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KR100606721B1 - 공기조화기의 공기청정장치 - Google Patents

공기조화기의 공기청정장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 공기청정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기의 내부에 설치되어 실내로 토출되는 공기를 정화시키는 공기조화기의 공기청정장치에 관한 것이다.
이를 위하여, 본 발명은 교류전원이 연결되며, 서로 대향되는 방향으로 마주보며 소정간격 이격되어 형성되는 적어도 한 쌍 이상의 방전전극; 교류전원이 연결되며, 상기 방전전극이 이격되어 형성된 사이에 판재의 형상으로 설치되는 접지전극; 상기 접지전극의 방전전극과 마주하는 측의 표면에 구비된 절연성 유전체; 개시전압이 낮아지도록 상기 접지전극에서 방전전극을 향하여 첨단 형상으로 적어도 1개 이상 형성되는 핀;을 포함하여 이루어져, 공기조화기의 내부에 설치되는 공기조화기의 공기청정장치를 제공한다.
공기조화기, 공기정화, 유전체 장벽 방전, 오존, 음이온, 라디칼

Description

공기조화기의 공기청정장치{Device for air-purifying in air conditioner}
도 1은 종래의 음이온 및 오존을 발생시키는 공기청정장치를 도시한 사시도.
도 2는 종래의 공기청정기의 방전회로의 구성을 도시한 회로도.
도 3은 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치의 전단면을 도시한 단면도
도 4는 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치의 측단면을 도시한 단면도
* 도면의 주요한 부위에 대한 부호설명*
100 : 공기청정장치 110 : 케이스
120 : 접지전극 130 : 방전전극
132 : 핀 140 : 절연성유전체
150 : 방전갭
본 발명은 공기청정장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기조화기의 내부에 설치되어 실내로 토출되는 공기를 정화시키는 공기조화기의 공기청정장치에 관한 것이다.
최근, 일반 가정의 안방이나 거실, 차량의 실내, 기타 사람이 많이 모이는 음식점, 병원, 사무실 등에 먼지와 냄세를 제거하여 맑은 공기로 재생시켜 쾌적한 환경을 만들기 위해 공기청정장치를 많이 사용하고 있으며, 특히, 근래에는 공기조화기등에 내장되어 냉/난방 또는 실내공기의 환기와 동시에 공기정화를 할 수 있도록 하는 등 그 사용량이 점차 증가하고 있는 추세이다.
이러한 공기청정장치의 정화방법은 필터를 사용하여 공기를 여과하는 방법이 있고, 공기중에 음이온 및 오존을 발생시켜 공기를 살균 또는 정화 하는 방법이 있다.
도 1은 종래의 음이온 및 오존을 발생시키는 공기청정장치를 도시한 도면이고, 도 2는 종래의 공기청정기의 방전회로의 구성을 도시한 회로도이다.
종래의 공기청정장치는 먼저, 대략 직육면체의 형상을 이루고 일면과 이에 마주보는 타면이 연통된 케이스(10)가 설치된다. 또한, 상기 케이스(10) 내부에 케이스(10)가 연통된 방향과 평행한 방향으로 판재 형상의 접지전극(20)이 일정 간격을 두고 설치되며, 상기 접지전극(20)의 사이에 방전전극의 역할을 하는 와이어(30)가 설치된다. 이러한 접지전극(20)과 와이어(30)는 수 쌍이 상기 케이스(10) 내부에 설치되게 된다.
이 때, 상기 접지전극(20)과 와이어(30)의 사이 간격은 수cm 정도이다.
그리고, 상기 접지전극(20)과 와이어(30)은 전원을 인가해주는 제어부와 연결되어 있다.
그리고, 상기 외부와 연통된 케이스(10)의 일측면과 타측면에는 이물질이 공기청정장치의 내부로 인입되는 것을 방지하는 망(40)이 설치되어 안전을 도모한다.
이러한 접지전극(20)과 방전전극(30)에 전압을 인가하여 전위차를 형성되어 전기장의 세기가 일정수준 이상으로 강해지면 도 2에 도시된 바와같이 상기 방전전극(30)과 접지전극(20) 사이에 공기에 의해 형성된 절연이 파괴되어 방전현상이 일어나게 되는 코로나 방전현상이 일어나게 된다.
이 때, 상기 절연이 파괴되어 접지전극(20)과 방전전극(30)의 사이에 방전이 일어나기 위한 전압을 개시전압이라 부르는데, 이 개시전압은 상기 방전전극(30)과 접지전극(20)의 간격에 따라 달라지게 된다.
상기 코로나 방전이 발생되게 되면 상기 접지전극(20)과 방전전극(30) 사이에 극도의 고전압이 발생하여 상기 접지전극(20)과 방전전극(30) 주위의 기체가 전기적으로 불안정하게 분해된다. 따라서, 하전입자가 부분적으로 발생, 소멸을반복하면서 방전현상을 지속하고, 이 현상에 의해 산소와 질소전자등이 해리하여 음이온 및 오존과 질소산화물이 발생된다.
따라서, 발생한 오존 및 음이온등이 공기중에 포함되어 있는 오염물질을 분해하고 세균등을 살균하여 청정한 공기로 재생시킨 후 실내로 토출되어 실내공기를 정화시키게 된다.
그러나, 이러한 종래의 공기청정장치는 다음과 같은 문제점이 있다.
첫째, 종래의 코로나 방전방식에 있어서, 절연파괴가 일어나기 위한 개시전압의 크기는 대략 5KV 이상이어서 고전압의 전위차가 필요하므로, 상기 방전전극 또는 접지전극에 전기를 공급하는 전원공급부의 크기가 커지게 되는 단점이 있다.
둘째, 방전전극과 접지전극사이에 발생하는 고전압의 방전불꽃으로 인해 대 량의 오존및 질소산화물이 발생하게 되는데, 상기 오존은 산화력이 매우 강한 물질로서 공기중이 유기물질을 분해하여 살균효과를 일으키기도 하지만 과량의 오존과 질소산화물은 인체에 유해하여 공업용이 아닌 가정용으로 활용할 때에는 오존 및 질소산회물을 제거하는 후처리 과정을 필요로 한다. 그러나, 이는 제품크기의 증대와 더불어 제작단가의 상승을 야기하는 문제가 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은, 방전에 필요한 개시전압이 낮으며, 오존 및 질소산화물의 발생량이 적은 공기조화기의 공기청정장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
이에, 본 발명은 상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 교류전원이 연결되며, 서로 대향되는 방향으로 마주보며 소정간격 이격되어 형성되는 적어도 한 쌍 이상의 방전전극; 교류전원이 연결되며, 상기 방전전극이 이격되어 형성된 사이에 판재의 형상으로 설치되는 접지전극; 상기 접지전극의 방전전극과 마주하는 측의 표면에 구비된 절연성 유전체; 개시전압이 낮아지도록 상기 접지전극에서 방전전극을 향하여 첨단 형상으로 적어도 1개 이상 형성되는 핀;을 포함하여 이루어져, 공기조화기의 내부에 설치되는 공기조화기의 공기청정장치를 제공한다.
이하, 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 3은 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치의 전단면을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치의 측단면을 도시한 단면도이다.
먼저, 전원(미도시)의 일측 극과 연결된 방전전극(130)이 설치된다. 상기 방전전극(130)은 적어도 한 쌍 이상이 설치되는데, 대향된 방향에서 일정간격 이격되어 서로 마주보도록 설치되는 것이 바람직하다.
또한, 전원(미도시)의 타측 극과 연결된 접지전극(120)이 구비된다. 상기 접지전극(120)은 그 표면적이 넓은 대략 판재의 형상으로 형성되는 것이 바람직하며, 상기 방전전극(130)간의 사이에 설치된다.
그리고, 상기 접지전극(120)의 방전전극(130)측의 표면(즉, 도면에서의 접지전극의 상/하면)에는 절연성 유전체(140)가 그 표면을 덮도록 구비된다. 이 때, 상기 절연성 유전체(140)의 재질은 세라믹이 바람직하다.
또한, 상기 서로마주보는 각 방전전극(130)의 끝단에는 그 끝이 뾰족한 첨단형상의 핀(132)이 복수개 설치된다.
이 때, 상기 접지전극(120)과 방전전극(130)의 핀(132)의 끝단간에 소정거리가 형성되어 방전에 필요한 방전갭(150)이 형성된다.
또한, 상기 방전전극(130)과 접지전극(120)에 인가되는 전원은 주파수의 제어가 이루어지는 교류전원인 것이 바람직하다.
이 때, 상기 교류전원의 주파수가 1㎑ 이상일 때에는 상기 방전갭(150)의 간극은 2㎜이하가 되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 공기청정장치(100)에 그 외관을 구성하는 케이스(110)가 구비되어 에어컨디셔너나 실내공기를 실외공기와 환기시키는 환기장치등 실내공기를 순환시키는 여러가지 공기조화기 내에 설치된다.
또한, 상기 공기청정장치(100)가 에어컨디셔너나 환기장치등의 공기조화기의 내부에 설치될 때, 상기 평판형상의 접지전극(120)이 공기조화기 내부를 유동하는 공기의 유동방향과 평행하게 설치되는 것이 바람직한데, 이는, 공기조화기의 내부의 공기유동을 방해하지 않기위함이다.
상기와 같은 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치의 작용은 다음과 같다.
먼저, 상기 접지전극(120)과 방전전극(130)에 소정주파수의 교류전원을 인가한다. 이 때, 상기 교류전원의 전압이 개시전압 이상이 되면, 상기 방전전극(130)과 접지전극(120)사이에 절연파괴가 일어나게 되어 상기 방전전극(130)의 끝단으로부터 고 에너지 공정(High Energy Process)에 의해 음전기를 띈 전자(Electron)가 전리(Ionization)를 일으킬 수 있을 정도의 에너지를 가지고 고속으로 방전갭(150)으로 방출된다.
이 때, 상기 방전전극(130)의 끝단에 형성된 핀(132)의 끝단이 뾰족할 수록 보다 낮은 개시전압으로 많은 양의 전자가 방출될 수 있다.
또한, 상기 접지전극(120)에 형성된 절연성 유전체(140)의 전하축적(charge build-up)현상을 이용하여 교류전원에 의해 인가되는 전압 효율을 극대화시켜 균일한 글로방전(glow discharge)이 이루어지게 된다. 이러한 방식의 방전방식을 유전체 장벽 방전방식(Dielectric Barrier Discharge : DBD)라 부른다.
따라서, 방전갭(150)에 방출된 전자들이 공기 중의 분자와 충돌하여 다량의 음이온 및 OH라디칼과 자외선66이 생성되며, 생성된 음이온 및 OH라디칼과 자외선이 유해 전자파제거, 공기정화, 먼지 및 세균 제거의 작용을 하게 된다.
따라서, 상기와 같은 공기청정장치가 에어컨디셔너나 환기장치에 적용되어 실내로 토출되는 공기를 정화하게되면 실내공기가 효과적으로 정화되게 된다.
상기한 바와같이, 본 발명의 공기조화기의 공기청정장치에 의하면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 종래의 방식에 비하여 낮은 전압으로 강한 전기장을 형성하기 때문에 종래의 방전방식에 비하여 낮은 전압으로 방전을 일으키므로 산소의 해리에너지 이하의 전압으로 주위의 플라즈마화가 용이하여 오존이 다량으로 발생하는 개시전압을 피할 수 있다. 따라서, 인체에 대해 유해성이 큰 오존의 발생의 억제할 수 있는 효과가 있다.
둘째, 유전체의 전하축적(charge build-up)현상을 이용하여 균일한 글로방전(glow discharge)을 이룰 수 있으므로 종래의 방식에 비하여 10~1000배 이상의 반응활성종(라디칼)의 농도를 얻을 수 있어, 공기의 살균 및 정화의 효과가 향상되는 효과가 있다.
셋째, 오존 및 질소산화물의 다량발생이 억제되므로 이를 처리하기 위한 후처리 과정이 필요없어 이를 위한 추가장치가 필요없으므로 제품의 크기를 더욱 소형화 할 수 잇으며, 제작단가를 더욱 저렴하게 할 수 있는 장점이 있다.

Claims (4)

  1. 교류전원이 연결되며, 서로 대향되는 방향으로 마주보며 소정간격 이격되어 형성되는 적어도 한 쌍 이상의 방전전극;
    교류전원이 연결되며, 상기 방전전극이 이격되어 형성된 사이에 판재의 형상으로 설치되는 접지전극;
    상기 접지전극의 방전전극과 마주하는 측의 표면에 구비된 절연성 유전체;
    개시전압이 낮아지도록 상기 접지전극에서 방전전극을 향하여 첨단 형상으로 적어도 1개 이상 형성되는 핀;을 포함하여 이루어져, 공기조화기의 내부에 설치되는 공기조화기의 공기청정장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 판재형상의 접지전극은 공기조화기 내의 공기의 유동방향과 평행한 방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 공기조화기의 공기청정장치.
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