KR102026878B1 - 에어컨 공기 정화 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 에어컨 공기 정화 시스템에 관한 것으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템은, 공기 유입구, 공기 배출구 및 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구 사이에 배치된 관로를 포함하는 증발기 본체; 상기 증발기 본체 내에 배열되는 적어도 1 개 이상의 자외선 C LED (Ultraviolet C light emitting diode; UVC LED) 모듈; 및 상기 자외선 C LED 모듈에 대향하여 배치되는 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬;를 포함한다.
Description
본 발명은 에어컨 공기 정화 시스템에 관한 것으로서, 차량용, 가정용 공기순환시스템 중 에어컨(air conditioner) 장치에 사용되는 증발기(evaporator)의 살균 및 탈취를 위해 장치 내부에 수분 발생과 외부공기에 포함된 이물질 등의 유입으로 발생하는 악취 및 세균 번식 문제를 막기 위한 에어컨 공기 정화 시스템에 관한 것이다.
냉매사이클이라 함은 압축기(냉매를 고온 고압의 기체상태로 배출), 응축기(고온 고압의 냉매 기체를 상온 고압의 액상으로 변환), 모세관(냉매를 저온 저압으로 감압), 증발기(기화되면서 열교환)를 통과하면서 열교환 되도록 한 것으로, 증발기에서 주위에 열교환 된 공기를 이를 송풍 팬으로 실내로 불어 넣어 실내를 혹은 냉장고 등을 쿨링(Cooling)하게 되는 것이다. 냉매사이클을 이용한 냉동 및 냉방기기 및 장치는 가정용 에어컨이나 자동차용 에어컨 등이 대표적이다. 이외에도 쇼 케이스, 냉동고 등 다양한 종류가 있다.
차량에는 여름철과 같이 실내 온도가 높을 때 차량의 실내를 적정온도와 습도로 제어하여 실내를 쾌적하게 유지할 수 있도록 에어컨 시스템이 구비되어 있다. 차량의 에어컨 시스템은 증기 압축 냉동 사이클로서, 응축기(condenser), 압축기(compressor), 팽창 밸브(expantion valve), 증발기(evaporator), 건조기(dryer)의 주요 부품으로 구성된다. 냉동사이클은 냉매가스를 충진하거나 사용도중 보충하기 위한 냉매 가스 주입 포트가 마련되어 있다. 이러한 포트는 고압측 포트(HP)와 저압측 포트(LP)로 나뉘어져 있는데 고압측 포트(HP)는 압축기와 응축기 사이에 설치되고, 저압측 포트는 팽창밸브와 증발기 사이에 위치되어 있다. 그러나 종래의 자동차용 에어컨은 냉매시스템이 작동하는 과정에 압축기 내의 오일과 냉매가스 속에 포함되어 있는 수분 혹은 공기에 의해 냉매 물질이 화학적으로 변하거나 그 변화에 따라 냉동시스템을 구성하는 순환로의 내벽에 산화 피막이나 스케일이 형성되게 된다. 하지만, 에어컨이 구동되는 하절기의 경우에는 차량의 시동을 끄거나 에어컨 작동을 중지하게 되면, 잔류 응축수는 증발기 케이스의 응축수 드레인을 통해 배출하게 된다. 잔류 응축수가 증발기 케이스의 응축수 드레인을 통해 배출 후에도 표면장력으로 인하여 증발기의 표면에 응결된 상태로 남아 있게 된다. 증발기 표면에 남아 있는 잔류 응축수에는 각종 곰팡이균이나 세균 등이 번식되기 때문에, 이 후에 에어컨을 다시 가동하게 되면 공기와 함께 곰팡이균 및 세균이 차량의 실내로 유입되어 차량의 실내에 불쾌한 악취나 곰팡이 냄새를 유발시키게 된다. 필터 부재가 사용되는 동안 부착되는 다양한 종류의 세균 또는 박테리아 등에 의해서 오염되나, 필터 부재를 살균할 수 있는 장치를 구비하지 않고 있어, 필터 부재의 사용 수명이 단축되거나, 필터 부재에 의해서 여과되는 공기의 질이 악화된다.
차량용 에어컨의 세척 방법은 전용 세척(Cleaning) 용액, 자외선 LED(UV-Lamp), 에어필터(Air filter)를 활용하는 방법 등이 있다. 전용 세척 용액을 활용하는 방법은 시중에서 별도의 세척액을 사용하여 세척하는 방법으로서, 일정 시간이 지나면 효과가 사라져 매번 세척해야 하는 문제가 있으며, 전용 세척 용액 비용이 비싸고, 세척에 많은 시간이 소요되며, 차체에 손상을 주는 경우도 있다. 자외선 LED를 활용하는 방법은 효과가 지속되는 장점이 있으나, 자외선 LED의 수명이 짧고, 램프 타입이라서 충력에 약하며, on/off 시간이 길게 걸리며, 증발기 전체에 균일한 빛 조사가 어려움이 있다. 또한, 악취 강도나 발생 등에 반응하지 않고, 단순이 빛을 조사하는 초보적인 방식이다. 에어필터를 활용한 방법은, 가장 손쉽게 운전자가 취할 수 있는 방법으로 가장 저렴하다. 그러나, 필터는 먼지 등은 제거할 수 있으나 증발기의 오염이나 세균의 억제 또는 방지는 불가능하다.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 증발기에서 발생되는 결노 현상으로 인한 곰팡이 및 바이러스의 발생으로 성인 및 영유아들의 악취 및 호흡기 감염을 방지하고, 증발기에 남아 있는 잔류습기로 인한 악취 발생을 차단하여 쾌적한 운전환경을 도모할 수 있는 에어컨 공기 정화 장치를 제공하는 것에 있다.
그러나, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 통상의 기술자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 유입구, 공기 배출구 및 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구 사이에 배치된 관로를 포함하는 증발기 본체; 상기 증발기 본체 내에 배열되는 1 개 이상의 자외선 C LED (Ultraviolet C light emitting diode; UVC LED) 모듈; 및 상기 자외선 C LED 모듈에 대향하여 배치되는 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬;를 포함하는, 에어컨 공기 정화 시스템을 제공한다.
일 측에 따르면, 상기 자외선 C(UVC)는, 200 nm 내지 280 nm의 파장 범위 및 4.43 eV 내지 6.20 eV 범위의 광자 에너지를 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 광촉매 물질은, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화텅스텐-이산화티타늄(WO3-TiO2), 황화아연(ZnS), 산화니켈(NiO) 및 산화철(Fe2O3)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 에어컨 공기 정화 시스템은, 수분, 악취, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds; VOCs), 곰팡이, 박테리아 및 바이러스로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 제거하는 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구 사이에 배치된 관로는, 직각 흐름 부분을 포함하고, 상기 자외선 C LED 모듈은 상기 직각 흐름 부분의, 상기 공기 배출구와 마주하는 부분에 형성된 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 관로는 항UV 물질 코팅을 포함하는 것일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템은, UVC LED 모듈 및 이에 대향하여 배열되는 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬에 의해 탁월한 탈취 및 살균 효과를 통해 소비자와 세균 및 바이러스의 접촉을 방지할 수 있다. 또한, 에어컨의 증발기에 남아 있던 잔류 습기를 제거함으로써, 증발기에 남아 있던 잔류 습기로 인한 악취 발생을 원천적으로 차단할 수 있고, 이로 인해 항상 쾌적한 운전환경을 제공할 수 있다. 블로워의 구동 및 정지시 차량의 도어 윈도우가 함께 연동하여 자동으로 개폐되도록 구성하게 되면, 에어컨의 탈취 과정에서 실내로 유입될 수 있는 오염공기를 윈도우가 개방된 차량 밖으로 완전히 배출시킬 수 있으므로 차량 실내의 탈취효과를 극대화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템의 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화티타늄(TiO2) 광촉매 반응 메커니즘을 나타내는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화티타늄(TiO2) 광촉매 반응 메커니즘을 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 또한, 본 명세서에서 사용되는 용어들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다. 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
명세서 전체에서, 어떤 부재가 다른 부재 "상에" 위치하고 있다고 할 때, 이는 어떤 부재가 다른 부재에 접해 있는 경우뿐 아니라 두 부재 사이에 또 다른 부재가 존재하는 경우도 포함한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
이하, 본 발명의 에어컨 공기 정화 시스템에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다. 그러나, 본 발명이 이러한 실시예 및 도면에 제한되는 것은 아니다.
본 발명은 공기순환시스템 중 에어컨(Air conditioner) 장치에 사용되는 증발기(evaporator)의 살균 및 탈취에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 장치 내부에 수분 발생과 외부공기에 포함된 이물질 등의 유입으로 발생하는 악취 및 세균 번식 문제를 막기 위해 자외선 C LED 모듈을 이용한 살균과 광촉매 반응을 통해 악취를 제거하는 장치에 관한 것이다. 본 발명은 광촉매 물질의 코팅을 통해 메쉬를 제작하고 광촉매 반응 및 살균 반응 활성화를 위한 자외선 C LED(UVC LED) 모듈을 증발기(evaporator) 본체 내에 배열하고, 이에 대향하여 배열되는 광촉매 메쉬를 포함할 수 있다. 이 때, UV-C 타입과 메쉬 타입을 사용하는 이유는 강력한 자외선 에너지 (약 4.4 eV 내지 4.6 eV)로 인한 살균 효율성 극대화와 표면적 증가에 따른 광촉매 물질의 광촉매 반응을 통한 탈취 특성을 향상시키기 위함이다.
본 발명은 자동차 시스템 중 증발기에서 발생되는 결노 현상으로 인해 곰팡이 및 바이러스의 발생으로 성인 및 영유아들의 악취 및 호흡기 감염을 막고자 연구하였다. 자동차 에어컨 시스템 중 증발기로부터 나오는 탈취 및 살균을 높이기 위해 종래의 에어컨 시스템 증발기 전(前)면에 자외선 C LED 모듈에 대향하여 배치되는 광촉매 메쉬를 포함함으로써 탁월한 탈취 및 살균 효과를 통해 소비자와 세균 및 바이러스의 접촉을 방지할 수 있다. 또한, 종래의 UV 램프를 이용한 에바 살균 및 탈취 장비와 본 발명의 자외선 C LED 모듈을 포함하는 에어컨 공기 정화 시스템을 비교했을 때, 자외선 C LED 모듈은 선택적인 자외선 파장대의 방출에 대한 탁월한 출력으로 인한 우수성을 나타내며, 일반적인 TiO2망 형식이 아닌 메쉬 구조로 제작함으로써 표면적 증가로 인한 높은 광촉매 반응률을 이용하여 탁월한 탈취효과를 얻을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템에 인해 종래에 적용된 전용 세척(Cleaning) 용액, 자외선 LED(UV-Lamp), 에어필터(Air filter) 등을 활용한 방법 등이 갖는 경제적, 내구성, 환경적 측면의 한계를 극복하고 고효율의 우수한 특성을 갖는 Air solution 시스템 제작을 가능하게 할 것으로 기대된다.
일 측에 따르면, 자동차의 공기 흐름은 차량 내, 외부, 에어필터, 증발기(evaporator), 차량내부로 블로어 모터에 의해 흐른다. 에어필터는 차량 내외부 공기의 필터이다. 블로어 모터는 차량 내외부의 공기를 흡입하는 역할을 한다. 증발기는 블로어 모터가 흡입한 공기를 냉매(refriegerant)를 통해 차갑게 만들어 준다. 이후 차가워진 공기가 차량의 덕트를 통해서 각 통풍구로 이동 차량 내부 온도 감소한다. 증발기에서 열을 빼앗긴 공기가 차가워지며 공기가 함유하고 있는 수분이 응축된다. 수분이 응축된 부분에서 각종 세균, 미생물이 번식하여 악취의 원인된다. 증발기는 에어컨 구성요소 중 가장 중요한 요소이다. 액체인 냉매가 상대적으로 고온인 외부 공기와 접촉하고, 공기가 함유하는 수분이 열을 냉매에 빼앗겨 응축하며, 응축된 부분에서 각종 세균, 곰팡이 번식하고, 악취의 원인이 된다. 자외선 C LED 모듈 및 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬를 이용한 탈취 및 살균효과로 증발기 개선 효과 기대할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 공기 유입구, 공기 배출구 및 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구 사이에 배치된 관로를 포함하는 증발기 본체; 상기 증발기 본체 내에 배열되는 적어도 1 개 이상의 자외선 C LED (Ultraviolet C light emitting diode; UVC LED) 모듈; 및 상기 자외선 C LED 모듈에 대향하여 배치되는 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬;를 포함하는, 에어컨 공기 정화 시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템의 개략도이다. 도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템(100)은, 공기 유입구(110), 공기 배출구(120), 자외선 C LED 모듈(130) 및 광촉매 메쉬(140)를 포함한다. 화살표는 공기의 흐름 방향을 나타내는 것으로서, 각각, 공기 유입구로 유입되는 공기의 흐름, 관로 내의 직각 흐름, 공기 배출구로 배출되는 공기의 흐름을 나타낸다.
일 측에 따르면, 상기 증발기 본체는, 공기 유입구(110), 공기 배출구(120) 및 공기 유입구(110)와 공기 배출구(120) 사이에 배치된 관로를 포함한다.
일 측에 따르면, 상기 공기 유입구(110)와 상기 공기 배출구(120) 사이에 배치된 관로는, 직각 흐름 부분을 포함하고, 상기 자외선 C LED 모듈(130)은 상기 직각 흐름 부분의, 상기 공기 배출구(120)와 마주하는 부분에 형성된 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 관로는 항UV 물질 코팅(미도시)을 포함하는 것일 수 있다. 상기 관로는 UV가 조사되는 부분이 UV에 의하여 손상되는 것을 방지하기 위해 항 UV 물질로 코팅된 것일 수 있다. 상기 관로의 내부, 특히, UV가 조사되는 부분에 형성될 수 있다. 상기 항 UV 물질은, 예를 들어, 니켈(Ni), 알루미늄(Al) 등을 포함할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 자외선 C LED 모듈(130)은, 상기 증발기 본체 내에 배열되는 1 개 이상을 포함할 수 있다. 도면에는 1 개의 자외선 C LED 모듈만을 도시하였으나, 다수 개의 자외선 C LED 모듈을 포함할 수 있다. 상기 자외선 C LED 모듈(130)은 공기 유입구(110)로부터 유입되는 공기가 관로 공기 흐름이 방해되지 않고 공기 배출구(120)를 통해 배출되도록, 관로 내 일 측에 배치된 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 자외선은 200 nm 내지 400 nm 파장대의 빛을 뜻한다. 해당 파장의 에너지로 인해 살균 및 멸균 효과 (미생물, 박테리아, 바이러스, 곰팡이 등)가 있다. 미생물의 DNA 구조를 파괴하여 불활성화 시키는 소독 방식이다. 자외선은 그 파장 범위에 따라 자외선 A(Ultraviolet A; UVA), 자외선 B(Ultraviolet B; UVB), 자외선 C(Ultraviolet C; UVC) 및 진공 자외선(Vacuum Ultraviolet; VUV)으로 나뉜다. 자외선 A(UVA)는 315 nm 내지 400 nm의 파장 범위를 가지고, 장파 자외선(long wave UV) 또는 원자외선(deep UV)을 포함하며, 태양 빛의 대부분에 해당한다. 경화, 광촉매에 주로 사용한다. 자외선 B(UVB)는 280 nm 내지 315 nm 파장 범위를 가지고, 오존층에 의해서 대부분 흡수한다. 의학에 많이 사용한다.
일 측에 따르면, 상기 자외선 C(UVC)는, 200 nm 내지 280 nm, 바람직하게는, 270 nm 내지 280 nm의 파장 범위 및 4.43 eV 내지 6.20 eV, 바람직하게는, 4.4 eV 내지 4.6 eV 범위의 광자 에너지를 포함하는 것일 수 있다. 상기 자외선 C LED 모듈은, 200 nm 내지 280 nm의 파장 범위의 UVC(Ultraviolet C)를 포함하고, 단파 자외선(short wave UV) 또는 원자외선(deep UV)에 해당한다. 살균에 주로 사용된다. 자외선 C(UVC)의 파장은 곰팡이, 미생물, 병원균, 바이러스 등에 조사되면 세포내의 DNA를 손상시킴으로써 이들의 증식능력을 억제시킬 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 자외선 C LED 모듈(130)은, 파장이 짧아질수록 큰 광자 에너지 갖는다. 상기 자외선 C LED 모듈(130)은, 4.43 eV 내지 6.20 eV 범위의 자외선 C(UVC)의 광자 에너지를 포함하는 것일 수 있다. 자외선 C(UVC)의 254 nm 파장은 4.88 eV 광자 에너지를 가지는 것일 수 있다. UVA(Ultraviolet A)의 광자 에너지는 3.10 eV 내지 3.94 eV이고, UVB(Ultraviolet B)의 광자 에너지는 3.94 eV 내지 4.30 eV인 것일 수 있다.
일 측에 따르면, 자외선 C LED 모듈(130)은 선택적인 단일 파장으로 인한 미생물 제거 우수하고, 낮은 소비전력과 높은 수명을 가진다. 낮은 열 발생량을 가지며, 광재활현상 방지에 우수하다. 광재활현상이란, 살균선(200 nm 내지 300 nm)을 조사 받은 불활성화한 세균이 살아가는데 필요한 빛(350 nm 내지 500 nm)영역의 빛을 받게 되어 되살아나는 현상이다. UV LED는 자외선 파장의 선택적인 발생으로 인해 세균이 살아가는데 필요한 빛이 조사되지 않아 UV 램프보다 우수하다.
일 측에 따르면, 상기 광촉매 메쉬(140)는 상기 자외선 C LED 모듈(130)에 대향하여 배치되고, 광촉매 물질(미도시)이 코팅된 것일 수 있다. 상기 광촉매 메쉬(140)는 상기 공기 유입구(110)를 통해 유입된 공기가 자외선 C LED 모듈(130)의 자외선 C에 의해 광촉매 메쉬(140)에서 광촉매 반응이 일어나 정화된 공기를 공기 배출구(120)를 통해 배출되게 할 수 있다.
일 측에 따르면, 상기 광촉매 물질은, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화텅스텐-이산화티타늄(WO3-TiO2), 황화아연(ZnS), 산화니켈(NiO) 및 산화철(Fe2O3)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는 것일 수 있다. 상기 광촉매 물질은 광촉매제로서 메쉬 상에 코팅되어 자외선 C(UVC)의 조사에 의해 금속 표면에 전자-정공을 생성하며 이들은 공기 중의 수산기(H2O)와 반응을 일으켜 수산화물 라디칼(OH)을 생성하게 된다. 이러한 수산화물 라디칼(OH)은 매우 강력한 산화제로써 살균 및 다양한 종류의 유기화합물의 분해를 담당할 수 있다. 메쉬 광촉매는 자외선 C(UVC)와 접촉 면적을 증가시켜 반응 면적이 증대되는 것일 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이산화티타늄(TiO2) 광촉매 반응 메커니즘을 나타내는 도면이다. 도 2를 통하여 이산화티타늄(TiO2)의 광촉매 반응 메커니즘을 설명한다. 이산화티타늄(TiO2)은 밴드갭 에너지(bandgap energy)가 3.2 eV인 반도체이다. 밴드갭(band gap) 이상의 진공 자외선(VUV) 광 에너지를 받은 티타늄은 표면에서 전자(e-)가 전자대(valence band)에서 전도대(conduction band)로 여기되면서 전자 홀(h+)을 형성하고 수산화물 라디칼(Hydroxyl radical), 산소 종(Oxygen species)과 같은 강력한 산화물을 형성한다. 이산화티타늄(TiO2)은 루틸(rutile), 아나타제(anantase), 브루카이트(brookite) 상으로 존재하며, 이중 아나타제 TiO2가 광촉매 활성을 나타낸다. 빛에 의한 촉매의 활성화에 의해 정공과 전자가 생성된다. 반응물이 주반응 흐름에서 벗어나 촉매 표면으로 확산(외부확산)된다. 생성된 정공이 촉매 내부에서 촉매 표면으로 확산(내부확산)과 동시에 생성된 전자가 촉매 내부에서 금속쪽으로 확산(내부확산)된다. 정공과 반응물이 반응(환원형→산화형)됨과 동시에 전자와 반응물이 반응(산화형→환원형)한다.
일 측에 따르면, 상기 광촉매 물질은 병원, 식당에서 살균, 부패방지를 하는 학균 작용을 한다. 아파트에서 공기 중의 유해물질을 제거하여 대기정화를 한다. 암모니아 황화수소 등의 악취 흡착분해로 탈취 작용을 한다. 터널 및 건물 외벽에서 표면 부착 가능한 유기물질 분해 제거하는 방오 작용을 한다. 또한, 폐수처리장에서 오/폐수 유해성 유기화합물을 분해하여 제거한다.
일 측에 따르면, 상기 에어컨 공기 정화 시스템은, 수분, 악취, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds; VOCs), 곰팡이, 박테리아 및 바이러스로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 제거하는 것일 수 있다. 특히, 에어컨에서 발견되는 세균으로서, 살모넬라균, 대장균, 진드기, 곰팡이, 레지오넬라균, 녹농균에 효과적이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템은, UV-LED(UV-C, UV-A) 파장을 적용하여 패널 소형화 및 슬립화 기술, 방열 설계 기술, 고신뢰성 모듈 설계 기술, 고균일 광분포 제어 기술, 광학계 설계 기술, UV용 소재 설계 기술에 적용할 수 있다. UV-LED를 기반으로 한 항균/살균 기능 (곰팡이균 억제)을 한다. UV-LED의 광출력 제어를 통한 광촉매(TiO2)의 활성화를 한다. UV-LED와 TiO2를 이용한 탈취, 항균 등 차량 실내 공기 정화를 한다. 광촉매(TiO2)를 활용한 공기정화 장치로서, UVC LED 모듈을 적용하여 광촉매 활성화를 제공할 수 있다. 편리한 유지 관리를 위한 부품 모듈화할 수 있다. 메쉬 구조 광촉매 물질(TiO2), 아나타제 타입 광촉매 물질(TiO2), 메쉬 구조로 반응 표면적 향상될 수 있다. UVC LED 모듈은 270 nm 내지 280 nm 파장대의 자외선 사용하여 4.4 eV 내지 4.6 eV의 강력한 자외선 에너지의 살균력이 있다. 공조 커버(에어컨 송출구)와 연동한 교체 시스템은 튜브 형식의 시스템 구성으로 공조 커버 교환과 동시에 광촉매 물질(TiO2)을 세척 또는 교환할 수 있다. 차량 매니아들이 하던 훈증식, 액체식 에바 클리닝 제품에 비해서 쉬운 초보자 접근성을 가질 수 있다.
본 발명의 UVC LED 모듈에 대향하여 배치되는 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬를 사용하여 증발기에서 발생하는 세균 제거하여 정화된 공기 제공할 수 있다. 악취 및 세균 발생시 발생된 센서를 통한 자동 감지로 항균 시스템 구동할 수 있다. 장수명, 균일 빛 조사, 고 신뢰성, 순간 출력 조절 가능한 UV-LED 패널을 사용으로 차세대 에어컨 공기 정화 시스템을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명의 UVC LED 모듈 및 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬를 기반으로 하여 다양한 공기정화 장치, 예를 들어, 에어컨에 활용할 수 있다. 에어컨의 구조는 완벽한 세균 제거는 한계가 있다. 일부 균이 외부에서 유입되어 에어컨 내부로 이동된다. 여름철 에어컨 작동 시 곰팡이 냄새가 발생한다. 일정 시간이 지난 후 첫 가동 시 매우 심하게 발생하게 된다. 그러나, 본 발명의 UVC LED 모듈 및 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬를 이용하여 슬립형 에어컨에 설치할 수 있다. 송풍구/송풍기에 설치하여 2단계 공기정화를 할 수 있다. 송풍기에서 나오는 공기를 실시간 정화할 수 있고, 소형화 및 슬립화가 가능하다. 필터 추가를 활용한 냄새억제 방식은 종래 적용 방식이다. 증발기에는 열 교환이 이루어지는 곳으로 응축된 물이 흐르기 때문에 상시 습도가 높다. 따라서, 곰팡이 균 번식에 매우 유리하다. 에어컨 가동과 함께 실내에 곰팡이 균 확산의 주 원인이 된다. 종래의 경우 응축기에 수분을 제거할 방법은 없으며, 에어컨 원리상 수분 제거는 불가능하다. 본 발명의 자외선 C LED 모듈 및 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬를 활용한 에어컨 공기 정화 시스템은 곰팡이 억제 가능하다. 종래 에어컨 구조에 슬립화된 모듈 장착으로 가능하고, 저 소비전력 모듈로 전기료 부담 없으며, 내부 구조로 적용되어 인체에 무해하다.
본 발명의 일 실시예에 따른 에어컨 공기 정화 시스템은 생활 환경 개선을 위해서 가장 우선 시 고려되는 것으로서, 특히, 유아가 거주하는 주택 또는 자동차에 적용될 경우 소비자 수요가 높을 것이다. UV-LED 경우 인체에 해로울 수 있으나, 본 발명의 에어컨 공기 정화 시스템에서는 모든 빛이 외부로 노출되지 않기 때문에 인체에 무해하다. 또한, 광센서를 적용하여 인체 노출에 대한 위험성이 없으며, 살균 능력이 있어 곰팡이 균 외에도 다양한 바이러스를 제거할 수 있다. 장수명, 저 소비전력, 빠른 on/off 기능을 가진 LED를 적용하고 있어 제품에 대한 유지 보수비용이 낮다. 용도에 따라 살균 및 항균과 광촉매 활성화용으로 다양한 파장대역의 LED 적용과 다양한 제품 개발이 가능하다.
이하, 하기 실시예를 참조하여 본 발명을 상세하게 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명의 기술적 사상이 그에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다.
[
실시예
]
TiO2 코팅한 메쉬를 제작하였다. 광촉매 반응 및 살균 반응 활성화를 위하여 자외선 C LED 모듈 (270 nm~280nm)을 증발기(evaporator) 본체 내의 직각 흐름 부분의 관로에 배치하였다. UVC LED 모듈에 대향하여 TiO2 메쉬를 배치하였다. 이 때, 자외선 C LED 모듈 및 TiO2 코팅된 메쉬는 강력한 자외선 에너지 (약 4.4 eV~4.6 eV)로 인하여 살균 효율성을 극대화시켰고, 표면적 증가에 따른 TiO2 광촉매 반응을 통해 탈취 특성을 향상시켰다.
이상과 같이 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 그러므로, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 제한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 특허청구범위뿐 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
100: 에어컨 공기 정화 시스템
110: 공기 유입구
120: 공기 배출구
130: 자외선 C LED 모듈
140: 광촉매 메쉬
110: 공기 유입구
120: 공기 배출구
130: 자외선 C LED 모듈
140: 광촉매 메쉬
Claims (6)
- 공기 유입구, 공기 배출구 및 상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구 사이에 배치된 관로를 포함하는 증발기 본체;
상기 증발기 본체 내에 배열되는 1 개 이상의 자외선 C LED (Ultraviolet C light emitting diode; UVC LED) 모듈; 및
상기 자외선 C LED 모듈에 대향하여 배치되는 광촉매 물질이 코팅된 광촉매 메쉬;
를 포함하고,
상기 자외선 C LED 모듈에서 조사되는 자외선 C(UVC)는, 200 nm 내지 280 nm의 파장 범위 및 4.43 eV 내지 6.20 eV 범위의 광자 에너지를 포함하고,
상기 공기 유입구와 상기 공기 배출구 사이에 배치된 관로는, 직각 흐름 부분을 포함하고,
상기 자외선 C LED 모듈은 상기 직각 흐름 부분의, 상기 공기 배출구와 마주하는 부분에 형성되고,
상기 광촉매 물질은, 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화텅스텐-이산화티타늄(WO3-TiO2), 황화아연(ZnS), 산화니켈(NiO) 및 산화철(Fe2O3)로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나의 물질을 포함하고,
상기 광촉매 물질은 메쉬 상에 코팅되어 메쉬 구조 광촉매를 형성하는 것이고,
상기 메쉬 구조 광촉매는 상기 자외선 C(UVC)와의 접촉 면적을 증가시켜 반응 표면적이 증대되는 것이고,
상기 관로는 항UV 물질 코팅을 포함하고,
상기 항UV 물질은 니켈인 것인,
에어컨 공기 정화 시스템.
- 삭제
- 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 에어컨 공기 정화 시스템은, 수분, 악취, 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2), 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds; VOCs), 곰팡이, 박테리아 및 바이러스로 이루어진 군에서 선택된 적어도 어느 하나를 제거하는 것인,
에어컨 공기 정화 시스템.
- 삭제
- 삭제
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