KR102181069B1 - 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치 - Google Patents
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Abstract
개시되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치는, 처리대상물이 유입되는 유입부; 상기 유입부가 일측에 구비되는 투명하우징튜브; 상기 투명하우징튜브의 중앙에 길이방향으로 배치되어 광을 조사하는 광원; 광촉매재가 코팅되어 상기 투명하우징튜브의 길이방향으로 기 설정된 간격에 따라 배치되며, 상기 외부공기를 회전 순환시키는 복수의 광촉매 확산판; 상기 복수의 광촉매 확산판의 사이에 각각 구비되며, 내부표면에 광촉매재가 코팅되어 상기 광원으로부터의 조사광에 따라 상기 외부공기와의 광촉매 반응을 발생시키는 투명광촉매튜브; 및 상기 투명하우징튜브의 타측에 구비되어 상기 광촉매 반응에 따른 토출대상물을 외부로 토출시키는 토출부;를 포함함으로써, 소형의 광촉매모듈을 조명 장치 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 조명 장치로도 사용할 수 있다.
Description
본 발명(Disclosure)은, 공기 청정과 살균 기능을 갖는 조명 장치에 관한 것으로, 구체적으로, 소형의 광촉매모듈을 조명 장치 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 조명 장치로도 사용할 수 있는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치에 관한 것이다.
여기서는, 본 발명에 관한 배경기술이 제공되며, 이들이 반드시 공지기술을 의미하는 것은 아니다(This section provides background information related to the present disclosure which is not necessarily prior art).
최근 들어 공기질의 급격한 악화로 인해 대기 중 휘발성 유기화합물 및 파티클을 포함하는 유해 중금속 농도가 실외뿐만 아니라 실내에서도 우려 수준을 넘어가고 있으며, 심지어 건물 내부에도 미세먼지, 휘발성 유기화합물, 포름알데히드, 부유세균 등의 오염 물질이 실내공기를 오염시키고 있어 건물병증후군이 빈번하게 발생된다는 점이 널리 알려져 있다.
이런 환경에서 오염된 공기를 정화시킬 수 있는 공기청정기에 대한 매출이 매년 증가하고 있는데, 공기청정기는 정화방식에 따라 필터방식, 이온발생방식 등으로 분류될 수 있다.
현재 상용되고 있는 필터방식의 공기정화기는 예를 들어 방전에 따른 이온화 방식을 이용하여 오염된 공기를 정화시킬 수 있는데, 이는 전극에 고전압을 인가하여 방전을 발생시키고, 이때 전극에서 생성되는 전자를 공기 중의 오염입자에 부착시키며, 전자가 부착된 입자는 전하를 띠게 됨으로써, 정전기적 인력에 의해 반대 전하가 걸려있는 집진관으로 이동하는 방식으로 오염입자가 제거될 수 있다.
최근에는 광촉매필터를 갖는 공기청정기도 출시되고 있는데, 이는 오염된 공기 중의 먼지를 먼저 프리필터를 통해 제거하고, 공기의 냄새와 유해물질을 탈취필터에서 제거하며, 광촉매필터가 결합되어 필터링된 공기의 세균과 냄새를 분해 제거한 후에, 최종적으로 세균과 냄새를 흡착필터를 이용하여 제거할 수 있다.
이러한 광촉매기술을 이용한 공기청정기는 광촉매필터모듈이 플라즈마램프의 둘레에 콜게이트 또는 허니컴구조 형상의 필터에 광촉매모듈이 결합되는 구조로 제공되는데, 이는 광촉매 효과가 떨어질 뿐만 아니라 사용 중에 발생되는 유해성 물질 때문에 공기정화 효율도 낮은 문제점이 있다.
또한, 광촉매모듈은 성능이 현저하게 낮을 뿐만 아니라 제품의 내구성이 떨어져 소모품의 교체주기가 짧아 유지관리비용이 증가하고, 제품크기를 소형화하기 어려운 문제점이 있다.
아울러, 상술한 바와 같은 광촉매필터를 갖는 공기청정기의 경우 실내공기를 정화시키기 위해 여러 겹이 층층이 쌓인 여러 종류의 필터들을 사용하고 있고, 블로워팬(blower fan)을 사용하여 공기순환을 하는 구조를 갖고 있어 일정 크기 이상의 크기를 갖기 때문에, 바닥에 안착된 상태로 공기청정기를 사용해야하는 사용 공간 상 제한문제가 있다.
본 발명(Disclosure)은, 소형의 광촉매모듈을 조명 장치 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 조명 장치로도 사용할 수 있는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
그리고, 본 발명(Disclosure)은, 투명한 재질의 광촉매튜브를 통해 광촉매 반응 후 조사광이 광촉매튜브 및 하우징튜브를 통과한 후에, 하부에 구비되는 광변환층을 통과하여 가시광선으로 변환되어 조사됨으로써, 광촉매 반응을 통해 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있음과 동시에 조명으로도 사용할 수 있는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
또한, 본 발명(Disclosure)은, 중앙에 광원이 배치된 하우징튜브의 일측에 유입된 외부공기를 하우징튜브 길이방향으로 구비된 복수의 광촉매 확산판(photocatalytic diffuser)을 이용하여 회오리처럼 회전 순환시켜 광촉매튜브와의 광촉매 반응을 발생시킨 후에, 하우징튜브의 타측으로 토출시킴으로써, 외부공기가 광촉매튜브 표면과 최대한 접촉할 수 있을 뿐만 아니라 이동경로를 증가시킬 수 있어 광촉매 반응시간을 극대화시킬 수 있는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
아울러, 본 발명(Disclosure)은, 원통형 광촉매튜브의 중앙에 광원을 배치하여 광원 손실을 최소화할 수 있고, 광촉매재가 코팅된 광촉매튜브의 표면에 조사되는 전체 단위면적당 광원량을 극대화함으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치의 제공을 일 목적으로 한다.
여기서는, 본 발명의 전체적인 요약(Summary)이 제공되며, 이것이 본 발명의 외연을 제한하는 것으로 이해되어서는 아니 된다(This section provides a general summary of the disclosure and is not a comprehensive disclosure of its full scope or all of its features).
상기한 과제의 해결을 위해, 본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 어느 일 관점(aspect)에 따른공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치는, 처리대상물이 유입되는 유입부; 상기 유입부가 일측에 구비되는 투명하우징튜브; 상기 투명하우징튜브의 중앙에 길이방향으로 배치되어 광을 조사하는 광원; 광촉매재가 코팅되어 상기 투명하우징튜브의 길이방향으로 기 설정된 간격에 따라 배치되며, 상기 외부공기를 회전 순환시키는 복수의 광촉매 확산판; 상기 복수의 광촉매 확산판의 사이에 각각 구비되며, 내부표면에 광촉매재가 코팅되어 상기 광원으로부터의 조사광에 따라 상기 외부공기와의 광촉매 반응을 발생시키는 투명광촉매튜브; 및 상기 투명하우징튜브의 타측에 구비되어 상기 광촉매 반응에 따른 토출대상물을 외부로 토출시키는 토출부;를 포함한다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 복수의 광촉매 확산판은, 루버 형태로 기 설정된 배치각도에 따라 배치된 복수의 확산홀을 통해 상기 외부공기가 상기 투명광촉매튜브의 내부에서 회전 순환되어 일측에서 타측으로 이동될 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 복수의 확산홀은, 기 설정된 회전방향에 따라 유입측과 토출측이 서로 어긋나게 배치될 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 투명광촉매튜브와 상기 복수의 광촉매 확산판은, 회전 순환되는 상기 외부공기와의 접촉면적을 증가시키기 위해 표면에 요철형상이 각각 형성되거나, 혹은 표면거칠기를 증가시키기 위해 각 표면을 샌딩처리할 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 복수의 광촉매 확산판은, 외주면에 수직으로 복수의 고정돌기가 돌출 형성되어 상기 투명광촉매튜브의 외주면에 형성된 복수의 고정홈에 결합되며, 상기 기 설정된 간격에 따라 상기 투명광촉매튜브에 지지 고정될 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 광촉매 정화 장치는, 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결될 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 광촉매 정화 장치는, 복수개가 적층될 수 있다.
발명의 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치에서, 상기 유입부는, 유입팬을 포함하여 상기 외부공기를 유입시키며, 상기 유입팬의 전단에 프리필터, 헤파필터 및 탈취필터를 포함하는 유입필터부가 구비되고, 상기 토출부는, 토출팬을 포함하여 상기 청정공기를 외부로 토출시키며, 상기 토출팬의 전단에 흡착필터를 포함하는 토출필터부가 구비될 수 있다.
본 발명을 기술하는 여러 관점들 중 다른 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치는, 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 포함하되, 상기 투명하우징튜브가 내설되는 조명케이스; 및 상기 조명케이스의 조사방향에 구비되어 상기 광원이 상기 투명광촉매튜브 및 투명하우징튜브를 통과하는 조사광이 가시광선으로 변환되어 외부로 조사되는 투명광변환층;을 포함한다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치에서, 상기 조명 장치는, 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결될 수 있다.
본 발명의 다른 일 관점(aspect)에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치에서, 상기 조명 장치는, 복수개가 적층될 수 있다.
본 발명에 따르면, 소형의 광촉매모듈을 조명 장치 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 조명 장치로도 사용할 수 있다.
그리고, 본 발명에 따르면, 투명한 재질의 광촉매튜브를 통해 광촉매 반응 후 조사광이 광촉매튜브 및 하우징튜브를 통과한 후에, 하부에 구비되는 광변환층을 통과하여 가시광선으로 변환되어 조사됨으로써, 광촉매 반응을 통해 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있음과 동시에 조명으로도 사용할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 중앙에 광원이 배치된 하우징튜브의 일측에 유입된 외부공기를 하우징튜브 길이방향으로 구비된 복수의 광촉매 확산판을 이용하여 회오리처럼 회전 순환시켜 광촉매튜브와의 광촉매 반응을 발생시킨 후에, 하우징튜브의 타측으로 토출시킴으로써, 외부공기가 광촉매튜브 표면과 최대한 접촉할 수 있을 뿐만 아니라 이동경로를 증가시킬 수 있어 광촉매 반응시간을 극대화시킬 수 있다.
아울러, 본 발명에 따르면, 원통형 광촉매튜브의 중앙에 광원을 배치하여 광원 손실을 최소화할 수 있고, 광촉매재가 코팅된 광촉매튜브의 표면에 조사되는 전체 단위면적당 광원량을 극대화함으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있다.
즉, 본 발명에 따르면, 실내에 천장 또는 벽에 설치되어 작동시킬 경우 내부에 비된 광촉매모듈을 통해 실내의 오염된 공기를 청정하게 할 뿐만 아니라 살균 작용으로 인해 세균, 박테리아, 냄새 등을 제거할 수 있고, 외부로 조사되는 조사광을 이용하여 조명기구로도 사용할 수 있어 전력소모를 최소화할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 예시한 도면이고,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 확산판과 투명광촉매튜브의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 광촉매 확산판의 배치를 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 투명광촉매튜브와 광촉매 확산판에 형성되는 요철을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 직렬방향으로 2개 연결된 것을 예시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 병렬방향으로 4개 연결된 것을 예시한 도면이고,
도 8은 도 6의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며,
도 9는 도 7의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 예시한 도면이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치가 직렬방향으로 2개 연결되는 것을 예시한 도면이며,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치가 병렬방향으로 4개 연결되는 것을 예시한 도면이고,
도 14은 도 12의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며,
도 15는 도 13의 광촉매 정화 장치가 2개 적층되는 것을 예시한 도면이고,
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치를 예시한 도면이며,
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치의 결합 상태를 예시한 도면이고,
도 18는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치가 직렬방향으로 2개 연결되는 것을 예시한 도면이며,
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치가 병렬방향으로 4개 연결되는 것을 예시한 도면이고,
도 20은 도 18의 조명 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며,
도 21은 도 19의 조명 장치가 2개 적층되는 것을 예시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이며,
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 확산판과 투명광촉매튜브의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 광촉매 확산판의 배치를 설명하기 위한 도면이며,
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 투명광촉매튜브와 광촉매 확산판에 형성되는 요철을 설명하기 위한 도면이고,
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 직렬방향으로 2개 연결된 것을 예시한 도면이며,
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 병렬방향으로 4개 연결된 것을 예시한 도면이고,
도 8은 도 6의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며,
도 9는 도 7의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이고,
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 예시한 도면이며,
도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이고,
도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치가 직렬방향으로 2개 연결되는 것을 예시한 도면이며,
도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치가 병렬방향으로 4개 연결되는 것을 예시한 도면이고,
도 14은 도 12의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며,
도 15는 도 13의 광촉매 정화 장치가 2개 적층되는 것을 예시한 도면이고,
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치를 예시한 도면이며,
도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치의 결합 상태를 예시한 도면이고,
도 18는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치가 직렬방향으로 2개 연결되는 것을 예시한 도면이며,
도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치가 병렬방향으로 4개 연결되는 것을 예시한 도면이고,
도 20은 도 18의 조명 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며,
도 21은 도 19의 조명 장치가 2개 적층되는 것을 예시한 도면이다.
이하, 본 발명에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치 및 이를 이용한 조명 장치를 구현한 실시형태를 도면을 참조하여 자세히 설명한다.
다만, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상은 이하에서 설명되는 실시형태에 의해 그 실시 가능 형태가 제한된다고 할 수는 없고, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상에 기초하여 통상의 기술자에 의해 이하에서 설명되는 실시형태를 치환 또는 변경의 방법으로 용이하게 제안될 수 있는 범위를 포섭함을 밝힌다.
또한, 이하에서 사용되는 용어는 설명의 편의를 위하여 선택한 것이므로, 본 발명의 본질적인(intrinsic) 기술적 사상을 파악하는 데 있어서, 사전적 의미에 제한되지 않고 본 발명의 기술적 사상에 부합되는 의미로 적절히 해석되어야 할 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 예시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 확산판과 투명광촉매튜브의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 복수의 광촉매 확산판의 배치를 설명하기 위한 도면이며, 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따라 투명광촉매튜브와 광촉매 확산판에 형성되는 요철을 설명하기 위한 도면이다.
도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치는 유입부(110), 투명하우징튜브(120), 광원(130), 복수의 광촉매 확산판(140), 투명광촉매튜브(150), 토출부(160) 등을 포함할 수 있다.
이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치는 단독으로 사용되어 공기가 이동하는 배관(예를 들면, 수족관의 공기 공급관 등)에 삽입되거나, 연결되어 구비될 수 있으며, 공기 공급관에 연결된 펌프를 통해 공기의 유동을 발생시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치는 복수개가 다발로 구비되어 건물의 공조 덕트 내부에 삽입되어 구비될 수 있으며, 공조 덕트 내부로 공조팬을 통해 공조 덕트의 내부로 공기를 유입시킬 수 있다.
유입부(110)는 투명하우징튜브(120)의 일측에 구비되어 처리대상물(예를 들면, 외부공기, 오염수 등)을 유입시키는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 설치된 공간의 처리대상물을 투명하우징튜브(120)의 내부로 유입시킬 수 있다.
투명하우징튜브(120)은 유입부(110)가 일측에 구비되며, 내부에 광원(130), 복수의 광촉매 확산판(140), 투명광촉매튜브(150) 등이 구비되어 광촉매 반응을 발생시키고, 타측에 토출부(160)가 구비되어 광촉매 반응에 따른 토출대상물(예를 들면, 청정공기, 청정수 등)을 외부로 토출시킬 수 있다.
이러한 투명하우징튜브(120)는 예를 들면, 투명 아크릴, 투명 PC(polycarbonate) 등으로 제조될 수 있다.
광원(130)은 투명하우징튜브(120)의 중앙에 길이방향으로 배치되는 것으로, 투명하우징튜브(120)의 중앙부에 원통형으로 길게 구비되어 UV(자외선)광을 외부로 조사할 수 있다.
복수의 광촉매 확산판(140)은 광촉매재가 코팅되어 투명하우징튜브(120)의 길이방향으로 기 설정된 간격에 따라 배치되며, 외부공기를 회전 순환시키는 것으로, 광촉매 반응을 향상시키기 위해 광촉매 확산판 표면에도 광촉매재가 코팅될 수 있으며, 루버 형태로 기 설정된 배치각도에 따라 배치된 복수의 확산홀(141)을 통해 외부공기가 투명광촉매튜브(150)의 내부에서 루버 형태의 회전 각도에 따라 회전 순환되어 일측에서 타측으로 이동될 수 있다. 이러한 복수의 확산홀(141)은 원주 방향으로 기 설정된 배치각도(예를 들면, 40도 등)에 따라 9개가 배열될 수 있다.
상술한 바와 같은 복수의 광촉매 확산판(140)은 도 3에 도시한 바와 같이 외주면에 수직으로 복수의 고정돌기(142)가 돌출 형성되어 투명광촉매튜브(150)의 외주면에 형성된 복수의 고정홈(151)에 결합될 수 있으며, 이러한 결합 구조를 통해 복수의 광촉매 확산판(140)이 기 설정된 간격에 따른 투명광촉매튜브(150)의 지지로 인해 안정적으로 지지 결합될 수 있다.
여기에서, 복수의 확산홀(141)은 도 4에 도시한 바와 같이 복수의 확산홀(141)마다 기 설정된 회전방향에 따라 순차적으로 각도를 변환하는 단(S1, S2)을 이루면서 유입측과 토출측이 서로 어긋나게 배치될 수도 있으며, 이에 따라 내부로 유입된 외부공기가 복수의 광촉매 확산판(140)에 구비된 복수의 확산홀(141)을 통해 더욱 회전하면서 토출측으로 회전 순환할 수 있다.
투명광촉매튜브(150)은 투명하우징튜브(120)의 내부에 복수의 광촉매 확산판(140)의 사이에 복수개가 각각 구비되며, 예를 들면, 투명 아크릴, 투명 PC 등으로 제조되고, 내부표면에 광촉매재가 코팅되어 광원(130)부터 조사되는 조사광에 따라 내부로 유입되는 처리대상물(예를 들면, 외부공기, 오염수 등)과의 광촉매 반응을 발생시키는 것으로, 광촉매재는 예를 들면, 이산화티타늄(TiO2) 등을 포함할 수 있다.
이러한 이산화티타늄(TiO2)의 표면에 UV광이 조사될 경우 전자와 정공이 형성되고, 외부공기 중의 산소와 이산화티타늄 표면의 수분과 반응하여 강력한 산화작용을 발생시키는데, 정공은 강력한 산화작용을 하는 수산화물을 형성하여 강한 산화력을 갖게 되고, 전자는 광촉매에 흡착되어 있는 산소를 산소이온으로 생성하여 산화반응의 부산물(예를 들면, 과산화물 등)을 생성하거나 과산화수소를 통해 물의 반응을 생성할 수 있다.
상술한 바와 같은 광촉매 반응을 통해 유기오염물질을 분해하는데, 살균, 탈취, 오존 분해, 난분해성 VOCs(volatile oragnic vompounds) 제거 등의 효과를 제공할 수 있다.
또한, 복수의 광촉매 확산판(140)과 투명광촉매튜브(150)는 도 5에 도시한 바와 같이 회전 순환되는 외부공기와의 접촉면적을 증가시키기 위해 표면에 요철형상이 각각 형성될 수 있는데, 이러한 요철형상으로 인해 복수의 광촉매 확산판(140)과 투명광촉매튜브(150) 표면에 코팅된 광촉매와 외부공기와의 접촉면적을 증가시킴으로써, 광원(130)부터의 조사광에 따라 광촉매 반응을 극대화시켜 오염공기의 필터링 성능을 향상시킬 수 있다.
상술한 바와 같은 요철형상은 도 5에 도시한 바와 같이 사각형 형상의 요철(143, 152)로 형성되는 것으로 하여 도시하였지만, 원형, 다각형 등 광촉매와 외부공기와의 접촉면적을 증가시킬 수 있는 다양한 형상으로 형성될 수 있으며, 길이방향 나선 형상으로 형성됨으로써, 복수의 광촉매 확산판(140)에 형성된 복수의 확산홀(141)에 의한 확산 효과를 더욱 향상시킬 수 있음은 물론이다.
또한, 도 4에서 요철(143, 152)은 크기와 간격을 임의로 하여 도시하였지만, 이는 발명을 더 이해하기 쉽게 하기 위함이며, 그 크기, 간격 등을 조절하여 필요에 따라 다양하게 형성될 수 있음은 물론이다.
한편, 상술한 바와 같은 복수의 광촉매 확산판(140)과 투명광촉매튜브(150)는 표면거칠기를 증가시키기 위해 각 표면을 샌딩처리함으로써, 광원(130)부터의 조사광에 따라 광촉매 반응을 극대화시켜 오염공기의 필터링 성능을 향상시킬 수도 있음은 물론이다.
토출부(160)는 투명하우징튜브(220)의 타측에 결합되며, 광촉매 반응에 따른 토출대상물(예를 들면, 청정공기, 청정수 등)을 외부로 토출시키는 것으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 설치된 공간으로 광촉매 반응에 따른 토출대상물을 토출시킬 수 있다.
한편, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 직렬방향으로 2개 연결된 것을 예시한 도면이며, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 병렬방향으로 4개 연결된 것을 예시한 도면이다.
상술한 바와 같은 투명광촉매튜브(150)가 내부에 구비된 투명하우징튜브(120)을 포함하는 광촉매 정화 장치는 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결될 수 있는데, 도 6에 도시한 바와 같이 광촉매 정화 장치가 직렬방향(즉, 길이방향)으로 하나의 길이만큼 더 길게 연장됨으로써, 향상된 공기 살균 정화 기능을 제공할 수 있다.
또한, 도 7에 도시한 바와 같이 광촉매 정화 장치가 병렬방향(즉, 측면방향)으로 4개가 배열되어 더 넓게 연장됨으로써, 향상된 공기 살균 정화 기능을 제공할 수 있다.
한편, 도 8은 도 6의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며, 도 9는 도 7의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이다.
상술한 바와 같은 광촉매 정화 장치는 복수개가 적층될 수 있는데, 도 8 및 도 9에 도시한 바와 같이 2개씩 적층되는 것과 같이 다양한 개수로 적층될 수 있는 큐빅구조(cubic structure)로 제공됨으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 소형의 광촉매모듈을 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있는데, 중앙에 광원이 배치된 하우징튜브의 일측에 유입된 외부공기를 하우징튜브 길이방향으로 구비된 복수의 광촉매 확산판을 이용하여 회오리처럼 회전 순환시켜 광촉매튜브와의 광촉매 반응을 발생시킨 후에, 하우징튜브의 타측으로 토출시킴으로써, 외부공기가 광촉매튜브 표면과 최대한 접촉할 수 있을 뿐만 아니라 이동경로를 증가시킬 수 있어 광촉매 반응시간을 극대화시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 원통형 광촉매튜브의 중앙에 광원을 배치하여 광원 손실을 최소화할 수 있고, 광촉매재가 코팅된 광촉매튜브의 표면에 조사되는 전체 단위면적당 광원량을 극대화함으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 예시한 도면이며, 도 11은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치의 결합 상태를 설명하기 위한 도면이다.
도 10 및 도 11을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치는 유입부(210), 투명하우징튜브(220), 광원(230), 복수의 광촉매 확산판(240), 투명광촉매튜브(250), 토출부(260) 등을 포함할 수 있다.
여기에서, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치는 상술한 바와 같은 일 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치와 일부 구성에서만 차이점이 있으므로, 그 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
유입부(210)는 투명하우징튜브(120)의 일측에 구비되어 처리대상물(예를 들면, 외부공기, 오염수 등)을 유입시키는 것으로, 본 발명의 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 설치된 공간의 처리대상물을 유입팬(211)을 통해 투명하우징튜브(220)의 내부로 유입시킬 수 있다.
이러한 유입부(210)에 구비되는 유입팬(211)의 전단에는 프리필터 및 탈취필터를 포함하는 유입필터부(212)가 구비될 수 있는데, 프리필터는 촘촘한 그물의 형태로 조명 장치 내에 이물질이 들어가는 것을 방지하고, 공기 중에 떠도는 머리카락과 동물의 털 등 큰 먼지와 곰팡이 등을 필터링할 수 있다.
또한, 탈취필터는 활성탄 등을 이용하여 여러 가지 냄새를 없애주는 필터로, 담배연기, 화장실 냄새, 음식냄새, 악취 등의 유해가스 등이나, 혹은 새집증후군의 원인 물질을 필터링할 수 있다.
토출부(260)는 투명하우징튜브(220)의 타측에 결합되며, 광촉매 반응에 따른 토출대상물(예를 들면, 청정공기, 청정수 등)을 외부로 토출시키는 것으로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 광촉매 정화 장치가 설치된 공간으로 토출팬(261)을 통해 광촉매 반응에 따른 토출대상물을 토출시킬 수 있다.
이러한 토출부(260)에 구비되는 토출팬(261)의 전단에는 흡착필터를 포함하는 토출필터부(262)가 구비될 수 있는데, 흡착필터는 예를 들면, 헤파필터를 의미하며, 인조 섬유로 제작되어 공기 중의 미세먼지를 걸러주는 필터로, 강한 흡착력을 갖고 있어 인체에 해로운 집먼지, 진드기, 바이러스, 곰팡이균, 휘발성 유기화합물 등의 입자가 작은 오염먼지를 필터링할 수 있다.
한편, 도 12는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치가 직렬방향으로 2개 연결되는 것을 예시한 도면이며, 도 13은 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치가 병렬방향으로 4개 연결되는 것을 예시한 도면이다.
상술한 바와 같은 투명광촉매튜브(250)가 내부에 구비된 투명하우징튜브(220)을 포함하는 광촉매 정화 장치는 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결될 수 있는데, 도 12에 도시한 바와 같이 광촉매 정화 장치가 직렬방향(즉, 길이방향)으로 하나의 길이만큼 더 길게 연장됨으로써, 공기 살균 정화 기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 도 13에 도시한 바와 같이 광촉매 정화 장치가 병렬방향(즉, 측면방향)으로 4개가 배열되어 더 넓게 연장됨으로써, 공기 살균 정화 기능을 향상시킬 수 있다.
한편, 도 14은 도 12의 광촉매 정화 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며, 도 15는 도 13의 광촉매 정화 장치가 2개 적층되는 것을 예시한 도면이다.
상술한 바와 같은 조명 장치는 복수개가 적층될 수 있는데, 도 14 및 도 15에 도시한 바와 같이 2개씩 적층되는 것과 같이 다양한 개수로 적층될 수 있는 큐빅구조(cubic structure)로 제공됨으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있다.
따라서, 본 발명은 소형의 광촉매모듈을 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있는데, 투명한 재질의 광촉매튜브를 통해 광촉매 반응 후 조사광이 광촉매튜브에 조사되어 광촉매 반응을 발생시킴으로써, 광촉매 반응을 통해 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있다.
또한, 본 발명은 중앙에 광원이 배치된 하우징튜브의 일측에 유입된 외부공기를 하우징튜브 길이방향으로 구비된 복수의 광촉매 확산판을 이용하여 회오리처럼 회전 순환시켜 광촉매튜브와의 광촉매 반응을 발생시킨 후에, 하우징튜브의 타측으로 토출시킴으로써, 외부공기가 광촉매튜브 표면과 최대한 접촉할 수 있을 뿐만 아니라 이동경로를 증가시킬 수 있어 광촉매 반응시간을 극대화시킬 수 있다.
아울러, 본 발명은 원통형 광촉매튜브의 중앙에 광원을 배치하여 광원 손실을 최소화할 수 있고, 광촉매재가 코팅된 광촉매튜브의 표면에 조사되는 전체 단위면적당 광원량을 극대화함으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있다.
도 16은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치를 예시한 도면이며, 도 17은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치의 결합 상태를 예시한 도면이다.
도 16 및 도 17을 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정과 살균 기능을 갖는 조명 장치는 유입부(310), 투명하우징튜브(320), 광원(330), 복수의 광촉매 확산판(340), 투명광촉매튜브(350), 토출부(360), 조명케이스(370), 투명광변환층(380) 등을 포함할 수 있다.
여기에서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 조명 장치는 상술한 바와 같은 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치와 일부 구성에서만 차이점이 있으므로, 그 차이가 있는 구성에 대해서만 설명하기로 한다.
조명케이스(370)은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치의 케이스로, 투명하우징튜브(220)가 적어도 하나 이상 배열될 수 있는 내부공간을 갖는 사각형 형상, 원통 형상 등으로 구비될 수 있다. 이하에서는 사각형 형태에 상기 유입부(310), 투명하우징튜브(320), 광원(330), 복수의 광촉매 확산판(340), 투명광촉매튜브(350), 토출부(360), 투명광변환층(380) 등을 포함하는 실시예로 하여 설명하기로 한다.
투명광변환층(380)은 조명케이스(370)의 조사방향에 구비되어 광원(330)이 투명광촉매튜브(350) 및 투명하우징튜브(320)을 통과하는 조사광이 가시광선으로 변환되어 외부로 조사되는 것으로, 예를 들면, UV광을 가시광선으로 변환하는 형광물질이 코팅된 투명필름, 투명유리 등으로 구비될 수 있으며, 조사방향에 따라 조명케이스(370)의 하부, 측면 등에 구비될 수 있다.
한편, 도 18는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치가 직렬방향으로 2개 연결되는 것을 예시한 도면이며, 도 19는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치가 병렬방향으로 4개 연결되는 것을 예시한 도면이다.
상술한 바와 같은 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치는 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결될 수 있는데, 도 18에 도시한 바와 같이 조명 장치가 직렬방향(즉, 길이방향)으로 하나의 길이만큼 더 길게 연장됨으로써, 길이가 긴 형광등과 같은 조명 기능을 제공할 수 있다.
또한, 도 19에 도시한 바와 같이 조명 장치가 병렬방향(즉, 측면방향)으로 4개가 배열되어 더 넓게 연장됨으로써, 폭이 넓은 거실등과 같은 조명 기능을 제공할 수 있다.
한편, 도 20은 도 18의 조명 장치가 2개 적층된 것을 예시한 도면이며, 도 21은 도 19의 조명 장치가 2개 적층되는 것을 예시한 도면이다.
상술한 바와 같은 조명 장치는 복수개가 적층될 수 있는데, 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이 2개씩 적층되는 것과 같이 다양한 개수로 적층될 수 있는 큐빅구조(cubic structure)로 제공됨으로써, 공기 청정 및 살균 기능을 향상시킬 수 있을 뿐만 아니라 조명 기능도 향상시킬 수 있다.
아울러, 도 20 및 도 21에 도시한 바와 같이 적층되는 큐빅구조로 제공될 경우 최하층에 적층되는 조명 장치의 각 하부에 투명광변환층(380)을 구비함으로써, 하부를 이용한 조명 기능을 제공할 수 있다. 물론, 이러한 투명광변환층(380)은 필요에 따라 측면부에도 구비될 수 있다.
따라서, 본 발명은 소형의 광촉매모듈을 조명 장치 내부에 구비하여 공기 청정 및 살균 기능을 제공할 수 있을 뿐만 아니라 조명 장치로도 사용할 수 있다.
즉, 본 발명은 실내에 천장 또는 벽에 설치되어 작동시킬 경우 내부에 구비된 광촉매모듈을 통해 실내의 오염된 공기를 청정하게 할 뿐만 아니라 살균 작용으로 인해 세균, 박테리아, 냄새 등을 제거할 수 있고, 외부로 조사되는 조사광을 이용하여 조명기구로도 사용할 수 있어 전력소모를 최소화할 수 있다.
Claims (11)
- 외부공기가 유입되는 유입부;
상기 유입부가 일측에 구비되는 투명하우징튜브;
상기 투명하우징튜브의 중앙에 길이방향으로 배치되어 광을 조사하는 광원;
광촉매재가 코팅되어 상기 투명하우징튜브의 길이방향으로 기 설정된 간격에 따라 배치되며, 상기 외부공기를 회전 순환시키는 복수의 광촉매 확산판;
상기 복수의 광촉매 확산판의 사이에 각각 구비되며, 내부표면에 광촉매재가 코팅되어 상기 광원으로부터의 조사광에 따라 상기 외부공기와의 광촉매 반응을 발생시키는 투명광촉매튜브; 및
상기 투명하우징튜브의 타측에 구비되어 상기 광촉매 반응에 따른 토출대상물을 외부로 토출시키는 토출부;를 포함하며,
상기 복수의 광촉매 확산판은, 루버 형태로 기 설정된 배치각도에 따라 배치된 복수의 확산홀을 통해 상기 외부공기가 상기 투명광촉매튜브의 내부에서 회전 순환되어 일측에서 타측으로 이동되고,
상기 복수의 확산홀은, 기 설정된 회전방향에 따라 유입측과 토출측이 서로 어긋나게 배치되며,
상기 투명광촉매튜브와 상기 복수의 광촉매 확산판은, 회전 순환되는 상기 외부공기와의 접촉면적을 증가시키기 위해 표면에 요철형상이 각각 형성되거나, 혹은 표면거칠기를 증가시키기 위해 각 표면을 샌딩처리하고,
상기 복수의 광촉매 확산판은, 외주면에 수직으로 복수의 고정돌기가 돌출 형성되어 상기 투명광촉매튜브의 외주면에 형성된 복수의 고정홈에 결합되며, 상기 기 설정된 간격에 따라 상기 투명광촉매튜브에 지지 고정되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치. - 삭제
- 삭제
- 삭제
- 삭제
- 청구항 1에 있어서,
상기 광촉매 정화 장치는, 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치. - 청구항 6에 있어서,
상기 광촉매 정화 장치는, 복수개가 적층되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치. - 청구항 1, 청구항 6 및 청구항 7 중 어느 한 항에 있어서,
상기 유입부는, 유입팬을 포함하여 상기 외부공기를 유입시키며, 상기 유입팬의 전단에 프리필터, 헤파필터 및 탈취필터를 포함하는 유입필터부가 구비되고,
상기 토출부는, 토출팬을 포함하여 청정공기를 외부로 토출시키며, 상기 토출팬의 전단에 흡착필터를 포함하는 토출필터부가 구비되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치. - 청구항 8항에 따른 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 포함하되,
상기 투명하우징튜브가 내설되는 조명케이스; 및
상기 조명케이스의 조사방향에 구비되어 상기 광원이 상기 투명광촉매튜브 및 투명하우징튜브를 통과하는 조사광이 가시광선으로 변환되어 외부로 조사되는 투명광변환층;을 포함하는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치. - 청구항 9에 있어서,
상기 조명 장치는, 직렬방향 또는 병렬방향으로 복수개가 연결되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치. - 청구항 10에 있어서,
상기 조명 장치는, 복수개가 적층되는 공기 살균 정화용 광촉매 정화 장치를 이용한 조명 장치.
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