KR101292535B1 - Device for eliminating harmful substance - Google Patents
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Abstract
본 발명은 유해물질의 제거효율을 더욱 높일 수 있는 유해물질 제거장치를 개시한다. The present invention discloses a device for removing harmful substances, which can further increase the efficiency of removing harmful substances.
본 발명에 따른 유해물질 제거장치는 내부에 공기유로가 형성된 덕트와, 상기 덕트 내부로 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 생성하여 분사하는 나노입자 생성장치와, 상기 나노입자 생성장치에서 생성되는 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 활성화시키는 활성부와, 상기 나노입자 생성장치로부터 상기 덕트내의 공기가 흐르는 방향으로 소정거리 이격되어 설치되며 공기에 포함된 입자상 물질을 제거하는 집진장치를 포함하며, 상기 활성부는 상기 나노입자 생성장치와 상기 집진장치 사이에 설치된다.The apparatus for removing harmful substances according to the present invention includes a duct in which an air flow path is formed, a nanoparticle generator for generating and spraying nanoparticles having photocatalytic properties into the duct, and a photocatalyst characteristic generated in the nanoparticle generator. It has an active part for activating the nanoparticles, and a dust collector is installed to be spaced apart a predetermined distance in the direction of the air flow in the duct from the nanoparticle generating device, the dust collecting device for removing the particulate matter contained in the air, the active part is the nano It is installed between the particle generator and the dust collector.
Description
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 유해물질 제거장치를 나타낸 개념도이다.1 is a conceptual diagram showing an apparatus for removing harmful substances according to a first embodiment of the present invention.
도 2는 도 1의 유해물질 제거장치에서 유기물의 분해과정을 나타낸 것이다.Figure 2 shows the decomposition of the organic matter in the harmful substance removal apparatus of FIG.
도 3은 본 발명의 제 2실시예에 따른 유해물질 제거장치를 나타낸 개념도이다.3 is a conceptual diagram illustrating an apparatus for removing harmful substances according to a second embodiment of the present invention.
*도면의 주요부분에 대한 부호 설명*Description of the Related Art [0002]
10: 덕트 20: 나노입자 생성장치10: duct 20: nano particle generator
30: 활성부 40: 집진장치30: active part 40: dust collector
50: 투명판 60: 반사판50: transparent plate 60: reflecting plate
본 발명은 유해물질 제거장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 생성하는 나노입자 생성장치와 상기 나노입자를 활성화시키는 활성부를 이용하여 유해물질을 제거할 수 있는 유해물질 제거장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing toxic substances, and more particularly, a toxic substance removing apparatus capable of removing toxic substances by using a nanoparticle generating apparatus for generating nanoparticles having photocatalytic properties and an active part for activating the nanoparticles. It is about.
현대사회는 환경오염에 의해 생활환경이 점차 악화되고 있다. 이러한 환경 오염은 사람들이 거주하는 실내환경의 악화로 이어지고 있으며, 유해한 휘발성 유기물질(VOC: Volatile Organic Compounds)이나 미세먼지, 악취, 병원균 등에 의한 위험에 항시 노출되어 있다. In modern society, living environment is getting worse due to environmental pollution. Such environmental pollution leads to deterioration of the indoor environment where people live, and is always exposed to the dangers of harmful volatile organic compounds (VOCs), fine dust, odors and pathogens.
상기와 같은 유해물질을 제거하기 위하여 일반적으로 사용되는 유해물질 제거장치는 공기유로가 형성된 덕트 내부에 공기 유동을 발생시키는 송풍팬과 산화티타늄 또는 제올라이트에 산화티타늄을 혼합한 혼합물을 첨가한 광촉매필터와 자외선을 발생시키는 광원을 설치하여 구성되었다. In order to remove such harmful substances, the apparatus for removing harmful substances generally includes a photocatalyst filter comprising a mixture of a blowing fan and a titanium oxide or a mixture of titanium oxide and zeolite that generates air flow in a duct in which an air flow path is formed; It was comprised by installing the light source which generate an ultraviolet-ray.
이와 같은 유해물질 제거장치에 송풍팬과 자외선을 발생시키는 광원을 작동하면 미생물을 포함한 먼지 등의 이물질이 상기 광촉매필터에 걸러지면서 퇴적되고, 상기 광촉매필터에 걸러진 유해물질은 자외선에 의해 활성화된 산화티타늄에 의해 살균되거나 분해됨으로써 유해물질이 제거된다.When a fan and a light source for generating ultraviolet rays are operated in the apparatus for removing the harmful substances, foreign substances such as dust including microorganisms are filtered and deposited on the photocatalyst filter, and the harmful substances filtered through the photocatalyst filter are titanium oxide activated by ultraviolet rays. Hazardous substances are removed by sterilization or decomposition.
그러나, 산화티타늄과 같이 광촉매 특성을 나타내는 물질(이하 "광촉매물질" 이라 함)이 필터에 첨가되어 있으므로 광촉매물질이 활성화되는 부위가 필터 표면에 한정되므로 상기 필터에 직접 접촉하는 이물질에 포함된 유해물질만이 제거되었다. 특히, 상기 필터 표면에 다량의 이물질이 퇴적되면 광원에 의해 광촉매 특성을 가지는 물질의 활성화가 어렵게 되며, 덕트 내부의 유속이 빠를 경우 광촉매물질에 의해 유해물질이 제거되지 못하고 실내로 유입되는 문제점이 있었다.However, since a substance exhibiting photocatalytic properties such as titanium oxide (hereinafter referred to as "photocatalytic material") is added to the filter, the hazardous substance contained in the foreign matter directly contacting the filter because the site where the photocatalytic material is activated is limited to the filter surface. Only was removed. In particular, when a large amount of foreign matter is deposited on the surface of the filter, it is difficult to activate a material having a photocatalytic property by a light source, and when the flow rate inside the duct is fast, harmful substances cannot be removed by the photocatalytic material and flow into the room. .
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 유해물질과 광촉매물질이 충분히 반응할 수 있도록 하여 유해물질의 제거 효율을 높일 수 있는 유해물질 제거장치를 제공하는 것이다.The present invention is to solve the above problems, it is an object of the present invention to provide an apparatus for removing harmful substances that can sufficiently react the harmful substances and photocatalyst substances to increase the removal efficiency of the hazardous substances.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명에 따른 유해물질 제거장치는 내부에 공기유로가 형성된 덕트와, 상기 덕트 내부로 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 생성하여 분사하는 나노입자 생성장치와, 상기 나노입자 생성장치에서 생성되는 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 활성화하는 활성부와, 상기 나노입자 생성장치로부터 상기 덕트내의 공기가 흐르는 방향으로 소정거리 이격되어 설치되며 공기에 포함된 입자상 물질을 제거하는 집진장치를 포함하며, 상기 활성부는 상기 나노입자 생성장치와 상기 집진장치 사이에 설치된다.In order to achieve the above object, the apparatus for removing harmful substances according to the present invention includes a duct in which an air flow path is formed, a nanoparticle generating device for generating and spraying nanoparticles having photocatalytic properties into the duct, and the nanoparticles. An active part for activating nanoparticles having photocatalytic properties generated by the generating device, and a dust collecting device installed at a predetermined distance from the nanoparticle generating device in a direction in which air in the duct flows and removing particulate matter contained in the air. It includes, the active unit is installed between the nanoparticle generating device and the dust collector.
또한, 상기 활성부는 상기 덕트 내부에 설치되어 자외선, 가시광선 등을 발생시키는 광원으로 구성되거나 자연광 또는 실내광원을 투과시키는 투명판과 상기 투명판에 대향하는 위치에 설치되어 상기 투명판을 통해 투과된 빛을 반사하는 반 사판을 포함하여 구성된다.In addition, the active part is installed in the duct is composed of a light source for generating ultraviolet light, visible light and the like or a transparent plate for transmitting natural or indoor light source and installed in a position opposite to the transparent plate transmitted through the transparent plate It consists of a reflector that reflects light.
또한, 상기 나노입자 생성장치에서 생성되는 나노입자는 자외선 영역에서 활성화되는 이산화티탄(TiO2) 나노입자 또는 상기 이산화티탄(TiO2)에 금속(Ag,Fe,W,Cr)을 첨가하여 가시광선 영역에서 활성화되는 복합 나노입자인 것을 특징으로 한다. In addition, the nanoparticles generated in the nanoparticle generator are visible light by adding metal (Ag, Fe, W, Cr) to the titanium dioxide (TiO 2 ) nanoparticles or the titanium dioxide (TiO 2 ) activated in the ultraviolet region. It is characterized in that the composite nanoparticles are activated in the region.
이하에서는 본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 유해물질 제거장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter will be described in detail with reference to the accompanying drawings, the apparatus for removing harmful substances according to a first embodiment of the present invention.
본 발명의 바람직한 제 1실시예에 따른 유해물질 제거장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 내부에 공기유로가 형성된 덕트(10)와 상기 덕트(10) 내로 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 생성하여 분사하는 나노입자 생성장치(20)와 상기 나노입자 생성장치(20)에서 생성되는 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 활성화하는 활성부(30)와, 상기 덕트(10)내로 흐르는 공기에 포함된 입자상 물질을 제거하는 집진장치(40)를 포함한다.As shown in FIG. 1, the apparatus for removing harmful substances according to the first embodiment of the present invention generates and sprays a
덕트(10) 내부에는 공기유동을 발생시키는 송풍팬(미도시)이 설치되어 덕트(10)의 좌측에서 우측으로 공기가 흐를 수 있도록 하며, 공기가 배출되는 방향의 덕트(10) 내부에는 공기중의 미생물을 포함한 먼지 등의 이물질을 걸러 낼 수 있는 집진장치(40)가 설치된다. 집진장치(40)는 HEPA필터 또는 전기집진기 등을 모듈화하여 구성하는 것이 바람직하다.An air blowing fan (not shown) is installed inside the
또한, 공기가 유입되는 방향의 덕트(10) 내부에는 집진장치(40)와 소정거리 이격되어 광촉매 특성을 가지는 나노입자를 생성시키는 나노입자 생성장치(20)가 설치된다. 상기 나노입자 생성장치(20)는 광촉매물질로 알려진 이산화티탄(TiO2) 나노입자 또는 상기 이산화티탄(TiO2)에 금속(Ag,Fe,W,Cr)을 첨가한 복합 나노입자를 생성시키는 것이 바람직하다. 또한, 상기 나노입자 생성장치(20)는 재료를 국부적으로 가열한 뒤 기화하여 나노입자를 생성시키는 가열형 방식이나 재료를 전극으로 사용하고 양 전극 사이에 스파크 방전을 발생시켜 재료를 기화시킨 후 나노입자를 생성시키는 방전형 방식, 액상에 혼합하여 뿌려주는 분무방식 등 여러 가지 방식으로 형성될 수 있다.In addition, the inside of the
광촉매물질인 이산화티탄(TiO2)이 그 입자크기가 20nm 이하인 나노입자로 되면 매우 독특한 성질이 나타내는데, 태양광이나 형광등에서 발생되는 400nm이하의 자외선을 받으면 이 입자들은 유기물 분해기능, 항균.살균기능, 친수(hydrophilic)기능에 의한 자정(self-cleaning)효과 및 김서림방지 효과를 갖게 된다. 이러한 기능 및 효과는 건축자재, 공기정화, 항균 살균 제품, 도로자재, 자동차, 폐수처리 등에 응용할 수 있으며 특히, 상기와 같이 덕트 내부에서 유동하는 공기에 사용할 경우 에어컨, 공기청정기, 청소기, 공조 덕트 등에 사용할 수 있다.When titanium dioxide (TiO 2 ), a photocatalytic material, becomes nanoparticles with a particle size of 20 nm or less, it exhibits a very unique property. When UV rays of 400 nm or less generated from sunlight or fluorescent light are received, these particles are decomposed to organic matter, antibacterial and sterilizing. It has a self-cleaning effect and anti-fog effect by hydrophilic function. These functions and effects can be applied to building materials, air purification, antibacterial sterilization products, road materials, automobiles, wastewater treatment, etc. In particular, when used in the air flowing in the duct as described above, air conditioners, air cleaners, vacuum cleaners, air conditioning ducts, etc. Can be used.
또한, 나노입자 생성장치(20)와 집진장치(40) 사이에는 나노입자 생성장치(20)에서 생성된 광촉매 특성의 나노입자를 활성화시키기 위한 활성부(30)가 형성 되어 있다. 따라서, 나노입자 생성장치(20)에서 생성된 나노입자가 공기 중으로 분사되면 덕트 내 공기에 부유하여 미생물이나, VOC(Volatile Organic Compounds), 냄새분자들과 함께 섞여 이동하게 되고 나노입자가 덕트(10) 내에 설치된 활성부(30)에 의해 조사된 빛을 받으면 반응성이 큰 라디컬(radical)이 나노입자 주위에 계속 형성되고 나노입자 주위의 유해물질과 지속적으로 반응한다. 상기 활성부(30)는 자외선, LED, 가시광선 등의 빛을 발생시키는 광원으로 마련되고, 빛이 적절한 각도로 조사되도록 각도를 조절할 수 있도록 마련된다.In addition, an
따라서, 상기 나노입자 생성장치(20)에서 자외선에 의해 활성화되는 이산화티탄 (TiO2) 나노입자를 생성한 경우에는 자외선을 조사하고, 가시광선에 의해 활성화되는 복합 나노입자를 생성한 경우에는 가시광선을 조사하게 된다.Therefore, when the nanoparticle generating
도 2에는 나노입자 생성장치(20)에서 생성된 나노입자가 유해물질인 유기물을 분해하는 과정이 도시되어 있다.2 illustrates a process of decomposing organic substances, which are harmful substances, by nanoparticles generated by the
도 2에 도시된 바와 같이, 광촉매 특성의 나노입자에 나노입자를 활성화할 수 있는 빛이 조사되면 플러스 전기를 갖는 정공(h+)과 마이너스 전기를 갖는 전자(e-)를 각각 형성하여 강한 산화력과 환원력을 가지게 되며, 공기중의 물(H2O) 및 산소(O2)와 각각 반응하여 히드록시라디칼(-OH-)과 슈퍼옥사이드 이온(O2 -)등의 활성산소를 발생하게 되고, 이와 같이 생성된 히드록시라디칼(-OH-)과 슈퍼옥사이드 이온(O2 -)에 의해 유기물이 이산화탄소(CO2)와 물(H2O)로 분해되어 무해화된다.As shown in FIG. 2, when light capable of activating the nanoparticles is irradiated to the nanoparticles having photocatalytic properties, holes (h + ) having positive electricity and electrons (e − ) having negative electricity are formed to form strong oxidizing power, respectively. and it will have a reducing power, water in the air (H 2 O) and oxygen (O 2) and the respective reaction by hydroxy radical (-OH-) and superoxide ion (O 2 -) and the generated reactive oxygen species, such as The organic matter is decomposed into carbon dioxide (CO 2 ) and water (H 2 O) by the hydroxy radical (-OH-) and the superoxide ion (O 2 − ) generated as described above.
또한, 나노입자 생성장치(20)와 집진장치(40)가 소정거리 이격되어 설치되고 그 사이에 활성부(30)가 설치됨으로써, 나노입자가 공기와 함께 흘러가면서 반응이 이루어지므로 반응시간을 증가시킬 수 있으므로, 반응시간에 민감한 미생물이나 유해가스의 제거효율을 극대화할 수 있다. 만일 유해물질이 집진장치(40)까지 흘러가는 동안 나노입자와 반응하지 못했다고 해도, 집진장치(40)에 걸러진 유해물질 위로 나노입자가 계속해서 뿌려지므로 유해물질의 제거효율을 더욱 높일 수 있다. In addition, since the
도 3에는 본 발명의 바람직한 제 2실시예에 따른 유해물질 제거장치가 개시되어 있다.Figure 3 discloses a device for removing harmful substances according to a second embodiment of the present invention.
도 3에 도시된 바와 같이 제 2실시예에 따른 유해물질 제거장치는 제 1실시예의 활성부(30)를 덕트(10) 내부의 광원 대신에 태양광 또는 백색광과 같은 실내광원으로부터 덕트 내부로 빛을 도입하기 위한 투명판(50)과 상기 투명판(50)으로부터 도입된 빛을 반사시키기 위한 반사판(60)으로 구성하였다. 이때, 나노입자 발생장치(20)에는 광촉매물질에 금속(Ag,Fe,W,Cr)을 첨가하여 생성된 복합 나노입자를 생성시킴으로써 나노입자가 활성화시킬 수 있는 파장대를 가시광선 영역으로 이동시키는 것이 바람직하다.As shown in FIG. 3, the apparatus for removing a toxic substance according to the second exemplary embodiment of the present invention uses the
제 2실시예에 따른 유해물질 제거장치는 태양광이나 실내광원을 사용하여 나노입자를 활성화시킬 수 있으므로, 덕트(10) 내부에 별도의 광원을 설치할 필요가 없게 된다.Since the apparatus for removing harmful substances according to the second embodiment may activate nanoparticles using sunlight or an indoor light source, there is no need to install a separate light source inside the
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 유해물질 제거장치에 의하면, 유해물질과 광촉매 특성의 나노입자의 반응시간을 증가시킬 수 있으며, 집진장치 표면에 다량의 이물질이 퇴적되더라도 나노입자가 계속 뿌려지게 되므로 유해물질의 제거효율을 극대화시킬 수 있다.As described above, according to the apparatus for removing harmful substances according to the present invention, it is possible to increase the reaction time between the harmful substance and the photocatalytic nanoparticles, and the nanoparticles are continuously sprayed even when a large amount of foreign substances are deposited on the surface of the dust collector. Therefore, the removal efficiency of harmful substances can be maximized.
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