KR102084828B1

KR102084828B1 - Photocatalyst purification system using media of various structures

Info

Publication number: KR102084828B1
Application number: KR1020170044532A
Authority: KR
Inventors: 김우성; 서원호; 서유화
Original assignee: 김우성; 서원호; 서유화
Priority date: 2017-04-06
Filing date: 2017-04-06
Publication date: 2020-03-09
Also published as: KR20180113247A

Abstract

본 발명은 광촉매 물질과 광화학반응으로 발생하는 수산화기를 이용하여 공기를 정화시키는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 크기와 모양으로 성형한 케이스의 내부에 용도에 적합한 구조로 이루어진 메디아 세트를 수용하여 다양한 공간과 환경에 다용도로 활용할 수 있음은 물론 유체 흐름을 원활히 하여 특정공간의 정화효율을 향상시키는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalyst purification apparatus using media having various structures for purifying air using a photocatalyst material and a hydroxyl group generated by a photochemical reaction, and more particularly, suitable for use in a case molded into various sizes and shapes. The present invention relates to a photocatalyst purification apparatus using media having various structures, which can be used for various purposes in various spaces and environments by accommodating a media set composed of structures, and improve fluid purification efficiency by smoothing fluid flow.

Description

Photocatalyst purification system using media of various structures}

일반적으로 광촉매 정화장치는 이산화티탄(Ti02)으로 된 전해질을 접촉시켜 음전하와 양전하를 가지는 전자와 정공으로 분리되는 광촉매에 광화학반응이 가능한 램프의 빛을 조사하여 발생되는 OH-(수산화기)를 통해서 오염된 기체나 액체를 정화하는 장치이다.In general, the photocatalyst purifier is contaminated through OH- (hydroxyl group) generated by irradiating light of a photochemical reaction lamp to a photocatalyst separated by electrons and holes having negative and positive charges by contacting an electrolyte made of titanium dioxide (Ti02) To purify the gas or liquid.

이와 같은 광촉매 정화장치는 광촉매가 코팅된 복수의 광촉매판과, 광촉매판에 광화학반응이 가능한 빛을 발생하는 램프로 구성되는 것으로, 본 출원인이 선출원하여 등록받은 국내등록특허공보 등록번호 제10-1295506호 "광촉매와 음이온을 이용한 공기 정화 장치"와, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1335070호 "그물망 복합형 광촉매 정화 장치"와, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1682291호 "타워형 광촉매 정화장치"가 개시되었다.Such a photocatalyst purification apparatus is composed of a plurality of photocatalyst coated photocatalyst plate, and a lamp for generating light capable of photochemical reaction on the photocatalyst plate, registered in Korea Patent No. 10-1295506 "Air Purification Device Using Photocatalyst and Anion", National Registered Patent Publication No. 10-1335070 "Net Photocatalytic Purification Device", and National Registered Patent Publication No. 10-1682291 "Tower Photocatalyst Purification System" Has been disclosed.

그러나, 상기 선행기술들은 광촉매를 통해 공기 등의 유체를 정화시키는 효과가 있지만, 정화장치의 활용도가 떨어져 좁은 공간이나 특정공간에 선별적으로 적용하는 데에는 문제가 있었다.However, although the prior arts have an effect of purifying a fluid such as air through a photocatalyst, there is a problem in selectively applying to a narrow space or a specific space due to the poor utilization of the purification device.

또한, 상기 선행기술의 다른 문제점은 정화장치의 공기 흡입구와 배출구가 방향성을 가진 구조로 이루어짐으로써 유체의 순환이 원활히 이루어지지 못하게 되어 정화효율이 떨어지는 문제가 있었다.In addition, another problem of the prior art is that the air inlet and outlet of the purification device is made of a structure having a directional structure has a problem that the circulation of the fluid is not made smoothly, the purification efficiency is lowered.

그리고, 상기 선행기술의 문제점들과 더불어 케이스 내부에 광화학 반응을 일으키는 다양한 형상의 메디아 구조를 수용하여 다양한 공간과 환경에 손쉽게 사용할 수 있는 광촉매 정화장치의 개발이 요구된다.In addition, there is a need for the development of a photocatalyst purification apparatus that can be easily used in various spaces and environments by accommodating various shapes of media structures causing photochemical reactions in the case together with the problems of the prior art.

본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정화장치 내부로 유입되는 유체의 흐름을 원활하게 하여 광화학 반응을 촉진시킴으로써 정화장치의 정화효율을 향상시킬 수 있는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공하는 데 있다.An object of the present invention is to solve the above problems, by smoothing the flow of the fluid flowing into the purification device to promote the photochemical reaction to improve the purification efficiency of the purification device photocatalyst using a media of various structures To provide a purifier.

본 발명의 다른 목적은 유체와 접촉하여 광화학 반응을 일으키는 다양한 메디아 구조를 수용할 수 있는 정화장치를 제공함으로써 다양한 공간과 환경에 용이하게 활용할 수 있는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a photocatalyst purification apparatus using a media having a variety of structures that can be easily utilized in a variety of spaces and environments by providing a purification apparatus that can accommodate a variety of media structures in contact with the fluid to cause a photochemical reaction. have.

본 발명의 또 다른 목적은 특정공간에 선별적으로 적용할 수 있는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공하는 데 있다.Still another object of the present invention is to provide a photocatalyst purification apparatus using media of various structures that can be selectively applied to a specific space.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 빛을 받아 양전하와 음전하를 발생시키는 광촉매물질이 코팅된 다양한 형상의 메디아와, 상기 메디아의 내부에 설치되어 광촉매물질의 광화학 반응용 빛을 발생시키는 오존램프, UV-램프, LED-램프에서 선택되는 반응램프와, 상기 메디아와 반응램프를 내부에 수용하고 내면에 광촉매물질이 코팅된 케이스로 구성되는 광촉매 정화장치에 있어서, 상기 케이스는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 그 외면에는 상기 케이스의 내면에 코팅된 광촉매 물질과 빛이 반응하여 발생한 OH-와 O2- 이온을 외부로 배출시키는 다수개의 배출구가 관통하여 형성되며, 그 내부에는 공기를 순환시킴과 동시에 상기 광촉매 반응으로 생성된 OH-와 O2- 이온을 정화장치 내외부로 순환시키는 팬이 설치됨을 특징으로 하는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공한다.As a means for achieving the above object, media having various shapes coated with photocatalytic materials generating positive and negative charges by receiving light, ozone lamps installed inside the media to generate light for photochemical reaction of photocatalytic materials, and UV In the photocatalyst purification apparatus comprising a reaction lamp selected from a lamp, an LED-lamp, and a case in which the media and the reaction lamp are accommodated therein and a photocatalytic material is coated on an inner surface thereof. It has a variety of shapes, the outer surface is formed through a plurality of outlets for discharging the OH- and O2- ions generated by the reaction of the photocatalytic material and the light coated on the inner surface of the case to the outside, circulating air therein And a fan for circulating the OH- and O2- ions generated by the photocatalytic reaction into and out of the purification device. Provides a photocatalytic purifier using a medium of the various structures as.

상기 배출구는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 케이스의 외면 일부분에 일정 방향으로 다수개가 형성되거나 케이스의 전체에 180° 혹은 360°의 다양한 방향으로 다수개가 형성됨을 특징으로 하는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공한다.The outlet is formed in a variety of shapes, such as circular, triangular and square, a plurality of structures are formed in a plurality of directions in a predetermined direction on a portion of the outer surface of the case or in various directions of 180 ° or 360 ° over the entire case. It provides a photocatalyst purification apparatus using the media.

상기 메디아는 스크류형, 플레이트형, 그물망형으로 이루어짐을 특징으로 하는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공한다.The media provides a photocatalyst purification apparatus using media of various structures, characterized in that the media, screw, plate, mesh.

이와 같은 본 발명은 케이스의 외면에 원형이나 삼각형 등의 다양한 형상으로 이루어진 배출구를 다수개 형성함으로써 정화장치의 통풍을 용이하게 함과 동시에 오염된 공기의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.Such the present invention has an effect of facilitating the ventilation of the purification device and at the same time improve the purification efficiency of contaminated air by forming a plurality of outlets of various shapes such as a circle or a triangle on the outer surface of the case.

또한, 다양한 형태의 케이스로 이루어진 정화장치를 제공함으로써 다양한 공간과 환경에서 곰팡이등의 병원성 오염원을 효율적으로 제거하여 공기의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.In addition, by providing a purifying device made of a case of various forms has the effect of efficiently removing pathogenic contaminants such as mold in various spaces and environments to improve the purification efficiency of the air.

그리고, UV- 램프 이외에도 다양한 광원을 설치함으로써 곰팡이나 세균등의 특정 병원성 오염원을 살균하고 탈취시켜 공기의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.In addition to UV-lamps, various light sources can be installed to sterilize and deodorize certain pathogenic contaminants such as molds and bacteria, thereby improving air purification efficiency.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예시 사시도
도 2는 도 1의 단면도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예의 사시도
도 4는 도 3의 정단면도
도 5는 본 발명의 정화장치를 다수개로 구성하여 설치한 상태 예시도
도 6은 본 발명의 정화장치를 장화나 군화에 적용한 상태 예시도
도 7은 본 발명의 정화장치를 승용차에 적용한 상태 예시도 1 is an illustrative perspective view according to an embodiment of the present invention
2 is a cross-sectional view of FIG.
3 is a perspective view of another embodiment of the present invention
4 is a front cross-sectional view of FIG.
5 is an exemplary view illustrating a state in which a plurality of purification apparatuses of the present invention are installed and installed;
Figure 6 is an exemplary view of applying the purification device of the present invention in boots or boots
7 is a view illustrating a state in which the purification apparatus of the present invention is applied to a passenger car;

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, preferred embodiments of the present invention will be described in detail.

본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 빛을 받아 양전하와 음전하를 발생시키는 광촉매물질이 코팅된 다양한 형상의 메디아(1)와, 상기 메디아(1)의 내부에 설치되어 광촉매물질의 광화학 반응용 빛을 발생시키는 오존램프, UV-램프, LED-램프에서 선택되는 반응램프(2)와, 상기 메디아(1)와 반응램프(2)를 내부에 수용하고 내면에 광촉매물질이 코팅된 케이스(3)로 구성되며 상기 케이스(3)는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로서 그 외면에 케이스(3)의 내면에 코팅된 광촉매 물질과 빛이 반응하여 흡입구(6)로 부터 유입된 공기의 유기화합물을 분해한 OH-와 O2- 이온을 외부로 배출시키는 다수개의 배출구(4)가 관통하여 형성되며, 그 내부에는 공기를 순환시킴과 동시에 상기 광촉매 반응으로 생성된 OH-와 O2- 이온을 정화장치의 내외부로 순환시키는 팬(5)이 설치된 광촉매 정화장치에 있어서, 상기 배출구(4)는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 케이스(3)의 외면 일부분에 일정 방향으로 다수개가 형성되거나 케이스(3)의 전체에 180° 혹은 360°의 다양한 방향으로 다수개가 형성됨을 특징으로 한다.1 to 4, the media 1 of various shapes coated with a photocatalytic material that receives light and generate positive and negative charges, and are installed inside the media 1 to provide a photocatalytic material. Reaction lamp (2) selected from the ozone lamp, UV-lamp, LED-lamp that generates light for photochemical reaction, and the media (1) and the reaction lamp (2) is accommodated inside and the photocatalyst material is coated on the inner surface It consists of a case (3) and the case (3) has a variety of shapes, such as circular, triangular and square, and the photocatalyst material coated on the inner surface of the case (3) on the outer surface reacts with the light introduced from the inlet (6) A plurality of outlets 4 through which OH- and O2- ions decomposed organic compounds of air are discharged to the outside are formed therein, and OH- and O2- generated by the photocatalytic reaction while circulating air therein. Ion flows into and out of the purifier In the photocatalyst purification apparatus in which the fan 5 is installed, the outlet 4 is formed in various shapes such as a circle, a triangle, and a rectangle, and a plurality of outlets are formed in a predetermined direction on a part of the outer surface of the case 3 or the case 3. It is characterized in that a plurality of are formed in various directions of 180 ° or 360 ° in the whole.

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상기 팬은 정화장치의 외부 혹은 내부에 다수개가 설치될 수 있다.A plurality of fans may be installed outside or inside the purification device.

또한, 상기 케이스(3)의 내부에는 진공펌프등의 흡입장치를 설치하여 오염공기의 흡입을 용이하게 함으로써 악취, 세균 및 병원성 오염원의 흡입을 도와 정화효율을 향상시킬 수가 있다.In addition, by installing a suction device such as a vacuum pump inside the case 3 to facilitate the suction of contaminated air, it is possible to help the suction of odor, bacteria and pathogenic contaminants to improve the purification efficiency.

한편, 상기 메디아(1)는 스크류형, 플레이트형, 그물망형의 다양한 형상으로 이루어지며, 상기 스크류형, 플레이트형, 그물망형의 메디아의 내부에 광화학 반응용 반응램프(2)을 설치하여 메디아 세트를 구성한다.On the other hand, the media (1) is made of various shapes of screw, plate, mesh, media set by installing a reaction lamp (2) for the photochemical reaction inside the media of the screw, plate, mesh Configure

상기 스크류형 메디아(1)는 반응램프(2)가 삽입 설치되는 중앙을 따라 외측으로 나선형 구조로 이루어지거나 상기 나선형 구조의 내측부에 주름이 형성된 구조로 이루어지며, 상기 그물망 메디아(1)는 상기 반응램프(2)의 둘레를 감싼 원통형의 그물망 형상으로 이루어진다.The screw media (1) is made of a spiral structure to the outside along the center in which the reaction lamp (2) is inserted or made of a wrinkled structure on the inner side of the spiral structure, the network media (1) is the reaction It consists of a cylindrical mesh shape wrapped around the lamp 2.

상기 반응램프(2)는 광화학 반응에 적합한 다양한 형태의 광원으로 오존램프, UV-램프, LED-램프로 이루어진다. The reaction lamp (2) is a light source of various types suitable for photochemical reaction is made of ozone lamp, UV-lamp, LED-lamp.

또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각형의 형상을 이루는 케이스(3)의 내부에 스크류 메디아(1)를 설치하고 그 하부에 팬(5)을 설치한 구조로도 이루어질 수 있다.In addition, as shown in FIG. 3 as another embodiment of the present invention, a screw media 1 is installed inside the case 3 forming a triangular shape, and a fan 5 is installed below. Can be done.

또한, 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정화장치(100)를 다수개 설치하여 거실이나 강당등의 규모가 큰 공간에서 사용할 수 있는 구조로도 이루어질 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 청소가 용이하지 않은 군화, 장화, 부츠, 스키화 등의 특정공간에 삽입할 수 있는 구조로도 가능하고, 도 7에 도시된 바와 같이 승용차 내부에 설치하여 실내 공기를 정화시키는 구조로도 가능하다.In addition, as another embodiment of the present invention, as shown in Figure 5, by installing a plurality of the purification device 100 of the present invention can be made of a structure that can be used in a large space such as living room or auditorium. 6, it is also possible to have a structure that can be inserted into a specific space, such as boots, boots, ski shoes, etc. that are not easy to clean, as shown in Figure 7 installed inside the passenger car indoor air It is also possible to clean the structure.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. Referring to the effects of the present invention configured as described above are as follows.

케이스(3) 내부의 램프(2)에서 발생된 빛이 케이스(3) 내면과 메디아(1)에 코팅된 이산화티타늄의 광촉매 물질과 광화학반응을 하게 되면 이산화티타늄 광촉매물질은 극성을 가진 전자(e-)와 정공(h+)을 발생시키게 되고, 이때 발생된 전자와 정공은 흡입구(6)를 통해 메디아 케이스(3) 내부로 유입된 공기에 포함된 산소(O2) 및 물분자(H2O)와 충돌하여 OH-(수산화기)와 O2- 이온을 발생시킨다.When light generated from the lamp 2 inside the case 3 undergoes a photochemical reaction with the photocatalytic material of titanium dioxide coated on the inner surface of the case 3 and the media 1, the titanium dioxide photocatalytic material has electrons having polarity (e) -) And holes (h +) are generated, and the generated electrons and holes collide with oxygen (O2) and water molecules (H2O) contained in the air introduced into the median case 3 through the inlet 6. To generate OH- (hydroxyl groups) and O2- ions.

상기의 광화학반응으로 생성된 OH-(수산화기)과 O2- 음이온은 유기화합물을 산화분해시켜 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 변환시킴으로써 공기중의 세균을 제거하여 정화시키게 된다.The OH- (hydroxyl group) and O 2-anion generated by the photochemical reaction are oxidatively decomposed and converted into water (H 2 O) and carbon dioxide (CO 2) to purify the bacteria in the air.

즉, 상기 OH-와 O2- 이온은 팬(5)의 회전으로 케이스(3)의 배출구(4)를 통해 외부로 유출되어 정화장치(100) 주위의 공기와 표면에 존재하는 모든 병원성 오염물질과 반응하여 산화분해시키게 된다.That is, the OH- and O2- ions are discharged to the outside through the outlet 4 of the case 3 by the rotation of the fan 5 and all the pathogenic contaminants present in the air and the surface around the purifier 100 and To react and oxidize.

상기 이산화티타늄은 빛 에너지를 받아 자신은 변하지 않으면서 다른 유기물질의 화학반응을 촉진시키는 매개체로 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시키는 친환경적 물질이다. The titanium dioxide is an environmentally friendly material that receives various energy and converts various pollutants into harmless materials as mediators that promote chemical reactions of other organic materials without changing themselves.

한편, 상기에서와 같이 정화장치(100)의 케이스(3) 내부에 설치되어 유체와 직접 접촉하여 광화학 반응을 일으키는 메디아(1)는 다양한 구조의 스크류, 필터 등으로 구성되는데, 이는 유체의 원활한 흐름은 방해하여 정화효율을 떨어뜨리는 문제를 야기시키게 된다.On the other hand, as described above, the media 1 installed inside the casing 3 of the purification device 100 to directly contact the fluid and cause a photochemical reaction is composed of screws, filters, etc. of various structures, which smoothly flows the fluid. This will cause problems that will interfere with the purification efficiency.

이때, 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(3)의 외면에 다수개의 배출구(4)를 형성하게 되면 정화장치 내부의 유체 흐름이 원활해져 메디아(1)의 모든 표면에서 균일하게 광화학 반응이 일어남으로써 정화효율이 향상된다.In this case, as shown in FIG. 1, when the plurality of outlets 4 are formed on the outer surface of the case 3, the fluid flow inside the purifier is smooth, and the photochemical reaction occurs uniformly on all surfaces of the media 1 to purify the gas. The efficiency is improved.

또한, 도 3에 도시된 바와 같이 메디아 케이스(3) 하부에 팬(5)을 설치하여 사용할 수도 있는데, 이때는 화장실이나 휴게실의 내부에 설치하여 협소한 공간에서도 효과적으로 공기를 정화시킬 수가 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the fan 5 may be installed and used under the media case 3. In this case, the fan 5 may be installed inside a toilet or a resting room to effectively purify air even in a narrow space.

그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 정화장치(100)는 군화, 장화, 부츠, 스키화 등의 특정공간에도 손쉽게 설치하여 사용할 수 있으며, 특히 승용차 등에도 손쉽게 설치할 수 있는 구조로 이루어져 협소한 실내공간을 정화시킬 수 있다.And, as shown in Figure 5, the purification device 100 of the present invention can be easily installed and used in a specific space, such as boots, boots, boots, ski shoes, especially made of a structure that can be easily installed in a passenger car, etc. Can clean the indoor space.

또한, 본 발명의 정화장치(100)는 버섯이나 콩나물 재배장치 내부에 부착하여 사용할 수도 있으며, 주방이나 침실, 혹은 거실 등의 실내공간에 벽걸이형으로 설치하여 실내의 공기를 정화시키는 실내 공기정화장치로도 활용할 수 있는 특징이 있다.In addition, the purifier 100 of the present invention may be attached to the inside of the mushroom or bean sprout cultivation apparatus, and installed in the interior space such as the kitchen, bedroom, or living room as a wall-mounted device for purifying the indoor air There are also features that can be utilized.

이와 같이 본 발명은 다양한 공간과 환경에서 곰팡이등의 병원성 오염원을 효과적으로 제거하여 정화효율을 향상시키는 효과가 있을 뿐만 아니라 원형이나 삼각형 등의 다양한 형상으로 이루어진 다수개의 배출구를 케이스(3) 외면에 형성함으로써 정화장치(100) 내부로 유입되는 유체의 순환을 원활하게 하여 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the present invention not only effectively removes pathogenic contaminants such as molds in various spaces and environments, but also improves purification efficiency, and by forming a plurality of outlets having various shapes such as circles or triangles on the outer surface of the case 3. There is an effect of smoothing the circulation of the fluid flowing into the purification device 100 to improve the purification efficiency.

1 : 메디아 2 : 반응램프 3 : 케이스 4 : 배출구 5 : 팬 100 : 광촉매 정화장치DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Media 2 Reaction lamp 3 Case 4 Outlet 5 Fan 100 Photocatalyst purification apparatus

Claims

Media (1) of various shapes coated with a photocatalytic material that generates positive and negative charges upon receiving light, and an ozone lamp, UV-lamp, which is installed inside the media (1) to generate light for photochemical reaction of the photocatalytic material Reaction lamp (2) selected from the LED lamp, and the media (1) and the reaction lamp (2) is accommodated therein and a case (3) coated with a photocatalytic material on the inner surface and the outer surface of the case (3) It is formed through a plurality of outlets (4) through which the photocatalyst material coated on the inner surface reacts with the light and discharges OH- and O2- ions decomposed organic compounds of air introduced from the inlet (6) to the outside, In the photocatalyst purification apparatus provided with the fan 5 which circulates air inside and circulates OH- and O2- ions generated by the photocatalytic reaction to the inside and outside of the purification apparatus, the discharge port 4 is circular and triangular. And various types such as rectangles The photocatalyst using the media of various structures, characterized in that the plurality is formed in a predetermined direction on a portion of the outer surface of the case (3) or in a variety of directions of 180 ° or 360 ° in the whole of the case (3) Purifier.

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