KR101705582B1 - photocatalyst filter unit and air purification apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 광촉매를 이용한 공기정화기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메시형태의 다공을 형성한 광촉매필터를 원통형상으로 이룸으로써 중앙으로 유입된 공기가 원통형상의 광촉매필터를 전면에 걸쳐 고루 지나면서 정화되도록 하여 넓게 퍼진 공기의 정화효율을 향상시키는 것이며, 나아가 원통형상 광촉매필터에 의한 공기정화를 1차 및 2차에 걸쳐 진행되도록 하고, 1차 공기정화 이후 복수 개의 통기구를 지남으로써 고른 공기흐름분포에 의해 공기정화효율이 향상되도록 하는 광촉매필터유닛 및 공기정화장치에 관한 것이다.
이와 같은 본 발명의 특징은 원통형태의 몸체부; 상기 몸체부 내부에 구비되는 원통형태의 지지부재; 상기 몸체부와 상기 지지부재 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 광촉매필터; 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 일측에 결합되며, 중공부가 형성되어 있는 제1커버; 및 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 타측에 결합되는 제2커버를 포함하며, 상기 제2커버는 상기 지지부재를 지지하는 홈부 및 상기 홈부 주변에 형성되는 복수개의 통기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.More particularly, the present invention relates to a technique for purifying air using a photocatalyst, and more particularly, to a method and apparatus for purifying a photocatalytic filter using a photocatalyst, So that air purification by the cylindrical photocatalytic filter is progressed firstly and secondly, and after passing through a plurality of air vents after the primary air purification, the air flow distribution is uniformly distributed To thereby improve the air cleaning efficiency.
According to another aspect of the present invention, A cylindrical support member provided inside the body portion; A photocatalytic filter disposed between the body and the support member at a predetermined interval; A first cover coupled to one side of the body part and the photocatalytic filter and having a hollow part; And a second cover coupled to the other side of the body portion and the photocatalytic filter, wherein the second cover has a groove portion for supporting the support member and a plurality of vents formed around the groove portion, .
Description
본 발명은 광촉매를 이용한 공기정화기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 메시형태의 다공을 형성한 광촉매필터를 원통형상으로 이룸으로써 중앙으로 유입된 공기가 원통형상의 광촉매필터를 전면에 걸쳐 고루 지나면서 정화되도록 하여 넓게 퍼진 공기의 정화효율을 향상시키는 것이며, 나아가 원통형상 광촉매필터에 의한 공기정화를 1차 및 2차에 걸쳐 진행되도록 하고, 1차 공기정화 이후 복수 개의 통기구를 지남으로써 고른 공기흐름분포에 의해 공기정화효율이 향상되도록 하는 광촉매필터유닛 및 공기정화장치에 관한 것이다.
More particularly, the present invention relates to a technique for purifying air using a photocatalyst, and more particularly, to a method and apparatus for purifying a photocatalytic filter using a photocatalyst, So that air purification by the cylindrical photocatalytic filter is progressed firstly and secondly, and after passing through a plurality of air vents after the primary air purification, the air flow distribution is uniformly distributed To thereby improve the air cleaning efficiency.
일반적으로 공기의 정화방법으로는 활성탄과 같은 필터를 이용하는 방법과, 식물을 이용하는 방법, 공기를 순환시키는 방법 등이 있으며, 이에 더하여 광촉매필터를 이용하는 방법이 있다. 광촉매필터는 광촉매필터에 빛을 조사시킴으로써 산소, 수소 등의 발생으로 유해균을 제거하고 공기를 정화시키는 것이다.In general, as a method for purifying the air, there are a method using a filter such as activated carbon, a method using plants, a method of circulating air, and the like. In addition, there is a method using a photocatalytic filter. The photocatalytic filter irradiates light to the photocatalytic filter to remove harmful bacteria by the generation of oxygen and hydrogen and purify the air.
이러한 광촉매 필터는 저온 하에서도 휘발성 화합 물질의 분해률이 높고 고효율 항균기능이 있으며, 촉매 성분의 변화가 없이 공기를 정화시키기 때문에 장시간 사용이 가능하며, 전기 및 열의 소모가 없어서 추가 비용이 소모되지 않고 수명이 영구적인 특징이 있다.Such a photocatalytic filter has a high decomposition rate of volatile compound even at a low temperature, has a high-efficiency antibacterial function, can be used for a long time because the air is purified without changing the catalytic component, and there is no consumption of electricity and heat, The life span is permanent.
한편 광촉매 필터에 의한 정화 성능을 향상시키기 위한 다각적인 연구가 이루어지고 있으나, 상기 광촉매 필터가 장착되는 광촉매 필터 유닛의 구조적인 개선 및 연구는 미진한 실정이다.On the other hand, various studies have been made to improve the purification performance by the photocatalytic filter. However, the structural improvement and study of the photocatalytic filter unit on which the photocatalytic filter is mounted have been limited.
대부분의 종래기술에 따른 광촉매 필터는 공기 흐름에 대해 가로막 형태로 배치하기 때문에 흐르는 공기가 어느 일정 부위에만 밀집되는 경우에 특정 영역의 광촉매필터에서만 정화가 이루어지고 나머지 대부분에서는 공기의 정화를 제대로 이루어지지 않을 수 있다. 또한 공기 흐름상 한번 밀집된 부분은 계속 밀집된 오염공기가 지나기 때문에 과도한 오염공기의 흐름으로 인해 미처 정화되지 못하고 오염공기를 흘러 보낼 우려도 있는 것이다.Most of the prior art photocatalytic filters are disposed in a diaphragm shape with respect to the air flow, so that when the air is concentrated only in a certain region, the photocatalytic filter is purified only in a specific region of the photocatalytic filter, . In addition, once the densely packed portion of the airflow passes through the densely packed air, it may not be purified due to excessive polluted air flow and may flow polluted air.
따라서 유입되는 공기의 흐름이 광촉매필터 전면에 고루 퍼져 흐르도록 하여 공기정화효율을 향상시키기 위한 필터유닛 기술이 필요한 것이다.
Therefore, a filter unit technology is required to improve the air purification efficiency by allowing the flow of the incoming air to flow evenly over the entire surface of the photocatalytic filter.
상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 본 발명은 메시형태의 다공을 형성한 광촉매필터를 원통형상으로 이룸으로써 중앙으로 유입된 공기가 원통형상의 광촉매필터를 전면에 걸쳐 골고루 지나면서 정화되도록 하여 넓게 퍼진 공기의 정화효율을 향상시키기 위한 목적이 있다.In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a photocatalytic filter having a mesh-like porous structure as a cylindrical shape, so that the air introduced at the center is purified while uniformly passing through the cylindrical photocatalytic filter, And has an object to improve purification efficiency.
그리고 본 발명의 다른 목적은, 원통형상을 이루는 광촉매필터의 중앙으로 원통형상의 지지부재를 함께 마련한 것으로, 유입되는 공기가 원통형상의 지지부재 주위로 고루 퍼지게 함으로써, 원통형상의 광촉매필터의 전면에 걸쳐 잘 퍼지도록 하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a cylindrical photocatalytic filter in which a cylindrical supporting member is provided together at the center of a cylindrical photocatalytic filter, and the inflow air is spread evenly around the cylindrical support member, .
또한 본 발명의 또 다른 목적은, 원통형상 광촉매필터에 의한 공기정화를 1차 및 2차에 걸쳐 진행되도록 하고, 1차 공기정화 이후 원형의 균등 배열을 이룬 복수 개의 통기구를 지남으로써 고른 공기흐름분포에 의해 공기정화효율이 향상되도록 하는 것이다.
It is a further object of the present invention to provide a method and apparatus for air purification by a cylindrical photocatalytic filter that progresses firstly and secondly, and after passing through a plurality of air vents having a uniform circular arrangement after primary air purification, So that the air cleaning efficiency can be improved.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 원통형태의 몸체부; 상기 몸체부 내부에 구비되는 원통형태의 지지부재; 상기 몸체부와 상기 지지부재 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 광촉매필터; 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 일측에 결합되며, 중공부가 형성되어 있는 제1커버; 및 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 타측에 결합되는 제2커버를 포함하며, 상기 제2커버는 상기 지지부재를 지지하는 홈부 및 상기 홈부 주변에 형성되는 복수개의 통기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛을 제공한다.According to an aspect of the present invention, there is provided a portable terminal comprising: a cylindrical body; A cylindrical support member provided inside the body portion; A photocatalytic filter disposed between the body and the support member at a predetermined interval; A first cover coupled to one side of the body part and the photocatalytic filter and having a hollow part; And a second cover coupled to the other side of the body portion and the photocatalytic filter, wherein the second cover has a groove portion for supporting the support member and a plurality of vents formed around the groove portion. A photocatalytic filter unit is provided.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제1커버 및 상기 제2커버는, 상기 몸체부가 결합되는 몸체결합부; 및 상기 광촉매필터가 결합되는 필터결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the first cover and the second cover include: a body coupling portion to which the body portion is coupled; And a filter coupling unit to which the photocatalytic filter is coupled.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 제2커버에 형성된 복수개의 통기구는 상기 몸체결합부와 상기 필터결합부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of vents formed in the second cover are provided between the body coupling portion and the filter coupling portion.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재의 외주면에는 램프가 구비되는 것을 특징으로 하는 관형 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, a tubular photocatalytic filter unit is provided, wherein a lamp is provided on an outer circumferential surface of the support member.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광촉매필터는 메시형태로 구비되고 원통형상을 이루며, 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2) 나노입자가 코팅된 것, 아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 코팅된 것으로 구비되는 것을 특징으로 하는 관형 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the photocatalytic filter is formed in a mesh shape and has a cylindrical shape, and is coated with titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide (TiO 2 ) nanoparticles, anodizing titanium dioxide TiO 2 ) coated on the surface of the tubular photocatalytic filter unit.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 제1필터부; 제2필터부; 및 상기 제1필터부 및 상기 제2필터부를 좌우에서 각각 결합하는 결합부를 포함하고, 상기 제1필터부와 상기 제2필터부는 각각, 원통형태의 몸체부; 상기 몸체부 내부에 구비되는 원통형태의 지지부재; 상기 몸체부와 상기 지지부재 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 광촉매필터; 및 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 일측에 결합되며, 중공부가 형성되어 있는 커버를 포함하며, 상기 결합부는 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 타측에 결합되며, 상기 지지부재를 지지하는 홈부 및 상기 홈부 주변에 형성되는 복수개의 통기구가 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the first filter portion; A second filter portion; And an engaging portion that engages the first filter portion and the second filter portion, respectively, the first filter portion and the second filter portion each having a cylindrical body portion; A cylindrical support member provided inside the body portion; A photocatalytic filter disposed between the body and the support member at a predetermined interval; And a cover coupled to one side of the body part and the photocatalytic filter and having a hollow part formed therein, the coupling part being coupled to the other side of the body part and the photocatalytic filter, And a plurality of air vents formed in the periphery thereof are formed.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 커버 및 상기 결합부는 상기 몸체부가 결합되는 몸체결합부; 및 상기 광촉매필터가 결합되는 필터결합부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the cover and the engaging portion include a body engaging portion to which the body portion is engaged; And a filter coupling unit to which the photocatalytic filter is coupled.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 결합부에 형성된 복수개의 통기구는 상기 몸체결합부와 상기 필터결합부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the plurality of vents formed in the coupling portion are provided between the body coupling portion and the filter coupling portion.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 지지부재의 외주면에는 램프가 구비되는 것을 특징으로 하는 관형 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, a tubular photocatalytic filter unit is provided, wherein a lamp is provided on an outer circumferential surface of the support member.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기 광촉매필터는 메시형태로 구비되고 원통형상을 이루며, 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2) 나노입자가 코팅된 것, 아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 코팅된 것으로 구비되는 것을 특징으로 하는 관형 광촉매필터유닛을 제공한다.In a preferred embodiment of the present invention, the photocatalytic filter is formed in a mesh shape and has a cylindrical shape, and is coated with titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide (TiO 2 ) nanoparticles, anodizing titanium dioxide TiO 2 ) coated on the surface of the tubular photocatalytic filter unit.
본 발명의 바람직한 실시예에 있어서, 상기의 광촉매필터유닛이 하나 이상 결합되고, 타워형태를 이루는 것을 특징으로 하는 공기정화장치를 제공한다.
In a preferred embodiment of the present invention, at least one of the photocatalytic filter units is coupled to form a tower.
상기와 같이 구성되는 본 발명은 메시형태의 다공을 형성한 광촉매필터를 원통형상으로 이룸으로써 중앙으로 유입된 공기가 원통형상의 광촉매필터를 전면에 걸쳐 골고루 지나면서 정화되도록 하여 넓게 퍼진 공기의 정화효율을 향상시키는 탁월한 효과가 있다.According to the present invention configured as described above, the photocatalytic filter having a mesh-like porous structure is formed into a cylindrical shape, so that air introduced at the center is purified while uniformly passing the cylindrical photocatalytic filter over the entire surface, There is an excellent effect to improve.
그리고 본 발명의 다른 효과는, 원통형상을 이루는 광촉매필터의 중앙으로 원통형상의 지지부재를 함께 마련한 것으로, 유입되는 공기가 원통형상의 지지부재 주위로 고루 퍼지게 함으로써, 원통형상의 광촉매필터의 전면에 걸쳐 잘 퍼지게 된다.Further, another effect of the present invention is that a cylindrical supporting member is provided together at the center of a cylindrical-shaped photocatalytic filter, and the inflow air spreads evenly around the cylindrical supporting member, so that it spreads well over the entire surface of the cylindrical photocatalytic filter do.
또한 본 발명의 또 다른 효과는, 원통형상 광촉매필터에 의한 공기정화를 1차 및 2차에 걸쳐 진행되도록 하고, 1차 공기정화 이후 원형의 균등 배열을 이룬 복수 개의 통기구를 지남으로써 고른 공기흐름분포에 의해 공기정화효율이 향상되는 것이다.Further, another effect of the present invention is that the air purification by the cylindrical-shaped photocatalytic filter is made to proceed through the first and second stages, and after the primary air purification, The air cleaning efficiency is improved.
나아가 본 발명의 또 다른 효과는, 유입된 공기는 중앙에서 외향으로 흐름 방향을 바꾸고 다시 외측에서 내부 중심방향으로 흐름 방향을 바꾸어 흐름으로써 공기 흐름 중에 넓게 퍼짐과 함께 균등하게 흐르도록 하여 공기정화가 잘되게 된다.
Further, another effect of the present invention is that the introduced air changes its flow direction from the center to the outward direction and flows again from the outside toward the inside center direction so as to spread widely and uniformly in the air flow, do.
도 1은 본 발명에 따른 기본형 광촉매필터유닛에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명에 따른 기본형 광촉매필터유닛에 대한 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 기본형 광촉매필터유닛에 있어서 유입된 공기가 흐르는 상태에 대한 단면 예시도이다.
도 4는 본 발명에 따른 기본형 광촉매필터유닛에 있어서 유입된 공기가 흐르는 상태로, 제2커버에 램프용 전선이 지나는 전선홀이 형성된 상태에 대한 단면 예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 기본형 광촉매필터유닛에 대한 분해 단면 예시도이다.
도 6은 본 발명에 따른 복합형 광촉매필터유닛에 대한 사시도이다.
도 7은 본 발명에 따른 복합형 광촉매필터유닛에 대한 분해 사시도이다.
도 8은 본 발명에 따른 복합형 광촉매필터유닛에 있어서 유입된 공기가 흐르는 상태에 대한 단면 예시도이다.
도 9는 본 발명에 따른 복합형 광촉매필터유닛에 있어서 유입된 공기가 흐르는 상태로, 제2커버에 램프용 전선이 지나는 전선홀이 형성된 상태에 대한 단면 예시도이다.
도 10은 본 발명에 따른 복합형 광촉매필터유닛에 대한 분해 단면 예시도이다.
도 11은 본 발명에 따른 광촉매필터유닛이 장착된 공기정화장치에 대한 사시도이다.
도 12는 본 발명에 따른 광촉매필터유닛이 공기정화장치에 결합되는 상태에 대한 예시도이다.
도 13은 본 발명에 따른 광촉매필터유닛에 있어서, 이산화티타늄 코팅된 광촉매필터를 이용한 제거효율을 보인 예시도이다.
도 14는 본 발명에 따른 광촉매필터유닛에 있어서, 아노다이징 이산화티타늄 코팅된 광촉매필터를 이용한 제거효율을 보인 예시도이다.
도 15는 본 발명에 따른 광촉매필터유닛에 있어서, 이산화티타늄 코팅 및 아노다이징 이산화티타늄 코팅된 광촉매필터를 이용한 제거효율을 보인 그래프이다.1 is a perspective view of a basic type photocatalytic filter unit according to the present invention.
2 is an exploded perspective view of the basic photocatalytic filter unit according to the present invention.
3 is a cross-sectional view illustrating a state in which air flows in the basic-type photocatalytic filter unit according to the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a state in which air flowing through the basic-type photocatalytic filter unit according to the present invention is flowing and a wire hole through which a lamp wire is passed to a second cover. FIG.
FIG. 5 is an exploded cross-sectional view of a basic-type photocatalytic filter unit according to the present invention.
6 is a perspective view of the composite type photocatalytic filter unit according to the present invention.
7 is an exploded perspective view of the composite type photocatalytic filter unit according to the present invention.
8 is a cross-sectional view illustrating a state in which air flows in the composite type photocatalytic filter unit according to the present invention.
9 is a cross-sectional view illustrating a state in which air flowing through the composite type photocatalytic filter unit according to the present invention flows and a wire hole through which a lamp wire is passed to a second cover is formed.
10 is an exploded cross-sectional view of a composite type photocatalytic filter unit according to the present invention.
11 is a perspective view of an air cleaning apparatus equipped with a photocatalytic filter unit according to the present invention.
12 is an exemplary view illustrating a state in which the photocatalytic filter unit according to the present invention is coupled to an air purifier.
FIG. 13 is an illustration showing removal efficiency using a titanium dioxide coated photocatalytic filter in the photocatalytic filter unit according to the present invention. FIG.
FIG. 14 is an exemplary view showing the removal efficiency using an anodized titanium dioxide-coated photocatalytic filter in the photocatalytic filter unit according to the present invention. FIG.
15 is a graph showing the removal efficiency of the photocatalytic filter unit according to the present invention using a titanium dioxide coating and an anodized titanium dioxide coated photocatalytic filter.
이하 첨부되는 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
즉 본 발명에 따른 광촉매필터유닛(10)과, 광촉매필터유닛(10)이 장착되는 공기정화장치(60)는 첨부된 도 1 내지 도 15 등에서와 같이, 내부의 공기정화 필터로써 광촉매를 이용하는 것이다.That is, the
특히 본 발명의 광촉매필터유닛(10)은, 전체 형상이 원통형상을 이루며, 중앙으로 유입된 공기는 원통형상의 광촉매필터를 지나되, 넓게 사방으로 분산되어 퍼짐으로써 공기 정화효율을 향상시킨 것이다. 그리고 이러한 광촉매필터유닛(10)을 장착하여 공기정화장치(60)를 마련한 것이다.Particularly, the
이와 같은 광촉매필터유닛(10)에 있어서 상세한 구성을 보면 다음과 같다.The detailed structure of the
우선 기본적인 형태로써 도 1 내지 도 5 등에 도시된 바와 같이, 전체적인 형태를 이루면서 원통형태를 이루는 몸체부(21)가 구비되고, 이러한 상기 몸체부(21) 내부에 구비되는 원통형태의 지지부재(22)가 마련된다.1 to 5 and the like as a basic form, a
그리고 이러한 상기 몸체부(21)와 상기 지지부재(22) 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 광촉매필터(23)가 구비되어 흐르는 공기를 정화시키는 것이다.A
아울러 상기 몸체부(21)와 상기 광촉매필터(23)의 일측에 결합되며, 중공부(243)가 형성되어 있는 제1커버(24)가 구비되며, 또한 상기 몸체부(21)와 상기 광촉매필터(23)의 타측에 결합되는 제2커버(25)를 포함하는 것이다.And a
즉 제1커버(24)의 중앙에 형성된 중공부(243)로 공기가 유입되고, 유입된 공기는 중앙의 지지부재(22) 주위를 두르게 된다. 그러면서 지지부재(22) 주위의 공기들이 사방으로 퍼지면서 원통형상의 광촉매필터(23)의 내부에서 외향으로 지나 정화되는 것이다.That is, air flows into the
이처럼 본 발명에 따른 광촉매필터유닛은 광촉매필터(23)를 메시로 되고 원통형상의 이루게 하여 전면에 걸쳐 고른 공기정화를 이루도록함과 함께, 원통형상의 광촉매필터 중앙으로 원통형상을 이루는 지지부재(22)를 구비함으로써 유입되는 공기가 지지부재(22)의 원통 주변에 고루 퍼지도록 하여, 결국 광촉매필터의 원통형상 전면에 고루 지나도록 하는 것이다.As described above, the photocatalytic filter unit according to the present invention has a structure in which the
아울러 상기 제2커버(25)는 상기 지지부재(22)를 지지하는 홈부(253) 및 상기 홈부(253) 주변에 형성되는 복수개의 통기구(通氣口, 254)가 형성되어 있는 것이다.The
이로써 원통형상의 광촉매필터(23)를 지난 정화된 공기는 제2커버(25)의 복수 개의 통기구(通氣口, 254)를 통해 배출되는 것이다.
The purified air passing through the cylindrical
이러한 본 발명에 따른 상기 광촉매필터는 메시형태로 구비되고 원통형상을 이루어 흐르는 공기가 골고루 퍼지면서 흐르게 된다. 또한 본 발명에 따른 광촉매필터는 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2) 나노입자가 코팅된 것, 아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 코팅된 것으로 구비되는 것이다.The photocatalytic filter according to the present invention is provided in the shape of a mesh and flows in a cylindrical shape while spreading air evenly. In addition, the photocatalytic filter according to the present invention is made of titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide (TiO 2 ) nanoparticles coated or anodizing titanium dioxide (TiO 2 ) coated.
또한 상기 광촉매필터는 소정 넓이의 원통형상으로 형성된 필터로서 메시형태를 이루는 것이나, 공기가 흐르는 형상이라면 다른 형상으로 구비할 수도 있다. 또한 광촉매필터는 금속 또는 세라믹 재질로 이루어진 것일 수 있다. 그리고 이러한 상기 광촉매필터는 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄 나노입자가 코팅된 것, 아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 코팅된 것이 바람직하다.In addition, the photocatalytic filter may be a mesh-shaped filter formed in a cylindrical shape having a predetermined width, or may have a different shape as long as air is flowing. The photocatalytic filter may be made of a metal or a ceramic material. The above-mentioned photocatalytic filter is preferably coated with titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide nanoparticles, or with anodizing titanium dioxide (TiO 2 ) coating.
여기서 상기 광촉매 필터에 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄 나노입자를 코팅할 때에는 이산화티타늄 나노입자가 분산된 용매에 이산화티타늄 전구체를 일정 몰비율로 혼합하여 가수분해 반응을 유도하는 방식으로 이산화티타늄 나노입자와 이산화티타늄 전구체 간의 -O-Ti-O- 네트워크를 형성하여 미세균열 없이 코팅되게 제조할 수 있다.When the titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide nanoparticles are coated on the photocatalytic filter, a titanium dioxide precursor is mixed with a solvent in which the titanium dioxide nanoparticles are dispersed at a constant molar ratio to induce a hydrolysis reaction. The -O-Ti-O-network between the particles and the titanium dioxide precursor can be formed to be coated without microcracks.
이러한 상기 이산화티타늄 전구체는 티타늄 이소프로폭시드일 수 있으며, 상기 용매는 물, 알코올 또는 이들이 혼합된 것일 수 있으며, 또한 상기 용매에 상기 이산화티타늄 나노입자를 혼합한 후 초음파를 이용하여 분산시킬 수 있다.
The titanium dioxide precursor may be titanium isopropoxide, and the solvent may be water, alcohol, or a mixture thereof. The titanium dioxide nanoparticles may be mixed with the solvent and dispersed using ultrasonic waves .
아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 메시는 순수한 티타튬 (99.5%의 순도)으로 만들어졌다. 이 메시는 양극으로 Cu판과 접촉시킴으로써 고정되었고 흑연판은 상대전극으로 사용되었다. 전극은 에틸렌글리콜속에서 0.3w% NH4F와 물을 포함하는 용액 속에 위치되었다. 아노다이징은 정전압에서 수행되었고 성장시간은 4시간에서 48시간까지 다양하였다. 이후 샘플들은 에탄올 속에서 초음파 처리후 열처리 1시간 동안 500℃에서 공기 중에서 수행하였다.Anodizing Titanium dioxide (TiO2) mesh is made of pure titanium (99.5% purity). The mesh was fixed by contacting it with a Cu plate as an anode, and a graphite plate was used as a counter electrode. The electrode was placed in a solution containing 0.3w% NH4F and water in ethylene glycol. Anodizing was performed at constant voltage and growth time varied from 4 hours to 48 hours. The samples were then subjected to ultrasonic treatment in ethanol and heat treatment at 500 < 0 > C for 1 hour in air.
아노다이징 공정을 살펴보면, 전기분해에 의하여 물이 포함된 전해액 반응식 1과 같이, 하이드록실기 이온(OH-)과 수소 이온(H+)로 전해된다.
In the anodizing process, electrolytic solution containing water by electrolysis is electrolyzed with hydroxyl group ion (OH-) and hydrogen ion (H +) as shown in
(반응식 1)
(Scheme 1)
H2O -> H++ OH-
H 2 O -> H + + OH -
음극 표면과 전해액 사이에서 전자와 결합하여 수소 가스(H2)로 방출된다. 이때 양극방향으로 하이드록실기 이온(OH-)은 이동하고 음극방향으로 수소 이온(H+)은 이동한다. 양극 표면에 형성된 산화막에서 수소 이온(H+) 과 산소 이온(O2- )으로 분리된다. 이때 분리된 산소 이온(O2-)은 자연 산화막을 침투하여 산화막과 티타늄막 사이에서 티타늄 이온(Ti4+)과 반응하여 아래의 반응식 2와 같이 산화티타늄을 형성하게 된다.
Between the surface of the cathode and the electrolyte, it bonds with electrons and is released as hydrogen gas (H 2 ). At this time, the hydroxyl group ion (OH-) moves in the anode direction and the hydrogen ion (H +) moves in the cathode direction. (H +) and oxygen ions (O 2 -) in the oxide film formed on the surface of the anode. At this time, the separated oxygen ion (O 2 -) penetrates the natural oxide film and reacts with the titanium ion (Ti 4 +) between the oxide film and the titanium film to form titanium oxide as shown in the following
(반응식 2)
(Scheme 2)
Ti4 + + 2O2 - -> TiO2
Ti 4 + + 2O 2 - -> TiO 2
또한 수소 이온(H+)은 산화티타늄(TiO2)과 반응하여 산소와 티타늄과의 결합을 부분적으로 끊고 이때 수산화물을 형성하게 되며, 형성된 수산화물은 전해액에 용해된다. 산화티타늄과 전해액 사이의 표면에서 산화물 에칭이 발생한다. 이렇게 자연 산화막과 티타늄(Ti) 사이의 계면에서는 산화티타늄이 형성되고, 산화티타늄과 전해액 사이의 계면에서는 산화티타늄이 에칭되어 마이크로 크기 또는 나노 크기의 기공을 갖는 아나타제 상의 산화티타늄이 형성되게 된다. 기공 형성과정에 대해서는 정확한 이론이 정립되지 않았지만, 산화티타늄에서의 국부적인 과전류가 발생하게 되고, 이러한 과전류에 의한 발열 반응으로 전해액에 의한 산화물 에칭(ethcing)이 국부적으로 가속화되어 기공이 형성되는 것으로 판단된다. 이를 종합하여 반응식으로 나타내면, 다음의 반응식 3과 같다.
In addition, the hydrogen ion (H +) reacts with titanium oxide (TiO 2 ) to partially break the bond between oxygen and titanium, thereby forming a hydroxide, and the hydroxide formed is dissolved in the electrolyte solution. Oxide etching occurs at the surface between the titanium oxide and the electrolytic solution. Titanium oxide is formed at the interface between the natural oxide film and titanium (Ti), and titanium oxide is etched at the interface between the titanium oxide and the electrolyte to form anatase titanium oxide having micro or nano-sized pores. Although there is no accurate theory about the pore formation process, local overcurrent occurs in the titanium oxide, and the oxide reaction by the electrolytic solution locally accelerates due to the exothermic reaction caused by the overcurrent, do. If this is expressed as a reaction formula, the following reaction formula 3 is obtained.
(반응식 3)
(Scheme 3)
Ti + 2H2O -> TiO2 + 4H++ 4e-
Ti + 2H 2 O -> TiO 2 + 4H + + 4e -
아울러 상기 제1커버(24) 및 상기 제2커버(25)에는, 상기 몸체부(21)의 선단과 후단이 결합되는 몸체결합부(241)(251)가 구비되는 것이며, 이로써 제1커버(24), 몸체부(21) 및 제2커버(25) 등의 결합으로 광촉매필터유닛의 전체 형상을 유지하는 것이다.The
그리고 제1커버(24) 및 상기 제2커버(25)에는, 상기 광촉매필터(23)의 선단과 후단이 결합되는 필터결합부(242)(252)가 마련되어 광촉매필터(23)가 안정적으로 위치된다.The
또한 제2커버(25)에는 상기 지지부재(22)의 후단이 결합되는 홈부(253)가 마련되며, 지지부재(22)의 선단은 제1커버(24)의 중앙에 형성된 중공부(243) 부근에 위치되며, 지지부재(22) 주위의 중공부(243)로 공기가 유입된다.The
아울러 상기 제2커버(25)에 형성된 복수개의 통기구(254)는 상기 몸체결합부(251)와 상기 필터결합부(252) 사이에 형성된 것이다. 이로써 원통형상의 광촉매필터(23)를 지난 공기가 복수 개의 통기구(254)를 통해 골고루 퍼지면서 배출된다.The plurality of
그리고 상기 지지부재(22)의 외주면에는 램프(221)가 구비되는 것으로, 특히 LED램프로 마련됨이 바람직하다. LED램프의 경우 설치가 쉽고 발열 특성도 안정적이며 전력소모도 적게 되면서 광촉매 특성에 알맞은 파장의 빛을 선택적으로 발광시킬 수 있는 것이다.In addition, a
이러한 램프(221)로 전원을 공급하기 위한 전선은 제2커버(25)의 전선홀(255)을 통해 연결되는 것이다.
The electric wire for supplying power to the
이상에서와 같이 마련된 본 발명에 따른 기본형 광촉매필터유닛(10)에 대한 조립구성을 보면, 도 1 내지 도 5에서처럼, 제2커버(25)의 중앙에 형성된 홈부(253)에 지지부재(22) 일측이 결합된다. 그리고 홈부(253)의 외측인 제2커버(25)의 필터결합부(242)에 광촉매필터(23)를 결합한다. 또한 필터결합부(242) 외측인 제2커버(25)의 몸체결합부(241)에 몸체부(21) 일측을 결합한다.1 to 5, the supporting
다음으로 광촉매필터(23)와 몸체부(21)의 타측인 선단 부분을 각각 제1커버(24)의 필터결합부(242)와 몸체결합부(241)에 결합하는 것이다. 이에 제1커버(24) 중앙의 홈인 중공부(243) 부근 중앙에는 지지부재(22)의 선단이 위치되는 것이며, 이로써 제1커버(24)와 제2커버(25) 사이에 중앙으로부터 지지부재(22), 광촉매필터(23) 및 몸체부(21) 등이 결합되는 것이다.The
이러한 상태에서 공기흐름을 통한 공기정화 과정을 살펴보면, 도 3 등의 예시에서처럼 제1커버(24)의 중앙 중공부(243)로 공기가 유입되면 원통형상의 지지부재(22)를 따라 안쪽인 유입공간(a1)까지 공기가 흐르게 된다. 이후 유입공간(a1)의 공기는 메시형태(mesh type)의 다공 사이를 지나 외측공간(a2)으로 흐른다. 이에 원통 메시형태인 광촉매필터(23)의 중앙에는 지지부재(22)가 있고, 지지부재(22)의 외면을 둘러 다수 개의 램프(221)가 마련된 것으로, 이러한 램프(221)에 의한 빛에 의해 광촉매필터(23)에 의하여 공기정화작용을 이루는 것이다. 따라서 광촉매필터(23)를 지나는 공기는 정화되어 흐르는 것이다.3, the air is introduced into the central
특히 제1커버(24)의 중공부(243)로 유입된 공기는 중앙의 지지부재(22)에 의해 원형 분포로 넓게 고루 퍼져 유입공간(a1)에 위치된 후, 다시 원형의 방사방향으로 고루 퍼지면서 광촉매필터(23)에 대해 고루 지나면서 공기정화되는 것이다.Particularly, the air introduced into the
즉 지지부재(22)에 의해 고루 퍼진 후라서, 원통형상의 메시 형상을 갖는 광촉매필터(23)의 전면에 걸쳐 흐르는 것이다.That is, the
이후 정화된 공기는 광촉매필터(23)와 몸체부(21) 사이의 외측공간(a2)에서 후방인 제2커버(25)의 다수 통기구(254)를 통해 고루 퍼져 배출되는 것이다.
The purified air is uniformly discharged through the plurality of
다음으로 본 발명에 따른 광촉매필터가 선단과 후단으로 위치되어 더욱 향상된 공기정화기능을 갖는 복합형 광촉매필터유닛(10)에 대해 살펴보기로 한다. 즉 도 6 내지 도 10에 도시된 바와 같이, 선단에 위치되는 제1필터부(30)가 마련되고, 또한 후단으로 제2필터부(40)가 마련된다.Next, the complex type
그리고 이러한 상기 제1필터부(30) 및 상기 제2필터부(40)를 좌우에서 각각 결합하는 결합부(50)를 포함하는 것이다.And a
이로써 제1필터부(30)에서 1차 정화된 공기는 제2필터부(40)를 지나면서 다시 공기정화되는 것이다.Thus, the air firstly purified by the first filter unit (30) is air-cleaned again through the second filter unit (40).
특히 제1필터부(30)와 제2필터부(40) 사이에 마련된 결합부(50)에는 흐르는 공기가 고루 퍼지도록 하기 위해 복수 개의 통기구(54)들이 형성된 것으로, 한번 정화된 공기가 다시 정화되기 전에 고루 퍼지면서 흐르도록 한 것이다. 이로써 다시 정화되는 공기는 고루 퍼진 상태에서 2차로 정화되기 때문에 정화효율이 더욱 향상되는 것이다.Particularly, in the engaging
이에 대한 세부 구성들을 첨부된 도면을 참조하여 살펴보면 다음과 같다.Hereinafter, the detailed configurations will be described with reference to the accompanying drawings.
즉 상기 제1필터부(30)와 상기 제2필터부(40) 등에는, 전체적인 원통 형태를 이루게 하는 원통형태의 제1몸체부(31), 제2몸체부(41)가 마련된다. 이러한 원통형태의 제1몸체부(31), 제2몸체부(41)는 광촉매필터유닛(10)에 대한 외관에서의 형태가 원통형태를 이루도록 하면서, 내부에 광촉매필터 등을 비롯한 다수 부재들이 포함되어 보호되도록 하고, 정화되는 공기의 유출을 방지한다.That is, the
아울러 이러한 제1필터부(30) 및 제2필터부(40) 등의 상기 제1몸체부(31), 제2몸체부(41) 내부에는 원통형태의 제1지지부재(32), 제2지지부재(42)가 마련된다.A first supporting
물론 이러한 제1필터부(30) 및 제2필터부(40) 등의 제1지지부재(32), 제2지지부재(42)는 광촉매필터 내에 있으므로, 상기 제1지지부재(32), 제2지지부재(42)의 외주면에는 제1램프(321), 제2램프(421)가 구비되는 것이다.Of course, since the
그리고 이러한 제1필터부(30)에 있어서, 상기 제1몸체부(31)와 상기 제1지지부재(32) 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 제1광촉매필터(33)가 마련된다. 마찬가지로 제2필터부(40)에 있어서, 상기 제2몸체부(41)와 상기 제2지지부재(42) 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 제2광촉매필터(43)가 마련된다.In the
이러한 제1광촉매필터(33), 제2광촉매필터(43) 등의 광촉매필터는 메시형태로 구비되고 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄(TiO2) 나노입자가 코팅된 것, 아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 코팅된 것으로 구비되는 것이다.The photocatalytic filters such as the first
또한 앞서 기본형에서 설명한 바와 같이 이러한 상기 광촉매필터는 소정 넓이의 원통형상으로 형성된 필터로서 메시형태를 이루는 것이나, 공기가 흐르는 형상이라면 다른 형상으로 구비할 수도 있다. 또한 광촉매필터는 금속 또는 세라믹 재질로 이루어진 것일 수 있다. 그리고 이러한 상기 광촉매필터는 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄 나노입자가 코팅된 것, 아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 코팅된 것이 바람직하다.Also, as described in the basic type, the photocatalytic filter may be a mesh-shaped filter formed in a cylindrical shape having a predetermined width, or may have a different shape as long as the air flows. The photocatalytic filter may be made of a metal or a ceramic material. The above-mentioned photocatalytic filter is preferably coated with titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide nanoparticles, or with anodizing titanium dioxide (TiO 2 ) coating.
여기서 상기 광촉매 필터에 이산화티타늄(TiO2) 또는 이산화티타늄 나노입자를 코팅할 때에는 이산화티타늄 나노입자가 분산된 용매에 이산화티타늄 전구체를 일정 몰비율로 혼합하여 가수분해 반응을 유도하는 방식으로 이산화티타늄 나노입자와 이산화티타늄 전구체 간의 -O-Ti-O- 네트워크를 형성하여 미세균열 없이 코팅되게 제조할 수 있다.When the titanium dioxide (TiO 2 ) or titanium dioxide nanoparticles are coated on the photocatalytic filter, a titanium dioxide precursor is mixed with a solvent in which the titanium dioxide nanoparticles are dispersed at a constant molar ratio to induce a hydrolysis reaction. The -O-Ti-O-network between the particles and the titanium dioxide precursor can be formed to be coated without microcracks.
이러한 상기 이산화티타늄 전구체는 티타늄 이소프로폭시드일 수 있으며, 상기 용매는 물, 알코올 또는 이들이 혼합된 것일 수 있으며, 또한 상기 용매에 상기 이산화티타늄 나노입자를 혼합한 후 초음파를 이용하여 분산시킬 수 있다.
The titanium dioxide precursor may be titanium isopropoxide, and the solvent may be water, alcohol, or a mixture thereof. The titanium dioxide nanoparticles may be mixed with the solvent and dispersed using ultrasonic waves .
아노다이징(Anodizing) 이산화티타늄(TiO2) 메시는 순수한 티타튬 (99.5%의 순도)으로 만들어졌다. 이 메시는 양극으로 Cu판과 접촉시킴으로써 고정되었고 흑연판은 상대전극으로 사용되었다. 전극은 에틸렌글리콜속에서 0.3w% NH4F와 물을 포함하는 용액 속에 위치되었다. 아노다이징은 정전압에서 수행되었고 성장시간은 4시간에서 48시간까지 다양하였다. 이후 샘플들은 에탄올 속에서 초음파 처리후 열처리 1시간 동안 500℃에서 공기 중에서 수행하였다.Anodizing Titanium dioxide (TiO2) mesh is made of pure titanium (99.5% purity). The mesh was fixed by contacting it with a Cu plate as an anode, and a graphite plate was used as a counter electrode. The electrode was placed in a solution containing 0.3w% NH4F and water in ethylene glycol. Anodizing was performed at constant voltage and growth time varied from 4 hours to 48 hours. The samples were then subjected to ultrasonic treatment in ethanol and heat treatment at 500 < 0 > C for 1 hour in air.
아노다이징 공정을 살펴보면, 전기분해에 의하여 물이 포함된 전해액 반응식 1과 같이, 하이드록실기 이온(OH-)과 수소 이온(H+)로 전해된다.
In the anodizing process, electrolytic solution containing water by electrolysis is electrolyzed with hydroxyl group ion (OH-) and hydrogen ion (H +) as shown in
(반응식 1)
(Scheme 1)
H2O -> H++ OH-
H 2 O -> H + + OH -
음극 표면과 전해액 사이에서 전자와 결합하여 수소 가스(H2)로 방출된다. 이때 양극방향으로 하이드록실기 이온(OH-)은 이동하고 음극방향으로 수소 이온(H+)은 이동한다. 양극 표면에 형성된 산화막에서 수소 이온(H+) 과 산소 이온(O2- )으로 분리된다. 이때 분리된 산소 이온(O2-)은 자연 산화막을 침투하여 산화막과 티타늄막 사이에서 티타늄 이온(Ti4+)과 반응하여 아래의 반응식 2와 같이 산화티타늄을 형성하게 된다.
Between the surface of the cathode and the electrolyte, it bonds with electrons and is released as hydrogen gas (H 2 ). At this time, the hydroxyl group ion (OH-) moves in the anode direction and the hydrogen ion (H +) moves in the cathode direction. (H +) and oxygen ions (O 2 -) in the oxide film formed on the surface of the anode. At this time, the separated oxygen ion (O 2 -) penetrates the natural oxide film and reacts with the titanium ion (Ti 4 +) between the oxide film and the titanium film to form titanium oxide as shown in the following
(반응식 2)
(Scheme 2)
Ti4 + + 2O2 - -> TiO2
Ti 4 + + 2O 2 - -> TiO 2
또한 수소 이온(H+)은 산화티타늄(TiO2)과 반응하여 산소와 티타늄과의 결합을 부분적으로 끊고 이때 수산화물을 형성하게 되며, 형성된 수산화물은 전해액에 용해된다. 산화티타늄과 전해액 사이의 표면에서 산화물 에칭이 발생한다. 이렇게 자연 산화막과 티타늄(Ti) 사이의 계면에서는 산화티타늄이 형성되고, 산화티타늄과 전해액 사이의 계면에서는 산화티타늄이 에칭되어 마이크로 크기 또는 나노 크기의 기공을 갖는 아나타제 상의 산화티타늄이 형성되게 된다. 기공 형성과정에 대해서는 정확한 이론이 정립되지 않았지만, 산화티타늄에서의 국부적인 과전류가 발생하게 되고, 이러한 과전류에 의한 발열 반응으로 전해액에 의한 산화물 에칭(ethcing)이 국부적으로 가속화되어 기공이 형성되는 것으로 판단된다. 이를 종합하여 반응식으로 나타내면, 다음의 반응식 3과 같다.
In addition, the hydrogen ion (H +) reacts with titanium oxide (TiO 2 ) to partially break the bond between oxygen and titanium, thereby forming a hydroxide, and the hydroxide formed is dissolved in the electrolyte solution. Oxide etching occurs at the surface between the titanium oxide and the electrolytic solution. Titanium oxide is formed at the interface between the natural oxide film and titanium (Ti), and titanium oxide is etched at the interface between the titanium oxide and the electrolyte to form anatase titanium oxide having micro or nano-sized pores. Although there is no accurate theory about the pore formation process, local overcurrent occurs in the titanium oxide, and the oxide reaction by the electrolytic solution locally accelerates due to the exothermic reaction caused by the overcurrent, do. If this is expressed as a reaction formula, the following reaction formula 3 is obtained.
(반응식 3)
(Scheme 3)
Ti + 2H2O -> TiO2 + 4H++ 4e-
Ti + 2H 2 O -> TiO 2 + 4H + + 4e -
그리고 제1필터부(30)에 있어서, 상기 제1몸체부(31)와 상기 제1광촉매필터(33)의 일측에 결합되며, 제1중공부(343)가 형성되어 있는 제1커버(34)를 포함하는 것이다.The
아울러 제2필터부(40)에 있어서, 상기 제2몸체부(41)와 상기 제2광촉매필터(43)의 일측에 결합되며, 제2중공부(443)가 형성되어 있는 제2커버(44)를 포함하는 것이다.The
이로써 제1커버(34)는 공기가 유입되는 선단측에 위치되어 제1커버(34) 중앙의 중공부로 유입된 공기가 제1차필터부(30) 및 제2차필터부(40)를 지나면서 정화되고, 이후 후단의 제2커버(44)는 공기가 배출되는 후단측에 위치되어 제2커버(44) 중앙의 중공부로 정화된 공기가 배출되는 것이다.
Thus, the
그리고 상기 커버(34)(44) 및 상기 결합부(50) 등에는, 상기 몸체부가 결합되는 몸체결합부, 및 상기 광촉매필터가 결합되는 필터결합부 등이 마련된다.The
즉 제1필터부(30)의 제1커버(34)에는 제1몸체부(31)의 선단이 결합되는 제1몸체결합부(341), 및 제1광촉매필터(33)의 선단이 결합되는 제1필터결합부(342)가 마련된다.That is, the
또한 제2필터부(40)의 제2커버(44)에는 제2몸체부(41)의 후단이 결합되는 제2몸체결합부(441), 및 제2광촉매필터(43)의 후단이 결합되는 제2필터결합부(442)가 마련된다.The
아울러 결합부(50)에 있어서도, 결합부(50)의 선단 및 후단 방향으로 각각 제1몸체부(31)의 후단 및 제2몸체부(41)의 선단 등이 결합되는 몸체결합부(51)가 마련되고, 또한 몸체결합부(51) 안쪽으로도 제1광촉매필터(33)의 후단 및 제2광촉매필터(43)의 선단 등이 결합되는 필터결합부(52)가 마련되는 것이다.The
따라서 이처럼 제1커버(34), 제2커버(44) 및 결합부(50) 등에 각각, 각 몸체부들과 각 광촉매필터들이 결합되는 결합부들이 구성됨으로써 서로 결합된 상태를 견고하게 하면서 흐르는 공기가 누출되지 않게 한다.
Accordingly, the
이처럼 상기 결합부(50)에는 상기 몸체부들과 상기 광촉매필터들이 결합되며, 또한 제1필터부(30)의 제1지지부재(32) 및 제2필터부(40)의 제2지지부재(42) 등을 지지하는 홈부(53)가 마련된다. 또한 이러한 상기 홈부(53) 주변으로, 특히 필터결합부(52) 외측으로는 공기가 흐르는 복수 개의 통기구(54)가 형성되는 것이다.The body portions and the photocatalytic filter are coupled to the
즉 상기 결합부(50)에 형성된 복수 개의 통기구(54)는 상기 몸체결합부(51)와 상기 필터결합부(52) 사이에 구비되는 것이다. 이러한 복수 개의 통기구(54)는 도면의 예에서처럼 결합부(50)에 대해 원형 배열로 분할되어 형성됨으로써 제1필터부(30)를 지난 공기가 복수 개의 통기구(54)를 통해 고루 분산되어 흐름으로써, 다음의 공기정화부재인 제2필터부(40)에서 균일한 공기정화가 이루어지는 것이다.
That is, a plurality of
이상에서와 같이 마련된 본 발명에 따른 복합형 광촉매필터유닛(10)에 대한 조립구성을 보면, 도 6 내지 도 10에서처럼, 결합부(50)를 중심으로 하여 제1필터부(30) 및 제2필터부(40)가 선후단으로 결합되는 것이다.As shown in FIGS. 6 to 10, the
좀더 상세히 설명하면 결합부(50)와 제1필터부(30)를 결합하는 것으로, 결합부(50)의 중앙에 형성된 홈부(53)의 전방으로 제1필터부(30)의 제1지지부재(32) 후단을 결합한다. 이러한 제1지지부재(32) 외면에는 다수 개의 LED램프가 설치되어 전선을 결합부(50)의 전선홀(55)로 연결한다.The
그리고 홈부(53)의 외측인 결합부(50)의 필터결합부(52) 선단으로 제1필터부(30)의 제1광촉매필터(33) 후단을 결합한다.The rear end of the first
또한 필터결합부(52) 외측인 결합부(50)의 몸체결합부(51) 선단으로 제1필터부(30)의 제1몸체부(31) 후단을 결합한다.The rear end of the
다음으로 제1광촉매필터(33)와 제1몸체부(31)의 타측인 선단 부분을 각각 제1커버(34)의 제1필터결합부(342)와 제1몸체결합부(341)에 결합하는 것이다. 이에 제1커버(34) 중앙의 홈인 제1중공부(343) 부근 중앙에는 제1지지부재(32)의 선단이 위치되는 것이며, 이로써 제1커버(34)와 결합부(50) 사이에 중앙으로부터 제1지지부재(32), 제1광촉매필터(33) 및 제1몸체부(31) 등이 결합되는 것이다.
The first
다음으로 결합부(50)와 제2필터부(40)를 결합하는 것으로, 결합부(50)의 중앙에 형성된 홈부(53)의 후방으로 제2필터부(40)의 제2지지부재(42) 선단을 결합한다. 이러한 제2지지부재(42) 외면에는 다수 개의 LED램프가 설치되어 제1필터부(30)에서처럼 전선을 결합부(50)의 전선홀(55)로 연결한다.The
그리고 홈부(53)의 외측인 결합부(50)의 필터결합부(52) 후단으로 제2필터부(40)의 제2광촉매필터(43) 선단을 결합한다.The tip end of the second
또한 필터결합부(52) 외측인 결합부(50)의 몸체결합부(51) 후단으로 제2필터부(40)의 제2몸체부(41) 선단을 결합한다.The front end of the
다음으로 제2광촉매필터(43)와 제2몸체부(41)의 타측인 후단 부분을 각각 제2커버(44)의 제2필터결합부(442)와 제2몸체결합부(441)에 결합하는 것이다. 이에 제2커버(44) 중앙의 홈인 제2중공부(443) 부근 중앙에는 제2지지부재(42)의 선단이 위치되는 것이며, 이로써 제2커버(44)와 결합부(50) 사이에 중앙으로부터 제2지지부재(42), 제2광촉매필터(43) 및 제2몸체부(41) 등이 결합되는 것이다.
Next, the second
이상의 과정에 의해 선단에서 후단방향으로, 제1필터부(30), 결합부(50) 및 제2필터부(40) 등이 결합되는 것이며, 이러한 상태에서 공기흐름을 통한 공기정화 과정을 살펴보면 다음과 같다.The
즉 도 8 등의 예시에서처럼 제1커버(30)의 중앙 제1중공부(343)로 공기가 유입되면 원통형상의 제1지지부재(32)를 따라 안쪽인 유입공간(b1)까지 공기가 흐르게 된다. 이후 유입공간(b1)의 공기는 제1광촉매필터(33)의 메시형태(mesh type)의 다공 사이를 지나 유입외측공간(b2)으로 흐른다. 이에 원통 메시형태인 제1광촉매필터(33)의 중앙에는 제1지지부재(32)가 있고, 제1지지부재(32)의 외면을 둘러 다수 개의 제1램프(321)가 마련된 것으로, 이러한 제1램프(321)에 의한 빛에 의해 제1광촉매필터(33)에 의하여 공기정화작용을 이루는 것이다. 따라서 제1광촉매필터(33)를 지나는 공기는 정화되어 흐르는 것이다.That is, as shown in FIG. 8, when air flows into the central first
특히 제1커버(30)의 제1중공부(343)로 유입된 공기는 중앙의 제1지지부재(32)에 의해 원형 분포로 넓게 고루 퍼져 유입공간(b1)에 위치된 후, 다시 원형의 방사방향으로 고루 퍼지면서 제1광촉매필터(33)에 대해 고루 지나면서 공기정화되는 것이다.Particularly, the air introduced into the first
즉 제1지지부재(32)에 의해 고루 퍼진 후라서, 원통형상의 메시 형상을 갖는 제1광촉매필터(33)의 전면에 걸쳐 흐르는 것이다.That is, the
이후 정화된 공기는 제1광촉매필터(33)와 제1몸체부(31) 사이의 외측공간(b2)에서 후방인 결합부(50)의 다수 통기구(通氣口, 54)를 통해 고루 퍼져 흐르게 되는 것이다. 따라서 한번 제1필터부(30)에 의해 정화된 공기는 원형 배열을 갖는 다수 통기구(通氣口, 54)를 지나면서 고루 퍼져 이후의 제2필터부(40)에 의한 공기정화에서 밀집된 공기가 아니라 정화효율을 높이게 된다.The purified air is uniformly distributed through the plurality of vent holes 54 of the engaging
즉 다수 통기구(54)를 지난 공기는 제2필터부(40)의 제1몸체부(41)와 제2광촉매필터(43) 사이의 배출외측공간(b3)에 위치된다. 그리고 안쪽 원통형상을 이루는 제2광촉매필터(43)를 외부에서 내부로 흐르게 되며, 제2광촉매필터(43)의 메시형태의 다공을 지나면서 정화되는 것이다. 즉 제2지지부재(42) 외면에 있는 LED램프에 의한 빛을 받은 제2광촉매필터(43)에 의해 공기정화가 된다.The air passing through the plurality of ventilation holes 54 is located in the vented outer space b3 between the
이처럼 제2광촉매필터(43)를 지난 공기는 제2지지부재(42) 외부 주위의 배출공간(b4)을 지나, 제2커버(44) 중간의 제2중공부(443)를 통해 배출되는 것이다.The air passing through the second
이와 같이 제1필터부(30)와 제2필터부(40), 그리고 그 사이에 연결되고 다수의 통기구(54)를 형성한 결합부(50) 등으로 공기가 흐름에 있어서, 공기유입된 공기가 유입공간(b1)에서 외향으로 고루 방사방향으로 퍼져 유입외측공간(b2)으로 흐르고, 또한 다시 방향을 바꾸어 원래 유입되는 방향으로 다수의 통기구(54)를 지나 배출외측공간(b3)으로 흐른 다음에, 또다시 방향을 바꾸어 원통형상의 광촉매필터의 내부 중심으로 흘러 배출공간(b4)에 모인 후, 방향을 틀어 외부로 배출되는 것이다. 이처럼 공기유입 -> 유입공간(b1) -> 유입외측공간(b2) -> 통기구 -> 배출외측공간(b3) -> 배출공간(b4) -> 배출 등, 다수로 흐름 방향을 바꾸면서 공기가 흐르기 때문에 어느 한 흐름 영역으로만 오염공기가 밀집되지 않게 하여 공기정화효율을 향상시키는 것이다.As the air flows through the
이상의 과정에 의해 선단에서 후단방향으로, 제1필터부(30), 결합부(50) 및 제2필터부(40) 등이 결합되는 것이며, 이로써 제1필터부(30)에 의한 공기정화 및 제2필터부(40)에 의한 심층 공기정화가 이루어지며, 중간의 결합부(50)에 형성된 복수 개의 통기구(54)를 통해 정화되는 공기가 골고루 퍼져 정화효율을 한층 향상시키는 것이다.The
이처럼 본 발명에 따른 광촉매필터유닛(10)은 광촉매필터(33)(43)를 메시로 되고 원통형상의 이루게 하여 전면에 걸쳐 고른 공기정화를 이루도록함과 함께, 원통형상의 광촉매필터 중앙으로 원통형상을 이루는 지지부재(32)(42)를 구비함으로써 유입되는 공기가 지지부재(32)(42)의 원통 주변에 고루 퍼지도록 하여, 결국 광촉매필터의 원통형상 전면에 고루 지나도록 하는 것이다.
As described above, the
나아가 상기에서와 같이 마련되는 기본형 또는 복합형의 광촉매필터유닛(10)이 하나 이상 결합되는 타워형태의 공기정화장치(60)가 마련된다.Further, a tower type
즉 도 11 및 도 12에서처럼 공기정화장치(60)의 필터장착부(61)에 앞서 설명한 광촉매필터유닛(10)이 결합되는 것이다. 이러한 광촉매필터유닛(10)이 하나 이상 결합될 수도 있고, 또한 광촉매필터유닛(10)과 함께 분진제거 등의 일반 필터를 채용한 다양한 필터유닛도 함께 결합되도록 함으로써 복합 공기정화기능을 갖도록 할 수 있다.
That is, the
이상에서와 같이 마련된 본 발명에 따른 광촉매필터유닛(10)을 이용한 시험은 도 13 내지 도 15에서와 같이, 이산화티타늄을 코팅한 것과 아노다이징 이산화티타늄 코팅한 것에 대한 시험을 보인 것이다. 즉 본 발명에 따른 광촉매필터유닛(10)으로써 제1필터부 - 결합부 - 제2필터부의 복합형 광촉매필터유닛(10) 1개에 대한 것이다. 도 13 및 도 14는 이산화티타늄 코팅 및 아노다이징 이산화티타늄 코팅한 광촉매필터유닛으로 각각 필터링하기 전과 후를 비교한 것이며, 도 15는 그 효율을 나타낸 그래프이다.The test using the
이처럼 광촉매 filter unit을 장착하여 흡입구(전단)과 배출구(후단)에서의 가스를 Tedlar bag에 포집함 하여 측정하였으며 TiO2 나노입자 코팅 filter와 TiO2 나노튜브 filter를 각각 삽입하여 그 성능을 비교하였다. 가스 흡입구(전단)와 배출구(후단)에서 채집한 공기시료들의 VOCs 농도차이로 제거율을 계산하였다. TiO2 나노입자 코팅 filter를 장착한 경우, Benzene 99.61%, Toluene 94.46%, Xylene 98.9%가 제거됨을 확인할 수 있다. TiO2 나노튜브 filter를 장착한 경우, Benzene 99.75%, Toluene 98.91%, Xylene 94.72%가 제거됨을 확인할 수 있다. 이처럼 전체적으로 모두 높은 VOCs(벤젠, 톨루엔, 자일렌) 제거율을 보였으며, 두 가지 filter 모두 benzene 가스에 대해 99%이상의 가장 높은 제거율을 보임을 알 수 있다. 가스 흡입구부터 배출구까지 유입가스의 체류시간은 약 15 sec이다. Filter 장착 후 배기 가스량 : 6 /min로, 시작품의 가스유동 총체적 : ~1.5 ㎥이다The TiO 2 nanoparticle coating filter and the TiO 2 nanotube filter were inserted into the Tedlar bag, and the performance of the filter was compared. The removal rate was calculated by the difference in the concentration of VOCs in the air samples collected at the gas inlet (front end) and outlet (rear end). When TiO 2 nanoparticle-coated filter was installed, it was confirmed that 99.61% of benzene, 94.46% of toluene and 98.9% of Xylene were removed. When the TiO 2 nanotube filter is installed, it can be confirmed that Benzene 99.75%, Toluene 98.91% and Xylene 94.72% are removed. As a result, the removal efficiencies of all the VOCs (benzene, toluene, and xylene) were all high, and both filters showed the highest removal rate of 99% or more for benzene gas. The residence time of the inflow gas from the gas inlet to the outlet is about 15 sec. Amount of exhaust gas after mounting the filter: 6 / min, total gas flow of the prototype: ~ 1.5 ㎥
이에 제거효율(η)은 다음과 같다.The removal efficiency (η) is as follows.
- 제거효율(η) = (Before-Filter)/Before * 100 - Removal efficiency (?) = (Before-Filter) / Before * 100
(광촉매 필터링 전 농도 = Before, 광촉매 필터링 후 농도 = Filter) (Before Photocatalytic Filtration = Before, After Photocatalytic Filtration = Filter)
이상으로 본 발명의 실시예에 대하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 일실시예를 기재한 것이므로, 상기 실시예의 기재에 의하여 본 발명의 기술적 사상이 제한적으로 해석되어서는 아니 된다.
While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that the invention is not limited to the disclosed exemplary embodiments. The technical idea of the present invention should not be construed as being limited.
10 : 광촉매필터유닛 21 : 몸체부
22 : 지지부재 23 : 광촉매필터
24 : 제1커버 25 : 제2커버
50 : 결합부 60 : 공기정화장치10: Photocatalytic filter unit 21:
22: Support member 23: Photocatalytic filter
24: first cover 25: second cover
50: coupling portion 60: air purifier
Claims (11)
제2필터부; 및
상기 제1필터부 및 상기 제2필터부를 좌우에서 각각 결합하는 결합부를 포함하고,
상기 제1필터부와 상기 제2필터부는 각각,
원통형태의 몸체부;
상기 몸체부 내부에 구비되는 원통형태의 지지부재;
상기 몸체부와 상기 지지부재 사이에 일정 간격을 두고 구비되는 광촉매필터; 및
상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 일측에 결합되며, 중공부가 형성되어 있는 커버를 포함하되,
상기 커버 및 상기 결합부는 상기 몸체부가 결합되는 몸체결합부 및 상기 광촉매필터가 결합되는 필터결합부를 더 포함하며,
상기 결합부는 상기 몸체부와 상기 광촉매필터의 타측에 결합되며, 상기 지지부재를 지지하는 홈부 및 상기 홈부 주변에 형성되는 복수 개의 통기구가 형성되되,
상기 통기구는 상기 몸체결합부와 상기 필터결합부 사이에 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛.
A first filter portion;
A second filter portion; And
And an engaging portion for engaging the first filter portion and the second filter portion on the left and right, respectively,
Wherein the first filter portion and the second filter portion each comprise:
A cylindrical body portion;
A cylindrical support member provided inside the body portion;
A photocatalytic filter disposed between the body and the support member at a predetermined interval; And
And a cover coupled to one side of the body part and the photocatalytic filter and having a hollow part,
The cover and the coupling portion may further include a body coupling portion to which the body portion is coupled and a filter coupling portion to which the photocatalytic filter is coupled,
Wherein the coupling portion is coupled to the other side of the body portion and the photocatalytic filter and includes a groove portion for supporting the support member and a plurality of vents formed around the groove portion,
Wherein the vent hole is provided between the body coupling portion and the filter coupling portion.
상기 지지부재의 외주면에는 램프가 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛.
The method according to claim 1,
And a lamp is provided on an outer circumferential surface of the support member.
상기 광촉매필터는 메시형태로 구비되고 원통형상을 이루며, 이산화티타늄(TiO2)으로 코팅되어 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매필터유닛.
The method according to claim 1,
Wherein the photocatalytic filter is provided in a mesh form and has a cylindrical shape and is coated with titanium dioxide (TiO 2 ).
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