KR101566249B1 - 공기정화 시스템 - Google Patents

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KR101566249B1
KR101566249B1 KR1020140112339A KR20140112339A KR101566249B1 KR 101566249 B1 KR101566249 B1 KR 101566249B1 KR 1020140112339 A KR1020140112339 A KR 1020140112339A KR 20140112339 A KR20140112339 A KR 20140112339A KR 101566249 B1 KR101566249 B1 KR 101566249B1
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KR1020140112339A
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김제헌
장명수
최현구
권철한
강동헌
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인텍나노소재주식회사
수원대학교산학협력단
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/34—Chemical or biological purification of waste gases
    • B01D53/74—General processes for purification of waste gases; Apparatus or devices specially adapted therefor
    • B01D53/86—Catalytic processes

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Abstract

요철이 구비된 광촉매 시트 및 이를 이용한 공기정화 시스템이 개시된다. 본 발명에 따른 요철이 구비된 광촉매 시트는, 외력에 의해 감겨 정화관으로 변형되고, 외력이 제거되면 펼쳐지도록 탄성 복원력을 갖는 시트; 시트 표면에 소정간격 이격된 상태에서 다수 개로 형성되는 요철부; 및 시트 및 요철부 상에 도포 되는 광촉매 코팅을 포함하여, 내부를 통해 공기가 흐르도록 시트가 정화관으로 변형되면, 요철부는 정화관 내측으로 돌출되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 탄성 복원력을 갖고 광촉매를 코팅한 요철부가 형성된 시트를 외력으로 감아 정화관으로 변형함으로써, 광촉매 시트를 공기순환 관 내부에 용이하게 탈부착할 수 있게 됨에 따라 관리의 편의성이 증진될 수 있고, 요철부의 높이 조절을 통해 압력손실이 저감된 공기의 흐름을 유도하여 대량의 공기가 빠르게 정화될 수 있으며, 공기순환 관의 길이방향 전체에 걸쳐 정화관을 설치함으로써, 오염물질과 광촉매의 접촉면적이 증대됨에 따라 공기 정화 효율이 증진될 수 있게 된다.

Description

공기정화 시스템{An Air Purification System}
본 발명은 요철이 구비된 광촉매 시트 및 이를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 탈부착이 용이하고 압력손실이 저감된 공기의 흐름을 유도함과 동시에 공기 상의 오염물질과 광촉매의 접촉면적을 증대함으로써 공기 정화 효율을 증진하는 요철이 구비된 광촉매 시트 및 이를 이용한 공기정화 시스템에 관한 것이다.
산업이 발달과 더불어 인구의 도시 집중 현상에 따른 유독성 유기물질의 발생과 대기 및 실내의 공기오염 등은 현재 점점 심각한 문제가 되고 있다.
따라서, 쾌적하고 건강한 생활을 위해 건물이나 각종 차량류(철도차량, 버스 등)에는 실내 공기에 포함된 오염물질을 정화하는 공기정화 장치가 설치되어 운영되고 있으며, 이에 대한 연구 개발이 활발히 진행되고 있는 중이다.
이에 공기 중 오염물질을 걸러내기 위한 다양한 방식이 활용되는 있는데, 그중 흡착제를 사용하는 방식은 계속적으로 오염물질을 흡착한 후 흡착 한계치를 넘어서면 이를 폐기해야 한다는 점에서 2차 오염문제가 발생하고, 난분해성 독성 물질의 처리에는 부적합한 문제가 있다. 그리고 귀금속 촉매를 이용하는 방식은 안정성 면에서 장점이 있지만, 경제적인 측면에서 고비용의 문제가 있다.
상술한 문제를 극복할 수 있는 대안으로 최근 주목받고 있는 광촉매를 이용한 공기정화 방식은 세라믹 허니컴(벌집 구조)이나 메쉬망 구조에 광촉매를 코팅하여 오염물질을 포함한 공기가 이를 통과하도록 하면서 공기를 정화하는 방식이 주를 이루고 있다.
특히, 대한민국등록특허 제10-0565775호는 알루미늄 메쉬망(310), 이산화티타늄 메쉬망(320), 염화비닐망(330), 이산화티타늄 메쉬망(310), 알루미늄 메쉬망(310)을 차례로 겹친 광촉매 필터(300)에 대한 발명을 개시하고 있다.
이러한 선행 발명은 광촉매가 코팅된 메쉬망을 여러 겹 중첩한 것일 뿐 기존의 메쉬망 구조를 벗어나지 못한 것으로, 좁은 면적인 광촉매 필터(300)의 단면부에서만 광촉매 반응이 일어나는 관계로 공기 중 오염물질을 효과적으로 정화하는데에는 많은 문제가 있다.
대한민국등록특허 제10-0565775호(공고일자:2006.3.28)
본 발명의 목적은, 탈부착이 용이하고 압력손실이 저감된 공기의 흐름을 유도함과 동시에 공기 상의 오염물질과 광촉매의 접촉면적을 증대함으로써 공기 정화 효율을 증진하는 요철이 구비된 광촉매 시트 및 이를 이용한 공기정화 시스템을 제공하는 것이다.
상기 목적은, 외력에 의해 감겨 정화관으로 변형되고, 외력이 제거되면 펼쳐지도록 탄성 복원력을 갖는 시트; 시트 표면에 소정간격 이격된 상태에서 다수 개로 형성되는 요철부; 및 시트 및 요철부 상에 도포 되는 광촉매 코팅을 포함하여, 내부를 통해 공기가 흐르도록 시트가 정화관으로 변형되면, 요철부는 정화관 내측으로 돌출되는 것을 특징으로 하는 요철이 구비된 광촉매 시트에 의해 달성된다.
상기 요철부는 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
상기 요철부는 직육면체 또는 상방으로 볼록한 반구형상일 수 있다.
상기 시트는 요철부가 형성되는 면과 대향 되는 면에 밀림방지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 광촉매 코팅은 이상화티탄, 산화텅스텐, 산화아연, 탄화규소, 산화주석, 산화지르코늄, 산화바나듐 또는 황화카드뮴 중 어느 하나를 포함할 수 있다.
상기 시트 및 요철부는 표면에 광촉매 코팅의 부착성을 증대하기 위해 무기물, 유기물, 또는 무기물과 유기물의 혼합물인 프라이머층이 더 구비될 수 있다.
실내의 오염된 공기를 흡입하는 흡입관; 일측이 흡입관과 연결되어 흡입된 공기의 온도를 변환하고, 타측으로 온도가 변환된 공기를 송출하는 공조기; 공조기의 타측과 연결되어 온도가 변환된 공기를 실내로 배출하는 배출관; 외력에 의해 감겨 정화관으로 변형되고 외력이 제거되면 펼쳐지도록 탄성 복원력을 갖는 시트와, 시트 표면에 소정간격 이격된 상태에서 다수 개로 형성되는 요철부와, 시트 및 상기 요철부 상에 도포 되는 광촉매 코팅을 포함하여 이루어지되, 내부를 통해 공기가 흐르도록 시트가 정화관으로 변형되면, 요철부는 정화관 내측으로 돌출되고, 흡입관 또는 배출관 중 적어도 어느 하나에 삽입 장착되는 요철이 구비된 광촉매 시트; 및 광촉매 시트를 활성화하기 위해 흡입관의 일측 또는 배출관 일측 중 어느 하나에 구비되는 다수 개의 자외선 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템에 의해 달성된다.
상기 요철부는 지그재그 형태로 배치될 수 있다.
상기 요철부는 직육면체 또는 상방으로 볼록한 반구형상일 수 있다.
상기 시트는 요철부가 형성되는 면과 대향 되는 면에 밀림방지 부재를 더 포함할 수 있다.
상기 배출관은 공조기로부터 송출되는 온도가 변환된 공기를 분할하여 실내로 배출할 수 있도록 등간격으로 위치한 다수 개의 배출구를 구비할 수 있다.
본 발명에 의하면, 탄성 복원력을 갖고 광촉매를 코팅한 요철부가 형성된 시트를 외력으로 감아 정화관으로 변형함으로써, 광촉매 시트를 공기순환 관 내부에 용이하게 탈부착할 수 있게 됨에 따라 관리의 편의성이 증진될 수 있고, 요철부의 높이 조절을 통해 압력손실이 저감된 공기의 흐름을 유도하여 대량의 공기가 빠르게 정화될 수 있으며, 공기순환 관의 길이방향 전체에 걸쳐 정화관을 설치함으로써, 오염물질과 광촉매의 접촉면적이 증대됨에 따라 공기 정화 효율이 증진될 수 있게 된다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매 시트의 일실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 광촉매 시트를 감아 관 내부에 삽입 설치한 후 단면으로 도시한 종단면도와 측단면도이다.
도 3은 본 발명에 따른 광촉매 시트의 다른 실시예를 도시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 광촉매 시트를 감아 관 내부에 삽입 설치한 후 단면으로 도시한 종단면도 및 측단면도이다.
도 5는 본 발명에 따른 공기정화 시스템의 일실시예를 도시한 측단면도이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기정화 시스템의 다른 실시예를 도시한 측단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매 시트의 일실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 광촉매 시트를 감아 관 내부에 삽입 설치한 후 단면으로 도시한 종단면도와 측단면도이며, 도 3은 본 발명에 따른 광촉매 시트의 다른 실시예를 도시한 사시도이고, 도 4는 도 3의 광촉매 시트를 감아 관 내부에 삽입 설치한 후 단면으로 도시한 종단면도 및 측단면도이며, 도 5는 본 발명에 따른 공기정화 시스템의 일실시예를 도시한 측단면도이고, 도 6은 본 발명에 따른 공기정화 시스템의 다른 실시예를 도시한 측단면도이다.
( 광촉매 시트)
본 발명에 따른 요철이 구비된 광촉매 시트(100)는 대략 시트(110), 요철부(120) 및 광촉매 코팅(120)을 포함할 수 있다.
시트(110)는 탄성 복원력을 갖는 가요성의 구성요소로, 얇은 막으로 이루어진 판형상의 필름 형태로 이루어진다. 이러한 시트(110)는 작업자의 외력이 가해지면 관형상으로 감아 정화관(112)으로 변형가능하며, 외력이 제거되면 원래의 판형상으로 펼쳐질 수 있다.
정화관(112)으로 변형된 시트(110)는 공기순환 관(10) 내부에 삽입된 후, 외력이 제거되면 판형상으로 복원되려는 탄성력에 의해 공기순환 관(10)의 내측면을 가압하게 되므로, 공기순환 관(10) 내부에 밀착된 상태로 장착될 수 있다.
이때, 정화관(112)을 공기순환 관(10) 내측에 보다 견고히 밀착 고정하기 위해 공기순환 관(10)과 접하는 시트(110) 면(후술할 요철부(120)가 형성되는 면과 대향 되는 면)에 마찰력이 큰 실리콘과 같은 밀림방지 부재(미도시)가 형성될 수 있다.
또한, 정화관(112) 가장자리를 클립이나 접착성 테이프와 같은 간단한 고정도구를 이용해 공기순환 관(10)에 견고히 고정할 수 있음은 물론이다.
이로 인해, 정화관(112)은 빠른 유속으로 그 내부를 통과하는 공기에 의해 공기순환 관(10)으로부터 쉽게 이탈되지 않게 된다.
반면에 공기순환 관(10)에 장착된 정화관(112)은 작업자의 외력에 의해 쉽게 탈거될 수 있음은 상술한 바에 의해 쉽게 알 수 있다.
시트(110)는 탄성 복원력을 구비하고 후술할 요철부(120)의 성형 및 형태 유지가 용이하게 이루어질 수 있는 소재라면 어떠한 소재라도 사용될 수 있다.
다만, 본 발명에 따른 실시예에서의 시트(110)는 탄성 복원력을 갖는 고분자 플라스틱인 Polyethylene(PE), Polypropylene(PP), Polystyrene(PS), PolyVinylchloride(PVC), Polyester(PET), Polyamide(PA 혹은 Nylon), PolyVinyl Alcohol(PVA), Polycarbonate(PC), PolyVinylidene Chloride(PVDC) 등으로 제작되며, 그 두께는 탄성 복원력이 확보될 수 있고 요철부(120)의 성형 및 형태 유지가 가능한 50㎛에서 500㎛까지가 바람직하다.
요철부(120)는 오염물질을 포함한 공기의 흐름을 저하시키지 않으면서 와류를 발생시킴으로써 오염물질과 광촉매 코팅(130)의 충돌횟수를 증대시키는 구성요소로, 필름 형태의 시트(110)와 일체로 열성형 되거나 시트(110)에 후술할 광촉매 코팅(130)을 도포한 후 열성형 될 수 있다.
이러한 요철부(120)는 시트(110) 표면에 소정간격 이격된 상태에서 다수 개로 형성될 수 있는데, 이격거리와 개수는 요철부(120)의 높이와 폭, 광촉매 시트(100)가 장착될 공기순환 관(10)의 직경과 길이, 정화되어야할 공기의 송출량, 송출되는 공기의 압력 저하 여부 등을 고려하여 다양하게 변경가능하다.
또한, 요철부(120)의 형상과 크기는 공기의 압력을 크게 저하시키지 않고, 직선적으로 진행하는 공기의 흐름이 불규칙한 와류로 변경되어 광촉매 반응이 효율적으로 이루어지는 한도 내라면, 어떠한 형상이나 크기로 다양하게 변경가능하다.
다만, 본 발명에 따른 실시예의 요철부(120)는 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 시트(110) 상에 규칙성 있게 지그재그 형태로 배치하되, 일측의 폭을 좁게 형성한 직육면체 형상 또는 상방으로 볼록한 반구형상으로 형성된다.
도 1 및 도 3에서처럼 요철부(120)를 규칙성 있는 지그재그 형태로 시트(110) 상에 배치하고, 도 2 및 도 4에서처럼 요철부(120)가 내측에 위치하도록 시트(100)를 감아 정화관(112)으로 변형한 후 공기순환 관(10) 내부에 삽입하는 경우, 요철부(120)는 공기순환 관(10) 내부에서 규칙성 있는 형태로 공기순환 관(10)의 길이방향을 따라 배치되게 된다.
이때, 원형의 공기순환 관(10)인 경우 그 내측 원둘레 길이에 맞게 시트(110)를 재단하여 공기순환 관(10)에 삽입하게 되므로 이를 고려하여 요철부(120)의 간격 및 배치를 조정할 수 있으며, 사각형의 공기순환 관(10)인 경우 그 내측 둘레 길이에 맞게 요철부(120)의 간격 및 배치를 조정할 수 있다.
이렇게 요철부(120)가 규칙성 있는 형태로 공기순환 관(10) 내측에 배치됨으로써, 송출된 공기는 요철부(120)의 간섭에 의해 일정한 형태의 와류를 반복 형성할 수 있고, 이는 광촉매 반응을 균일하고 일정성 있게 이루어지게 한다.
또한, 일측의 폭을 좁게 형성한 직육면체 형상의 요철부(120)는 송출되는 공기와 직각으로 맞닿게 되어 와류의 발생을 보다 증대하므로 광촉매 반응 효율을 향상시킬 수 있으며, 상방으로 볼록한 반구형상의 요철부(120)는 송출되는 공기와의 간섭이 작아 와류의 발생이 적으나 신속한 공기의 흐름을 유도할 수 있다. 따라서, 작업자는 공기 정화의 목적 및 용도에 따라 요철부(120)의 형상을 선택할 수 있다.
요철부(120)의 높이는 원형의 공기순환 관(10)인 경우(도 2(a)참조) 그 직경(20cm)의 대략 30% 정도(6cm)로 하며, 사각형의 공기순환 관(10)인 경우(도 4(a)참조)에도 그 높이(20cm)의 대략 30% 정도(6cm)로 형성하는 것이 바람직하다.
이는 송출되는 공기압력의 손실을 최소화하면서 광촉매 반응의 효율화를 꾀할 수 있는 최적의 높이에 해당한다.
즉, 요철부(120)의 높이가 상술한 30%의 높이보다 낮으면 공기압력 손실의 방지 면에서 장점이 있지만, 와류의 발생이 적어 광촉매 반응의 효율화를 꾀할 수 없고, 반면에 높이가 너무 높으면 공기압력의 손실이 증대되어 본 발명의 목적을 달성할 수 없다.
상술한 요철부(120)는 본 발명의 기술적 특징부로서, 그 배치, 형태, 크기를 다양하게 변형함으로써 다양한 크기의 공기순환 관(10)에 적용가능하다.
또한, 공기순환 관(10) 내측에 삽입된 광촉매 시트(100)의 요철부(120)와 간섭하는 송출 공기는 발생된 와류의 영향을 받아 요철부(120)가 형성되지 않은 내부 공간 측으로 흘러 나선형의 흐름을 형성하게 된다.
이는 공기의 흐름성을 좋게 하면서 공기 중 오염물질과 광촉매 코팅과의 접촉면적을 증대하므로 신속하게 대량의 공기를 정화할 수 있게 한다.
광촉매 코팅(130)은 공기 중 오염물질과의 광촉매 반응을 통해 공기를 정화하는 구성요소로, 광촉매를 포함하는 코팅용액을 시트(110) 및 요철부(120) 상에 도포한 후 건조함으로써 형성된다.
광촉매 반응은 공지의 기술로, 그 개략적인 내용만을 간략히 설명하면, 이산화 티타늄(TiO2) 같이 광촉매로 주로 사용되는 물질에 빛을 쪼이게 되면 표면에 전자(e-)와 정공(+ 전하를 가진 전자와 같은 거동을 하는 입자)가 생기게 되고 전자는 광촉매 표면에 있는 산소와 반응해서 슈퍼옥사이드 음이온(O2 -)을 만든다.
그리고 정공은 공기 속에 존재하고 있는 수분과 반응하여 하이드록시 라디칼(OH)을 만들게 된다. 이때 생성된 하이드록시 라디칼은 강력한 유기물질들을 산화분해 할 수 있는 능력이 매우 뛰어나기 때문에 공기 속에서 항상 존재하고 있는 악취물질, 바이러스, 박테리아 같은 세균 등을 분해하여 물과 이산화탄소로 바꾼다.
이러한 광촉매는 전자-정공 쌍으로 분리된 후 산화-환원 반응으로 유기물 등의 오염물질을 분해하고, 초친수성의 성질에 의해 자정효과가 발생함으로써, 방오, 항균, 탈취, 살균, 정화 작용 등을 수행한다.
본 발명에 따른 실시예의 광촉매 코팅(130)은 이상화티탄, 산화텅스텐, 산화아연, 탄화규소, 산화주석, 산화지르코늄, 산화바나듐 또는 황화카드뮴 중 어느 하나를 포함하는 구성 또는 2 이상을 혼합한 구성으로 이루어진다.
광촉매 코팅(130)은 보다 효과적인 광촉매 반응을 유도하기 위해 상술한 광촉매 물질이 나노미터 단위의 입자로 이루진 상태에서 코팅되게 하거나, 다공성 구조의 코팅이 되도록 하는 것이 바람직하다.
한편, 시트(110) 및 요철부(120)와 광촉매 코팅(130)의 부착성을 증대하기 위해 시트(110) 및 요철부(120)의 표면에는 광촉매를 코팅하기에 앞서 무기물, 유기물, 또는 무기물과 유기물의 혼합물인 프라이머층이 더 구비될 수 있다. 이는 시트(110)를 감아 정화관(112)으로 변형하더라도 코팅된 광촉매가 쉽게 시트(110) 및 요철부(120)로부터 이탈되지 않도록 하기 위함이다.
(공기정화 시스템)
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명에 따른 공기정화 시스템(200)은 흡입관(210), 공조기(220), 배출관(230), 전술한 광촉매 시트(100) 및 자외선 램프(240)를 포함하여 이루어질 수 있다.
흡입관(210)은 실내의 오염된 공기를 흡입하는 구성요소로, 원형이나 사각형 등의 다각형의 단면을 갖는 관형상으로 이루어질 수 있으며, 필요에 따라 다수 개가 구비될 수 있다.
이러한 흡입관(210)는 후술할 공조기(220)에 흡입력을 통해 실내 공기를 흡입하게 되며, 일단은 실내 공간 일측에 구비되고 타단은 공조기(220)의 일측과 연결되어 흡입된 실내 공기를 공조기에 보낸다.
공조기(220)는 흡입된 실내 공기의 온도를 낮추거나(냉방) 높이거나(난방) 또는 단순히 공기를 순환시키는 구성요소로, 일측이 흡입관(210)과 연결되며, 타측은 후술할 배출관(230)과 연결되어 온도가 변환된 공기를 배출관(230) 측으로 송출한다.
배출관(230)은 공조기(220)를 통해 온도가 변환된 공기를 송출 받아 실내로 배출하는 구성요소로, 일측은 공조기(220)의 타측과 연결되고, 배출관(230)의 타측은 실내와 연결된다. 배출관(230)은 원형이나 사각형 등의 다각형의 단면을 갖는 관형상으로 이루어질 수 있다.
이러한 배출관(230)의 타측은 실내 공간의 효율적인 냉난방 또는 공기순환을 위해 실내 공간의 넓이나 길이에 비례하여 등간격으로 위치한 다수 개의 배출구(232)로 형성될 수 있다.
광촉매 시트(100)는 전술한 바와 같고, 공기정화 시스템(200)과 관련하여 필요한 부분만을 이하에서 설명한다.
광촉매 시트(100)는 내부를 통해 공기가 흐르도록 시트(110)가 정화관(112)으로 변형되면, 요철부(120)는 정화관(112) 내측으로 돌출되고, 흡입관(210) 또는 배출관(230) 중 적어도 어느 하나에 삽입 장착된다. 이때, 광촉매 시트(100)는 흡입관(210)이나 배출관(230)의 길이 및 내측 둘레에 맞춰 미리 재단이 이루어진다.
그리고 삽입 장착된 광촉매 시트(100)를 흡입관(210) 및 배출관(230)에 견고히 고정하기 위해 정화관(112) 가장자리를 클립이나 접착성 테이프로 고정할 수 있다. 또한, 상술한 마찰력이 큰 실리콘과 같은 밀림방지 부재가 광촉매 시트(100)에 적용될 수 있다.
배출관(230)과 공조기(220)가 연결되는 부분과 배출관(230)과 실내가 연결되는 배출구(232)에 위치한 광촉매 시트(100)는 공기순환 통로의 확보를 위해 컷팅작업으로 쉽게 제거될 수 있다. 이는 흡입관(210)과 공조기(220)가 연결되는 부분과 흡입관(210)과 실내가 연결되는 부분에도 마찬가지이다.
오염물질이 많은 실내의 경우, 흡입관(210) 및 배출관(230) 양측에 모두 광촉매 시트(100)를 장착하여 보다 강화된 공기정화를 실행할 수 있다.
한편, 광촉매 시트(100)는 시트(100)의 탄성 복원력 정도의 힘으로 흡입관(210)이나 배출관(230) 내측에 고정되는 것이므로 쉽게 탈거될 수 있으며, 플라스틱 소재로 이루어진 관계로 탈거 후 재사용을 위한 세척이 쉽고 깨끗하게 이루어질 수 있다.
자외선 램프(240)는 광촉매 물질의 밴드 갭 에너지(bandgap energy) 이상의 에너지를 갖는 자외선을 방출하여 광촉매 반응을 활성화하기 위한 구성요소로, 형광등과 같이 긴 막대형상으로 이루어져 흡입관(210)의 일측 또는 배출관(230) 일측 중 어느 하나에 구비될 수 있다.
본 발명에 따른 실시예의 자외선 램프(240)는 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 광촉매 시트(100)(정화관(112))가 삽입 장착된 배출관(230) 양측에 대칭을 이루며 길게 구비되어 광촉매 시트(100) 전체에 골고루 자외선이 조사되도록 한다. 이를 통해 자외선 자체에 의한 살균과 자외선 에너지에 의한 광촉매 반응의 활성화가 도모될 수 있다.
상술한 공기정화 시스템(200)의 구체적인 공기정화 과정을 간략히 설명하면, 다음과 같다.
먼저, 실내의 오염물질을 포함한 공기가 흡입관(210)을 통해 흡수되고, 공조기(220)를 통해 온도 변환 등이 이루어진 후 배출관(230)으로 유입된다.
다음으로, 배출관(230)에 구비된 자외선 램프(240)에서 방출된 자외선에 의해 광촉매 반응이 보다 활성화된 상태에서, 오염물질을 포함한 공기는 배출관(230) 내부에 규칙성 있는 형태로 배치된 요철부(120)의 간섭에 의해 일정한 형태의 와류를 반복 형성하면서 광촉매 코팅(130)과 균일하고 일정성 있는 광촉매 반응을 한다.
이러한 광촉매 반응은 정화관(112)이 장착된 배출관(230)의 길이만큼 연속적으로 이루어지므 종래의 광촉매 필터 단면부에서만 광촉매 반응이 일어났던 것과는 접촉면적에 있어 확연한 차이를 보이는데, 이는 곧 공기정화 효율의 차이를 의미한다.
그리고 배출관(230) 내측의 요철부(120)가 형성되지 않은 내부 공간 측으로 흘러가는 유입공기는 요철부(120)에 의해 진행이 저지된 유입 공기가 발생시킨 와류의 영향으로 나선형의 빠른 흐름을 형성한다. 이러한 나선형의 빠른 공기 흐름은 대량의 공기를 신속하게 정화할 수 있게 한다.
마지막으로, 배출구(232)를 향해 송출되는 공기는 배출관(230)의 길이만큼 광촉매 반응을 연속적으로 수행하여 정화되고, 배출구(232) 측에 구비된 자외선 램프(240)에 의해 마지막으로 살균처리가 된 이후 배출구(232)로 송출되어 실내에 공급된다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
100: 광촉매 시트 110: 시트
112: 정화관 120: 요철부
130: 광촉매 코팅 200: 공기정화 시스템
210: 흡입관 220: 공조기
230: 배출관 232: 배출구
240: 자외선 램프

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  7. 실내의 오염된 공기를 흡입하는 흡입관;
    일측이 상기 흡입관과 연결되어 흡입된 공기의 온도를 변환하고, 타측으로 온도가 변환된 공기를 송출하는 공조기;
    상기 공조기의 타측과 연결되어 온도가 변환된 공기를 실내로 배출하는 배출관;
    외력에 의해 감겨 정화관으로 변형되고 외력이 제거되면 펼쳐지도록 탄성 복원력을 갖는 시트와, 상기 시트 표면에 소정간격 이격된 상태에서 다수 개로 형성되는 요철부와, 상기 시트 및 상기 요철부 상에 도포 되는 광촉매 코팅을 포함하여 이루어지되, 내부를 통해 공기가 흐르도록 상기 시트가 상기 정화관으로 변형되면, 상기 요철부는 상기 정화관 내측으로 돌출되고, 상기 흡입관 또는 상기 배출관 중 적어도 어느 하나에 삽입 장착되는 요철이 구비된 광촉매 시트; 및
    상기 광촉매 시트를 활성화하기 위해 상기 흡입관의 일측 또는 상기 배출관 일측 중 어느 하나에 구비되는 다수 개의 자외선 램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 요철부는 지그재그 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 요철부는 직육면체 또는 상방으로 볼록한 반구형상인 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템.
  10. 제 8 항에 있어서,
    상기 시트는 상기 요철부가 형성되는 면과 대향 되는 면에 밀림방지 부재를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템.
  11. 제 8 항에 있어서,
    상기 배출관은 상기 공조기로부터 송출되는 온도가 변환된 공기를 분할하여 실내로 배출할 수 있도록 등간격으로 위치한 다수 개의 배출구를 구비한 것을 특징으로 하는 공기정화 시스템.
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