KR101705837B1 - 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터에 관한 것으로, 공기 중에 포함된 유해물질과 세균 및 바이러스를 광촉매 작용에 의해 살균 세정하되, 내부에서 발생 되는 오존의 유출은 획기적으로 감소시키면서 산소의 유출량을 증대시킬 수 있도록 자외선을 반사시키는 반사층을 구비한 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 공기 중에 포함된 유해물질과 세균 및 바이러스를 광촉매 작용에 의해 살균 세정하되, 내부에서 발생 되는 오존의 유출은 획기적으로 감소시키면서 산소의 유출량을 증대시킬 수 있도록 한 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터에 관한 것이다.
일반적으로 무균실 또는 항온항습실에 유입되는 공기는 먼지나 세균 등을 제거하기 위하여 필터유닛을 거치도록 되어 있다.
필터유닛은 통상적으로 부직포 형태의 필터나 전기집진방식의 정전필터 등을 사용하므로, 먼지를 제거할 수는 있으나 공기 중에 부유하는 세균을 살균하는 것은 곤란하였다.
이를 해결하기 위하여 살균 및 탈취기능을 갖는 광촉매물질을 이용한 소위 광촉매기술이 연구 개발되고 있다.
산화티타늄 등의 광촉매는 유기물과의 흡착력이 뛰어나며, 광에너지에 노출되면 여러 형태의 라디칼을 발생시키고, 이 라디칼의 강한 산화력에 의하여 유기물을 산화하고 동시에 악취를 유발하는 냄새물질과 반응하여 이를 분해하는 기능을 수행한다.
하지만 광촉매물질을 이용한 공기필터는 자외선을 광촉매물질로 조사하기 때문에 오존 발생에 따른 환경오염 및 인체에 유해한 환경이 조성되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 감안하여 안출된 것으로, 본 발명의 제 1목적은, 공기 중에 포함된 유해물질과 세균 및 바이러스를 광촉매 작용에 의해 살균 세정하되, 내부에서 발생 되는 오존의 유출은 획기적으로 감소시키면서 산소의 유출량을 증대시킬 수 있도록 한 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터를 제공하는데 있다.
본 발명의 제 2목적은, 제2메쉬망의 외각에 자외선을 반사시키는 반사층을 구비하여 촉매반응에 따른 O3의 방출량은 최소로 하고, 환원되는 O2의 방출량을 증대시켜 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 구조의 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위한 특징에 따르면, 제 1발명은, 공기 중 유해물질을 살균할 수 있도록 자외선이 조사되는 UV램프(10);와, 상기 UV램프(10) 둘레에 배치되고 표면에는 O3 과 반응에 의해 O2-와 OH-를 생성하여 공기를 세정, 살균, 탈취하는 TiO2층(21)이 코팅되는 제1메쉬망(20);과, 상기 제1메쉬망(20)의 둘레에 배치되고 표면에는 O3를 3O2와 O2로 환원시키는 MnO2층(31)이 코팅된 제2메쉬망(30); 및 상기 제2메쉬망(30)의 둘레에 배치되고 표면에는 반사층(41)이 코팅된 제3메쉬망(40);을 포함하여 이루어지되, 상기 제3메쉬망(40)은 자외선을 반사시켜 O3의 재반응에 따른 O3의 방출량 최소화할 수 있도록 구성되고, 상기 제2메쉬망은 공기의 배출측에만 반 동심원 형태로 복수개가 배치되는 것을 특징으로 한다.
제 2발명은, 제 1발명에서, 상기 제1,2메쉬망(20,30)은 표면적을 증대시킬 수 있도록 길이방향을 따라 지그재그 또는 물결무늬 형태의 주름이 형성되는 것을 특징으로 한다.
제 3발명은, 제 1발명에서, 상기 반사층(41)은 니켈, 황동, 청동, 구리, 알루미늄, 크롬 등 금속 재질의 광택(光澤) 반사층(41)으로 구성되는 것을 특징으로 한다.
제 4발명은, 제 1발명에서, 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터(100)는 공기의 진행방향과 수직 또는 수평방향으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
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제 6발명은, 제 1발명에서, 상기 제3메쉬망은 상호 간 일정간격을 두고 복수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
제 7발명은, 제 1발명에서, 상기 제1메쉬망은 상호 간 일정간격을 두고 복수개가 설치되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터에 따르면, 제2메쉬망의 외각에 자외선을 반사시키는 반사층을 구비하여 촉매반응에 따른 O3의 방출량은 최소로 하고, 환원되는 O2의 방출량을 증대시켜 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 효과가 있다.
또한 UV램프의 둘레에 TiO2층과 MnO2층을 순차적으로 배치하여 TiO2층으로는 공기를 세정, 산화, 살균, 탈취하고, MnO2층에서는 O3를 3O2와 O2 환원시켜 광촉매물질의 살균 작용과 더불어 공기질 향상 효율성을 현저하게 상승시킬 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 제 1구성도,
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 광촉매 작용을 순차적으로 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 설치 개념도,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 제 2구성도,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 설치 개념도이다.
도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 광촉매 작용을 순차적으로 나타내는 개념도,
도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 설치 개념도,
도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 제 2구성도,
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 설치 개념도이다.
이하의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 당업자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.
여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.
본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprise)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명을 상세히 설명하도록 한다. 아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는 데 있어 혼돈을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.
이하에서는 본 발명에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터에 관하여 첨부되어진 도면과 함께 더불어 상세히 설명하기로 한다.
[제 1실시예]
도 1은 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 제 1구성도이고, 도 2는 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 광촉매 작용을 순차적으로 나타내는 개념도이고, 도 3은 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 설치 개념도이고, 도 4는 본 발명의 제 1실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 제 2구성도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제 1실시예는 공기 중에 포함된 유해물질과 세균 및 바이러스를 광촉매 작용에 의해 살균 세정하되, 내부에서 발생되는 오존의 유출은 획기적으로 감소시키면서 산소의 유출량을 증대시킬 수 있도록 한 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터(100)에 관한 것이다.
또한 본 발명은 광촉매 작용에 의한 살균작용과 UV램프(10)의 O3에 의한 살균작용을 이중으로 발생하므로, 공기정화작용이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
이러한 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터(100)는 도 3과 같이, 공기가 유통되는 통로(200) 상에 설치될 수 있으며, 제 1실시예에서는 공기가 중심부로 유입되도록 공기의 진행방향과 수평하게 설치될 수 있다.
본원발명의 공기정화필터(100)는 크게 4부분으로 구성되는데, 이는 UV램프(10)와, 광촉매가 코팅된 제1,2메쉬망(20,30)과, 반사층(41)이 코팅된 3메쉬망(40)으로 구성될 수 있다.
상기 UV램프(10)는 자외선이 조사하여 공기 중 유해물질을 살균하는 기능을 한다.
상기 제1메쉬망(20)은 상기 UV램프(10) 둘레에 배치되고 표면에는 광촉매로 TiO2층(21)이 코팅되는 구성이다.
이러한 TiO2층(21)은 자외선을 조사받아 강한 산화력을 가진 OH-(수산화 라디칼)을 발생시킨다. 상기 OH-(수산화 라디칼)은 공기 중의 유기물을 산화하여 세정하는 기능을 수행한다.
특히 본 발명에서는 제1메쉬망(20)에 자외선이 직접 조사됨으로 광촉매 작용에 의한 살균작용과 UV램프(10)의 O3에 의한 살균작용을 이중으로 발생하므로, 공기정화작용이 보다 효율적으로 이루어 질 수 있는 구성이다.
여기서 TiO2층(21)은 도 2의 (a)와 같이, 1차로 O3과의 반응에 의해 e-(전자)와 h-(정공)을 생성하고, 도 2의 (b)와 같이, 2차로 e-(전자)와, h+(정공)는 각각 TiO2층(21)과 반응하여 O2-와, OH- 생성하여 결국 유입된 공기를 세정, 산화, 살균, 탈취하게 된다.
이러한 상기 TiO2와 UV(O3)의 [제1반응식]은 다음과 같다.
TiO2 + UV(O3) = e-, h- : TiO2 + e- = O2-, TiO2 + h- = OH-
아울러 제2메쉬망(30)은 상기 제1메쉬망(20)의 둘레에 배치되고 표면에는 도 2의 (c)와 같이, O3를 3O2와 O2로 환원시키는 광촉매 MnO2층(31)이 코팅된 구성이다.
여기서 상기 MnO2층(31)은 CuO 성분을 포함하는 것으로, TiO2층(21)에서 반응하지 않은 O3과 2O3의 [제2반응식]은 다음과 같다.
2O3 + (CuO + MnO2) = 3O2 : O3 + CuO = O2
한편, 제1메쉬망(20)과 제2메쉬망(30)은 표면적을 증대시킬 수 있도록 길이방향을 따라 지그재그 또는 물결무늬 형태의 주름이 형성되게 구성할 수 있다.
아울러 제3메쉬망(40)은 제2메쉬망(30)의 둘레에 배치되고 표면에는 반사층(41)이 코팅되어 구성된다.
상기 반사층(41)은 금속재질의 광택(光澤) 반사층(41)으로 구성될 수 있다. 즉, 상기 반사층(41)은 니켈, 황동, 청동, 구리, 알루미늄, 크롬 등 선택되는 어느 하나로 구성할 수 있으나, 넓은 범위로는 광택이 가능한 모든 금속재질을 포함할 수 있다.
여기서 상기 제3메쉬망(40)은 도 3과 같이, 제1메쉬망(20)과, 제2메쉬망(30)으로 자외선을 반사시켜 제1메쉬망(20)과 제2메쉬망(30)의 표면에 코팅된 광촉매인 TiO2층(21)과 MnO2층(31)이 O3와 재반응이 이루어질 수 있도록 하여 결국, O3의 방출량은 최소로 하고, O2의 방출량을 증대시켜 쾌적한 환경을 조성할 수 있는 구조가 마련된다.
이러한 상기 제3메쉬망(40)은 도 4와 같이, 상호 간 일정간격을 두고 복수개가 설치될 수 있으며, 3개 이상일 경우에는 촉매 작용 효과의 실익이 없고, 공기저항 및 제조비의 상승을 초래하므로 바람직하지 않다.
아울러 상기 제3메쉬망(40)의 반사층(41)은 내측면에만 형성될 수 있다. 이는 자외선을 제1메쉬망(20)과 제2메쉬망(30)으로 반사하기 때문에 양면에 코팅되는 것은 실익이 없고, 특히 제3메쉬망(40)이 2개가 설치될 경우, 자외선이 마주보는 반사층(41)에 의해 재반사되는 것을 방지하기 위함이다.
또한 상기 제 2메쉬망(30) 상호 간 일정간격을 두고 복수개 설치하여 공기의 세정, 산화, 살균, 탈취효과를 증대시킬 수 있는 것을 물론이다.
[제 2실시예]
도 5는 본 발명의 제 2실시예에 따른 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터의 설치 개념도이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제 2실시예는 제 1실시예를 포함하며, 다만 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터(100)는 공기가 측면으로 유입되도록 공기의 진행방향과 수직하게 설치되어 구성될 수 있다.
여기서 상기 제2메쉬망(30)은 공기의 배출측에만 반 동심원 형태로 복수개가 부분 배치되게 구성할 수 있다.
이는 O3입자가 공기의 흐름에 의해 공기 배출측으로 이동하기 때문에 공기 유입측으로는 제2메쉬망(30)을 설치하지 않고, 배출측으로만 설치하여 O3 저감 효율성이 증대시킬 수 있는 구성이다.
또한 제2메쉬망(30)은 반 동심원 형태로 단일로 부분 배치시켜 제조비를 절감할 수 있음은 물론이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
10: UV램프
20: 제1메쉬망 21: TiO2층
30: 제2메쉬망 31: MnO2층
40: 제3메쉬망 41: 반사층
100: 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터
200: 통로
20: 제1메쉬망 21: TiO2층
30: 제2메쉬망 31: MnO2층
40: 제3메쉬망 41: 반사층
100: 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터
200: 통로
Claims (7)
- 공기 중 유해물질을 살균할 수 있도록 자외선이 조사되는 UV램프(10);
상기 UV램프(10) 둘레에 배치되고 표면에는 O3 과 반응에 의해 O2-와 OH-를 생성하여 공기를 세정, 살균, 탈취하는 TiO2층(21)이 코팅되는 제1메쉬망(20);
상기 제1메쉬망(20)의 둘레에 배치되고 표면에는 O3를 3O2와 O2로 환원시키는 MnO2층(31)이 코팅된 제2메쉬망(30); 및
상기 제2메쉬망(30)의 둘레에 배치되고 표면에는 반사층(41)이 코팅된 제3메쉬망(40);을 포함하여 이루어지되,
상기 제3메쉬망(40)은 자외선을 반사시켜 O3의 재반응에 따른 O3의 방출량 최소화할 수 있도록 구성되고,
상기 제2메쉬망(30)은 공기의 배출측에만 반 동심원 형태로 복수개가 배치되는 것을 특징으로 하는 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1,2메쉬망(20,30)은 표면적을 증대시킬 수 있도록 길이방향을 따라 지그재그 또는 물결무늬 형태의 주름이 형성되는 것을 특징으로 하는 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터.
- 제 1항에 있어서,
상기 반사층(41)은 니켈, 황동, 청동, 구리, 알루미늄, 크롬 등 금속 재질의 광택(光澤) 반사층(41)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터.
- 제 1항에 있어서,
살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터(100)는 공기의 진행방향과 수직 또는 수평방향으로 설치되는 것을 특징으로 하는 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터.
- 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 제3메쉬망(40)은 상호 간 일정간격을 두고 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터.
- 제 1항에 있어서,
상기 제1메쉬망(20)은 상호 간 일정간격을 두고 복수개가 설치되는 것을 특징으로 하는 살균과 세정 기능을 갖는 공기정화필터.
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