本发明涉及空气杀菌装置，更详细地，涉及在家庭或车辆的室内环境中生成并排出羟基自由基的空气杀菌器。
背景技术：
羟基自由基(hydroxylradicals)在医院或家庭等的室内环境中作为空气杀菌剂广泛使用。羟基自由基的杀菌特性在20世纪60年代初通过英国的波顿·唐(portondown)及荷兰国家应用科学院(tno，netherlandsorganisationforappliedscientificresearch)公布于众。羟基自由基或使用类似物质的基于空气的杀菌效果虽在外部环境中自然产生，但在难以与外部进行换气的室内环境中，这种自然杀菌效果急剧减少。
作为向室内提供羟基自由基的杀菌功能的一例，在国际专利公报wo2005/026044号中公布了通过基于空气的杀菌剂来生成羟基自由基的装置。其中，通过与萜烯(terpene)等的烯烃(olefin)一同供给臭氧(ozone)，使反应物气体与臭氧进行反应，从而生成羟基自由基。
技术实现要素：
上述羟基自由基生成装置以使用臭氧作为前提。臭氧在大气层外形成吸收紫外线的臭氧层，但是，在地表面通过光化学反应来形成对人体有害的烟雾。因此，当使用羟基自由基排出装置时，若未参与反应的未反应臭氧直接向室内环境排出，则将引起诱发环境污染的问题。
并且，为了在家庭或车辆的室内环境中使普通使用人员便利地使用，需对装置进行小型化，以达到便于携带。为了在封闭的小空间内对空气安全地进行杀菌，需使从所流入的空气生成臭氧的臭氧生成率达到最大化，并使臭氧与反应物气体均匀地进行反应，以此保证未反应的臭氧不会直接向室内排出。
本发明用于解决如上所述的以往的羟基自由基生成装置的问题，其目的在于提供如下的空气杀菌装置，即，提供便于携带的小型装置，以使使用人员在家庭或车辆等便于使用，同时，使臭氧与反应物气体均匀地进行反应，从而达到即使供给更小量的臭氧及反应物，也可使羟基自由基的生成效率最大化。
并且，本发明的目的在于提供如下的空气杀菌装置，即，可有效防止因未参与反应的残留臭氧向室内排出而导致的环境污染。
本发明的目的并不限定于以上所提及的目的，没有提及的其他目的可通过下述内容明确地理解。
本发明的生成及排出羟基自由基的空气杀菌装置可包括：臭氧腔室，臭氧腔室配置有利用所流入的空气生成臭氧的臭氧产生器；匣盒，匣盒供给与臭氧发生反应的反应物气体；以及混合腔室，混合腔室形成有使上述臭氧及上述反应物气体流入的流入面部、排出通过使上述臭氧与上述反应物气体进行反应来生成的羟基自由基的排出面部以及除上述流入面部及上述排出面部以外的侧面被封闭的反应空间部。
其中，上述反应空间部以至少一个虚拟平面为基准对称形成，上述至少一个虚拟平面包括连接上述流入面部的中心和上述排出面部的中心的轴线。而且，上述匣盒的上部面配置于上述流入面部的中央，以使上述反应物气体向上述反应空间部流入，在上述臭氧腔室生成的臭氧经由上述匣盒的侧壁并通过上述流入面部的边缘向上述反应空间部流入。
并且，优选地，在上述排出面部侧配置有用于将在上述反应空间部生成的羟基自由基向外部排出的风扇，上述风扇的中心实质上与上述轴线一致。
并且，上述混合腔室内的上述反应空间部可通过形成有多个开口的至少1个隔膜被划分。其中，优选地，上述隔膜以垂直于上述轴线的方式形成，进而优选地，形成于上述隔膜的上述多个开口以包括上述轴线的至少一个虚拟平面为基准对称形成。
另一方面，本发明的生成及排出羟基自由基的空气杀菌装置可包括：外壳，外壳在内部形成有中空，在侧面形成有使空气流入的入口，在上部形成有排出羟基自由基的出口；臭氧腔室，臭氧腔室配置于上述外壳内部的下部，配置有利用从上述入口流入的空气生成臭氧的臭氧产生器；中央托架，中央托架配置于上述臭氧腔室的上部，配置有供给与臭氧发生反应的反应物气体的匣盒；以及混合腔室，混合腔室配置于上述中央托架的上部，形成有使上述臭氧及上述反应物气体流入的流入面部、使通过使上述臭氧与上述反应物气体进行反应来生成的羟基自由基向上述出口侧排出的排出面部以及除上述流入面部及上述排出面部以外的侧面被封闭的反应空间部。
其中，本发明的特征在于，上述反应空间部以至少一个虚拟平面为基准对称形成，上述至少一个虚拟平面包括连接上述流入面部的中心和上述排出面部的中心的轴线，上述匣盒的上部面配置于上述流入面部的中央，以使上述反应物气体向上述反应空间部流入，在上述臭氧腔室生成的臭氧经由上述匣盒的侧壁并通过上述流入面部的边缘向上述反应空间部流入。
并且，优选地，在上述中央托架形成有引导部，上述引导部向上述臭氧腔室引导从上述入口流入的空气，并引导在上述臭氧腔室形成的臭氧经由上述匣盒的侧壁向上述流入面部的边缘流入。
而且，在上述臭氧腔室中，在上部面的边缘形成有多个贯通孔，在内部形成有储存从上述贯通孔流入的空气的凹陷部，在上述凹陷部的下部配置有上述臭氧产生器。
并且，优选地，上述臭氧腔室由屏蔽在上述臭氧产生器中产生的电弧放电的物质形成。
进而，优选地，上述臭氧腔室的中心及上述匣盒的中心实质上与上述轴线一致。
并且，上优选地，上述臭氧腔室及上述匣盒以包括上述轴线的至少一个虚拟平面为基准对称形成。
而且，优选地，在上述排出面部配置有将从上述反应空间部生成的羟基自由基向外部排出的风扇，上述风扇的中心实质上与上述轴线一致。
另一方面，上述混合腔室内的上述反应空间部可通过形成有多个开口的至少1个隔膜被划分。其中，优选地，上述隔膜以垂直于上述轴线的方式形成。进而优选地，形成于上述隔膜的上述多个开口以包括上述轴线的至少一个虚拟平面为基准对称形成。
进而，上述混合腔室内的上述反应空间部可包括形成有多个第一开口的第一隔膜及形成有多个第二开口的第二隔膜，上述第一隔膜能够以覆盖上述流入面部的方式配置，上述第二隔膜能够以覆盖形成于上述第一隔膜的上述第一开口的方式配置。
本发明可提供如下的空气杀菌装置，即，提供便于携带的小型装置，以使使用人员在家庭或车辆等便于使用，同时，使臭氧与反应物气体均匀地进行反应，从而达到即使供给更小量的臭氧及反应物，也可使羟基自由基的生成效率最大化。尤其，本发明的空气杀菌装置可有效防止因未参与反应的残留臭氧向室内排出而导致的环境污染。
附图说明
图1为本发明的空气杀菌装置的立体图。
图2为示出本发明的空气杀菌装置的内部结构的立体剖视图。
图3为示出本发明的空气杀菌装置的主要结构要素的配置关系的简要剖视图。
图4为示出用于驱动本发明的空气杀菌装置的电路部件的连接状态的框图。
图5为示出本发明的臭氧腔室的立体图。
图6为示出本发明另一实施例的混合腔室的图，是截取空气杀菌装置的一部分的部分立体剖视图。
具体实施方式
本发明可进行多种变更并可具有多种实施例，将特定实施例例示在附图，并对其进行详细的说明。但是，需理解的是，本发明并不限定于特定实施方式，而包括属于本发明的思想及技术范围的所有变更、等同技术方案乃至代替技术方案。同时，在对本发明进行说明的过程中，若判断为对公知功能或结构的具体说明有可能不必要地混淆本发明的要旨，则省略其详细说明。
生成羟基自由基的基本化学反应已众所周知，由此可求得理论上符合最佳羟基自由基生成条件的臭氧及反应物气体的含量比。并且，通过控制向臭氧产生器供给的电压等来一定程度控制臭氧生成率。但是，以符合理论上的最佳条件的方式准确地控制并供给臭氧及反应物气体的含量，实际上这是不可能的。因此，在设计及制作用于家庭或车辆的小型装置的过程中，很难在源头上阻断未参与反应的残留臭氧的排出。
但是，本发明的发明人员通过多种实验了解到，未参与反应的残留臭氧被排出的最大原因在于臭氧与反应物气体未能在混合腔室内均匀地混合。因此，本发明的发明人员设计了如下的空气杀菌装置，即，将生成及排出羟基自由基的空气杀菌装置小型化，以使使用人员便于携带，并使臭氧与反应物气体均匀地进行反应，由此可有效地阻断未与反应物气体进行反应的残留臭氧向室内排出。
以下，参照附图对用于实施本发明的具体内容进行说明。
首先，图1示出本发明的空气杀菌装置的整体立体图，图2为示出本发明的空气杀菌装置的内部的图，示出沿着图1中的i-i切开线观察的立体剖视图，图3为简要示出主要结构要素的配置状态的简要剖视图。通过图1至图3，如下对本发明的空气杀菌装置的内部结构物进行说明。
本发明的空气杀菌装置包括外壳100，上述外壳100在内部形成有中空，在侧面形成有使空气流入的入口110，在上部形成有排出羟基自由基的出口120。其中，外壳100可包括上部外壳101、中央外壳103及下部外壳102，上述上部外壳101、中央外壳103及下部外壳102互相分离而成，可通过互相插入来结合。尤其，在中央外壳103沿着外侧边缘形成有多个贯通孔，上述多个贯通孔作为在外壳组装体的内部形成的中空的空间，起到使外部空气a1流入的入口110的功能。并且，在上部外壳101的上端形成有开口，上述开口起到排出在本发明的空气杀菌装置生成的羟基自由基的出口120的功能。在本实施例中，例示了外壳由3个部件形成的例，为了方便，可由1个或2个部件构成外壳，来互相组装或互相拆解。
在外壳的内部配置有构成臭氧腔室的臭氧腔室外罩201、202。优选地，臭氧腔室外罩201、202配置于外壳的下部。上部外罩201及下部外罩202能够以相互连接及分离的方式形成。其中，在上部外罩201的上部面的边缘形成有多个贯通孔210。而且，通过上部外罩201与下部外罩202的连接，在内部形成凹陷的空间部(以下，称为“凹陷部”)，优选地，上述凹陷部以使侧面部及底部最大限度封闭的方式形成，来使从贯通孔210流入的空气在上述凹陷部停留规定时间。并且，在上述凹陷部配置臭氧产生器220，优选地，上部外罩201及下部外罩202由屏蔽在臭氧产生器220中产生的电弧放电的物质形成。例如，臭氧腔室外罩201、202可由绝缘性合成树脂材料形成。
如上所述，臭氧腔室200具有如下结构，即，空气通过形成于上部的贯通孔210流入，同时，通过臭氧产生器220生成的臭氧通过贯通孔210排出。即，在臭氧腔室200中，仅一侧通过贯通孔210被开放，致使向贯通孔210流入的空气充分停留在凹陷部，因此，可使基于在臭氧产生器220中产生的电弧放电的臭氧生成效率最大化。其中，臭氧产生器220可使用电晕放电臭氧产生器等的电驱动臭氧产生器，优选地，可使用使空气离子化的臭氧产生器。并且，臭氧产生器可起到产生阴离子的离子发生器(ionizer)的功能。
在臭氧腔室200的上部配置有匣盒300。在匣盒300的内部收容有作为反应物气体供给源的反应物，上述反应物气体通过与臭氧进行反应来生成羟基自由基。其中，反应物为如下物质，即，在通过自然蒸发等被气化来向匣盒300外部排出之后与臭氧进行反应来生成羟基自由基，例如，可使用过氧化氢(h2o2)或作为碳氢类芳香族物质的烯烃(olefin)。适当的烯烃有于松脂(terpentine)、α-松油烯(alpha-terpinene)、γ-松油烯(gamma-terpinene)、δ-柠檬烯(delta-limonene)、月桂烯(myrcene)、戊烯(pentene)、环己烯(cyclohexene)、丁烯(butene)等。
优选地，匣盒300以可使使用人员进行更换的方式设置。而且，优选地，匣盒300配置于中央托架400的内部，上述中央托架400配置于臭氧腔室200的上部。尤其，优选地，在中央托架400形成有引导部，上述引导部向臭氧腔室200引导从入口110流入的空气a1，同时，引导在臭氧腔室200形成的臭氧经由匣盒300的侧壁向流入面部501的边缘流入。即，可在中央托架400的边缘形成有第一导向片401，以使所流入的空气向配置于下部的臭氧腔室200侧流入。而且，可形成有以与外壳100的内壁隔着规定间隔的方式向下延伸的第二导向片402。尤其，优选地，第二导向片402以与配置于中央托架400内侧的匣盒300的侧壁隔开的方式形成。通过第二导向片402及匣盒300的侧壁形成的通道起到使在臭氧腔室200生成的臭氧向混合腔室500的内部流入的管路的功能。
另一方面，混合腔室500通过配置于中央托架400的上部的混合腔室外罩510设置。其中，混合腔室500起到使从臭氧腔室200流入的臭氧与从匣盒300增产的反应物气体互相混合并进行反应的空间的功能。更详细地，混合腔室500可包括使臭氧及反应物气体流入的流入面部501、使通过臭氧与上述反应物气体进行反应来生成的羟基自由基通过出口120排出的排出面部502以及除流入面部501及排出面部502以外的侧面被封闭的反应空间部503。即，混合腔室500的两端可呈开放的管形状，可将与中央托架400侧连接的开放面作为流入面部501，可将与形成于外壳100的上端的出口120侧连接的开放面作为排出面部502。
尤其，优选地，反应空间部503以至少一个虚拟平面为基准对称形成，上述至少一个虚拟平面包括连接流入面部501的中心和排出面部502的中心的轴线c。即，虚拟平面为包括在图3中示出的轴线c的平面，作为一例，虚拟平面可为包括轴线c并垂直于图3的纸面的平面。此时，匣盒300的上部面配置于流入面部501的中央，以使反应物气体b向反应空间部503流入。并且，在臭氧腔室200生成的臭氧经由匣盒300的侧壁通过流入面部501的边缘向反应空间部503流入。为此，在混合腔室外罩510设置有可在流入面部501的中央与匣盒300的上部相连接的挂具511，在挂具511的周围设置有使臭氧流入的多个通气口512。
另一方面，作为另一实施例，通过反应空间部503形成的空间可通过形成有多个开口的至少1个隔膜被划分。例如，如图6所示，反应空间部503可通过第一隔膜520及第二隔膜530被划分为多个空间。如上所述，若将反应空间部503划分为多个空间，则可将臭氧与反应物气体的混合引导得更顺畅。尤其，优选地，第一隔膜520及第二隔膜530分别垂直于轴线c。其中，第一隔膜520以覆盖流入面部501的方式形成，首先，从匣盒300的排出口330流入的反应物气体及通过通气口512流入的臭氧在借助第一隔膜520所形成的空间进行混合，之后通过第一开口521被排出。并且，第二隔膜530以覆盖第一开口521的方式形成。未在借助第一隔膜520所形成的空间相互进行反应的臭氧与反应物气体可在借助第二隔膜530所形成的空间进行混合，可使未反应的臭氧及反应物气体的残留量最小化。
尤其，优选地，第一隔膜520及第二隔膜530以垂直于轴线c的方式形成，进而优选地，第一开口521及第二开口531以包括轴线c的至少一个虚拟平面为基准对称形成。更加优选地，第一开口521及第二开口531以轴线c为基准以不在一个垂直线上相互重叠的方式配置。这种配置使得借助由风扇吸入的压力来在借助第一隔膜520所形成的空间及借助第二隔膜530所形成的空间内分别形成涡流。因此，可通过使臭氧及反应物气体更加顺畅地混合来使羟基自由基的生成率最大化，同时，可使未反应的臭氧残留量最小化。
另一方面，在匣盒300的上部面设置有排出口330，在上述排出口330设置有膜320，上述膜320可使从反应物310增产的反应物气体b通过来向外部排出。其中，膜320为不使液体通过，但仅使气体选择性地通过的通气性膜，可使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet，polyethyleneterephthalate)、聚乙烯(pe，polyethylene)、多孔性聚四氟乙烯等的合成树脂。
接着，通过参照图2及图4，如下对用于驱动本发明的空气杀菌装置的电路部进行说明。
首先，在臭氧腔室200的下面配置有将通过电源端子611输入的电源向每个电路部件供给的电源供给电路部610。而且，以与电源供给电路部610隔开规定间隔的方式配置有高电压电路部620。其中，电源供给电路部610及高电压电路部620可分别通过额外的印制电路板(pcb)设置。为了避免随着产生高电压而引起的电干扰，优选地，构成电源供给电路部610的印制电路板(pcb)及构成高电压电路部620的印制电路板(pcb)以互相隔开规定间隔的方式配置。同时，高电压电路部620向配置于臭氧腔室200内的臭氧产生器220供给高电压。如上所述，臭氧腔室200为侧面及下部被封闭的结构，以屏蔽在臭氧产生器220所产生的电弧放电的方式形成，由此可防止配置于臭氧腔室200下面的高电压电路部620及电源供给电路部610因电弧放电而受损。
另一方面，匣盒安装传感器630能够以与匣盒300相邻的方式配置，从而识别是否安装匣盒300。在未安装匣盒300的情况下，反应物气体与臭氧不会进行反应，因此，在臭氧产生器220所生成的臭氧直接向外部排出。在此情况下，可诱发因臭氧引起的环境污染。在匣盒安装传感器630中，在未安装匣盒300的情况下，自动阻断向高电压电路部620供给的电力，由此，在源头上防止未反应的臭氧直接向外部排出。
而且，在外壳100的上部配置有与开关642相连接的控制电路部640，上述控制电路部640用于使使用人员控制装置。在使用人员开启(on)装置的情况下，控制电路部640驱动电源供给电路部610、风扇模块650、发光二极管(led)显示部641。发光二极管显示部641执行向使用人员告知装置正处于使用状态的功能，同时，提高装置外观的美感。同时，风扇模块650配置于外壳100的上部，且配置于混合腔室500的排出面部503侧。优选地，风扇模块650以在外壳100的边缘设置用于吸收振动的缓冲部件(未图示)的方式设置。
构成如上所述的本发明的空气杀菌装置的各结构物及电路部件以如下方式设计，即，使空气杀菌装置的体积最小化，同时，使羟基自由基的生成效率最大化。尤其，为了使臭氧及反应物气体的反应效率最大化，需使向混合腔室500流入的臭氧及反应物气体不向一侧偏重而要均匀。在含有向混合腔室500的反应空间部503流入的臭氧的空气的流速不均匀或臭氧及反应物气体进行混合的区域在反应空间部503内向一侧偏重的情况下，随着未参与反应的臭氧向外部排出，有可能引起环境污染。
以如上所述的结构形成的本发明的空气杀菌装置可使向混合腔室500内流入的臭氧与反应物气体均匀地混合，从而，使在臭氧产生器200生成的臭氧量最小化，同时，使反应物气体的增产量最小化，并始终生成及排出规定量的羟基自由基。即，在混合腔室500的流入面部501的中央部通过匣盒300上部的排出口来使反应物气体b流入，在流入面部501的边缘使含有臭氧的空气a2流入，因此，可使反应物气体与臭氧始终均匀地混合。并且，在臭氧腔室200生成的臭氧通过借助中央托架400及匣盒300的侧壁构成的管路向反应空间部503流入，上述管路以流入面部501的中心为基准对称形成，因此，可使向反应空间部503流入的臭氧与反应物气体均匀地混合。
进而，为了使向混合腔室500流入的臭氧的流入路径与反应物气体的流入路径相互对称，优选地，以臭氧腔室200的中心及匣盒300的中心实质上与轴线c一致的方式配置。并且，优选地，臭氧腔室200及匣盒300以包括轴线c的至少一个虚拟平面为基准对称形成。即，如图5所示，优选地，形成于臭氧腔室200的贯通孔210以包括轴线c的至少一个虚拟平面对称的方式形成。并且，优选地，在匣盒300形成的排出口330以实质上与轴线c一致的方式配置。同时，优选地，以使配置于排出面部502侧的风扇650的中心实质上与轴线c一致的方式配置。
若向臭氧腔室200流入的空气的流速太快，则降低通过臭氧产生器220生成的臭氧的生成率。本发明的臭氧腔室200以设置于上部外罩201及下部外罩202的凹陷部而使所流入的空气停留规定时间的方式形成。即，如图5所示，贯通孔210形成于臭氧腔室200的上部面的一侧，因此，在凹陷部的内部不会使空气的流动过快。通过上述结构，可使臭氧生成率最大化。并且，贯通孔210以向外侧突出的套筒211结构形成，这可防止在使用人员更换匣盒300的过程中使得配置于臭氧腔室200内部的臭氧产生器220的针状电极221受损的现象。
以上，对本发明的优选实施例进行了说明，但本发明所属技术领域的普通技术人员可在不超出本发明的本质特性的范围内以变形实施方式体现本发明。因此，以上说明的本发明的实施例不应从限定性的观点出发来考虑，应从说明的观点出发来考虑，本发明的范围由发明要求保护范围来定，而并非由对本发明的详细说明而定，属于与本发明的范围相同范围内的所有不同点应被解释成属于本发明。