KR100799104B1 - PHOTOCATALYTIC REACTION BOARD IN COMPLEX AIR PURIFIER AND IT's WATER INJECTION METHOD - Google Patents
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Abstract
본 발명은 공기가 흐르는 통로 상에 설치되는 광촉매반응장치에 의한 광촉매반응(photocatalytic)과 워터필터에 의한 세척작용에 의해 실내 공기를 정화하는 공기청정기의 광촉매판 구조 및 워터필터의 물 분사방법을 제시하기 위한 것이다.The present invention proposes a photocatalytic plate structure of an air cleaner for cleaning indoor air by a photocatalytic reaction by a photocatalytic reaction device installed on a passage through which air flows and a washing action by a water filter, and a water injection method of water filter of the water filter. It is to.
이를 위하여 본 발명은 공기가 흐르는 통로 상에 설치되는 광촉매반응장치에 의한 광촉매반응(photocatalytic)과 워터필터에 의한 세척작용에 의해 실내 공기를 정화하는 공기청정기에 있어서, 광촉매반응장치를 구성하는 광촉매판은 표면에 광촉매가 형성된 판으로써 공기의 흐름을 방해하지 않도록 공기통로와 나란하게 형성되고, 각각의 판체는 일정한 간격이 유지되도록 스페이서로 고정되며, 상기 광촉매판의 외 측면에는 지수용(止水用) 클립, 물분사면에 형성되는 요철과 광촉매판의 하단에 형성되는 분쇄망이 포함되는 광촉매판 구조와 물 분사 초기에 1 ~ 30 분간 정상압력보다 1.2 ~ 2배의 압력인 1.2 ~ 4 kg/㎠ 압력으로 물줄기를 분사하는 것을 특징으로 하는 공기청정기를 구성하는 워터필터의 물 분사방법을 제시한다.To this end, the present invention provides a photocatalyst plate which constitutes a photocatalytic reaction device in an air purifier for purifying indoor air by a photocatalytic reaction by a photocatalytic reaction device installed on a passage through which air flows and a washing action by a water filter. A plate having a photocatalyst formed on the surface of the silver is formed in parallel with the air passage so as not to disturb the flow of air, and each plate is fixed by a spacer so that a constant distance is maintained. ) Photocatalyst plate structure including clip, irregularities formed on the surface of water spray, and grinding net formed on the bottom of the photocatalyst plate, and 1.2 ~ 4 kg / ㎠, which is 1.2 ~ 2 times the normal pressure at the initial 1 ~ 30 minutes A water injection method of a water filter constituting an air purifier, characterized in that for spraying a stream of water under pressure.
광촉매, 광촉매판, 광촉매반응, 워터필터, 워터커텐, 물분사방법, 광촉매반응후 물질 Photocatalyst, photocatalyst plate, photocatalytic reaction, water filter, water curtain, water spray method, material after photocatalytic reaction
Description
도 1은 본 발명이 적용되는 공기청정기의 구조도1 is a structural diagram of an air cleaner to which the present invention is applied
도 2a 내지 도 2d 는 본 발명이 적용된 광촉매판의 구조를 각기 도시한 사시도, 측면도, 평면도 및 평면 확대도2A to 2D are a perspective view, a side view, a plan view, and a planar enlarged view, respectively, showing the structure of the photocatalyst plate to which the present invention is applied;
도 3a 내지 도 3c 는 물 분사면에 요철을 형성한 본 발명의 실시 예도3a to 3c is an embodiment of the present invention in which the irregularities are formed on the water jet surface
도 4는 광촉매 표면에 오염물질이 묻어 있는 상태에서 물줄기의 흐름상태도Figure 4 is a flow diagram of the flow of water in a state that contaminants on the surface of the photocatalyst
*. 주요부호의 설명*. Explanation of Major Codes
10. 케이스 11. 공기통로 12. 출입구 10.
20. 팬 30. 광촉매반응장치 40. 워터필터20.
41. 저수탱크 42. 집수조 43. 펌프 41.
44. 급수관 45. 세관(細管) 44.
50. 급수장치 60. 배수장치 50.
70. 클립 80. 요철 90. 분쇄망70.
본 발명은 공기가 흐르는 통로 상에 설치되는 광촉매반응장치에 의한 광촉매반응(photocatalytic)과 워터필터에 의한 세척작용에 의해 실내 공기를 정화하는 공기청정기의 광촉매판 구조 및 워터필터의 물 분사방법에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalytic structure of an air cleaner for purifying indoor air by a photocatalytic reaction by a photocatalytic reaction device installed on a passage through which air flows and a washing action by a water filter, and a water jetting method of a water filter. will be.
실내공기의 정화와 관련하여 광촉매 및 물을 이용하는 방식의 공기청정기가 특허제 10-0570099호 및 10-0570100에 의해 제시되어 유용하게 사용되고 있다. 이것은 상하 방향으로 공기통로가 형성되는 케이스와, 상기 공기통로 상에 설치되는 광촉매반응장치와, 상기 광촉매반응장치와 병행 또는 독립적으로 설치되어 공기를 세척하는 워터필터를 포함하는 구조로 이루어져 광촉매반응장치에 의한 광촉매반응 및 워터필터에 의한 공기세척 기능에 의해 광촉매반응 후의 자동세정 등의 기능을 동시 또는 복합적으로 수행할 수 있도록 구성된 것이다.In connection with the purification of indoor air, air purifiers using photocatalysts and water have been proposed by Patent Nos. 10-0570099 and 10-0570100 and are usefully used. This photocatalytic reaction device includes a case including an air passage formed in an up and down direction, a photocatalytic reaction device installed on the air passage, and a water filter installed in parallel or independently of the photocatalytic reaction device to wash air. By the photocatalytic reaction by air and the air cleaning function by the water filter, the automatic cleaning after the photocatalytic reaction can be performed simultaneously or in combination.
상기 구조는 광촉매가 UV램프에 의해 조사되는 자외선을 흡수하여 표면에 접촉하는 각종 오염물질을 산화하여 소멸시키는 광촉매반응과, 광촉매판에 가는 물줄기를 분사하면서 자외선을 가하면 분사된 물줄기가 넓게 퍼지는 광촉매의 초친수성을 이용하여 광촉매반응 후의 부산물을 제거하고 수막과 공기를 접촉시켜 공기 중에 포함된 미세먼지나 유해 악취가스 등을 분리 제거하는 물의 세정작용에 의해 실내공기를 순환정화하는 구성원리가 적용된 것이다.The structure of the photocatalyst is a photocatalyst reaction that absorbs ultraviolet rays irradiated by the UV lamp to oxidize and extinguish various contaminants in contact with the surface, and the photocatalyst spreads widely when the ultraviolet rays are applied while spraying the water stream to the photocatalyst plate. By using superhydrophilicity, by-products are removed by photocatalytic reaction, and the constituent element that circulates and purifies indoor air by washing water to separate and remove fine dust or harmful odor gas contained in air by contacting water film and air is applied.
따라서, 상기한 방식의 공기청정기는 일반 필터방식이나 전기집진 방식의 공 기청정기와 달리 핵심 정화기능을 수행하는 광촉매판이 주기적으로 이루어지는 자동세척에 의해 항시 초기상태를 유지함으로써 지속적이고 반 영구적인 정화처리기능이 수행되고, 광촉매반응과 워터필터에 의한 물 세척 기전이 복합적으로 작용하여 실내 공기에 포함된 휘발성 유기화합물질(Volatile Organic Compound)을 포함한 라돈가스, 포름알데히드 등 건축물에서 발생하는 유해물질, 황화수소, 암모니아 같은 악취가스, 황산화물(SOx)과 질소산화물(NOx)와 같은 대기 오염물질, 트리클로로에틸렌 (Trichloroethylene) 등의 유기 염소화합물, 페놀(Phenol) 화합물, 폴리염화비닐(PCB), 환경호로몬(Bisphenol, Nonylphenol, Estradiol), Dioxin아세트알데히드, 카시린, 톨루엔, 스틸렌 황화수소, 메틸메루카프탄, 유화메틸, 트리메틸아민, 이소길초산, 박테리아, 세균 등 미생물의 처리뿐만 아니라 광촉매반응장치에 의해 처리되지 못한 오염물질, 냄새, 극미세 먼지 및 세균이나 바이러스를 물이 갖는 흡착, 용해, 확산, 표면장력 등의 특성에 의해 흡수하고 분리하며 이를 침전하고 살균하여 깨끗하고 신선한 공기를 생산할 수 있으며, 팬에 의한 공기 흐름에 의해 기화 가습이 이루어져 실내공기를 50~60% 정도의 건강습도로 조절하여 줌으로서 실내 공기의 질을 더욱 향상시킬 수 있는 효과를 제공하게 된다.Therefore, the air purifier of the type described above is continuously and semi-permanently purged by maintaining the initial state at all times by the automatic cleaning in which the photocatalyst plate performing the core purification function periodically performs differently from the general filter type or the electrostatic precipitating type air purifier. Functions are performed, and the photocatalytic reaction and the water washing mechanism by the water filter work in combination, and harmful substances generated in buildings such as radon gas and formaldehyde, including volatile organic compounds included in indoor air, and hydrogen sulfide. , Odor gas such as ammonia, air pollutants such as sulfur oxides (SOx) and nitrogen oxides (NOx), organic chlorine compounds such as trichloroethylene, phenol compounds, polyvinyl chloride (PCB), environmental hormone (Bisphenol, Nonylphenol, Estradiol), Dioxin Acetaldehyde, Casillin, Toluene, Styrene Hydrogen Sulfide, Methylmer Adsorption, dissolution and diffusion of water containing contaminants, odors, micro-dust and bacteria or viruses not processed by the photocatalytic reaction device, as well as the treatment of microorganisms such as ethane, methyl emulsion, trimethylamine, isogilacetic acid, bacteria and bacteria By absorbing and separating by the characteristics of surface tension, sedimentation and sterilization, it can produce clean and fresh air, and vaporization and humidification is performed by air flow by fan to regulate indoor air to about 50 ~ 60% health humidity. In this case, the zoom can provide an effect of further improving the quality of indoor air.
이와 같은 공기청정기는 광촉매반응장치와, 워터필터에 의한 물세척과 공기세척 등의 기능과 구성이 복합적으로 결합되는 구조를 갖기 때문에 제어장치의 프로그램에 따라 다음과 같이 다양한 운전 방식이 적용된다. Such an air purifier has a structure in which a photocatalytic reaction device and a function and configuration such as water washing and air washing by a water filter are combined in combination, and according to the program of the control apparatus, various operation methods are applied as follows.
① 광촉매반응① photocatalytic reaction
광촉매반응에 의한 공기청정을 선택하는 경우에는 광촉매판 표면이 건조되고 광촉매의 밴드 갭(band gap) 에너지보다 큰 에너지에 해당하는 빛이 UV램프에 의해 조사되면 2개의 전자(e-)와 정공(h+) 캐리어가 생성되며, 정공의 산화에 의해 하이드록시라디칼(ㆍOH)을 생성하여 유기화합물, 바이러스 등을 산화분해하고, 전자는 산소와 반응하여 수퍼옥사이드라디칼(O2-ㆍ)을 생성한 후 여러 반응경로를 거쳐 하이드록시라디칼(ㆍOH)을 생성한다. 상기한 광촉매반응은 휘발성 유기화합물, 환경호르몬, 대기오염물질, 각종 병원균이나 미생물질 등을 산화하여 제거하는 기능을 수행한다.In the case of selecting air cleaning by photocatalytic reaction, when the surface of the photocatalyst is dried and light corresponding to energy larger than the band gap energy of the photocatalyst is irradiated by the UV lamp, two electrons (e-) and holes ( h +) carriers are formed, hydroxy radicals (.OH) are produced by the oxidation of holes to oxidatively decompose organic compounds, viruses, etc., and electrons react with oxygen to produce superoxide radicals (O 2-. ) Then, hydroxy radicals (.OH) are produced through various reaction paths. The photocatalytic reaction serves to oxidize and remove volatile organic compounds, environmental hormones, air pollutants, various pathogens and microorganisms.
광촉매반응 만 연속하여 실시하는 경우에는 어느 정도 시간이 경과하면 광촉매반응 후 부산물질과 공기 중에 포함된 기름때 등이 광촉매판 표면에 불규칙하게 형성되어 광촉매와 오염물질의 접촉을 차단하기 때문에 광촉매반응이 이루어지지 않는다. 따라서 광촉매판은 주기적인 세척과정이 필요하며, 광촉매반응 만 수행하도록 한 경우에도 일정 시간마다 광촉매판을 물로 세척하는 자동세척기능이 이루어지게 프로그램되어야 한다.In the case of continuous photocatalytic reaction, after a certain time, photocatalytic reaction occurs because by-products and grease contained in the air are irregularly formed on the surface of the photocatalyst after blocking the contact between the photocatalyst and contaminants. I do not lose. Therefore, the photocatalyst plate needs a periodic cleaning process, and even if only the photocatalytic reaction is performed, an automatic washing function for washing the photocatalyst plate with water at a predetermined time should be programmed.
② 자외선에 의한 살균기능② Sterilization by UV
반도체의 원리가 적용되는 광촉매의 산화.환원반응을 유도하기 위하여 전자전이를 위한 밴드갭 이상의 광 에너지를 가해야 하며, 상기 에너지는 380nm이하의 자외선에 의해 얻어지고, 그 중 살균능력이 가장 뛰어난 253.7nm 크기의 자외선을 사용한다. 상기 자외선은 미생물에 직접 조사됨으로써 미생물의 주요 구성원인인 단백질과 핵산체에 자외선 에너지가 흡수되어 미생물의 DNA의 활동을 못하게 하거나 파괴하는 작용을 함으로써 내성 없는 강력한 살균작용을 한다.In order to induce oxidation / reduction reaction of photocatalyst to which semiconductor principle is applied, light energy of more than bandgap for electron transition should be applied, which is obtained by ultraviolet rays below 380nm, among which 253.7 has the highest sterilization ability. Use ultraviolet light of nm size. The ultraviolet rays are directly irradiated with the microorganisms, so that ultraviolet energy is absorbed by proteins and nucleic acid bodies, which are the main members of the microorganisms, thereby inhibiting or destroying the activity of the microorganisms' DNA, thereby causing a strong sterilization without resistance.
상기한 자외선은 물 투과성이 있어 부유균 뿐만 아니라 수중균도 파괴하는 효과를 제공한다.The ultraviolet ray is water permeable and provides an effect of destroying not only floating bacteria but also underwater bacteria.
따라서, 상기한 자외선은 광촉매반응장치와 결합된 형태 또는 단독으로 공기 및 물에 의해 걸러지는 각종 미생물 및 병원균 등을 살균하는 기능을 갖는다.Therefore, the above ultraviolet rays have a function of sterilizing various microorganisms and pathogens, etc. filtered by air and water alone or in combination with a photocatalytic reaction device.
③ 워터필터에 의한 공기세척기능 ③ Air cleaning function by water filter
광촉매판에 가는 물줄기를 분사하고 자외선을 가하면 물이 완전하게 표면에 퍼지는 초 친수성이 발현된다. 따라서, 광촉매 판에 소량의 물을 분사하더라도 얇은 수막을 형성하면서 넓게 퍼지며, 넓게 퍼진 물은 높은 비 표면적을 유지하면서 공기와 접촉하여 공기 중에 포함된 미세먼지나 각종 유해.악취가스를 흡수하고, 중화하고 걸러주는 작용을 한다.Spraying a stream of water to the photocatalyst and applying ultraviolet light results in superhydrophilicity, in which water completely spreads over the surface. Therefore, even if a small amount of water is sprayed on the photocatalyst plate, it spreads widely while forming a thin water film, and the wide spread water absorbs fine dust and various harmful and odorous gases contained in the air by contacting with air while maintaining a high specific surface area, and neutralizing them. And filter.
또한, 광촉매판에 형성된 수막(水幕)은 팬에 의해 흐름이 형성된 공기에 접촉하여 증발산됨으로써 실내 습도를 조절하며, 기화되는 물 입자는 크기가 충분히 작기 때문에 공기 중에 존재하는 부유 미생물이 편승하여 확산되지 않고 오히려 부유 미생물에 흡착되어 그 무게를 증가시킴으로써 바닥으로 가라앉게 하는 작용과 실내에 적정 습도를 유지하여 미세먼지의 부상을 방지하고 바닥으로 가라앉게 하는 작용을 한다.In addition, the water film formed on the photocatalyst plate is controlled by evaporation by contact with the air in which the flow is formed by the fan, thereby controlling indoor humidity. Since the vaporized water particles are small enough, the floating microorganisms in the air piggyback and diffuse. Rather, it is absorbed by floating microorganisms and increases its weight to sink to the floor and maintains proper humidity in the room to prevent injuries of fine dust and sink to the floor.
④ 광촉매판 세척기능 ④ Cleaning function of photocatalyst plate
광촉매판에 가는 물줄기를 분사하고 자외선을 가하면 물이 완전하게 표면에 퍼지는 초 친수성이 발현된다. 따라서, 광촉매판에 부착된 광촉매반응 후의 부산물, 기타 오염물질과 광촉매의 사이로 물이 침투하여 분리되게 하고, 분리된 오염물질은 중력과 흐르는 물에 실려 하부의 집수조로 유출되고 세척수와 함께 주기적으로 외부로 배출된다.Spraying a stream of water to the photocatalyst and applying ultraviolet light results in superhydrophilicity, in which water completely spreads over the surface. Therefore, water penetrates and separates by-products and other pollutants and photocatalysts after photocatalytic reaction attached to the photocatalyst plates, and the separated pollutants are loaded by gravity and flowing water into the lower sump and periodically with the washing water. To be discharged.
상기와 같은 광촉매판의 세척 기전은 손상을 받기 쉬운 광촉매 표면의 안전하고 효율적인 세척 방법으로 광촉매를 항상 초기 상태로 유지시켜 줌으로써 정화 능력이 반영구적으로 지속되도록 하는 작용을 하며, 상기한 세척기능은 독립적으로 이루어지거나 워터필터에 의한 공기세척기능에 결합되는 형태로 구성될 수 있고 운영될 수 있다.The cleaning mechanism of the photocatalyst plate acts to maintain the photocatalyst in its initial state at all times by a safe and efficient cleaning method of the photocatalyst surface, which is susceptible to damage, so that the purification ability is semi-permanently maintained. It may be made or operated in a form that is made or coupled to the air cleaning function by the water filter.
상기 방식에 의한 공기청정기의 운전은 ①②③④을 각기 독립적으로 수행하거나 복합하는 형태로 실시된다.Operation of the air purifier according to the above method is carried out in the form of individually performing or combining ①②③④.
여러 형태의 운전 방식을 관찰한 바에 의하면 광촉매반응을 실시한 후 세척하거나 또는 광촉매반응 후 워터필터에 의한 공기 세척하는 경우 또는 장기간 정지상태에서 초기 가동하는 경우에 광촉매판의 표면에 기름때 형태의 반응부산물과 오염물질이 부착되어 세척효율이 저하되고 광촉매의 초친수성반응에 의한 수막형성을 방해하는 현상이 발생한다. 즉, 자외선 조사 상태에서 광촉매표면에 물을 뿌리면 물이 넓게 퍼져 수막을 형성하면서 흘러내리고, 상기 수막은 광촉매 기재와의 작은 접촉각에 의해 오염물질 속으로 파고들어 광촉매판으로부터 오염물질을 분리하고, 분리된 오염물질은 중력 및 광촉매 표면을 타고 흘러내리는 유속의 작용에 의해 씻겨내리는 세척 기전이 이루어지는데 초기에 분사면(100)에 분사된 물줄기가 유착된 오염물질 등의 찌꺼기(110)가 수막 형성을 방해하여 도4에 도시한 바와 같이 광촉매판 표면을 줄기형태로 흘러내리는 현상이 상당 시간 동안 유지됨으로써 광촉매판의 세척효율, 워터필터에 의한 정화 효율을 저하하는 문제점이 발생한다.Observations of various types of operation have shown that the reaction by-products in the form of grease on the surface of the photocatalyst plate when washing after performing the photocatalytic reaction, or when air is washed by a water filter after the photocatalytic reaction or during initial operation in a stationary state for a long period of time. As contaminants are attached, the cleaning efficiency is lowered, and the phenomenon of preventing water film formation by the superhydrophilic reaction of the photocatalyst occurs. That is, when water is sprayed on the surface of the photocatalyst under UV irradiation, the water spreads and flows down to form a water film, and the water film penetrates into the pollutant by a small contact angle with the photocatalyst substrate to separate and separate the pollutants from the photocatalyst plate. The contaminant is washed by the action of the flow rate flowing down the surface of gravity and photocatalyst, and the washing mechanism is washed out. As shown in Fig. 4, the phenomenon of flowing down the surface of the photocatalyst plate in the form of a stem is maintained for a considerable time, thereby deteriorating the cleaning efficiency of the photocatalyst plate and the purification efficiency by the water filter.
또한, 상기한 줄기 형태로 흘러내린 물은 부착된 오염물질의 형태에 따라 특수한 경우에 광촉매판을 이탈하여 케이스 내벽으로 흘러내리거나 공기 급배출구 외부로 유출되는 현상이 일부 발생한다.In addition, in some cases, the water flowing down in the form of the stem may leave the photocatalyst plate and flow down to the inner wall of the case or outflow to the outside of the air supply outlet according to the shape of the attached pollutant.
한편, 광촉매판을 타고 얇은 수막을 형성하면서 흘러내리는 물은 공기의 흐름을 하향으로 한 경우 중력에 공기흐름이 더하여 작용하기 때문에 매우 빠른 속도로 흘러내리며, 집수조와 부딪히면서 낙수음을 발생한다. 이를 방지하기 위하여 기존의 경우에 집수조와 광촉매판 사이에 체인을 설치하고 집수조에 일정한 수위를 유지시키고 집수조와 광촉매판 사이를 거의 접근하는 구조로 구성하였으나 순환유량을 늘리는 경우 또는 노즐을 타고 형성된 물방울이 직접 떨어지거나 광촉매판에 형성된 이물질에 의해 집수조로 직접 떨어지는 경우에 낙수음이 발생한다.On the other hand, the water flowing down while forming a thin water film on the photocatalyst plate flows at a very high speed because the air flow acts on gravity when air flows downward, and falls down when it collides with a sump tank. In order to prevent this, in the conventional case, a chain is installed between the sump tank and the photocatalyst plate to maintain a constant water level in the sump tank, and the structure is configured to approach the sump tank and the photocatalyst plate almost. Falling sound occurs when falling directly to the collection tank by the direct dropping or the foreign matter formed on the photocatalyst plate.
본 발명은 광촉매판의 세척 또는 워터필터에 의한 공기정화를 위하여 광촉매판에 물을 분사할 때 분사된 물이 수막을 형성하지 않고 흘러내려 광촉매판 외부로 이탈되는 현상을 방지할 수 있는 광촉매판 구조를 제시한다.The present invention is a photocatalyst plate structure that can prevent a phenomenon that the sprayed water flows out without forming a water film to escape the outside of the photocatalyst plate when cleaning the photocatalyst plate or purifying water for air purification by a water filter To present.
또한, 본 발명은 분사된 물을 작은 입자로 파쇄하여 음으로 대전 된 작은 물보라가 형성되도록 함으로써 미세 분진 등의 오염물질을 효과적으로 응집 제거할 수 있는 광촉매판 구조를 제시한다.In addition, the present invention proposes a photocatalyst plate structure which can effectively aggregate and remove contaminants such as fine dust by crushing the sprayed water into small particles to form a negatively charged small spray.
또한, 본 발명은 광촉매판 하단에서의 유속에 의한 소음을 완화하면서 유속에 의해 수막이 부셔지면서 작은 물보라를 발생시키고 집수조 표면에서 파형이 유도되도록 하여 증발산량을 증대시키고 용존 산소량을 늘려 순환수의 수질저하를 완화시키고 또한 순환수의 용량을 필요에 따라 증가시키거나 직접 낙하되는 물방울에 의한 낙수음을 방지하는 구조의 광촉매판 구조를 제시한다.In addition, the present invention is to reduce the water quality of the circulating water by increasing the amount of evaporation and increasing the amount of dissolved oxygen by releasing the water film breaks by the flow rate while mitigating the noise caused by the flow rate at the bottom of the photocatalyst plate and the wave is induced on the surface of the sump The present invention proposes a photocatalyst plate structure in which a capacity of circulating water is increased and a capacity of the circulating water is increased as necessary or a drop sound is prevented by water drops falling directly.
또한, 본 발명은 광촉매반응 종료 후 세척, 광촉매반응 종료 후 또는 광촉매반응과 동시에 이루어지는 워터필터에 의한 정화, 워터필터에 의한 초기 구동시, 또는 주기적으로 일정 시간 동안 정상압보다 높은 압력으로 물을 분사하는 물 분사 제어 방법을 제시함으로써 광촉매 표면에 분사된 물이 줄기 형태로 흘러내리는 현상을 방지하여 광촉매판의 세척과 정화효율을 향상하고, 물을 주기적으로 파쇄하여 파쇄에 의한 물보라 효과에 의해 정화효율을 향상할 목적을 갖는다.In addition, the present invention is to clean the water after the end of the photocatalytic reaction, purification by the water filter after the end of the photocatalytic reaction or coincident with the photocatalytic reaction, during the initial operation of the water filter, or periodically spraying water at a pressure higher than the normal pressure for a certain time The water spray control method prevents the water sprayed on the surface of the photocatalyst in the form of a stem to improve the cleaning and purification efficiency of the photocatalyst plate, and the water is periodically crushed to prevent the water spray effect. Has the purpose to improve.
이를 위하여 본 발명은 광촉매판의 외측 날개에 지수용(止水用) 클립을 형성하는 광촉매판 구조와, 광촉매판의 상부 물 분사면을 요철을 형성하여 물 분사시 파쇄가 이루어지도록 한 광촉매판 구조와, 광촉매판의 하부에 설치되는 집수조에서 광촉매판의 하단을 이격시키고 분쇄망을 형성하는 광촉매판 구조를 제시한다.To this end, the present invention provides a photocatalyst plate structure for forming a water clip on the outer wing of the photocatalyst plate, and a photocatalyst plate structure in which the upper water jetting surface of the photocatalyst plate is formed with irregularities so as to be broken during water jetting. And, the present invention provides a photocatalyst plate structure that spaces the lower end of the photocatalyst plate and forms a grinding net in a water collecting tank installed under the photocatalyst plate.
또한, 본 발명은 광촉매 표면에 분사된 물이 줄기 형태로 흘러내리는 현상을 방지하여 광촉매판의 세척과 정화효율을 향상하고, 물을 주기적으로 파쇄하여 파쇄에 의한 물보라 효과에 의해 정화효율을 향상할 목적으로 광촉매반응 종료 후 세척, 광촉매반응 종료 후 또는 광촉매반응과 동시에 이루어지는 워터필터에 의한 정화, 및 워터필터에 의한 초기 구동시 , 또는 주기적으로 일정 시간 동안 정상압보다 높은 압력으로 물을 분사하는 물 분사 제어 방법을 제시한다.In addition, the present invention prevents the water sprayed on the surface of the photocatalyst to flow down in the form of a stem to improve the efficiency of cleaning and purification of the photocatalyst plate, and to improve the purification efficiency by the spray effect by crushing the water periodically Water for the purpose of cleaning after the end of the photocatalytic reaction, purifying by the water filter after the end of the photocatalytic reaction or coinciding with the photocatalytic reaction, and injecting water at a pressure higher than the normal pressure during the initial operation of the water filter or periodically for a predetermined time. The injection control method is presented.
이하 첨부된 도면에 의한 실시 예에 의해 본 발명을 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 발명이 적용되는 공기청정기의 구조를 도시한 것으로, 상하 방향으로 공기통로(11)가 형성되는 케이스(10)와, 상기 공기통로 상부에 설치되는 정역회전가능한 팬(20)과, 상기 공기통로 상에 설치되는 광촉매반응장치(30)와, 상기 광촉매반응장치와 병행하여 설치되어 광촉매판의 세척과 물의 필터작용에 의한 공기세척작용을 복합적으로 수행하는 워터필터(40)로 구성된다. 1 is a view illustrating a structure of an air cleaner to which the present invention is applied, a
상기 광촉매반응장치(30)는 광촉매판(31)과, 상기 광촉매판에 자외선을 조사하기 위한 UV램프(32)로 구성된다. The
광촉매판(31)은 표면에 광촉매가 형성된 판으로써 공기의 흐름을 방해하지 않도록 공기통로와 나란하게 형성되고, 각각의 판체는 일정한 간격이 유지되도록 스페이서(31a)로 고정되는 구조로 이루어지고, 케이스(10)의 측면에 형성되는 공기출입구(12)로 공기의 흐름을 안내하고 세척 또는 워터필터 기능시 물의 외부유출을 차단할 수 있도록 공기출입구로 향하도록 측면을 절곡한 날개(31b)가 형성된다.The
UV램프(32)는 상기한 광촉매판에 대하여 직각을 유지하도록 공기통로 상에 형성되어 광촉매반응에 필요한 자외선과 공기 및 수 살균을 위한 자외선 에너지를 제공하며, 물과 직접 접촉되지 않도록 광촉매판 상부에 설치되고, 내구년한 동안 사용 후 케이스 외 측에서 교체가능하도록 케이스에 고정설치된다.
워터필터(40)는 케이스 내에 수용된 물을 펌핑하여 공기통로상에 뿌려줌으로써 물에 의한 세정기능을 수행하는 것으로 상기한 광촉매반응장치와 독립적으로 형성될 수 있으나 도시된 실시 예는 광촉매반응후의 세척기능과 물에 의한 세정기능을 동시에 수행할 수 있도록 광촉매반응장치와 통합구조로 구성한 공기청정기에 본 발명을 적용한 것을 보인 것이다.The
상기한 워터필터는 케이스 하부에 저수탱크(41)가 형성되고, 각 광촉매판 하부에는 집수조(42)가 형성되며, 상기 저수탱크에 수용된 물을 펌프(43)로 펌핑하고 이를 급수관(44)을 통하여 각 광촉매판의 상부에 배치한 세관(45,細管)에 공급하며, 세관에는 일정간격으로 양측에 위치한 광촉매판을 향하도록 형성한 노즐(45a)에 의해 광촉매판으로 물을 분사하는 구조로 이루어진다.In the water filter, a
상기 워터필터(40)는 초기가동시, 광촉매판의 세척시 또는 광촉매반응과 동시에 작동하도록 구성되며, 저수탱크에 수용된 물이 펌핑되어 광촉매판에 뿌려지고, 광촉매판을 타고 흘러내리는 물은 집수조에서 수용되어 다시 저수탱크로 환수됨으로써 사용수는 일정한 시간 동안 반복 순환되는 형태로 사용되고, 증발산에 의한 부족수는 수도관에 연결된 급수장치(50)에 의해 공급되고, 일정시간 사용된 물은 오염을 방지하기 위하여 배수장치(60)를 통하여 외부로 배출된 후 급수장치(50) 에 의해 재 공급되는 구조를 갖는다.The
본 발명은 도2a 내지 도2d에 도시한 바와 같이 상기 구조에서 광촉매판(31)을 구성하는 날개(31b)에 지수(止水)를 위한 클립(70)을 형성한 구조와, 광촉매판의 상부 물 분사면에 요철(80)을 형성하여 물 분사시 파쇄가 이루어지도록 한 광촉매판 구조와, 광촉매판의 하부에 설치되는 집수조에서 광촉매판의 하단을 이격시키고 분쇄망(90)을 형성하는 광촉매판 구조를 선택 또는 복합하여 구성한 것을 특징으로 한다.The present invention has a structure in which a
상기한 클립(70)은 날개의 전 길이에 끼워 결합 될 수 있도록 단면상 클립구조로 이루어지며, 접촉하는 광촉매판에 대하여 일정 부분 돌출되는 구조의 지수판(71,止水板)이 형성되는 구조를 갖는다.The
상기 지수판(71)은 절곡된 형태의 날개와 결합되어 날개면을 타고 유출되는 물줄기를 차단함으로써 물줄기의 외부유출이나 케이스 내벽을 타고 유출되는 현상을 완벽하게 차단할 수 있으며, 하기에서 설명한 바와 같이 분사되는 수량을 늘리고 수압을 증가시킨 경우에도 지수효과를 발휘한다.The
본 발명에 의해 상부 물 분사면에 형성되는 요철(80)은 다양한 형태의 돌기 구조로 구성될 수 있으며, 물이 상기 돌기에 분사됨으로써 부딪힌 물줄기가 돌기 사이의 요철구조에 의해 부서지면서 큰 물보라와 작은 물보라가 함께 형성되고, 큰 물보라는 광촉매의 초친수성 작용에 의해 수막을 형성하면서 공기세정 또는 촉매판의 세척에 이용되고, 작은 물보라는 광촉매판 사이의 공간인 공기통로에 채워져 극세 미세 먼지, 유해가스나 악취 등을 걸러내는 작용을 한다.The
또한 "레너드효과"에 의해 파쇄된 큰 물보라는 양으로 작은 물보라는 음으로 대전함으로써 폭포수에서 발생하는 것과 같은 음으로 대전된 물방울, 즉 통상 음이온으로 지칭되는 물방울을 자연상태와 같이 방출함으로써 부분적으로 알려지고 있는 음이온 효과를 얻을 수 있다.It is also known in part by releasing negatively charged droplets, such as those generated in waterfalls, usually called anions, as natural states by charging the negatively small droplets with the amount of large droplets crushed by the "Leonard effect". A losing anion effect can be obtained.
도시된 실시 예는 물 분사면에 형성한 요철(80)은 요철형태로 펀칭한 구조로써 분사면에 이웃하는 공간에 의해 부서진 물줄기 중 크기가 작은 물방울이 형성된 공간과 풍압에 의해 광촉매판 사이의 공기통로로 확산됨으로써 기화 가습을 향상할 수 있고, 마이너스 이온이 주로 양이온상태로 존재하는 오염물질이나 극세미세먼지등에 반응하여 걸러줌으로써 정화효율을 향상할 수 있다.In the illustrated embodiment, the
분쇄망(90)은 광촉매판의 하단에 형성되는 그물망 구조로써 빠른 속도로 흘러내리는 물이 수면에 직접 접촉함으로써 발생하는 낙수음을 방지하고, 빠른 속도로 흐르는 물을 부서지게 하여 레너드 효과에 의한 작은 물보라를 형성함으로써 공기통로 내에 음으로 대전된 미세한 물 입자가 충만되도록 하여 이들 물 입자에 의한 정화효율의 향상을 기하고, 흐르는 물이 집수조에 작은 파형을 이루면서 연착륙되게 하여 용존 산소량이 늘어나도록 함으로써 순환수의 수질이 보존되도록 하는 작용을 수행한다. 또한, 세관에 형성된 노즐을 타고 형성된 물방울이나 광촉매판으로부터 이탈되는 물방울을 받아 이를 부순 상태로 집수조로 안내함으로써 낙수음을 차단하는 작용을 한다.Grinding
실시 예에 의한 분쇄망(90)은 3~5mm 눈크기의 스텐레스 그물망을 ∧ 형으로 구부려 광촉매판 하단 사이의 공간에 끼워 고정한 구조를 갖는다. 상기 그물망은 하나만 설치할 수 있고, 약간의 간격을 두고 2~3층으로 구성할 수 있는 것으로 광촉매판을 타고 흘러내린 수막뿐만 아니라 공기통로를 타고 떨어지는 큰 물방울에 접촉하여 이를 소음 없이 효과적으로 부수고 집수조로 안내하는 작용을 한다.The grinding
상기에서 광촉매판의 하단 및 분쇄망의 하단은 집수조의 바닥으로부터 1 ~ 2cm 정도 떨어지게 구성하며, 이와 같이 함으로써 워터필터 작동시에 집수조의 저류수면과 대략 0.5 ~ 1.5cm 정도의 낙차가 발생하며, 상기 낙차에 의해 분쇄망에 파쇄된 물방울의 공기 접촉면이 증가되고 수면에 떨어지는 순간에 작은 파형을 형성함으로써 공기를 더욱 많이 흡수하고, 그에 따라 순환수의 용존 산소량이 증가하여 더욱 신선한 공기를 발생한다.In the above, the lower end of the photocatalyst plate and the lower end of the crushing net are configured to be separated by 1 ~ 2cm from the bottom of the water collection tank, and by doing so, the storage surface of the water collection tank and a drop of about 0.5 to 1.5 cm occurs when the water filter is operated. The air contact surface of the water droplets crushed into the crushing net by the drop is increased and forms a small wave at the moment of falling on the water surface to absorb more air, thereby increasing the amount of dissolved oxygen in the circulating water to generate fresher air.
본 발명은 상기한 구조의 광촉매판 구조에 물을 분사하는 방법을 아울러 제시하며, 물 분사 초기 또는 주기적으로 일정시간 동안 정상 사용압보다 1.2 ~ 2 배 정도의 압력으로 물을 분사하는 물 분사 방법을 제시한다.The present invention also provides a method for injecting water into the photocatalyst plate structure of the above structure, water injection method for injecting water at a pressure of about 1.2 to 2 times the normal working pressure during the initial or periodic period of water injection present.
상기한 물 분사방법은 통상적으로 노즐을 통하여 광촉매판에 분사하는 압력 인 대략 1 ~ 2 kg/㎠ 에 대하여 1.2 ~ 2 배의 압력을 가함으로써 광촉매 표면에 분사된 물이 줄기 형태로 흘러내리는 현상을 방지하여 광촉매판의 세척과 정화효율을 향상하는 효과를 제공한다.In the water spraying method, the water sprayed on the surface of the photocatalyst flows in the form of a stem by applying a pressure of 1.2 to 2 times to about 1 to 2 kg / cm 2, which is a pressure sprayed onto the photocatalyst plate through a nozzle. It provides the effect of improving the cleaning and purification efficiency of the photocatalyst plate.
또한, 일정시간마다 주기적으로 상기한 고압 분사를 반복함으로써 물의 파쇄에 의한 크고 작은 물보라를 발생시키고, 그에 의해 음으로 대전된 작은 크기의 물입자가 정화공기와 함께 방출되도록 한 효과를 제공한다.In addition, by repeating the above-described high-pressure spraying periodically for a certain time, it generates a large and small spray by the crushing of water, thereby providing the effect that the negatively charged small particles of water are discharged together with the purified air.
상기한 물 분사는 워터필터에 의한 공기의 세척 중에는 초기 1 ~ 30분간 고 압 상태로 분사하고, 그 후 정상압력으로 분사하거나 1 ~ 2 시간 동안 정상압력으로 분사한 후 다시 1 ~ 30 분간 고압상태로 분사하는 방법을 주기적으로 반복하는 방법으로 이루어질 수 있다. 광촉매반응 종료 후 세척시에도 고압상태로 물을 분사함으로써 세척효율이 향상된다.The above water spray is sprayed at high pressure during the initial 1-30 minutes during the washing of the air by the water filter, and then sprayed at the normal pressure or sprayed at the normal pressure for 1-2 hours, and then again at a high pressure for 1-30 minutes. It may be made by the method of periodically spraying the furnace. After washing the photocatalytic reaction, the washing efficiency is improved by spraying water at high pressure.
본 발명에 의한 광촉매판 구조는 정상 수압보다 높은 압력으로 물을 분사함으로써 광촉매 표면 오염 상태에서도 세척효율이 향상되고 줄기 형태로 흘러내려 정화효율이 감소되는 문제점을 해결하면서 분사된 물이 광촉매판 외부로 이탈되는 현상을 방지할 수 있는 효과를 제공한다.The photocatalyst plate structure according to the present invention sprays water at a pressure higher than the normal water pressure to improve the cleaning efficiency even in the state of surface contamination of the photocatalyst, and flows in the form of a stem to reduce the purification efficiency while spraying water to the outside of the photocatalyst plate. It provides an effect to prevent the phenomenon of departure.
또한, 본 발명은 분사면에 형성한 돌기에 의해 물줄기를 큰 입자와 작은 입자로 파쇄함으로써 음으로 대전된 물방울을 형성시켜 미세 분진 등의 오염물질을 효과적으로 응집 제거할 수 있고 오존의 우려가 없는 폭포수에서 발생하는 자연상태의 음이온에 의한 음이온 효과를 얻을 수 있다.In addition, the present invention forms a negatively charged water droplets by crushing the water stream into large particles and small particles by the projections formed on the spray surface, which can effectively remove and remove contaminants such as fine dust, and there is no fear of ozone. Anion effect by natural anion occurring at
또한, 본 발명은 광촉매판 하단이 집수조로부터 이격되고 파쇄망이 형성되어 유속에 의한 낙수 소음을 완화하면서 물을 파쇄하여 음이온 작용을 하는 작은 물보라를 발생시키고 집수조 표면에서 형성된 파형은 용존 산소량을 늘려 순환수의 수질저하를 방지하고, 물 분사압을 크게 하더라도 낙수음이 없는 효과를 제공한다.In addition, the present invention is the bottom of the photocatalyst plate is separated from the sump and crushing net is formed to mitigate the fall noise caused by the flow rate while crushing the water to generate a small spray of negative ions and the wave formed on the surface of the sump increases the amount of dissolved oxygen circulation It prevents water deterioration and increases the water injection pressure, thus providing no dropping sound.
또한, 본 발명에 의한 물 분사 방법은 상기한 광촉매판 구조에 적용됨으로써 광촉매 표면에 분사된 물이 줄기 형태로 흘러내리는 현상을 방지하고, 광촉매판의 세척과 정화효율을 향상하며, 레너드 효과에 의해 음으로 대전된 물방울이 형성됨으로써 질 높은 정화공기를 얻을 수 있다.In addition, the water spraying method according to the present invention is applied to the photocatalyst plate structure to prevent the water sprayed on the surface of the photocatalyst in the form of a stem, improve the cleaning and purification efficiency of the photocatalyst plate, by the Leonard effect The negatively charged water droplets are formed to obtain high quality purified air.
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