KR100460255B1 - Apparatus For Air Cleaning And Sterilizing - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 흡입되는 공기가 자외선의 조사와 광촉매와의 접촉을 통해 살균 및 정화 처리될 수 있는 공기정화 살균장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내의 오염 공기를 강제 유입시켜 조사효율이 높아질 수 있도록 상하에 지그재그로 설치된 자외선램프로의 자외선 방출과 함께 공기와의 접촉면적을 높일 수 있게 단면이 다각 형상으로 형성되어 일정 구간마다 채워진 광촉매칩과의 접촉을 통해 살균 및 악취 제거되어 인체에 유익한 깨끗한 공기로 정화 처리되어 배출될 수 있는 공기정화 살균장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air purifying sterilization apparatus which can be sterilized and purified through irradiation of ultraviolet rays and contact with a photocatalyst, and more specifically, to increase the irradiation efficiency by forcibly introducing contaminated air in a room. Clean air that is beneficial to the human body by removing sterilization and odor through contact with the photocatalyst chip filled in every section to increase the contact area with air along with the emission of ultraviolet rays from the UV lamps installed zigzag up and down. The present invention relates to an air purifying sterilization apparatus which can be discharged by purifying.
냉방 및 난방, 방음 등의 고효율화와 에너지 절약이라는 차원에서 외부 공기와 더욱 더 차단된 밀폐된 공간에서 생활하는 시간이 증가됨에 따라 내부 생활환경과 밀접한 관련이 있는 각종 오염물질에 노출되고 있으며, 이러한 이유로 현대인은 두통, 안질, 집중력 저하, 어지러움 등과 같은 내부공기 오염에 의한 증상을 호소하고 있는 실정이다. 따라서 실내 공기는 건강과 직결되기 때문에 실내공간에서 활동함에 따라 자연 배출되는 공기 중의 각종 오염물질과 각종 곰팡이 등을 인체에 해가 없이 안전하게 제거할 수 있는 공기살균 정화장치가 절실하게 필요하다 할 수 있다.In order to improve energy efficiency such as cooling, heating, and soundproofing, and to save energy, the time to live in an enclosed space that is more and more isolated from the outside air is increasing, which is why we are exposed to various pollutants that are closely related to the internal living environment. Modern people are complaining of symptoms caused by internal air pollution such as headaches, eyeballs, poor concentration, and dizziness. Therefore, since indoor air is directly connected to health, there is an urgent need for an air disinfection device that can safely remove various pollutants and molds in the naturally discharged air without harming the human body. .
한편, 종래에는 공기를 정화하기 위하여 일반적으로 폴리프로필렌(PP) 수지섬유 또는 폴리에틸렌(PE) 수지섬유를 이용하는 부직포 형태의 필터만을 사용하거나, 전기집진방식의 정전필터 등을 주로 사용하였다. 그러나 이러한 형식의 필터로는 먼지를 거르는 것은 가능하지만 그 구조상 미세한 바이러스나 박테리아 등을 살균하거나, 휘발성유기화합물(VOC's), 악취 제거 및 부패 호르몬인 에틸렌가스를 제거하기는 어려웠다.On the other hand, in order to purify the air in general, only a non-woven fabric type filter using a polypropylene (PP) resin fiber or polyethylene (PE) resin fiber, or an electrostatic precipitating type electrostatic filter and the like was mainly used. However, it is possible to filter dust with this type of filter, but its structure was difficult to sterilize micro-viruses and bacteria, or to remove volatile organic compounds (VOC's), odor removal, and decay hormone ethylene gas.
또한, 탈취를 위해 활성탄으로 만들어진 활성탄 탈취필터를 사용하고도 있으나, 탈취성능 및 내구성이 좋지 않고 공기 중에 포함된 유해한 미생물을 살균할 수 없다는 문제점이 있었다. 이러한 문제점을 해결하기 위하여 광촉매를 알루미늄이나 구리 등의 필터에 코팅한 광촉매필터에 자외선을 조사하는 방식 등이 등장하여 입도가 큰 미생물을 광촉매필터에서 포집하여 살균처리하고 있으나, 광촉매와 자외선과의 조사표면적 부족 및 세균에 대한 자외선 조사시간 부족 등으로 입도(나노크기)가 작은 바이러스, 박테리아 등에서는 살균성능이 확실하지 않을 뿐만 아니라 매번 필터를 교체 및 관리하여야 하는 문제점도 있었다.In addition, although the activated carbon deodorization filter made of activated carbon for deodorization is used, there is a problem in that the deodorizing performance and durability are not good and the harmful microorganisms contained in the air cannot be sterilized. In order to solve this problem, a method of irradiating ultraviolet light to a photocatalyst filter coated with a photocatalyst on a filter such as aluminum or copper has been introduced, and microorganisms having a large particle size are collected and sterilized by the photocatalyst filter, but the photocatalyst and ultraviolet light are irradiated. Due to lack of surface area and UV irradiation time for bacteria, microorganisms having a small particle size (nano size), bacteria, etc. are not sure of sterilization performance, but also have a problem of replacing and managing filters every time.
본 발명은 상기한 바와 같은 기존의 공기정화장치가 갖는 문제점을 해결하기 위한 것으로, 복잡한 필터의 적용 없이도 실내의 공기를 강제 흡입시켜 석영관에 내장되어 지그재그로 배열된 자외선램프로부터의 자외선 방출과 함께, 이들 석영관 사이에 구조적으로 접촉면적을 높일 수 있는 형태인 단면이 다각형이면서 자외선과의 광촉매반응을 일으킬 수 있도록 표면에 광촉매가 코팅 처리된 광촉매칩과의 접촉을 통해 공기 중에 포함된 세균 및 박테리아 등을 확실하게 살균 및 악취 제거하여 인체에 유익한 깨끗한 공기로 정화 처리시킬 수 있는 공기정화 살균장치를 제공함에 그 목적이 있다.The present invention is to solve the problems of the conventional air purifying device as described above, with the ultraviolet emission from the ultraviolet lamp arranged in a zigzag and embedded in the quartz tube by forcibly suctioning the air in the room without applying a complicated filter Bacteria and bacteria contained in the air through contact with the photocatalyst chip coated with a photocatalyst on the surface to form a photocatalytic reaction with ultraviolet rays in the form of a polygonal cross section that can structurally increase the contact area between the quartz tubes It is an object of the present invention to provide an air purifying sterilization apparatus capable of clarifying sterilization and odor removal and purifying it with clean air beneficial to the human body.
특히, 본 발명의 공기살균 정화장치는 자외선램프가 내장된 석영관이 상하쪽에 지그재그로 배열 구성되면서 구조적으로 접촉 면적이 극대화될 수 있는 광촉매칩에 의해 통과되는 공기가 자외선램프에 의한 직접적인 살균 및 광촉매칩으로부터 발생되는 강한 산화력에 의한 계속적인 살균작용을 통해 인체에 유익한 깨끗한 공기를 공급받을 수 있도록 함에도 궁극적인 목적이 있다.In particular, the air sterilization purifying apparatus of the present invention is a direct sterilization and photocatalyst by the ultraviolet lamp is the air passed by the photocatalyst chip can be structurally maximized while the quartz tube with ultraviolet lamp is arranged in a zigzag up and down The ultimate goal is to provide clean air that is beneficial to the human body through continuous sterilization by strong oxidizing power from chips.
도 1은 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 설치상태 사시도.1 is a perspective view of an installation state of the air purifying sterilization apparatus according to the present invention.
도 2는 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 본체하우징에서 본체커버를 제거한 상태의 사시도.Figure 2 is a perspective view of the body cover removed from the body housing of the air purifying sterilizing apparatus according to the present invention.
도 3은 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 프로세서유니트에 광촉매칩이 채워진 상태의 사시도.Figure 3 is a perspective view of a state filled with a photocatalyst chip in the processor unit of the air purifying sterilization apparatus according to the present invention.
도 4는 본 발명의 공기정화 살균장치에 적용된 광촉매칩의 상세구조 사시도.Figure 4 is a perspective view of a detailed structure of the photocatalyst chip applied to the air purification sterilization apparatus of the present invention.
도 5 및 도 6은 본 발명의 구현원리를 개략적으로 보인 프로세서유니트의 측단면 및 평면 구조도.5 and 6 are side cross-sectional and plan view structural views of the processor unit schematically showing the principle of implementation of the present invention.
도 7은 본 발명의 공기정화 살균장치에 대한 바이러스 검출능력을 실험하기 위해 본체커버의 공기흡입구에 흡입덕트를 설치한 상태도.7 is a state in which the suction duct is installed in the air inlet of the main body cover to test the virus detection ability for the air purification sterilization apparatus of the present invention.
도 8은 Polio virus(양성대조군, ×200)의 확대사진이고, 도 9는 정상 BGM cell(음성대조군, ×200)의 확대사진이다.FIG. 8 is an enlarged picture of Polio virus (positive control, x200), and FIG. 9 is an enlarged picture of normal BGM cell (negative control, x200).
도 10 내지 12는 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 실험예에 있어서 Polio virus 실험군 1, 2, 3을 각각 접종한 BGM cell(×200)의 확대사진이다.10 to 12 are enlarged photographs of BGM cells (× 200) inoculated with Polio virus experimental groups 1, 2, and 3 in the experimental example of the air purification sterilizer according to the present invention.
도 13은 influenza virus(양성대조군, ×200)의 확대사진이고, 도 14는 정상MDCK cell(음성대조군, ×200)의 확대사진이다.FIG. 13 is an enlarged picture of an influenza virus (positive control, x200), and FIG. 14 is an enlarged picture of a normal MDCK cell (negative control, x200).
도 15 내지 17은 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 실험예에 있어서 influenza virus 실험군 1, 2, 3을 각각 접종한 MDCK cell(×200)의 확대사진이다.15 to 17 are enlarged photographs of MDCK cells (× 200) inoculated with influenza virus experimental groups 1, 2 and 3 in the experimental example of the air purification sterilizer according to the present invention.
도 18은 Adeno virus(양성대조군, ×200)의 확대사진이고, 도 19는 정상 A549 cell(음성대조군, ×200)의 확대사진이다.FIG. 18 is an enlarged picture of the Adeno virus (positive control, x 200), and FIG. 19 is an enlarged picture of a normal A549 cell (negative control, x 200).
도 20 내지 22는 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 실험예에 있어서 Adeno virus 실험군 1, 2, 3을 각각 접종한 A549 cell(×200)의 확대사진이다.20 to 22 are enlarged photographs of A549 cells (× 200) inoculated with Adenovirus experimental groups 1, 2, and 3 in the experimental example of the air purification sterilizer according to the present invention.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings
10 : 본체하우징 12 : 본체커버10: main body housing 12: main body cover
14 : 공기흡입구 16 : 정화공기배출구14 air inlet port 16 purged air outlet
18 : 석션팬모터 20 : 프로세서유니트18: Suction fan motor 20: Processor unit
22 : 광촉매칩분리판 24 : 석영관22: photocatalyst chip separator 24: quartz tube
26 : 자외선램프 28 : 고무홀더26: UV lamp 28: rubber holder
30 : 광촉매칩 31 : 공기통과공30: photocatalyst chip 31: air passage
32 : 접촉돌기 34 : 단자함32: contact protrusion 34: terminal box
36 : 안정기 38 : 음이온발생기36: ballast 38: negative ion generator
40 : 흡입덕트40: suction duct
상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기정화 살균장치는, 실내 공기가 본체커버의 공기흡입구를 통해 강제 흡입되어 자외선램프가 위치하는 프로세서유니트를 통과하도록 본체하우징의 프로세서유니트 일측에 설치된 석션팬모터와, 상기 석션팬모터와 반대쪽의 정화공기배출구 사이에 위치하는 상기 프로세서유니트에 대해 상하 지그재그로 배열되어 각각 그 양단이 고무홀더에 의해 고정되고 내부에는 상기 자외선램프가 설치된 석영관 및 상기 프로세서유니트에 대해 양측과 일정구간에 설치되는 광촉매칩분리판과, 광촉매로 코팅 처리되고 통과되는 공기와의 접촉효율이 높아지도록 외측에 길이방향으로 다각형 형상의 접촉돌기가 요철 형성되고 내측 길이방향으로는 원형의 공기통과공이 관통 형성되어 상기 석영관 주변의 공간에 충진되는 광촉매칩과, 상기 석영관의 자외선램프가 장시간 각각 안정되게 점화 동작되도록 상기 프로세서유니트 바깥쪽에 설치되어 상기 자외선램프와 전기적으로 연결되는 안정기를 포함하여 구성된다.In the air purifying sterilization apparatus of the present invention for achieving the above object, the suction fan motor is installed on one side of the processor unit of the main body housing so that indoor air is forcibly sucked through the air inlet of the main body cover and passes through the processor unit in which the ultraviolet lamp is located. And arranged in a vertical zigzag with respect to the processor unit located between the suction fan motor and the purge air outlet on the opposite side, and both ends thereof are fixed by a rubber holder, and inside the quartz tube and the processor unit having the ultraviolet lamp installed therein. The photocatalyst chip separation plate installed at both sides and a certain section, and the contact protrusion of the polygonal shape in the longitudinal direction is formed on the outside in order to increase the contact efficiency between the photocatalyst chip separation plate and the air which is coated with the photocatalyst and passed through An air passage hole is formed to fill the space around the quartz tube. The photocatalyst chip includes a photocatalyst chip and a ballast installed outside the processor unit and electrically connected to the ultraviolet lamp to stably operate the ultraviolet lamp of the quartz tube for a long time.
특히 프로세서유니트는 전체적인 구간에 설치된 자외선램프에 의해 살균효율이 극대화될 수 있도록 다수의 광촉매칩분리판을 매개로 광촉매칩이 충진되는 구간과 충진되지 않는 구간으로 분리 구성된다. 또한 상기 광촉매칩분리판은 자외선램프가 내장된 석영관과 광촉매 또는 나노실버가 코팅된 광촉매칩에 의해 살균 및 정화되는 공기가 프로세서유니트의 전구간을 원활하게 통과될 수 있도록 다공 형태로 다수의 구멍이 관통 형성된 것을 특징으로 한다.In particular, the processor unit is divided into a section in which the photocatalyst chip is filled and a section in which the photocatalyst chip is filled through a plurality of photocatalyst chip separator plates so that the sterilization efficiency can be maximized by the ultraviolet lamp installed in the entire section. In addition, the photocatalyst chip separation plate has a plurality of holes in the form of pores so that air sterilized and purified by the quartz tube with the ultraviolet lamp and the photocatalyst chip coated with the photocatalyst or nanosilver can pass smoothly through the entire section of the processor unit. Characterized in that formed through.
이하, 본 발명의 공기정화 살균장치에 대한 구현원리를 첨부한 예시도면을 참조하여 상세히 설명한다. 본 발명에서 적용되는 자외선효과 및 광촉매효과에 대한 내용은 통상의 기술수준에 속하므로 구체적인 설명은 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, the principle of implementing the air purification sterilization apparatus of the present invention will be described in detail. Since the ultraviolet light effect and the photocatalytic effect applied in the present invention belong to the conventional technical level, detailed description thereof will be omitted.
도 1은 본 발명의 공기정화 살균장치의 실내 벽체에 설치한 상태의 외부구조를 도시한 것이고, 도 2와 도 3은 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 본체하우징(10)에서 본체커버(12)를 제거한 상태와 프로세서유니트(20)에 단면이 다각형인 광촉매칩(30)이 일정 구간의 공간마다 채워진 상태를 각각 도시한 것이며, 도 4는 본 발명의 공기정화 살균장치에 적용된 광촉매칩(30)의 상세 구조를 도시한 것이다.Figure 1 shows the external structure of the state installed on the interior wall of the air purifying sterilization apparatus of the present invention, Figures 2 and 3 are the body cover 12 in the main body housing 10 of the air purifying sterilization apparatus according to the present invention. And a state in which the photocatalyst chip 30 having a polygonal cross section in the processor unit 20 is filled for each space of a predetermined interval, and FIG. 4 is a photocatalyst chip 30 applied to the air purifying sterilization apparatus of the present invention. ) Shows a detailed structure.
아울러 도 5 및 도 6은 본 발명의 구현원리를 개략적으로 보인 프로세서유니트(20)의 측단면 및 평면 구조를 나타낸 것이며, 도 7은 본 발명의 공기정화 살균장치에 대한 바이러스 검출능력을 실험하기 위해 본체커버(12)의 공기흡입구(14)에 흡입덕트(40)를 설치한 상태를 도시한 것이다.In addition, Figure 5 and Figure 6 shows a cross-sectional side and planar structure of the processor unit 20 schematically showing the principle of the implementation of the present invention, Figure 7 is to test the virus detection capability for the air purification sterilization apparatus of the present invention The intake duct 40 is installed in the air inlet 14 of the body cover 12.
도면에서 보는 것처럼, 본 발명의 공기정화 살균장치는 실내 공기가 유입되는 공기흡입구(14)가 일측에 형성된 본체커버(12)와, 상기 본체커버(12)를 통해 유입되는 실내 공기에 대해 자외선 조사와 광촉매반응을 통해 살균 및 정화되도록, 프로세서유니트(20)에 대해 지그재그로 양측을 제외한 대부분의 구간에 배열되는 자외선램프(26)와 상기 자외선램프와는 별도로 일정구간마다 충진되는 광촉매칩 (30)이 구성되는 본체하우징(10)의 결합으로 이루어진다.As shown in the figure, the air purifying sterilizing apparatus of the present invention is irradiated with ultraviolet rays to the body cover 12 and the indoor air introduced through the main body cover 12, the air inlet 14, the room air is introduced into one side And the UV lamp 26 arranged in most sections except for both sides of the processor unit 20 in a zigzag manner so as to be sterilized and purified through the photocatalytic reaction, and the photocatalyst chip 30 which is filled at a predetermined interval separately from the UV lamp. It consists of a combination of the main body housing 10 is configured.
우선 본체하우징(10) 일측의 석션팬모터(18)의 구동에 의해 본체커버(12)의 공기흡입구(14)를 통해 오염된 실내 공기가 상기 본체하우징(10)의 프로세서유니트 (20) 구간에 설치된 자외선램프(26) 및 광촉매칩(30)과 접촉 반응되면서 통과하도록 상기 본체하우징(10)의 내부가 구성된다. 즉, 상기 본체하우징 (10) 내부에는 상기 석션팬모터(18) 옆에 길이방향으로 프로세서유니트(20)가 설치된다. 이러한 석션팬모터(18)는 상기 본체커버(12)의 공기흡입구(14) 위치와 동일하게 설치되며, 실내의 오염된 공기가 공기흡입구(14)를 통해 본체하우징(10) 내의 상기 프로세서유니트(20)로 유입되도록 하고, 상기 프로세서유니트(20)에 의해 정화된 공기가 다시 정화공기배출구(16)를 통해 실내로 배출되도록 공기의 흐름을 유발시키게 된다. 바람직하게는 상기 공기흡입구(14) 내측또는 외측에 곤충, 벌레 등 이물질 방지용 필터로서 착탈형 흡입 필터를 삽입한다.First, indoor air contaminated through the air inlet 14 of the main body cover 12 by driving the suction fan motor 18 on one side of the main body housing 10 is disposed in the processor unit 20 section of the main body housing 10. The inside of the main body housing 10 is configured to pass through while being in contact with the UV lamp 26 and the photocatalyst chip 30 installed. That is, the processor unit 20 is installed in the main body housing 10 in the longitudinal direction next to the suction fan motor 18. The suction fan motor 18 is installed at the same position as the air inlet 14 of the main body cover 12, and contaminated air in the room is disposed in the processor housing 10 in the main body housing 10 through the air inlet 14. 20) to induce the flow of air so that the air purified by the processor unit 20 is discharged back to the room through the purge air outlet (16). Preferably, a removable suction filter is inserted into the air suction port 14 inside or outside as a filter for preventing foreign substances such as insects and insects.
그리고 자외선램프(26)가 내장된 다수의 석영관(24)이 프로세서유니트(20) 내부에 전체적으로 상하 지그재그로 설치되어 상기 프로세서유니트(20) 바깥쪽의 해당 안정기(36)와 전기적으로 연결되며, 이때 상기 안정기(36)는 자외선램프(26)가 장시간 각각 안정되게 점화 동작되도록 한다. 또한 석션팬모터(18)와 반대쪽의 정화공기배출구(16) 사이에 위치하는 상기 프로세서유니트(20)에 대해 상기 석영관(24)이 상하 지그재그로 배열되어 각각 그 양단이 고무홀더(28)에 의해 고정된다. 아울러 상기 석영관(24)과 안정기(36)를 연결시키는 케이블은 해당 단자함(34)을 통해 깨끗하게 정리됨이 바람직하다.In addition, a plurality of quartz tubes 24 having ultraviolet lamps 26 installed therein are vertically zigzag in the inside of the processor unit 20 and electrically connected to the corresponding ballasts 36 outside the processor unit 20. In this case, the ballast 36 allows the ultraviolet lamps 26 to ignite each stably for a long time. In addition, the quartz tube 24 is arranged in a vertical zigzag with respect to the processor unit 20 positioned between the suction fan motor 18 and the purge air outlet 16 on the opposite side, and both ends thereof are disposed in the rubber holder 28. Is fixed by. In addition, the cable connecting the quartz tube 24 and the ballast 36 is preferably cleaned through the terminal box 34.
특히 자외선램프(26)는 본체하우징(12)의 규격 및 오염원에 따라 근자외선 (UV-A315-400㎚), 중자외선(UV-B280-315㎚), 원자외선(UV-C100-289㎚)과 같은 방사강도를 방출할 수 있도록 선택되며, 특히 가장 살균효과가 뛰어난 자외선 파장대인 253.7㎚의 중자외선을 적용할 때이며, 블랙라이트 램프의 사용도 가능하나 자외선램프에 비해 당연히 살균효과는 떨어진다.In particular, the ultraviolet lamp 26 has near-ultraviolet (UV-A315-400nm), mid-ultraviolet (UV-B280-315nm), and far-ultraviolet (UV-C100-289nm) according to the specification and the source of contamination of the main body housing 12. It is selected to emit the same radiation intensity, especially when applying the 253.7 ㎚ deep ultraviolet rays, the most excellent ultraviolet sterilization effect, the use of black light lamps, but of course less sterilization effect than ultraviolet lamps.
그리고 프로세서유니트(20)에 대해 양측과 일정구간에 광촉매칩분리판(22)이 설치되며, 상기 광촉매칩분리판(22)은 상기 프로세서유니트(20)로 유입되는 공기가 원활하게 통과되어 정화공기배출구(16)를 통해 외부 배출될 수 있도록 다공 형태로 다수의 구멍이 관통됨이 바람직하다.In addition, the photocatalyst chip separator 22 is installed at both sides and a predetermined section with respect to the processor unit 20, and the photocatalyst chip separator 22 smoothly passes air introduced into the processor unit 20 to purify air. It is preferable that a plurality of holes penetrate in the form of pores so as to be discharged to the outside through the outlet 16.
또한, 프로세서유니트(20)는 실내 공기가 유입되는 석션팬모터(18)쪽의 광촉매칩분리판(22)과 살균 정화된 공기가 배출되는 정화공기배출구(16)쪽의 광촉매칩분리판(22)에 의해 광촉매칩(30)이 충진되는 구간으로 양측에 일정 공간이 형성되도록 구성됨이 바람직하다. 특히 본체하우징(10)의 정화공기배출구(16)로 살균 정화된 공기가 배출되기 직전의 구간에는 석영관(24)이 설치되지 않고 이온발생기 (38)만 설치되며, 이는 자외선램프(26)와 광촉매칩(30)에 의해 살균 정화되었으나 확실하게 제거되지 않은 공기 중의 먼지나 오염물질(양이온)을 감소시키게 된다.In addition, the processor unit 20 includes a photocatalyst chip separator 22 on the suction fan motor 18 side into which indoor air is introduced and a photocatalyst chip separator plate 22 on the purge air outlet port 16 through which sterilized air is discharged. It is preferable that a predetermined space is formed on both sides in a section in which the photocatalyst chip 30 is filled. In particular, the quartz tube 24 is not installed in the section immediately before the air sterilized and purged by the purge air outlet 16 of the main body housing 10, and only the ion generator 38 is installed. The dust or contaminants (cations) in the air which have been sterilized and purified by the photocatalyst chip 30 but are not reliably removed are reduced.
즉, 본 발명의 공기정화 살균장치는 프로세서유니트(20)의 전체적인 구간에배열되는 자외선램프(26)의 자외선 방출에 의해 공기의 살균효율이 극대화될 수 있도록, 상기 프로세서유니트(20)의 양측과 일정구간에 설치되는 광촉매칩분리판(22)을 매개로 광촉매칩(30)이 설치된 구간과 설치되지 않은 구간으로 분리 구성됨이 바람직하다.In other words, the air purifying sterilization apparatus of the present invention and the both sides of the processor unit 20 so that the sterilization efficiency of the air can be maximized by the ultraviolet radiation of the ultraviolet lamp 26 arranged in the entire section of the processor unit 20 It is preferable that the photocatalyst chip separation plate 22 installed at a predetermined interval is divided into sections in which the photocatalyst chips 30 are installed and sections which are not installed.
특히, 광촉매칩(30)은 자외선램프(26)로부터 자외선이 조사되면 광촉매반응에 의해 공기중의 유해물질이 분해되면서 악취가 제거될 수 있도록 그 표면에 나노실버(Nano Silver)와 광촉매인 TiO2나 ZnO중 어느 하나로 라미네이트 코팅된다. 즉 광촉매 용액에 1-5회 정도 침적하고 이후 상온 혹은 80-100??에서 1-5회 소성함으로서 형성됨이 바람직하며, 광촉매는 산화티탄을 스프레이법이나 함침법, 딥코팅(DIP-Coating)법으로 다양하게 처리할 수 있음은 물론이다. 또한 통과되는 공기와의 접촉효율이 구조적으로 높아지도록 도 4의 상세 구조에서 보는 것처럼, 외측에 길이방향으로 다각형 형상의 접촉돌기(32)가 요철 형성되고 내측 길이방향으로는 원형의 공기통과공(31)이 관통 형성된다.In particular, the photocatalyst chip 30 is nano silver and photocatalyst TiO 2 on the surface of the photocatalyst chip 30 so that harmful substances in the air are decomposed by the photocatalytic reaction when ultraviolet rays are irradiated from the ultraviolet lamp 26. Laminate is coated with either ZnO. That is, it is preferably formed by immersing 1-5 times in a photocatalyst solution and then firing 1-5 times at room temperature or 80-100 °. The photocatalyst is sprayed, impregnated, or dip-coated with titanium oxide. Of course, it can be processed in various ways. In addition, as shown in the detailed structure of FIG. 4 so that the contact efficiency with the air passing through is structurally high, a polygonal contact protrusion 32 is formed on the outer side in the longitudinal direction, and the circular air through hole in the inner longitudinal direction ( 31 is formed through.
한편, 광촉매반응이란 아나타제형 결정구조를 갖는 초미립자 산화티타늄에 자외선 등의 빛이 쪼여지면 자외선을 흡수하면서 표면으로 전자와 정공이 생성되고 이들 전자, 정공이 대부분의 유해물질을 분해시키는 반응을 의미한다. 이러한 과정을 통하여 공기중의 오염물질이나 악취를 제거할 뿐만 아니라 세균 잔해까지 분해할 수 있다.On the other hand, the photocatalytic reaction refers to a reaction in which ultrafine titanium oxide having an anatase crystal structure is irradiated with light such as ultraviolet rays to generate electrons and holes on the surface while absorbing ultraviolet rays, and these electrons and holes decompose most harmful substances. . This process not only removes airborne contaminants or odors, but also decomposes bacterial debris.
특히, 광원인 자외선램프(26)로부터 발생되는 자외선을 광촉매칩(30)의 구석구석에 조사하여 상기 광촉매칩(30)에 포함된 광촉매로부터 광촉매작용이 원활하게 이루어지도록 한다. 잘 알려져 있듯이 광촉매는 이산화티타늄(TiO2)가 태양광이나 형광등 등의 자외선을 받으면 마치 태양전지의 원리처럼 －전기를 가진 전자(e-)와 ＋전기를 가진 정공(h+)이 형성되도록 하는 것으로, 그 중에서 정공(h+)은 특히 강력한 산화작용을 하는 수산화물(-OH Radical)을 형성하여 살균용 염소나 치아염소산 오존보다도 강력한 산화력을 갖게 된다.In particular, the ultraviolet light generated from the ultraviolet light lamp 26, which is a light source, is irradiated to every corner of the photocatalyst chip 30 so as to facilitate photocatalytic action from the photocatalyst included in the photocatalyst chip 30. As is well known photocatalyst is titanium dioxide (TiO 2) When the ultraviolet rays such as sunlight or a fluorescent lamp like a principle of the solar cell such that a hole with a + electricity (h +) form-electron (e) with an electric Among them, the hole (h + ) forms a particularly powerful oxidizing hydroxide (-OH Radical), which has a stronger oxidizing power than chlorine for sterilization and ozone chlorine chlorine.
또한, 전자는 광촉매에 흡착되어 있는 산소를 산소이온으로 생성시키는데, 이 산소이온은 산화반응의 중간체와 과산화물을 생성하는 과산화수소를 통하여 물의 반응을 생성하게 된다. 따라서 위의 반응에 따라 광촉매 작용은 오염방지 및 공기정화, 살균 및 냄새 제거 등의 효과를 가져오므로 본 발명의 공기정화 살균장치를 통하는 실내 공기는 구조적으로 조사효율이 높아질 수 있도록 상하에 지그재그로 설치된 자외선램프(26)로부터의 자외선 방출과, 접촉면적을 높일 수 있게 채워진 광촉매칩(30)과의 접촉을 통해 살균 및 악취 제거되어 인체에 유익한 깨끗한 공기로 정화 처리될 수 있다In addition, the electrons generate oxygen ions adsorbed on the photocatalyst to oxygen ions, which produce a reaction of water through the intermediate of the oxidation reaction and hydrogen peroxide generating peroxide. Therefore, according to the above reaction, the photocatalytic action has effects such as pollution prevention and air purification, sterilization and odor removal, so that indoor air through the air purification sterilizer of the present invention is zigzag up and down to structurally increase irradiation efficiency. Ultraviolet rays emitted from the installed ultraviolet lamp 26 and contact with the photocatalytic chip 30 filled to increase the contact area can be sterilized and odor-removed and purified to clean air beneficial to the human body.
한편, 본 발명의 공기정화 살균장치는 실내 공기를 흡입하기 위한 석션팬모터(18)에 의해 흡입되는 공기를 강제로 프로세서유니트(20)로 유입시켜, 상기 프로세서유니트(20)의 길이방향 좌우 측면으로 해당 고무홀더(30)를 매개로 자외선램프 (26)가 내장된 석영관(24)이 고정시켜 줄 수 있게 설계되어 있어 상기 자외선램프 (26)의 유지 보수에 적합하게 되어 있다.On the other hand, the air purifying sterilization apparatus of the present invention forcibly introduces the air sucked by the suction fan motor 18 for sucking the indoor air into the processor unit 20, the longitudinal direction left and right sides of the processor unit 20 As a result, the quartz tube 24 having the ultraviolet lamp 26 is fixed to the rubber holder 30 to be fixed, and is suitable for the maintenance of the ultraviolet lamp 26.
또한, 프로세서유니트(22)의 석영관(24) 주변의 빈 공간에는 나노실버와 광촉매(TiO₂및 ZnO)로 라미네이트 코팅된 많은 수의 광촉매칩(30)으로 구성되어 있어, 흡입된 공기는 상기 자외선램프(26)의 살균 기능과 자외선을 광원으로 한 나노실버 광촉매들로부터 발생하는 수산라이칼기(-OH)와 산소이온(O₂-)의 강한 산화력에 의해 살균 기능, 휘발성유기화합물 제거기능, 악취 제거 기능 및 부패 호르몬인 에틸렌가스 제거 기능을 발휘하게 된다.In addition, the empty space around the quartz tube 24 of the processor unit 22 is composed of a large number of photocatalyst chips 30 coated with nanosilver and photocatalysts (TiO2 and ZnO), so that the sucked air is Sterilization function, volatile organic compound removal function, and odor removal by the sterilization function of lamp 26 and strong oxidation power of hydroxy radical group (-OH) and oxygen ion (O₂-) generated from nanosilver photocatalysts using ultraviolet light as a light source Function and removal of ethylene gas, a decaying hormone.
따라서 본 발명은 많은 수의 나노실버 광촉매가 코팅된 광촉매칩(30)을 사용함에 따라 기존의 살균기나 청정기 같이 별도의 필터가 필요 없고, 구조적으로 나노실버 광촉매의 코팅 면적이 매우 커질 수 있어 광촉매칩(30)으로부터 발생되는 플러스 은이온으로 인해 광촉매의 에너지밴드 갭을 낮추어 광원인 자외선에 의한 광촉매작용을 활성화시킬 수 있다.Therefore, the present invention does not require a separate filter, such as a conventional sterilizer or a purifier, by using the photocatalytic chip 30 coated with a large number of nanosilver photocatalysts, and the coating area of the nanosilver photocatalyst can be very large. Due to the positive silver ions generated from (30), the energy band gap of the photocatalyst can be lowered to activate the photocatalytic action by the ultraviolet light source.
한편, 이와 같이 구성되는 본 발명의 공기정화 살균장치를 통해 공기 중에 존재하면서 인간에게 질병을 가져올 수 있는 감염성 바이러스를 불활화시킬 수 있는 가의 여부를 실험하였다.On the other hand, through the air purification sterilization apparatus of the present invention configured as described above was tested whether or not inactivated infectious virus that can cause disease in humans while being in the air.
통상 공기 중에 존재하면서 전파시킬 수 있는 대표적인 virus는 크게 세 가지로 분류할 수 있다. 첫 번째는 기포로서 존재하면서 호흡기를 통하여 급성의 심각한 질병을 야기할 수 있는 Influenza virus를 포함한 막(envelope)이 있는 RNA virus 종류이다. 이에 속하는 virus로는 SARS, 홍역, 볼거리 등의 virus가 이러한 성상을 가진 virus에 속한다. 현실적으로 이 범주에 속하는 virus 중에서 Influenza virus를 택하여 감염성 virus 실험을 하였다.There are three types of representative viruses that can be transmitted in the air. The first is a class of RNA viruses with envelopes, including the Influenza virus, which exist as bubbles and can cause acute serious illness through the respiratory tract. Viruses belonging to this group include viruses such as SARS, measles and mumps. In reality, we tested Influenza virus among the viruses belonging to this category.
두 번째는 본 실험에 선택한 virus는 막이 없으며 크기도 작고(27㎚ 내외), 견고한 성상을 가진 RNA virus이다. 이들 종류의 virus로는 소아마비를 유발하는 Polio virus를 비롯하여 일반 감기를 유발하는 100여 종류의 virus가 이에 속한다. 공기 중에 이들 virus가 존재하면서 각종 질병을 유발할 가능성이 대단히 크다. 따라서 본 실험에서는 이들 성상의 virus 중에 Polio virus를 대표적으로 택하여 사용하였다. 여기에 속하는 100여종의 virus들은 혈청학적으로는 상이하나 virus의 크기, 핵산의 종류, 막의 유무등 기본적 성상에서 Polio virus와 극히 유사하기 때문에 Polio virus를 선택하여 시험에 사용하였다. 또한 virus가 불활화되는 비율을 산술적으로 계산하기 위하여 세 종류 virus 모두 100만개 입자 혹은 이에 해당하는 숫자를 시험에 사용하였다. 상기한 숫자의 virus를 본 발명의 공기정화 살균장치에 흡입하였을 때 나오는 배기에서 감염성 virus가 불활화 되는 것을 증명하려고 하였다. 즉 100만 입자의 감염성 virus를 가하였을 때 1개의 감염성 virus가 탐지되지 않아 표기에서와 같이 99.9999%의 virus 불활화 능력을 갖고 있는 가의 여부를 증명하기 위하여 시험을 수행하였다(이하에서의 본 연구 데이터는 국립환경연구원 지정 바이러스 검사기관인 강원대학교 의과대학 의과학연구소에서 수행한 본 발명에 따른 공기정화 살균장치의 성능 실험에 대한 최종 연구 보고서를 기초로 한다).Secondly, the virus chosen for this experiment is an RNA virus that has no membrane, is small in size (about 27 nm), and is robust. These viruses include Polio virus, which causes polio, and over 100 viruses that cause common cold. The presence of these viruses in the air is very likely to cause various diseases. Therefore, in this experiment, Polio virus was selected among these viruses. The 100 viruses belonging to this species are different in serology, but Polio virus was selected for testing because it is very similar to Polio virus in basic characteristics such as virus size, nucleic acid type and membrane presence. In addition, in order to arithmetically calculate the rate of virus inactivation, all three viruses used 1 million particles or the corresponding number. Attempts were made to demonstrate that the infectious virus was inactivated in the exhaust gas when the above number of viruses were inhaled into the air purification sterilizer of the present invention. In other words, when one million infectious viruses were added, one infective virus was not detected, and a test was performed to prove whether the virus had an inactivation capacity of 99.9999% as shown in the description (this study data below) Is based on the final research report on the performance test of the air purifying sterilizer according to the present invention conducted by the Institute of Medical Science, Kangwon National University Medical School, a designated virus testing institution of the National Institute of Environmental Research).
1. 실험 재료1. Experimental Materials
1) 실험virus 주 및 역가1) Experimental virus notes and titers
본 시험에 사용한 virus는 국립 보건원으로부터 분양 받은 Polio virus typeⅢ, Influenza virus(A/Johannesburg, H3N2), Adenovirus type Ⅱ을 불활화 시험에 사용하였다. 실험에 사용한 virus의 역가는 Polio virus는 100 ml의 PBS에 105plaque forming unit(PFU)를 가하여 이를 기포로 만들어 Viruskiller의 흡기에 사용하였다. Influenza virus와 Adeno virus는 100 ml의 PBS에 106tissue culture infectious dose50(TCID50)를 넣어 Viruskiller의 흡입부에 분사하여 사용하였다.The virus used in this study was Polio virus type III, Influenza virus (A / Johannesburg, H3N2), and Adenovirus type II, which were obtained from the National Institutes of Health. The titer of the virus used in the experiment was that Polio virus added 10 5 plaque forming unit (PFU) to 100 ml of PBS and made it into air bubbles. Influenza virus and Adeno virus were used by injecting 10 6 tissue culture infectious dose 50 (TCID 50 ) into 100 ml of PBS.
2) 동물 세포 주2) animal cell lines
Polio virus의 역가 시험과 감염성 시험에는 국립환경연구원으로부터 분양 받아 본 실험실에서 배양한 아프리카 녹색계통 원숭이의 신장 세포주 일종인 BGM 세포를 사용하였다. Influenza virus와 Adeno virus에 사용된 세포주는 국립보건원에서 분양 받았다. Influenza virus는 개 종류의 세포인 MDCK세포주를 배양하여 사용하였으며 Adeno virus는 A549세포주를 사용하였다.For potency and infectiousness tests of Polio virus, BGM cells, a type of kidney cell line of African green monkeys, were obtained from the National Institute of Environmental Research. Cell lines used for influenza virus and Adeno virus were distributed by the National Institutes of Health. Influenza virus was used to cultivate MDCK cell line, which is a dog cell type, and A549 cell line was used for Adeno virus.
3종류의 virus 세포주들은 36.5±0.5℃와 5% CO2및 포화습도 상태의 배양조건에서 배양되었으며 2∼3일(80∼90% 자람)배양한 후 virus 시료를 접종하였다.Three virus cell lines were cultured under the conditions of 36.5 ± 0.5 ℃, 5% CO 2 and saturated humidity, and inoculated with virus samples after 2-3 days (80-90% growth).
3) 기구 및 시약의 소독과 멸균3) Disinfection and sterilization of instruments and reagents
virus 분사시 사용된 기구 및 장비를 121℃에서 15분과 1시간 동안 멸균 및 소독 과정을 필수적으로 행하였다. 그리고 MDS Filter는 121℃에서 30분간 고압·멸균하였으며, 가위나 핀셋 등은 95% 에탄올에 담가두고 사용 전에 불꽃에 소독하여 사용하였다. virus 농축에 사용되는 유리제품이나 금속제품 및 virus 용출에 필요한 beef extract는 121℃에서 30분간 습윤 멸균하였다.Instruments and equipment used for virus injection were essentially sterilized and sterilized at 121 ° C. for 15 minutes and 1 hour. The MDS Filter was autoclaved and sterilized at 121 ° C for 30 minutes. Scissors or tweezers were soaked in 95% ethanol and sterilized by flame before use. Glass or metal products used for virus concentration and beef extracts required for virus elution were wet sterilized at 121 ° C for 30 minutes.
고압 멸균이 불가능한 기구 및 장비(플라스틱 제품)는 0.1% Chlorine (pH 7.0)에 30분 동안 담가둠으로써 세균 및 바이러스를 불활화 시킨 다음 2% Thiosulfate 용액(sodium thiosulfate)으로 중화시키고 멸균 증류수로 여러 번 씻은 후 건조시켜 사용하였다. 세포 배양 시 사용한 배양액은 0.2㎛ 멸균필터로 여과하였다.Instruments and equipment that cannot be autoclaved (plastic products) are soaked in 0.1% Chlorine (pH 7.0) for 30 minutes to inactivate bacteria and viruses, then neutralize with 2% Thiosulfate solution (sodium thiosulfate) and several times with sterile distilled water. Washed and dried. The culture solution used for cell culture was filtered with a 0.2 μm sterile filter.
2. 실험 방법2. Experimental method
1) 실험 조건1) Experimental conditions
본 발명의 공기정화 살균장치에 아무런 장치 없이 virus를 분사하게 되면 분사된 virus가 공기의 흐름에 의해 다른 곳으로 이동하여 정량의 virus가 본 발명을 통과하지 못한다. 또 분사된 virus가 주위를 오염시킬 가능성이 있기 때문에 안전한 virus 분무를 위해 도 6에서 보는 것처럼 본체커버(12)의 공기흡입구(14)에 흡입덕트(40)를 설치하였다. 상기 흡입덕트(40)가 설치된 본 발명의 공기정화 살균장치를 통과한 실험 virus주를 포집하기 위해 본체하우징(10)의 정화공기배출구(16)에 MDS filter를 부착하였다. 또한 Virus가 본 발명을 통과하기 전에 포집하기 위해서 상기 흡입덕트(40)가 설치된 공기흡입구(14)에 MDS filter를 부착하였다.When the virus is injected into the air purifying sterilization apparatus of the present invention without any device, the injected virus is moved to another place by the flow of air so that the quantitative virus does not pass the present invention. In addition, since the injected virus may contaminate the surroundings, a suction duct 40 is installed in the air inlet 14 of the main body cover 12 for safe virus spraying. The MDS filter was attached to the purge air outlet 16 of the main body housing 10 to collect the experimental virus strain that passed through the air purifying sterilization apparatus of the present invention in which the suction duct 40 was installed. In addition, the MDS filter was attached to the air inlet 14 in which the suction duct 40 is installed to collect the virus before passing through the present invention.
2) virus 분사 및 포집2) Virus injection and capture
실험 virus주를 본 발명의 공기정화 살균장치로 통과시키기 전에 원활한 작동을 위해 1시간 동안 워밍업(Warming-up)을 해주었다. 실험군과 대조군의 실험조건을 각각 본 발명에 알맞게 장착한 다음 가동하였다. 가동중인 본 발명에 각 실험군과 대조군에 맞는 실험 virus주와 virus 희석액(PBS)을 분사기를 이용하여 본 발명의 공기흡입구(14)에 분무하고 10분간 충분한 흡착이 이루어지도록 유지하였다. 본 실험에서 음성 대조군을 먼저 수행하는 것을 원칙으로 하였으며 3개의 실험 virus주에 대해 음성과 양성 대조군은 각1회씩 실시하였다. 또 실험 virus주의 실험군은 각각 3회씩 수행하였다. 각 실험 virus 주의 1회 흡착 실험이 끝난 뒤에는 항상 모든 실험 관련 장비와 실험실 내부를 소독하였다.Warming-up was performed for 1 hour for smooth operation before the experimental virus strain was passed through the air purifying sterilizer of the present invention. Experimental conditions of the experimental group and the control group were mounted according to the present invention and then operated. Experimental virus strain and virus dilution solution (PBS) for each experimental group and control group in the present invention in operation was sprayed to the air inlet 14 of the present invention using an injector, and maintained for 10 minutes for sufficient adsorption. In this experiment, the negative control was performed first, and the negative and positive control were performed once for each of the three experimental virus strains. In addition, the experimental group of the experimental virus strain was performed three times each. After each adsorption experiment for each virus virus, all experimental equipment and laboratory interiors were disinfected.
3) virus 용출 및 농축3) Virus Elution and Concentration
virus 분사 실험이 끝난 후에 본 발명의 정화공기배출구(16)에서 MDS filter를 무균적으로 제거하여 Beef extract (pH9.5) 500ml에 MDS filter를 담그고 10분간 흔들어 virus가 용출 용액으로 방출되도록 한다. 용출액에 무균의 magnetic bar를 넣고 거품이 생기지 않도록 주의하여 섞어준다. Combination type pH meter의 standard를 잡고 0.1% chlorine 용액에 1분간 전극을 담갔다가 decholoring solution으로 중화시킨 후 3차 증류수로 씻고 용출액의 pH를 적정하였다.After the virus injection experiment, the MDS filter was aseptically removed from the purge air outlet 16 of the present invention, soaking the MDS filter in 500 ml of Beef extract (pH9.5) and shaking for 10 minutes to release the virus as an elution solution. Put sterile magnetic bar into the eluate and mix carefully to prevent bubbles. After holding the standard of the combination type pH meter, the electrode was immersed in 0.1% chlorine solution for 1 minute, neutralized with decholoring solution, washed with 3 distilled water, and the eluate pH was titrated.
1M HCl을 사용하여 pH를 7.0∼7.5로 먼저 조절하였으며, 멸균된 메스실린더를 사용하여 용출액의 양을 기록하였다. 그런 후 pH를 3.5~0.1로 조정하고 실온에서 30분간 계속 섞어 주었으며, 2500xg의 회전속도로 4℃에서 15분간 원심분리한 후 상층액을 제거하였다. 침전물이 들어있는 원심분리용기에 pH 9.0∼9.5의 0.15M sodium phosphate 15㎖을 첨가하여 완전히 용해시키고 용액의 pH를 측정하여 기록하였으며, 용해된 액의 pH를 9.0∼9.5로 조정하여 실온에서 10분간 충분히 녹였다. 이때 침전물이 잘 용해되지 않을 경우 1M HCl로 pH를 7.5로 맞춘 다음 완전히 용해가 되면 다시 pH를 9.0∼9.5로 적정하였다. 그런 다음 9000×g의 속도로 4℃에서 10분간 원심분리하고 상층액을 취하여 pH를 7.0∼7.5로 맞추고 배양성 바이러스 검출 시험에 사용하였다. 미생물학적 오염 요인을 제거하기 위하여 무균작업대 내에서 멸균필터(0.2 ㎛)를 사용하여 여과하였으며, 필터는 pH 7.0∼7.5의 beef extract로 전처리한 후 사용하였다. 이렇게 얻어진 상층액을 최종용량(FCSV, Final Concentration Sample Volume)으로 Virus Data Sheet에 기록했다.The pH was first adjusted to 7.0-7.5 using 1M HCl, and the amount of eluate was recorded using a sterile measuring cylinder. Then, the pH was adjusted to 3.5-0.1 and mixed for 30 minutes at room temperature, and the supernatant was removed after centrifugation at 4 ° C. for 15 minutes at a rotation speed of 2500xg. 15 ml of 0.15M sodium phosphate with pH 9.0-9.5 was completely dissolved in the centrifuge container containing the precipitate, and the pH of the solution was measured and recorded. Adjust the pH of the dissolved liquid to 9.0-9.5 for 10 minutes at room temperature. It melted enough. At this time, when the precipitate was not dissolved well, the pH was adjusted to 7.5 with 1M HCl, and when completely dissolved, the pH was again titrated to 9.0 to 9.5. It was then centrifuged at 4 ° C. for 10 minutes at 9000 × g and the supernatant was taken to adjust the pH to 7.0-7.5 and used for the culture virus detection test. In order to remove microbiological contamination factors, the filter was filtered using a sterile filter (0.2 μm) in a sterile workbench, and the filter was used after pretreatment with beef extract of pH 7.0∼7.5. The supernatant thus obtained was recorded in the Virus Data Sheet at the final dose (FCSV).
4) 시료 접종4) Sample Inoculation
시료를 접종할 때에는 시료군마다 음성·양성 대조군을 함께 접종하였다. 시료를 접종한 후에 나타나는 결과는 음성 대조군의 정상적인 세포모양과 양성 대조군에서 보이는 세포병변효과 (Cytophathic effect, CPE)를 확인한 후에 판독하였다. 시료 접종 시 사용한 세포는 계대배양 후 3∼4일이 지난 것을 사용하였고 6∼7일 이상 지난 배양세포는 바이러스에 대한 민감도를 고려하여 사용하지 않았다.When inoculating the sample, a negative and positive control group was inoculated with each sample group. The results after inoculation of the samples were read after confirming the normal cell shape of the negative control group and the cytopathic effect (CPE) seen in the positive control group. Cells used for inoculation were used three to four days after passage and culture cells older than six to seven days were not used in consideration of virus sensitivity.
먼저 세포 배양 용기의 배지를 버리고 serum이 첨가되지 않은 DMEM 배지로 씻어준 후 총 20개의 flask에 농축시료 15ml을 T-25 flask 0.75ml/T-25flask 씩 모두 접종하였다. 바이러스 흡착을 위해 80∼120분간 37℃에서 방치하면서 20분 간격으로 흔들어 주어 흡착과정동안 배양용기 중앙의 세포가 마르지 않도록 하면서 시료가 골고루 퍼지도록 하였다. 흡착과정이 끝난 다음 배양용기에 2%와 5% Fetal Calf Serum(FCS)이 함유된 DMEN 배지를 각 배양용기에 총 부피가 10㎖이 되도록 분주하고 세포배양기에서 배양하였다. 총 14일간 바이러스성 세포병변효과(Cytopa- thic effect, CPE)를 현미경으로 관찰하였는데, 시료 접종 후 3일 동안은 매일 관찰하고 그 후로는 2일 간격으로 관찰하였다. 관찰 시 75%이상 세포 변성을 보이는 것을 양성으로 판정하였다.First, the culture medium of the cell culture vessel was discarded and washed with DMEM medium without serum, and then, 15 ml of concentrated sample was inoculated with 0.75ml / T-25flask of 15 ml of concentrated sample in a total of 20 flasks. The samples were evenly spread while shaking at intervals of 20 minutes while standing at 37 ° C. for 80-120 minutes for virus adsorption. After the adsorption process, DMEN medium containing 2% and 5% Fetal Calf Serum (FCS) in the culture vessel was dispensed in each culture vessel so that the total volume was 10 ml and cultured in the cell culture vessel. Cytopathic effect (CPE) was observed under a microscope for a total of 14 days, followed by daily observation for 3 days after inoculation and at 2 days interval thereafter. At least 75% cell degeneration was observed as positive.
3. 실험결과3. Experimental Results
1) 양성 및 대조군의 감염성 바이러스1) Infectious virus in positive and control
Polio virus 시료의 음성대조군으로 관찰한 정상적인 BGM 세포는 도 9에서 보는 바와 같이 쌀알모양으로 세포배양용기의 바닥에 단층으로 붙어 자라는 것을 확인할 수 있었다. 이와는 반대로 양성대조군으로 Polio virus를 접종한 세포는 각각의 세포가 둥글둥글하게 포도송이처럼 뭉치면서 바닥에 붙어 자라질 못하고 떨어지는 탈리 현상을 볼 수 있었다(도 8 참조). 이런 rounding과 탈리 현상은 장내 virus에 의해 나타나는 전형적인 세포병변 현상으로, virus에 감염된 세포가 정상적으로 증식하지 못함으로써 생기는 빈 공간을 쉽게 확인할 수 있었다.Normal BGM cells observed as a negative control of the Polio virus sample was confirmed to grow as a single layer on the bottom of the cell culture vessel in the shape of rice grains as shown in FIG. On the contrary, the cells inoculated with Polio virus as a positive control group were able to see the detachment of the cells, which could not be grown on the bottom as each cell clustered together like a bunch of grapes (see FIG. 8). This rounding and desorption is a typical cell lesion caused by the intestinal virus, and it was easy to identify the empty space caused by the virus-infected cells not proliferating normally.
Influenza virus 시료의 음성대조군의 정상적인 MDCK 세포는 도 14에서 보는 바와 같이 BGM 세포와 비슷하게 세포배양용기의 바닥에 단층으로 붙어 자라는 것을 볼 수 있었다. 양성대조군은 도 13에서 보는 바와 같이 MDCK 세포의 성상이 깨어지면서 세포 하나씩 바닥에서 떨어지는 탈리 현상을 보인다. Adeno virus 시료의 음성대조군 A549 세포도 BGM 세포처럼 세포배양용기의 바닥에 붙어서 자랐다(도 19 참조). 그러나 양성대조군은 BGM 세포처럼 뭉치면서 바닥에서 탈리되지 않고 도 18에서 보는 바와 같이 A549 세포는 낱개로 둥글둥글하게 바닥에서 떨어졌다.Normal MDCK cells of the negative control group of Influenza virus sample was found to grow as a monolayer on the bottom of the cell culture vessel similar to BGM cells as shown in FIG. Positive control group, as shown in Figure 13 shows the detachment phenomenon falling from the bottom of each cell as the appearance of the MDCK cells are broken. Negative control A549 cells of the Adeno virus sample were also attached to the bottom of the cell culture vessel like BGM cells (see Fig. 19). However, the positive control group clustered like BGM cells and did not detach from the bottom, and as shown in FIG. 18, the A549 cells fell from the bottom round.
2) 본 발명에 따른 공기정화 살균장치를 통과한 시료로부터의 바이러스2) Virus from the sample passed through the air purifying sterilizer according to the present invention
본 발명을 통과한 각 실험 virus주(Polio virus, influenza virus, adeno virus)의 시료를 각각 20개의 세포배양용기에 접종하여 지속적으로 광학현미경을 사용하여 관찰을 하였다.Samples of each experimental virus strain (Polio virus, influenza virus, adeno virus) that passed the present invention were inoculated in 20 cell culture vessels and observed continuously using an optical microscope.
Polio virus 실험군을 접종한 BGM 세포를 보면 모든 접종 과정에서 음성대조군과 비슷하게 탈리 현상이 나타나지 않고 세포가 배양용기의 바닥에 단층으로 잘 붙어 자라는 것을 볼 수 있었다(도 10 내지 도 12 참조). Influenza virus 실험군도 모든 접종 과정에서 음성대조군의 MDCK 세포처럼 세포가 배양용기의 바닥에 붙어 있었다(도 15 내지 도 17 참조). 또한 Adeno virus 실험군도 음성대조군처럼 A549 세포가 바닥에 붙어 있는 것을 볼 수 있었다(도 20 내지 도 22 참조). 이는 접종시료 내 세포의 성장을 억제하거나 세포를 죽이는 물질이 없는 것으로 보아 세포독성을 유발하는 물질이나 바이러스가 없음을 의미한다. 위의 결과들을 종합해 볼 때 Polio virus, influenza virus, adeno virus가 본 발명에 따른 공기정화 살균장치를 통과한 결과 하기 표(바이러스 연구결과)에서 보는 것과 같이 바이러스 모두 불활화가 되었다고 판단되어진다.The BGM cells inoculated with Polio virus experimental group showed no detachment phenomenon similar to the negative control group in all inoculation processes, and the cells grew well as monolayers on the bottom of the culture vessel (see FIGS. 10 to 12). In the Influenza virus experimental group, cells were attached to the bottom of the culture vessel as in the MDCK cells of the negative control group in all inoculation processes (see FIGS. 15 to 17). In addition, the Adeno virus experimental group was able to see that A549 cells adhered to the bottom like the negative control group (see FIGS. 20 to 22). This means that there is no substance that inhibits the growth of cells in the inoculation sample or that there is no substance that causes cytotoxicity because there is no substance that kills the cells. Based on the above results, as a result of passing the Polio virus, influenza virus, and adeno virus through the air purifying sterilizer according to the present invention, it is determined that all the viruses are inactivated as shown in the following table (virus research results).
4. 결론4. Conclusion
본 발명에 의한 virus 불활화 성능의 여부를 확인하기 위하여 주입된 공기성분이 본 발명의 공기정화 살균장치를 통과한 다음, 배출되는 공기에 포함된 virus의 감염성을 시험하여 다음과 같은 결론을 얻었다.In order to confirm the virus inactivation performance according to the present invention, the injected air component passed through the air purification sterilizer of the present invention, and then tested the infectivity of the virus contained in the discharged air to obtain the following conclusions.
막이 없으며 환경에서 가장 내성이 강한 Polio virus(소아마비) 100만개 입자를 기포 상태로 본 발명에 유입시킨 다음, 배기에 대한 virus의 감염성을 시험한 결과 감염성 입자 하나도 확인되지 않았다. 이러한 시험의 결과, 본 발명은 막(envelope)이 없으며 RNA 구조를 갖는 Polio virus와 비슷하며 감기를 유발하는 100여 종 이상의 virus를 불활화 시킬 수 있는 것으로 결론된다.One million particles of Polio virus (polio), the most resistant in the environment, were introduced into the present invention in a bubbled state, and the infectivity of the virus against the exhaust was not tested. As a result of this test, it is concluded that the present invention is similar to Polio virus with no envelope and RNA structure and can inactivate more than 100 viruses that cause colds.
주로 공기 중에 기포 상태로 존재하면서 호흡기 질환과 안 질환 등 다양한 감염증을 유발하는 막이 있는 DNA virus인 Adeno virus 100만개 입자를 본 발명의 유입에 기포상태로 주입시킨 후 방출되는 배기에 포함된 virus의 감염성 여부를 시험하였다. 배기가 흡착된 시료에 대한 감염성 virus 시험을 한 결과 하나의 입자도 검출되지 않았다. 이를 고려할 때, 본 발명은 Adeno virus는 물론 이와 비슷한 성상을 갖는 다수의 virus를 불활화 시킬 수 있는 것으로 결론된다.Infectiousness of the virus contained in the exhaust released after injecting 1 million particles of Adeno virus, a DNA virus with a membrane that exists mainly in the air and causes various infectious diseases such as respiratory diseases and eye diseases, by injecting it into the inlet of the present invention. Was tested. Infectious virus tests on exhaust-adsorbed samples revealed no particles. In light of this, it is concluded that the present invention can inactivate Adeno virus as well as many viruses having similar properties.
또한, 독감을 유발하며 막이 있고 큰 RNA virus인 Influenza virus를 100만 TCID50(50% 세포병변치)를 본 발명의 공기흡입구(14)에 유입한 다음 배출되는 공기를 시료로 하여 감염성 virus의 존재 여부를 시험한 결과, 감염성 virus를 전혀 확인할 수 없었다. 따라서 본 발명은 Influenza virus는 물론이고 막이 있으며 큰RNA virus로서 Influenza virus와 비슷한 성상을 가진 홍역, 볼거리 등 비강으로 전파되는 중증의 virus를 불활화 시킬 수 있는 것으로 결론된다.Influenza virus, which is a flu-induced and membrane-influenza RNA virus, enters 1 million TCID 50 (50% cell lesions) into the air intake 14 of the present invention and then discharges the air as a sample. As a result of testing, no infectious virus was identified. Therefore, it is concluded that the present invention can inactivate severe virus spreading into the nasal cavity, such as measles and mumps, as well as Influenza virus, which has a membrane and a large RNA virus.
본 발명의 공기정화 살균장치에 의하면, 공기 중의 각종 이물질뿐만 아니라 세균, 박테리아까지도 제거할 수 있으며 자체로 자정능력이 있어 사용수명을 반영구적으로 할 수 있을 것으로 기대된다. 특히 광촉매에 의한 정화작용이 일어나는 하우징 내의 유속 및 압력분포가 균일하게 이루어짐으로서 정화율을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.According to the air purifying sterilization apparatus of the present invention, it is possible to remove not only various foreign matters in the air but also bacteria and bacteria, and it is expected to be able to semi-permanently use its life due to its self-cleaning ability. In particular, the flow rate and pressure distribution in the housing in which the purification action by the photocatalyst is made uniform, thereby maximizing the purification rate.
또한, 용이한 체결구조로 인하여 조립 및 분해가 간단하고 기밀성을 보다 증대시킬 수 있다는 효과가 있다.In addition, it is easy to assemble and disassemble due to the easy fastening structure, there is an effect that can further increase the airtightness.
또한, 다양한 형태로 광촉매를 본체하우징 내에 충진함으로써 광반응 현상을 최적화하는 한편, 광반응시 유체와의 광반응 표면적을 극대화시켜 오염물질의 분해 및 살균력을 보다 획기적으로 향상시킬 수 있다. 이는 멀티 자외선과 나노실버 광촉매칩을 이용한 바이러스, 박테리아, 곰팡이균 등 병원균을 죽이는 살균기능, 휘발성유기화합물(VOC's)과 질소산화물 등의 악취 제거기능 및 과일, 야채, 화훼 등의 노화호르몬인 에틸렌가스를 제거하는 4개의 기능이 일원화된 고효율의 실내 공기정화 살균기능을 제공할 수 있다.In addition, by filling the photocatalyst in the body housing in various forms, it is possible to optimize the photoreaction phenomenon while maximizing the photoreaction surface area with the fluid during the photoreaction, thereby further improving the decomposition and sterilization of contaminants. It is a sterilizing function that kills pathogens such as viruses, bacteria, and fungi using multi-ultraviolet and nano silver photocatalyst chips, and removes odors such as volatile organic compounds (VOC's) and nitrogen oxides, and aging hormones such as fruits, vegetables, and flowers. Four functions to remove the unit can provide a unified high efficiency indoor air purification sterilization function.
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Cited By (5)
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|---|---|---|---|---|
| KR100915413B1 (en) * | 2007-08-22 | 2009-09-03 | 박광훈 | Air purifying system using photocatalyst |
| KR101654160B1 (en) * | 2015-11-11 | 2016-10-07 | 에프엔에스테크 주식회사 | Apparatus for sterilizing air |
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2004
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