KR100999803B1 - 담체 코팅 장치 - Google Patents

Abstract

담체의 표면을 촉매로 균일하게 코팅할 수 있고, 담체 표면 코팅 후 여분의 촉매를 회수하여 재사용할 수 있는 담체 코팅 장치가 개시된다. 본 발명의 담체 코팅 장치는 담체용기에 담체를 수용하고 상부 노즐을 통해 광촉매를 분사하여 담체 표면을 충분히 도포한 후, 스핀 회전 기능을 이용하여 담체 표면을 균일하게 코팅할 수 있다. 또한, 담체 코팅 후 담체용기로부터 배출되는 여분의 촉매를 회수하여 재사용함으로써 촉매의 소비를 줄일 수 있다.

담체, 코팅, 광촉매, 노즐, 회전모터

Description

담체 코팅 장치{MEDIA COATING APPARATUS}

본 발명은 담체 코팅 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 각종 수처리 시설에 사용되는 담체의 표면에 일반촉매 또는 광촉매를 코팅하는 담체 코팅 장치에 관한 것이다.

일반적으로 활어를 수족관에 장시간 보존할 경우 활어의 호흡에 의해 용존 산소량이 급격히 감소하고 배설물이 해수를 오염시키게 되어 해수의 혼탁도를 증가시켜 살모렐라균 등 각종 유해 세균의 번식을 촉진함으로써 전체 활어가 동시 다발적으로 세균에 감염되어 식중독이나 폐혈증 등 각종 전염병의 발생 원인이 된다.

이를 방지하기 위하여, 해수 속에 활어의 활동이 보장되고 세균 감염이 억제되며 살균의 효과를 부여하는 수단으로서 특별한 살균약제를 투여하는 방법이 강구될 수 있으나 이는 건강상 식용활어회의 안전성을 해치므로 바람직하지 않다.

최근에는 식용활어회의 안전성을 확보하기 위해 해수와 같이 부식성이 있는 유체에서 오염물질은 물론 인체에 유해한 세균을 살균정화하기 위한 구조물로서 촉매를 코팅한 담체가 연구 개발되고 있다.

일반적인 담체 코팅 장치는 담체 표면에 촉매를 분사하여 코팅하는 스프레이 방식이 널리 사용되고 있다.

그러나, 스프레이 방식을 적용하는 담체 코팅 장치는 촉매의 소비가 많고, 담체 표면에 균일한 코팅을 위해 작업자의 고도의 숙련도가 요구된다. 또한, 촉매의 비산으로 촉매 회수가 불가하고, 작업자의 건강문제와 작업효율이 저하되며, 별도의 환기장치 등이 필요하다. 또한, 담체 표면의 촉매 코팅 두께를 조절할 수 없기 때문에 촉매의 부착 강도가 저하되어 제품 수명 및 성능 단축을 초래하게 된다.

본 발명은 상기와 같은 점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 담체의 표면을 일반촉매 또는 광촉매로 균일하게 코팅할 수 있는 담체 코팅 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 다른 목적은 담체 표면을 촉매로 균일하게 코팅한 후 여분의 촉매를 회수하여 재사용함으로써 촉매의 소비를 줄일 수 있는 담체 코팅 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 환기장치 등과 같은 배기시설을 추가로 구비할 필요가 없는 담체 코팅 장치를 제공하는데 있다.

본 발명의 목적들은 이상에서 언급한 목적들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 목적들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어질 수 있을 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치는, 담체를 수용하는 담체용기, 상기 담체용기를 회전시키는 회전유닛, 상기 담체의 표면에 촉매를 분사하는 촉매분사유닛, 및 상기 담체용기의 회전에 따른 원심력에 의해 상기 담체용기로부터 배출되는 상기 촉매를 회수하는 촉매회수유닛을 포함하여 구성될 수 있다.

또한, 상기 담체용기는 상면이 개방된 원통 형상을 가지며, 저면 및 측면에 다수의 홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 회전유닛은 상기 담체용기의 하부 중앙에 회전축이 결합되는 회전모터를 포함할 수 있다.

또한, 상기 촉매분사유닛은 상기 담체용기의 상부에 적어도 하나 설치되며, 상기 담체의 표면에 촉매를 분사하는 노즐, 상기 노즐에 노즐배관으로 연결되며, 촉매가 저장되는 촉매저장탱크, 및 상기 노즐배관 상에 설치되며 상기 저장탱크에 저장된 촉매를 상기 노즐에 공급하는 노즐펌프를 포함할 수 있다.

또한, 상기 촉매회수유닛은 상기 담체용기를 수용하는 촉매회수용기, 및 상기 촉매회수용기에 회수관으로 연결되며 상기 담체용기로부터 배출되는 상기 촉매를 상기 회수관을 통해 회수하여 저장하는 촉매회수탱크를 포함할 수 있다.

또한, 상기 촉매회수용기의 상부 개방면을 밀폐하도록 덮개부재가 구비되는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 담체 코팅 장치는 상기 담체용기의 내부에 구비되며 상기 담체용기에 수용된 상기 담체를 회수하는 담체회수용기를 더 포함할 수 있다.

또한, 상기 담체회수용기는 상면이 개방된 원통 형상을 가지며, 저면 및 측면에 다수의 홀이 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 담체용기의 내주면에는 홈이 다수 개 형성되고, 상기 담체회수용기의 외주면에는 상기 홈에 끼워져 결합되는 돌기가 다수 개 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 촉매는 산화티탄, 산화아연 또는 산화주석을 포함하는 광촉매인 것이 바람직하다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

상기한 바와 같은 본 발명의 담체 코팅 장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째, 스프레이 코팅 및 스핀 코팅 방식을 혼합하여 적용함으로써, 작업자의 숙련도와 관계없이 담체의 표면을 일반촉매 또는 광촉매로 균일하게 코팅할 수 있다.

둘째, 담체용기에서 담체의 표면을 촉매로 균일하게 코팅한 후 담체용기로부터 배출되는 여분의 촉매를 회수하여 재사용함으로써 촉매의 소비를 줄일 수 있고 원가절감 효과를 기대할 수 있다.

셋째, 담체용기에 담체를 수용하고 덮개부재로 개방면을 밀폐시킨 상태에서 스프레이 코팅 및 스핀 코팅을 하게 되므로 환기장치 등과 같은 배기시설을 추가로 구비할 필요가 없다.

넷째, 노즐을 통해 분사되는 촉매량을 조절함으로써, 담체 표면의 촉매 코팅 두께 조절이 가능하다. 따라서 담체 표면의 촉매 코팅의 두께 조절을 통해 촉매의 부착 강도를 증가시킬 수 있으므로 제품 수명 및 성능 향상이 가능하다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있 을 것이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 담체 코팅 장치를 상세히 설명하기로 한다. 참고로 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1, 2 및 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치의 단면도, 분해사시도 및 블록도이며, 도 4는 본 발명의 담체 코팅 장치에 적용되는 코팅 대상물 담체의 예시도이다.

도 1 내지 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치는 담체용기(100), 담체회수용기(200), 회전유닛(300), 촉매분사유닛(400) 및 촉매회수유닛(500) 등을 포함하여 구성될 수 있다.

담체용기(100)는 코팅 대상물인 담체(10)들을 수용하기 위한 구성요소이다. 여기서, 담체(10)는 해수 수족관 등과 같은 수처리 시설에 사용되는 미생물의 농도와 특성을 향상시키고, 해수와 같이 부식성이 있는 유체에서 오염물질은 물론 인체에 유해한 세균을 살균정화하기 위해 사용되는 구조물이다. 본 실시예에서 담체(10)는 스프링 형상(도 4 참조)을 가지는 금속담체를 예시하였으나, 형상 및 재질 등은 이에 한정되지 않고 다양한 선택이 가능하다. 예를 들어, 담체(10)는 미생물이 거주할 수 있도록 미세한 기공들이 표면에 형성되고 원통 형상을 가지는 세라믹담체일 수 있다.

담체용기(100)는 상면이 개방된 원통 형상으로 형성되며, 저면 및 측면에 촉매를 배출하기 위한 홀(101)이 다수 개 형성된다.

담체용기(100)는 내주면에 후술할 담체회수용기(200)의 돌기(203)가 끼워져 착탈 가능하게 결합되는 홈(103)이 다수 개 형성된다.

담체용기(100)는 하부의 중앙에 후술할 회전모터(310)의 회전축(311)이 고정되어 회전된다.

담체회수용기(200)는 담체용기(100)에 수용된 담체(10)를 회수할 수 있도록 담체용기(100)의 내부에 구비된다.

담체회수용기(200)는 상면이 개방되고 담체용기(100)의 내경 보다 작은 직경을 가지는 원통 형상으로 형성되며, 저면 및 측면에 촉매를 배출하기 위한 홀(201)이 다수 개 형성된다. 예를 들어, 담체회수용기(200)는 다수 개의 홀(201)이 미세하게 형성되는 그물망 형태의 원통형 용기일 수 있다.

담체회수용기(200)는 담체용기(100)에 삽입되어 일체로 결합되도록 외주면에 담체용기(100)의 홈(103)에 끼워져 착탈 가능하게 결합되는 돌기(203)가 다수 개 형성된다.

회전유닛(300)은 담체용기(100)를 회전시키기 위한 구성요소이다. 예를 들어, 회전유닛(300)은 담체용기(100)의 하부 중앙에 회전축(311)이 결합되는 회전모터(310)를 포함할 수 있다. 회전모터(310)는 프레임 하우징(610)의 저면에 고정된다.

촉매분사유닛(400)은 담체용기(100) 내부의 담체회수용기(200)에 수용된 담체(10)의 표면에 촉매를 분사하기 위한 구성요소이다.

촉매분사유닛(400)은 노즐(410), 촉매저장탱크(420) 및 노즐펌프(430) 등을 포함할 수 있다.

노즐(410)은 담체(10)의 표면에 촉매를 분사하기 위해 담체용기(100)의 상부에 적어도 하나 설치된다. 예를 들어, 노즐(410)은 후술할 덮개부재(620)의 중앙을 관통하여 설치될 수 있다. 촉매로는 일반촉매 또는 광촉매가 선택적으로 사용될 수 있다. 여기서, 광촉매 기능을 하는 촉매로는 산화티탄(TiO2), 산화아연(ZnO) 또는 산화주석(SnO2) 등이 있으며, 이 중에서 내산, 내알칼리성이 강하고 인체에 무해한 산화티탄을 사용하는 것이 바람직하다.

촉매저장탱크(420)는 촉매를 저장하는 공간으로서, 노즐배관(411)으로 노즐(410)에 연결된다.

노즐펌프(430)는 노즐배관(411) 상에 설치되어 촉매저장탱크(420)에 저장된 촉매를 노즐(410)에 펌핑하여 공급한다.

촉매회수유닛(500)은 담체용기(100)의 회전에 따른 원심력에 의해 담체용기(100)로부터 배출되는 촉매를 회수하기 위한 구성요소이다.

촉매회수유닛(500)은 촉매회수용기(510) 및 촉매회수탱크(520) 등을 포함할 수 있다.

촉매회수용기(510)는 상면이 개방된 원통 형상으로 형성되어 담체용기(100)를 수용하도록 구비된다.

촉매회수용기(510)는 스크류홀(511a)이 형성된 고정돌기(511)가 측면에 형성되어 프레임 하우징(610)에 스크류(611a)로 고정된다. 이를 위해 프레임 하우징(610)의 측면에는 스크류홀(611)이 다수 개 형성된다.

촉매회수용기(510)는 저면 중앙에 회전모터(310)의 회전축(311)이 관통하는 축홀(513)이 홀성되며, 저면 일측에 촉매를 회수하기 위한 경로를 형성하는 회수관(521)이 연결된다. 또한, 프레임 하우징(610)의 상부 개방면을 밀폐하도록 덮개부재(620)가 구비된다. 즉, 덮개부재(620)에 의해 담체용기(100), 담체회수용기(200) 및 촉매회수용기(510)의 상부 개방면은 밀폐된다.

촉매회수탱크(520)는 담체용기(100)의 회전에 따른 원심력에 의해 담체용기(100)로부터 배출되는 촉매를 회수관(521)을 통해 회수하여 저장하기 위한 구성요소이다.

촉매회수탱크(520)는 촉매회수용기(510)에 회수관(521)으로 연결된다. 여기서, 회수관(521)은 프레임 하우징(610)의 측면에 형성된 회수관 삽입홀(613)을 통해 삽입되어 촉매회수용기(510)의 저면에 연결된다. 회수관(521) 상에는 촉매를 강 제로 회수하도록 펌핑하는 촉매회수용 펌프(미도시)가 설치될 수 있다.

상기와 같이 구성되는 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치는 담체용기(100)의 내부에 코팅 대상물인 담체(10)들을 넣은 상태에서 담체 코팅 처리를 수행한다. 바람직하게는 코팅 처리 후 담체(10)들을 회수하기 용이하도록 먼저 담체회수용기(200)에 담체(10)들을 넣은 다음에 담체회수용기(200)를 담체용기(100)에 삽입한다. 이때, 담체회수용기(200)의 외주면에 형성된 돌기(203)들이 담체용기(100)의 내주면에 형성된 홈(103)들에 각각 끼워져 결합되므로, 회전모터(310)에 의해 담체용기(100)가 회전할 때 담체용기(100)와 담체회수용기(200)는 일체로 회전하게 된다.

담체용기(100)에 담체(10)들을 넣은 상태에서, 먼저 노즐(410)을 통해 일반촉매 또는 광촉매를 분사하여 담체(10) 표면을 코팅(도포)한다. 이때, 노즐(410)을 통해 분사되는 촉매량을 조절하여 담체(10)의 표면에 촉매가 충분히 도포되도록 할 수 있다. 노즐(410)을 통해 촉매를 분사하여 담체 표면이 촉매로 충분히 도포된 후에는 회전모터(310)를 구동시켜 담체용기(100)를 회전시킨다. 이때, 담체용기(100)가 회전함에 따라 담체(10)가 수용된 담체회수용기(200)도 일체로 회전하게 된다.

담체용기(100) 및 담체회수용기(200)가 회전하면서 원심력이 발생하게 되고, 이러한 원심력을 이용하여 담체(10)에 과도하게 도포된 촉매를 제거하면서 담체(10) 표면을 촉매로 균일하게 도포할 수 있다. 이때, 담체(10) 표면에 과도하게 도포된 촉매를 제거 시 회전모터(310)의 회전속도를 조절하여 담체(10) 표면에 도포되는 촉매의 두께를 조절할 수 있다.

담체용기(100)의 회전에 따른 원심력에 의해 담체(10)의 표면에 과도하게 도포된 촉매가 제거되면서 담체용기(100)의 홀(101)들을 통해 촉매회수용기(510)로 배출되고. 배출된 촉매는 회수관(521)을 통해 촉매회수탱크(520)로 회수되어 저장된다. 즉, 담체용기(100)를 회전시켜 원심력을 이용하여 담체(10)의 표면에 과도하게 도포된 촉매를 제거하여 여분 촉매를 촉매회수탱크(520)에 회수함으로써, 촉매의 소비를 줄일 수 있다. 또한, 촉매회수탱크(520)에 회수되어 저장된 촉매를 촉매저장탱크(420)에 투입하여 재활용할 수 있다.

즉, 본 발명의 담체 코팅 장치는 스프레이 코팅 및 스핀 코팅 방식을 혼합하여 적용함으로써, 작업자의 숙련도와 관계없이 담체(10)의 표면을 일반촉매 또는 광촉매로 균일하게 코팅할 수 있다. 특히, 담체(10)를 수평상태에서 일정한 방향을 갖도록 한정할 필요 없이 담체용기(100)에 무질서하게 수용한 상태에서도 담체(10)의 표면을 균일하게 코팅할 수 있다. 따라서, 촉매층을 균일하게 형성하는 담체 코팅 기술을 통해 제품의 신뢰성을 더욱 향상시킬 수 있다.

또한, 담체용기(100)에서 담체(10)의 표면을 촉매로 균일하게 코팅한 후 담체용기(100)로부터 배출되는 여분의 촉매를 회수하여 재사용함으로써 촉매의 소비를 줄일 수 있고 원가절감 효과를 기대할 수 있다.

또한, 노즐(410)을 통해 분사되는 촉매 분사량을 조절함으로써, 담체(10) 표면의 촉매 코팅 두께 조절이 가능하다. 따라서 담체(10) 표면의 촉매 코팅층의 두께 조절을 통해 촉매의 부착 강도를 증가시킬 수 있으므로 제품 수명 및 성능 향상이 가능하다.

또한, 담체용기(100)에 담체(10)를 수용하고 덮개부재(620)로 개방면을 밀폐시킨 상태에서 스프레이 코팅 및 스핀 코팅을 하게 되므로 환기장치 등과 같은 배기시설을 추가로 구비할 필요가 없다.

이와 같이 본 발명의 담체 코팅 장치에 의해 광촉매로 코팅처리된 담체(10)는 해수 수족관(미도시) 등과 같은 수처리 시설에 침지되어 광촉매 반응에 의한 살균과정을 통해 살모렐라균, 비브리오균 등을 비롯한 각종 유해세균을 제거함으로써 수질을 개선할 목적으로 사용된다. 여기서, 광촉매 반응에 의한 해수 살균처리는 산화티탄, 산화아연, 산화주석 등의 광촉매 물질 표면에 일정 수준 이상의 에너지를 가지는 자외선(UV)을 쏘이면 광촉매 물질의 입자 표면에 전자의 전이가 발생하고 이로 인해 정공(hole)이 생성된다. 이렇게 생성된 정공은 공기의 산소나 물(해수)과 반응해 강한 산화력의 화합물(OH 라디칼)을 형성해 광촉매 물질 표면의 세균을 살균하여 각종 유해세균을 제거할 수 있다.

본 발명은 해수 수족관의 세균 살균을 위한 담체 코팅 이외에도 항균성 건축자재, 예컨대 자갈, 모래 등을 코팅하는 기술에도 적용이 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치를 개략적으로 도시한 단면도이다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치의 구성을 도시한 블록도이다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 담체 코팅 장치에 적용되는 담체의 예시도이다.

< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >

10 : 담체 100 : 담체용기

200 : 담체회수용기 300 : 회전유닛

310 : 회전모터 400 : 촉매분사유닛

410 : 노즐 420 : 촉매저장탱크

430 : 노즐펌프 500 : 촉매회수유닛

510 : 촉매회수용기 520 : 촉매회수탱크

610 : 프레임 하우징 620 : 덮개부재

Claims (10)

1. 상면이 개방된 원통 형상이고 저면 및 측면에 다수의 홀이 형성되며, 담체를 수용하는 담체용기;

   상기 담체용기를 회전시키는 회전유닛;

   상기 담체의 표면에 촉매를 분사하는 촉매분사유닛; 및

   상기 담체용기의 회전에 따른 원심력에 의해 상기 담체용기로부터 배출되는 상기 촉매를 회수하는 촉매회수유닛을 포함하는 담체 코팅 장치.
2. 삭제
3. 제 1 항에 있어서,

   상기 회전유닛은 상기 담체용기의 하부 중앙에 회전축이 결합되는 회전모터를 포함하는 것을 특징으로 하는 담체 코팅 장치.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 촉매분사유닛은,

   상기 담체용기의 상부에 적어도 하나 설치되며, 상기 담체의 표면에 촉매를 분사하는 노즐;

   상기 노즐에 노즐배관으로 연결되며, 촉매가 저장되는 촉매저장탱크; 및

   상기 노즐배관 상에 설치되며, 상기 촉매저장탱크에 저장된 촉매를 상기 노즐에 공급하는 노즐펌프를 포함하는 담체 코팅 장치.
5. 제 1 항에 있어서, 상기 촉매회수유닛은,

   상기 담체용기를 수용하는 촉매회수용기; 및

   상기 촉매회수용기에 회수관으로 연결되며, 상기 담체용기로부터 배출되는 상기 촉매를 상기 회수관을 통해 회수하여 저장하는 촉매회수탱크를 포함하는 담체 코팅 장치.
6. 제 5 항에 있어서,

   상기 촉매회수용기의 상부 개방면을 밀폐하도록 덮개부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 담체 코팅 장치.
7. 제 1 항에 있어서,

   상기 담체용기의 내부에 구비되며, 상기 담체용기에 수용된 상기 담체를 회수하는 담체회수용기를 더 포함하는 담체 코팅 장치.
8. 제 7 항에 있어서,

   상기 담체회수용기는 상면이 개방된 원통 형상을 가지며, 저면 및 측면에 다수의 홀이 형성되는 것을 특징으로 하는 담체 코팅 장치.
9. 제 7 항에 있어서,

   상기 담체용기의 내주면에는 홈이 다수 개 형성되고, 상기 담체회수용기의 외주면에는 상기 홈에 끼워져 결합되는 돌기가 다수 개 형성되는 것을 특징으로 하는 담체 코팅 장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 촉매는 산화티탄, 산화아연 또는 산화주석을 포함하는 광촉매인 것을 특징으로 하는 담체 코팅 장치.

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