KR101111009B1 - Photocatalyst filter units, heat-exchangers and preparation methods for thereof - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광촉매 필터, 열교환기 및 이의 제조방법에 관한 것이다. The present invention relates to a photocatalyst filter, a heat exchanger and a method of manufacturing the same.
본 발명의 광촉매 필터는 다공성 지지체에 순차적으로 절연층, 카본발열층 및 광촉매층이 구비되어 있는 형태이다. 상기 광촉매 필터를 제조하는 방법은, 다공성 지지체에 순차적으로 절연층, 카본발열층 및 광촉매층을 포함하여 이루어지는 광촉매 필터(10); 상기 광촉매 필터의 양 말단에 구비된 금속판(15); 광촉매 필터의 오염도를 측정하기 위한 센서(21a)와 센서에서 체크된 오염도에 따라 열교환기에 전류량을 조절하는 조절부(21); 열교환기 내부에 빛을 조사하는 광원(22); 및 상기 광촉매 필터 내부로 유입되는 공기를 외부로 방출하기 하기 위해 구비되는 전동팬(30); 을 포함하여 이루어진다.The photocatalyst filter of the present invention has a form in which an insulating layer, a carbon heating layer, and a photocatalyst layer are sequentially provided on the porous support. The photocatalyst filter manufacturing method includes a photocatalyst filter 10 including an insulating layer, a carbon heating layer, and a photocatalyst layer sequentially on a porous support; Metal plates 15 provided at both ends of the photocatalyst filter; A sensor 21a for measuring the degree of contamination of the photocatalyst filter and an adjusting unit 21 for adjusting the amount of current in the heat exchanger according to the degree of contamination checked by the sensor; A light source 22 irradiating light inside the heat exchanger; And an electric fan 30 provided to discharge air introduced into the photocatalyst filter to the outside. It is made, including.
본 발명에 따른 광촉매 필터는 간단한 제조공정으로 절연층, 카본발열층 또는 광촉매층을 코팅할 수 있다. 또한, 본 발명에 따라 제조된 광촉매 필터는 카본발열층에 전류를 통전시킴에 의해 열 발생을 유도하여 오염물질의 제거가 용이함으로, 종래의 광촉매 필터보다 광촉매의 활성을 오랫동안 유지할 수 있고, 이로 인해 광촉매 필터의 사용 수명을 늘릴 수 있다는 장점이 있다.The photocatalyst filter according to the present invention may coat an insulating layer, a carbon heating layer or a photocatalyst layer by a simple manufacturing process. In addition, the photocatalyst filter prepared according to the present invention is easy to remove contaminants by inducing heat generation by energizing the carbon heat generating layer, thereby maintaining the activity of the photocatalyst for a longer time than the conventional photocatalyst filter. The advantage is that the service life of the photocatalyst filter can be extended.
Description
본 발명은 광촉매 필터, 열교환기 및 이의 제조방법에 관한 것이다. 본 발명의 광촉매 필터는 다공성 지지체에 순차적으로 절연층, 카본발열층 및 광촉매층을 간단한 제조공정으로 형성시킬 수 있을 뿐만 아니라, 광촉매 재생 효율을 높일 수 있어 필터의 수명을 증가시킬 수 있는 발명에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalyst filter, a heat exchanger and a method of manufacturing the same. The photocatalyst filter of the present invention can not only form an insulating layer, a carbon heating layer, and a photocatalyst layer on a porous support in a simple manufacturing process, but also increase the photocatalyst regeneration efficiency, thereby increasing the life of the filter. will be.
1970년대 이산화티타늄 광촉매를 이용한 광화학 반응의 연구가 시작된 이래로 1980년대 중반부터 광화학 반응을 이용한 환경 유해물질 처리에 관한 연구가 본격적으로 진행되기 시작하였다. 광촉매에 의한 광화학 반응을 이용하면, 공기 및 수용액 중의 다양한 종류의 유해물질을 상온 및 상압 하에서 분해하여 무해한 물질로 바꿀 수 있으며, 미생물도 살균시킬 수 있는 이점이 있다. 또한, 광화학 반응에서는 광원만이 광화학 반응에 사용되며 광촉매를 반영구적으로 사용할 수 있어, 다른 환경 오염물질 처리 기술과는 달리 제2의 유해물질을 생성시키지 않는다. 특히, 광촉매인 이산화티타늄의 경우에는 치약, 내복, 종이 등에 백색 염료로서 널리 사용되고 있는 인체에 무해한 물질이어서, 광촉매에 의한 광화학 반응을 일반 생활에 광범위하게 이용할 수 있다는 장점이 있다.Since the research of photochemical reactions using titanium dioxide photocatalysts began in the 1970s, research on the treatment of environmentally hazardous substances using photochemical reactions has begun in earnest from the mid-1980s. By using a photochemical reaction by a photocatalyst, various kinds of harmful substances in air and aqueous solution can be decomposed under normal temperature and atmospheric pressure to be converted into harmless substances, and microorganisms can also be sterilized. In addition, in the photochemical reaction, only the light source is used for the photochemical reaction, and the photocatalyst can be used semi-permanently, unlike other environmental pollutant treatment technology, and does not generate a second harmful substance. In particular, titanium dioxide, which is a photocatalyst, is a harmless substance widely used as a white dye in toothpaste, underwear, paper, and the like, and thus, photochemical reaction by the photocatalyst can be widely used in general life.
광촉매는 반영구적으로 사용할 수 있기 때문에, 환경 오염물질 처리 분야에 있어서 사용이 증대되고 있다. 광촉매는 분말 형태로 사용하거나, 적절한 지지체에 담지한 박막 형태로 하여 사용하고 있다. 이 중 분말 형태의 광촉매는 바람에 날리는 문제가 있어 수처리 분야에만 사용될 수 있고, 적절한 지지체에 담지한 박막 형태는 공기 또는 액체 중의 오염물질을 처리하는데 모두 사용되고 있다.Since photocatalysts can be used semi-permanently, their use is increasing in the field of environmental pollutant treatment. The photocatalyst is used in the form of a powder or in the form of a thin film supported on a suitable support. Among them, the photocatalyst in powder form can be used only in the water treatment field because of the problem of blowing in the wind, and a thin film form supported on an appropriate support is used to treat contaminants in air or liquid.
현재 광촉매를 담지하기 위해 사용되는 지지체로는 스테인레스 스틸, 유리판, 다공성 발포금속 또는 벌집형 등의 지지체가 사용되고 있다. 이 중에서 다공성 발포금속 지지체는 균일한 크기의 기공을 가지고 있으며, 사용되는 지지체의 단위 무게당 표면적이 넓다는 장점이 있다.Currently, as a support used to support a photocatalyst, a support such as stainless steel, a glass plate, a porous foam metal, or a honeycomb type is used. Among them, the porous foam metal support has a pore of uniform size, and has the advantage of having a large surface area per unit weight of the support used.
종래에 대한민국 등록특허 제811095호에는 흡착 성능이 우수한 광촉매가 결합된 제올라이트 필터부를 여러개로 구비한 공기정화기에서 공기를 흡입할 때 흡착 성능이 우수한 제올라이트가 흡착한 유해가스를 바로 광촉매와 자외선이 분해를 시켜주어 스스로 재생할 수 있어 살균 효과를 극대화시킬 수 있도록 하는 광촉매 제올라이트 필터를 이용한 로터형 공기정화장치에 관한 기술이 개시되어 있다.Conventionally, Korean Patent No. 821095 discloses that photocatalyst and ultraviolet light decompose harmful gas adsorbed by zeolite which has excellent adsorption performance when air is sucked from an air purifier having a plurality of zeolite filter units having a high adsorption performance. Disclosed is a technique for a rotor type air purifier using a photocatalytic zeolite filter that is capable of regenerating itself to maximize sterilization effect.
그러나, 상기 광촉매가 결합된 제올라이트 필터 다수가 구비된 공기정화기는 유해가스를 광촉매와 자외선으로 분해할 수는 있으나, 유해가스가 광촉매에 침착됨에 의해서 광촉매 효율이 감소하는 것을 원천적으로 해결하지 못하여, 상기 광촉매 제올라이트 필터의 사용 수명이 짧다는 문제점이 있다. However, the air purifier equipped with a plurality of zeolite filters combined with the photocatalyst can decompose harmful gases into the photocatalyst and the ultraviolet light, but the photocatalyst efficiency cannot be reduced due to the deposition of harmful gases on the photocatalyst. There is a problem that the service life of the photocatalyst zeolite filter is short.
상술한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 넓은 표면적을 갖는 다공성 지지체에 광촉매층을 형성시켜 광촉매 효율은 높으면서, 광 촉매에 잔류물질의 침적을 억제할 수 있어 광촉매 필터의 사용 수명을 증가시킨 광촉매 필터 및 이를 제조하는 방법을 제공하는 것이다.An object of the present invention for solving the above-mentioned problems of the prior art is to form a photocatalyst layer on a porous support having a large surface area and to increase the photocatalytic efficiency, while suppressing deposition of residual materials on the photocatalyst, thereby improving the service life of the photocatalyst filter. An increased photocatalyst filter and a method of manufacturing the same are provided.
위와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 특징에 따른 광촉매 필터는 다공성 지지체에 순차적으로 절연층, 카본발열층 및 광촉매층이 코팅된 것이다.Photocatalyst filter according to a feature of the present invention for achieving the above object is coated with an insulating layer, a carbon heating layer and a photocatalyst layer sequentially on the porous support.
상기 광촉매 필터는 양 측단에 금속 전극을 더 포함할 수 있다.The photocatalyst filter may further include metal electrodes at both side ends.
상기 다공성 지지체는 발포금속인 것이 바람직하다.The porous support is preferably a foamed metal.
상기 광촉매층은 이산화티타늄으로 형성되는 것이 바람직하다.The photocatalyst layer is preferably formed of titanium dioxide.
상기 광촉매 필터는 금속 전극을 통하여 전류를 가할 경우, 100~190 ℃로 열이 발생될 수 있다.The photocatalyst filter may generate heat at 100 to 190 ° C. when a current is applied through the metal electrode.
또한, 본 발명의 다른 특징에 따른 광촉매 필터를 제조하는 방법은, 1) 다공성 지지체를 유액 조성물에 침지시키고, 상기 침지시킨 다공성 지지체를 열처리하여 절연층을 형성시키는 단계; 2) 상기 절연층이 형성된 다공성 지지체를 카본용액에 침지시키고, 이를 불활성 기체 분위기에서 열처리하여 다공성 지지체에 카본발열층을 형성시키는 단계; 3) 상기 카본발열층이 형성된 다공성 지지체 양 측단에 금속판을 구비시키는 단계; 4) 상기 양 측단에 금속판이 구비된 다공성 지지체를 광촉매 용액에 침지하고, 열처리하여 광촉매층을 형성시키는 단계; 을 포함한다.In addition, the method for producing a photocatalyst filter according to another aspect of the present invention, 1) immersing the porous support in the emulsion composition, and heat-treating the immersed porous support to form an insulating layer; 2) immersing the porous support on which the insulating layer is formed in a carbon solution, and heat-treating it in an inert gas atmosphere to form a carbon heating layer on the porous support; 3) providing a metal plate at both ends of the porous support on which the carbon heating layer is formed; 4) immersing the porous support having the metal plate at both side ends in the photocatalyst solution and heat-treating to form a photocatalyst layer; .
상기 다공성 지지체는 발포금속인 것이 바람직하다.The porous support is preferably a foamed metal.
상기 단계 1)의 열처리는 300~500 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다.The heat treatment of step 1) is preferably performed at 300 ~ 500 ℃.
상기 단계 2)의 카본용액은 고온용으로 사용되는 탄소를 함유한 용액으로서, 카본체를 증류수에 혼합하여 10~20% 농도로 제조될 수 있다.The carbon solution of step 2) is a solution containing carbon used for high temperature, and the carbon solution may be prepared in a 10-20% concentration by mixing the carbon body in distilled water.
상기 단계 2)의 열처리는 100~180 ℃에서 수행되는 것이 바람직하다.The heat treatment of step 2) is preferably performed at 100 ~ 180 ℃.
상기 단계 2)의 카본발열층은 카본용액에 침지하고, 건조하는 단계를 3~9회 실시하여 형성될 수 있다.The carbon heating layer of step 2) may be formed by immersing in a carbon solution and performing the drying step 3-9 times.
상기 단계 4)의 광촉매 용액은 5~100 ㎚ 크기의 나노 이산화티타늄을 물유리, 폴리비닐 아세테이트(polyvinyl acetate, PVA) 또는 글루코오스 등의 바인더와 혼합하여 제조되는 것이 바람직하다.The photocatalyst solution of step 4) is preferably prepared by mixing nano titanium dioxide having a size of 5 to 100 nm with a binder such as water glass, polyvinyl acetate (PVA) or glucose.
상기 광촉매 용액은 이산화티타늄 1 중량부에 바인더가 1~10 중량부로 혼합되는 것이 바람직하다.In the photocatalyst solution, the binder is preferably mixed in an amount of 1 to 10 parts by weight based on 1 part by weight of titanium dioxide.
또한, 본 발명의 또 다른 특징에 따른 열교환기는, 다공성 지지체에 순차적으로 절연층, 카본발열층 및 광촉매층을 포함하여 이루어지며, 양 말단에 구비된 금속판(15)이 구비된 하나 이상의 광촉매 필터(10); 광촉매 필터의 오염도를 측정하기 위한 센서(21a)와 센서에서 체크된 오염도에 따라 열교환기에 전류량을 조절하는 조절부(21); 열교환기 내부에 빛을 조사하는 광원(22); 및 상기 광촉매 필터 내부로 유입되는 공기를 외부로 방출하기 하기 위해 구비되는 전동팬(30); 을 포함 한다.In addition, the heat exchanger according to another feature of the present invention, the insulating layer, the carbon heating layer and the photocatalyst layer sequentially formed on the porous support, at least one photocatalyst filter having a
본 발명에 따른 광촉매 필터를 제조하는 방법은 다공성 지지체를 사용하고, 이를 각각 세라믹 용액, 카본 용액 및 이산화티타늄과 같은 광촉매 용액 등에 침지하고, 건조하는 간단한 공정으로 다공성 지지체/절연층/카본발열층/광촉매층의 구성을 갖는 광촉매 필터를 제조할 수 있다.The method for producing a photocatalyst filter according to the present invention uses a porous support, which is immersed in a photocatalyst solution such as a ceramic solution, a carbon solution, and titanium dioxide, and dried, respectively, and dried in a simple step of drying the porous support / insulation layer / carbon heating layer / The photocatalyst filter which has a structure of a photocatalyst layer can be manufactured.
또한, 본 발명에 따른 광촉매 필터는 다공성 지지체를 사용하고, 상기 다공성 지지체에 절연층을 형성시키고, 상기 절연층에 카본층을 형성시켜, 여기에 일정한 전류를 흐르게 할 경우, 카본발열층에서 열 발생 조절을 용이하게 하였다. 상기와 같이 '다공성 지지체/절연층/카본발열층/광촉매층'으로 하여 구비되는 광촉매 필터는 카본발열층에서 발열반응을 유도할 수 있고, 발생된 열로 인해 오염물질이 광촉매층 표면에 침착되는 것을 방지할 수 있어, 광촉매 필터의 사용 수명을 획기적으로 높일 수 있는 장점이 있다.In addition, the photocatalyst filter according to the present invention uses a porous support, forms an insulating layer on the porous support, forms a carbon layer on the insulating layer, and generates a heat in the carbon heating layer when a constant current flows thereto. Adjustment was easy. The photocatalyst filter provided as the 'porous support / insulation layer / carbon heat generating layer / photocatalyst layer' as described above may induce exothermic reaction in the carbon heat generating layer, and contaminants are deposited on the surface of the photocatalyst layer due to the generated heat. It can be prevented, there is an advantage that can significantly increase the service life of the photocatalyst filter.
본 발명의 광촉매 필터는 상기 광촉매 필터에 발열층을 구비시키고, 필터의 오염도에 따라 광촉매 필터를 발열시킴으로서 유기 오염물질의 침착을 방지하여 광촉매 필터의 사용 수명을 획기적으로 개선하였다.The photocatalyst filter of the present invention is provided with a heating layer in the photocatalyst filter and heats the photocatalyst filter according to the degree of contamination of the filter to prevent deposition of organic contaminants, thereby improving the service life of the photocatalyst filter drastically.
이하, 도면을 이용하여 본 발명의 광촉매 필터 및 열교환기를 상세하게 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION Hereinafter, the photocatalyst filter and heat exchanger of this invention are demonstrated in detail using drawing.
도 1(a) 및 (b)는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광촉매 필터를 나타낸 것이다.1 (a) and (b) show a photocatalyst filter manufactured according to one embodiment of the present invention.
하기 도 1(a)의 광촉매 필터(10)은 양 측단에 구리와 같이 도전이 잘 되는 금속판이 구비되어 있다. 상기 광촉매 필터는 다공성 지지체(11)에 1종 이상의 코팅층이 형성되어 있는데, 이 다공성 지지체 기공부위(A)를 확장하여 하기 도 1(b)에서 설명한다.The
도 1(b)에서 보는 바와 같이, 다공성 지지체(11)에는 순차적으로 절연층(12), 카본발열층(13) 및 광촉매층(14)이 형성되어 있는 것으로서, 이는 기공을 폐쇄하지 않고 형성되어 있으며, 기공 내부로 통과되는 오염물질은 기공 내측면에 형성된 광촉매층(14)과 접촉되고, 상기 광촉매층(14)은 광원에 의해서 오염물질 분해능이 활성화되어, 접촉된 오염물질을 분해할 수 있다.As shown in FIG. 1 (b), the
상기 광촉매 필터(10)에 사용되는 다공성 지지체는 다수의 기공을 가지면서, 내구성이 높은 물질이어야 하며, 150 ℃이상의 고온에서 안정한 물질인 것이 좋다. 본 발명에서 다공성 지지체는 발포금속인 것이 바람직하며, 상기 다공성 지지체의 기공 크기는 1 ㎜ 이상인 것이 좋다.The porous support used in the
상기 절연층(12)은 다공성 지지체와 카본발열층을 분리하기 위하여 구비되는 것으로서, 카본발열층에 전류가 흐를 경우 열이 발생되는데, 이때 발생된 열로 인해서 다공성 지지체와 카본발열층 사이에 원하지 않는 효과가 발생할 가능성이 있다. 이를 차단하기 위하여 다공성 지지체에 절연층을 구비시키고, 절연층 상부에 카본발열층을 구비시키는 것이 가장 바람직하다. 상기 절연층은 세라믹 재료를 이 용하여 형성되는 것이 바람직하고, 상기 세라믹 재료는 산화물계 세라믹 및 점토성분 등을 혼합한 세라믹스와 점결제 등으로 이루어진 유액 조성물인 것이 더욱 바람직하다.The
상기 카본발열층(13)은 전류를 통하게 하였을 때, 열 발생을 유도하기 위하여 구비되는 층으로서, 상용화된 카본체를 증류수에 혼합한 용액인 카본용액을 이용하여 제조될 수 있다. 상기 카본체는 분말의 형태로서, 상기 카본체에 전류를 가했을 때 열을 발생시키는 물질로서, 카본체 재료에는 특별히 한정하지 않는다.The
상기 카본발열층에 전류를 가할 경우, 100~190 ℃로 열이 발생되는데, 상기 발열온도 범위는 카본발열층의 코팅 횟수에 의해서 결정될 수 있는 최대 발열온도이다. 상기 카본발영층의 코팅 횟수는 3~9회가 바람직하다. 만약 상기 카본발열층의 코팅 횟수가 3회 미만일 경우에는 상기 발열 온도를 갖기 힘들게 되고, 본 발명의 특징이 나타나지 않으며, 9회를 초과할 경우, 카본발열층에서 상기 온도범위를 넘는 고온이 발생할 수 있지만, 카본발열층에 균열이 발생할 수 있어서, 내구성이 감소한다는 단점이 있다.When a current is applied to the carbon heating layer, heat is generated at 100 to 190 ° C., and the heating temperature range is a maximum heating temperature that can be determined by the number of coatings of the carbon heating layer. The number of coating of the carbon emitting layer is preferably 3 to 9 times. If the number of times the coating of the carbon heating layer is less than three times it becomes difficult to have the exothermic temperature, the characteristics of the present invention does not appear, if exceeding nine times, the high temperature in the carbon heating layer may occur higher than the temperature range However, there is a disadvantage in that the cracks may occur in the carbon heating layer, thereby reducing the durability.
상기 광촉매층(14)은 광원에 의해서 활성화되어 미생물과 같은 생물학적 물질과, 휘발성 오염물질과 같은 비생물학적 물질을 제거할 수 있는 촉매로서, 이산화티타늄 촉매가 가장 바람직하게 사용될 수 있다.The
상기 광촉매 필터(10)는 카본발열층에 전류를 전도시킬 수 있도록 다공성 지지체 양 측단에 금속판(15)을 더 포함시킬 수 있다. 상기 금속판(15)은 그 형태나 재료는 한정하지 않으며, 바람직하게는 구리판 형태이다. 상기 금속판(15)은 상기 다공성 지지체(11)에 카본발열층(13)이 형성된 후, 금속판(15)이 구비되는 것이 바람직하다. 이유는 상기 금속판의 역할은 전류를 카본발열층에 통전시키기 위함이기 때문이다.The
또한, 본 발명의 광촉매 필터를 제조하는 방법은, Moreover, the method of manufacturing the photocatalyst filter of this invention,
1) 다공성 지지체를 유액 조성물에 침지시키고, 상기 침지시킨 다공성 지지체를 열처리하여 절연층을 형성시키는 단계;1) immersing the porous support in the emulsion composition, and heat treating the immersed porous support to form an insulating layer;
2) 상기 절연층이 형성된 다공성 지지체를 카본용액에 침지시키고, 이를 불활성 기체 분위기에서 열처리하여 다공성 지지체에 카본발열층을 형성시키는 단계;2) immersing the porous support on which the insulating layer is formed in a carbon solution, and heat-treating it in an inert gas atmosphere to form a carbon heating layer on the porous support;
3) 상기 카본발열층이 형성된 다공성 지지체 양 측단에 전원공급용 전선이 연결된 금속판을 구비시키는 단계;3) providing a metal plate connected to a power supply wire at both ends of the porous support on which the carbon heating layer is formed;
4) 상기 양 측단에 금속판이 구비된 다공성 지지체를 광촉매 용액에 침지하고, 열처리하여 광촉매층을 형성시키는 단계;4) immersing the porous support having the metal plate at both side ends in the photocatalyst solution and heat-treating to form a photocatalyst layer;
을 포함하여 이루어진다.It is made, including.
먼저, 상기 단계 1)은 다공성 지지체에 절연층을 형성시키는 단계이다.First, step 1) is to form an insulating layer on the porous support.
상기 다공성 지지체는 내구성 및 열 안정성이 높은 무기 물질을 사용하는 것이 좋으며, 바람직하게는 발포금속이 좋다. 상기 절연층을 다공성 지지체에 형성시키기 위하여, 세라믹 재료를 사용할 수 있으며, 바람직하게는 산화물계 세라믹 및 점토성분 등을 혼합한 세라믹스와 점결제 등을 혼합하여 제조된 유액 조성물을 사용할 수 있다. 상기 제조된 유액 조성물에 다공성 지지체를 침지시키고, 절연층이 형성될 수 있도록 300~500 ℃로 열처리를 수행할 수 있다. 이때, 상기 열처리 온도 가 300 ℃ 미만일 경우, 낮은 온도로 인해서 절연층 형성에 오랜 시간이 소요되어 경제성이 떨어지고, 500 ℃를 초과할 경우, 고온으로 인해서 절연층에 불균열이 발생할 가능성이 있어서, 바람직하지 않다. 상기 절연층을 형성시키기 위한 열처리 시간은 다공성 지지체에 절연층이 형성될 수 있는 시간이면 특별히 한정하지 않으나, 10~300 분으로 수행할 수 있다.For the porous support, it is preferable to use an inorganic material having high durability and high thermal stability, and preferably a foamed metal. In order to form the insulating layer on the porous support, a ceramic material may be used, and preferably, an emulsion composition prepared by mixing a ceramic mixed with an oxide-based ceramic and a clay component and a binder may be used. The porous support may be immersed in the prepared emulsion composition, and heat treatment may be performed at 300 to 500 ° C. to form an insulating layer. At this time, when the heat treatment temperature is less than 300 ℃, it takes a long time to form an insulating layer due to the low temperature, the economic efficiency is lowered, if it exceeds 500 ℃, there is a possibility that a crack occurs in the insulating layer due to the high temperature, Not. The heat treatment time for forming the insulating layer is not particularly limited as long as the insulating layer can be formed on the porous support, but may be performed in 10 to 300 minutes.
다음으로, 상기 단계 2)는 절연층이 형성된 다공성 지지체에 카본발열층을 형성시키는 단계이다.Next, step 2) is a step of forming a carbon heating layer on the porous support on which the insulating layer is formed.
상기 카본발열층은 전류를 통하게 하였을 때, 열 발생을 유도하기 위하여 형성시키는 층으로서, 상기 카본발열층은 절연층이 형성된 다공성 지지체를 카본용액에 침지시키고, 이를 질소, 아르곤 등과 같은 불활성기체 분위기에서 열처리하여 형성시킬 수 있다. 상기 카본용액은 상용화된 카본체를 구입하여, 이를 증류수에 혼합한 용액이며, 10~20 % 농도로 희석하여 사용할 수 있다. 상기 카본 용액의 농도가 10 % 미만일 경우, 카본발열층이 형성되기 힘들고, 20 %을 초과할 경우에는 카본발열층의 형성은 용이하나, 카본발열층이 불균일하게 코팅되거나 너무 두껍게 형성되어 발열층의 변형이 우려됨으로 적절하지 않다.The carbon heating layer is a layer which is formed to induce heat generation when the current is passed through the current, and the carbon heating layer immerses the porous support on which the insulating layer is formed in the carbon solution, and in the inert gas atmosphere such as nitrogen and argon. It may be formed by heat treatment. The carbon solution is a solution obtained by purchasing a commercialized carbon body and mixing it in distilled water, and may be used by diluting it to a concentration of 10 to 20%. When the concentration of the carbon solution is less than 10%, it is difficult to form a carbon heat generating layer, when it exceeds 20% is easy to form a carbon heat generating layer, but the carbon heat generating layer is unevenly coated or formed too thick, It is not appropriate because of the fear of deformation.
또한, 상기 카본발열층은 광촉매 필터에 100~190 ℃로 발열시키기 위하여, 카본용액에 침지 및 건조를 3~9회 코팅을 실시하는 것이 바람직하다.In addition, the carbon heating layer is preferably immersed and dried in a carbon solution 3-9 times to heat the photocatalyst filter to 100 ~ 190 ℃.
상기 다수회 카본발열층이 경화될 수 있도록, 반응성이 낮은 불활성 기체하에서 100~180 ℃로 열처리하여 카본발열층을 형성시킬 수 있다. 이때, 상기 열처리 온도가 100 ℃ 미만일 경우, 낮은 온도로 인해서 카본발열층 형성 시간이 장기간 소요되어 경제성이 떨어지고, 180 ℃를 초과할 경우에는 높은 온도로 인해서 카본발열층이 불균일하게 형성될 수 있어 바람직하지 않다.In order to harden the carbon exothermic layer, the carbon exothermic layer may be heat-treated at 100 to 180 ° C. under inert gas having low reactivity. At this time, when the heat treatment temperature is less than 100 ℃, due to the low temperature takes a long time to form a carbon heat generating layer, the economical efficiency is lowered, and when it exceeds 180 ℃, the carbon heat generating layer may be unevenly formed due to the high temperature is preferred. Not.
다음으로, 단계 3)은 카본발열층이 형성된 다공성 지지체의 양 측단에 금속판을 형성시키는 단계이다.Next, step 3) is to form metal plates on both side ends of the porous support on which the carbon heating layer is formed.
상기 카본발열층은 전류를 통하게 되면, 열이 발생하는데, 카본발열층에 전류를 통전시키기 위해서는 금속판을 카본발열층이 형성된 다공성 지지체의 양 측단에 형성시키는 것이 가장 바람직하다. 상기 금속판은 전류가 잘 통하는 금속이면 특별히 한정하지 않으며, 경제성을 고려하여 구리판인 것이 바람직하다.When the carbon heat generating layer is subjected to electric current, heat is generated. In order to conduct electric current through the carbon heat generating layer, it is most preferable to form metal plates at both ends of the porous support on which the carbon heat generating layer is formed. The metal plate is not particularly limited as long as it is a metal having good current flow, and is preferably a copper plate in consideration of economical efficiency.
상기 금속판을 다공성 지지체에 부착시키는 방법은 전도성인 카본 발열체층 상부에 은, 구리, 아연 등의 금속분말과 플럭스를 혼합하여 구성되는 저온 브레이징 은납페이스트를 사용하여 접합할 수 있다.The method of attaching the metal plate to the porous support may be performed by using a low-temperature brazing silver lead paste formed by mixing a metal powder such as silver, copper, zinc, and flux on the conductive carbon heating element layer.
마지막으로, 단계 4)는 금속판이 구비된 다공성 지지체에 광촉매층을 형성시키는 단계이다.Finally, step 4) is a step of forming a photocatalyst layer on the porous support provided with a metal plate.
상기 금속판이 구비된 다공성 지지체에 광촉매층을 형성시키기 위하여 광촉매 용액 제조하고, 여기에 상기 다공성 지지체를 침지하여 광촉매층을 형성시킬 수 있다. 상기 광촉매 용액은 5~100 ㎚ 크기의 나노 이산화티타늄을 물유리, 폴리비닐 아세테이트 또는 글루코오스 등의 바인더와 혼합하여 제조될 수 있다. 상기 나노 이산화티타늄의 크기는 다공성 지지체의 기공을 폐쇄시키지 않으면서, 광촉매층이 형성될 수 있도록 하는 크기이다. 이때, 상기 광촉매 용액은 이산화티타늄 1 중량부에 바인더가 1~10 중량부로 혼합하여 제조될 수 있다. 상기 바인더는 이산화티타 늄이 카본발열층에 용이하게 부착될 수 있도록 하는 물질이며, 이후, 카본발열층에서 발생되는 열에 견딜 수 있는 것을 사용한 것이다. 상기 광촉매층이 형성될 때, 금속판 상부에는 형성되지 않도록 하는데, 이유는 광촉매층에 일부 잔류하는 바인더가 필요에 따라 카본발열체의 가열에 의해 가열될 경우 각층간의 점착이 일어나는 것을 방지하기 위함이다.A photocatalyst solution may be prepared to form a photocatalyst layer on the porous support provided with the metal plate, and the photocatalyst layer may be formed by immersing the porous support thereon. The photocatalyst solution may be prepared by mixing nano titanium dioxide having a size of 5 to 100 nm with a binder such as water glass, polyvinyl acetate, or glucose. The size of the nano titanium dioxide is such that the photocatalyst layer can be formed without closing the pores of the porous support. In this case, the photocatalyst solution has a binder in 1 part by weight of titanium dioxide. It can be prepared by mixing in 1 to 10 parts by weight. The binder is a material that allows titanium dioxide to be easily attached to the carbon heating layer, and then, it is used to withstand the heat generated in the carbon heating layer. When the photocatalyst layer is formed, it is not formed on the upper metal plate, because the binder remaining in the photocatalyst layer is prevented from sticking between the layers when heated by heating of the carbon heating element as necessary.
또한, 도 2는 본 발명에 따른 열교환기를 나타낸 모식도이다.2 is a schematic diagram showing a heat exchanger according to the present invention.
본 발명의 특징에 따른 열교환기는, Heat exchanger according to a feature of the invention,
다공성 지지체에 순차적으로 절연층, 카본발열층 및 광촉매층을 포함하여 이루어지며, 양 말단에 구비된 금속판(15)이 구비된 하나 이상의 광촉매 필터(10);At least one
광촉매 필터의 오염도를 측정하기 위한 센서(21a)와 센서에서 체크된 오염도에 따라 열교환기에 전류량을 조절하는 조절부(21);A
열교환기 내부에 빛을 조사하는 광원(22); 및A light source 22 irradiating light inside the heat exchanger; And
상기 광촉매 필터 내부로 유입되는 공기를 외부로 방출하기 하기 위해 구비되는 전동팬(30);An
를 포함하여 이루어진다.It is made, including.
본 발명의 열교환기(20)는 공기 중에 포함된 오염물질을 제거하기 위하여 광촉매 필터(10)이 다수 결합되어 있는 형태이다. 더욱 상세하게는, 상기 판상형을 갖는 광촉매 필터(10)을 적층하되, 공기가 한 방향으로만 흐를 수 있도록 구성하고, 각 열교환 필터 유닛(10)은 공기가 배출될 수 있도록 서로 수직이 형성하여 한 방향으로 흐르는 공기를 그 위에 직각방향으로 흐르는 다른 공기로 열이 전달되어 이루어지는 열교환기의 기능을 갖도록 구성한다. 각 유닛의 양쪽 옆면은 폐쇄하여 발포체를 직각 방향으로 반복 적층하고, 적층된 광촉매 필터에서 광촉매 작용을 유도하기 위하여 광원 램프(22)를 측면에 위치시킨다.The
또한, 내부 공기가 배출되는 부분에는 휘발성의 오염물질 등을 검출할 수 있는 센서(21a)가 구비되어 내부 공기오염도가 일정수준 이상으로 증가되는 것이 감지되면, 전동팬(30) 및 광원(22)이 작동하여 내부 공기를 열교환기 내부로 끌어들인다. 열교환기 내부로 유입된 오염물질은 광원에 의해 활성화된 광촉매 필터에 의해서 분해되며, 미처 분해되지 못한 오염물질이 침적되는 것을 방지하기 위하여, 금속판(15)을 통하여 카본발열체에 전류를 통전시켜 카본발열체에서 150~200 ℃로 열을 발생시킨다. 상기 카본발열체에서 발생된 열에 의해 광촉매를 덮고 있거나 흡착되어 있는 오염물질은 고온으로 인해서 연소 또는 외부로 방출되어, 광촉매 필터의 사용 시간이 경과함에 따라 감소되는 광촉매의 기능을 회복시킬 수 있으며, 이로 인해, 광촉매 필터의 사용 수명을 증가시킬 수 있는 특징이 있다.In addition, the
이때 상기 전동팬(30)은 필요에 따라 내부 및 외부 공기의 열교환을 유도하여 내부 및 외부 공기의 온도 차이를 줄일 수가 있다.In this case, the
이하, 본 발명을 바람직한 실시예를 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며, 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to a preferred embodiment so that those skilled in the art can easily practice the present invention. As those skilled in the art would realize, the described embodiments may be modified in various different ways, all without departing from the spirit or scope of the present invention.
실시예Example 1: One: 광촉매Photocatalyst 필터의 제조 1 Manufacture of filters 1
다공성 지지체로 발포금속(평균 기공크기는 3.0 ㎜)을 사용하고, 이를 산화물계 세라믹 및 점토성분 등으로 구성된 유약계 세라믹스와 물유리, PVA 등의 점결제를 혼합하여 제조된 유액 조성물에 침지시킨 후, 이를 410 ℃로 가열하여 발포금속에 절연층을 형성시켰다.Foam metal (average pore size is 3.0 mm) is used as the porous support, and it is immersed in an emulsion composition prepared by mixing a glaze-based ceramic composed of an oxide-based ceramic and a clay component, and a binder such as water glass and PVA. It was heated to 410 ° C. to form an insulating layer on the foamed metal.
절연층이 형성된 발포금속을 30 % 카본용액(카본체, 현대화이바에서 구입)에 침지하고, 꺼내어 건조하는 과정을 3회 반복하였다. 이를 아르곤 가스 분위기에서 150 ℃에서 10분간 열처리하여 절연층에 카본발열층을 형성시켰다.The foamed metal having the insulating layer formed thereon was immersed in a 30% carbon solution (carbon body, purchased from Hyundai Fiber), taken out and dried three times. This was heat-treated at 150 ° C. for 10 minutes in an argon gas atmosphere to form a carbon heating layer in the insulating layer.
상기 카본발열층의 양 측단에 전도성 저온 브레이징 은납페이스트을 접촉시키고, 구리판을 그 위에 올린 후, 400 ℃의 온도에서 30분간 가온하여 접합시켰다.Conductive low temperature brazing silver lead paste was brought into contact with both ends of the carbon heating layer, and the copper plate was placed thereon, followed by heating at a temperature of 400 ° C. for 30 minutes to bond.
이후, 평균 30 ㎚의 크기인 이산화티타늄 1 중량부와 바인더로서, 폴리비닐 아세테이트 0.2 중량부를 증류수 500 ㎖에 혼합하여 제조된 광촉매 용액에 침지한 후, 상온에서 3시간 건조하였다. 이를 170 ℃로 열처리가 하여 광촉매 필터를 제조하였다.Thereafter, 1 part by weight of titanium dioxide having an average size of 30 nm and a binder were immersed in a photocatalyst solution prepared by mixing 0.2 parts by weight of polyvinyl acetate in 500 ml of distilled water, followed by drying at room temperature for 3 hours. This was heat-treated at 170 ° C. to prepare a photocatalyst filter.
실시예Example 2: 2: 광촉매Photocatalyst 필터의 제조 2 Preparation of filters 2
카본발열층의 코팅횟수를 5회로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 광촉매 필터를 제조하였다.A photocatalyst filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the number of coatings of the carbon heating layer was five times.
실시예Example 3: 3: 광촉매Photocatalyst 필터의 제조 3 Manufacturing of filters 3
카본발열층의 코팅횟수를 7회로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 광촉매 필터를 제조하였다.A photocatalyst filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the number of coatings of the carbon heating layer was set to seven.
실시예Example 4: 4: 광촉매Photocatalyst 필터의 제조 4 Manufacturing of filters 4
카본발열층의 코팅횟수를 9회로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 광촉매 필터를 제조하였다.A photocatalyst filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the coating number of the carbon heating layer was nine times.
비교예Comparative example 1: One: 광촉매Photocatalyst 필터의 제조 1 Manufacture of filters 1
카본발열층의 코팅횟수를 12회로 하는 것을 제외하고는 상기 실시예 1과 동일한 방법으로 하여 광촉매 필터를 제조하였다.A photocatalyst filter was manufactured in the same manner as in Example 1, except that the number of coatings of the carbon heating layer was 12.
실험예Experimental Example 1: One: 광촉매Photocatalyst 필터의 최대 Filter maximum 발열온도Exothermic temperature
상기 실시예 1~4 및 비교예 1에 의해서 제조된 광촉매 필터의 카본발열층 코팅횟수에 따른 최대 발열온도를 측정하기 위하여 하기와 같은 실험을 진행하였다.In order to measure the maximum exothermic temperature according to the number of times the carbon heating layer coating of the photocatalyst filter prepared in Examples 1 to 4 and Comparative Example 1, the following experiment was carried out.
상기 광촉매 필터에 220 볼트, 1.5 암페어의 전원을 공급하고, 2분후 광촉매 필터의 온도를 측정하고, 그 결과를 하기 표 1에 나타내었다.220 volts, 1.5 amps of power were supplied to the photocatalyst filter, and the temperature of the photocatalyst filter was measured after 2 minutes, and the results are shown in Table 1 below.
최고온도(℃)
Temperature (℃)
비고
Remarks
실시예 1
Example 1
105
105
-
-
실시예 2
Example 2
147
147
-
-
실시예 3
Example 3
172
172
-
-
실시예 4
Example 4
184
184
-
-
비교예 1
Comparative Example 1
191
191
카본 발열층의 균열
Crack in carbon heating layer
상기 표 1은 광촉매 필터의 최대 발열온도를 나타낸 것으로, 카본발열층의 코팅횟수가 많아질수록 카본발열층의 최대발열 온도가 상승함을 알 수 있었다. 그러나, 코팅횟수가 비교예 1과 같이 12회가 될 경우에는 카본 발열층의 균열이 발생하여 바람직하지 않음을 알 수 있었다.Table 1 shows the maximum exothermic temperature of the photocatalyst filter, and as the number of coatings of the carbon exothermic layer increases, the maximum exothermic temperature of the carbon exothermic layer increases. However, when the number of coatings is 12 times as in Comparative Example 1, it was found that cracking of the carbon exothermic layer occurs, which is not preferable.
실험예Experimental Example 2: 2: 광촉매Photocatalyst 필터의 성능평가 측정 Performance evaluation measurement of filter
물 800 ㎖에 한천을 20중량%를 넣고, 100 ℃에서 용해하고, 여기에 메틸렌블루를 10 ㎎을 첨가하여 혼합하여 균질하게 용해되도록 하여, 한천과 메틸렌블루가 혼합된 용액을 제조하였다. 20% by weight of agar was added to 800 ml of water, dissolved at 100 ° C, and 10 mg of methylene blue was added thereto, mixed to dissolve homogeneously, and a solution mixed with agar and methylene blue was prepared.
상기 용액을 0.3 ㎖의 양을 굳지 않은 상태로 채취하기 위해 60 ℃로 가열된 스포이드로 채취하고, 이를 실시예 4 및 비교예 1의 광촉매 필터에 점적하여 광촉매 필터 표면에 판상의 외형을 갖는 원형물질이 형성되도록 하였다.The solution was collected with an eyedropper heated to 60 ° C. in order to collect 0.3 ml of the solution in an uncured state. A circular substance having a plate-like appearance on the surface of the photocatalyst filter was added to the photocatalyst filters of Example 4 and Comparative Example 1. This was made to form.
상기 원형물질이 형성된 광촉매 필터에 20W 블랙라이트 2개를 사용하여 1.0 mW/㎠로 자외선을 조사하였다. 이때 원형물질 위에 투명필름과 플라스틱 샤레를 놓고 자외선을 조사하여 메틸렌블루 수용액의 색의 투명화율이 90%가 되는 시간을 기준으로 하여 광촉매의 성능을 측정하였다. 이때, 광촉매 필터에는 220볼트, 1.5암페어의 전원을 공급하고, 2 분간 가열하여 온도를 상승시켰으며, 광촉매 특성 회복의 결과는 하기 표 2에 나타내었다.UV light was irradiated at 1.0 mW / cm 2 using two 20W blacklights to the photocatalyst filter in which the circular material was formed. The performance of the photocatalyst was measured on the basis of the time when the transparent film and the plastic shale were placed on the circular material and irradiated with ultraviolet rays to make the color of the methylene blue aqueous solution 90% clear. In this case, the photocatalyst filter was supplied with 220 volts and 1.5 amps of power, and heated for 2 minutes to increase the temperature. The results of the photocatalyst recovery were shown in Table 2 below.
온도(℃)
Temperature (℃)
회복시간(min)
Recovery time (min)
실시예 4
Example 4
150
150
5.8
5.8
실시예 4
Example 4
160
160
3.6
3.6
실시예 4
Example 4
170
170
2.1
2.1
실시예 4
Example 4
180
180
1.5
1.5
비교예 1
Comparative Example 1
200
200
1.0
1.0
상기 표 2에서 보는 바와 같이, 실시예 4 및 비교예 1의 광촉매 필터는 카본코팅층의 코팅횟수의 증대에 따른 가열온도 상승에 따라 회복되는 시간이 빨라짐을 알 수 있었다. 그러나, 비교예 1은 광촉매 필터의 온도는 높지만, 카본발열층에 균열이 발생하여 내구성이 떨어짐으로, 본 발명에서는 적절하지 않았다.As shown in Table 2, it can be seen that the photocatalyst filters of Example 4 and Comparative Example 1 have a faster recovery time as the heating temperature increases with the increase in the number of coatings of the carbon coating layer. However, in Comparative Example 1, although the temperature of the photocatalyst filter was high, cracking occurred in the carbon heat generating layer, resulting in poor durability, which was not suitable in the present invention.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.Although the preferred embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited thereto, and various modifications can be made within the scope of the technical idea of the present invention, which also belong to the appended claims. Of course.
도 1는 본 발명의 일 실시예에 따라 제조된 광촉매 필터와 광촉매 필터의 코팅 단면을 나타난 것이다.1 shows a coating cross section of a photocatalyst filter and a photocatalyst filter prepared according to an embodiment of the present invention.
도 2은 본 발명의 열교환기를 나타난 모식도이다.2 is a schematic view showing a heat exchanger of the present invention.
- 도면 부호에 대한 설명 --Explanation of reference numerals-
10: 광촉매 필터 11. 다공성 지지체10:
12: 절연층 13: 카본발열층12: insulation layer 13: carbon heating layer
14: 광촉매층 15: 금속판14: photocatalyst layer 15: metal plate
20: 열교환기 21a: 센서20:
21: 조절부 22: 광원21: control unit 22: light source
30: 전동팬30: electric fan
Claims (14)
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| KR20050071352A (en) * | 2004-01-02 | 2005-07-07 | 크린에어테크놀로지 주식회사 | Ceramic filter with supporting body and method of preparing thereof |
| JP2006043581A (en) | 2004-08-04 | 2006-02-16 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Hygroscopic filter, its production method, recycle method, wetting apparatus and dehumidification apparatus |
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