KR101559324B1 - 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광촉매 탈취설비에 관한 것으로, 저면에 마련되는 가스 흡기부로부터 악취가스를 흡입하여 상부 일측면으로 배출하는 송풍팬이 내측에 마련되는 케이스; 및 상기 송풍팬의 전단 또는 후단에 마련되어 악취가스의 이동경로 상에 설치되도록 마련되고, 내측에 UV램프가 다수로 마련되고, 외측에 스테인레스 재질의 메쉬가 다수로 중첩되는 메쉬망이 마련되고, 상기 메쉬망에 산화 반응 촉매로서 이산화티타늄(TiO2)이 코팅되도록 마련되는 반응모듈을 포함하는 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치가 제공된다.
본 발명에 따른 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치에 의하면, 비접촉식 광촉매 메시망이 중첩되게 마련됨으로써 UV 수광 면적을 극대화하는 동시에, 메시망 자체에 의해 UV가 차단됨으로써 광촉매 효율이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 탈취장치가 제공된다. 또한 반응 모듈이 교체가능하도록 제공됨으로써 쉽게 교체하거나 분리하여 청소할 수 있으므로 유지관리가 쉽고, 스테인레스 재질의 메시망을 적용함으로써 부식과 오염에 강하다. 또한 비교적 소형화 가능한 구성으로 제공됨으로써 이동이 가능하므로 장치의 설치 및 운용의 편의성이 높다.
본 발명에 따른 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치에 의하면, 비접촉식 광촉매 메시망이 중첩되게 마련됨으로써 UV 수광 면적을 극대화하는 동시에, 메시망 자체에 의해 UV가 차단됨으로써 광촉매 효율이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 탈취장치가 제공된다. 또한 반응 모듈이 교체가능하도록 제공됨으로써 쉽게 교체하거나 분리하여 청소할 수 있으므로 유지관리가 쉽고, 스테인레스 재질의 메시망을 적용함으로써 부식과 오염에 강하다. 또한 비교적 소형화 가능한 구성으로 제공됨으로써 이동이 가능하므로 장치의 설치 및 운용의 편의성이 높다.
Description
본 발명은 광촉매 탈취설비에 관한 것으로, 좀더 상세하게는 광촉매가 도포되는 매체로서 스테인레스 재질의 메쉬망을 사용하여 UV광원의 투과성을 높임과 동시에 좁은 모듈 내의 공간에서 촉매 접촉 면적을 극대화함으로써 탈취 반응성을 높힌 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치에 관한 것이다.
광촉매 탈취설비는 이산화티탄(Tio2)과 같은 광촉매 소재가 빛을 받아 일으키는 산화반응을 이용하여 대기 중의 오염물질 및 악취성분을 제거하는 장치이다. 이산화티탄은 자외선을 받으면 촉매 표면의 전자가 가전자대(valence band)에서 전도대로 여기되어 주변으로 탈출하고, 이를 주변의 산소(O2)가 포집하여 잉여전자를 갖는 래디컬(radical)로 전환된다. 상기 래디컬의 유기물 분해능은 래디컬이 소멸될 때까지 지속적으로 발생하며, 차아염소산(HOCl)이나 오존(O3)보다 강한 산화력을 갖는다.
상술한 광촉매 반응을 이용한 탈취 설비는 크게 접촉식과 비접촉식으로 분류될 수 있다. 접촉식은 탈취 대상 가스가 광촉매 필터를 직접 관통하여 반응이 이뤄지는 방식으로, 반응 효율이 높다는 장점이 있다. 한편 비접촉식 광촉매 탈취 설비는 기류가 설비 내로 유입되어 광촉매 모듈을 직접 내부로 관통하지 않으면서 반응을 일으키는 방식으로, 설비 내부에 있는 광촉매모듈과 모듈 사이로 기류를 흐르게 하여 유입가스가 UV램프와 촉매판의 접촉을 방지하도록 설계되는 설비이다. 직접 접촉을 피하면서 UV 광원 조사와 촉매산화 반응이 일어나도록 되어 있어 광촉매 설비의 최대 약점인 촉매 피독 현상, 즉 촉매판과 UV램프에 수분, 유분 및 먼지 등이 달라붙어 탈취 효율이 급격히 떨어지는 현상을 방지할 수 있다.
국내 공개특허 제 10-2004-0011746은 일반적인 공조기 설비 내에 설치될 수 있는 유닛 형태의 광촉매 필터를 제공하고 있다. 상기 공개 기술은 소정공간을 갖는 하우징(12), 상기 하우징(12)의 일측에 구비되어 상기 하우징(12)의 외부로부터 공기가 유입되는 공 기 유입구(2), 상기 공기 유입구(2)로부터 유입된 공기 중에 존재하는 악취 및 미생물 등의 오염물질을 광촉매 산화반 응으로 산화분해시키기 위한 적어도 하나 이상의 광촉매 필터(6), 상기 오염물질을 광촉매 산화반응으로 산화분해시 킴과 동시에 상기 광촉매 산화반응에 의하여 발생하는 2차 오염물질을 흡착시키기 위한 적어도 하나 이상의 흡착성 광촉매 필터(8), 상기 광촉매 필터(6) 및 흡착성 광촉매 필터(8)에 빛을 조사하여 광촉매 산화반응이 발생하도록 하는 적어도 하나 이상의 램프(10), 상기 램프(10)에 전류를 공급하기 위한 전원 공급부(16) 및 상기 광촉매 산화반응에 의하여 처리된 공기를 외부로 배출하기 위한 공기 배출구(4)를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화장치를 제공한다.
상기 비교기술은 상기 광촉매 필터의 기재로서 알루미늄 메쉬를 일 실시예로서 제시하고 있고, 다수의 광촉매 필터를 공기 진행 방향에 수평하게 다수로 설치되도록 하는 수평접촉식 방식을 제공하고 있다. 그러나 상기 비교기술은 필터 부재류가 폐쇄된 하우징 내에 밀집된 구조로, 내부에 먼지나 입자 등이 쌓일 경우 필터의 분해 청소가 어렵다는 단점이 있다. 또한 UV램프에 대해 필터가 적층되어 있어 램프로부터 상대적으로 먼 위치에 있는 필터의 광촉매 효율이 저하된다는 단점이 있다.
상기한 바와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 광촉매에 의한 탈취 반응을 유도하는 비접촉식 중층 메쉬망이 제공됨으로써 광촉매 반응을 위한 촉매제의 면적 및 자외선 수광 효율을 극대화할 수 있고, 반응모듈이 수직으로 세워지도록 마련됨으로써 이물질의 침착이나 흡착을 저감할 수 있다. 또한 모듈 형태로 마련되어 교체 및 청소가 쉬운 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치를 제공한다.
즉 본 발명은 악취 가스를 물리적으로 직접 필터링하지 않고, 비접촉 방식으로 악취 가스의 악취 성분을 광촉매 반응에 의해 제거하는 비접촉식 탈취장치를 제공함으로써, UV램프와 메쉬망의 피독 현상을 최소화한다.
또한 본 발명은 본체부가 이동 가능하고 소형화가 가능하므로 필요한 장소에 쉽게 설치하여 사용할 수 있으며, 필요에 따라서는 반응모듈의 수를 늘림으로써 대용량 가스 처리가 가능한 대형 설비에도 적용할 수 있다.
본 발명의 다른 목적들은 이하의 실시예에 대한 설명을 통해 쉽게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 일 측면에 의하면, 탈취장치에 있어서, 저면에 마련되는 가스 흡기부로부터 악취가스를 흡입하여 상부 일측면으로 배출하는 송풍팬이 내측에 마련되는 케이스; 및 상기 송풍팬의 전단 또는 후단에 마련되어 악취가스의 이동경로 상에 다수로 설치되도록 마련되고, 내측에 UV램프가 다수로 마련되고, 외측에 스테인레스 재질의 메쉬가 다수로 중첩되는 메쉬망이 마련되고, 상기 메쉬망에 산화 반응 촉매로서 이산화티타늄(TiO2)이 코팅되도록 마련되는 반응모듈을 포함하는 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치가 제공된다.
상기 케이스는, 상기 케이스의 이동을 위해 저면에 다수로 마련되는 캐스터가 마련되는 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치가 제공된다.
상기 반응모듈은, 교체가능하게 마련되고, 상기 메쉬망은, 스테인레스 재질의 메쉬가 2 ~ 3겹으로 중첩되도록 마련되되, 낱개의 메쉬는 평직방식으로 직조되고, 공간율이 64 ~ 87%가 되도록 직조되는 것이 적용되도록 하고, 각각의 메쉬망은 상기 UV램프에 대해 줄눈이 엇갈리게 겹쳐지도록 마련되는 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치가 제공된다.
본 발명에 따른 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치에 의하면, 메시망으로 마련되는 비접촉식 광촉매 필터가 중첩되게 마련됨으로써 UV 수광 면적을 극대화하는 동시에, 메시망 자체에 의해 UV가 차단됨으로써 광촉매 효율이 저하되는 것을 최소화할 수 있는 탈취장치가 제공된다.
또한 반응모듈이 교체가능하도록 제공됨으로써 쉽게 교체하거나 분리하여 청소할 수 있으므로 유지관리가 쉽고, 스테인레스 재질의 메시망을 적용함으로써 부식과 오염에 강하다.
또한 비교적 소형화 가능한 구성으로 제공됨으로써 이동이 가능하므로 장치의 설치 및 운용의 편의성이 높으며, 필요시 반응모듈을 확충함으로써 대형 설비에도 적용될 수 있어 활용의 폭이 넓다.
도 1은 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 일 실시예를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 일 실시예를 도시한 측단면도이다.
도 3은 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 반응모듈의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 4는 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 메쉬 규격을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 일 실시예를 도시한 정단면도이다.
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도 5는 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 일 실시예를 도시한 정단면도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고, 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고, 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니고, 본 발명의 기술 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 식으로 이해 되어야 하고, 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 실시예를 상세히 설명하며, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 대응하는 구성요소에 대해서는 동일한 참조 번호를 부여하고, 이에 대해 중복되는 설명을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 일 실시예를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 일 실시예를 도시한 단면도이며, 도 3은 본 발명인 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 반응모듈의 일 실시예를 도시한 분해사시도이다.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 케이스(110), 송풍팬(112), 반응모듈(120)로 구성될 수 있다.
케이스(110)는 탈취장치(100) 본체의 외측 하우징을 이루는 구성으로서, 저면에 마련되는 가스 흡기부(111)로부터 악취가스를 흡입하여 상부 일측면에 마련되는 덕트(115)로 배출하는 송풍팬(112)이 내측에 마련될 수 있다. 본 발명이 제공하는 탈취장치(100)는 이동식으로 마련될 수 있다. 따라서 탈취장치 구성이 내장되는 케이스(110)는 저면에 이동을 위한 캐스터(113)가 다수로 마련될 수 있다. 캐스터(113)에 의해 케이스(110)의 저면은 일정한 간격을 두고 지면으로부터 띄워져 있도록 마련되고, 저면에 마련되는 가스 흡기부(111)로 악취가스가 흡입될 수 있다. 즉 캐스터(113)는 케이스(110)의 이동뿐만 아니라 가스 흡기부(111)의 작동을 위한 지면으로부터의 유격을 확보하기 위한 다리 역할을 겸할 수 있다.
케이스(110) 내측에 마련되는 송풍팬(112)은 외부로부터 전력을 공급받아 가스 흡기부(111)로부터 악취가스를 흡기하여 케이스(110) 내측의 가스 이동 경로로 이송시키는 역할을 하도록 마련된다.
반응모듈(120)은 송풍팬(112)의 전단 또는 후단에 마련되어 악취가스의 이동경로 상에 설치됨으로써 탈취기능을 하도록 마련된다. 반응모듈(120)은 내측에 UV램프(121)가 다수로 마련되고, 외측에 스테인레스 재질의 메쉬가 다수로 중첩되는 메쉬망(122)이 마련되는 샌드위치 구조로 이루어질 수 있다.
도 3을 참조하면, 메쉬망(122)은 스테인레스 재질의 메쉬로 이루어지고, 2~3장이 한 조를 이루어 반응모듈(120)의 양면에 각각 부착되도록 마련될 수 있다. 메쉬망(122)의 사이에는 UV램프(121)가 다수로 설치되어 UV광이 메쉬망(122) 및 반응모듈(120)의 외측으로 조사될 수 있다. 메쉬망(122)은 이산화티타늄(Tio2)이 코팅되어 UV램프(121)로부터 조사되는 자외선을 받아 산화반응이 진행되도록 마련된다. 이산화티타늄은 n형 반도체 물질로 자외선을 조사하면 전자 및 정공이 형성되어 강한 산화력을 가진 수산기 래디컬 및 발생기 산소를 생성한다. UV램프(121)는 이산화티타늄의 이러한 광촉매 반응을 유도하기 위해 185nm의 파장대를 조사하는 램프 및 살균 작용을 하는 254nm의 파장대를 조사하는 램프를 동시에 갖추도록 마련될 수 있다.
메쉬망(122)을 중첩시켜 반응모듈(120)에 장착하게 되면 이산화티타늄이 악취가스에 접하는 면적을 증대시킬 수는 있으나, 반응모듈(120)의 내측에 장착되는 UV가 가장 바깥에 중첩되는 메쉬망(122)에 조사되는 양을 줄이게 됨으로써 결과적으로 광촉매 반응의 효율이 저하될 수 있다. 따라서 메쉬망(122)의 중첩에 의한 악취가스 접촉면적과, 메쉬망(122)자체에 의해서 UV가 차단됨에 따라 발생하는 광촉매 효율 변동 사이에서 최적화된 광촉매 반응을 유도할 수 있는 메쉬망(122) 조건이 요구된다.
스테인레스 메쉬는 직조유형 및 와이어 굵기(wire diameter)에 따라 다양한 규격으로 제공될 수 있다. 본 발명에서는 평직(plain weave) 유형으로 직조된 메쉬망 중에서 공간율(open area, 단위면적 당 와이어와 눈의 면적비)이 86.5%인 메쉬를 메쉬망(122)으로 적용하여 설명하도록 한다. 참고로 평직 유형은 다양한 직조 방식 중 공간율을 가장 크게 확보할 수 있는 방식이며, 86.5%의 공간율은 일반적인 메쉬망의 공간율 중 가장 큰 공간율에 해당한다. 이처럼 메쉬망 자체가 직조되는 와이어로 인한 UV 불투과성을 갖기 때문에, 메쉬망을 중첩시킬 경우 UV램프로부터 멀어질수록 UV 조사율이 떨어지면서 효율이 낮아지게 된다.
도 4를 참조하면, UV램프(121)에 가장 근접한 메쉬망(122)이 100%의 UV를 조사받는다고 가정하고, 내측의 메쉬망(122)으로 악취가스가 도달하는 과정에서 외측 필터망에 의한 간섭이 없다고 가정할 경우, 중간의 필터망은 86.5%의 UV를 조사받는다. 이와 같은 방식으로 UV램프(121)로부터 가장 멀리 떨어진 필터망은 73%의 UV를 조사받게 된다. 따라서 메쉬망(122)을 세 겹으로 중첩했을 시 단일층의 필터망을 사용했을 경우에 대비해 260%의 광촉매 효율을 갖게 된다.
상술한 논의에 따르면 필터망이 중첩될수록 광촉매의 면적이 넓어져 광촉매 효율이 높아지나, 실제에서는 필터망이 많아질수록 악취가스가 메쉬망(122) 자체의 저항으로 인해 효율적으로 광촉매와 접촉하기 어려워지게 된다. 따라서 공간율 86.5%인 메쉬망을 적용할 경우 세 겹의 메쉬망(122)을 구성하여 단일층 필터망 대비 87.1%의 광촉매 효율을 갖도록 하는 것이 중첩된 필터망(122)의 효율을 최적화할 수 있다.
또한 메쉬망(122)을 중첩시킬 시 UV램프(121)에 대해 메쉬망(122)의 줄눈이 서로 엇갈리도록 중첩시킴으로써 내측 메쉬망(122)의 와이어에 의해 외측 메쉬망(122)으로 조사되는 UV가 차폐되는 것을 최소화시킬 수 있다.
도 5를 참조하면, 상술한 바와 같이 다수로 마련되는 반응모듈(120)이 내측에 설치되는 탈취장치(100) 본체의 정면측 단면도가 도시되어 있다. 케이스(110)의 저면에 마련되는 가스흡기부(111)로부터 흡입되는 악취가스는 케이스(110) 내측에 마련되는 반응모듈(120) 측면을 통과하면서 비접촉식 광촉매 탈취과정을 거쳐 케이스(110) 외측으로 방출됨으로써 공기 정화가 이루어지게 된다.
이와 같은 본 발명에 따른 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치의 작용을 설명하기로 한다.
탈취장치(100)는 내측에 마련되는 반응모듈(120) 내의 UV램프(121)와 이산화티타늄이 코팅된 메쉬망(122)의 광촉매 산화반응에 의해 악취가스의 악취를 제거하여 외기로 방출한다. 메쉬망(122)은 악취가스와의 접촉 면적을 극대화하기 위해 스테인레스 소재의 메쉬망으로 이루어지고, 2~3 장의 메쉬망(122)이 중첩되어 마련됨으로써 높은 효율로 탈취 반응을 얻을 수 있다. 반응모듈(120)은 탈취장치(100) 내에 분리 가능한 모듈 형식으로 설치됨으로써 간편하게 다양한 종류의 반응모듈(120)을 교체하여 사용할 수 있다.
또한 탈취장치(100)의 저면에는 이동용 캐스터(113)가 마련되어 자유롭게 장치(100)를 이동시켜 소기의 탈취 효과를 얻을 수 있다.
이와 같이 첨부된 도면을 참조하여 본 발명을 설명하였으나, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정 및 변형이 이루어질 수 있음은 물론이다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이러한 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100 : 탈취장치 본체
110 : 케이스 111 : 가스흡기부
112 : 송풍팬 113 : 캐스터
115 : 덕트 120 : 반응모듈
121 : UV램프 122 : 메쉬망
s : 조작스위치
110 : 케이스 111 : 가스흡기부
112 : 송풍팬 113 : 캐스터
115 : 덕트 120 : 반응모듈
121 : UV램프 122 : 메쉬망
s : 조작스위치
Claims (3)
- 탈취장치에 있어서,
저면에 마련되는 가스 흡기부로부터 악취가스를 흡입하여 상부 일측면으로 배출하는 송풍팬이 내측에 마련되는 케이스; 및
상기 송풍팬의 전단 또는 후단에 마련되어 악취가스의 이동경로 상에 다수로 설치되도록 마련되고, 내측에 UV램프가 다수로 마련되고, 외측에 스테인레스 재질의 메쉬가 다수로 중첩되는 메쉬망이 마련되고, 상기 메쉬망에 산화 반응 촉매로서 이산화티타늄(TiO2)이 코팅되도록 마련되는 반응모듈을 포함하고,
상기 반응모듈은,
교체가능하게 마련되고, 악취가스가 상기 반응모듈의 측면을 통과하면서 탈취과정을 거치도록 하고,
상기 메쉬망은, 스테인레스 재질의 메쉬가 2 ~ 3겹으로 중첩되도록 마련되되, 낱개의 메쉬는 평직방식으로 직조되고, 공간율이 64 ~ 87%가 되도록 직조되는 것이 적용되도록 하고, 각각의 메쉬망은 상기 UV램프에 대해 줄눈이 엇갈리게 겹쳐지도록 마련되는 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치. - 청구항 1에 있어서,
상기 케이스는,
상기 케이스의 이동을 위해 저면에 다수로 마련되는 캐스터가 마련되는 광촉매 메쉬 매트릭스를 이용한 비접촉식 탈취장치. - 삭제
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