KR102027031B1 - Air purifier unit with ultraviolet photo catalysis and air purifier apparatus comprising the same - Google Patents
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Abstract
본 발명은 자외선 광촉매를 이용하는 공기 정화 유닛 및 그를 포함하는 공기 정화 장치에 관한 것으로, 본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛은, 하우징; 상기 하우징 일 측에 형성되는 유입부; 상기 유입부로 들어온 공기를 여과하는 프리 필터(Pre-filter); 상기 프리 필터를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 진공 자외선(VUV, Vacuum UV) 램프를 포함하는 제1 자외선 조사부; 상기 제1 자외선 조사부를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 자외선 C 램프(UVC)를 포함하는 제2 자외선 조사부; 상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부에 형성된 광촉매부; 및 상기 하우징 타 측에 형성되는 배출부;를 포함한다.The present invention relates to an air purifying unit using an ultraviolet photocatalyst and an air purifying apparatus including the same. The air purifying unit using the ultraviolet photocatalyst of the present invention includes a housing; An inlet formed on one side of the housing; A pre-filter for filtering the air entering the inlet; A first ultraviolet irradiation part formed in a flow path of air passing through the prefilter and including a vacuum ultraviolet (VUV) lamp; A second ultraviolet irradiator formed in a flow path of air passing through the first ultraviolet irradiator and including an ultraviolet C lamp (UVC); A photocatalyst formed on the first ultraviolet irradiation part and the second ultraviolet irradiation part; And a discharge part formed at the other side of the housing.
Description
본 발명은 자외선 광촉매를 이용하는 공기 정화 유닛 및 그를 포함하는 공기 정화 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air purifying unit using an ultraviolet photocatalyst and an air purifying apparatus including the same.
최근에는 환경적인 문제의 대두로 환경의 정화에 많은 관심을 가지고 있다. 특히 공해물질의 과다한 배출 등에 의하여 대기 환경이 많이 오염되고 있으며, 사람들이 생활하는 실내의 공기 역시 각종 오염물질로 인하여 오염되고 있을 뿐만 아니라 세균 또는 바이러스 등에 의한 감염이 사회적 문제로 이슈화되기도 한다.Recently, there is a lot of interest in the cleanup of the environment due to environmental problems. In particular, the air environment is contaminated by excessive discharge of pollutants, and the indoor air where people live is also contaminated by various pollutants, and infection by bacteria or viruses is a social issue.
특히 실내 공기의 오염은 사람의 인체에 육체적 또는 정신적 악영향을 끼치는 것으로 알려져 있으며, 더욱이 노약자 등에게는 치명적인 영향을 미치기도 한다.In particular, pollution of indoor air is known to have a physical or mental adverse effect on the human body, and also has a fatal effect on the elderly and the like.
이러한 상황을 개선하여, 쾌적하고 건강한 실내 또는 폐쇄공간의 환경을 제공하기 위하여 공기 정화 장치가 개발되어 먼지, 악취, 세균, 바이러스 등의 오염물질에 의하여 오염되어 있는 실내 또는 폐쇄공간의 공기를 정화공기로 정화시키는 용도로 활용되고 있다.In order to remedy this situation, an air purifier has been developed to provide a pleasant and healthy indoor or enclosed environment, thereby purifying air in indoor or enclosed spaces contaminated by contaminants such as dust, odors, bacteria and viruses. It is used for the purpose of purification.
일반적인 공기 정화 방법으로 사용되는 필터식, 복합식, 음이온식, 습식 공기 정화 장치를 장시간 사용할 경우 필터나 물통에 세균이 번식하고, 이로 인해 2차 오염원이 발생하여 인체에 해로운 영향을 미치게 된다. 필터의 2차 오염을 막기 위해 필터 제작 과정에서 항균 코팅 처리를 하지만, 코팅 성분 중 옥타이리소씨아졸리논(Octylisothiazolinone; OIT)와 같은 유해물질은 인체에 해로운 영향을 미친다.When a filter, a combination, an anion type, or a wet air purification device used as a general air purification method is used for a long time, bacteria grow in a filter or a bucket, and a secondary pollutant is generated, which has a detrimental effect on a human body. Antibacterial coating is applied during the filter manufacturing process to prevent secondary contamination of the filter, but harmful substances such as Octyisothiazolinone (OIT) among the coating components have a harmful effect on the human body.
새집 증후군의 원인 물질로 알려진 벤젠, 톨루엔, 포름알데히드, 그리고 바이러스, 박테리아가 환기가 잘 되지 않는 실내공간에서 노출될 경우, 필터를 통해서 깨끗한 공기를 거르는 방법 이외에 화학 및 물리적인 방법으로는 처리 및 제거가 쉽지 않다. 고농도의 오존을 주입해서 실내공기오염 물질을 제거하는 기술도 있으나, 오존의 강한 살균력은 인체에 해로운 영향을 줄 수 있다. 또한, 병원이나 식당의 벽면에서 사용되는 자외선 살균 램프는 빠른 유속 조건에서는 공기 중 오염물질의 제거 효율이 낮으므로, 신속한 환기 능력을 요구하는 공기 정화 장치의 조건을 만족할 수 없다. Benzene, toluene, formaldehyde, known as the causative agent of sick house syndrome, and viruses and bacteria are exposed to poorly ventilated indoor spaces. Is not easy. There is a technology that removes indoor air pollutants by injecting high concentrations of ozone, but the strong sterilizing power of ozone can have a harmful effect on the human body. In addition, ultraviolet sterilization lamps used on the walls of hospitals and restaurants have a low efficiency of removing contaminants in the air at high flow rate conditions, and thus cannot satisfy the conditions of an air purifier requiring rapid ventilation ability.
따라서 처리 이후에 잔류 오존이 나오는 음이온식 공기 정화기나, 자외선 램프 단독으로 오존 저감 기술 없이 공기 정화기에 사용한다면 오존의 강한 살균력과 특유의 비릿한 냄새 때문에 실내공기의 2차 오염원이 될 수도 있다.Therefore, anionized air purifier with residual ozone after treatment or UV lamp alone can be a secondary source of indoor air due to its strong sterilizing power and its characteristic vivid smell.
따라서, 발생되는 오존의 양을 대폭 줄이면서도 공기의 유속을 고려하여 비교적 낮은 전압에서도 나노 물질 및 바이러스 제거에 효율적이면서도, 빠르게 유입되는 공기의 흐름이 광촉매 전면에 고루 퍼져 흐르도록 하여 공기 정화 효율을 향상시키기 위한 공기 정화 장치가 필요하다.Therefore, while greatly reducing the amount of ozone generated, considering the air flow rate, even at a relatively low voltage, it is efficient to remove nanomaterials and viruses, and the air flowing rapidly flows evenly across the front of the photocatalyst to improve air purification efficiency. There is a need for an air purifier.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 공기의 유동 특성을 고려하여 효율적으로 필터링이 가능하면서도, 빠른 유속 혹은 많은 유량 조건에서도 유입된 공기가 광촉매 전면에 충분히 반응하여 오염물질, 공기 중의 박테리아, 바이러스 및 오존을 동시에 신속히 제거하고, 공기 정화 장치의 2차 오염을 방지할 수 있는, 공기 정화 유닛 및 이를 포함하는 공기 정화 장치를 제공하는 것에 있다.The present invention is to solve the above-mentioned problems, an object of the present invention, while the filter can be efficiently filtered in consideration of the flow characteristics of the air, even at a high flow rate or a large flow rate conditions, the introduced air is sufficiently reacted to the front surface of the photocatalyst to contaminate The present invention provides an air purifying unit and an air purifying apparatus including the same, which can simultaneously remove substances, bacteria, viruses and ozone in the air, and prevent secondary contamination of the air purifying apparatus.
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.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-mentioned problem, another task that is not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛은, 하우징; 상기 하우징 일 측에 형성되는 유입부; 상기 유입부로 들어온 공기를 여과하는 프리 필터(Pre-filter); 상기 프리 필터를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 진공 자외선(VUV, Vacuum UV) 램프를 포함하는 제1 자외선 조사부; 상기 제1 자외선 조사부를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 자외선 C 램프(UVC)를 포함하는 제2 자외선 조사부; 상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부에 형성된 광촉매부; 및 상기 하우징 타 측에 형성되는 배출부;를 포함한다.An air purification unit using the ultraviolet photocatalyst of the present invention includes a housing; An inlet formed on one side of the housing; A pre-filter for filtering the air entering the inlet; A first ultraviolet irradiation part formed in a flow path of air passing through the prefilter and including a vacuum ultraviolet (VUV) lamp; A second ultraviolet irradiator formed in a flow path of air passing through the first ultraviolet irradiator and including an ultraviolet C lamp (UVC); A photocatalyst formed on the first ultraviolet irradiation part and the second ultraviolet irradiation part; And a discharge part formed at the other side of the housing.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 자외선 조사부는, 상기 제1 자외선 조사부에서 발생한 오존을 분해하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second ultraviolet irradiation unit may decompose ozone generated in the first ultraviolet irradiation unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광촉매부는 주름형의 요홈이 형성된 내벽을 가진 중공 원통 형상이고, 상기 주름은 공기 흐름 방향에 평행하게 형성된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the photocatalyst portion may have a hollow cylindrical shape having an inner wall having a pleated groove, and the pleat may be formed parallel to the air flow direction.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주름은 인접 돌출부 간 간격이 5 mm 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pleats may have a spacing between adjacent protrusions of 5 mm or less.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부 각각의 램프와 상기 광촉매부 간의 간격은 10 mm 이하인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the distance between the lamp of each of the first ultraviolet irradiation unit and the second ultraviolet irradiation unit and the photocatalyst may be 10 mm or less.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프리 필터는, 망, 부직포 및 극세 공극을 포함하는 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the prefilter may include one or more selected from the group consisting of a polymer including a net, a nonwoven fabric, and a micropore.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 정화 유닛은 정전기식 입자(ESP) 필터; 헤파(HEPA) 필터; 또는 둘 다를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the air purification unit comprises an electrostatic particle (ESP) filter; HEPA filter; Or both more.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 정화 유닛은 균일한 전기장을 형성하는 한 쌍의 평행 판 전극을 포함하는 평행 판 전기식 필터(Parallel plate electric filter);를 더 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air purification unit may further include a parallel plate electric filter including a pair of parallel plate electrodes forming a uniform electric field.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 평행 판 전극에 인가되는 전압은 1 V 내지 10 kV 의 직류 전압인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the voltage applied to the parallel plate electrode may be a DC voltage of 1 V to 10 kV.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광촉매부는, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화텅스텐-이산화티타늄(WO3-TiO2), 황화아연(ZnS), 산화니켈(NiO) 및 산화철(Fe2O3)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 광촉매 물질을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the photocatalyst, titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tungsten oxide-titanium dioxide (WO 3 -TiO 2 ), zinc sulfide (ZnS), nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) It may include one or more photocatalyst materials selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징 내벽은, 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 코팅층을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the inner wall of the housing, palladium (Pd), titanium (Ti), platinum (Pt), rhodium (Rh), gold (Au), silver (Ag), tungsten (W), nickel (Ni), cobalt (Co), chromium (Cr), manganese (Mn) and barium (Ba) may include a coating layer containing one or more selected from the group consisting of.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부는, 악취, 바이러스, 박테리아 및 휘발성 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 오염 물질을 제거하고, 상기 제2 자외선 조사부는, 오존을 제거하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first ultraviolet irradiation unit removes contaminants including at least one selected from the group consisting of odors, viruses, bacteria and volatile organic compounds, and the second ultraviolet irradiation unit is ozone It may be to remove the.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부는, 10 nm 이상 200 nm 이하 진공 자외선을 조사하는 것이고, 상기 제2 자외선 조사부는 200 nm 초과 280 nm 이하 파장의 자외선 C를 조사하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first ultraviolet irradiation unit is to irradiate a vacuum ultraviolet ray of 10 nm or more and 200 nm or less, and the second ultraviolet irradiation unit may be to irradiate ultraviolet C having a wavelength greater than 200 nm and 280 nm or less. have.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부는 6.20 eV 내지 12.40 eV 범위의 진공 자외선 광자 에너지를 조사하는 것이고, 상기 제2 자외선 조사부는 4.43 eV 내지 6.20 eV 범위의 자외선 C(UVC)의 광자 에너지를 조사하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the first ultraviolet irradiation unit is to irradiate vacuum ultraviolet photon energy in the range of 6.20 eV to 12.40 eV, the second ultraviolet irradiation unit of ultraviolet C (UVC) of 4.43 eV to 6.20 eV range It may be to irradiate photon energy.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 정화 유닛은 상기 유입부 및 상기 배출부 중 적어도 어느 하나에 연결된 송풍부;를 더 포함할 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air purification unit may further include a blower connected to at least one of the inlet and the outlet.
본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 장치는, 본체; 상기 본체 내부에 외부 전원으로부터 전력을 공급하는 전원부; 상기 전원부의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 본체부 내부에 본 발명의 일 실시예에 따르는 공기 정화 유닛;을 포함한다.An air purifying apparatus using the ultraviolet photocatalyst of the present invention includes a main body; A power supply unit supplying power from an external power source to the main body; A control unit controlling driving of the power supply unit; And an air purification unit according to an embodiment of the present invention inside the main body.
본 발명에 따르는 공기 정화 유닛 및 그를 이용한 공기 정화 장치는 유입되는 공기의 유동 특성을 고려하여 다양한 필터를 이용하여 공기를 정화시키는 것을 특징으로 하여 종래 방식보다 집진효율이 뛰어나고, 낮은 전압으로도 이물질을 제거할 수 있는 효과가 있다.The air purifying unit and the air purifying apparatus using the same according to the present invention are characterized by purifying the air by using various filters in consideration of the flow characteristics of the incoming air, and excellent dust collection efficiency than the conventional method, even with a low voltage It can be removed.
또한, 본 발명에 따르는 공기 정화 유닛 및 그를 이용한 공기 정화 장치는 진공 자외선, 자외선 C 또는 이 둘을 포함함으로써 빠른 유속 조건에서도 유입된 공기가 주름형 내벽에 걸쳐 골고루 지나면서 정화되도록 하여, 오염물질, 바이러스, 박테리아 및 오존을 동시에 신속히 제거하고 공기의 정화 효율을 향상시키는 효과가 있다. 또한, 필터의 2차 오염을 방지하고, 유지 관리 및 성능을 향상시킬 수 있어 쾌적한 공기 질을 유지할 수 있다. 어린이집, 병원, 지하철 플랫폼 등과 같이 어린아이, 환자, 유동 인구가 많은 환기 장치에 설치하여 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 일산화탄 소(CO), 이산화탄소(CO2), 휘발성유기화합물질(Volatile Organic Compounds; VOCs), 곰팡이, 박테리아 및 바이러스 등의 유해 물질을 효과적으로 제거할 수 있다.In addition, the air purifying unit and the air purifying apparatus using the same according to the present invention includes a vacuum ultraviolet, ultraviolet C or both so that the introduced air evenly flows across the corrugated inner wall even at high flow rate conditions, contaminants, It is effective in removing viruses, bacteria and ozone at the same time and improving the air purification efficiency. In addition, the secondary pollution of the filter can be prevented, and maintenance and performance can be improved to maintain a comfortable air quality. It is installed in ventilators with a lot of children, patients, and floating populations such as day care centers, hospitals, subway platforms, etc., so it can be nitrogen oxides (NOx), sulfur oxides (SOx), carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2), and volatile organic compounds. (Volatile Organic Compounds; VOCs) can effectively remove harmful substances such as fungi, bacteria and viruses.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛의 구조를 나타내는 개략도이다.
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 유닛의 주름형 요홈이 형성된 광촉매부의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은, 도 2의 A 부분의 종방향 확대 단면도이다.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 공기 정화 유닛 내부를 통과하는 공기의 흐름을 나타내는 개념도이다. 1 is a schematic diagram showing the structure of an air purification unit using an ultraviolet photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view schematically showing a structure of a photocatalyst portion in which a pleated groove of a photocatalyst unit according to an embodiment of the present invention is formed.
3 is an enlarged longitudinal cross-sectional view of a portion A of FIG. 2.
4 is a conceptual diagram illustrating a flow of air passing through the air purification unit according to an embodiment of the present invention.
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. 아래 설명하는 실시예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described embodiments of the present invention; In describing the present invention, when it is determined that detailed descriptions of related known functions or configurations may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description thereof will be omitted. In addition, terms used in the present specification are terms used to properly express preferred embodiments of the present invention, which may vary according to user's or operator's intention or customs in the field to which the present invention belongs. Therefore, the definitions of the terms should be made based on the contents throughout the specification. Like reference numerals in the drawings denote like elements. Various modifications may be made to the embodiments described below. The examples described below are not intended to be limited to the embodiments and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes for them.
실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 실시예를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성 요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terminology used herein is for the purpose of describing particular example embodiments only and is not intended to be limiting of examples. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise. In this specification, terms such as "comprise" or "have" are intended to indicate that there is a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described on the specification, and one or more other features. It is to be understood that the present invention does not exclude the possibility of the presence or the addition of numbers, steps, operations, components, components, or a combination thereof.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 실시예가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless defined otherwise, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by one of ordinary skill in the art. Terms such as those defined in the commonly used dictionaries should be construed as having meanings consistent with the meanings in the context of the related art, and shall not be construed in ideal or excessively formal meanings unless expressly defined in this application. Do not.
또한, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 도면 부호에 관계없이 동일한 구성 요소는 동일한 참조 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 실시예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 실시예의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.In addition, in the description with reference to the accompanying drawings, the same components regardless of reference numerals will be given the same reference numerals and redundant description thereof will be omitted. In the following description of the embodiment, when it is determined that the detailed description of the related known technology may unnecessarily obscure the gist of the embodiment, the detailed description thereof will be omitted.
이하, 본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛 및 그를 포함하는 공기 정화 장치에 대하여 실시예 및 도면을 참조하여 구체적으로 설명하도록 한다.Hereinafter, an air purifying unit using an ultraviolet photocatalyst of the present invention and an air purifying apparatus including the same will be described in detail with reference to embodiments and drawings.
도 1은, 본 발명의 일 실시예에 따르는 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛의 구조를 나타내는 개략도이다. 1 is a schematic diagram showing the structure of an air purification unit using an ultraviolet photocatalyst according to an embodiment of the present invention.
본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛은, 하우징(3); 상기 하우징 일 측에 형성되는 유입부(미도시); 상기 유입부로 들어온 공기를 여과하는 프리 필터(Pre-filter)(1); 상기 프리 필터를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 진공 자외선(VUV, Vacuum UV) 램프를 포함하는 제1 자외선 조사부(210); 상기 제1 자외선 조사부를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 자외선 C 램프(UVC)를 포함하는 제2 자외선 조사부(220); 상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부에 형성된 광촉매부(100); 및 상기 하우징 타 측에 형성되는 배출부(미도시);를 포함한다.An air purification unit using the ultraviolet photocatalyst of the present invention includes a
도 2는, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 유닛의 주름형 요홈이 형성된 광촉매부의 구조를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 3은, 도 2의 A 부분의 종방향 확대 단면도이다.FIG. 2 is a perspective view schematically illustrating a structure of a photocatalyst portion in which a pleated groove of a photocatalyst unit according to an embodiment of the present invention is formed, and FIG. 3 is a longitudinal enlarged cross-sectional view of part A of FIG. 2.
도 1 내지 도 3에는, 본 발명의 일 예의 공기 정화 유닛에 포함되는 제1 자외선 조사부(210) 및 제2 자외선 조사부(220)를 포함하는 자외선 조사부(200) 및 자외선 조사부를 둘러싸도록 형성되어 있는 광촉매부(100)가 도시되어 있다.1 to 3 are formed so as to surround the
본 발명의 광촉매부(100)는, 내부에 중공형 원통 구조를 형성하도록 형성될 수있으며 주름형 요홈 구조를 포함하도록 형성될 수 있으며, 일 예로서 공기가 유입되는 부분(110), 공기가 배출되는 부분(120), 내벽(130), 주름형의 요홈(140) 및 광촉매 코팅층을 포함할 수 있다.The
도 2의 도면에서는 일 예로서 아래에서 위 방향으로의 화살표 방향으로 기류가 형성되는 것을 나타내었으나, 본 발명의 다른 일 예에서는 위에서 아래 방향으로 기류가 형성될 수도 있다.In FIG. 2, as an example, the airflow is formed in the direction of the arrow from the bottom to the top, but in another embodiment of the present invention, the airflow may be formed from the top to the bottom.
본 발명의 일 예에 따르면, 중공 원통형 구조의 광촉매부(100)는, 일 단부에 광촉매부 공기 유입부(110), 타 단부에 광촉매부 공기 배출부(120)가 형성될 수 있고, 상기 광촉매부 공기 유입부 및 광촉매부 공기 배출부를 연결하는 공기의 유로가 형성될 수 있다. 주름형의 요홈(140)이 형성된 내벽(130)에는 광촉매 물질이 코팅 형성된 광촉매 코팅층을 포함할 수 있다. 주름형 요홈(140)은 종방향 단면 상태에서 돌출된 산과 골이 등간격 배열된 다수개의 요홈을 포함하는 형태인 것일 수 있다. 광촉매부(100)의 중앙, 중공형 원통 구조의 내측 중공 부분에는 광 촉매에 자외선을 조사하는 자외선 조사부(200)가 위치할 수 있다. 상기 자외선 조사부는 관 형태로 형성될 수 있으며, 다양한 파장의 자외선을 조사할 수 있는 자외선 램프를 포함할 수 있다. 본 발명의 일 예에서, 상기 관 형태의 자외선 조사부는 자외선 램프 홀더(4, 5)에 의해 고정된 구조일 수 있다.According to an example of the present invention, the
본 발명의 일 측에 따르면, 상기 자외선 조사부의 자외선 램프는 상기 광촉매부의 중공형 원통 구조를 통과하는 형태로 배치된 것일 수 있다. 자외선 램프는 본체의 내벽에 코팅된 광촉매 물질의 활성화에 필요한 광원을 제공하여 살균작용이 이루어지도록 할 뿐만 아니라, 상기 자외선 램프 주위를 흐르는 공기에 대해서는 직접적으로 살균작용을 하는 역할을 수행한다. 이로써, 상기 광촉매 유닛은 상기 자외선 램프와 가까운 부분과 먼 부분 모두에 대해 살균 작용을 수행할 수 있다.According to one aspect of the invention, the ultraviolet lamp of the ultraviolet irradiation unit may be disposed in the form passing through the hollow cylindrical structure of the photocatalyst. The ultraviolet lamp provides a light source necessary for activating the photocatalytic material coated on the inner wall of the main body so that sterilization is performed, and directly acts on the air flowing around the ultraviolet lamp. As a result, the photocatalyst unit may perform a sterilization action on both the near and far portions of the ultraviolet lamp.
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 나뉘고, 파장이 짧아질수록 큰 광자 에너지를 갖는다.Ultraviolet light is divided into ultraviolet A (UVA), ultraviolet B (UVB), ultraviolet C (Ultraviolet C; UVC) and vacuum ultraviolet (VUV) according to its wavelength range, and the shorter the wavelength Has a large photon energy.
본 발명의 일 예에서, 상기 자외선 조사부는 조사하는 자외선의 종류에 따라 구간을 나누어 제1 자외선 조사부(210) 및 제2 자외선 조사부(220)를 포함하도록 형성될 수 있다. 본 발명의 일 예에서, 제1 자외선 조사부에는 진공 자외선(VUV) 램프를 포함할 수 있고, 제2 자외선 조사부에는 자외선 C(UVC) 램프를 포함할 수 있다.In one example of the present invention, the ultraviolet irradiation unit may be formed to include the first
일 측에 따르면, 진공 자외선(VUV)의 185 nm 파장과 공기 중의 산소가 반응 하여 오존이 발생할 수 있다. 이러한 오존은 은 불완전한 기체 분자로서 작은 충격에도 산소로 환원되려는 성질이 있다. 이러한 과정에서 강력한 에너지를 발생하여 미생물 및 바이러스의 세포막을 파괴하며, 산화 작용에 의하여 악취분자의 결합구조를 무취분자로 정화시키고, 발생된 음이온은 먼지를 (-)로 대전하여 (+)이온과 미세 먼지를 집진하여 NO2, SO2, NH3와 같은 유해 물질을 정화시키도록 형성될 수 있다.According to one side, ozone may be generated by the reaction of 185 nm wavelength of vacuum ultraviolet (VUV) and oxygen in the air. The ozone is an incomplete gas molecule, and has a property to be reduced to oxygen even at a small impact. In this process, powerful energy is generated to destroy the cell membranes of microorganisms and viruses, and the oxidizing action to purify the binding structure of odor molecules with odorless molecules. The generated anions charge the dust with (-) to charge (+) ions and It can be formed to collect fine dust to purify harmful substances such as NO 2 , SO 2 , NH 3 .
그러나, 이러한 오존은 강한 살균력으로 인해 인체에 해로운 영향을 미칠 수도 있어 2차 오염원이 될 수 있다. 따라서, 공기 정화 기술에 있어서 발생되는 오존은 필수적으로 제거되어야 하며, 본 발명의 일 측면에서는 제2 자외선 조사부에서 자외선 C를 조사하여 VUV를 거쳐 발생한 오존을 제거하는 기술을 제공하는 것이다.However, such ozone may have a harmful effect on the human body due to its strong sterilizing power and may be a secondary pollutant. Therefore, ozone generated in the air purification technology should be essentially removed, and in one aspect of the present invention is to provide a technique for removing ozone generated via VUV by irradiating ultraviolet C from the second ultraviolet irradiation unit.
제2 자외선 조사부에서 조사되는 자외선 C는 단파장 자외선 램프로서, 0.1초 이하의 짧은 조사 시간에서는 공기 살균 효율이 낮아 단독으로 공기 정화 유닛에서 사용하기에는 효과적이지 않을 수 있다. 그러나 본 발명의 일 측에서는, 진공 자외선과 자외선 C를 함께 사용함으로써 오존을 분해하고 효과적으로 공기를 정화할 수 있게 된다.Ultraviolet C irradiated from the second ultraviolet irradiation unit is a short wavelength ultraviolet lamp, and at a short irradiation time of 0.1 seconds or less, the air sterilization efficiency may be low and thus may not be effective for use alone in an air purification unit. However, in one side of the present invention, by using the vacuum ultraviolet and ultraviolet C together, it is possible to decompose ozone and purify the air effectively.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제2 자외선 조사부는, 상기 제1 자외선 조사부에서 발생한 오존을 분해하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the second ultraviolet irradiation unit may decompose ozone generated in the first ultraviolet irradiation unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광촉매부는 주름형의 요홈이 형성된 내벽을 가진 중공 원통 형상이고, 상기 주름은 공기 흐름 방향에 평행하게 형성된 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the photocatalyst portion may have a hollow cylindrical shape having an inner wall having a pleated groove, and the pleat may be formed parallel to the air flow direction.
상기 광촉매부의 주름형의 요홈은 공기 유로를 지나가는 공기와 광촉매 코팅층과의 접촉 면적을 넓혀 반응 면적을 증대시키기 위해 설계된 구조이다. 상기 주름형의 요홈은 주름이 등간격으로 배열되어 구성되는 것일 수 있다. 본 발명의 광촉매부는 이러한 주름형 요홈 구조를 도입하여 공기 정화 효율을 극대화시키는 구성을 포함할 수 있다.The pleated groove of the photocatalyst portion has a structure designed to increase the reaction area by widening the contact area between the air passing through the air flow path and the photocatalyst coating layer. The pleated groove may be formed of wrinkles arranged at equal intervals. Photocatalyst of the present invention may include a configuration to maximize the air purification efficiency by introducing such a pleated groove structure.
본 발명의 일 측에 따르면, 공기 정화 유닛 내에 정화되는 공기의 품질 향상을 위해 여러 종류의 필터(프리필터, 항균필터, 탈취필터, 헤파필터) 등을 추가적으로 포함할 수 있다. 그러나, 다양한 필터를 추가로 포함할 경우, 압력 강하(pressure loss) 현상이 발생할 수 있고, 이로 인해 에너지 소모가 증가하는 문제가 생길 수 있다. 그러나, 본 발명의 일 예에 따르는 광촉매부는, 주름형 요홈의 구조로 인해 주름 사이의 공기가 흐르는 면적이 상대적으로 커져서 상술한 압력 강하 현상을 최소화시킬 수 있다. 이로 인하여, 항균 및 탈취 필터보다 더 강한 성능과 넓은 영역의 오염가스 제거 기능을 나타낼 수 있고, 뿐만 아니라, 공기 정화에 필요한 에너지 소모와 소음량을 감소시킬 수 있는 이점이 있다.According to one side of the present invention, in order to improve the quality of the air purified in the air purification unit may further include a variety of filters (pre-filter, antibacterial filter, deodorizing filter, hepa filter) and the like. However, when additionally including various filters, a pressure drop may occur, which may cause an increase in energy consumption. However, the photocatalyst unit according to an embodiment of the present invention can minimize the above-mentioned pressure drop phenomenon due to the relatively large area where air flows between the pleats due to the structure of the pleated recess. Due to this, it is possible to exhibit stronger performance than the antibacterial and deodorizing filter and a large area of pollutant removal, as well as to reduce the energy consumption and the amount of noise required for air purification.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 주름은 인접 돌출부 간 간격이 5 mm 이하인 것일 수 있다. 상기 인접 돌출부 간 간격은 3 mm 이하인 것이 바람직하다. 상기 인접 돌출부 간 간격은 2 mm 이하인 것이 더욱 바람직하다. 상기 인접 돌출부 간 간격은 0.1 mm 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the pleats may have a spacing between adjacent protrusions of 5 mm or less. Preferably, the spacing between adjacent protrusions is 3 mm or less. More preferably, the spacing between adjacent protrusions is 2 mm or less. The gap between the adjacent protrusions may be 0.1 mm or more.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부 각각의 램프와 상기 광촉매부 간의 간격은 10 mm 이하인 것일 수 있다. 상기 각각의 램프와 상기 광촉매부 간의 간격은 5 mm 이하인 것이 바람직하다. 상기 각각의 램프와 상기 광촉매부 간의 간격은 0.5 mm 이상인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the distance between the lamp of each of the first ultraviolet irradiation unit and the second ultraviolet irradiation unit and the photocatalyst may be 10 mm or less. Preferably, the spacing between each lamp and the photocatalyst is 5 mm or less. The distance between each lamp and the photocatalyst may be 0.5 mm or more.
상기 간격은 광촉매부 내벽의 주름형의 요홈의 돌출된 산 부분과 들어간 골 부분의 평균위치와 상기 자외선 램프 각각의 표면 간의 거리이다. 상기 내벽과 상기 자외선 램프 사이의 간격이 너무 가깝거나 너무 멀면 주름형의 요홈에 코팅된 광촉매 코팅층이 진공 자외선(VUV), 자외선 C(Ultraviolet C) 또는 이 둘을 포함하는 광에 충분히 반응하지 못하게 될 수 있다.The spacing is the distance between the protruding peaks of the corrugated grooves of the inner wall of the photocatalyst and the average position of the valleys of the recesses and the surface of each of the ultraviolet lamps. If the distance between the inner wall and the ultraviolet lamp is too close or too far, the photocatalytic coating layer coated on the corrugated groove will not be able to react sufficiently to the light including vacuum ultraviolet (VUV), ultraviolet C or both. Can be.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 프리 필터는, 망, 부직포 및 극세 공극을 포함하는 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the prefilter may include one or more selected from the group consisting of a polymer including a net, a nonwoven fabric, and a micropore.
프리 필터는 유입부로 들어온 공기에 존재하는 크기가 상대적으로 큰 불순물 입자 등을 1차적으로 제거하는 기능을 수행한다.The pre-filter primarily removes impurity particles having a relatively large size present in the air introduced into the inlet.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 정화 유닛은 정전기식 입자(ESP) 필터(2); 헤파(HEPA) 필터(6); 또는 둘 다를 더 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the air purification unit comprises an electrostatic particle (ESP) filter (2);
정전기식 입자 필터와 헤파 필터는 광촉매부로 인한 공기 정화 기능을 보충해주는 역할을 수행할 수 있다. 상기 필터는 설계에 따라 광촉매부 전 또는 후의 공기 유로에 형성될 수 있으며, 필요에 따라 둘 다 공기 정화 유닛 내에 구비되는 것일 수 있다. 상기 정전기식 입자 필터와 헤파 필터는 통상적으로 이용되는 정전기식 입자 필터 또는 헤파 필터를 이용할 수 있으며, 본 발명에서 그 종류를 특별히 한정하지 아니한다.The electrostatic particle filter and the HEPA filter may serve to supplement the air purification function due to the photocatalyst. The filter may be formed in the air flow path before or after the photocatalyst according to the design, and both may be provided in the air purification unit as necessary. The electrostatic particle filter and the HEPA filter may use a conventionally used electrostatic particle filter or hepa filter, and the type thereof is not particularly limited in the present invention.
도 4는, 본 발명의 일 실시예에 따르는 공기 정화 유닛 내부를 통과하는 공기의 흐름을 나타내는 개념도이다. 4 is a conceptual diagram illustrating a flow of air passing through the air purification unit according to an embodiment of the present invention.
도 4를 보면, 본 발명의 일 예로서 제공된 공기 정화 유닛으로 오염된 공기가 유입되어, 프리 필터에서 비교적 큰 불순물이 걸러지고, 그 뒤에 정전기식 입자 필터를 거친 후, 제1 자외선 조사부에서 진공 자외선이 조사된 광촉매로부터 발생한 오존을 이용하여 공기가 정화되고 제2 자외선 조사부에서 오존이 제거된 상태에서 헤파 필터를 한번 더 통과하여 깨끗한 공기가 배출되는 과정이 도시되어 있다. 정전기식 필터, 헤파 필터의 구성은 도 4에서는 일 예로서, 광촉매부 전 및 후에 구비되는 것으로 도시되어 있으나, 본 발명에서 그 순서를 특별히 제한하지는 않는다.4, contaminated air flows into the air purification unit provided as an example of the present invention, and relatively large impurities are filtered out of the pre-filter, followed by an electrostatic particle filter, and then vacuum ultraviolet-ray in the first ultraviolet irradiation unit. The air is purified using ozone generated from the irradiated photocatalyst and clean air is discharged through the HEPA filter once again while ozone is removed from the second ultraviolet irradiator. The configuration of the electrostatic filter and the HEPA filter is shown as being provided before and after the photocatalyst unit as an example in FIG. 4, but the order of the present invention is not particularly limited.
한편, 도 4에는 도시되어 있지 않으나, 본 발명의 일 측면에서는 공기 정화 유닛의 내부에 평행 판 전기식 필터를 추가적으로 포함하도록 구성할 수 있다.On the other hand, although not shown in Figure 4, in one aspect of the present invention can be configured to additionally include a parallel plate electric filter inside the air purification unit.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 정화 유닛은 균일한 전기장을 형성하는 한 쌍의 평행 판 전극을 포함하는 평행 판 전기식 필터(Parallel plate electric filter);를 더 포함하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the air purification unit may further include a parallel plate electric filter including a pair of parallel plate electrodes forming a uniform electric field.
상기 평행 판 전기 필터는 적어도 한 쌍의 평행하게 배치된 평면으로 구성된, 평행 판 전극을 포함하는 것일 수 있다. 이 때 평행 판 전극 사이에는 직류 전원이 가해질 수 있다. 상기 평행 판 전극 사이의 공간은 일정한 두께를 가지는 직사각형의 단면으로 형성될 수 있다. The parallel plate electrical filter may comprise a parallel plate electrode, consisting of at least one pair of parallel arranged planes. At this time, a DC power may be applied between the parallel plate electrodes. The space between the parallel plate electrodes may be formed in a rectangular cross section having a constant thickness.
본 발명의 일 예에서, 상기 평행 판 전기식 필터는 공기 정화 유닛 내에 내부 챔버 내에 형성될 수 있고, 상기 내부 챔버 일 측에는 평행 판 전기식 필터의 공기 유입관이 형성될 수 있고, 타 측에는 평행 판 전기실 필터의 공기 배출관이 형성될 수 있다. 이 때, 상기 평행 판 전기식 필터를 효과적으로 구동하기 위해서, 상기 내부 챔버 내의 공기의 순환 흐름을 형성하는 것이 공기의 체류 시간을 늘려 공기 정화 효율을 향상시키는데 유리할 수 있다. 따라서 상기 평행 판 전기식 필터의 공기 유입관과 공기 배출관은 내부 체류 시간을 증가시키는 구조로 설계되는 것일 수 있다. 상기 공기 유입관과 공기 배출관의 단면은 원형으로 형성될 수 있고, 필요한 경우 어떠한 형태로도 구현 가능하다. 예를 들면, 사각형 단면, 육각형 등으로 구현될 수 있다.In one embodiment of the present invention, the parallel plate electric filter may be formed in the inner chamber in the air purification unit, an air inlet pipe of the parallel plate electric filter may be formed on one side of the inner chamber, and the parallel plate electric chamber filter on the other side. The air discharge pipe of can be formed. At this time, in order to effectively drive the parallel platen filter, it may be advantageous to form a circulating flow of air in the inner chamber to increase the residence time of the air to improve the air purification efficiency. Therefore, the air inlet pipe and the air outlet pipe of the parallel plate filter may be designed to increase the internal residence time. Cross sections of the air inlet pipe and the air discharge pipe may be formed in a circular shape, and may be implemented in any form if necessary. For example, it may be implemented in a rectangular cross section, hexagonal and the like.
상기 공기 유입관을 통해 내부 챔버 내부로 유입되는 공기 중, 정화가 필요한 불순물들-예를 들어 나노 입자, 바이러스 등-은 상기 내부 챔버의 평행판 사이에 가해지는 전압에 의하여 공기 유출관으로 빠져나가지 못하고 상기 내부 챔버 내부로 포집될 수 있다. 상기 내부 챔버는 불순물들을 포집 후, 별도로 분리하여 내부를 청소할 수 있는 구조로 제작될 수 있다.Of the air flowing into the inner chamber through the air inlet tube, impurities which need to be purified (for example, nanoparticles, viruses, etc.) are discharged to the air outlet tube by the voltage applied between the parallel plates of the inner chamber. And may be collected into the inner chamber. The inner chamber may be manufactured in a structure capable of cleaning the interior by separating impurities, and then separately.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 평행 판 전극에 인가되는 전압은 1 V 내지 10 kV 의 직류 전압인 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the voltage applied to the parallel plate electrode may be a DC voltage of 1 V to 10 kV.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광촉매부는, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화텅스텐-이산화티타늄(WO3-TiO2), 황화아연(ZnS), 산화니켈(NiO) 및 산화철(Fe2O3)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 광촉매 물질을 포함하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the photocatalyst, titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tungsten oxide-titanium dioxide (WO 3 -TiO 2 ), zinc sulfide (ZnS), nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ) It may include one or more photocatalyst materials selected from the group consisting of.
상기 광촉매 물질들은 자외선을 받아서 각각의 화학 반응에 의해 활성화되고, 자외선 빛과 발생되는 오존을 이용하여 공기를 정화시킬 수 있다.The photocatalyst materials receive ultraviolet rays and are activated by respective chemical reactions, and may purify the air by using ultraviolet light and ozone generated.
본 발명의 광촉매 물질들의 광촉매 반응의 중요한 특징 중 하나는 진공 자외선을 이용하여 오염물질을 분해하는 것이다. 진공 자외선은 기존의 자외선보다 파장이 짧고 강한 광자 에너지를 포함하고 있다. 진공 자외선 빛은 공기중의 산소를 분해하여 오존을 발생시킬 수 있다.One of the important features of the photocatalytic reaction of the photocatalytic materials of the present invention is the decomposition of contaminants using vacuum ultraviolet light. Vacuum ultraviolet rays are shorter in wavelength than conventional ultraviolet rays and contain strong photon energy. Vacuum ultraviolet light can decompose oxygen in the air to generate ozone.
본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기정화 유닛을 이용하면, 광촉매 활성화를 이용하여 오염물질이 제거될 수 있다. 또한, 진공 자외선에 의해서도 오염물질이 분해될 수 있으며, 진공 자외선으로부터 발생된 오존과 분해된 오존에 의해서도 오명물질이 제거될 수 있다.Using the air purification unit using the ultraviolet photocatalyst of the present invention, contaminants can be removed using photocatalytic activation. In addition, contaminants may be decomposed by vacuum ultraviolet rays, and stigma may be removed by ozone and decomposed ozone generated from vacuum ultraviolet rays.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 하우징 내벽은, 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 코팅층을 포함하는 것일 수 있다. According to one embodiment of the invention, the inner wall of the housing, palladium (Pd), titanium (Ti), platinum (Pt), rhodium (Rh), gold (Au), silver (Ag), tungsten (W), nickel (Ni), cobalt (Co), chromium (Cr), manganese (Mn) and barium (Ba) may include a coating layer containing one or more selected from the group consisting of.
상기 코팅층의 소재 금속들은 촉매제로써 일부 취약한 광촉매 성능을 상호 보완하는 것이며, 오염된 실내공기와 효과적으로 반응(살균, 탈취, 정화 등 화학반응)할 수 있는 소재로 선택된 성분일 수 있다.The material metals of the coating layer are complementary to some weak photocatalytic performance as a catalyst, and may be a component selected as a material capable of effectively reacting (contaminating, deodorizing, purifying, etc.) with contaminated indoor air.
예를 들어, 이산화티타늄(TiO2) 표면에 코팅된 팔라듐(Pd) 입자는 진공 자외선(VUV) 광에 의해서 산화된 후, 광촉매 반응 시 여기된 전자가 팔라듐(Pd) 표면에서 오존과 반응하고 분해하여 전자의 재결합을 막아 광촉매의 효율을 향상시키는 역할을 할 수 있다.For example, palladium (Pd) particles coated on the surface of titanium dioxide (TiO 2 ) are oxidized by vacuum ultraviolet (VUV) light, and then electrons excited during photocatalytic reaction react with ozone on the surface of palladium (Pd) and decompose. By preventing the recombination of the electrons may serve to improve the efficiency of the photocatalyst.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부는, 악취, 바이러스, 박테리아 및 휘발성 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 오염 물질을 제거하고, 상기 제2 자외선 조사부는, 오존을 제거하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first ultraviolet irradiation unit removes contaminants including at least one selected from the group consisting of odors, viruses, bacteria and volatile organic compounds, and the second ultraviolet irradiation unit is ozone It may be to remove the.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부는, 10 nm 이상 200 nm 이하의 진공 자외선을 조사하는 것이고, 상기 제2 자외선 조사부는 200 nm 초과 내지 280 nm 이하 파장의 자외선 C를 조사하는 것일 수 있다.According to an embodiment of the present invention, the first ultraviolet irradiation unit is to irradiate a vacuum ultraviolet ray of 10 nm or more and 200 nm or less, and the second ultraviolet irradiation unit irradiates ultraviolet C having a wavelength exceeding 200 nm to 280 nm or less. It may be.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 자외선 조사부는 6.20 eV 내지 12.40 eV 범위의 진공 자외선 광자 에너지를 조사하는 것이고, 상기 제2 자외선 조사부는 4.43 eV 내지 6.20 eV 범위의 자외선 C(UVC)의 광자 에너지를 조사하는 것일 수 있다.According to one embodiment of the invention, the first ultraviolet irradiation unit is to irradiate vacuum ultraviolet photon energy in the range of 6.20 eV to 12.40 eV, the second ultraviolet irradiation unit of ultraviolet C (UVC) of 4.43 eV to 6.20 eV range It may be to irradiate photon energy.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 공기 정화 유닛은 상기 유입부 및 상기 배출부 중 적어도 어느 하나에 연결된 송풍부(7);를 더 포함할 수 있다.According to one embodiment of the invention, the air purification unit may further include a blower (7) connected to at least one of the inlet and the outlet.
상기 송풍부는 공기 정화 유닛 내를 통과하는 공기의 유속, 풍량을 가속 혹은 감속시킬 수 있는 기능을 수행할 수 있으며, 본 발명의 공기 정화 유닛은 송풍부를 구비하여 공기 정화 속도를 조절할 수 있다. 상기 송풍부는 일반적으로 모터에 의해 구동하는 팬이 적용될 수 있으나, 송풍을 발생시키는 수단이라면 어떠한 장치라도 사용 가능하다. 상기 송풍부는 상기 배출부에 배치되어 구동될 수 있지만, 상기 유입부에도 배치될 수 있고 둘 다에 배치될 수도 있다. The blower may perform a function of accelerating or decelerating the flow rate and air flow rate of the air passing through the air purification unit, and the air purification unit of the present invention may include a blower to adjust the air purification rate. The blower may be generally a fan driven by a motor, but any device may be used as long as it generates a blower. The blower may be disposed and driven in the outlet, but may also be arranged in the inlet or in both.
상기 송풍부는, 상기 공기 정화 유닛이 예를 들어, 가정용 공기 정화기에서 사용될 경우 실내 분위기에 요구되는 적절한 수준의 풍량인 1 m3/min 내지 50 m3/min 범위의 정격 풍량을 발생시키도록 구성할 수 있다.The blower may be configured to generate a rated air flow in the range of 1 m 3 / min to 50 m 3 / min, which is an appropriate level of air required for an indoor atmosphere when the air purification unit is used in, for example, a household air purifier. Can be.
본 발명의 자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 장치는, 본체; 상기 본체 내부에 외부 전원으로부터 전력을 공급하는 전원부; 상기 전원부의 구동을 제어하는 제어부; 및 상기 본체부 내부에 본 발명의 일 실시예에 따르는 공기 정화 유닛;을 포함한다.An air purifying apparatus using the ultraviolet photocatalyst of the present invention includes a main body; A power supply unit supplying power from an external power source to the main body; A control unit controlling driving of the power supply unit; And an air purification unit according to an embodiment of the present invention inside the main body.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.Although the embodiments have been described by the limited embodiments and the drawings as described above, various modifications and variations are possible to those skilled in the art from the above description. For example, the techniques described may be performed in a different order than the described method, and / or the components described may be combined or combined in a different form than the described method, or replaced or substituted by other components or equivalents. Appropriate results can be achieved.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.Therefore, other implementations, other embodiments, and equivalents to the claims are within the scope of the claims that follow.
Claims (16)
상기 하우징 일 측에 형성되는 유입부;
상기 유입부로 들어온 공기를 여과하는 프리 필터(Pre-filter);
상기 프리 필터를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 진공 자외선(VUV, Vacuum UV) 램프를 포함하는 제1 자외선 조사부;
상기 제1 자외선 조사부를 통과한 공기의 유로에 형성되고, 자외선 C 램프(UVC)를 포함하는 제2 자외선 조사부;
상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부에 형성된 광촉매부; 및
상기 하우징 타 측에 형성되는 배출부;를 포함하고,
상기 제1 자외선 조사부는, 10 nm 이상 200 nm 이하 파장의 진공 자외선을 조사하는 것이고,
상기 제2 자외선 조사부는 200 nm 초과 280 nm 이하 파장의 자외선 C를 조사하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
housing;
An inlet formed on one side of the housing;
A pre-filter for filtering the air entering the inlet;
A first ultraviolet irradiation part formed in a flow path of air passing through the prefilter and including a vacuum ultraviolet (VUV) lamp;
A second ultraviolet irradiation part formed in a flow path of air passing through the first ultraviolet irradiation part and including an ultraviolet C lamp (UVC);
A photocatalyst formed on the first ultraviolet irradiation part and the second ultraviolet irradiation part; And
And a discharge part formed at the other side of the housing.
The said 1st ultraviolet irradiation part irradiates a vacuum ultraviolet-ray with a wavelength of 10 nm or more and 200 nm or less,
The second ultraviolet irradiation unit is to irradiate ultraviolet C of a wavelength greater than 200 nm and less than 280 nm,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 제2 자외선 조사부는, 상기 제1 자외선 조사부에서 발생한 오존을 분해하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The second ultraviolet irradiation unit decomposes ozone generated in the first ultraviolet irradiation unit,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 광촉매부는 주름형의 요홈이 형성된 내벽을 가진 중공 원통 형상이고, 상기 주름은 공기 흐름 방향에 평행하게 형성된 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The photocatalyst is a hollow cylindrical shape having an inner wall formed with a pleated groove, the pleats are formed parallel to the air flow direction,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 주름은 인접 돌출부 간 간격이 5 mm 이하인 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 3,
The wrinkle is that the spacing between adjacent protrusions is 5 mm or less,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 제1 자외선 조사부 및 제2 자외선 조사부 각각의 램프와 상기 광촉매부 간의 간격은 10 mm 이하인 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The interval between the lamp of each of the first ultraviolet irradiation unit and the second ultraviolet irradiation unit and the photocatalyst is less than 10 mm,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 프리 필터는, 망, 부직포 및 극세 공극을 포함하는 폴리머로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The prefilter comprises at least one selected from the group consisting of a net, a nonwoven fabric and a polymer including microfine pores,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 공기 정화 유닛은 정전기식 입자(ESP) 필터; 헤파(HEPA) 필터; 또는 둘 다를 더 포함하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The air purification unit includes an electrostatic particle (ESP) filter; HEPA filter; Or both further;
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 공기 정화 유닛은 균일한 전기장을 형성하는 한 쌍의 평행 판 전극을 포함하는 평행 판 전기식 필터(Parallel plate electric filter);를 더 포함하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The air purifying unit further includes: a parallel plate electric filter including a pair of parallel plate electrodes forming a uniform electric field;
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 평행 판 전극에 인가되는 전압은 1 V 내지 10 kV 의 직류 전압인 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 8,
The voltage applied to the parallel plate electrode is a DC voltage of 1 V to 10 kV,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 광촉매부는, 이산화티타늄(TiO2), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2), 산화텅스텐(WO3), 산화텅스텐-이산화티타늄(WO3-TiO2), 황화아연(ZnS), 산화니켈(NiO) 및 산화철(Fe2O3)로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상의 광촉매 물질을 포함하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The photocatalyst may include titanium dioxide (TiO 2 ), zinc oxide (ZnO), tin oxide (SnO 2 ), tungsten oxide (WO 3 ), tungsten oxide-titanium dioxide (WO 3 -TiO 2 ), zinc sulfide (ZnS), To include one or more photocatalyst materials selected from the group consisting of nickel oxide (NiO) and iron oxide (Fe 2 O 3 ),
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 하우징 내벽은, 팔라듐(Pd), 티타늄(Ti), 백금(Pt), 로듐(Rh), 금(Au), 은(Ag), 텅스텐(W), 니켈(Ni), 코발트(Co), 크롬(Cr), 망간(Mn) 및 바륨(Ba)으로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 코팅층을 포함하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The inner wall of the housing is palladium (Pd), titanium (Ti), platinum (Pt), rhodium (Rh), gold (Au), silver (Ag), tungsten (W), nickel (Ni), cobalt (Co), To include a coating layer containing one or more selected from the group consisting of chromium (Cr), manganese (Mn) and barium (Ba),
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 제1 자외선 조사부는, 악취, 바이러스, 박테리아 및 휘발성 유기 화합물로 이루어진 군에서 선택되는 하나 이상을 포함하는 오염 물질을 제거하고,
상기 제2 자외선 조사부는, 오존을 제거하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The first ultraviolet irradiation unit removes contaminants including at least one selected from the group consisting of odors, viruses, bacteria and volatile organic compounds,
The second ultraviolet irradiation unit is to remove ozone,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 제1 자외선 조사부는 6.20 eV 내지 12.40 eV 범위의 진공 자외선 광자 에너지를 조사하는 것이고,
상기 제2 자외선 조사부는 4.43 eV 내지 6.20 eV 범위의 자외선 C(UVC)의 광자 에너지를 조사하는 것인,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The first ultraviolet irradiation unit is to irradiate vacuum ultraviolet photon energy in the range of 6.20 eV to 12.40 eV,
The second ultraviolet irradiation unit is to irradiate the photon energy of the ultraviolet C (UVC) in the range of 4.43 eV to 6.20 eV,
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 공기 정화 유닛은 상기 유입부 및 상기 배출부 중 적어도 어느 하나에 연결된 송풍부;를 더 포함하는,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 유닛.
The method of claim 1,
The air purification unit further includes a blower connected to at least one of the inlet and the outlet.
Air purification unit using ultraviolet photocatalyst.
상기 본체 내부에 외부 전원으로부터 전력을 공급하는 전원부;
상기 전원부의 구동을 제어하는 제어부; 및
상기 본체 내부에 제1항 내지 제12항, 제14항 내지 제15항 중 어느 한 항에 따르는 공기 정화 유닛;을 포함하는,
자외선 광촉매를 이용한 공기 정화 장치.
main body;
A power supply unit supplying power from an external power source to the main body;
A control unit controlling driving of the power supply unit; And
An air purifying unit according to any one of claims 1 to 12 and 14 to 15 inside the main body;
Air purification device using ultraviolet photocatalyst.
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