KR102327934B1

KR102327934B1 - Uvc 플라즈마 공기 살균기

Info

Publication number: KR102327934B1
Application number: KR1020210134878A
Authority: KR
Inventors: 박후정
Original assignee: 주식회사 자연공간산업
Priority date: 2021-10-12
Filing date: 2021-10-12
Publication date: 2021-11-18
Anticipated expiration: 2041-10-12

Abstract

본 발명은 제어 명령을 출력하는 컨트롤러(10); 컨트롤러(10)의 제어에 의하여 외부 공기를 흡입하는 흡입부(20); 컨트롤러(10)의 제어에 의해 공기 중이 부유 바이러스를 살균하는 프리라디칼을 발생시키는 플라즈마 발생부(40); 플라즈마 발생부(40)에서 발생된 프리라디칼을 외부로 배출하는 배기부(50); 컨트롤러(10)의 제어에 의해 영역 내의 표면에 흡착된 바이러스를 살균하는 UVC를 출력하는 UV 램프(30); 및 UV 램프(30)에서 출력된 200~280nm 의 UVC를 순차 회절하여 222nm 대역으로 조절하여 외부로 출력하는 회절부(60);를 포함하는 UVC 플라즈마 공기 살균기를 포함한다.

Description

UVC 플라즈마 공기 살균기{UVC plasma sterilizer}

본 발명은 UVC 플라즈마 공기 살균기에 관한 것이다.

일반적으로 공기조화기는 공기를 흡인하여 항온항습을 목적으로 하는 각종기기 또는 실내에 송풍하는 것으로서 식품회사, 크린룸, 제약회사 등의 멸균력이 강하고 정밀 온도와 습도관리가 중요한 곳에 설치되어 냉방, 난방, 제습, 가습 및 청정도를 조절할 수 있도록 한 것이다.

현대 기술의 발전과 더불어 사람들이 호흡하는 공기 중에 먼지 등을 비롯한 많은 공해 물질이 존재하고, 이러한 공해 물질로 인하여 사람들의 건강을 해치는 문제점과 함께, 실내 온도 및 습도에 의해 사람들이 짜증을 내거나 피로감을 느껴 업무 처리 효율이 저하되는 경우가 발생하였다.

이러한 문제를 해결하고자 종래에는 다양한 공기조화기가 개발되어, 전산실, 반도체부품 생산공장, 연구실, 통신실, 광학 기계 생산업체, 병원의 C/T 및 MRI 촬영실, 정밀기계 조립장치 등의 첨단산업기기가 설치된 장소 및 대합실, 공항, 식당, 극장, 교회, 회관 등 다수가 생활하는 공간에 비치되어 주위의 온·습도 및 청정도를 조절할 수 있도록 하였다.

그러나 종래의 공기 조화기는 실내의 온습도를 조절하기 위하여 냉풍 또는 온풍을 발생시켜 실내를 순환시키고 있으나, 최근 코로나 19 상황에서 드러난 바와 같이 공기 조화기가 실내 공기를 순환하는 과정에서 바이러스가 보다 광범위하게 확산될 수 있는 문제점이 있었다.

대한민국 등록특허공보 제10--0878683호(2009.01.07)

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 공기중의 바이러스 및 기타 유해물질과, 실내외의 물품 표면에 부착된 바이러스 등을 동시에 멸균할 수 있는 UVC 플라즈마 공기 살균기를 제공함에 있다.

본 발명의 실시예는 상기의 목적을 달성하기 위하여 하기와 같은 실시예를 포함한다.

본 발명의 실시예는 제어 명령을 출력하는 컨트롤러와, 컨트롤러의 제어에 의하여 외부 공기를 흡입하는 흡입부와, 컨트롤러의 제어에 의해 공기 중이 부유 바이러스를 살균하는 프리라디칼을 발생시키는 플라즈마 발생부와, 플라즈마 발생부에서 발생된 프리라디칼을 외부로 배출하는 배기부와, 컨트롤러의 제어에 의해 영역 내의 표면에 흡착된 바이러스를 살균하는 UVC를 출력하는 UV 램프 및 UV 램프에서 출력된 200~280nm 의 UVC를 순차 회절하여 222nm 대역으로 조절하여 외부로 출력하는 회절부를 포함할 수 있다.

또한 위 실시예에서, 회절부는 UV 램프에서 출력된 UVC를 1차 회절하는 제1회절 수단과, 1차 회절된 UVC를 2차 회절하는 제2회절 수단과, 2차 회절된 UVC를 3차 회절하는 제3회절 수단을 포함할 수 있다.

여기서 제1회절 수단은 반사면과, 다수의 미세 타공을 구비한 미세 타공망이고, 제2회절 수단은 카본 재질의 광필터일 수 있다.

그리고, 미세 타공은 육각형인 것을 특징으로 한다.

그러므로 본 발명은 실내의 공기와 물품 표면을 동시에 살균할 수 있어 보다 안전한 실내 환경을 조성할 수 있고, 사용자들은 하나의 장비를 이용하여 공기 및 물품 표면의 살균을 동시에 진행할 수 있어 사용이 편리한 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 UVC 플라즈마 공기 살균기를 간략 도시한 블럭도이다.
도 2는 회절부를 도시한 블럭도이다.
도 3은 제1회절수단의 일부를 도시한 도면이다.
도 4는 제3회절수단을 도시한 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 UVC 플라즈마 공기 살균기를 이용한 멸균방법을 도시한 순서도이다.

본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정 해석되지 아니하며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.

명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.

또한, 명세서 전체에서 사용되는 '물품'은 실내에 배치된 가구, 전자제품, 실내의 바닥과 벽면 및 천정, 인테리어 소품 등 본 발명이 적용된 플라즈마 공기 살균기가 설치된 실내 공간에 배치된 모든 것을 의미한다.

이하부터, 본 발명에 따른 UVC 플라즈마 공기 살균기의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 UVC 플라즈마 공기 살균기를 간략 도시한 블럭도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명은 컨트롤러(10)와, 공기를 흡입하는 흡입부(20)와, UVC를 출력하는 UV램프와, 플라즈마를 발생시키는 플라즈마 발생부(40)와, 공기를 배출하는 배기부(50)와, UV 램프(30)에서 출력된 UV를 회절시키는 회절부(60)를 포함한다.

컨트롤러(10)는 입력된 명령 및 설정된 프로그램에 따라 구동 명령을 출력한다. 예를 들면, 컨트롤러(10)는 입력패널을 통하여 입력된 명령에 따라 설정된 명령을 출력할 수 있다. 또는 컨트롤러(10)는 설치된 센서의 감지신호에 따라 자동으로 설정 명령을 출력할 수 있다.

여기서 센서는 실내의 공기 중에 포함된 미세먼지 및/또는 연기, 온도, 불꽃, 인체를 감지할 수 있는 복수의 센서들로 구성될 수 있다.

또한, 컨트롤러(10)는 사용자의 모바일단말 또는 리모콘과의 통신이 가능하도록 무선 통신 모듈을 더 포함할 수 있다. 즉, 본 발명의 컨트롤러(10)는 복수의 센서 및 무선 통신 모듈을 구비할 수 있어 실내의 이상 상황을 감지하여 자동으로 실내 공기를 정화 및/또는 살균하거나, 무선 통신 모듈 또는 입력패널(예를 들면, 터치패널)을 통하여 수신된 사용자의 수동 명령에 따라 제어 명령을 출력할 수 있다.

흡입부(20)는 컨트롤러(10)의 명령에 따라 실내 공기를 흡입한다. 이를 위하여 흡입부(20)는 흡입팬과, 모터로서 이루어질 수 있다.

UV 램프(30)는 컨트롤러(10)의 제어에 의해 200-290nm의 파장을 갖는 UVC(Ultraviolet C)를 출력한다. 여기서 UV 램프(30)는 복수개의 램프로 설치되어 광을 출력한다. 출력된 광은 UVC로서 회절부(60)에 의해 순차 회절되면서 외부로 출력되어 불특정 다수의 표면에 흡착된 바이러스를 살균 및/또는 멸균시킨다.

회절부(60)는 UV램프에서 출력된 UVC를 회절시켜 인체에 무해한 파장 대역으로 변화시킨다. 통상적으로 UV는 피부의 변색을 유발하게 되는 것으로 알려져 있는 반면, 살균력을 갖고 있다. 특히 200~230 nm 이하의 UVC(예를 들면, 222nm)는 피부 표면의 죽은 세포 층이나 눈의 표면에 있는 눈물층으로 통과할 수 없기에 때문에 인체에 무해한 것으로 알려져 있다.

따라서 회절부(60)는 UV 램프(30)에서 출력된 200~280 nm의 UVC의 대역을 한정하여 200~ 230 nm(바람직하게로는 222 nm)의 광으로 파장 대역을 한정하는 것을 특징으로 한다.

도 2는 회절부(60)를 도시한 블럭도, 도 3은 제1회절수단의 일부를 도시한 도면, 도 4는 제3회절수단을 도시한 도면이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 회절부(60)는 UV 램프(30)에서 출력된 광을 1차 회절시키는 제1회절 수단(61)과, 2차 회절시키는 제2회절 수단(62)과, 3차 회절 시키는 제3회절 수단(63)을 포함한다.

제1회절 수단(61)은 예를 들면, UV 램프(30)에서 출력된 200~280 nm의 UVC의 대역을 1차 회절시킨다. 여기서 제1회절 수단(61)은 구리와 티타늄의 합금으로 이루어진 광전필터가 바람직하다. 특히 본 발명에서 제1회절 수단(61)은 도 3에 도시된 바와 같이 다수의 다각형 통공(612)이 형성되는 반사면(611)을 구비한 미세 타공망으로 구현될 수 있다.

미세 타공망은 구리와 티타늄 합금의 재질로서 UVC와의 광전 효과에 따라 공기 중의 부유 바이러스 접촉 시 항균 및 멸균 작용할 수 있다.

또한, 제1회절 수단(61)은 타공(612) 외의 반사면(611)에 UVC를 반사시킴으로 부유 바이러스를 2차 멸균함도 가능하다.

제2회절 수단(62)은 카본 재질의 광필터로서 제1회절 수단(61)에 의해 1차 회절된 UVC를 2차 회절시켜 안정적인 UVC 파장(예를 들면 200~230nm)을 만든다. 아울러 제2회절 수단(62)은 표면에 반사면을 형성함에 따라 1차 회절 된 UVC를 반사시킴에 따라 부유 바이러스를 3차 멸균할 수 있다.

제3회절 수단(63)은 공기 살균기의 외부 케이스를 형성하되 표면에 반사면(631)을 형성하고, 반사면에 복수의 타공(632)을 형성하여 3차 회절을 진행할 수 있다. 예를 들면, 제3회절 수단(63)은 비대칭으로 구현되는 복수의 타공(632)으로서 2차 회절된 200~230nm 의 UVC의 파장을 한정함과 동시에 외부로 확산시키는 역할을 수행한다. 여기서 제3회절 수단(63)은, 예를 들면, 전기 아연 도금 강판 재질을 적용할 수 있다.

플라즈마 발생부(40)는 플라즈마를 발생시켜 흡입된 공기중의 부유 바이러스를 흡착하여 멸균 및 살균을 진행한다. 여기서 플라즈마 발생부(40)는 프리라디칼을 발생하며, 발생된 프리라디칼은 배기부(50)를 통하여 외부로 방출된다.

배기부(50)는 하나 또는 그 이상의 배기팬과 모터로 구성되어 컨트롤러(10)의 제어에 의해 플라즈마 발생부(40)에 의해 발생된 프리라디칼을 외부로 배출시킨다.

즉, 본 발명은 플라즈마를 이용하여 공기중의 부유 바이러스를 살균하고, UVC를 통하여 불특정 다수 영역의 표면에 흡착된 바이러스를 멸균시킬 수 있다.

특히, 본 발명은 200~280nm 의 UV를 3차 회절시키는 과정을 통하여 인체에 무해한 222nm 이하의 대역을 갖도록 UV의 파장 대역을 조절함에 따라 인체에 무해하면서도 바이러스의 살균력을 높일 수 있도록 한것이 특징이다.

이하에서는 위 0구성을 통하여 이루어지는 멸균 방법을 설명한다.

도 5는 본 발명에 따른 UVC 플라즈마 공기 살균기를 이용한 멸균방법을 도시한 순서도이다.

도 5를 참조하면, 본 발명은 외부 공기를 흡입하는 S10 단계와, UV를 출력하는 S21 단계와, 1차 회절하는 S22 단계와, 2차 회절하는 S23 단계와, 3차 회절하는 S24 단계와, 표면을 살균하는 S25 단계와, 플라즈마를 발생하는 S31 단계와, 프리 라디칼을 배출하는 S32 단계와, 공기 중의 바이러스를 살균하는 S33 단계를 포함할 수 있다.

여기서 S10 단계와, S21 내지 S25단계, S31 단계 내지 S33 단계는 그 순서가 고정된 것이 아니며 변형 가능하다.

S10 단계는 컨트롤러(10)의 제어에 의해 흡기부가 구동되어 외부의 공기를 흡입하는 단계이다. 여기서 본 발명은 실내 공기를 흡입과 배출하면서 실내 에 공기의 흐름을 일으키며, 이와 같은 공기의 흐름을 통하여 공기중에 프리라디칼을 확산시킬 수 있도록 한다.

S21 단계는 UV 램프(30)에서 UVC를 출력하는 단계이다. 이때 출력된 UVC는 200~280nm의 대역 범위를 갖는다. 이때 UV 램프(30)에서 출력된 UVC는 흡입된 공기 및/또는 외부 공기 중의 부유 바이러스를 1차 살균한다.

S22 단계는 UV 램프(30)에서 출력된 UVC를 1차 회절한다. 이때, 제1회절 수단(61)은 반사면과 다각형의 미세 통공을 이용하여 1차 회절하고, 반사면을 통해 반사된 UVC는 부유 바이러스를 2차 멸균한다. 이때, 제1회절 수단(61)은 구리 티타늄 합금 또는 이산화티타늄과 산화구리의 합금으로서 광전효과를 발생시켜 멸균력을 높일 수 있다.

S23 단계는 1차 회절된 UVC를 2차 회절하는 단계이다. 제2회절 수단(62)은 제1회절 수단(61)에서 회절된 UVC를 2차 회절시켜 230nm 이하의 대역을 갖도록 안정화시킨다.

S24 단계는 3차 회절하는 단계이다. 여기서 제3회절 수단(63)은 공기 살균기의 외부 표면을 이루는 판넬로서 표면에 반사면과 상호 비대칭으로 이루어진 복수의 타공으로 이루어진다. 따라서 제3회절 수단(63)은 2차 회절된 UVC가 출력되는 타공과 반사면을 이용하여 3차 회절하여 파장 대역을 222nm으로 조절 및 확산시켜 불특정 다수의 영역으로 조사될 수 있도록 한다.

S25 단계는 3차 회절된 UVC가 다수 표면에 흡착된 바이러스를 살균하는 단계이다. 외부로 확산된 UVC는 설치된 영역 내의 표면으로 조사되어 살균한다.

S31 단계는 컨트롤러(10)의 제어에 의해 흡입된 외부 공기를 이용하여 프리라디칼을 발생시키는 단계이다. 플라즈마 발생부(40)는 컨트롤러(10)의 제어에 의해 작동되어 프리라디칼을 발생시킨다. 여기서 S31 단계는 S21 단계와 동시에 또는 선택적으로 진행될 수 있다.

S32 단계는 컨트롤러(10)의 제어에 의해 배기부(50)가 작동되어 플라즈마 발생부(40)에서 발생된 프리라디칼을 외부로 배출하는 단계이다.

S33 단계는 외부로 배출된 프리라디칼이 공기중에 부유하는 바이러스에 흡착하여 살균하는 단계이다.

즉, S21 단계 내지 S25 단계는 UVC의 파장 대역을 인체에 무해한 대역으로 조절하여 출력하여 불특정 영역의 다수 표면에 흡착된 바이러스를 멸균하는 과정이며, S31 내지 S33 단계는 프리라디칼을 발생시켜 공기중의 부유 바이러스를 살균하기 위한 과정이다.

이와 같이 본 발명은 공기중의 부유 바이러스와 표면의 흡착 바이러스를 하나의 장비로서 멸균시킬 수 있어 사용자가 손수 표면을 세척 및 소독하는 과정을 생략할 수 있도록 하여 다수가 밀집되는 공간 및 넓은 면적의 대형 공간 내에 설치시에 바이러스의 확산을 방지함과 동시에 관리 및 사용의 편의성을 도모할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정, 변경 및 치환 가능할 것이다.

따라서 본 발명에 개시된 실시예는 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : 컨트롤러
20 : 흡입부
30 : UV 램프
40 : 플라즈마 발생부
50 : 배기부
60 : 회절부
61 : 제1회절 수단
62 : 제2회절 수단
63 : 제3회절 수단

Claims

제어 명령을 출력하는 컨트롤러(10);
컨트롤러(10)의 제어에 의하여 외부 공기를 흡입하는 흡입부(20);
컨트롤러(10)의 제어에 의해 공기 중이 부유 바이러스를 살균하는 프리라디칼을 발생시키는 플라즈마 발생부(40);
플라즈마 발생부(40)에서 발생된 프리라디칼을 외부로 배출하는 배기부(50);
컨트롤러(10)의 제어에 의해 영역 내의 표면에 흡착된 바이러스를 살균하는 UVC를 출력하는 UV 램프(30); 및
UV 램프(30)에서 출력된 200~280nm 의 UVC를 순차 회절하여 222nm 대역으로 조절하여 외부로 출력하는 회절부(60);를 포함하는 UVC 플라즈마 공기 살균기.
청구항 1에 있어서, 회절부(60)는
UV 램프(30)에서 출력된 UVC를 1차 회절하는 제1회절 수단(61)과, 1차 회절된 UVC를 2차 회절하는 제2회절 수단(62)과, 2차 회절된 UVC를 3차 회절하는 제3회절 수단(63);을 포함하는 UVC 플라즈마 공기 살균기.
청구항 2에 있어서 제1회절 수단(61)은
반사면(611)과, 다수의 미세 타공(612)을 구비한 미세 타공망; 인 것을 특징으로 하는 UVC 플라즈마 공기 살균기.
청구항 2에 있어서, 제2회절 수단(62)은
카본 재질의 광필터; 인 것을 특징으로 하는 UVC 플라즈마 공기 살균기.
청구항 3에 있어서, 미세 타공은
다각형인 것;을 특징으로 하는 UVC 플라즈마 공기 살균기.
청구항 3에 있어서, 제3회절 수단은
상호 비대칭으로 형성되는 복수의 타공(632)과, 반사면을 구비한 판넬(631); 인 것을 특징으로 하는 UVC 플라즈마 공기 살균기.