KR102141509B1 - 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외기를 도입할 때 필터링을 통해 더스트를 걸러낸 후 곧바로 자외선램프와 광촉매의 상호 광인산화반응을 통해 중금속, 세균, 악취 등을 분해 제거, 살균하며, 이어 이오나이저를 통해 공기를 청정화시킨 상태에서 토출시키도록 함으로써 효과적이고 효율적인 공간 살균 및 공기 정화가 가능하도록 한 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기에 관한 것이다.
Description
본 발명은 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 외기를 도입할 때 필터링을 통해 더스트를 걸러낸 후 곧바로 자외선램프와 광촉매의 상호 광인산화반응을 통해 중금속, 세균, 악취 등을 분해 제거, 살균하며, 이어 이오나이저를 통해 공기를 청정화시킨 상태에서 토출시키도록 함으로써 효과적이고 효율적인 공간 살균 및 공기 정화가 가능하도록 한 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기에 관한 것이다.
근래에 들어 인구 증가와 산업화가 급속도로 진행됨에 따라 대기오염이 더욱 심화되어 가고 있어 인간과 동식물의 생활 활동에 나쁜 영향을 주고 있다.
이러한 대기오염에는 슈퍼 박테리아, H1N2(신종플루/조류독감 등), 전염성 병균, 살모넬라균, 대장균, 황색포도상구균, 리스테리아균, 레지오넬라균, 노로바이러스, 곰팡이균 등의 부유세균 등과, 악취의 원원물질인 Nox(질소 산화물), SOx(황산화물), 휘발성 유기화합물(VOCs), 포름알데하이드(새집증후군), 암모니아, 톨루엔, 아세트알데하이드(담배냄새 주원인) 등과 같은 각종 유해결합물의 함량이 높아지고 있는 실정이다.
특히, 최근 사회문제로 이슈화 된 메르스 사태, 옥시사건 등은 커다란 충격을 안기고 있다.
이와 같이 오염된 공기를 살균 처리없이 그대로 흡입할 경우에는 인체에 악영향을 미칠 수 있다.
이에 따라, 최근에는 각 가정이나 대중이 모이는 숙박시설(호텔, 모텔 등), 쇼핑센터(백화점, 마트 등), 문화시설(박물관, 전시관, 콘서트홀 등), 의료기관(병원, 양로원 등), 교육기관(학교, 유치원, 학원 등), 사무실, 상가 등에서는 공기 청정기를 설치하여 오염된 공기를 정화시켜 사람들이 정화된 깨끗한 상태의 공기를 흡입할 수 있도록 하여 보다 쾌적한 환경에서 생활할 수 있도록 하고 있다.
기존 공기 청정기는 각종 필터를 이용한 필터방식이나 이온을 이용한 플라즈마 방식을 이용하여 공기를 정화시키는 장치로서, 공기 중에 함유된 오염물질이나 유해물질을 일부 제거하고 공기 중에 포함된 세균을 일정 부분 살균할 수는 있으나, 공기 중에 함유된 세균을 완전히 살균하는데에는 한계가 있고, 또한 내부가 완전 밀폐되어 구성 부품의 교환, 수리 및 청소가 어려워 사후 관리가 불편한 문제가 있었다.
이를 해결하기 위해 공기의 살균과 탈취 효과를 향상시키기 위해 광촉매 물질과 광대역 자외선의 결합에 의한 광촉매 산화반응으로 공기를 살균 및 탈취하는 공간 살균기가 개발되었으며, 그 일례들이 대한민국 등록특허 제10-0660138호(등록일:2006.12.14.), 대한민국 공개특허 제10-2008-0103037호(공개일:2008.12.26.), 대한민국 등록특허 제10-0943328호(등록일:2010.02.11.), 대한민국 등록특허 제10-1055358호(등록일:2011.08.02.) 등을 포함하여 다수의 선행문헌들에서 제안된 바 있다.
상기한 선행문헌들을 포함하여 지금까지 알려진 종래기술에 따른 공간 살균기는 광촉매 산화반응을 이용하여 공기를 살균 및 탈취하는 것으로, 자외선과 자외선에 의하여 활성화된 광촉매를 이용하여 공기를 살균 및 탈취한 후 살균 및 탈취된 공기와 이온을 공기 중으로 배출시켜 실내 공기를 정화시키는 방식으로, 기존의 필터방식이나 플라즈마 방식의 공기 청정기에 비해 살균 및 탈취 효과를 크게 향상시킨 것은 사실이다.
그러나, 종래기술에 따른 공간 살균기는 유입된 공기를 살균 및 탈취하여 배출하는 살균장치(유닛)가 본체와 일체로 형성됨에 따라 기존의 공기 청정기와 마찬가지로 부품 교환, 수리 및 청소가 어려워 사후관리가 불편할 뿐만 아니라, 공기 유통 경로가 단순하여 살균장치 내부로 유입된 공기가 자외선 및 광촉매와 반응하는 시간이 짧아 공기의 살균 및 탈취 효과를 극대화시키는데 한계가 있었다.
이를 개량한 예로 대한민국 등록특허 제10-1676817호(2016.11.10.)가 개시된 바 있다. 상기 등록특허 제10-1676817호는 광촉매물질과 광대역 자외선이 결합된 광촉매 산화반응을 일으켜 공기를 살균 탈취하는 방사형 공간 살균기로서 복수의 가이드판을 구비하여 처리공기의 체류시간을 늘림으로써 살균, 탈취효과를 증대시킨 구조를 갖는다.
그런데, 상기 등록특허 제10-1676817호는 처리공기의 체류시간을 늘려 기존에 비해 처리효율을 높인 것은 사실이지만, 외기를 도입 후 곧바로 처리하는 구조이고 또한 체류시간을 늘리기 위해 복수의 가이드판을 미소틈새로 방사 배치한 결과 와류가 발생되어 처리공기의 역류현상, 분진발생은 물론 광촉매의 광인산화반응만을 통해 살균 탈취하는 구조여서 외기 도입 후 광촉매 셀 어레이와 복수의 가이드판 사이의 짧은 공간에서만 처리되므로 비록 체류시간을 늘렸다고 해도 사실상 처리효율을 현저히 향상시키는데에는 한계가 있었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 외기를 도입할 때 필터링을 통해 더스트를 걸러낸 후 곧바로 자외선램프와 광촉매의 상호 광인산화반응을 통해 중금속, 세균, 악취 등을 분해 제거, 살균하며, 이어 이오나이저를 통해 공기를 청정화시킨 상태에서 토출시키도록 함으로써 효과적이고 효율적인 공간 살균 및 공기 정화가 가능하도록 한 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 유입구(110)와 배기구(120)를 갖는 본체(100); 상기 본체(100)에 내장되고, 유입구(110)에 배치되는 필터세트(200); 상기 필터세트(200) 전방에서 설치된 광촉매셀(300); 상기 배기구(120)에 설치된 배기스크린(610); 상기 배기스크린(610) 전단에 설치된 전용배기팬(600);을 포함하는 광촉매 공간살균기에 있어서;
상기 광촉매셀(300)과 배기전용팬(600) 사이에는 이오나이저(500)가 더 설치되고;
상기 필터세트(200)는 프리필터-활성탄필터가 순차 조립되며;
상기 프리필터와 활성탄필터 사이에는 1-1,5mm 두께의 막필터가 더 설치된 것을 특징으로 하는 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기를 제공한다.
본 발명에 따르면, 외기를 도입할 때 필터링을 통해 더스트를 걸러낸 후 곧바로 자외선램프와 광촉매의 상호 광인산화반응을 통해 중금속, 세균, 악취 등을 분해 제거, 살균하며, 이어 이오나이저를 통해 공기를 청정화시킨 상태에서 토출시키도록 함으로써 효과적이고 효율적인 공간 살균 및 공기 정화가 가능하도록 개선된 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기의 예시적인 측단면도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
본 발명에 따른 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기는 도 1의 예시와 같이, 케이스인 본체(100)를 포함한다.
그리고, 상기 본체(100)의 상단면에는 배기구(120)가 형성되고, 본체(100)의 하측 일면에는 유입구(110)가 형성된다.
아울러, 상기 유입구(100)의 전방, 즉 상기 본체(100) 내부에는 필터세트(200)가 설치된다.
상기 필터세트(200)는 프리필터-활성탄필터가 순차 조립될 수 있다. 이 경우, 혜파필터가 더 설치될 수도 있으며, 필터들은 모듈화되어 있어 쉽게 분해 조립할 수 있으므로 교체 사용이 가능하다.
한편, 상기 필터세트(200)의 전방에는 광촉매셀(300)이 설치된다.
상기 광촉매셀(300)은 자외선램프를 포함하며, 자외선램프로부터 조사되는 자외선에 반응하는 광촉매물질이 도포된 여러매의 셀을 포함한다.
이때, 상기 광촉매물질은 이산화티타늄(SiO2)이 바람직하다.
아울러, 광촉매물질과 자외선의 반응인 광인산화반응 및 그 효과는 선행기술로 인용한 등록특허 제10-1676817호에 기재된 사항이므로 굳이 본 발명에서 중복하여 설명하지 않기로 한다.
그리고, 상기 광촉매셀(300)은 제어부(400)에 의해 구동 제어되는데, 상기 제어부(400)는 상기 본체(100)의 내부 바닥면에 설치된다.
뿐만 아니라, 상기 광촉매셀(300)의 직상부에는 이오나이저(500)가 설치된다.
상기 이오나이저(500)는 공지된 기구로서 인위적으로 플러스 이온과 마이너스 이온을 인공적으로 만들어 정전입자와 결합시켜 제거하며, 동시에 음이온이 생성되게 하여 공기를 청정하게 유지시키는 수단이다.
따라서, 공지의 기구이므로 구체적인 설명은 생략한다.
또한, 상기 이오나이저(500)의 상부에는 간격을 두고 전용배기팬(600)이 설치되며, 배기구(120)에는 배기스크린(610)이 설치되어 있어 또한번 필터링하여 보다 청정한 공기를 배출하도록 구성된다.
여기에서, 본 발명은 실내 존재하는 라돈의 영향으로부터 실내 거주자의 안전성을 높이기 위해 상기 필터세트(300)를 구성하는 프리필터와 활성탄필터 사이에 1-1,5mm 두께의 막필터(도시생략)를 더 설치할 수 있다.
상기 막필터는 부직포 형태로서 라돈의 흡착 분해 제거 능력을 가져 공기 정화 도중에 제거됨으로써 실내 라돈량이 극소화되도록 하기 위함이다. 왜냐하면, 라돈은 불가피하게 실외에서 실내로 유입되기 때문이다.
이때, 막필터는 라돈 분해제거액에 함침된 부직포를 사용하며, 라돈 분해제거액은 규산 5중량%, SDS(Sodium Dodecycl Sulfate) 15중량%, 1㎛의 입도를 갖는 편백나무가루 10중량%, ATO(Antimony doped Tin Oxide) 2.5중량%, 1㎛의 입도를 갖는 알로펜분말 15중량% 및 나머지 PVA용액으로 이루어진다.
여기에서, 규산은 흡착력이 매우 뛰어나 라돈 포집능력을 높이기 위해 첨가되며, SDS는 PVA와의 상용성 및 고분산성 특성이 있어 무기물(편백나무가루와 알로펜분말)의 고분산성을 유지시켜 라돈 흡착 제거율을 높이는데 기여한다.
그리고, 편백나무가루는 천연 항생물질을 함유한 천연항균제이자 유해물질 흡수 제거력이 높은 물질이다.
또한, 상기 ATO는 다공성 무기질의 공극 확보를 통한 라돈 차단 효과를 증대시킨다.
아울러, 알로펜분말은 3차원 망목구조를 갖는 다공성 물질로서 실질적인 라돈 흡수 제거능을 갖는 물질이다.
그리고, PVA는 친수성으로서, 증류수에 넣고 교반하여 PVA 용액을 만들며, 증류수와 PVA의 비율은 8:2의 중량비이다.
이러한 PVA는 Vinyl alcohol의 중합에 의해서 제조되는 고분자로서, 강도확보, 알로펜분말과 편백나무가루의 고분산성을 유도하여 라돈의 흡수율을 높이기 위해 첨가된다.
이에 더하여, 본 발명에서는 상기 라돈 분해제거액 100중량부에 대해 해조류인 도박과 다시마 및 우뭇가사리를 1:1:2의 중량비로 혼합한 후 혼합물과 밥을 3:7의 중량비로 맞추어 풀을 쑨 혼합점액질 25중량부, 칡 섬유 분쇄물 10중량부를 더 첨가할 수 있다.
이때, 도박과 다시마 및 우뭇가사리는 라돈을 포함한 방사성 물질에서 방사되는 방사성분의 흡수력을 높이는데 기여하며, 칡 섬유 분쇄물은 막필터의 수축을 줄이고 결속력을 강화시켜 내구성을 유지하도록 하기 위해 첨가된다.
이렇게 함으로써 효과적인 실내로의 라돈 침투 억제 기능을 발휘할 수 있다.
뿐만 아니라, 상기 배기스크린(610)에도 양표면에 규산 10중량%, 1㎛의 입도를 갖는 귀양석분말 20중량% 및 나머지 PVA용액으로 이루어진 스프레이액을 도포함으로써 토출되는 청정 공기에 함유된 미량의 라돈까지 흡착 제거하도록 하면 더욱 좋다.
이 경우, 귀양석분말은 공극 흡착력이 매우 뛰어난 재료이다.
100: 본체
200: 필터세트
300: 광촉매셀
400: 제어부
500: 이오나이저
200: 필터세트
300: 광촉매셀
400: 제어부
500: 이오나이저
Claims (3)
- 유입구(110)와 배기구(120)를 갖는 본체(100); 상기 본체(100)에 내장되고, 유입구(110)에 배치되는 필터세트(200); 상기 필터세트(200) 전방에서 설치된 광촉매셀(300); 상기 배기구(120)에 설치된 배기스크린(610); 상기 배기스크린(610) 전단에 설치된 전용배기팬(600);을 포함하는 광촉매 공간살균기에 있어서;
상기 광촉매셀(300)과 배기전용팬(600) 사이에는 이오나이저(500)가 더 설치되고;
상기 필터세트(200)는 프리필터-활성탄필터가 순차 조립되며;
상기 프리필터와 활성탄필터 사이에는 1-1,5mm 두께의 막필터가 더 설치되되,
상기 배기스크린(610)의 양표면에는 규산 10중량%, 1㎛의 입도를 갖는 귀양석분말 20중량% 및 나머지 PVA용액으로 이루어진 스프레이액이 도포된 것을 특징으로 하는 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기.
- 청구항 1에 있어서,
상기 막필터는 라돈 분해제거액에 함침된 부직포를 사용하며, 라돈 분해제거액은 규산 5중량%, SDS(Sodium Dodecycl Sulfate) 15중량%, 1㎛의 입도를 갖는 편백나무가루 10중량%, ATO(Antimony doped Tin Oxide) 2.5중량%, 1㎛의 입도를 갖는 알로펜분말 15중량% 및 나머지 PVA용액으로 이루어진 것을 특징으로 하는 이오나이저 기능이 포함된 광촉매 공간살균기.
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