KR100332798B1 - 냉장고용 광촉매 탈취 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 광촉매를 활성화시키기에 충분한 에너지를 갖는 광을 발산하며, 고외부에 설치된 광원, 광원에 의해 발산된 광을 고내로 유도하기 위한 유도 수단. 및 광조사에 의해 활성화되는 광촉매를 포함하는 탈취제로 구성된 냉장고용 광촉매 탈취 시스템에 관한 것이다.

본 발명의 탈취시스템을 이용할 경우, 종래의 탈취시스템보다 냉장고 내부의 악취물질, 세균 및 유기 물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 광원을 고외부에 설치함에 따라 수은 램프의 파손에 따른 오염을 방지하고 램프의 교체가 용이하다는 이점이 있다.

Description

냉장고용 광촉매 탈취 시스템{PHOTOCATALYTIC DEODORIZATION SYSTEM FOR REFRIGERATOR}

본 발명은 냉장고용 광촉매 탈취 시스템에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 광원, 광유도 수단 및 광촉매를 갖는 탈취제로 이루어진 광촉매 탈취 시스템에 관한 것이다.

도 1에 도시한 바와 같이, 냉장고의 악취, 세균 및 유기물 등을 제거하기 위한 종래의 탈취 시스템의 원리는 활성탄으로 구성된 탈취제(1)를 배리어(2)의 바로 밑에 장착하여 냉기의 흐름(3)에 의해 악취, 세균 및 유기물을 흡착하는 것으로 구성되어 있다. 그러나 이러한 탈취 시스템은 다음과 같은 문제점이 있다.

1. 탈취제가 악취물질 등을 흡착한 후 냉장고내의 낮은 온도에서 이들을 분해·제거해야 하므로 그 성능이 낮고, 수명이 짧다.

2. 배리어(2) 또는 멀티-덕(multi-duck)(4)의 재질(EPS)에서 발생하는 잔존 발포 가스(펜탄)가 탈취제의 세공을 막아 탈취제의 수명이 냉장고 사용전에 이미 50% 이상 단축된다.

3. 탈취제 자체가 유로 흡입구에 장착되어 있으므로 냉장고의 성능(냉각 속도, 냉각력)에 다소의 영향을 미친다.

4. 탈취제의 수명과 성능이 저하되면, 그 자체가 악취의 발생원이 될 수 있다(냉장고 내의 악취 물질이 탈취제에 흡착되어 고내의 가스 농도보다 증가하면 탈취제 자체가 악취 물질을 다시 고내로 발산함).

본 발명의 목적은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 광원, 광유도 수단 및 광촉매를 포함하는 탈취제로 이루어진 광촉매 탈취 시스템을 이용하여 냉장고의 탈취 성능을 개선시키는 것이다.

도 1은 종래 탈취 시스템의 개략도

도 2는 본 발명의 탈취 시스템의 개략도

도 3은 본 발명의 탈취 시스템의 고내 부착 위치

도 4 및 5는 광원에 따른 본 발명의 탈취 시스템의 효능을 보여주는 그래프를 도시한 것이다.

본 발명자들은 광원, 광유도 수단 및 광촉매 탈취제로 이루어진 광촉매 탈취 시스템을 이용하여 냉장고의 탈취 성능을 개선하는 데 성공하였다.

본 발명의 광촉매 탈취 시스템은 도 2에 도시한 바와 같이, 개폐수단(14)에 의해 개폐가 가능하며 냉장고의 고외부에 부착된 광원(11), 광유도 수단(12) 및 광촉매를 포함하는 탈취제(13)로 구성된다. 그 작동원리는 냉장고의 고외부에 장착된 광원(11)에 의해 광촉매를 활성화시키기에 충분한 에너지를 갖는 광이 발산되면, 이는 유도 수단(12)에 의해 유도되고 흡착제(13A)와 혼합 또는 코팅되어 있는 광촉매(13B)에 조사되어 광촉매를 활성화시킨다. 활성화된 광촉매는 악취물질, 세균 및 유기물을 산화 분해하여 탈취 및 살균을 하게 된다.

도 3에 도시한 바와 같이, 광원(11), 광유도 수단(12) 및 광촉매를 포함하는 탈취제(13)의 바람직한 설치 장소는 광원의 경우 냉장고에 설치된 조명의 광원을 활용가능하나 통상 냉장고 외부에 별도로 설치하며, 배리어(14)의 뒤쪽에 설치하는 것이 바람직하며, 광유도 수단은 배리어(14)의 내부에 설치되는 것이 바람직하며, 광촉매를 함유하는 탈취제는 냉기 유로의 흡입구 부근에 설치하는 것이 바람직하다. 그러나 이러한 설치 장소는 원하는 목적에 따라 변화시킬 수 있다.

광원으로 사용될 수 있는 것은 특별히 제한되는 것은 아니나, 광촉매를 활성화시키는 데 필요한 에너지, 통상 350 - 400 nm의 파장을 갖는 자외선(UV) 또는 근자외선의 비중이 높은 빛을 발산할 수 있는 것이 바람직하다. 그 예로는 UV 램프, 블랙라이트벌브(BLB) 및 백열등 등이 있다. 상기 UV 램프 및 BLB에는 통상 수은 가스가 충진되어 있는데, 이 램프를 냉장고 고내에 장착하게 되면, 파손시 수은의 오염이 문제될 수 있고, 램프의 교체가 용이하지 아니한 문제가 있다. 따라서 이러한 문제점을 해결하기 위해 광원은 냉장고 고외부에 설치하는 것이 바람직하며, 전술한 바와 같이 통상 배리어의 뒤쪽에 설치된다.

광원을 고외부에 설치함에 따라 광을 고내로 유도하는 유도 수단이 채용된다. 광유도 수단은 냉장고의 외부에 부착된 광원으로부터 광을 유도하기 위한 장치를 의미하며, 빛이 외부로 유출되는 것을 방지한다. 즉, 고외의 광원으로부터 광촉매까지 통로를 통하여 광을 유도한 후 광촉매에 광을 조사하는 수단을 말한다. 그 예로는 유리관, 광섬유 등이 있으나, 반드시 이에 한정하는 것은 아니다.

광촉매로 사용될 수 있는 물질의 예로는 TiO₂, ZnO 및 WO₃등이 있으며, 그 중에서 TiO₂가 보다 바람직하다. 상기 광촉매는 통상 흡착제와 혼합, 흡착 또는 코팅시켜 사용하는데, 흡착제로 사용될 수 있는 물질은 활성탄, 제올라이트 및 알루미늄 등이 있다.

광촉매의 작동원리를 보다 자세히 살펴보면, 350 - 400 nm의 파장을 갖는 빛에 의해 조사된 광촉매는 음전하를 갖는 전자와 양전하를 갖는 정공을 발생시키며,이 전자와 정공은 매우 강한 환원력 및 산화력을 갖고 있어 악취물질, 세균 및 유기물질을 분해하는 역할을 한다. 또한 물, 용존산소 등과의 반응에 의해 OH 라디칼이나 O₂ ^-등의 활성산소를 발생시킨다. 광촉매에 의한 반응 메카니즘을 간단히 나타내면 반응식 1과 같다.

h⁺+ OH^-→ OH·

h⁺+ H₂O → OH· + H⁺

OH· + Or → Or⁺→ H₂O + CO₂

h⁺+ Or → Or⁺→ H₂O + CO₂

상기 반응식 1에서 h⁺는 정공, OH·은 OH 라디칼, Or은 악취 물질, 세균 및 유기물질을 의미한다.

상기 반응에 의해 메틸티올, 트리메틸아민, 디메틸설파이드 및 펜탄 등과 같은 물질이 산화 분해되어 물 및 이산화탄소 등과 같은 이차 생성물이 생성되면서 악취가 제거될 수 있다(반응식 2).

CH₃SH → CO₂+ H₂O + SO₂

N(CH₃)₃→ CO₂+ H₂O + NO₂

CH₃SSCH₃→ CO₂+ H₂O + SO₂

CH₃CH₂CH₂CH₂CH₃→ CO₂+ H₂O

실시예

본 발명은 아래의 실시예에 의하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 보다 명백히 이해될 것이나, 본 발명의 범위가 이에 한정되는 것은 아니다.

실시예 1

분말상(ST-1)의 TiO₂1 g을 활성탄 20 g과 혼합하여 광촉매 탈취제를 제조한후 냉기 유로의 흡입구 상에 장착하고, 광의 유도수단으로 유리관을 사용하였다. CH₃SH를 5 ppm의 농도로 고내에 주입하고, 광원의 종류를 변화시키면서 CH₃SH의 분해 속도를 측정하여 그 결과를 도 4에 도시하였다.

도 4에서 알 수 있는 바와 같이 광원으로 BLB를 사용할 경우 20분만에 CH₃SH가 완전히 분해되었다. 백열등의 경우에도 태양광에 비해 45% 정도 우수한 분해 효과를 얻을 수 있었다.

실시예 2

주입가스로 트리메틸아민[(CH₃)₃N]을 사용하는 것을 제외하고는 실시예 1과 동일한 조건하에 실험을 수행하였다. 결과를 도 5에 나타내었다. 도 5에서 알 수있는 바와 같이 트리에틸아민의 경우에도 메틸티올과 유사한 결과를 얻을 수 있었다.

광원, 광유도 수단 및 광촉매를 갖는 탈취제로 구성된 본 발명의 탈취시스템을 이용할 경우, 종래의 탈취시스템보다 냉장고 내부의 악취물질, 세균 및 유기 물질을 효과적으로 제거할 수 있으며, 따라서 야채의 부패를 방지하여 신선도를 유지할 수 있다. 그리고 광원을 고외부에 설치함에 따라 수은 램프의 파손에 따른 오염을 방지하고 램프의 교체가 용이하다는 이점이 있다. 또한 광촉매의 산화 및 환원에 의한 촉매의 손실은 거의 없기 때문에, 광촉매를 갖는 탈취제의 수명이 반영구적이다는 장점이 있다.

Claims (4)

1. a) 광촉매를 활성화시키기에 충분한 에너지를 갖는 광을 발산하며, 고외부에 설치된 광원,

   b) 광원에 의해 발산된 광을 고내로 유도하기 위한 유도 수단, 및

   c) 광조사에 의해 활성화되는 광촉매를 포함하는 탈취제로 구성된 냉장고용 광탈취시스템.
2. 제1항에 있어서, 상기 광원이 블랙라이트 램프 또는 UV 램프인 것을 특징으로 하는 광탈취 시스템.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광촉매가 TiO₂, ZnO 및 WO₃로 구성되는 군에서 선택되는 것을 특징으로 하는 광탈취 시스템.
4. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 광유도 수단이 유리관 또는 광섬유인 것을 특징으로 하는 광탈취 시스템.