KR101877373B1 - 차량용 에어필터 - Google Patents
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Abstract
차량용 에어필터에 관한 것으로,
조명수단과 광촉매부재를 수용하고, 차량의 공기덕트에 착탈 가능하게 설치되는 케이스; 케이스의 내부에 설치되어 광촉매부재에 빛을 조사하는 조명수단; 케이스 본체에 충전되고, 조명수단에서 조사된 빛과의 화학반응으로 케이스를 통과하는 공기에 포함된 냄새를 제거하고 세균 및 곰팡이균을 제거하는 광촉매부재;를 포함하는 기술구성을 통하여
차량 내부로 진입하는 외부공기에 포함된 냄새를 제거하고, 각종 세균 및 곰팡이균 등을 살균하여 차량 내부 환경을 쾌적하게 할 수 있게 되는 것이다.
조명수단과 광촉매부재를 수용하고, 차량의 공기덕트에 착탈 가능하게 설치되는 케이스; 케이스의 내부에 설치되어 광촉매부재에 빛을 조사하는 조명수단; 케이스 본체에 충전되고, 조명수단에서 조사된 빛과의 화학반응으로 케이스를 통과하는 공기에 포함된 냄새를 제거하고 세균 및 곰팡이균을 제거하는 광촉매부재;를 포함하는 기술구성을 통하여
차량 내부로 진입하는 외부공기에 포함된 냄새를 제거하고, 각종 세균 및 곰팡이균 등을 살균하여 차량 내부 환경을 쾌적하게 할 수 있게 되는 것이다.
Description
본 발명은 차량용 에어필터에 관한 것으로, 더 자세하게는 광촉매부재를 통해 차량 내부로 유입되는 공기중에 포함된 냄새나 세균, 곰팡이균을 제거할 수 있도록 하는 것에 관한 것이다.
최근 도시화와 산업구조의 변화로 인해 사무실, 지하역사, 차량 등 밀폐된 공간에서 하루 대부분을 보내는 인구가 증가했으며, 2010년 통계청조사 결과에 따르면 실내 68.2%, 이동수단 7.6% 등으로 밀폐된 공간에서 보내는 시간이 하루의 75% 이상을 차지하는 것으로 알려져 있다.
이렇듯 현대인들은 갇힌 공기 속에서 살아갈 수밖에 없으며, 실내 공기는 건축자재, 가구, 벽지, 전자제품 등에서 발생하는 먼지나 유해화합물로 인해 오염은 이미 많이 알려진 사실이지만, 개인 및 대중교통 차량에 대한 관심은 최근에서 급격히 증가된 바 있으며, 차량 실내 환경은 상기의 일반 실내 공간에 오염에 비해 100-5000배 이상의 더 높은 오염도를 가지고 있는 것으로 알려져 있다.
예를 들어 차량 내에 존재하는 각종 균 중에서 차량 에어컨에 서식하는 레지오넬라균(Legionella pneumophilia)은 37℃ 안팎에서 8시간에 2배씩 증식하는 특성을 가지고 있으며, 이는 물 분무 입자와 함께 이동하고, 호흡기를 통해 폐렴 외에 냉방병과 두통, 피로 등을 유발한다.
또한, 차량 내부에는 결막염과 폐렴 등을 일으키는 펴염쌍구균, 폐혈증, 식증독, 기관지염 등을 유발하는 포도상구균, 알레르기나 호흡기 질환을 일으키는 푸른곰팡이(penicillium) 등도 서식한다.
이와 관련하여 현대인들은 상기 질병 중 특히 천식, 아토피 등 환경성 질환이 급속하게 증가하고 신종인플루엔자와 같은 공기감염 질환이 꾸준하게 유행함에 따라 실내 공기오염은 사회 문제로까지 커지고 있으며, 따라서 환기나 일부 필터형 공기청정기 등의 대처는 근본적인 해결책이 되지 못하며, 일부의 필터에서는 각종 균 및 곰팡이의 서식지로 변하고 있어 더욱 큰 질환을 일으키는 요인으로 작용하고 있는 실정이다.
일반적인 차량용 공기조화 시스템은 차량의 실내 또는 실외 공기를 송풍기를 사용하여 유입 또는 재순환시키는데, 이러한 공기 중에는 먼지, 분진, 꽃가루뿐만 아니라 냄새를 유발하는 기체 상태의 오염물질 및 세균, 곰팡이균 등의 각종 미생물 등이 포함되어 있다.
현재 사용되고 있는 차량용 공기조화 시스템에는 공기 중에 존재하는 분진, 먼지 등만을 제거하는 필터장치가 구비되어 있는데, 이러한 필터장치는 자동차로부터 배출되는 배기가스 및 대기 중의 발암물질 등의 악취 및 세균 등을 제거할 수 없다.
이에 광촉매를 이용하여 차량 내부로 공급되는 공기중에 포함된 냄새 및 세균을 제거하는 기술이 다수 제안되었다.
광촉매 산화반응이란 띠 간격에너지(band gap energy) 이상의 빛 에너지를 광촉매에 조사하였을 때 전자와 정공이 발생하고, 정공에 의해 생성되는 수산화라디칼(OH)의 강력한 산화력으로 광촉매 표면에 흡착된 기상 또는 액상의 유기물이 분해되는 반응을 말한다.
즉, 광촉매는 빛 에너지를 흡수함으로써 촉매활성을 나타내게 되는데, 이때 발생하는 강력한 산화력으로 환경오염물질을 산화 분해한다.
상기 광촉매 반응을 유도하는 물질로는 TiO2, ZnO2, ZnO, SrTiO3, CdS, GaP, InP, GaAs, BaTiO3, KNbO3, Fe2O3, Ta2O5, WO3, SnO2, Bi2O3, NiO, Cu2O, SiO, SiO2, MoS2, InPb, RuO2, CeO2 등이 사용되고 있으며, 상기 광촉매에 Pt, Rh, Ag, Cu, Sn, Ni, Fe 등의 금속 및 이들의 금속산화물을 첨가하여 사용할 수도 있다.
이중에서도 이산화티타늄(TiO2)은 인체에 무해하고 광촉매활성이 탁월하며, 내광부식성이 우수하고 가격이 저렴하여 가장 많이 사용되고 있다.
이산화티타늄은 파장 388㎚ 이하의 자외선을 흡수하여 반응함으로써 전자(전도대)와 정공(가전자대)이 생성되는데, 이때 빛으로 사용되는 자외선은 태양에너지 외에 형광등, 백열전등, 수은램프 등의 인공조명이 사용될 수 있다. 상기 반응에서 생성된 전자와 정공은 10-12 내지 10-9 초만에 재결합하지만, 재결합하기 전에 오염물질 등이 표면에 흡착하게 되면 상기 전자와 정공에 의해 분해된다.
하기의 특허문헌 1에는 광촉매 필터 및 흡착성 광촉매 필터를 이용한 차량용 필터장치가 개시되어 있다.
특허문헌 1의 차량용 필터장치는 소정 공간을 갖는 하우징, 상기 하우징의 상하에 서로 대칭되도록 구비되어 프리필터부재 및 광촉매 필터부재가 삽입되어 고정될 수 있도록 한 다수 개의 홈, 상기 하우징으로 유입되는 공기의 초입부에 이웃한 홈에 삽입된 적어도 하나 이상의 프리필터부재, 상기 홈에 삽입된 적어도 하나 이상의 광촉매 필터부재, 상기 하우징의 내부공간의 일측에 구비되어 상기 광촉매 필터부재에 빛을 조사하는 적어도 하나 이상의 램프, 상기 램프에 연결설치되어 전류를 공급하는 전원공급부재 및 상기 홈의 길이방향의 전후 종단에 각각 위치하여 상기 하우징을 덮는 덮개를 포함한다.
하기의 특허문헌 2에는 내연기관에 유입되는 공기를 정화하는 광촉매 필터; 내측에 광촉매 필터를 수납하는 필터 하우징; 및 광촉매 필터의 하부에서 필터 하우징의 하부에 설치되어, 광촉매 필터에 UV-C 광원을 제공하는 오존램프;를 포함하는 내연기관에 흡입되는 공기의 광촉매 필터를 이용한 공기 정화장치가 개시되어 있다.
그러나 특허문헌 1, 2를 포함한 종래 기술에 따른 차량용 에어필터는 판형의 광촉매 필터를 사용하는 것으로, 광촉매 필터 등의 제작이 매우 번거롭고, 기존 공기덕트에 적용하기가 매우 어렵게 되는 문제가 있었다.
또한 종래 기술에 따른 차량용 에어필터는 차량 내부로 유입되는 각종 세균 및 곰팡이균을 완벽하게 살균할 수 없게 되는 문제가 있었다.
본 발명은 상기 종래 기술에 따른 차량용 에어필터의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적이 차량 내부로 유입되는 외부 공기에 포함된 냄새를 제거할 수 있도록 함은 물론 각종 세균과 곰팡이균을 살균할 수 있도록 하는 차량용 에어필터를 제공하는 데에 있는 것이다.
본 발명은 그 다른 목적이 간편하게 제작할 수 있도록 함은 물론 차량의 공기덕트에 간편하게 장착 및 분리할 수 있도록 하는 것에 의해 유지관리를 용이하게 할 수 있도록 하는 차량용 에어필터를 제공하는 데에 있는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 차량용 에어필터는 조명수단과 광촉매부재를 수용하고, 차량의 공기덕트에 착탈 가능하게 설치되는 케이스; 케이스의 내부에 설치되어 광촉매부재에 빛을 조사하는 조명수단; 케이스 본체에 충전되고, 조명수단에서 조사된 빛과의 화학반응으로 케이스를 통과하는 공기에 포함된 냄새를 제거하고 세균 및 곰팡이균을 제거하는 광촉매부재;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터의 케이스는 양측이 개구된 장방형의 본체의 양측에 유입망과 배출망이 설치된 형태이고, 유입망과 배출망은 광촉매부재가 통과할 수 없는 메시(mesh)를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터의 조명수단은 케이스 본체의 내부 상단에 고정 설치되고, UV-LED 램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터의 광촉매부재는 중공구체의 외부 표면에 전이금속이 도핑된 이산화티탄(TiO2) 광촉매가 코팅된 형태인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터의 광촉매부재의 중공구체 재질은 합성수지 또는 텅스텐 옥사이드(WO3)인 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터는 케이스의 내부 하단부 이물질 수거공간이 마련되고, 그 상부에 이물질 걸름망이 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터의 이물질 수거공간은 공기가 유입되는 좌측부위와 공기가 배출되는 우측부위가 밀폐되고, 상단에 이물질 걸름망이 설치되고, 이물질 걸름망은 광촉매부재가 통과할 수 없는 메시(mesh)를 가지는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터는 케이스의 하단에 이물질 수거공간에 축적된 이물질을 제거할 수 있도록 하는 배출구멍이 마련되고, 배출구멍에 마개가 분리 가능하게 설치된 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 공기의 유동에 따라 부유하는 광촉매부재와 조명수단의 가시광 반응으로 차량 내부로 유입되는 공기에 포함된 냄새를 제거하고, 각종 세균 및 곰팡이균을 살균할 수 있게 되어 운전자 및 탑승객에게 쾌적한 실내 환경을 제공할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 차량 내부로 유입되는 세균, 곰팡이균을 제거하여 질병 감염을 줄일 수 있게 되어 호흡기 질환 및 두통 등의 폐해를 줄일 수 있게 된다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 작동과정에서 광촉매부재가 부유하면서 충분한 공기유동 공간이 확보되므로 공기 유동이 원활하게 되고, 그에 따라 에너지 소비가 매우 적게 된다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 부유하는 광촉매부재의 회전과 충돌에 의해 광촉매부재의 청정성이 유지되므로 광촉매 효과가 반영구적으로 지속될 수 있게 된다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 광촉매부재 미반응에 의한 잔류물은 조명수단의 UV-LED의 빛에 의해 분해되고, 미량의 잔존하는 세균 등을 살균할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 차량의 공기덕트에 간편하게 착탈할 수 있게 되므로 유지관리를 용이하게 할 수 있게 된다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터에 의하면, 집진 효율 저감이 없기 때문에 차량 공조기의 부하를 줄일 수 있게 되고, 그에 따라 모터 전기소모량의 저감, 배터리 수명 연장, 연비 향상에 기여할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 분해사시도,
도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착과정을 보인 사시도,
도 3 및 도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착상태의 종단면도,
도 5는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 광촉매부재의 종단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 종단면도,
도 7은 동 다른 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착상태의 종단면도,
도 8은 광촉매 반응과정을 나타낸 그림,
도 9는 대표적 전이금속인 철(Fe)을 도입하여 자외선에서 반응하던 이산화티탄이 가시광선 하에서도 광촉매 반응을 일으키는 원리를 보여주는 그림,
도 10은 항균성을 평가 하는 기준으로 오랫동안 사용되었던 일반세균수(Aerobic Plate Count: APC이며, CFU으로도 불려짐)와 RLU이 비례관계를 갖는다는 것을 나타내는 상관도.
도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착과정을 보인 사시도,
도 3 및 도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착상태의 종단면도,
도 5는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 광촉매부재의 종단면도,
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 종단면도,
도 7은 동 다른 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착상태의 종단면도,
도 8은 광촉매 반응과정을 나타낸 그림,
도 9는 대표적 전이금속인 철(Fe)을 도입하여 자외선에서 반응하던 이산화티탄이 가시광선 하에서도 광촉매 반응을 일으키는 원리를 보여주는 그림,
도 10은 항균성을 평가 하는 기준으로 오랫동안 사용되었던 일반세균수(Aerobic Plate Count: APC이며, CFU으로도 불려짐)와 RLU이 비례관계를 갖는다는 것을 나타내는 상관도.
이하 본 발명에 따른 차량용 에어필터를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.
이하에서, "상방", "하방", "전방" 및 "후방" 및 그 외 다른 방향성 용어들은 도면에 도시된 상태를 기준으로 정의한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 분해사시도이고, 도 2는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착과정을 보인 사시도이고, 도 3 및 도 4는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착상태의 종단면도이다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터(100)는 케이스(110), 조명수단(120), 광촉매부재(130)를 포함한다.
케이스(110)는 조명수단(120)과 광촉매부재(130)를 수용하는 공간이다.
케이스(110)는 양측이 개구된 장방형의 본체(111)의 양측에 유입망(112)과 배출망(113)이 설치된 형태이다.
케이스(110)는 차량 내부에 외부 공기를 공급하는 공기덕트(200)에 마련된 삽입구멍(201)을 통해 공기덕트(200)에 삽입 및 분리 가능하게 설치된다.
케이스 본체(111)의 상단에는 손잡이편(111a)이 마련된다.
유입망(112)과 배출망(113)은 케이스 본체(111)의 내부로 공기가 유입되도록 하는 동시에 케이스 본체(111)의 내부 공기가 외부로 배출될 수 있도록 하고, 케이스 본체(111)의 내부의 충전되는 광촉매부재(130)가 케이스 본체(111)의 외부로 누출되는 것을 방지한다.
그에 따라 유입망(112)과 배출망(113)은 광촉매부재(130)가 통과할 수 없는 메시(mesh)를 가진다.
도 1에서 미설명부호 114는 커넥터이다
조명수단(120)은 광촉매부재(130)에 빛을 조사하는 것으로, 케이스 본체(111)의 내부 상단에 고정 설치된다.
조명수단(120)은 전력소모가 적고, 장기간동안 별다른 고장 없이 사용할 수 있는 UV-LED 램프를 사용하는 것이 바람직하다.
광촉매부재(130)는 조명수단(120)에서 조사된 빛과의 화학반응으로 케이스(110)를 통과하는 공기에 포함된 냄새를 제거하고 세균 및 곰팡이균을 제거하는 것으로, 케이스 본체(111)에 충전된다.
광촉매부재(130)의 충전량은 케이스 본체(111)의 전체 부피의 40% ~ 85% 정도로 하는 것이 바람직하며, 그 이유는 4)% 미만이면 빛과의 화학반응으로 생성되는 이산화탄소 등의 불충분하여 케이스 본체(111)를 통과하는 전체 공기의 냄새제거와 살균을 기대하기 어렵게 되고, 85% 초과이면 케이스 본체(111)를 통과하는 공기의 유동이 원활하지 못하게 되기 때문이다.
도 5는 동 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 광촉매부재의 종단면도이다
광촉매부재(130)는 중공구체(131)의 외부 표면에 전이금속이 도핑된 이산화티탄(TiO2) 광촉매(132)가 코팅된 형태이다.
상기 광촉매부재(130)의 중공구체(131)는 폴리프로필렌(PP)과 같은 합성수지 재질의 것 또는 텅스텐 옥사이드(WO3) 재질의 것을 사용할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 종단면도이고, 도 7은 동 다른 실시 예에 따른 차량용 에어필터의 장착상태의 종단면도이다.
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량 에어필터(100)는 케이스(110)의 내부 하단부 이물질 수거공간(S)을 마련하고, 그 상부에 이물질 걸름망(115)을 설치한 형태이다.
이물질 수거공간(S)은 공기가 유입되는 좌측부위와 공기가 배출되는 우측부위가 밀폐되고, 상단에 이물질 걸름망(115)이 설치된다.
이물질 걸름망(115)은 전술한 유입망(112)과 배출망(113)과 마찬가지로 광촉매부재(130)가 통과할 수 없는 메시(mesh)를 가진다.
도 6 및 도 7에 도시된 본 발명의 다른 실시 예에 따른 차량 에어필터(100)는 케이스(110) 내부로 진입하는 공기가 광촉매부재(130)와 부딪히는 과정 및 광촉매부재(130)가 부유, 회전, 충돌하는 과정에서 공기중에 포함된 이물질이 낙하하여 이물질 수거공간(S)에 축적될 수 있도록 한 것이다.
이물질 수거공간(S)에 축적된 이물질은 케이스(110)의 하단에 마련된 배출구멍을 통해 손쉽게 제거할 수 있게 된다.
상기 이물질 수거공간(S)의 배출구멍에는 분리 가능한 마개가 설치된다.
한편, 본 발명에 따른 차량용 에어필터(100)는 차량 내부로 외부공기를 공급하는 공기덕트(200)에 착탈 가능하게 설치되며, 공기덕트(200)에 마련된 삽입구멍(201)에 케이스(110)를 삽입하고, 케이스(110)의 외부로 인출된 커넥터(114)를 통해 조명수단(120)에 전원을 접속하는 것만으로 간편하게 장착할 수 있게 된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터(100)가 공기턱트(200)에 장착된 경우 차량 내부로 공급되는 외부 공기는 차량용 에어필터(100)의 케이스(110) 내부를 통과하게 되고, 그 과정에서 부유, 회전, 충돌하면서 조명수단(120)과 광반응을 일으키는 광촉매부재(130)에 의해 외부 공기에 포함된 냄새가 제거되고, 각종 세균과 곰팡이균 등이 살균된다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 차량용 에어필터(100)에 있어서 조명수단(120)의 빛이 광촉매부재(130)에 조사되면 광촉매(132)는 빛에너지를 흡수하여 h+(정공)과 e-(전자)로 여기(반도체의 전기가 인가되면 한 쪽으로는 +(정공), 다른 쪽에는 -(전자)로 변화되는 원리)되고, h+(정공)이 발생된 측에는 공기 중의 물과 반응하여 OH*(하이드록실 라디칼)이 생성되고, e-(전자)가 발생된 측에서는 공기중의 산소와 반응하여 O2*(수퍼 옥사이드)가 생성된다.
도 8은 광촉매 반응과정을 나타낸 그림이다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터(100)에서 광촉매부재(130)의 광촉매(132)는 광에너지를 이용하여 촉매로서 기능하는 물질로서, 그 반응 기작을 살펴보면 아래와 같다.
즉, 광촉매(132)는 각 띠 사이에 에너지 간격을 가지는 공유띠와 전도띠를 포함하는데, 광촉매((132)가 이러한 띠간격을 극복할 수 있는 충분한 광에너지를 흡수하게 되면, 공유띠에서 전도띠로 전자가 여기하고, 그에 따라 공유띠에는 전자가 비어있는 상태인 정공이 발생하게 된다.
이렇게 광촉매(132)에 전자와 정공이 생성되면, 그에 따라 수소발생 및 여러가지 유기물의 산화와 같은 광촉매 반응들을 유발하게 되며, 이산화티탄(TiO2)은 이러한 광촉매 중에서 가장 널리 쓰이는 물질이다.
티타늄을 공기 중에 노출시키면 쉽게 산소와 반응하여 산화되어, 피막형태의 이산화티탄(TiO2)이 형성되며, 이산화티탄의 성질은 광촉매로 쓰이기에는 더없이 좋은 조건을 보유하고 있다.
즉 빛을 흡수하여 다른 물질들은 산화시키는 산화력이 매우 크며, 음폐력이 커서 산이나 염기 혹은 수용액 등 거의 모든 용매에 녹지 않는다.
또한 생물학적인 반응을 하지 않아 환경 및 인체에 무해하며, 특히 매우 안정한 물질이다.
다만, 이러한 광촉매로 널리 쓰이는 이산화티탄의 띠간격은 3.0~3.2 eV이므로 이 띠간격을 극복하기 위해서는 388nm보다 짧은 자외선(u.v: ultraviolet wave) 영역의 빛이 필요하다.
그러나 태양광선은 대부분 가시광선(visible light) 영역이며 자외선 영역은 5% 미만에 불과하다.
따라서 태양에너지를 효과적으로 이용하기 위해서는 태양광선의 대부분을 차지하는 가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있어야 하는데, 이산화티탄은 이러한 가시광선 영역의 빛에 대하여는 반응하지 않는 단점을 가지고 있다.
따라서, 이산화티탄 광촉매가 가시광선 영역의 빛에서 반응하게 할 수 있게 하려는 시도가 이루어지고 있다.
그리고 그러한 시도 중 하나가 양이온이나 음이온을 이산화티탄 격자내에 도핑시켜서 띠간격 사이에 새로운 트랩 사이트(trap site)를 만들어 가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있도록 하는 것이다.
한편, 전이금속(transition metal)이 이산화티탄 격자내에 치환되는 경우, 가시광선을 흡수할 수 있다는 사실이 알려져 왔고 그에 대한 많은 연구가 이루어지고 있다.
예를 들어 등록특허공보 제10-1307647호에는 전이금속 도핑 이산화티탄 광촉매에 관련한 기술이 개시되어 있다.
도 9는 대표적 전이금속인 철(Fe)을 도입하여 자외선에서 반응하던 이산화티탄이 가시광선 하에서도 광촉매 반응을 일으키는 원리를 보여주는 것이다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터(100)의 광촉매부재(130)는 중공구체(131)의 외부 표면에 전이금속이 도핑되어 가시광선 영역의 빛을 흡수할 수 있는 이산화티탄의 광촉매(132)가 코팅되어 있다.
도 10은 항균성을 평가 하는 기준으로 사용되는 일반세균수(Aerobic Plate Count: APC이며, CFU으로도 불려짐)와 RLU이 비례관계를 갖는다는 것을 나타내는 상관도이다.
| 구분 | RLU 측정치 | 비고 | ||||
| 시간(min) | 0 | 10 | 20 | 30 | 40 | |
| 측정사진 |
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RLU의 값이 에서 으로 되는 시간은40분 정도 소요 |
| 측정치 | 145 | 107 | 57 | 19 | 0 | |
상기 표 1은 본 발명의 광촉매필터에 의한 시간에 따른 항균성 측정(RLU)값을 나태내는 표로서, 본 발명의 광촉매가 코팅된 광촉매필터가 시간이 경과함에 따라 줄어드는 것을 확인할 수 있다. 이와 같이 항균성 측정(RLU)값이 감소된다는 것은 도 10에서의 일반세균수가 감소된다는 것으로 반증하는 상관도로부터 추정할 수 있다.
본 발명에 따른 차량용 에어필터(100)는 케이스(110)의 내부로 유입되는 공기에 의해 광촉매부재(130)가 부유, 회전, 충돌을 일으키게 되고, 그에 따라 조명수단(130)에서 조사되는 빛과 광촉매(132)의 광합성 반응속도가 극대화될 수 있게 된다.
또한, 유입공기의 흐름에 의해 광촉매부재(130)의 부유, 회전, 충돌 등이 계속해서 일어나므로 광촉매(132)의 표면 재생이 원활하게 이루어지게 된다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
100 : 차량용 에어필터
110 : 케이스
120 : 조명수단
130 : 광촉매부재
110 : 케이스
120 : 조명수단
130 : 광촉매부재
Claims (8)
- 조명수단(120)과 광촉매부재(130)를 수용하고, 차량의 공기덕트(200)에 착탈 가능하게 설치되는 케이스(110);
케이스(110)의 내부에 설치되어 광촉매부재(130)에 빛을 조사하는 조명수단(120);
케이스 본체(111)에 충전되고, 조명수단(120)에서 조사된 빛과의 화학반응으로 케이스(110)를 통과하는 공기에 포함된 냄새를 제거하고 세균 및 곰팡이균을 제거하는 광촉매부재(130);를 포함하되;
케이스(110)는 양측이 개구된 장방형의 본체(111)의 양측에 유입망(112)과 배출망(113)이 설치된 형태이고,
유입망(112)과 배출망(113)은 광촉매부재(130)가 통과할 수 없는 메시(mesh)를 가지며,
조명수단(120)은 케이스 본체(111)의 내부 상단에 고정 설치되고, UV-LED 램프를 포함하고,
광촉매부재(130)는 중공구체(131)의 외부 표면에 전이금속이 도핑된 이산화티탄(TiO2) 광촉매(132)가 코팅된 형태이며,
상기 광촉매부재(130)의 중공구체(131) 재질은 합성수지 또는 텅스텐 옥사이드(WO3)이고,
케이스(110)의 내부 하단부 이물질 수거공간(S)을 마련하고, 그 상부에 이물질 걸름망(115)을 설치하되;
이물질 수거공간(S)은 공기가 유입되는 좌측부위와 공기가 배출되는 우측부위가 밀폐되고, 상단에 이물질 걸름망(115)이 설치되고, 이물질 걸름망(115)은 광촉매부재(130)가 통과할 수 없는 메시(mesh)를 가지며,
케이스(110)의 하단에 이물질 수거공간(S)에 축적된 이물질을 제거할 수 있도록 하는 배출구멍이 마련되고, 배출구멍에 마개가 분리 가능하게 설치되되;
케이스(110)는 차량 내부에 외부 공기를 공급하는 공기덕트(200)에 마련된 삽입구멍(201)을 통해 공기덕트(200)에 삽입 및 분리 가능하게 설치되고,
케이스 본체(111)의 상단에는 손잡이편(111a)이 마련되며,
광촉매부재(130)의 충전량은 케이스 본체(111)의 전체 부피의 40% ~ 85% 인 것을 특징으로 하는 차량용 에어필터. - 삭제
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20210060773A (ko) | 2019-11-19 | 2021-05-27 | 주식회사 송백이엔에스 | 차량용 공기청정필터장치 및 이를 이용한 차량 공기조화시스템 |
| KR102331853B1 (ko) * | 2021-03-12 | 2021-12-01 | 주식회사 샤인레즈 | 자외선램프 및 이산화규소 항균 코팅이 적용된 차량용 송풍장치 |
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