KR100752763B1 - 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치 - Google Patents

암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치 Download PDF

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KR100752763B1
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Abstract

본 발명은 광촉매를 이용한 오염 대기의 정화장치에 관한 것으로, 특히 본 발명은 광촉매층 형성부재에 암방전(暗放電, dark discharge)을 가하여 대기 정화 효율을 향상시킨 장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치는 대기 유입부와 대기 배출부를 갖는 하우징; 상기 하우징 내에 배열된 자외선램프; 상기 자외선램프 주변에 배열된 광촉매층 형성부재; 및 상기 자외선램프를 위한 주(主)전원부와, 상기 광촉매층 형성부재에 암방전(dark discharge)을 공급하는 고전압 전원부로 이루어진 전원공급수단;을 포함하여 이루어진다.
대기, 오염, 정화, 광촉매, 암방전, 스파크방전, 상대습도

Description

암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치{PURIFICATION APPARATUS FOR ATMOSPHERE USING PHOTO-CATALYST AND DARK-DISCHARGE}
도 1은 DC 방전의 전압-전류의 특성 그래프,
도 2는 본 발명의 대기 정화장치의 개략도,
도 3a는 본 발명에 따른 대기 정화장치를 이용하여 시간 경과에 따라 아세트알데히드 분해능을 측정한 결과를 나타낸 그래프,
도 3b는 도 3a에 나타낸 실험에서 아세트알데히드 분해에 따라 증가하는 이산화탄소의 농도를 측정한 결과를 나타낸 그래프,
도 4는 본 발명에 따른 대기 정화장치에서 상대습도에 따라 아세트알데히드의 분해능을 측정한 결과를 나타낸 그래프,
도 5는 본 발명에 따른 대기 정화장치에서 상대습도 변화에 따른 암방전 전압 구간을 나타낸 그래프이다.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10: 하우징 11: 대기 유입부
13: 대기배출부 11A,13A: 팬
20: 자외선램프 21: 보호부재
30: 광촉매층 형성부재 31: 삽입공
40: 전원공급수단 50: 마이컴
60: 습도조절수단 70: 온도조절수단
본 발명은 광촉매를 이용한 오염 대기의 정화장치에 관한 것으로,
특히 본 발명은 광촉매층 형성부재에 암방전(暗放電, dark discharge)을 인가하여 대기 정화 효율을 향상시킨 장치에 관한 것이다.
1970년대 후반부터 주목받은 광촉매 물질은 특히 티타니아(TiO2)로 대표되는데,
티타니아 표면에 400nm 이하의 빛, 즉 자외선이 조사되면 아래 (1)식에 나타난 바와 같이 티타니아 내부에 전자(e- conduction band)와 정공(h+ valence band)이 형성되고, 표면에서 산화 환원 반응이 진행되어 반응성이 큰 하이드록실 라디칼(hydroxyl radical)(·OH)이 형성됨으로서 주위의 난분해성 오염물질들을 분해하는 것으로 알려져 있다(식 (2) ~ (5) 참조).
TiO2 + hv → e-CB + h+VB 식(1)
h+VB + H2O → ·OH + H+ 식(2)
h+VB + OH- → ·OH 식(3)
e-CB + O2 → O2·- 식(4)
2O2·- + 2H2O → 2·OH + 2OH- + O2 식(5)
티타니아의 결정상은 루틸(rutile), 아나타제(anatase), 브루카이트(brookite), 세 종류가 알려져 있으며 루틸 결정과 아나타제 결정이 일반적으로 사용되고 있다. 결정의 특징을 보면 루틸은 구조적으로 안정적이나 결정격자가 작아서 아나타제 보다 밴드 갭 에너지(band gap energy)가 적고 광효율성도 떨어진다. 따라서 효과적인 티타니아 제조에 있어 관건은 아나타제 결정비율을 적정하게 형성하는 데 있다할 것이다.
현상적으로 암방전은 두 전극에 대해 일정 간격에서 대전할 경우 일정 전압까지는 전류의 흐름이 매우 작으면서(글로우 방전에 비해 수천에서 수십 만분의 일) 전압만이 상승하게 되는데,
이를 암방전(dark discharge) 구간이라 하며 암방전 전압(dark discharge voltage)은 전류가 실제로 거의 흐르지는 않지만 표면에 전하들이 대전되어 있는 상태로,
암방전은 플라즈마의 시작단계로서, 플라즈마 특유의 빛이 방출되지 않는데,
그 이유는 전자가 전달되는 공간이 크기 때문에 아직 공간 내에 전자가 모두 영향을 받지 못했기 때문이다.
암방전은 전류의 양이 낮은 대신 전극의 전압은 아주 높은 것이 특징이며 대부분의 경우 발광현상이 미약하며, 따라서 광촉매의 표면에 전기에너지를 부가하기 위해 적합한 방법으로 이를 이용하여 광촉매의 효율을 증가시킬 수 있다.
도 1에는 DC 방전의 전압-전류의 특성 그래프로 대기상태에서 암방전의 영역 등에서 전류량과 전압의 변화를 보여주고 있다.
한편, 유체 정화장치와 관련하여 광촉매와 전류를 이용하는 종래기술로는
본 발명의 출원인에 의한 특허등록 제0465183호(2004.12.28) 『광촉매와 미세전류를 이용한 폐수처리장치』가 있지만,
이는 본 발명의 핵심인 암방전과 다르며, 암방전은 대기상에서 전류의 흐름이 거의 없는 상태이나
상기 등록특허와 관련된 액상반응에서는 비록 미세하게나마 전류가 통전될 수 있어 에너지 측면에서도 서로 다는 개념이며, 인가해주는 전압도 액상반응에 비해 본 발명과 관련된 기상반응이 수백 배 이상 높으며, 전류도 액상은 전해질을 통 해 흐르는 반면 기상은 전자에 의해 하전된 기체 입자를 통하여 흐른다.
또 암방전에 대한 언급으로는 대우전자 주식회사의 실용신안공개 제1999-0018160호(1999.06.05)가 있는데,
상기 공개실용신안에서는 살균을 위한 음이온발생부에서 암방전을 통하여 공기 중 산소를 음이온화하는 것과 관련된 것으로 광촉매의 효율향상과는 관련이 없다.
아울러 음이온 발생은 암방전 중에서 비교적 전류의 흐름이 많은 코로나 방전을 이용하는 반면, 본 발명에서는 코로나 방전이 시작되기 전의 매우 낮은 전류 흐름영역만을 이용한다.
본 발명의 발명자는 암방전 전압(dark discharge voltage)에서 전류가 실제로 흐르지는 않지만 표면에 전하들이 대전되어 있는 상태로 광촉매 주변에 강한 에너지 장을 형성하여 광촉매 표면의 전기적 특성을 증가시켜 촉매 표면에서 생성되는 전자-정공 쌍의 유지시간과 재결합율을 낮추어 최소의 에너지로 최대한의 OH라디칼을 생성하도록 도와주는 것에 착안하여 본 발명을 완성하게 되었다.
이에 본 발명은 자외선램프 주변에 광촉매층 형성부재를 배열하고, 암방전 발생을 위한 고전압 전원부에 의하여 상기 광촉매층 형성부재에 암방전이 발생되도 록 함으로써 광촉매에 의한 대기 정화효율을 향상시킨 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또 본 발명은 습도 및 온도 증의 조건에 따라 최대 암방전전압이 변화되는 것에 착안하여 처리할 대기의 종류에 무관하게 일정한 처리시간과 처리효율을 보장하기 위하여 습도조절수단 및 온도조절수단을 부가한 대기 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
나아가 본 발명은 조립용이성을 위하여 특정형태의 광촉매층 형성부재를 도입함과 아울러, 강제 대류를 위하여 팬을 대기 유입부와 배출부에 도입한 대기 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치는
대기 유입부와 대기 배출부를 갖는 하우징;
상기 하우징 내에 배열된 자외선램프;
상기 자외선램프 주변에 배열된 광촉매층 형성부재; 및
상기 자외선램프를 위한 주(主)전원부와, 상기 광촉매층 형성부재에 암방전(dark discharge)을 공급하는 고전압 전원부로 이루어진 전원공급수단;
을 포함하여 이루어진다.
또한 본 발명은 오염대기의 처리시간과 처리효율을 일정하게 하기 위하여
바람직하게는 습도감지센서와 습도조절부로 이루어진 습도조절수단을 더 포함하며, 상기 습도감지센서의 신호를 수신하여 이를 기준값과 비교하여 습도조절부를 제어하는 마이컴을 더 포함하고,
보다 바람직하게는 상기 습도조절수단의 습도조절부는 가습부와 배기부로 이루어지고,
보다 더 바람직하게는 상기 습도조절수단에 의하여 조절되는 상대습도가 60~20%인 것이 좋고,
아울러 본 발명은 온도감지센서를 포함하는 온도조절수단을 더 포함하며, 상기 온도조절수단은 히터를 더 포함하는 것이 바람직하다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명한다.
도 2는 본 발명의 대기 정화장치의 한 형태를 도시한 사시도이다.
본 발명에 따른 대기 정화장치는 일정 형상과 체적을 갖고, 대기 유입부(11)와 정화된 대기 배출부(13)를 갖는 하우징(10), 상기 하우징 내에 배열된 막대 형상의 자외선램프(20), 그리고 상기 램프(20) 주변에 배열된 광촉매층 형성부재(30), 그리고 상기 광촉매층 형성부재(30)에 암방전(dark discharge)을 공급하는 고전압 전원부(41)로 이루어진 전원공급수단(40)을 포함하여 이루어진다.
현재 광촉매의 효율은 광촉매가 형성 고정된 대상체의 종류, 고정 방법, 반응조건 등에 따라 차이가 크며, 광촉매 반응 효율 극대화를 위한 다양한 연구개발이 이루어지고 있고,
특히 티타니아 광촉매의 실용화에 문제점인 촉매의 낮은 효율을 극복하기 위해서 크게 두 가지 방향에서 개발되고 있는데,
첫째는 촉매 반응에 구동력인 OH라디칼 생성량을 증가시키기 위하여 오존(O3)과 과산화수소(H2O2)와 같은 활성산소를 공급할 수 있는 공정과 결합하여 반응성을 증가시키는 방법으로,
이 방법의 장점은 이미 개발되어 있는 기술들이 많고 적용이 편리하여 공정 개발이 용이하다는 것이며,
두 번째는 본 발명과 관련된 기술로서 촉매의 저효율성에 원인인 전자-정공의 재결합(recombination)률을 낮추어 촉매의 활성을 극대화 시키는 방법으로,
이 방법의 장점은 촉매 자체의 활성을 극대화 시키는 것이므로 추가 비용발생이 적으면서 촉매의 효율을 증가시키는데 있다.
본 발명의 발명자는 대기정화의 경우 폐수처리와 달리 전자의 이동 매질이 공기여서 전자 이동이 어려우므로,
고에너지를 표면에 집적시키기 위해서는 암방전 형태가 가장 적합하며 재결합을 방지하여 전자-정공의 유지시간이 증가되므로 광촉매의 효율이 상승하는 것을 확인하였으며,
아울러 암방전에서의 전류밀도는 극히 적어 에너지 소모가 극히 적다는 장점을 가지므로 상업적인 대기정화장치 구현에 적합하다는 것을 알게 되었다.
본 발명에 따른 대기 정화장치에서 상기 하우징(10)의 대기 유입부와 대기 배출부에는 각각 강제 대류를 위하여 팬(11A)(13A)이 구비되어 있으며,
상기 대기 유입부(11)는 오염 공기 발생원(예: 자동차의 도장부스)과 배관을 통하여 연결되어 있고,
상기 하우징(10) 내에서 처리되는 오염 대기의 용량은 오염원의 종류와 배출기준에 따라 변화될 것이며, 처리될 용량에 따라 상기 하우징의 체적, 자외선램프의 수 및 재원, 흡입팬(11A)과 배기팬(13A)의 흡·배기 용량, 광촉매층 형성부재의 전체 표면적, 고전압 전원부(41)의 용량이 선택되어야 한다.
한편, 상기 팬과 자외선램프(20)의 전원은 전원공급수단(40)의 주(主)전원공급부(미(未)도시됨)로부터 얻어지며,
또 상기 자외선램프(20)는 보호를 위하여 외주면이 석영소재의 보호외피(21)에 의하여 감싸여 있다.
나아가 상기 광촉매층 형성부재(30)는 상기 자외선램프(20)가 끼워지는 삽입공(31)(실제로는 석영 외피(21)와 접촉 결합)이 형성되어 있고, 적절한 스토 퍼(stopper)(미(未)도시됨)에 의하여 고정되며,
또 도시된 상기 부재(30)는 다수의 구멍(33)이 천공된 판상의 부재로써, 상기 구멍(33)으로 인하여 광촉매층의 표면적이 증가되어 대기와의 접촉률이 증가될 수 있어 처리효율 증가에 기여할 수 있다.
상기 광촉매는 다양한 방식에 의하여 도입될 수 있으나 제조 용이성과 제조 비용을 고려하여 적절하게 선택되어야 하며, 일정 정도 이상의 내구성이 보장되어야 하며, 바람직하기로는 티타니아층, 보다 바람직하기로는 양극산화에 의한 티타니아 피막 형태로 도입되는 것이 바람직하다.
또 도면에서 상기 광촉매층 형성부재(30)에는 전선(41a)을 위한 결합돌기(35)가 형성되어 있어 조립성 개선을 도모하고 있다.
이와 같이 특허등록 제0465183호에 도입된 미세전류 개념을 포함하는 스파크방전 전압을 광촉매 형성부재에 인가할 경우 광촉매 표면에 생성되어 있는 전자-정공쌍에 전자를 끌어들여 재결합을 일으키거나 이를 소멸시키므로 광촉매의 정화 작용을 방해할 수 있음에 비하여,
본 발명에 따른 대기 정화장치는 광촉매를 이용하여 유기 오염물을 완전 산화시킴과 아울러, 상기 광촉매층 형성부재에 암방전을 부가함으로써
광촉매 주변에 강한 에너지 장을 형성하여 광촉매 표면의 전기적 특성을 증가시켜 촉매 표면에서 생성되는 전자-정공 쌍의 유지시간과 재결합율을 낮추어 최소의 에너지로 최대한의 OH라디칼을 생성하도록 도와주어 광촉매 정화 작용을 보강 하는 장점을 갖는다.
또한 스파크 발생시에는 인체에 유해한 오존이 생성되나 암방전에서는 오존의 전혀 생성되지 않으며, 스파크 발생시에 흐르는 전류에 비해 암방전의 경우에는 수천에서 수십 만분의 일의 전류만 흐르기 때문에 에너지 소모가 극히 적다.
또 본 발명에 따른 대기 정화장치는 습도조절수단(60)을 더 포함하는데,
이는 광촉매층에 의하여 생성되는 OH라디칼은 대기 중의 수분에서 얻어지는 것이어서 수분과 광촉매 표면의 흡착력과의 관계에서,
습도가 너무 낮으면 흡착률이 저하되어 OH라디칼 생성량이 떨어져 결국 반응성 저하에 이르고,
습도가 너무 높으면 광촉매와 오염물의 접촉을 방해하게 될 것이어서 오염물질 처리효율에 악영향을 미치는 점을 고려한 것이다.
상기 습도조절수단은 습도감지센서(61)와 습도조절부(63)로 이루어지며,
마이컴(50)이 상기 습도감지센서(61)의 신호를 수신하여 이를 저장된 기준값과 비교하고 습도조절부(63)를 제어하여 상기 하우징 내의 습도의 항상성을 유지하도록 할 수 있다.
필요에 따라 오염원의 종류에 따라 최적의 처리효율을 갖는 상대습도를 측정하여 이를 마이컴에 저장하고, 오염원의 종류를 자동으로 측정하거나 수동으로 선택하여 원하는 습도 하에서 오염 대기의 정화가 이루어지도록 할 수 있다.
상기 습도조절수단의 습도조절부(63)는 통상적인 가정용 가습기에서와 같이 가열식, 초음파식, 또는 복합식 가습수단을 채용하여 구성할 수 있으며,
발생된 습기는 노즐을 통하여 하우징(10) 내부로 분무된다.
만약 습도가 높을 경우에는 배기팬(13A)(또는 별도의 팬 이용)의 작동 또는 하기 온도조절수단의 히터(73) 작동에 의하여 원하는 습도 범위로 낮출 수 있을 것이다.
나아가 본 발명에 따른 대기 정화장치에서는 하기 실험예에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상기 습도조절수단에 의하여 조절되는 상대습도가 60~20%인 것이 바람직할 것으로 밝혀졌다.
다음으로 본 발명에 따른 대기 정화장치는 상대습도와 관련이 있는 반응 온도를 선택하고 일정하게 유지할 수 있도록 하기 위하여 온도조절수단(70)을 더 도입하였는데,
상기 온도조절수단은 온도감지센서(71)에 의한 하우징 내 온도 측정값을 상기 마이컴(50) 저장된 기준값과 비교하여 온도를 높여야 할 경우 히터(73)를 작동시키고, 가열된 공기를 블로우어(75)를 통하여 하우징 내로 공급한다.
히터의 형태는 다양하게 선택될 수 있으며,
아울러 정화장치의 운전비용 대비 효율을 고려하여 하우징 내 대기 온도를 낮출 필요가 있을 경우에는 냉장고 등에서 채용되는 냉각장치를 도입할 수 있을 것이다.
이하에서는 실험예를 통하여 본 발명에 따른 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치를 보다 상세히 설명하도록 한다.
<실험예 1>
약 4500㎤의 체적의 직육면체 형상을 갖고 스테인레스(예: 대한민국 스테인레스강 표준에 따른 STS 304 재질) 재질의 하우징(10)에 화이트전자社의 모델번호AC 5E-DVE(47W)를 갖는 배기팬(60mA) 1개와 모델번호AC SP-230LS 흡기팬(80mA) 6개를 도입하고,
자외선램프(20)는 PHILIPS社의 11W 램프를 1개 사용하였고, 램프 보호를 위한 보호외피(21)로는 동사의 순도 99.9% 석영관을 채용하였다.
광촉매층 형성부재(30)로는 12.5㎝ 크기의 티타늄 플레이트(순도>99.8%, T:0.5㎜)에
상기 보호외피(21)가 삽입될 수 있는 10㎝의 직경을 갖는 삽입공(31)을 형성하였으며,
광촉매층 형성부재(30) 50㎠ 당 100개의 구멍을 형성한 것을 준비한 다음,
0.25M의 H2SO4 용액에서 110mA/㎠와 180V 조건에서 양극산화시켜 광촉매층을 형성하고, 에탄올과 아세톤을 이용하여 탈지한 다음, DC power supply(JIE KOREA HAN-30010A)를 이용하여, 하여 정전류를 공급하여 상기 전압까지 도달시킨 후, 정 전압 방식으로 30분간 양극산화를 실시한 후, 증류수로 세척하여 30분 동안 110℃에서 건조시켜 제조하였다.
상기와 같은 광촉매층 형성부재(30)를 도 2와 같이 일정 간격으로 램프(20) 외면에 7개 배열 고정한 다음,
고전압 전원부(41)로는 DC power supply(BERTAN社 210-10N MODEL)를 사용하여 상대습도를 40%로 유지한 상태(온도 상온)에서 전류를 1000~9000Volt로 변화시켰고,
시간 경과에 따라 유입된 대기 중에 혼합된 아세트알데히드의 농도감소를 UV/Vis. spectrophotometer(Ocean Optics, Model PC2000)를 사용하여 측정하였으며, 아세트알데히드의 분해에 따라 증가되는 이산화탄소의 증가량 역시 CO2 meter(TESTO 535)를 사용하여 측정하였으며,
본 발명의 [자외선, 광촉매, 암방전(5kV, 0mA)(도 5 참조)] 조건과 함께
비교예로써 [암방전(5kV, 0mA)]만 사용한 것, [자외선과 광촉매]만을 사용한 것, 그리고 [자외선, 광촉매, 스파크방전(7kV, 0.6mA)] 조건을 사용할 경우의 아세트알데히드 분해능과 이산화탄소 농도 증가량을 각각 측정하였고,
그 결과 그래프를 각각 도 3a 및 도 3b에 나타내었다.
도면에서 확인할 수 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 암방전을 부가한 광촉매 대기 정화장치의 오염 대기 처리 효율이 우수한 것을 확인할 수 있었다.
<실험예 2>
또 상대습도에 따른 유기 오염물 처리효율을 측정하기 위하여
상기 <실험예 1>과 동일한 재원을 갖는 정화장치를 사용하여 상대습도를 변화시켜 가면서 아세트알데히드의 농도변화를 측정하고, 이를 도 4의 그래프로 나타내었다.
도 4에서 확인할 수 있는 바와 같이, 상대습도는 바람직하기로는 60~20%, 보다 바람직하기로는 60~30%, 보다 더 바람직하기로는 60~40%인 것이 유기 오염물 처리 효율에 적합한 것으로 나타났다.
참고로 도 5에는 상대습도 변화에 따른 암방전 전압 구간을 나타내었다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 따른 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치는 자외선램프 주변에 광촉매층 형성부재를 배열하고, 암방전 발생을 위한 고전압 전원부에 의하여 상기 광촉매층 형성부재에 암방전이 발생되도록 함으로써 광촉매에 의한 대기 정화효율을 향상시킬 수 있고, 스파크방전 전압을 도입하는 경우에 비하여 에너지소모가 매우 적고 오존이 발생되지 않으며 스파크 현상에 의한 광촉매층 형성부재 및 전극 손상이나 오염을 방지할 수 있어 광촉매의 분해 효율을 극대화할 수 있으며 광촉매의 수명을 증가 이점과 유지관리비용 저하장점을 얻을 있다.
또 습도 및 온도 증의 조건에 따라 최대 암방전 전압이 변화되는 것에 착안하여 처리할 대기의 종류에 무관하게 일정한 처리시간과 처리효율을 보장하기 위하여 습도조절수단 및 온도조절수단을 부가하였으며, 나아가 조립용이성을 위하여 특정형태의 광촉매층 형성부재를 도입함과 아울러, 강제 대류를 위하여 팬을 대기 유입부와 배출부에 도입하였다.
이상의 설명에서 광촉매에 의한 유기물 분해와 관련된 통상의 기술이나 자외선램프의 재원, 암방전 등 통상의 공지 기술을 생략되어 있으나, 당업자라면 이를 당연히 추측 및 추론할 수 있을 것이다.
또 이상에서 본 발명을 설명함에 있어 첨부된 도면을 참조하여 특정 배열순서와 특정 형상과 구조를 갖는 대기 정화장치 및 한정된 실험예를 위주로 설명하였으나 본 발명은 당업자에 의하여 다양한 변형 및 변경이 가능하고, 이러한 변형 및 변경은 본 발명의 보호범위에 속하는 것으로 해석되어야 한다.

Claims (9)

  1. 대기 유입부와 대기 배출부를 갖는 하우징;
    상기 하우징 내에 배열된 자외선램프;
    상기 자외선램프 주변에 배열된 광촉매층 형성부재;
    상기 자외선램프를 위한 주(主)전원부와, 상기 광촉매층 형성부재에 암방전(dark discharge)을 공급하는 고전압 전원부로 이루어진 전원공급수단; 및
    상기 하우징 내 습도를 제어하는 습도조절수단;
    을 포함하여 이루어진 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 습도조절수단은 습도감지센서와 습도조절부로 이루어지며,
    상기 습도감지센서의 신호를 수신하여 이를 기준값과 비교하여 습도조절부를 제어하는 마이컴을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 습도조절수단의 습도조절부는
    가습부와 배기부로 이루어지는 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  4. 제 2 항에 있어서, 상기 습도조절수단에 의하여 조절되는 상대습도는
    60~20%인 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    온도감지센서를 포함하는 온도조절수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 온도조절수단은
    히터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  7. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 광촉매층 형성부재는
    상기 자외선램프가 끼워지는 삽입공이 형성되어 있으며,
    다수의 구멍이 천공된 판상의 부재인 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 광촉매층 형성부재는
    전선 결합돌기가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
  9. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징의 대기 유입부 및 배출부에는 팬이 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 암방전을 부가한 고효율 광촉매 대기 정화장치.
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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6358478B1 (en) 1994-12-28 2002-03-19 Benrad Aktiebolag Method and apparatus for treatment of fluids
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Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6358478B1 (en) 1994-12-28 2002-03-19 Benrad Aktiebolag Method and apparatus for treatment of fluids
KR100477485B1 (ko) 2003-01-10 2005-03-18 한국과학기술연구원 휘발성 유기화합물 제거장치
KR100628936B1 (ko) 2003-07-01 2006-09-27 서성규 하이브리드 유해가스 처리장치 및 그 처리방법

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