KR102547903B1 - 공기 정화용 살균-집진 다기능 복합 모듈 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기 청정기용 살균-집진 다기능 복합 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 청정기에 사용할 수 있는 살균, 집진, 및 송풍 기능을 구비한 다기능 복합 모듈에 관한 것이다.
본 발명에 따른 다기능 살균-집진 복합 모듈은 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부, 여기서, 상기 몸체부에는 공기 흐름 방향을 따라서 살균-집진 모듈 장착부, UV 램프 장착부, 후처리 모듈 장착부, 및 송풍 모듈 장착부가 서로 연통되어 차례로 형성되고, 그리고 UV 램프 장착부에서의 유속이 살균-집진 모듈 장착부에서의 유속보다 빠르도록 UV 램프 장착부보다 좁은 유로를 가지며; 상기 살균-집진 모듈 장착부에 장착되는 살균-집진 모듈과; UV 램프 장착부에 장착되는 UV 램프와; 후처리 모듈 장착부에 장착되는 후처리 모듈과, 및 송풍모듈 장착부에 장착되는 송풍 모듈을 포함하는 것을 특징으로 한다.
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Description
본 발명은 공기 청정기용 살균-집진 다기능 복합 모듈에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기 청정기에 사용할 수 있는 살균, 집진, 및 송풍 기능을 구비한 다기능 복합 모듈에 관한 것이다.
공기 중 살균과 집진 기능을 동시에 구현하는 공기 살균기들이 개발되고 있다.
대한민국 공개 특허 제10-2007-0094026호에서는 공기 통로에 스트리머 방전 기구와, 스트리머 방전에 의해서 발생되는 활성종에 의해서 활성화되는 촉매 수단과 집진기를 포함하는 공기조화기를 개시한다.
대한민국 특허 공개 10-2020-0064670호 '플라즈마 살균 모듈 및 이를 구비하는 공기 청정기'에서는 스트리머 방전과 글로우 방전이 조합된 방식으로 방전장치의 구조를 개선하여 방전 효율을 높임으로써 오존의 발생을 억제하는 방안을 제시한다.
대한민국 특허 제2302355호에서는 세균 및/또는 바이러스를 불활성화시키는 활성종을 생성하는 관형 셀타입의 스트리머 방전장치와; 상기 관형 셀타입 스트리머 방전장치를 통과하는 먼지와 불화성화된 세균 및/또는 바이러스를 이온화시켜 집진하는 집진기를 구비하고, 스트리머 방전 중 발생되는 오존을 UV를 이용해서 제거하여 방출하는 장치를 제시한다.
이러한 공기 살균기는 살균과 집진 기능을 동시에 구현하기 위해서 대형 외장 케이스의 내부에 방전, 집진, UV 광처리, 오존 제거, 음이온 발생, 송풍기 등을 장착해서 제조된다.
하지만, 종래 장치들은 방전, 집진, UV 광처리, 오존 제거, 음이온 발생등은 공기의 흐름 속도에 따라서 효율이 달라질 수 있는데, 이러한 유속에 대한 고려 없이 직사각형 형태의 케이스 내부에 이들을 설치함으로서 전체적인 처리 효율이 저하되고, 이로 인해 유로가 길어져 소형화가 어렵다는 문제가 있다.
본 발명에서 해결하고자 하는 과제는 살균, 집진, UV 광처리, 오존 제거 등이 가능한 새로운 복합 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명에서 해결하고자 하는 다른 과제는 살균, 집진, UV 광처리, 오존 제거 등이 가능하고, 각 단계에서 처리 효율을 높이기 위해 유속을 고려한 새로운 복합모듈을 제공하는 것이다.
용어
본 발명에 있어서, '다기능'은 살균, 집진, UV 처리, 및 송풍 기능을 포함하는 것을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 '다기능 살균-집진 복합 모듈'은 '살균-집진 모듈'을 포함하는 모듈'을 의미한다.
본 발명에 있어서, 상기 '살균-집진 모듈'은 하나의 방전 장치를 이용해서 살균과 집진이 동시에 이루어지는 모듈로서, 집진을 위한 별도의 방전 장치가 없는 모듈을 의미한다.
발명의 요약
본 발명에 따른 다기능 살균-집진 복합 모듈은
다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부,
여기서, 상기 몸체부에는 공기 흐름 방향을 따라서 살균-집진 모듈 장착부, UV 램프 장착부, 후처리 모듈 장착부, 및 송풍 모듈 장착부가 서로 연통되어 차례로 형성되고, 그리고 UV 램프 장착부에서의 유속이 살균-집진 모듈 장착부에서의 유속보다 빠르도록 상대적으로 좁은 유로를 가지며,
상기 살균-집진 모듈 장착부에 장착되는 살균-집진 모듈과,
UV 램프 장착부에 장착되는 UV 램프와,
후처리 모듈 장착부에 장착되는 후처리 모듈과, 및
송풍모듈 장착부에 장착되는 송풍 모듈을 포함한다.
본 발명에 있어서, 상기 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부는 상류측 살균-집진 모듈 장착부와 하류측 후처리 모듈 장착부는 공기의 통과 속도를 늦추기 위해 직경이 크고, 중간의 UV 램프 장착부는 공기의 통과 속도를 높이기 위해 직경이 작게 형성되어, 내부 관로가 벤추리형 또는 아령형 형태로 이루어질 수 있다.
이론적으로 한정된 것은 아니지만, 플라즈마를 이용해 유해물질의 처리하는 방식은 공기가 전계가 형성된 구간을 지나가기 때문에 하기 식(1)과 같이 유해물질의 접촉시간을 길게 해주어야 제거 효율이 높아질 수 있으므로, 플라즈마 처리 구간에서는 직경을 늘려 통과 속도를 늦추어 주는 것이 효과적이다.
여기서 η는 유해물질 제거효율 이고 Q는 유해물질이 포함된 공기의 유량이므로 효율은 공기의 속도와 반비례 관계이다. 따라서, 방전에 의해 플라즈마가 발생되는 살균-집진 모듈 장착부는 유속이 늦출 수 있도록 상대적으로 큰 단면적을 가지는 것이 효율적이다.
또한, 후처리부도 촉매와 공기의 접촉시간을 늘리기 위해서 통과 속도를 늦출 수 있도록 큰 단면적을 가지는 것이 효과적이다.
반면, 자외선에 의한 오존 분해가 발생되는 UV 램프 장착부는 유속이 빠른 대신 압력이 낮아져 공기의 밀도가 줄어들어 플라즈마에서 생성된 오존의 밀도가 줄어들어 자외선(253nm)에 의한 오존의 분해가 용이하게 될 수 있도록 단면적이 줄어들어 통과 속도를 높이는 것이 효과적이다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 살균-집진 모듈 장착부는 공기 유입구를 형성하기 위해서 일측이 개방된 직육면체 형태의 홈일 수 있으며, UV 램프 장착부는 중심부에 설치되는 관형 UV 램프로부터 벽면까지 일정한 광조사 거리를 형성하고 상류 및 하류측과 연통될 수 있도록 원통형 홈이 형성될 수 있으며, 후처리 모듈 장착부는 내부에 사각 촉매 판재들을 장착하고 타측에 송풍팬과 연통되는 공기 유출구를 형성할 수 있도록 직육면체 형태의 홈일 수 있으며, 송풍 모듈 장착부는 원판형 홈이 형성될 수 있으며, 살균-집진 모듈과 후처리 모듈 및 UV 램프의 장착 편의를 위해서, 공기의 흐름 방향, 즉 길이 방향을 따라서 분할되는 플라스틱 케이스로 이루어질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 살균-집진 모듈은
글로우 방전에 의해 다수의 니들에서 살균용 활성종과 음이온을 방출하고, 상기 살균-집진 모듈 장착부의 내부에 장착되는 글로우 방전 모듈과, 및
상기 글로우 방전 모듈에서 발생된 음이온에 의해서 하전된 입자들을 집진하고, 상기 살균-집진 모듈 장착부의 내부에 글로우 방전 모듈과 함께 장착되는 집진 모듈을 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 살균-집진 모듈은 내장된 글로우 방전 모듈이 살균을 위한 라디칼과 같은 활성종과, 하전을 위한 음이온을 동시에 형성하여, 글로우 방전 모듈을 통과하는 공기에 포함된 세균을 불활성화시키고, 동시에 음이온에 의해서 불활성화된 세균이나 먼지를 하전시키고, 집진 모듈이 음이온으로 하전된 물체들을 양이온을 띠는 집진 전극판에 집진시키게 된다.
이론적으로 한정된 것은 아니지만, 방전극(니들)과 접지극(홀)사이에 강한 전기장(고압)이 형성되면 방전극(침) 근처의 기체에 글로우방전(Glow Discharge) 일어나는데, 이를 대기압하에서 코로나라고 한다. 이곳을 지나는 이온들은 높은 전기이동률 때문에 고속으로 가속되는데 홀형의 접지극을 지나면서 일부는 접지극으로 흘러들어가 사라지지만 이온과의 마찰에 의해 이동하는 공기분자 및 하전된 먼지분자들은 관성력에 의하여 홀형의 접지극을 통과한다. 홀형의 접지극을 통과한 하전된 입자는 다수의 평판이 다른극(+, -)이 인가되어 서로 교번으로 설치된 집진모듈은 통과하면서 하전된 입자와 같은극에서는 서로 척력이 작용하여 다른극으로 빠르게 입자가 이동하여 부착되어, 유동이 빠른 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있게 된다.
본 발명의 실시에 있어서, 글로우 방전 모듈은 다수의 방전점을 가지는 점방전 모듈일 수 있다. 상기 점방전 모듈은 다수의 니들을 가지는 모듈일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 글로우 방전 모듈은 살균-집진 모듈 장착부 내부에 안착되는 글로우 방전 모듈 몸체부와, 상기 글로우 방전 모듈 몸체부 내부에 배치된 다수의 니들을 가지는 니들 전극과 니들 상대 전극을 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 글로우 방전 모듈 몸체부는 살균-집진 모듈 장착부에 상응하는 길이와 폭을 가지는 납작한 직육면체 형태를 가질 수 있으며, 상부 용기와 하부 커버로 결합가능하게 분리되는 분리형 케이스일 수 있다. 또한, 상부 용기의 바닥면에는 공기가 유입되도록 다수의 공기 유입용 천공이 형성되며, 하부 커버에는 공기가 유출되도록 다수의 공기 배출용 천공이 형성된다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 글로우 방전 케이스를 이루는 상기 천공된 상부 용기에는 다수의 니들을 포함하는 니들 전극이 설치될 수 있으며, 상기 천공된 하부 커버에는 다수의 원형홀을 포함하는 니들 상대 전극판이 설치될 수 있으며, 상부 용기와 하부 커버의 결합에 의해서 글로우 방전 모듈이 작동 가능하게 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 상부 용기의 바닥면은 격자형태로 이루질 수 있으며, 일 측면에는 니들 전극판이 외부로 노출될 수 있도록 전극용 절개부를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 니들 전극판은 일측을 따라서 톱니형태의 니들이 형성된 띠형태의 판재를 절곡하여 제조될 수 있으며, 상기 공기의 유입을 방해하지 않도록 격자를 따라서 설치될 수 있으며, 전극용 절개부를 통해서 외부 전원에 접속할 수 있도록 노출될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서. 상기 하부 커버는 공기의 유출을 방해하지 않도록 격자형태로 이루어질 수 있으며, 니들 상대 전극판 결합의 고정을 위한 상대전극판 결합돌기가 형성될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 니들 상대 전극판은 공기가 균일하게 배출될 수 있도록 다수의 원형홀이 소정 간격으로 균일하게 형성될 수 있으며, 적어도 일측에는 니들 상대 전극판에 대한 외부 전원의 연결과, 상기 하부 커버와의 결합을 위해서, 돌출형 접속부를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 집진 모듈은 살균-집진 모듈 장착부에 함께 장착되는 글로우 방전 모듈에서 발생된 음이온을 이용해서 집진하는 모듈일 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 집진 모듈은 글로우 방전모듈에서 발생된 음이온을 띠는 전자를 이용해서 입자를 하전시키므로, 전자의 발생을 위한 별도의 방전부가 없는 무방전 집진 모듈일 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 집진 모듈은 모듈의 크기를 줄일 수 있도록 살균-집진 모듈 장착부 내부에서 글로우 방전 모듈에 밀착해 설치될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 집진 모듈은 공기의 체류시간을 늘려 집진 효율을 높일 수 있도록 지그 재그 형태의 연장된 유로를 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 집진 모듈은 공기의 체류시간을 늘려 집진 효율을 높일 수 있도록 연장된 유로를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 연장된 유로는 집진 모듈의 유입구에서부터 유출구까지의 길이보다 100% 이상 늘어난 길이의 유로를 가질 수 있으며, 보다 바람직하게는 200% 이상 늘어난 길이의 유로, 보다 더 바람직하게는 300 % 이상 늘어난 길이의 유로, 가장 바람직하게는 400% 이상 늘어난 길이의 유로를 가질 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 지그 재그 형태의 유로는 유입구에서 유출구로의 방향에 대해서 수직하는 방향을 따라서 좌우 및/또는 상하 방향으로 지그 재그 형태로 연장될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 집진 모듈은 일면에 글로우 방전 모듈에서 배출되는 공기가 유입되는 집진기 공기 유입구가 형성되고, 대향하는 타측면에는 내부 집진판에 의해서 필터링된 공기가 유출되는 집진기 공기 유출구가 형성된 전체적으로 직육면체 형태를 이루는 집진 케이스와, 상기 집진 케이스 내부에 집진기 공기 유입면과 평행하게 집진 전극판과 집진 상대 전극판이 소정 간격을 이루며 교대로 배치되어, 지그 재그 형태의 연장 유로를 이루도록 설치된 집진용 전극판으로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 집진 모듈은 집진 케이스의 절반에 상응하는 형태의 제1 집진 케이스에 집진 전극판들이 소정 간격으로 설치되고, 집진 케이스의 나머지 절반에 상응하는 형태의 제2 집진 케이스에 집진 상대 전극판이 소정 간격으로 설치되고, 집진 전극판들과 집진 상대 전극판들이 교대로 배치되되, 집진 전극판이 집진 상대 전극판 사이에 인입되도록 배치되어, 지그 재그 형태의 연장 유로를 형성할 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 제1 집진 케이스에는 외벽에 집진 전극판에 전원을 인가할 수 있는 집진 전극이 형성되고, 제2 집진 케이스에는 외벽에 집진 상대 전극판에 전원을 인가할 수 있는 집진 상대 전극이 형성될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 살균-집진 모듈에는 살균-집진 모듈 케이스 내부에 프리필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 UV 램프는 오존을 분해할 수 있는 파장의 자외선을 방출하는 램프일 수 있으며, 오존을 포함하는 공기가 UV 램프 장착부의 일측에서 유입되어 타측으로 유출될때까지 지속적으로 분해가 일어날 수 있도록 UV 램프 장착부를 따라 길게 연장되는 봉형 UV 램프로 이루어질 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 봉형 UV 램프는 연결 관로의 중심부를 따라서 설치되며, 상기 연결 관로의 직경은 봉형 UV 램프에서 방출되는 UV 광의 강도가 오존을 라디칼, 예를 들어, OH 라디칼로 변형시킬 수 있는 강도를 변경시킬 수 있는 범위내에서 조절될 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 UV 램프 장착부는 효율을 높이기 위하여 통과되는 주변을 반사판으로 둘러싸 광효율을 높혀 오존분해 효율을 극대화시킬 수 있다, 코로나 방전시 발생된 오존은 UV(광)에 의하여 OH 라디컬로 분해되고, 오존 분해와 함께 활성종의 하나인 OH 라디컬에 의한 세균 기타 유해물질의 분해가 동시에 이루어져 효율을 높인다.
본 발명에 있어서, 상기 후처리 모듈은 UV 처리된 공기에 포함된 오염 물질, 즉, 살균-집진 모듈에서 처리되지 못한 미소량의 오염물질을 흡착하기 위한 다공성 흡착 모듈일 수 있다. 본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 다공성 흡착 모듈은 다공성 케이스에 다공성 흡착제가 충진된 모듈일 수 있다. 상기 다공성 흡착제는 세라믹계 흡착제일 수 있으며, 예를 들어, SiC가 도포된 세라믹 입자들로 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 흡착 모듈은 살균-집진 모듈의 고장 또는 기능 저하시. 글로우 방전 모듈에서 생산된 전자에 의해서 하전된 먼지를 흡수하여 제거할 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 후처리 모듈은 UV 처리된 공기에 포함된 오존, 즉, UV 램프에 의한 광조사에 의해서 분해되지 않은 미소량의 오존을 처리할 수 있도록 촉매 입자 모듈일 수 있다. 본 발명의 실시에 있어서, 상기 촉매 입자 모듈은 다공성 케이스에 오존과 반응하여 오존을 제거하는 촉매 입자들이 충진된 모듈일 수 있다. 본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 촉매 입자는 오존을 제거하는 MnO2 및 귀금속으로 소결 제조한 촉매와 활성탄을 하나의 구조물로 만든 입자일 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 음이온 발생 모듈은 음이온 발생기일 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용할 수 있다. 상기 음이온 발생기는 전기적으로 음이온을 발생시키는 전자식 음이온 발생기일 수 있으며, 음이온 발생기에서 발생된 음이온은 정화된 공기와 함께 공기 조화기의 공기 유출기를 통해 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 일 실시에 있어서, 상기 음이온 발생 모듈은 음이온을 포함하는 공기를 공기 조화기에서 배출시켜, 글로우 방전 장치의 고장시, 배출된 음이온이 피조화 공간에서 먼지를 하전시키고, 하전된 먼지가 공기 조화기로 유입되어, 집진 모듈에서 집진될 수 있다.
본 발명에 있어서, 상기 송풍 모듈은 모터와 상기 모터에 의해서 작동하는 송풍팬을 포함할 수 있다. 상기 모터와 송풍팬은 다기능 살균-집진 복합 모듈이 별도의 케이스 내부에 장착되지 않더라도 자체 송풍 기능에 의해서 공기 흡입 및 배출이 가능하게 하다.
본 발명에 있어서, 상기 다기능 살균-집진 복합 모듈은 하이드로페록시 이온 생성 방전장치를 더 포함할 수 있다.
이론적으로 한정된 것은 아니지만, 하이드로페록시 이온생성 방전 장치는 방전시 다음과 같은 식a 내지 식 c 과정을 통해서 물 분자의 분해에 의해서 하이드로페록시 이온을 생성하고, 생성된 하이드록페록시 이온은 식 d 및 식 e 와 같이, CHOCHOCHO를 구성하는 수소이온과 결합하여 물분자로 변환될 수 있다.
H2O (discharge) → H+ + ·OH + e- → H (a)
O2 + e- → O2 - (b)
H + O2 - → HOO- (c)
CHOCHOCHO + HOO- (d)
3H + HOO- → H2O (e)
본 발명의 실시에 있어서, 상기 하이드록페록시 이온 생성 방전 장치는 표면에서 플라즈마 방전이 가능한 소형 배리어 방전(세라믹판)를 사용할 수 있으며, 오존 방출을 방지하기 위해, 표면방전을 짧은시간에 ON/FF하여 오존방출을 최소할 수 있으며, 상업적으로 구입해서 사용할 수 있다.
본 발명에 있어서, 하이드로페록시 이온 생성 방전장치는 생성된 하이드로페록시 이온이 촉매에 의해서 변환되거나 흡착되는 것을 방지할 수 있도록 송풍 모듈에 기판 형태로 함께 설치될 수 있다.
본 발명은 일 측면에 있어서,
다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부,
상기 살균-집진 모듈 몸체부 내부에 장착되는 살균-집진 모듈과,
상기 살균-집진 모듈 몸체부 내부에 장착되는 UV 램프와,
상기 살균-집진 모듈 몸체부 내부에 장착된 후처리 모듈과, 및
상기 살균-집진 모듈에 장착되는 송풍모듈으로 포함하는 다기능 살균-집진 복합 모듈을 제공한다.
본 발명은 또 다른 일 측면에 있어서,
글로우 방전에 의해 라디칼 및 전자를 생성하여 피처리 공기와 반응시키는 살균 및 하전 단계;
살균 및 하전단계에서 하전된 입자를 상대극으로 하전된 전극판을 이용해서 무방전으로 집진하는 집진 처리 단계;
집진처리된 공기를 UV로 조사하는 UV 광조사 단계;
UV 광조사된 공기를 오존 제거 촉매를 이용해서 오존을 제거하는 단계; 및
음이온을 발생시켜 UV 광조사된 공기와 혼합하는 단계를 포함하는 공기 살균 방법을 제공한다.
본 발명은 또 다른 일 측면에서,
일측에 살균기 공기 유입구가 형성되고, 타측에 살균기 공기 유출구가 형성되고, 상기 살균기 공기 유입구와 살균기 공기 유출구 사이에 다기능 살균-집진 복합 모듈이 내장되는 공기 살균기 몸체부와, 및
상기 살균기 몸체부의 내부에 내장되는 하나 이상의 다기능 살균-집진 복합 모듈;를 포함하는 공기 조화기를 제공한다.
본 발명에 있어서, 상기 공기 살균기는 처리 용량의 증대를 위해서 복수의 다기능 살균-집진 복합 모듈을 가질 수 있으며, 바람직하게는 2~4개의 복합모듈을 포함할 수 있다.
본 발명의 실시에 있어서, 상기 살균기 몸체부는 길게 연장된 직육면체 형태의 몸체부일 수 있으며, 중심부에 살균기 공기 유입구가 형성되고, 양측에 살균기 공기 유출구가 형성되며, 살균기 공기 유입구와 살균기 공기 유출구 사이에 2개의 다기능 살균-집진 복합 모듈 안착부가 마련되고, 2개의 다기능 살균-집진 복합 모듈이 상기 안착부에 서로 대향하여 안착될 수 안착되어, 중심부의 살균기 공기 유입구로 유입된 공기가 대향하여 설치된 다기능 살균-집진 복합 모듈로 유입된 후, 각각 처리되어 양측의 살균기 공기 유출구로 배출될 수 있다.
본 발명은 짧은 유로를 가지면서도 살균 및 집진 및 탈취가 가능한 새로운 공기 살균기용 소형 다기능 모듈을 제공한다.
본 발명은 짧은 유로를 가지면서도 살균 및 집진 및 탈취가 가능한 하나 이상의 소형 다기능 모듈들을 장착하여 공기를 처리하는 방법을 제공한다.
본 발명은 짧은 유로를 가지면서도 살균 및 집진 및 탈취가 가능한 복수의 소형 다기능 모듈을 장착하여 넓은 면적에 사용 가능한 집적형 공기 살균기를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈의 (a) 살균-집진 모듈 정면 사시도이며, (b) 송풍 모듈 방향 배면사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈을 이루는 살균-집진모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈을 이루는 살균-집진 모듈의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈을 이루는 살균-집진 모듈의 분해 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 방전 모듈의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 방전 모듈의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 집진 모듈의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 집진 모듈의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시에 따른 양극 집진 모듈의 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합 모듈의 단면도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시에 따른 집적형 공기 조화기의 사시도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시에 따른 집적형 공기 조화기의 단면도이다.
도 14은 본 발명의 일 실시에 따른 집적형 공기 조화기의 분해 사시도이다.
도 15은 본 발명의 다른 일 실시에 따른 단일형 공기조화기의 사시도이다.
도 16는 본 발명의 다른 일 실시에 따른 단일형 공기조화기의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 일 실시에 따른 단일형 공기조화기의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈을 이루는 살균-집진모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈의 단면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈을 이루는 살균-집진 모듈의 사시도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합모듈을 이루는 살균-집진 모듈의 분해 사시도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 방전 모듈의 분해사시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 방전 모듈의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 집진 모듈의 분해사시도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시에 따른 살균-집진 모듈을 이루는 집진 모듈의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시에 따른 양극 집진 모듈의 분해사시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시에 따른 다기능 살균-집진 복합 모듈의 단면도이다.
도 12은 본 발명의 일 실시에 따른 집적형 공기 조화기의 사시도이다.
도 13는 본 발명의 일 실시에 따른 집적형 공기 조화기의 단면도이다.
도 14은 본 발명의 일 실시에 따른 집적형 공기 조화기의 분해 사시도이다.
도 15은 본 발명의 다른 일 실시에 따른 단일형 공기조화기의 사시도이다.
도 16는 본 발명의 다른 일 실시에 따른 단일형 공기조화기의 단면도이다.
도 17은 본 발명의 다른 일 실시에 따른 단일형 공기조화기의 분해 사시도이다.
이하, 실시예를 통해서 본 발명을 상세하게 설명한다. 하기 실시예는 본 발명을 한정하기 위한 것이 아니라, 본 발명을 예시하기 위한 것임을 유의하여야 한다.
도 1 내지 도 3에서 도시된 바와 같이, 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)은 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부(100)내부에 공기 흐름에 따라 살균-집진 모듈(200)과, UV 램프(300)과, 후처리 모듈(400)과, 송풍 모듈(500)이 차례로 장착된다.
상기 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부(100)는 공기의 흐름 방향을 따라서 상류측에 위치한 직육면체 형태의 살균-집진 모듈 안착부(120)가 형성되어, 내부에 직육면체 형태의 살균 집진 모듈(200)이 안착되고, 살균-집진모듈 안착부(110)의 후단에 위치하는 관형 UV 램프 안착부(130)가 형성되어, 봉형 UV 램프(300)가 안착되고, UV 램프 안착부(130)의 후단에 직육면체 형태의 후처리 모듈 안착부(140)가 형성되고, 직사각형 판재 형태의 후처리 모듈(400)들이 안착된다. 후처리 모듈 안착부(140)의 후단에는 송풍 모듈 안착부(150)가 형성되어 내부에 송풍 모듈(500)이 안착된다.
상기 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부(100)는 공기의 흐름 방향을 따라서 양쪽으로 절개되는 분리형 몸체부로 이루어진다.
직육면체 형태의 살균-집진 모듈 안착부(120)에서 상류측면은 공기의 유입을 위해 개방되어 복합 모듈 공기 유입구(160)를 이루며, 내부는 직육면체 형태의 살균-집진 모듈(120)이 안착될 수 있도록 비어 있으며, 하류측면은 후단의 UV 램프 안착부(130)에 연통된다.
관형 UV 램프 안착부(130)의 내부에는 원통형 유로가 형성되며, 유로의 중심부에 UV 램프(300)이 안착된다. UV 램프 안착부(130)의 내부에는 UV 램프의 광을 반사할 수 있도록 광반사층(131)이 형성된다.
직육면체 형태의 후처리 모듈 안착부(140)에서 상류측면은 전단의 UV 램프 안착부(130)에 연통되며, 하류측면은 송풍 모듈(150)에 연통되도록 개방되며, 내부는 얇은 판재 형태의 후처리 모듈(400)들이 안착될 수 있도록 비어 있다.
소정 두께를 가지는 원판 형태의 송풍 모듈 안착부(150)의 상류측면은 후처리 모듈 안착부(140)과 연통되고, 하류측면은 송풍 모듈 커버(151)로 덮혀있으며, 측부가 공기의 배출을 위해 개방되어 복합 모듈 공기 유출구(170)를 이룬다.
이에 따라서, 복합 모듈 몸체부(100)의 큰 단면적(w)의 살균-집진 모듈 안착부와 작은 단면적(n)의 UV 램프 장착부와, 큰 단면적(w)의 후처리 모듈 장착부가 형성되어, 살균-집진 영역 및 후처리 영역에서는 유속이 느려지고, UV 광처리 영역에서는 유속이 빨라져 오염된 공기가 효율적으로 처리된다.
도 4 및 도 5에서 도시된 바와 같이, 상기 살균-집진 모듈(200)은 글로우 방전 모듈(220) 및 집진 모듈(230)이 밀착되어 이루어진다.
상기 글로우 방전 모듈(220)은 전체적으로 납작한 직육면체 형태로 이루어지며, 글로우 방전에 의해 살균용 라디칼과 음이온전자를 방출한다.
상기 집진 모듈(230)은 전체적으로 두꺼운 직육면체 형태로 이루어지며, 상기 글로우 방전 모듈(220)에서 발생된 전자에 의해서 하전된 입자들을 집진하고, 상기 글로우 방전 모듈(220)에 밀착하여 장착된다.
도 6 및 도 7에서 도시된 바와 같이, 상기 살균-집진 모듈(200)을 이루는 글로우 방전 모듈(210)은 내부에서 방전을 통해서 살균을 위한 OH 라디칼과 하전을 위한 음이온을 띠는 전자를 동시에 형성하여, OH 라디칼은 글로우 방전 모듈을 통과하는 공기에 포함된 세균을 불활성화시키커나 활성을 저하시키고, 음이온을 띠는 전자는 불활성화 또는 활성저하된 세균 또는 먼지를 하전시켜 배출한다.
글로우 방전 모듈(220)은 스트리머 방전에 비해서 상대적으로 낮은 방전 전압에 의해서 전자와 OH 라디칼이 혼합되어 방출되며, 살균에 필요한 OH 라디칼의 생성량이 낮아진다. 이러한 방전 전압의 저하로 인한 OH 라디칼의 감소를 보상하기 위해서, 다수의 니들을 가지는 점방전 모듈로 이루어진다.
글로우 방전 모듈(220)은 천공된 직사각형 형태의 바닥면을 가지는 소정 높이의 방전 모듈 상부 용기(221)와, 천공된 평판 형태의 방전 모듈 하부 커버(222)와 다수의 니들을 가지며 상기 방전 모듈 상부 용기(221)에 내장되는 니들 전극(223)과, 상기 방전 모듈 하부 커버(222)에 결합되어 고정되는 니들 상대 전극(224)로 이루어진다.
방전 모듈 상부 용기(221)에는 공기 유입을 방해하지 않으면서 니들 전극(223)을 지지하기 위해서 용기 바닥면에 상부 용기 격자형 가로대(225)가 형성되고, 방전 모듈 하부 커버(224)에도 공기 유출을 방해하지 않도록 하부 커버 격자형 가로대(226)이 형성된다.
방전 모듈 상부 용기(221)의 외측벽을 따라서는 방전 모듈 하부 커버가 결합될 수 있는 결합홈(227)들이 형성되며, 방전 모듈 하부 커버(224)의 테두리를 따라서는 방전 모듈 상부 용기에 결합할 수 있는 결합돌기(228)들이 형성된다.
상기 니들 전극(223)은 방전이 일어나는 다수의 니들(223')와, 상기 니들의 하부를 연졀하며 상기 상부 용기 격자형 가로대(225)에 지지되는 니들 하부판(223")으로 이루어진다.
상기 니들 상대 전극(224)은 직사삭형 형태의 판재에 다수의 원형홀(224')들이 규칙적으로 형성된다.
도 8 내지 도 10에 도시된, 집진 모듈(230)은 음으로 하전된 먼지가 정전기적으로 인력에 의해서 부착되도록 양으로 하전되는 양극 집진 모듈(231)과, 음으로 하전된 먼지가 정전기적 척력에 의해서 탈착되도록 음으로 하전되는 음극 집진 모듈(231')로 이루어진다.
양극 집진 모듈(231)은 일측에 집진모듈 공기 유입구(232)가 형성되고 타측에 집진 모듈 공기 유출구(233)가 형성되는 집진 모듈 상부 용기(234)의 내부에 양극으로 하전되는 양극 집진판(235)들이 동일한 간격으로 설치된다.
양극 집진 모듈(231)은 일측에 양극 집진모듈 공기 유입구(232)가 형성되고 타측에 양극 집진 모듈 공기 유출구(233)가 형성되는 집진 모듈 상부 용기(234)의 내부에 양극으로 하전되는 양극 집진판(235)들이 동일한 간격으로 설치된다.
음극 집진 모듈(231')은 일측에 음극 집진모듈 공기 유입구(232')가 형성되고 타측에 음극 집진 모듈 공기 유출구(233')가 형성되는 집진 모듈 하부 용기(234')의 내부에 음극으로 하전되는 음극 집진판(235')들이 동일한 간격으로 설치된다.
상기 양극 집진판(235)들은 '∩'자형으로 절곡되어 집진 모듈 상부 용기(234)의 내부 상면에 고정되며, 상부 관통홀(236)을 통해서 외부 양극 전원과 연결된다. 양극 전원은 집진 모듈 상부 용기(234)의 외부 상면에 형성된 양극 전극(237, 238)을 통해서 양극 집진판(246)에 인가된다.
유사하게 음극 집진판(235')들은 '∪'자형으로 절곡되어 집진 모듈 하부 용기(234')의 내부 바닥면에 고정되며, 하부 관통홀(236')을 통해서 외부 음극 전원과 연결된다.
상기 양극 집진판(235)와 음극 집진판(235')은 어긋나게 정렬되어, 유입된 공기는 양극 집진판(235)에 막혀 하부로 내려가고, 하부로 내려간 공기는 음극 집진판(236')에 막혀 상부로 올라가는 것을 반복하면서 양극 집진판(235)와 음극 집진판(235') 사이에 지그재그 형태로 배치되어, 집진 모듈(230)의 양극 집진 모듈 공기 유입구(232)와 양극 집진모듈 공기 유출구(233) 사이의 간격보다 연장된 유로를 통과한다.
도 11에서 도시된 바와 같이, 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)에서 후처리 모듈(400)은 UV 처리된 공기에 포함된 오염 물질, 즉, 살균-집진 모듈에서 처리되지 못한 미소량의 오염물질을 흡착하기 위한 다공성 흡착 모듈(410)과, UV 처리된 공기에 포함된 오존, 즉, UV 램프에 의한 광조사에 의해서 분해되지 않은 미소량의 오존을 처리할 수 있도록 촉매 입자 모듈(420)과, 음이온 발생기(430)으로 이루어진다.
다공성 흡착 모듈(410)은 다공성 흡착제가 충진된 모듈이며, 다공성 흡착제는 세라믹계 흡착제를 사용하고, 예를 들어, SiC가 도포된 세라믹 입자들로 이루어진다.
촉매 입자 모듈(420)은 다공성 케이스에 오존과 반응하여 오존을 제거하는 촉매 입자들이 충진된 모듈이며, 상기 촉매 입자는 오존을 제거하는 MnO2 및 귀금속으로 소결 제조한 촉매와 활성탄을 하나의 구조물로 만든 입자를 사용한다.
음이온 발생기(430)은 상업적으로 구입한 전기적으로 음이온을 발생시키는 전자식 음이온 발생기를 사용한다.
이러한 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)에는 송풍 모듈(500)이 부착되어 있어, 공기 살균기를 이루는 외장 케이스의 형상에 크게 구애 받지 않고 다양한 형태로 구현될 수 있다. 송풍 모듈(500)에는 하이드록페록시 이온 생성을 위한 세라믹 기판으로 이루어진 소형 베리어 방전 장치가 부착되며(도시되지 않음), 소형 베리어 방전 장치에 의해서 하이드로페록시 이온이 방출되어 추가 살균이 이루어진다.
본 발명의 일 실시에서, 복수개의 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)를 포함하는 집적형 공기 살균기는, 도 12 및 도 13에서 도시된 바와 같이, 2 개의 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)이 살균기 몸체부(20)의 내부에 내장된다.
살균기 몸체부(20)는 전체적으로 길게 연장되는 직육면체 형태를 가지며, 디자인적인 측면을 고려하여 상부면(21)과 하부면(22)은 곡면형태로 이루어진다. 살균기 몸체부(20)의 하부면(22) 중간에 살균기 공기 유입구(23)가 형성되고, 살균기 몸체부(20)의 양측에 다수의 살균기 공기 유출구(24)가 형성된다. 살균기 공기 유입구(23)와 살균기 공기 유출구(24) 사이의 내부 공간에 2개의 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)이 서로 대향하여 안착되며, 이에 따라 실내 공기는 중간의 살균기 공기 유입구(23)로 유입된 공기가 대향하여 설치된 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)로 유입된 후, 각각 처리되어 양측의 살균기 공기 유출구(24)로 배출된다.
또한, 상기 공기 살균기(1)는 천정 등에 매달아 사용할 수 있도록, 상부면(21)에 다수의 고정 바(25)들이 배치된다.
도 14에서 도시된 바와 같이, 상기 살균기 몸체부(20)의 상부면(21)을 제외한 다른 부분을 이루는, 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)이 내장될 수 있도록 내부가 비어 있는 살균기 몸체부 하부 용기(26)와, 상기 살균기 몸체부(20)의 상부면(21)을 이루는 살균기 몸체부 커버(27)로 이루어진다. 상기 살균기 몸체부 커버(27)에는 살균기를 제어하기 위한 리모콘 신호 수신부(28)이 형성되어, 리모트 컨트롤에 의해서 송신되는 사용자의 조작 신호를 수신하여 장치를 작동시킨다. 신호 수신과 장치의 작동 방식은 일반적인 전자기기의 작동 방식에 따른다.
본 발명의 일 실시에서, 단수개의 다기능 살균-집진 복합 모듈(10)를 포함하는 단일형 공기 살균기(1')는, 도 15 내지 도 17에 도시된 바와 같이, 한 개의 다기능 살균-집진 복합 모듈(10')이 단일형 살균기 몸체부(20')의 내부에 내장된다.
단일형 살균기 몸체부(20')는 전체적으로 길게 연장되는 직육면체 형태를 가지며, 디자인적인 측면을 고려하여 상부면(21')과 하부면(22')은 곡면형태로 이루어진다. 단일형 살균기 몸체부(20')의 일측에 살균기 공기 유입구(23')가 형성되고, 살균기 몸체부(20')의 타측에 살균기 공기 유출구(24')가 형성된다.
살균기 공기 유입구(23')와 살균기 공기 유출구(24') 사이의 내부 공간에 1개의 다기능 살균-집진 복합 모듈(10')이 안착되며, 이에 따라 실내 공기는 일측의 살균기 공기 유입구(23')로 유입된 공기가 다기능 살균-집진 복합 모듈(10')로 유입된 후, 처리되어 타측의 살균기 공기 유출구(24')로 배출된다.
상기 단일형 살균기 몸체부(20')는 살균기 몸체부 하부 용기(26')와, 살균기 몸체부 커버(27')로 이루어진다. 상기 살균기 몸체부 커버(27')에는 살균기를 제어하기 위한 리모콘 신호 수신부(28')이 형성되어 장치를 작동시킨다.
1: 공기 살균기
10: 다기능 살균-집진 복합 모듈
20: 살균기 몸체부
21; 상부면
22: 하부면
23: 살균기 공기 유입구
24: 살균기 공기 유출구
26: 살균기 몸체부 하부 용기
27: 살균기 몸체부 커버
100: 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부
120: 살균-집진모듈 안착부
130: UV 램프 안착부
140: 후처리 모듈 안착부
150: 송풍 모듈 안착부
160: 복합 모듈 공기 유입구
200: 살균-집진 모듈
210: 살균-집진 모듈 몸체부
220: 글로우 방전 모듈
221: 방전 모듈 상부 용기
222: 방전 모듈 하부 커버
223: 니들 전극
224: 니들 상대 전극
230: 집진 모듈
300: UV 램프
400: 후처리 모듈
500: 송풍 모듈
10: 다기능 살균-집진 복합 모듈
20: 살균기 몸체부
21; 상부면
22: 하부면
23: 살균기 공기 유입구
24: 살균기 공기 유출구
26: 살균기 몸체부 하부 용기
27: 살균기 몸체부 커버
100: 다기능 살균-집진 복합 모듈 몸체부
120: 살균-집진모듈 안착부
130: UV 램프 안착부
140: 후처리 모듈 안착부
150: 송풍 모듈 안착부
160: 복합 모듈 공기 유입구
200: 살균-집진 모듈
210: 살균-집진 모듈 몸체부
220: 글로우 방전 모듈
221: 방전 모듈 상부 용기
222: 방전 모듈 하부 커버
223: 니들 전극
224: 니들 상대 전극
230: 집진 모듈
300: UV 램프
400: 후처리 모듈
500: 송풍 모듈
Claims (10)
- 살균-집진 복합 모듈 몸체부,
여기서, 상기 몸체부에는 공기 흐름 방향을 따라서 살균-집진 모듈 장착부, UV 램프 장착부, 후처리 모듈 장착부, 및 송풍 모듈 장착부가 서로 연통되어 차례로 형성되고, UV 램프 장착부에서의 유속이 살균-집진 모듈 장착부에서의 유속보다 빠르도록 UV 램프 장착부가 보다 좁은 유로를 가지며;
상기 살균-집진 모듈 장착부에 장착되는 살균-집진 모듈과, 여기서, 상기 살균-집진 모듈은 다수의 니들을 가지는 니들 전극과, 니들 상대 전극판을 포함하고, 니들 근처에서 코로나가 발생되도록 방전되는 방전모듈과, 하전된 입자들이 정전기적 인력에 의해 집진판에 집진되는 집진모듈로 이루어지며;
UV 램프 장착부에 장착되는 UV 램프와, 여기서, 상기 UV 램프는 상기 방전모듈에서 발생되는 오존을 분해하도록 UV 램프 장착부를 따라 길게 연장되어 설치되는 봉형 UV 램프이며;
후처리 모듈 장착부에 장착되는 후처리 모듈과, 여기서, 상기 후처리 모듈은 상기 UV 램프에 의해서 분해되지 않은 오존을 제거하는 촉매를 포함하는 모듈이며; 및
송풍모듈 장착부에 장착되는 송풍 모듈
을 포함하는 살균-집진 복합 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 살균-집진 복합 모듈 몸체부는 공기의 흐름 방향을 따라서 분할되는 분할형 몸체부인 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 살균-집진 모듈은
니들 근처에서 코로나가 발생되도록 방전되는 방전모듈과, 무방전 집진 모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제3항에 있어서,
니들 근처에서 코로나가 발생되도록 방전되는 방전모듈은 다수의 방전점을 가지는 점방전 모듈인 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제3항에 있어서,
상기 무방전 집진 모듈은 연장 유로를 가지는 집진 모듈인 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 봉형 UV 램프는 상기 UV 램프 장착부의 중심부를 따라서 설치되는 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 후처리 모듈은 흡착제를 포함하는 흡착 모듈인 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제1항에 있어서,
상기 후처리 모듈은 음이온 발생기를 포함하는 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈. - 제6항에 있어서,
상기 UV 램프 장착부의 내벽에 UV 반사판이 설치된 것을 특징으로 하는 살균-집진 복합 모듈.
- 삭제
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| KR1020220130405A KR102547903B1 (ko) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 공기 정화용 살균-집진 다기능 복합 모듈 |
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| KR1020220130405A KR102547903B1 (ko) | 2022-10-12 | 2022-10-12 | 공기 정화용 살균-집진 다기능 복합 모듈 |
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|---|---|
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|---|---|---|---|---|
| KR100535123B1 (ko) * | 2003-12-31 | 2005-12-07 | 현대자동차주식회사 | 하이브리드형 차량용 공기 청정기 |
| KR20200065890A (ko) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 서울바이오시스 주식회사 | 유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치 |
| KR20210123118A (ko) * | 2020-04-02 | 2021-10-13 | 한국전자기술연구원 | 공기 정화 장치 |
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| KR20200065890A (ko) * | 2018-11-30 | 2020-06-09 | 서울바이오시스 주식회사 | 유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치 |
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| PA0109 | Patent application |
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Comment text: Notification of reason for refusal Patent event date: 20230127 Patent event code: PE09021S01D |
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