the present invention provides an air purifier using corona discharge, the air purifier comprising: a suction port through which indoor air is sucked; a sensor unit for checking the state of the indoor air being sucked in; a corona discharge unit that incinerates, collects and removes viruses, bacteria and fine dust in the air by corona discharge; a hot wire ozone removal unit for thermally decomposing and removing ozone generated from the corona discharge unit; a Peltier element heat conduction unit for removing the heat of the air subjected to thermal decomposition in the hot wire ozone removal unit; a blower fan that sucks in indoor air and provides power to discharge it after purification; It provides an air purifier comprising a control unit for controlling the speed of the blower fan and the discharge current of the corona discharge unit from the measured value of the indoor air of the sensor unit.
  • the corona discharge unit is composed of a corona discharge module in which a wire negative electrode made of a nickel-chromium wire in the form of a fine single wire is arranged to overlap in the air flow direction while being perpendicular to the air flow direction.
  • the corona discharge module is configured to overlap in a stacked form of positive electrode 1, wire negative electrode 1, positive electrode 2, wire negative electrode 2, positive electrode 3, wire negative electrode 3, and positive electrode 4, so that the distance between the positive electrode and the wire negative electrode can be narrowed. .
  • the Peltier element ice conduction unit comprises a Peltier element, a Peltier element heat dissipation conduction fin, a Peltier element low temperature thermal conduction fin, a heat conduction plate, a low temperature junction portion, and a high temperature junction portion.
  • the Peltier element ice conduction unit arranges the Peltier element heat dissipation conduction fins at the front end of the hot wire ozone removing unit, and the Peltier element low temperature heat conduction pins at the rear end of the hot wire ozone remover unit.
  • the present invention provides an air purifier in which a HEPA filter is further installed at the rear end of the Peltier element heat conduction unit 500 and at the front end of the blower fan 600 .
  • the air purifier according to the present invention has the effect of actively controlling the amount of ozone, which is a toxic gas, while effectively removing and killing viruses, bacteria and fine dust.
  • the air purifier according to the present invention has the effect of preventing infection by adsorption of the novel coronavirus by not using any filter on the inlet side.
  • the air purifier according to the present invention controls the discharge current to control the amount of ozone generated and at the same time removes the generated ozone by thermal decomposition, thereby greatly improving the efficiency of ozone removal and packaging the equipment to increase the commerciality of the indoor air purifier. has the effect of greatly enhancing it.
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an internal structure of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a corona discharge module of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a perspective view of a wire negative electrode of a corona discharge module of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view of a positive electrode of a corona discharge module of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a side conceptual view of a corona discharge module of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a D-D cross-sectional view of FIG.
  • FIG. 7 is an air flow diagram in a corona discharge module of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a heat ray ozone removal unit and a Peltier element heat conduction unit of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is an air flow diagram in the heat ray ozone removal unit and the Peltier element heat conduction unit of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a firmware flowchart illustrating a control process of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • Peltier element 520 Peltier element heat dissipation conductive fin
  • control unit 700 control unit
  • FIG. 1 is a conceptual diagram of an internal structure of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • the air purifier according to an embodiment of the present invention has an indoor air intake 100 , a sensor unit 200 , a corona discharge unit 300 , a hot wire ozone removal unit 400 , and a Peltier element heat conduction unit 500 . , a blower fan 600 , a control unit 700 , and a clean air outlet 800 .
  • the corona discharge unit 300 As the indoor air sucked by the blower fan 600 passes through the corona discharge unit 300, viruses, bacteria and fine dust in the air are incinerated, and the corona discharge unit 300 ) is collected and removed by the positive electrode (dust collecting plate).
  • a low concentration ozone sensor 210, a temperature and humidity sensor 220, and a fine dust sensor are located on the intake 100 side to check the state of indoor air sucked from the indoor air intake port 100.
  • the indoor ozone concentration exceeds the reference value (0.05 ppm or less)
  • the speed of the blower fan 600 is reduced and the discharge current of the corona discharge unit 300 is controlled to be lowered.
  • the air purifier removes ozone generated by the corona discharge unit 300 by thermal decomposition in the hot wire ozone removal unit 400, and the air heated by thermal decomposition is the Peltier element heat conduction unit 500 of the After passing through the Peltier element low-temperature heat conduction fin 530 to remove heat, it is discharged into the room through the clean air outlet 800 .
  • the air purifier additionally installs an ultra-fine dust collection filter such as a HEPA filter (not shown) at the rear end of the Peltier element heat conduction unit 500 and the front end of the blower fan 600, After removing the ultrafine dust that has not been removed from all 300 , it may be discharged into the room.
  • an ultra-fine dust collection filter such as a HEPA filter (not shown) at the rear end of the Peltier element heat conduction unit 500 and the front end of the blower fan 600, After removing the ultrafine dust that has not been removed from all 300 , it may be discharged into the room.
  • FIG. 2 is a partially exploded perspective view of a corona discharge module of an air purifier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is a perspective view of a wire negative electrode of the corona discharge module
  • FIG. 4 is a perspective view of a positive electrode of the corona discharge module
  • FIG. 5 is a schematic side view of a corona discharge module
  • FIG. 6 is a D-D cross-sectional view of FIG. 5
  • FIG. 7 is an air flow diagram within the corona discharge module.
  • the corona discharge module 310 of the air purifier according to an embodiment of the present invention is provided with a wire negative electrode made of a nickel-chromium wire in the form of a fine single wire, and the negative electrode of the wire is perpendicular to the flow direction of the air while the air flows are arranged to overlap in the direction.
  • the corona discharge module 310 of the air purifier has a positive electrode 1 (311), a wire negative electrode 1 (312), a positive electrode 2 (313), a wire negative electrode 2 (314), a positive electrode 3 (315),
  • the wire negative electrode 3 (316) and the positive electrode 4 (317) are superimposed in a stacked configuration so that a large amount of indoor air can be treated at the same time, and the distance between the positive electrode and the wire negative electrode can be narrowed, so that even at a relatively low voltage for discharging corona discharge can be induced, and the amount of ozone generated can be effectively controlled by arbitrarily adjusting the applied voltage and current for discharge.
  • the corona discharge module 310 of the air purifier arranges the wire negative electrodes to overlap on the same plate, so that even if the discharge current is reduced to reduce the amount of ozone generated, new corona virus, fine dust, etc. It can be efficiently incinerated by passing through the discharge stream double or triple, and can be collected on the positive electrode (collecting plate).
  • FIG. 8 is a conceptual diagram of a hot wire ozone removing unit and a Peltier element heat conduction unit of an air purifier according to an embodiment of the present invention, and FIG. is the airflow.
  • the Peltier element polarization part 500 of the air purifier is a Peltier element 510, a Peltier element heat dissipation conduction fin 520, a Peltier element low temperature heat conduction fin 530, a heat conduction plate 540, a low temperature A junction 550 and a high-temperature junction 560 are included.
  • the Peltier element ice conduction unit 500 of the air purifier when a current flows through the Peltier element 510, the low-temperature junction part 550 absorbs heat to cool the target object, and the high-temperature junction part 560 is It has a function of dissipating the heat absorbed by the low-temperature junction part 550 to transfer heat to the target object.
  • the Peltier element heat conduction unit 500 of the air purifier effectively dissipates heat from the high-temperature junction 560, the cooling efficiency of the low-temperature junction 550 increases, so an embodiment of the present invention
  • the Peltier element heat dissipation conductive fin 520 of the high-temperature junction 560 is disposed at the front end of the hot wire ozone removal unit 400, and the corona discharge unit 300 is treated.
  • the air purifier arranges the Peltier element heat dissipation conduction fin 520 of the Peltier element ice conduction unit 500 at the front end of the hot wire ozone removal unit 400, and the Peltier element low temperature heat conduction fin 530 ) at the rear end of the hot wire ozone removing unit 400 to properly preheat the air treated by the corona discharge unit 300 before sending it to the hot wire ozone removing unit 400, and at the same time, the hot wire ozone removing unit 400
  • the air heated by the heating wire 410 can be cooled to an appropriate temperature and released into the room.
  • the air purifier measures the temperature of the indoor air sucked with a temperature sensor installed on the suction port 100 side, and when the measured indoor air temperature is lowered to some extent (especially in winter), the Peltier element heat conduction unit It is controlled to stop the operation of the 500 to reduce unnecessary power wastage.
  • FIG. 10 is a firmware flowchart illustrating a control process of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • control process of the air purifier according to an embodiment of the present invention is performed as follows.
  • the air purifier according to the present invention effectively removes and kills viruses, bacteria, and fine dust that float in the room and cause infection, while controlling the amount of ozone, which is a poisonous gas, and at the same time pyrolyzing and removing the generated ozone, resulting in ozone removal efficiency. This is greatly improved and the equipment is packaged and has applicability in the health industry.

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Abstract

본 발명은 실내에 부유하여 감염을 일으키는 바이러스, 세균 및 미세먼지를 흡입하여 효과적으로 제거·사멸시키면서 유독기체인 오존의 발생량을 능동적으로 제어할 수 있는 공기청정기에 관한 것으로, 본 발명에 따른 공기청정기는 코로나 방전에 의해 발생되는 오존을 열분해하여 제거하고, 상기 열분해처리된 공기의 열기는 펠티에 소자를 이용하여 제거한다.

Description

공기청정기
본 발명은 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내에 부유하여 감염을 일으키는 바이러스, 세균 및 미세먼지를 흡입하여 제거 및 살균하는 공기청정기에 관한 것이다.
최근 전세계 유행병(pandemic)으로 큰 문제가 되고 있는 신종 코로나 바이러스(속칭 COVID-19, 코로나 19)는 유전정보가 리보핵산(RNA)으로 이루어진 바이러스로서, RNA 바이러스의 가장 큰 특징은 체내에 침투한 뒤 바이러스를 늘리기 위해 유전정보를 복제하는 과정에서 돌연변이가 잘 일어난다는 점이다.
이러한 특성으로 인하여 신종 코로나 바이러스는 병원성이 일반 세균뿐만 아니라 DNA 바이러스보다 훨씬 큰 바이러스로 알려져 있다.
한편, 기존의 공기청정기는 흡입구쪽에 여러 단계의 필터를 구비하여 공기 중의 먼지 입자나 세균, 바이러스 등을 걸러내는 구조에 자외선(UV)·광촉매 등을 병용하여 바이러스의 제거 및 세균류를 멸균하고 있으나, 제거효과 등이 극히 미미하고 완전제거를 위해서는 실내공기를 여러번 재흡입 처리해야 하는 문제가 있다.
특히, 신종 코로나 바이러스는 각종 필터에 흡착되어 최장 10일간 활성화될 수 있어, 이러한 활성화 바이러스가 인체에 달라붙거나 공기 중으로 확산되어 감염을 일으킬 수 있다.
또한, 기존의 공기청정기는 고압방전에 의한 집진 및 바이러스 제거과정에서 필연적으로 오존(O3)과 음이온을 발생시키는데, 오존은 적당한 양이 공기 중에 포함되어 있으면 나쁜 냄새를 제거하는 등, 쾌적한 실내환경을 유지하는데 도움이 되지만 일정기준치를 초과하면 인체에 대단히 유해한 것으로 알려져 있다.
이에 따라 오존을 방출하지 않는 공기청정기가 개발되었는데, 오존 제거에 물을 사용하는 공기청정기의 경우, 오존을 분해하는데 장시간이 소요되고 수조의 유지관리가 불편하여 독립 설치제품으로서의 상품성이 떨어지고, 오존 제거에 활성탄을 사용하는 공기청정기의 경우, 대량의 실내공기를 신속하게 처리하기 어려우며 공기 흡입쪽에 프리필터가 설치되어 있어 신종 코로나 바이러스의 흡착에 의한 감염의 우려가 있다.
코로나 방전은 아크 방전이나 불꽃 방전과 같은 방전의 최종형태에 도달하기 전에(전압이 가해진 두 지점 간에 단락이 일어나기 전에) 전계가 집중된 부위에만 국부적으로 주변 기체가 이온화되어 플라즈마를 형성하며 발광하게 되는 방전형태를 말하는데, 코로나 방전에 사용되는 일반적인 침 형태의 음전극은 방전 플라즈마의 분포가 침상의 전극 부분에 형성되어 전극을 조밀하게 배치하더라도 전극 간의 방전 스트림(stream)이 없는 빈공간으로 미처리된 공기의 누설이 발생하는 문제점을 가진다.
본 발명에 따른 펠티에 소자(Peltier effect device)는 펠티에 효과를 이용한 전자소자로서 전자냉각소자라고도 하며, 펠티에 효과란, 어떤 종류의 금속을 짝지어 전류를 흐르게 하면 한쪽 접점은 발열하고, 다른쪽 접점은 흡열(냉각)하는 현상을 말한다.
본 발명은 기존 공기청정기의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 바이러스, 세균 및 미세먼지를 효과적으로 제거·사멸시키면서 유독기체인 오존의 발생량을 능동적으로 제어할 수 있는 공기 청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 흡입구쪽에 일체의 필터를 사용하지 않음으로써 신종 코로나 바이러스의 흡착에 의한 감염을 방지할 수 있는 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명의 또다른 목적은 방전전류를 제어하여 오존의 발생량을 조절함과 동시에 발생된 오존을 열분해하여 제거함으로써, 오존 제거의 효율이 크게 향상되고 설비가 패키지화되어 상업성도 크게 제고되는 공기청정기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 코로나 방전을 이용하는 공기청정기에 있어서, 코로나 방전에 의해 발생되는 오존을 열분해하여 제거하는 공기청정기를 제공한다.
여기서 상기 열분해에 의해 오존 제거된 공기의 열기는 펠티에 소자를 이용하여 제거한다.
또한, 본 발명은 코로나 방전을 이용하는 공기청정기에 있어서, 상기 공기청정기는, 실내공기가 흡입되는 흡입구; 흡입되는 실내공기의 상태를 점검하는 센서부; 코로나 방전으로 공기 중의 바이러스, 세균 및 미세먼지를 소각하여 포집·제거하는 코로나 방전부; 상기 코로나 방전부에서 발생된 오존을 열분해하여 제거하는 열선 오존 제거부; 상기 열선 오존 제거부에서 열분해처리된 공기의 열기를 제거하기 위한 펠티에 소자열전도부; 실내공기를 흡입하여 정화처리 후 방출하기 위한 동력을 제공하는 블로우어 팬; 상기 센서부의 실내공기 측정값으로부터 상기 블로우어 팬의 속도와 상기 코로나 방전부의 방전전류를 제어하는 제어부를 포함하는 공기청정기를 제공한다.
여기서 상기 코로나 방전부는 미세한 단선(單線) 형태의 니켈크롬선으로 이루어진 와이어 음전극이 공기의 흐름방향에 수직되면서 공기의 흐름방향으로 중첩되게 배열되는 코로나 방전모듈로 이루어진다.
여기서 상기 코로나 방전모듈은 양전극 1, 와이어 음전극 1, 양전극 2, 와이어 음전극 2, 양전극 3, 와이어 음전극 3, 양전극 4의 적층형태로 중첩되게 구성되고, 양전극과 와이어 음전극간의 거리를 좁힐 수 있게 구성된다.
여기서 상기 펠티에 소자 얼전도부는 펠티에 소자, 펠티에 소자 방열 전도핀, 펠티에 소자 저온 열전도핀, 열전도판, 저온 접합부, 고온 접합부를 포함하여 이루어진다.
여기서 상기 펠티에 소자 얼전도부는 펠티에 소자 방열 전도핀을 열선 오존 제거부의 전단에 배치하고, 펠티에 소자 저온 열전도핀을 열선 오존 제거부의 후단에 배치한다.
또한, 본 발명은 펠티에 소자 열전도부(500)의 후단 및 블로우어 팬(600)의 전단에 헤파필터가 더 설치되는 공기청정기를 제공한다.
본 발명에 따른 공기청정기는 바이러스, 세균 및 미세먼지를 효과적으로 제거·사멸시키면서 유독기체인 오존의 발생량을 능동적으로 제어할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 공기청정기는 흡입구 쪽에 일체의 필터를 사용하지 않음으로써 신종 코로나 바이러스의 흡착에 의한 감염을 방지할 수 있는 효과를 가진다.
또한, 본 발명에 따른 공기청정기는 방전전류를 제어하여 오존의 발생량을 조절함과 동시에 발생된 오존을 열분해에 의해 제거함으로써, 오존 제거의 효율을 크게 향상시키고 설비를 패키지화하여 실내 공기청정기의 상업성을 크게 제고시키는 효과를 가진다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 내부구조에 대한 개념도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈에 대한 부분 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈의 와이어 음전극에 대한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈의 양전극에 대한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈에 대한 측면 개념도이다.
도 6은 도 5의 D-D 절단면도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈 내의 공기흐름도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 열선 오존 제거부와 펠티에 소자 열전도부의 개념도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 열선 오존 제거부와 펠티에 소자 열전도부 내의 공기흐름도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 제어과정을 나타내는 펌웨어 플로우 차트이다.
[부호의 설명]
100: 실내공기 흡입구
200: 센서부
210: 저농도 오존 센서 220: 온도 습도 센서 230: 미세먼지 센서
300; 코로나 방전부
310: 코로나 방전모듈
311: 양전극 1 312: 와이어 음전극 1 313: 양전극 2
314: 와이어 음전극 2 315: 양전극 3 316: 와이어 음전극 3
317: 양전극 4 318: 와이어 음전극 4 319: 와이어 음전극 걸개
320: 공기흐름
400: 열선 오존 제거부
410: 열선
500: 펠티에 소자 열전도부
510: 펠티에 소자 520: 펠티에 소자 방열 전도핀
530: 펠티에 소자 저온 열전도핀 540: 열전도판 550: 저온 접합부
560: 고온 접합부 570: 열방출 방향 580: 공기흐름
600: 블로우어 팬
700: 제어부
800: 청정공기 방출구
900: 공기흐름
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 구체적인 내용을 설명한다.
본 발명을 설명함에 있어 관련된 공지기능이 이 분야의 기술자에게 자명한 사항으로서 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 것으로 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 내부구조에 대한 개념도이다.
도 1에 의하면 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 실내공기 흡입구(100), 센서부(200), 코로나 방전부(300), 열선 오존 제거부(400), 펠티에 소자 열전도부(500), 블로우어 팬(600), 제어부(700), 청정공기 방출구(800)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 블로우어 팬(600)에 의해 흡입된실내공기가 코로나 방전부(300)를 통과하면서 공기 중의 바이러스, 세균 및 미세먼지 등이 소각되어 코로나 방전부(300)의 양전극(집진판)에 포집·제거된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 실내공기 흡입구(100)로부터 흡입된 실내공기의 상태를 확인하기 위해 흡입구(100)쪽에 저농도 오존센서(210), 온도 습도 센서(220), 미세먼지 센서(230)를 구비하여, 실내 오존 농도가 기준치(0.05ppm 이하)를 초과하면 블로우어 팬(600)의 속도를 줄이고, 코로나 방전부(300)의 방전전류를 낮추도록 제어된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 코로나 방전부(300)에서 발생된 오존을 열선 오존 제거부(400)에서 열분해하여 제거하고, 열분해에 의해 가열된 공기는 펠티에 소자 열전도부(500)의 펠티에 소자 저온 열전도핀(530)에 통과시켜 열기를 제거한 후, 청정공기 방출구(800)를 통하여 실내로 방출한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 펠티에 소자 열전도부(500)의 후단 및 블로우어 팬(600)의 전단에 헤파필터(미도시) 등의 초미세 집진 필터를 추가로 설치하여, 코로나 방전부(300)에서 제거되지 못한 초미세 먼지를 제거한 후, 실내로 방출할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈에 대한 부분 분해 사시도이고, 도 3은 코로나 방전모듈의 와이어 음전극에 대한 사시도이며, 도 4는 코로나 방전모듈의 양전극에 대한 사시도이고, 도 5는 코로나 방전모듈의 측면 개념도이며, 도 6은 도 5의 D-D 절단면도이고, 도 7은 코로나 방전모듈 내의 공기흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈(310)은 미세한 단선(單線) 형태의 니켈크롬선으로 이루어진 와이어 음전극을 구비하고, 이 와이어 음전극은 공기의 흐름방향에 수직되면서 공기의 흐름방향으로 중첩되게 배열된다.
이와 같이 공기의 흐름에 수직방향으로 형성된 와이어 음전극의 방전 스트림에는 빈 공간이 없어, 흡입된 실내공기가 전량 코로나 방전 스트림을 통과하게 되며, 더욱이 와이어 음전극이 공기의 흐름방향으로 다수가 중첩되게 배열되어 있어 실내공기가 수차례 코로나 방전 스트림을 통과하게 된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈(310)은 양전극 1(311), 와이어 음전극 1(312), 양전극 2(313), 와이어 음전극 2(314), 양전극 3(315), 와이어 음전극 3(316), 양전극 4(317)의 적층형태로 중첩되게 구성되어 많은 양의 실내공기를 동시에 처리할 수 있고, 양전극과 와이어 음전극간의 거리도 좁힐 수 있어 비교적 낮은 방전용 전압에서도 코로나 방전을 유도할 수 있으며, 인가되는 방전용 전압 및 전류를 임의로 조정하여 오존 발생량을 효과적으로 제어할 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 코로나 방전모듈(310)은 와이어 음전극을 같은 판에서도 중첩되게 배열하고 있어, 오존 발생량을 줄이기 위해 방전전류를 줄이더라도, 신종 코로나 바이러스나 미세먼지 등을 방전 스트림에 이중, 삼중으로 통과시킴으로써 효율적으로 소각하여 양전극(집진판)에 포집할 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 열선 오존 제거부와 펠티에 소자 열전도부의 개념도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 열선 오존 제거부와 펠티에 소자 열전도부 내의 공기흐름도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 펠티에 소자 얼전도부(500)는 펠티에 소자(510), 펠티에 소자 방열 전도핀(520), 펠티에 소자 저온 열전도핀(530), 열전도판(540), 저온 접합부(550), 고온 접합부(560)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 펠티에 소자 얼전도부(500)는 펠티에 소자(510)에 전류를 흘리면 저온 접합부(550)가 열을 흡수하여 대상물체를 냉각시키고, 고온 접합부(560)는 저온 접합부(550)에서 흡수한 열을 방출하여 대상물체에 열을 전달하는 기능을 가진다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 펠티에 소자 열전도부(500)는 고온 접합부(560)의 열을 효과적으로 방출하면 저온 접합부(550)의 냉각효율이 상승하므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 경우, 도 8 에 도시된 바와 같이 고온 접합부(560)의 펠티에 소자 방열 전도핀(520)을 열선 오존 제거부(400)의 전단에 배치하여 코로나 방전부(300)에서 처리된 공기에 열을 효과적으로 방출시키도록 함으로써, 열선 오존 제거부(400)의 후단에 배치하는 저온 접합부(550)의 펠티에 소자 저온 열전도핀(530)의 냉각효율을 극대화시킬 수 있다.
이와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 펠티에 소자 얼전도부(500)의 펠티에 소자 방열 전도핀(520)을 열선 오존 제거부(400)의 전단에 배치하고, 펠티에 소자 저온 열전도핀(530)을 열선 오존 제거부(400)의 후단에 배치함으로써 코로나 방전부(300)에서 처리된 공기를 열선 오존 제거부(400)로 보내기 전에 적절히 예열토록 함과 동시에, 열선 오존 제거부(400)의 열선(410)에 의해 가열된 공기를 적당한 온도로 냉각시켜 실내에 방출할 수 있게 된다.
아울러 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기는 흡입구(100)쪽에 설치된 온도센서로 흡입되는 실내공기의 온도를 측정하여, 측정된 실내공기의 온도가 어느정도 낮아질 경우(특히 동절기), 펠티에 소자 열전도부(500)의 가동을 중지시켜 불필요한 전력의 낭비를 줄이도록 제어된다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 제어과정을 나타내는 펌웨어 플로우 차트이다.
도 10에 의하면 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 제어과정은 아래와 같이 이루어진다.
1) 전원 투입 후 운전버튼을 푸쉬하여 시스템을 가동한다.
2) 시스템은 각 운전요소의 적정성 여부를 자체점검한다.
3) 각 운전요소에 이상이 없으면 시스템에 흡입되는 실내공기의 온도를 측정하여 펠티에 소자의 가동여부를 판단한다. 실내공기의 온도가 18℃ 이하(또는 설정한 실내온도 이하)이면 펠티에 소자의 전원공급을 차단하여 불필요한 전력소모를 줄인다.
4) 시스템에 흡입되는 실내공기 중의 미세먼지 및 오존량을 측정하여 미세먼지가 30㎍/㎥ 이하이거나 오존량이 0.05ppm 이상이면 블로우어 팬의 속도와 코로나 방전전류를 1단계 낮추고, 미세먼지가 30㎍/㎥ 이상이거나 오존량이 0.05ppm 이하이면 블로우어 팬의 속도와 코로나 방전전류를 1단계 높인다. 이때 오존량을 우선하여 판단한다.
5) 시스템의 운전을 정지하기 전에 열선 오존 제거부(디오조나이저)의 냉각용 팬을 1분간 가동시킨다.
상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기를 예시된 도면을 참조하면서 설명하였으나, 본 발명은 본 명세서에 개시된 실시예와 도면에 의해 한정되지 않으며 본 발명의 기술사상 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 변형이 이루어질 수 있음을 첨언한다.
본 발명에 따른 공기청정기는 실내에 부유하여 감염을 일으키는 바이러스, 세균 및 미세먼지를 효과적으로 제거·사멸시키면서 유독기체인 오존의 발생량을 조절함과 동시에 발생된 오존을 열분해하여 제거함으로써, 오존 제거의 효율이 크게 향상되고 설비가 패키지화되어 보건산업상의 이용가능성을 가진다.

Claims (2)

  1. 코로나 방전을 이용하여 실내공기를 정화하는 공기청정기에 있어서,
    상기 코로나 방전이 단선(單線) 형태의 와이어 음전극과 판상의 양전극 사이에 코로나 방전 스트림이 형성되는 코로나 방전모듈(310)에 의해 일어나고,
    상기 코로나 방전모듈(310)은 상기 와이어 음전극과 양전극으로 이루어지는 전극쌍들의 적층체로 이루어지며,
    상기 와이어 음전극의 단선(單線)들이 공기의 흐름방향에 수직되면서 공기의 흐름방향으로 중첩되게 배열되고,
    공기가 상기 와이어 음전극과 양전극의 사이에 형성되는 다중(多重)의 코로나 방전 스트림을 통과하면서 공기 중의 바이러스, 세균 및 미세먼지가 소각되어 양전극에 포집되며,
    상기 코로나 방전모듈(310)의 코로나 방전에 의해 발생된 오존을 열분해하여 제거하는 열선 오존제거부(400), 상기 열선 오존 제거부(400)를 나오는 공기의 열기를 제거하기 위한 펠티에 소자 열전도부(500)를 더 구비하되,
    상기 펠티에 소자 열전도부(500)의 펠티에 소자 방열 전도핀(520)을 열선 오존 제거부(400)의 전단에 배치하고, 펠티에 소자 저온 열전도핀(530)을 열선 오존제거부(400)의 후단에 배치함으로써, 펠티에 소자 저온 열전도핀(530)의 냉각효율을 극대화하는 공기청정기.
  2. 제1항에 있어서,
    흡입되는 공기의 온도, 미세먼지 및 오존량을 측정하는 센서부(200);
    공기를 흡입하고 청정처리 후 방출하기 위한 동력을 제공하는 블로우어 팬(600);
    상기 센서부(200)의 온도 측정값으로부터 상기 펠티에 소자 열전도부(500)의 전원공급을 제어하고, 미세먼지 및 오존량 측정값으로부터 상기 블로우어 팬(600)의 회전속도와 상기 코로나 방전모듈(310)의 방전전류를 제어하는 제어부(700)를 더 구비하는 공기청정기.
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