KR101767109B1 - Air disinfecting and cleaning device - Google Patents

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Abstract

본 발명은, 분자 및 에어로졸 상태의 유해 화학물질, 악취, 알레젠, 바이러스, 박테리아, 및 균류와 같은 유기, 무기, 및 생물 오염물질로부터 실내 공기를 정화하도록; 먼지 필터; 0.8-1.5mm 직경으로 소결된 글래스 비드를 가지며, 그 표면이 100-400m2/g의 비표면적 범위에서 아나타제 이산화 티타늄 나노입자 분말로 코팅된 두 개의 관형 광촉매 요소; 및 범위 "A"(파장 400-315nm)의 방사선을 갖는 하나 이상의 UV 램프를 포함하고, 관형 광촉매 요소 전에 전기식 필터가 설치되고, 상기 전기식 필터는 코로나 와이어 전극, 및 10 내지 25kV의 상기 코로나 와이어 전극과 집진 전극 간의 전위차 및 1 내지 20kV/cm의 상기 집진 전극과 반발 전극 간의 전기장에서 홈 형태의 고정 및 반발 전극을 포함하는 공기 소독 청정기를 제공한다.The present invention is directed to purifying indoor air from organic, inorganic, and biological contaminants such as hazardous chemicals in the molecular and aerosol form, odors, allergens, viruses, bacteria, and fungi; Dust filter; Two tubular photocatalytic elements coated with anatase titanium dioxide nanoparticle powder having glass beads sintered at 0.8-1.5 mm in diameter and whose surface is in the specific surface area range of 100-400 m 2 / g; And at least one UV lamp having radiation in the range "A" (wavelength 400-315 nm), wherein an electric filter is installed before the tubular photocatalytic element, the electric filter comprising a corona wire electrode and a corona wire electrode And a fixed and repulsive electrode in the form of a groove in an electric field between the dust collecting electrode and the repulsive electrode of 1 to 20 kV / cm.

Description

공기 소독 청정기{AIR DISINFECTING AND CLEANING DEVICE}{AIR DISINFECTING AND CLEANING DEVICE}
본 발명은, 생태학 분야에 적용되어 제독(오염물질을 제거하는)하도록 된 공기 소독 청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 분자 및 에어로졸 상태의 유해 화학물질, 악취, 알레젠, 바이러스, 박테리아, 및 균류와 같은 유기, 무기, 및 생물 오염물질로부터 실내 공기를 정화하도록 된 공기 소독 청정기에 관한 것이다.The present invention relates to an air disinfection purifier applied to an ecology field and adapted to be an admiral (to remove pollutants), and more particularly to an air disinfection purifier applied to an ecological field, To an air disinfection purifier adapted to purify indoor air from organic, inorganic, and biological contaminants such as fungi.
일반적으로, 공기 정화기의 주요 적용은 다음과 같다:In general, the main applications of air purifiers are as follows:
1. 의료 시설(수술실, 집중 치료실, 치료실 및 그 밖의 영역) 지역에서 실내 공기의 청정 및 소독.1. Clean and disinfect indoor air in medical facilities (operating rooms, intensive care rooms, treatment rooms and other areas).
2. 세균류 생성, 예를 들어 효모균 제조 중 실내 공기의 청정 및 소독.2. Bacteria generation, eg cleaning and disinfection of indoor air during yeast production.
3. 화학적 및 생물학적 실험을 행하는 실험실 지역에서 공기의 청정 및 소독.3. Clean and disinfect the air in laboratory areas performing chemical and biological experiments.
4. 도심 거주지, 호텔 객실, 사무실, 교실과 강당, 및 그 밖의 사교상 목적 지역에서 공기의 청정 및 소독.4. Clean and disinfect the air in urban dwellings, hotel rooms, offices, classrooms and auditoriums, and other social purposes.
5. 유해 축적 흡착제인 공기 증기 물질(예를 들면, 니트로글리세린)의 청정.5. Clean the air vapor material (eg, nitroglycerin), which is a harmful accumulation adsorbent.
사람들이 호흡하는 전술한 대부분의 공기 오염물질은 분자 또는 에어로졸 상태로 존재하는 것으로 알려져 있다.Most of the air pollutants mentioned above that people breathe are known to exist in the form of molecules or aerosols.
병원균과 싸우는데 사용되는 통상적인 항생제는 근래 들어 미생물의 새로운 환경에 대한 적응과 관련하여 비효과적이므로, 에어로졸화된 상태의 분자형 유기 오염물질 및 병원균으로부터 복합적인 공기 정화의 문제는 수술후 면역결핍으로 약해진 그리고 전염병에 가장 취약한 환자를 위한 병원에서 특별히 중요하다.Conventional antibiotics used to combat pathogens have recently been ineffective in terms of adaptation to the new environment of microorganisms, so the problem of complex air purification from aerosolized molecular organic contaminants and pathogens is weakened by postoperative immunodeficiency And is particularly important in hospitals for patients most vulnerable to epidemics.
사람이 대부분의 시간을 보내고 지속적으로 다량의 필수적인 공기(약 하루에 15kg)를 공급받는 가정(거주) 지역에서 복합적인 공기 청정의 문제는 중요하다.The problem of complex air cleaning is important in home (residence) areas where people spend most of their time and constantly receive a large amount of essential air (about 15 kg per day).
현재의 환기 및 공조 시스템은 300nm보다 작은 입자 크기를 갖는 인체 건강에 가장 위험한 에어로졸을 제거하지 못한다.Current ventilation and air conditioning systems do not remove the most dangerous aerosols for human health with particle sizes less than 300 nm.
동시에, 병원균은 청정 장비 및 환기 시스템의 작동 채널에 축적되고 이들은 때때로 병원 감염 및 거주지 내부의 주요 공급원이 된다.At the same time, pathogens accumulate in the operating channels of clean equipment and ventilation systems, which sometimes become a major source of hospital infection and residence.
이와 관련하여, 근본적인 새로운 물리적 및 화학적 토대 및 대기의 포괄적인 청정 및 소독을 위한 장치의 관여와 더불어 상기 문제를 해결하는데 새로운 접근법을 개발할 필요가 있었다.In this regard, there was a need to develop a new approach to solving the problem, along with the involvement of devices for comprehensive clean and disinfection of the underlying new physical and chemical foundations and atmosphere.
여과된 미크로플로라의 완전한 불활성화를 이용한 강한 공기 소독의 문제 해결책은 근래 들어 여러 나라에서 집중적으로 개발된 광촉매 방법일 수 있다.The problem of strong air disinfection with complete inactivation of filtered microflora could be a concentrated photocatalytic method in many countries in recent years.
이러한 방법의 본질은 유연한 UV 범위 "A"(400-315nm)의 영향하에서 활성 산소가 광촉매 - 반도체 이산화 티타늄의 표면에 형성되고 이들이 광촉매와 접촉된 모든 유기 화합물을 산화시키는 점에 있다.The essence of this method is that active oxygen is formed on the surface of the photocatalyst-semiconductor titanium dioxide under the influence of the flexible UV range " A "(400-315 nm), which oxidizes all organic compounds in contact with the photocatalyst.
흔히 알려진 필터와 살균 자외선 조사기에 비해 이러한 방법의 두드러진 특징은 고려되는 병원성 미생물을 포함하는 분자 및 에어로졸 유기 오염물질이 포집될 뿐만 아니라 무해한 이산화탄소와 물로 될때까지 제거되는 점이다.Compared to commonly known filters and germicidal ultraviolet irradiators, the prominent feature of this method is that not only the molecules and aerosol organic contaminants that contain the contemplated pathogenic microorganisms are captured but are removed until they become harmless carbon dioxide and water.
광촉매 공기 정화기의 제1(가장 간단한) 고안은 대체로 광촉매 작용의 영향에만 근거를 두고 있다. The first (simplest) design of photocatalytic air purifiers is largely based only on the effect of photocatalytic action.
상기 광촉매 공기 정화기의 제1 고안은 공기 정화의 다른 원칙들의 조합을 예상하지 못하고, 그래서 이러한 장치는 협소한 과제를 해결할 수 있을 뿐이다.The first design of the photocatalytic air purifier does not anticipate a combination of other principles of air purification, so that such a device solves a narrow problem.
이러한 작업의 고안자는 광촉매 반응기 시스템(AiroCide)을 이용하여 각각 다른 병원실에서 공지된 병원성 박테리아 및 균류 배양의 농도를 감소시키는 효율에 대한 연구를 실행하였다.The inventor of this work conducted a study on the efficiency of reducing the concentration of known pathogenic bacteria and fungal cultures in different hospitals using a photocatalytic reactor system (AiroCide).
이러한 시스템의 주요 구성요소는 이산화 티타늄으로 코팅된 복수의 작은 글래스 링을 갖는 반응 챔버이다.A major component of such a system is a reaction chamber having a plurality of small glass rings coated with titanium dioxide.
상기 반응 챔버의 내부에는 자외선 범위 "B"(254nm의 평균 파장)를 갖는 경질 방사선을 이용하는 60와트 전력의 램프가 배치되고, 이는 오존의 발생을 배제하지 않는다.Inside the reaction chamber, a 60 Watt power lamp employing hard radiation with an ultraviolet range "B" (average wavelength of 254 nm) is placed, which does not preclude the generation of ozone.
병원의 통상적인 수술실에 공기 청정기(AiroCide)를 설치한 후, 공기를 통해 퍼지는 미생물의 농도가 평균 60%만큼 감소되는 것이 보인다.After installing an air cleaner (AiroCide) in a hospital's normal operating room, the concentration of microorganisms spreading through the air is reduced by an average of 60%.
상기 광촉매 장치(AiroCide)의 단점은 다음과 같다:Disadvantages of the photocatalytic device (AiroCide) are as follows:
1. 이러한 장치가 분자형 유기 탄화수소(예를 들면, 에틸렌)로부터 공기를 정화하는데 양호한 결과를 갖는 점에도 불구하고, 다양한 에어로졸에서 공기를 정화하는데 낮은 효율을 갖는다.1. This device has low efficiency in purifying air in various aerosols, despite the good results in purifying air from molecular organic hydrocarbons (e.g. ethylene).
2. 자외선 범위 "B"(254nm의 평균 파장)로 작동할 때 오존이 발생될 수 있어, 오랜 시간 동안 사람들이 머무르는 지역에서 이러한 장치의 사용을 제한한다.2. Ozone can occur when operating in the ultraviolet range "B" (average wavelength of 254 nm), limiting the use of such devices in areas where people stay for long periods of time.
3. 이러한 장치의 설계는 상기 장치의 장기간 작동시 유지보수를 위해 각각의 구성요소로의 접근을 어렵게 한다.3. The design of such a device makes it difficult to access each component for maintenance during long-term operation of the device.
"AIRLIFE"라는 상표의 광촉매 공기 정화기의 고안이 널리 알려져 있다(러시아 특허 제2,259,866호, 2005년).The design of a photocatalyst air purifier with the trademark "AIRLIFE" is widely known (Russian Patent No. 2,259,866, 2005).
이러한 장치의 주요 구성요소는 이산화 티타늄 분말이 코팅된 다공성 수지의 광촉매 필터, 방사선 범위 "A"를 갖는 자외선 램프, 팬, 및 먼지 필터이다. 가정용 청정기 "AIRLIFE"의 주요 단점은 병원성 미생물을 포함하는 에어로졸로부터 공기를 정화하는 저효율 및 자외선 방사의 작용하에서 청정기의 악화로 인한 폴리머 필터의 광촉매의 짧은 수명이고, 그래서 연속적인 작동시 상기 먼지 필터를 자주 교체할 필요가 있다.The main components of such a device are a photocatalytic filter of a porous resin coated with titanium dioxide powder, an ultraviolet lamp with a radiation range "A ", a fan, and a dust filter. The main disadvantage of the household cleaner "AIRLIFE" is the low efficiency of purifying air from aerosols containing pathogenic microorganisms and the short life of the photocatalyst of the polymer filter due to the deterioration of the purifier under the action of ultraviolet radiation, You need to change frequently.
가정용 광촉매 공기 청정기의 고안이 알려져 있다(러시아 특허 제98134호, 2010년). 이러한 공기 청정기는 다음의 구성요소를 포함한다:The design of a domestic photocatalytic air purifier is known (Russian Patent No. 98134, 2010). Such an air purifier includes the following components:
1. 먼지 필터.1. Dust filter.
2. 0.8-1.5mm 직경의 소결된 글래스 비드를 갖는 광촉매 요소로서, 그 표면이 150-400m2/g의 비표면적 범위에서 나노입자를 갖는 이산화 티타늄의 아나타제 개량으로 코팅된, 광촉매 요소.2. A photocatalytic element having a 0.8-1.5 mm diameter sintered glass bead, the surface of which is coated with an anatase modification of titanium dioxide having nanoparticles in the specific surface area range of 150-400 m 2 / g.
3. 방사선 범위 "A"(360nm의 평균 파장)를 갖는 UV 램프.3. UV lamp with radiation range "A" (average wavelength of 360 nm).
4. 정화된 공기를 펌핑하기 위한 팬.4. Fan to pump purified air.
이러한 고안의 장점은 글래스 비드로부터 소결된 광촉매 요소(러시아 특허 제2151632호, 2000년)가 높은 다공성 및 이에 따라 정화된 공기를 외부로 펌핑하는데 대한 낮은 저항을 갖는 점이다.The advantage of this design is that the photocatalytic element sintered from the glass beads (Russian Patent No. 2151632, 2000) has a high porosity and thus a low resistance to pumping the purified air externally.
이러한 광촉매 요소는 광촉매에 의하여 화학적 파괴에 대해 영향을 받지 않는다.These photocatalytic elements are not affected by chemical destruction by the photocatalyst.
이러한 광촉매 요소는 글래스 비드에 대한 이산화 티타늄 분말의 매우 높은 접착력을 갖는다.These photocatalytic elements have very high adhesion of titanium dioxide powder to glass beads.
이는 장기간 사용 후에 공기 청정기의 정비를 상당히 용이하게 하는데, 이는 공기 청정기의 성능을 저하시키지 않으면서 통상의 진공 청소기 또는 물 분사를 이용하여 침전된 고형물을 광촉매 요소의 표면으로부터 제거할 수 있기 때문이다.This considerably facilitates the maintenance of the air cleaner after long use, as it can remove the precipitated solids from the surface of the photocatalytic element using a conventional vacuum cleaner or water spray without degrading the performance of the air cleaner.
이러한 고안인 가정용 광촉매 공기 정화기는 분자형 탄화수소로부터 공기를 정화시키는데 탁월한 것으로 판명되었고 미생물 오염물질의 공기 중 농도의 상당한 감소를 보여준다.This design, home photocatalytic air purifier, proved to be excellent for purifying air from molecular hydrocarbons and shows a significant reduction in airborne concentrations of microbial contaminants.
이러한 고안의 단점은 에어로졸로부터, 특히 담배 연기와 같은 오염물질로부터 공기를 정화하는 효율성이 부족한 점이다.A disadvantage of this design is the lack of efficiency in purifying air from aerosols, especially pollutants such as cigarette smoke.
임의의 크기 입자를 갖는 에어로졸로부터 가스를 정화하는데 적절한 보편적인 수단은 정전식 청정 방법으로 알려져 있다.A common means of cleaning a gas from an aerosol having any size particles is known as an electrostatic cleaning method.
이러한 방법은 코로나 전극에 의해 발생된 고전압 전기장을 통해 가스를 통과시킴으로써 에어로졸 입자를 이온화하고 충전하는 것에 근거하고 있다.This method is based on ionizing and charging the aerosol particles by passing the gas through a high voltage electric field generated by a corona electrode.
입자의 침적은 접지된 집전 전극 상에 발생한다.The deposition of the particles occurs on the grounded collector electrodes.
이러한 대부분의 장치는 대규모로, 즉 산업 부지에서 작동하도록 설계되고, 작은 거주 지역을 위해 설계된 가정용 공기 청정기에서 상기 장치의 사용은 불합리하다.Most of these devices are designed to operate on a large scale, i.e. industrial sites, and the use of such a device in domestic air cleaners designed for small residential areas is unreasonable.
광촉매 공기 청정기(러시아 특허 제115661호, 2011년)의 고안이 알려져 있고, 다음의 주요 구성요소를 포함한다:The design of a photocatalytic air purifier (Russian Patent 115661, 2011) is known and includes the following major components:
1. 다공성 유전체로 형성된 집진체 및 방전 전극을 갖는 작은 관형 정전식 집진기.1. A small tubular electrostatic precipitator having a dust collector and a discharge electrode formed of a porous dielectric.
2. 자외선 방사 공급원을 갖는 광촉매 요소.2. Photocatalytic element with ultraviolet radiation source.
3. 정화된 공기를 펌핑하기 위한 팬.3. Fan to pump purified air.
상기 관형 정전식 집진기의 구성을 이용하는데 있어서 주요 단점은 다공성 유기 재료, 예를 들어 폴리프로필렌으로 이루어진 에어로졸 집진기가 자외선 방사에 의한 유기물의 점진적인 파괴로 인하여 제한된 사용 수명을 갖는 점이다.A major disadvantage of using the configuration of the tubular electrostatic precipitator is that the aerosol dust collector made of a porous organic material, for example, polypropylene, has a limited service life due to gradual destruction of organic matter by ultraviolet radiation.
또한, 다공성 에어로졸 집진기는 공기 청정기의 장기간 작동시에 주기적으로 청소하기가 어렵다(또는 불가능하다).In addition, the porous aerosol dust collector is difficult (or impossible) to clean periodically during long-term operation of the air purifier.
근래 들어, 다양한 에어로졸로부터 공기를 정화하기 위해 이른바 "이온 팬 필터"(러시아 특허 제2181466호, 2002년)가 적극적으로 개발되었고, 이러한 이온 팬 필터에서 플레이트 코로나 전극은 집진 전극을 향하는 니들을 포함하고, 이에 의해 상기 전극 간의 전위차가 약 20kV이고 전자 카메라의 단면이 170×170mm2이면, 이는 그 자체가 약 100m3/h의 공기 흐름을 생성한다.Recently, a so-called "ion fan filter" (Russian Patent No. 2181466, 2002) has been actively developed to purify air from various aerosols, in which the plate corona electrode includes a needle pointing toward the collection electrode , Whereby the potential difference between the electrodes is about 20 kV and the cross-section of the electronic camera is 170 x 170 mm 2 , which itself produces an air flow of about 100 m 3 / h.
"이온 팬 필터"의 원리에 따라 작동하는 다양한 에어로졸로부터 정화하는 전기식 공기 정화기(러시아 특허 제87104호, 2009년)의 고안이 알려져 있다.The design of an electric air purifier (Russian Patent No. 87104, 2009) which purifies from various aerosols operating in accordance with the principle of "ion fan filter" is known.
이러한 공기 정화기 고안의 특징은 다음과 같다:The characteristics of this air purifier design are as follows:
1. 고정 및 반발(settling and repelling) 형태이며 특히 홈이 있는 전극인 코로나의 특정 설계로 인하여 그 자체가 정화된 공기 흐름을 생성한다.1. It is a settling and repelling form, and it produces a cleaned air flow by itself due to the particular design of the corona, especially the grooved electrode.
코로나와 집진 전극 간의 전위차는 10 내지 25kV이다. 집진 전극과 반발 전극 간의 전기장은 1 내지 20kV/cm이다.The potential difference between the corona and the collecting electrode is 10 to 25 kV. The electric field between the collecting electrode and the repulsive electrode is 1 to 20 kV / cm.
2. 공기 정화기의 모든 전극 구조는 접을 수 있는 요소를 갖는 금속으로 이루어져서, 집진 오염의 누적 한계량 이후에 세척을 가능하게 한다.2. All electrode structures of the air cleaner are made of metal with collapsible elements, allowing cleaning after the cumulative limit of dust collection.
3. 이러한 고안의 정화기에 의해 생성된 청정 공기의 흐름 자체는 약 100m3/h이다.3. The flow of clean air produced by the purifier of this design is about 100 m 3 / h.
이러한 전기식 공기 정화기의 단점은 다음과 같다:Disadvantages of such an electric air purifier are as follows:
1. 전극 공간에서 오존의 발생 및 공기 정화기의 외부로 오존의 출력.1. Ozone generation in the electrode space and ozone output to the outside of the air purifier.
2. 분자형 유기 오염물질로부터 공기를 정화하는데 낮은 효율.2. Low efficiency in purifying air from molecular organic pollutants.
1. Kozlov DV Vorontsov AV, Pershin AA The method of photocatalytic purification of gases // Russian Patent number 2259866, publ. 2005.1. Kozlov DV Vorontsov AV, Pershin AA The method of photocatalytic purification of gases // Russian Patent number 2259866, publ. 2005. 2. Balikhin IL, Berestenko VI, pets IA, zucchini EN, Kurkin EN, Trinity VN Household photocatalytic air purifier // Russian Patent for utility model No. 98134, publ. 2010.2. Balikhin IL, Berestenko VI, pets IA, zucchini EN, Kurkin EN, Trinity VN Household photocatalytic air purifier. 98134, publ. 2010. 3. Balikhin IL, Berestenko VI, pets IA Kurkin EN, Pershin AN Savinov, EN, Trinity VN Photocatalytic element and method for its preparation // Patent No. 2151632. Russia Bulletin. No. 18. 2000. S. 310.3. Balikhin IL, Berestenko VI, pets IA Kurkin EN, Pershin AN Savinov, EN, Trinity VN Photocatalytic element and method for its preparation // Patent No. 2151632. Russia Bulletin. No. 18. 2000. S. 310. 4. IR Subbotina, Pershin AA, Pershin NA Photocatalytic air purifier // Russian Patent for utility model number 115661, publ. 10.15.2012.4. IR Subbotina, Pershin AA, Pershin NA Photocatalytic air purifier // Russian Patent for utility model number 115661, publ. 10.15.2012. 5. Fine VB Smirnyagin EV, Ivanov SA Ion fan filter // Russian Patent number 2181466, publ. 20.04.2002.5. Fine VB Smirnyagin EV, Ivanov SA Ion fan filter // Russian Patent number 2181466, publ. 20.04.2002. 6. Krishtafovich YA Islam Sh Electric Air Purifier // Russian Patent for utility model No. 87104, publ. 10.15.2009.6. Krishtafovich YA Islam Sh electric air purifier. 87104, publ. 10.15.2009.
본 발명의 목적은, 상기 배경기술의 분석으로부터 알 수 있는 바와 같이, 가정용 광촉매 공기 청정기(러시아 특허 제98134호, 2010년) 및 전기식 공기 정화기(러시아 특허 제87104호, 2009년)의 고안은 질적으로 서로를 보완하고, 이들이 조합되는 경우에 실내 공기를 정화하기 위한 최고의 요건과 매우 넓은 적용성을 충족하는 새로운 고안의 공기 소독 청정기를 제공하는 것에 있다.It is an object of the present invention to provide a photocatalytic air purifier (Russian Patent No. 98134, 2010) and an electric air purifier (Russian Patent No. 87104, 2009) To provide a new design air disinfection purifier that satisfies the best requirements for purifying the indoor air and the very wide applicability when they are combined.
상기와 같은 본 발명의 목적을 달성하기 위한 본 발명의 공기 소독 청정기는, 전기식 필터가 광촉매 요소의 입구에 장착되는 것으로, 상기 전기식 필터는 코로나 전극, 및 10 내지 25kV의 상기 코로나 전극과 집진 전극 간의 전위차 및 1 내지 20kV/cm의 상기 집진 전극과 반발 전극 간의 전기장에서 홈 형태의 고정 및 반발 전극을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.According to another aspect of the present invention, there is provided an air disinfection purifier including an electric filter mounted at an inlet of a photocatalytic element, wherein the electric filter includes a corona electrode and a corona electrode between the corona electrode and the dust collecting electrode of 10 to 25 kV, And a fixed and repulsive electrode in the form of a groove in the electric field between the collecting electrode and the repulsive electrode having a potential difference of 1 to 20 kV / cm and a repulsive electrode.
상기와 같은 본 발병의 공기 소독 청정기는, 다양한 유형의 분자 및 에어로졸 오염물질로부터 공기의 완전한 정화를 수행하는 고효율 기기의 생산에 적용될 수 있는 효과를 가진다.The above-mentioned air purifying cleaner of the present invention has an effect that can be applied to the production of a highly efficient apparatus that performs complete purification of air from various types of molecules and aerosol pollutants.
도 1은, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 청구된 공기 소독 청정기의 개략도이다.
도 2는, 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기의 실험 개략도이다.
1 is a schematic diagram of a claimed air disinfection purifier according to an embodiment of the present invention.
2 is an experimental schematic diagram of an air disinfection purifier according to the present embodiment.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명에 따른 바람직한 실시 예에 의한 공기 소독 및 청정기를 상세히 설명하면 다음과 같다.DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, an air disinfection and purifier according to a preferred embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명의 실시 예는 여러 가지 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 아래에서 상세히 설명하는 실시 예로 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다. 본 실시 예는 당 업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 더욱 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것이다. 따라서 도면에서의 요소의 형상 등은 보다 명확한 설명을 강조하기 위해서 과장되어 표현될 수 있다. 각 도면에서 동일한 부재는 동일한 참조부호로 도시한 경우가 있음을 유의하여야 한다. 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 기술은 생략된다.The embodiments of the present invention can be modified in various forms, and the scope of the present invention should not be construed as being limited to the embodiments described in detail below. This embodiment is provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art. Therefore, the shapes and the like of the elements in the drawings can be exaggeratedly expressed to emphasize a clearer description. It should be noted that in the drawings, the same members are denoted by the same reference numerals. Detailed descriptions of well-known functions and constructions which may be unnecessarily obscured by the gist of the present invention are omitted.
도 1 및 도 2는, 본 발명에 따른 일 실시 예에 의한 청구된 공기 소독 및 청정기를 보인 도면으로, 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 전기식 필터가 광촉매 요소의 입구에 장착되는 것으로, 상기 전기식 필터는 코로나 전극, 및 10 내지 25kV의 상기 코로나 전극과 집진 전극 간의 전위차 및 1 내지 20kV/cm의 상기 집진 전극과 반발 전극 간의 전기장에서 홈 형태의 고정 및 반발 전극을 포함하여 이루어진다.1 and 2 show an air disinfection and purifier according to an embodiment of the present invention. In the air disinfection purifier according to the present embodiment, an electric filter is mounted at an inlet of a photocatalytic element, The electric filter includes a corona electrode, and a potential difference between the corona electrode and the dust collecting electrode of 10 to 25 kV and a fixed and repulsive electrode of a groove type in the electric field between the collecting electrode and the repelling electrode of 1 to 20 kV / cm.
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 전기식 필터에서 오존의 발생은 광촉매 공기 정화기의 전체적인 산화 능력에 부가적으로 기여한다. 동일 시간에 광촉매의 산화 능력은 광촉매 요소를 통해 오존을 통과시킴으로써 전체의 잔류 오존을 완전히 분해할 정도로 높고, 그래서 공기 청정기 오존의 출구는 완전히 없다.In the air disinfection purifier according to the present embodiment, the generation of ozone in the electric filter additionally contributes to the overall oxidizing ability of the photocatalytic air purifier. At the same time, the oxidation ability of the photocatalyst is high enough to completely decompose residual ozone by passing ozone through the photocatalytic element, so that the outlet of the air cleaner ozone is completely absent.
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 0.8-1.5mm 직경의 소결된 글래스 비드를 갖는 광촉매 요소로서, 그 표면이 100-400m2/g의 비표면적 범위에서 나노입자를 갖는 아나타제 이산화 티타늄 분말로 커버되는, 광촉매 요소, 및 범위 "A"(파장 400-315nm)의 방사선을 갖는 하나 이상의 UV 램프를 포함한다.The air disinfection purifier according to the present embodiment is a photocatalytic element having a sintered glass bead having a diameter of 0.8 to 1.5 mm and an anatase titanium dioxide powder having nanoparticles whose surface has a specific surface area of 100-400 m 2 / , And one or more UV lamps having radiation in the range "A" (wavelength 400-315 nm).
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 분자 및 에어로졸 상태의 유해 화학물질, 악취, 알레젠, 바이러스, 박테리아, 및 균류와 같은 유기, 무기, 및 생물 오염물질로부터 공기를 정화하는 효율이 증가하도록 되어 있다.The air disinfection purifier according to the present embodiment increases the efficiency of purifying air from organic, inorganic, and biological pollutants such as harmful chemicals in the form of molecules and aerosols, odors, allergens, viruses, bacteria, and fungi have.
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 100-400m2/g의 비표면적 범위에서 나노입자를 갖는 아나타제 이산화 티타늄과 결합한 0.8-1.5mm 직경의 소결된 글래스 비드를 갖는 광촉매 요소 및 범위 "A"(파장 400-315nm)의 UV 램프가 존재한다.The air disinfection purifier according to the present example comprises a photocatalytic element with a 0.8-1.5 mm diameter sintered glass bead in combination with anatase titanium dioxide having nanoparticles in the specific surface area of 100-400 m 2 / Wavelength 400-315 nm) UV lamp.
이는 모든 유기 공기 오염물질의 분자 산화를 제공한다. 상기 전기식 필터 청정기의 부가는 0.1 내지 100 마이크론 파장 범위의 방사선 발생을 제공하여, 미립자 상에서의 오염물질을 포함하는 유해한 물질 및 미생물의 공기 정화 질을 향상시킨다.This provides molecular oxidation of all organic air pollutants. The addition of the electrical filter cleaner provides radiation generation in the 0.1-100 micron wavelength range to improve the air purification quality of harmful materials and microorganisms including contaminants on the particulate matter.
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 입자 필터와 결합하는, 와이어드 코로나 전극 및 홈 형태의 고정 및 반발전극을 포함하는 상기 전기식 필터의 존재는 공기로부터 담배 연기 에어로졸의 유형을 포함하는 모든 액상 모든 고상 입자의 포집을 가능하게 한다.The air disinfection purifier according to the present embodiment is characterized in that the presence of the electric filter comprising a wired corona electrode and a groove shaped fixed and repulsive electrode in combination with a particulate filter removes all the liquid phase in all liquid phases including the type of tobacco smoke aerosol Enabling particle capture.
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 상기 코로나 전극으로부터 집진 전극으로 양성 이온의 운동으로 인하여 정해진 전기 변수에서 성형 전극을 갖는 전기식 필터의 존재는 그 자체가 약 100m3/h의 정화된 공기의 흐름을 생성하여, 작업 흐름의 생성은 저소음 저속 팬을 사용하게 한다.In the air disinfection purifier according to the present embodiment, the presence of the electric filter having the shaped electrode in the electric parameter determined by the movement of the positive ions from the corona electrode to the dust collecting electrode itself is approximately 100 m 3 / h of purified air flow , And the creation of the workflow allows the use of a low noise low speed fan.
상기와 같은 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기의 다양한 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.Various examples of the air disinfection purifier according to the present embodiment will be described in detail as follows.
[예시 1][Example 1]
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는 도 1에 개시된다.The air disinfection purifier according to the present embodiment is shown in Fig.
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는 장방형 하우징(1); 먼지 필터(2); 6개의 코로나 와이어 전극 블록(3); 6개의 집진 전극 블록(4); 6개의 반발 전극 블록(5); 두개의 관형 광촉매 요소(6); 자외선 범위 "A"를 갖는 두개의 UV 램프(7); 및 저속 팬(8)을 갖는다.The air disinfection purifier according to the present embodiment includes a rectangular housing 1; Dust filter (2); Six corona wire electrode blocks 3; Six dust collecting electrode blocks 4; Six rebound electrode blocks 5; Two tubular photocatalytic elements (6); Two UV lamps 7 having an ultraviolet range "A "; And a low-speed fan (8).
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기에 따른 정화된 공기 내의 오존 함량에 대하여 실험은 도 2에 개시된다.Experiments on the ozone content in the purified air according to the air disinfection purifier according to the present embodiment are shown in Fig.
이때, 측정은 10m3의 밀폐된 박스에서 실행되었다.At this time, the measurement was carried out in a sealed box of 10 m 3 .
오존 농도는 화학 발광 분석기 O3 3.02 P-R을 이용하여 측정되었다.The ozone concentration was measured using a chemiluminescence analyzer O 3 3.02 PR.
측정 비교는 광촉매 요소를 포함하지 않는 정전식 집진기의 작동 동안 및 광촉매 요소를 포함하는 정전식 집진기의 작동 동안에 이루어졌다.The measurement comparisons were made during the operation of the electrostatic precipitator not including the photocatalytic element and during the operation of the electrostatic precipitator including the photocatalytic element.
오존의 최대 허용 농도로서 거주 지역의 대기 내의 이용된 평균 오존의 최대 허용 농도(MPC)는 0.03mg/m3와 같다. The maximum allowable concentration of ozone (MPC) in the atmosphere of the residential area is 0.03 mg / m 3 .
표 1은 2014년 9월 22일자에 본 고안의 청구된 제독 공기 청정기의 실험에 의해 시간의 경과에 따라 얻은 박스에서 오존 누적의 결과를 나타내고 있다.Table 1 shows the results of ozone accumulation in a box obtained over time by an experiment of a commercial air cleaner claimed in the present invention on September 22, 2014.
광촉매 요소를 갖지 않는 정전식 집진기의 작동Operation of an electrostatic precipitator without a photocatalytic element 두개의 광촉매 요소를 갖는 정전식 집진기의 작동Operation of electrostatic dust collector with two photocatalytic elements
현재 시간(분)Current time in minutes 오존 농도(Mg/M3)Ozone Concentration (Mg / M 3) 현재 시간(분)Current time in minutes 오존 농도(Mg/M3)Ozone Concentration (Mg / M 3)
0000 0.0320.032 0000 0.0220.022
1515 0.1050.105 1515 0.0250.025
3030 0.1950.195 3030 0.0250.025
4545 0.1990.199 4545 0.0290.029
6060 0.1970.197 6060 0.0270.027
7575 0.2560.256 7575 0.0260.026
표 1에 보여진 바와 같이, 상기 정전식 집진기가 오존을 발생시켜 실험 박스에서 누적되면, 한 시간 동안 농도(0.197mg/m3)는 상기 MPC(0.03mg/m3)의 6배보다 크다.As shown in Table 1, if the electrostatic precipitator is to generate ozone accumulated in the experimental box, for an hour and a concentration (0.197mg / m 3) is greater than six times the MPC (0.03mg / m 3).
상기 정전식 집진기와 두개의 광촉매 요소를 조합한 경우, 전체의 실험 시간 동안 박스에서 오존의 농도는 일정하게 남게 되고 MPC를 초과하지 않는다.When the electrostatic precipitator and two photocatalytic elements are combined, the concentration of ozone in the box remains constant over the entire experimental period and does not exceed MPC.
즉, 정전식 집진기에 의해 발생된 모든 오존은 두개의 광촉매 요소를 통과함으로써 완전히 분해된다.That is, all the ozone generated by the electrostatic dust collector is completely decomposed by passing through the two photocatalytic elements.
[예시 2][Example 2]
예시 1의 도 1에 나타낸 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는, 36 평방 미터 작업실의 대기에 에어로졸을 가두기 위해 실험되었다.The air disinfection purifier according to the present embodiment shown in Fig. 1 of Example 1 was experimented to confine aerosols to the atmosphere of a 36 square meter working room.
에어로졸 입자 함량 카운터는 28.31l/min의 샘플 속도에서 0.3 미크론의 감도를 갖는 SOLAIR 시리즈 300으로 측정되었다.The aerosol particle content counter was measured with a SOLAIR Series 300 with a sensitivity of 0.3 microns at a sample rate of 28.31 l / min.
비교를 위해, 측정은 두가지 버전: 정전식 집진기가 꺼진 경우(표 2) 및 정전식 집진기가 켜진 경우(표 3)에서 이루어졌다.For comparison, the measurements were made in two versions: when the electrostatic precipitator is off (Table 2) and when the electrostatic precipitator is on (Table 3).
정전식 집진기가 꺼진 경우에 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기의 작동When the electrostatic dust precipitator is turned off, the operation of the air disinfection purifier according to the present embodiment
입자 크기(미크론)Particle size (in microns) 공기 내의 원래 입자 함량Original particle content in air 장치의 출구에서 입자의 함량The content of particles at the outlet of the device 에어로졸 포집 효율(%)Aerosol collection efficiency (%)
0.30.3 1380000013800000 1360000013600000 1.451.45
0.50.5 19100001910000 18300001830000 4.194.19
1One 411000411000 365000365000 11.1911.19
33 3929339293 2947529475 24.9924.99
55 1724417244 1151711517 33.1333.13
1010 18251825 734734 59.7859.78
정전식 집진기가 켜진 경우에 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기의 작동When the electrostatic dust collector is turned on, the operation of the air disinfection purifier according to the present embodiment
입자 크기(미크론)Particle size (in microns) 공기 내의 원래 입자 함량Original particle content in air 장치의 출구에서 입자의 함량The content of particles at the outlet of the device 에어로졸 포집 효율(%)Aerosol collection efficiency (%)
0.30.3 1800000018000000 334000334000 98.1498.14
0.50.5 49900004990000 1237712377 99.7599.75
1One 19200001920000 26432643 99.8699.86
33 150000150000 545545 99.6499.64
55 4210042100 314314 99.2599.25
1010 33103310 6262 98.1398.13
결과에서 보여진 바와 같이, 정전식 집진기가 꺼진 경우의 본 실시 예에 의한 공기 소독 및 청정기는 크기가 0.3-1 미크론의 입자는 거의 포집하지 않고, 3-5 미크론 입자 크기를 갖는 에어로졸의 갇힌 정도는 60% 미만이고, 정전식 집진기가 켜진 경우에 단일 통과에서 대기로부터 에어로졸의 포집 효율은 0.3-10 미크론의 실험된 크기 범위에 걸쳐 98%보다 크다.As can be seen from the results, the air disinfection and purifier according to the present embodiment when the electrostatic precipitator is turned off does not collect particles of 0.3-1 micron in size, and the trapped degree of aerosols of 3-5 micron particle size And the collection efficiency of the aerosol from the atmosphere in a single pass is greater than 98% over the tested size range of 0.3-10 microns when the electrostatic precipitator is turned on.
[예시 3][Example 3]
예시 1에서와 같이 도 1에 나타낸 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는 300 리터의 체적을 갖는 밀폐된 박스에서 공기 모형 유기 오염물질 - 아세톤의 제거를 위해 실험되었다.As in Example 1, the air disinfection purifier according to this embodiment shown in FIG. 1 was tested for the removal of air model organic contaminants-acetone in a closed box with a volume of 300 liters.
상기 장치의 질을 평가하기 위한 기준으로서 박스에서 이산화 탄소 농도의 증가율이 취해지고, 이는 아세톤의 완전 산화의 최종 산출물이다.As a criterion for evaluating the quality of the apparatus, the rate of increase in the concentration of carbon dioxide in the box is taken, which is the final product of complete oxidation of acetone.
상기 장치의 실험이 3가지 유형의 작업에서 실행되었다.Experiments of the device were performed in three types of tasks.
1 - 전자식 집진기만이 작동.1 - Only electronic dust collector works.
2 - 광촉매 요소만이 작동.2 - Only the photocatalytic element works.
3 - 정전식 집진기와 광촉매 요소가 작동.3 - Electrostatic dust collector and photocatalytic element work.
제1 실시예에서 CO2 농도의 증가율이 0.36ppm/min에 도달하고; 제2 실시예에서는 25.9ppm/min에 도달하고; 제3 실시예에서는 26.5ppm/min에 도달하는 것으로 측정되었다.The rate of increase of the CO 2 concentration in the first embodiment reaches 0.36 ppm / min; 25.9 ppm / min in the second embodiment; In the third embodiment, it was measured to reach 26.5 ppm / min.
상기 결과로부터 알 수 있는 바와 같이, 하나의 작동 정전식 집진기만으로ㄴ는 공기로부터 아세톤을 제거하지 못하고, 기기가 완전히 켜진 경우에 광촉매 요소만이 공기로부터 아세톤을 제거한다.As can be seen from the above results, only one working electrostatic dust collector can not remove acetone from the air, and when the apparatus is completely turned on, only the photocatalytic element removes acetone from the air.
[예시 4][Example 4]
본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기는 화학 물리학 문제 연구소의 분자 생물학 실험실에 실험되었다.The air disinfection purifier according to this embodiment was tested in a molecular biology laboratory of the Institute of Chemical Physics.
실험실의 크기는 35m2이다.The size of the laboratory is 35m 2 .
42시간 내에 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기가 작동하여 275CFU/m2의 초기 농도에서 10배보다 크게 공기 내의 미생물(주로 대장균 및 포도상구균) 함량을 감소시켰다.Within 42 hours, the air disinfection purifier according to the present example operated and reduced the content of microorganisms (mainly E. coli and Staphylococcus aureus) in the air by more than 10 times at an initial concentration of 275 CFU / m 2 .
상술한 바와 같이, 본 실시 예에 의한 공기 소독 청정기의 수행된 실험의 결과는 예시 1 ~ 4에 나타나 있고, 수행된 실험은 본 실시 예에 의한 공기 소독 및 청정기의 본질적인 특징의 조합이 기술적 결과를 달성할 수 있다는 것을 보여주고 있고, 이는 다양한 유형의 분자 및 에어로졸 오염물질로부터 공기의 완전한 정화를 수행하는 고효율 기기의 생산을 위해 권장될 수 있다.As described above, the results of the experiments performed on the air disinfection purifier according to the present embodiment are shown in Examples 1 to 4, and the experiments performed show that the combination of the essential characteristics of the air disinfection and purifier according to the present embodiment provides technical results , Which can be recommended for the production of highly efficient equipment that performs complete purification of air from various types of molecules and aerosol contaminants.
이상에서 설명된 본 발명의 일 실시 예는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속한 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 잘 알 수 있을 것이다. 그러므로 본 발명은 상기의 상세한 설명에서 언급되는 형태로만 한정되는 것은 아님을 잘 이해할 수 있을 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다. 또한, 본 발명은 첨부된 청구범위에 의해 정의되는 본 발명의 정신과 그 범위 내에 있는 모든 변형물과 균등물 및 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.It will be apparent to those skilled in the art that various modifications and equivalent arrangements may be made therein without departing from the scope of the present invention as defined by the appended claims and their equivalents. . Therefore, it is to be understood that the present invention is not limited to the above-described embodiments. Accordingly, the true scope of the present invention should be determined by the technical idea of the appended claims. It is also to be understood that the invention includes all modifications, equivalents, and alternatives falling within the spirit and scope of the invention as defined by the appended claims.
1: 하우징 2: 먼지 필터
3: 코로나 전극 4: 집진 전극,
5: 반발 전극 6: 소결된 글래스 비드를 갖는 광촉매 요소
7: 자외선 A(400-315nm) 범위를 갖는 UV 램프
8: 팬
10: 300리터의 밀폐된 글래스 박스
20: 공기 소독기 및 청정기
30: 모형 오염물질의 디스펜서
40: CO2 Klimalogger KL 201의 농도를 측정하기 위한 장치
50: 개인용 컴퓨터
1: Housing 2: Dust filter
3: corona electrode 4: dust collecting electrode,
5: rebound electrode 6: photocatalytic element having sintered glass bead
7: UV lamp with ultraviolet A (400-315 nm) range
8: Fan
10: 300 liters sealed glass box
20: Air sterilizer and purifier
30: Dispenser of model contaminants
40: Device for measuring the concentration of CO 2 Klimalogger KL 201
50: Personal computer

Claims (1)

  1. 먼지 필터;
    0.8-1.5mm 직경으로 소결된 글래스 비드를 가지며, 그 표면이 100-400m2/g의 비표면적 범위에서 아나타제 이산화 티타늄 나노입자 분말로 코팅된 두 개의 관형 광촉매 요소; 및
    범위 "A"(파장 400-315nm)의 방사선을 갖는 하나 이상의 UV 램프를 포함하고,
    상기 관형 광촉매 요소 입구에는,
    코로나 와이어 전극과, 상기 코로나 와이어 전극과의 사이에 10 내지 25kV의 전위차를 갖는 집진 전극과, 상기 집진 전극과의 사이에 1 내지 20kV/cm의 전기장을 갖는 반발 전극으로 구성되고, 상기 집진 전극과 반발 전극은 홈 형태로 형성되고, 100m3/h의 정화된 공기 흐름을 생성하는 전기식 필터가 구성되는 것을 특징으로 하는 공기 소독 청정기.
    Dust filter;
    Two tubular photocatalytic elements coated with anatase titanium dioxide nanoparticle powder having glass beads sintered at 0.8-1.5 mm in diameter and whose surface is in the specific surface area range of 100-400 m 2 / g; And
    One or more UV lamps having radiation in the range "A" (wavelength 400-315 nm)
    At the inlet of the tubular photocatalytic element,
    A collector electrode having a potential difference of 10 to 25 kV between the corona wire electrode and the corona wire electrode and a repulsion electrode having an electric field of 1 to 20 kV / cm between the collector electrode and the collector electrode, Characterized in that the rebounding electrode is formed in the form of a groove and an electric filter is constituted which produces a cleaned air flow of 100 m 3 / h.
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