KR20160063138A - 광촉매 공기청정기 - Google Patents
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Abstract
기존 광촉매 공기청정기 방식은 광촉매 물질을 표면에 코팅한 구조물에 자외선을 조사시킨 다음 건조한 공기를 통과하는 방식으로 먼지 여과를 위해 별도의 고성능 건식 필터를 구비하여야 한다. 이러한 경우 고성능 필터를 수시로 교체해야 하고, 코팅면에 촉매 반응으로 검은 부산물이 생성되어 필터 효율이 떨어지고, 그에 따른 잦은 청소 및 오작동과 같은 문제점이 있어 왔다.
본 발명은 광촉매 공기청정기에 있어서, 하우징 내부로 유입된 오염된 공기에 자외선을 조사하고, 광촉매 수용액을 분사하거나 광촉매 필터를 통과 과정에서 촉매 반응을 일으켜 살균, 탈취 기능이 있는 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명은 광촉매 공기청정기에 있어서, 하우징 내부로 유입된 오염된 공기에 자외선을 조사하고, 광촉매 수용액을 분사하거나 광촉매 필터를 통과 과정에서 촉매 반응을 일으켜 살균, 탈취 기능이 있는 공기청정기를 제공하는 것이다.
Description
본 발명은 자외선을 조사하여 촉매 반응을 일으켜 살균과 탈취 기능이 있는 공기청정기 및 공기 조화 장치에 관한 것이다.
종래의 실내 공기 정화 기술은 물로 공기를 세정하는 것, 고성능 필터에 의해 먼지를 여과하는 것, 활성탄 필터를 적용하여 냄새물질을 흡착하는 것, 살균 램프를 설치하여 세균을 살균하는 것, 이온이나 정전기를 발생시켜 먼지를 흡착하는 것, 오존을 발생시켜 냄새와 살균을 하는 등 다양한 기능으로 발전시켜 왔다.
그러나 물을 사용하는 경우 탈취에 취약하고, 고성능 필터는 필터 교체에 대한 고비용 들고, 활성탄 필터는 먼지 여과 기능이 부족하고, 살균 램프는 탈취에는 효율이 높지만 먼지 여과에 취약하다. 따라서 다양한 오염물질을 효율적으로 여과하여 깨끗한 실내 생활을 할 수 있는 새로운 공기 정화 기술이 요구되고 있다.
본 발명자가 고안하여 등록된 선행기술 중 하나인 특허등록번호 제10-1321602호 '공기 정화, 방향, 살균 및 가습 기능을 가지는 습식 방식의 공기 여과기'의 복합 정화 기술을 고안하였다. 본 발명은 기존 공기청정기의 살균, 탈취 기능이 향상된 공기청정기를 제공하기 위한 것이다.
기존 광촉매 공기청정기 방식은 광촉매 물질을 표면에 코팅한 구조물에 자외선을 조사하면서 건조한 공기를 통과하는 방식으로 살균 기능은 뛰어나지만 먼지 여과 효율이 낮다. 이러한 먼지 여과를 위해 광촉매 공기청정기는 별도의 고성능 건식 필터를 구비하여야 한다. 기존 광촉매 공기청정기는 코팅면에 검은색의 촉매 부산물이 빠르게 생성되어 효율이 떨어지고, 그에 따른 잦은 세척이나 고성능 필터를 교체 사용해야 하는 문제점이 있다.
본 발명에서 제공하는 기술은 하우징 내부 공간에 자외선을 조사하여, 광촉매 반응으로 유해가스 분해와 미생물 살균 문제를 해결하는 동시에 수용액을 분사시켜 다양한 유해물질을 효율적으로 제거할 수 있는 광촉매 공기청정기를 제공하는 것이다.
본 발명은 다양한 오염물질 제거 성능을 향상하기 위해, 하우징 내부에서 광촉매 수용액을 분사시켜 먼지와 세균 등을 포획하고, UV램프에서 나오는 자외선을 조사시켜 유해물질을 분해한다.
본 발명에서 적용하는 광촉매 물질은 TiO2, ZnO, Nb2O53, SnO2, ZrO2SrTiO3, KTaO3, Ni-K4Nb6O17 CdS, ZnSCdSe, GaP, CdTe, MoSe2, Wse2 중 하나 또는 그 이상을 포함하는 것으로 자외선을 조사하면, 유해 가스물질이나 오염물질이 산소 이온 반응을 일으키거나, 하우징 내부에서 생성된 미세 물방울과 반응하여 하이드록시 라디칼(OH)을 만들어 유기물질을 분해시켜 살균 및 탈취 작용이 촉진하는 것을 특징으로 실내 공기 오염물질을 제거한다.
본 발명의 또 다른 해결 수단은 물을 분사시켜, 오염 물질을 포획하고 광촉매 물질이 코팅된 다공 구조의 필터에서 오염된 공기와 물을 여과하는 기술을 제공한다. 이를 위해 하우징 내부에서 원심력 작용으로 미세한 물방울을 분사시켜 수분이 많은 공기를 광촉매 필터에 공급하여 하이드록시 라디칼(OH) 생성을 촉진하고 유기물 분해작용으로 오염물질을 제거하는 것이다.
본 발명에 따른 광촉매 공기청정기는 기존 건식 필터 공기청정기의 고성능 필터 교체 비용을 절감할 수 있고, 기존 자외선 건식 공기청정기의 취약점인 먼지 제거 기능을 개선시켜 주며, 기존 오존발생 공기청정기에서 나오는 살균 성분 배출 문제를 해결할 수 있다. 본 발명에 따른 광촉매 공기청정기는 다양한 유해물질들을 효율적으로 분해하고, 미생물을 살균시키고, 먼지를 여과하여 깨끗하고 쾌적한 실내 공기를 생성할 수 있는 공기정화 및 공기조화 기술을 제공한다.
도 1은 본 발명에 따른 광촉매 공기청정기 단면도.
도 2는 본 발명에 따른 수용액 분사 장치 도해도.
도 2는 본 발명에 따른 수용액 분사 장치 도해도.
본 발명은 아래에서 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 자세하게 설명되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 돕기 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 이들 도면과 용어는 예시적인 목적일 뿐 설명의 편의상 도시되어 있을 수 있다. 따라서 본 용어와 도시적 표현은 부분에 한정되는 것이 아니라 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 할 것이다.
본 발명의 광촉매 공기청정기는, 하우징 내부에 공기 흡입용 팬과 연동하여 원심 회전하는 수용액 분무 장치를 구비하고 있다. 이러한 수용액 분무 장치는 펌프를 이용하여 광촉매 수용액을 분무하는 경우, 수용액에 포함된 촉매 물질이 펌프 내부에 누적되어 오작동이 발생하는 것을 개선할 수 있다. 또한 기존 건식 광촉매 필터를 적용한 공기청정기의 경우 유해물질 및 유기물 분해 작용에서 필요한 수분량이 낮아 산소 반응 늦어진다. 또한 수분량이 낮아 하이드록시 라디칼(OH) 생성도 부족하다. 하지만 본 발명의 수용액 분무 장치가 구비된 광촉매 공기청정기는 하우징 내부에서 미세한 물방울이 풍부하게 생성되기 때문에 산소 반응이 빠르게 발생하고, 하이드록시 라디칼(OH) 생성이 촉진되어 유해물질 제거 기능이 향상된 기술이다.
도 1은 본 발명을 바람직하게 실시하기 위해 하우징(1) 내부에 UV램프(6)와 다공 구조의 필터(5)를 구비하고, 일정 위치에 내부가 비어 있는 원뿔형 파이프(4)를 송풍 팬(3)과 연동하며 회전한다. 상기 원뿔형 파이프(4)에서 수용액 분사 과정을 상세하게 설명하면, 모터(2) 축에 연장되어 송풍 팬(3)과 원뿔형 파이프(4)가 고속으로 회전 운동을 하면, 흡입구에서 유입된 공기(A)가 송풍 팬(3)과 다공 구조의 필터(5)를 통과하여 배출된다. 상기 송풍 팬의 회전으로 하부에 와류가 형성되고, 원뿔형 파이프(4) 내부에서 진공이 형성된다. 원뿔형 파이프(4) 구조는 하부 개구부보다 상부가 넓은 원뿔형 파이프로, 내부를 통해 수용액(W)이 올라가 원심 작용에 의해 상부에 구비된 작은 개구부를 통해 배출된다. 이러한 수용액(W) 분사는 원뿔형 파이프 하부 개구부가 반드시 수용액에 담수 된 상태를 유지하여야 한다.
도 2는 본 발명에 따른 수용액 분사 장치를 도해한 것으로, 모터(2) 축에 연장되어 송풍 팬(3)과 원뿔형 파이프(4)가 구비된 수용액을 분사하기 위한 장치를 도해하고 있다. 본 발명의 바람직한 실시를 위해 상기 송풍 팬과 원뿔형 파이프는 반드시 모터 축에 연장되어 구동하여야 한다. 상기 송풍 팬 구조는 본 발명자가 제시한 형태와 다르게 변형되어 사용할 수 있다. 하지만 송풍 방향과 원뿔형 파이프에서 수용액이 분사되어 나오는 방향이 일치하여야 한다. 이러한 이유는 송풍 팬의 회전으로 원뿔형 파이프에서 원심력이 작용하여 수용액을 분사할 수 있고, 하우징 내부로 유입된 공기 속에 포함된 먼지나 유해물질을 수용액의 미세 입자가 접촉하여 포획할 수 있기 때문이다. 상기 원뿔형 파이프에서 분사되는 미세한 수용액 입자들은 UV램프에서 조사하는 자외선과 광촉매 물질 반응인 산소 이온 또는 하이드록시 라디칼(OH) 생성을 촉진하고, 하우징 내부에 유입된 미세먼지 또는 각종 가스물질 분해와 유기물 분해작용으로 오염된 공기를 쾌적하게 할 수 있다. 상기 수용액 미세 입자에 포획된 오염물질은 내부에 구비된 다공 구조의 필터에 충돌 후 통과하면서 공기와 수용액이 분리된다. 이러한 분리 원리는 공기는 가볍고 수용액이 무겁기 때문에 다공 구조의 필터에서 중력 작용에 의해 분리되기 때문이다.
본 발명에서 적용하는 광촉매 수용액은 H2O, TiO2, ZnO, Nb2O53, SnO2, ZrO2SrTiO3, KTaO3, Ni-K4Nb6O17 CdS, ZnSCdSe, GaP, CdTe, MoSe2, Wse2 중 하나 또는 그 이상의 자외선에 반응하는 촉매 물질을 포함하고 있다.
본 발명의 바람직한 실시 예는 나노 크기의 TiO2를 첨가한 수용액 미세 입자에 자외선을 조사하면, 유기물 분해와 가스 물질 분해가 촉진된다. 이러한 결과는 수용액 미세 입자가 빠르게 기화하면서 산소 이온이 생성되고, 빠르게 생성된 산소 이온과 광촉매 반응 물질인 하이그록시 라디칼(OH) 생성으로 유기물 분해가 촉진되어 살균 탈취 기능이 향상될 수 있다.
본 발명의 또 다른 실시 예는, 하우징 내부에서 원뿔형 파이프를 통하여 미세한 물방울을 분사시켜, 먼지를 포획하고 수분이 많은 공기를 광촉매 다공 구조의 필터에 공급하여 하이드록시 라디칼(OH) 생성을 촉진하고 유기물 분해작용으로 오염물질을 제거하는 것이다.
본 발명에서 적용하는 광촉매 필터는 TiO2, ZnO, Nb2O53, SnO2, ZrO2SrTiO3, KTaO3, Ni-K4Nb6O17 CdS, ZnSCdSe, GaP, CdTe, MoSe2, Wse2 중 하나 또는 그 이상의 자외선에 반응하는 촉매 물질을 다공 구조의 표면에 코팅 처리하여 사용한다.
상기 광촉매 필터는 금속 또는 금속화합물, 섬유, 부직포, 그물망 등이 다공 구조를 구비하고 있다.
본 발명의 광촉매 다공 구조의 필터는 공기 배출구 내부에 위치하며, 상기 원불형 파이프에서 분사된 물방울이 충돌하여 수용하고, 흡입 공기는 배출되고, 오염물질을 포획한 수용액은 중력 작용으로 분리되어 하부에 저장될 수 있는 담수조 내부에 구비되어야 한다. 또한 상기 광촉매 필터는 하우징 내부에서 자외선이 충분하게 조사될 수 있도록 다면체 또는 평면으로 구비되는 것이 바람직하다.
A. 공기 유동
W. 수용액 유동
1. 하우징
2. 모터
3. 송풍 팬
4. 원뿔형 파이프
5. 다공 구조 필터
6. UV램프
W. 수용액 유동
1. 하우징
2. 모터
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Claims (4)
- 자외선을 조사할 수 있는 UV램프를 구비한 공기청정기에 있어서, 하우징 내부에 공기 흡입을 위한 송풍 팬(3)과 연동하는 원뿔형 파이프(4)가 회전하여 수용액을 분사하고, 분사된 수용액 입자가 흡입 공기와 접촉하여 오염물질을 포획하고, 수용액 입자에 자외선을 조사시켜 분해 또는 살균하고, 다공 구조의 필터(5) 내부에서 무거운 수용액(W)은 물통으로 내려가고 가벼운 공기(A)는 배출시키는 공기청정기.
- 제 1항에 있어서, 상기 수용액은 H2O, TiO2, ZnO, Nb2O53, SnO2, ZrO2SrTiO3, KTaO3, Ni-K4Nb6O17 CdS, ZnSCdSe, GaP, CdTe, MoSe2, Wse2, 등 광촉매 물질과 향료 중 하나 또는 그 이상의 복합 물질을 포함하는 공기청정기.
- 자외선을 조사할 수 있는 UV램프를 구비한 공기청정기에 있어서, 하우징 내부에 공기 흡입을 위한 송풍 팬(3)과 연동하는 원뿔형 파이프(4)가 회전하여 물을 분사하고, 분사된 물 입자가 흡입 공기와 접촉하여 오염물질을 포획하고, 광촉매 물질이 코팅된 다공 구조의 필터(5)에 자외선을 조사시켜 분해 또는 살균하고, 다공 구조의 필터(5) 내부에서 무거운 수용액(W)은 물통으로 내려가고 가벼운 공기(A)는 배출시키는 공기청정기.
- 제 3항에 있어서, 상기 다공 구조의 필터 표면에 TiO2, ZnO, Nb2O53, SnO2, ZrO2SrTiO3, KTaO3, Ni-K4Nb6O17 CdS, ZnSCdSe, GaP, CdTe, MoSe2, Wse2 중 하나 또는 그 이상의 광촉매 물질이 코팅된 공기청정기,
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108722768A (zh) * | 2017-04-24 | 2018-11-02 | 约翰·B·海登 | 空气清洁喷泉 |
| KR20210071248A (ko) | 2019-12-06 | 2021-06-16 | 이재훈 | 광촉매 공기청정기 |
| IT202000025219A1 (it) * | 2020-10-23 | 2022-04-23 | Anton Massimo Galluccio | Macchina per la sanificazione dell'aria |
| KR20220086148A (ko) | 2020-12-16 | 2022-06-23 | 정성학 | 산소 및 오존 발생 일체형 공기 정화기 |
-
2014
- 2014-11-26 KR KR1020140166761A patent/KR20160063138A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108722768A (zh) * | 2017-04-24 | 2018-11-02 | 约翰·B·海登 | 空气清洁喷泉 |
| KR20210071248A (ko) | 2019-12-06 | 2021-06-16 | 이재훈 | 광촉매 공기청정기 |
| IT202000025219A1 (it) * | 2020-10-23 | 2022-04-23 | Anton Massimo Galluccio | Macchina per la sanificazione dell'aria |
| KR20220086148A (ko) | 2020-12-16 | 2022-06-23 | 정성학 | 산소 및 오존 발생 일체형 공기 정화기 |
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