KR102225663B1 - 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치 - Google Patents
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Abstract
광촉매제를 이용한 수처리용 필터가 개시된다. 상기 광촉매제를 이용한 수처리용 필터는, 광촉매제를 이용하여 수처리를 하기 위한 수처리용 필터에 있어서, 내부에 공간이 마련되고, 상부 일측에는 용수가 유입되기 위한 유입구가 설치되며, 상부 중심에는 상기 유입구를 통해 유입된 용수가 필터링된 후 배출되기 위한 배출구가 설치되는 하우징; 상기 하우징 내부 공간 상측에 배치되되 상기 배출구와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 용수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 프리필터; 상기 프리필터 하단에 상기 배출구와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 프리필터를 통해 이물질이 걸러진 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제가 구비된 필터부; 및 상기 하우징 내부의 상기 필터부 외측에 상기 필터부를 향해 빛이 조사되도록 복수 개가 일정 간격을 두고 설치되고, 상기 필터부의 광촉매제가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 광원부;를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치에 관한 것으로, 더욱 구체적으로 설명하면, UV 광원 또는 가시광선 광원에 반응하는 광촉매를 통해 살균처리 효과를 높이고, 촉매제의 박리현상을 근본적으로 해결할 수 있는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 살균시스템의 자외선 광원으로는, 주로 수은(Hg) UV Lamp, 메탈할라이드 UV Lamp 등이 이용되고 있다. 따라서, 종래의 살균시스템은 환경 유해 물질을 함유하고 있다. 이에 따라, UV Lamp 등을 대체하고, 병원성 세균 및 유해물질의 살균을 위한 효율성이 높은 친환경 수질 정화용 살균 시스템이 필요하다.
한편, 종래에는 석영관 내부에 코팅된 합성 광촉매와 광이 반응하는 광화학적 반응을 이용하여, 상기 석영관 내부에 흐르는 유체를 살균시킬 수 있는, '중앙 집광형 살균시스템(대한민국 등록특허 10-1684223)'이 제안된 바 있다.
도 1은 종래의 중앙 집광형 살균시스템의 일실시예 사시도이다.
도 1을 참조하면, 종래의 중앙 집광형 살균시스템은, 투명하며, 내부면에 이산화 티타늄(TiO2)을 포함한 광촉매(101)가 코팅되어 있는 석영관(110); 상기 석영관(110)의 외부에 배치되고, 상기 석영관(110)을 따라 배치되며, 상기 석영관(110)에 광을 조사하는 광원부(120); 상기 석영관(110)의 외부에 배치되며, 상기 광원부(120)로부터 조사된 광을 반사시키는 반사판(140); 및 상기 석영관(110), 상기 광원부(120) 및 상기 반사판(140)을 커버하고 있는 하우징(150)을 포함하여 이루어진다.
하지만 이러한 종래의 중앙 집광형 살균시스템은 기본적으로 석영관 내부에 광촉매가 코팅되어 있고, 석영관 일측으로 물이 유입되고 통과하면서 광원부에 의해 광을 조사하면서 살균처리가 이루어고 석영관 타측으로 물이 배출되는 구조로 이루어지는데, 장기간 사용하거나 또는 UV 광원을 사용할 경우 석영관 내부에 코팅된 광촉매 물질이 박리되게 되고, 이 경우 박리된 광촉매 물질은 석영관 내부로 관통하는 물과 함께 배출됨으로써 결국 살균처리가 무의미한 상황이 되는 문제가 있다. 즉, 수처리를 하는데 있어 필터링 효과가 저하되는 문제로 이어지게 된다.
따라서, 근본적으로 광촉매 물질이 박리되는 현상을 방지할 수 있는 수처리 필터 및 수처리장치 개발이 시급한 실정이다.
본 발명의 목적은, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 광촉매를 이용하여 살균처리 효과를 높이되, 광촉매가 특정 광원에 제한을 두지 않고 UV 광원 또는 가시광선 광원 등의 다양한 광원에 반응할 수 있도록 하고, 촉매제의 박리현상을 근본적으로 해결할 수 있는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치를 제공하는 데 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터는, 광촉매제를 이용하여 수처리를 하기 위한 수처리용 필터에 있어서, 내부에 공간이 마련되고, 상부 일측에는 용수가 유입되기 위한 유입구가 설치되며, 상부 중심에는 상기 유입구를 통해 유입된 용수가 필터링된 후 배출되기 위한 배출구가 설치되는 하우징; 상기 하우징 내부 공간 상측에 배치되되 상기 배출구와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 용수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 프리필터; 상기 프리필터 하단에 상기 배출구와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 프리필터를 통해 이물질이 걸러진 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제가 구비된 필터부; 및 상기 하우징 내부의 상기 필터부 외측에 상기 필터부를 향해 빛이 조사되도록 복수 개가 일정 간격을 두고 설치되고, 상기 필터부의 광촉매제가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 광원부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 필터부는, 관형상으로서 탄소소재로 이루어진 탄소필터; 및 상기 탄소필터를 감싸도록 상기 탄소필터 외주면에 밀착되도록 설치되고, 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매 물질이 구비된 광촉매부재;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 광촉매부재는, 상기 탄소필터 외주면에 밀착되는 지지체; 상기 지지체에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어진 바인더; 및 상기 바인더를 통해 상기 지지체에 증착되어 상기 광 발생장치로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매제;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지체는, 섬유·메탈·우레탄 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광촉매제는, 이산화 티타늄(TiO2)·삼산화 텅스텐(WO3)·Pt-WO3·Cu-WO3 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광원부는, 가시광선 LED 또는 UV(ultraviolet) LED를 포함하여 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광원부의 LED 소자들 사이에는, 상기 프리필터를 통과한 용수가 상기 필터부로 용이하게 유도되어 유입될 수 있도록 복수 개의 가이드편이 설치될 수 있다.
상기 과제를 달성하기 위한 본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치는, 수처리용 필터를 이용하는 수처리장치에 있어서, 상기 수처리용 필터 복수 개가 직렬로 연결되고, 후단의 수처리용 필터에서 배출되는 필터링된 용수가 수용되는 공간이 구비되고, 1차적으로 필터링이 이루어지는 제1필터링부; 상기 제1필터링부에 수용된 용수가 유입될 수 있는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간 하부에 복수 개가 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 수처리용 필터를 거쳐 필터링된 상기 제1필터링부에 수용된 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제가 구비된 복수 개의 광촉매필터, 및 상기 광촉매필터 상부에 상기 광촉매필터를 통과한 용수가 통과되는 다공성부재를 포함하고, 2차적으로 필터링이 이루어지는 제2필터링부; 상기 복수 개의 광촉매필터를 향해 빛이 조사되도록 상기 제2필터링부 상부에 설치되고, 상기 광촉매필터의 광촉매제가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 광 발생장치; 및 상기 제2필터링부를 통과한 필터링된 용수를 사용처 측으로 펌핑하기 위한 펌핑부;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1필터링부에 수용된 용수가 상기 제2필터링부로 이송되는 상기 제1필터링부와 상기 제2필터링부 사이에는, 상기 제1필터링부에 수용된 용수가 원활하게 상기 제2필터링부로 이송되도록 하기 위해 펌핑수단이 구비될 수 있다.
또한, 상기 광 발생장치에는, 구동 시 발생하는 열을 배출하기 위해 히트싱크가 구비될 수 있다.
또한, 상기 복수 개의 광촉매필터는, 지지체; 상기 지지체에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어진 바인더; 및 상기 바인더를 통해 상기 지지체에 증착되어 상기 광 발생장치부로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매제;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 지지체는, 섬유·메탈·우레탄 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
또한, 상기 광촉매제는, 이산화 티타늄(TiO2)·삼산화 텅스텐(WO3)·Pt-WO3·Cu-WO3 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치는, 광촉매제를 이용하여 필터를 구성함으로써 살균효과를 높이고, 광원에 반응하는 광촉매에서 촉매제가 증착되는 지지체를 다양한 광원의 특성에 대응하도록 구성함으로써, 광원 사용에 대한 제약을 없애 다양한 광원에 반응할 수 있고 촉매제 박리현상을 근본적으로 해결하여 용수의 2차 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 종래의 중앙 집광형 살균시스템의 일실시예 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 평단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 측단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치의 개략적인 구성도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 측단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 평단면도.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 측단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치의 개략적인 구성도.
본 발명과 본 발명의 동작상의 이점 및 본 발명의 실시에 의하여 달성되는 목적을 충분히 이해하기 위해서는 본 발명의 바람직한 실시예를 예시하는 첨부 도면 및 도면에 기재된 내용을 참조하여야 한다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다. 각 도면에 제시된 동일한 참조부호는 동일한 부재를 나타낸다.
본 발명의 기술적 사상의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치는, 광촉매를 이용하여 살균처리 효과를 높이되, 광촉매가 특정 광원에 제한을 두지 않고 UV 광원 또는 가시광선 광원 등의 다양한 광원에 반응할 수 있도록 하고, 촉매제의 박리현상을 근본적으로 해결할 수 있는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치에 관한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 측단면도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 평단면도이다.
도 2 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터(100, 이하 '수처리용 필터'라 함)는 크게 하우징(110), 프리필터(120), 필터부(130) 및 광원부(140)를 포함할 수 있다.
먼저, 하우징(110)은 내부에 공간이 마련된 원통형 또는 다각형 구조로서, 상부 일측에는 용수가 유입되기 위한 유입구(111)가 설치되며, 상부 중심에는 상기 유입구(111)를 통해 유입된 용수가 필터링된 후 배출되기 위한 배출구(112)가 설치될 수 있다.
이때, 상기 유입구(111)는 최초 필터링이 필요한 용수가 유입되는 부분으로 별도의 용수가 수용된 탱크(미도시)와 연결되고, 상기 배출구(112)는 필터링이 된 후 최종적으로 사용을 위한 사용처(미도시)와 연결될 수 있다.
다음으로, 프리필터(120)는 상기 하우징(110) 내부 공간 상측에 배치되되 상기 배출구(112)와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 유입구(111)를 통해 유입된 용수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 부분이다. 상기 프리필터(120)는 복수 개의 격벽이 일정 간격을 두고 배치되어 용수가 통과할 수 있는 홀이 형성되거나, 그물망 구조로서 복수 개의 미세한 홀이 형성되어 용수가 통과할 수 있도록 구성될 수 있다. 즉, 상기 프리필터(120)는 기본적으로 용수는 통과하되 비교적 부피가 큰 이물질을 걸러내기 위한 부분이다.
다음으로, 필터부(130)는 상기 하우징(110) 내부에 설치되고, 상기 프리필터(120) 하단에 상기 배출구(112)와 동일 수직선상에 설치되며, 상기 프리필터(120)를 통해 이물질이 걸러진 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제(135)가 구비될 수 있다.
상기 필터부(130)는 관형상으로서 탄소소재로 이루어진 탄소필터(131) 및 상기 탄소필터(131)를 감싸도록 상기 탄소필터(131) 외주면에 밀착되도록 설치되고, 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매 물질이 구비된 광촉매부재(132)를 포함할 수 있다.
여기서, 상기 광촉매부재(132)는 크게 지지체(133), 바인더(134) 및 광촉매제(135)를 포함할 수 있다.
상기 지지체(133)는 상기 탄소필터(131) 외주면에 밀착되는 부분으로서, 섬유·메탈·우레탄 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 바인더(134)는 상기 지지체(133)에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(133)에 상기 광촉매제(135)가 견고하게 증착될 수 있도록 하기 위한 부분이다.
상기 광촉매제(135)는 상기 바인더(134)를 통해 상기 지지체(133)에 증착되어 상기 광원부(140)로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 부분으로서, 상기 광촉매제(135)는 이산화 티타늄(TiO2)·삼산화 텅스텐(WO3)·Pt-WO3·Cu-WO3 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 광원부(140)는 상기 하우징(110) 내부의 상기 필터부(130) 외측에 상기 필터부(130)를 향해 빛이 조사되도록 복수 개가 일정 간격을 두고 설치되고, 상기 필터부(130)의 광촉매제(135)가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 부분이다.
상기 광원부(140)는 가시광선 LED 또는 UV(ultraviolet) LED를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 광원부(140)는 가시광선 LED 또는 UV(ultraviolet) LED 중 어느 하나가 선택적으로 설치되거나, 또는 복합 광원으로서 모두 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 광원부(140)의 빛에 반응하는 상기 필터부(130)의 광촉매제(135)는 특정 광원에 제약을 받지 않고 다양한 빛을 통해 반응할 수 있게 된다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 측단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 광원부(140)의 LED 소자들 사이에는 상기 프리필터(120)를 통과한 용수가 상기 필터부(130)로 용이하게 유도되어 유입될 수 있도록 복수 개의 가이드편(150)이 설치될 수 있다.
상기 가이드편(150)은 상기 하우징(110)의 내부 공간 내측 벽, 즉 LED 소자들이 설치된 부분의 LED 소자들 사이에 복수 개가 설치되거나, 또는 나선형 구조로 설치되어, 상기 프리필터(120)를 통해 유입된 용수가 필터부(130)의 광촉매부재(132) 상측부터 하측까지 고르게 분포되어 광촉매부재(132) 내부로 통과하여 유입될 수 있도록 도모하기 위한 부분이다. 이를 통해, 상기 프리필터(120)를 통해 유입된 용수가 상기 광촉매부재(132)의 하측 부분에 집중되어 유입되지 않을 수 있고, 보다 넓은 광촉매부재(132) 범위의 면적으로 용수가 유입되어 광촉매 활성화가 이루어질 수 있으므로 수처리 효율을 향상시킬 수 있게 된다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치의 개략적인 구성도이다.
도 5를 참조하면, 본 발명의 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치는 크게 제1필터링부(10), 제2필터링부(20), 광 발생장치(30) 및 펌핑부(40)를 포함할 수 있다.
먼저, 제1필터링부(10)는 상기 설명한 수처리용 필터(100) 복수 개가 직렬로 연결되고, 후단의 수처리용 필터(100)에서 배출되는 필터링된 용수가 수용되는 공간이 구비되고, 1차적으로 필터링이 이루어지는 부분이다.
상기 제1필터링부(10)는 복수 개의 수처리용 필터(100)가 수용될 수 있는 공간이 마련되고, 최초 필터링이 이루어지는 수처리용 필터(100)의 유입구(111)는 외부로부터 용수가 유입되는 유입관(11)과 연결되고, 복수 개의 수처리용 필터(100)가 연속적으로 연결되되 각각의 수처리용 필터(100)의 배출구(112)는 이송관(12)과 연결됨으로써 앞에 배치되는 수처리용 필터(100)에서 가장 후단에 배치되는 수처리용 필터(100)까지 최초 외부로부터 유입된 용수가 순차적으로 필터링될 수 있게 된다.
이때, 가장 후단에 배치된 수처리용 필터(100)로부터 배출되는 필터링된 용수는 제1필터링부(10)의 내부공간에 수용되게 된다.
또한, 상기 유입관(11)에는 외부로부터 유입되는 용수의 흐름을 제어하기 위해 유입밸브(13)가 설치될 수 있다.
다음으로, 제2필터링부(20)는 상기 제1필터링부(10)에 수용된 용수가 유입될 수 있는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간 하부에 복수 개가 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 수처리용 필터(100)를 거쳐 필터링된 상기 제1필터링부(10)에 수용된 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제(213)가 구비된 복수 개의 광촉매필터(21), 및 상기 광촉매필터(21) 상부에 상기 광촉매필터(21)를 통과한 용수가 통과되는 다공성부재(22)를 포함하고, 2차적으로 필터링이 이루어지는 부분이다.
상기 복수 개의 광촉매필터(21)는 지지체(211), 상기 지지체(211)에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어진 바인더(212), 및 상기 바인더(212)를 통해 상기 지지체(211)에 증착되어 상기 광 발생장치(30)로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매제(213)를 포함할 수 있다.
상기 지지체(211)는 섬유·메탈·우레탄 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
상기 바인더(212)는 상기 지지체(211)에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 지지체(211)에 상기 광촉매제(213)가 견고하게 증착될 수 있도록 하기 위한 부분이다.
상기 광촉매제(213)는 상기 바인더(212)를 통해 상기 지지체(211)에 증착되어 상기 광 발생장치(30부로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 부분으로서, 상기 광촉매제(213)는 이산화 티타늄(TiO2)·삼산화 텅스텐(WO3)·Pt-WO3·Cu-WO3 중 어느 하나로 이루어질 수 있다.
한편, 상기 광 발생장치(30)는 상기 복수 개의 광촉매필터(21)를 향해 빛이 조사되도록 상기 제2필터링부(20) 상부에 설치되고, 상기 광촉매필터(21)의 광촉매제(213)가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 부분이다.
상기 광 발생장치(30)는 가시광선 LED 또는 UV(ultraviolet) LED를 포함하여 이루어질 수 있다. 예를 들어, 상기 광 발생장치(30)는 가시광선 LED 또는 UV(ultraviolet) LED 중 어느 하나가 선택적으로 설치되거나, 또는 복합 광원으로서 모두 설치될 수 있다. 이에 따라, 상기 광 발생장치(30)의 빛에 반응하는 상기 광촉매필터(21)의 광촉매제(213)는 특정 광원에 제약을 받지 않고 다양한 빛을 통해 반응할 수 있게 된다.
한편, 상기 펌핑부(40)는 상기 제2필터링부(20)를 통과한 필터링된 용수를 사용처 측으로 펌핑하기 위한 부분이다.
상기 펌핑부(40)는 용수를 압송하기 위한 수단으로서, 모터 및 펌프를 포함하여 이루어질 수 있다. 이때, 상기 펌핑부(40)에서 펌핑되어 배출되는 필터링된 용수는 배출관(23)을 통해 사용처로 이송될 수 있고, 배송관(23)에는 배출관(23)을 통해 이송되는 용수의 흐름을 제어하기 위해 배출밸브(24)가 설치될 수 있다.
한편, 상기 제1필터링부(10)에 수용된 용수가 상기 제2필터링부(20)로 이송되는 상기 제1필터링부(10)와 상기 제2필터링부(20) 사이에는, 상기 제1필터링부(10)에 수용된 용수가 원활하게 상기 제2필터링부(20)로 이송되도록 하기 위해 펌핑수단(50)이 구비될 수 있다.
상기 펌핑수단(50)은 용수를 펌핑하기 위한 모터 및 펌프를 포함할 수 있고, 상기 제1필터링부(10)의 내부공간에 수용된 1차적으로 필터링된 용수가 자체 압력에 의해 제2필터링부(20)로 원활하게 이송되지 못하는 문제를 해결하도록 하기 위한 부분이다.
한편, 상기 광 발생장치(30)에는 구동 시 발생하는 열을 배출하기 위해 히트싱크(31)가 구비될 수 있다.
상기 히트싱크(31)는 그 형태를 특정하지 않으며, 상기 광 발생장치(30)와 밀착되도록 설치되어 광 발생장치(30)의 LED 소자들로부터 발생하는 열을 전달받아 열교환이 이루어질 수 있는 구조라면 다양한 구조로 이루어질 수 있다.
이러한 상기 본 발명의 기술적 사상에 의한 다양한 실시예에 따른 광촉매제를 이용한 수처리용 필터 및 이를 이용한 수처리장치는, 광촉매제를 이용하여 필터를 구성함으로써 살균효과를 높이고, 광원에 반응하는 광촉매에서 촉매제가 증착되는 지지체를 다양한 광원의 특성에 대응하도록 구성함으로써, 광원 사용에 대한 제약을 없애 다양한 광원에 반응할 수 있고 촉매제 박리현상을 근본적으로 해결하여 용수의 2차 오염을 방지할 수 있는 효과가 있는 것이다.
즉, 최초 유입구(111)를 통해 유입된 용수가 필터부(130) 외측에서 내측 방향으로 통과하면서 필터링 됨으로써 용수는 필연적으로 광촉매제(135)와 접촉하게 되어 광촉매 반응에 의해 필터링 효과가 높게 되고, 용수가 필터부(130)를 통과하는 과정에서 용수가 필터부(130) 외측에서 내측 방향으로 흐르게 됨으로써 광촉매제(135)가 박리되는 현상을 방지할 수 있고, 광촉매제(135)가 박리되더라도 필터링된 용수와 혼합되지 않아 이에 따른 2차 오염을 방지할 수 있게 되는 효과가 있는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 도면과 명세서에서 최적 실시예가 개시되었다. 여기서 특정한 용어들이 사용되었으나, 이는 단지 본 발명을 설명하기 위한 목적에서 사용된 것이지 의미를 한정하거나 특허청구범위에 기재된 본 발명의 범위를 제한하기 위하여 사용된 것은 아니다. 그러므로 본 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10: 제1필터링부 11: 유입관
12: 이송관 13: 유입밸브
20: 제2필터링부 21: 광촉매필터
211: 지지체 212: 바인더
213: 광촉매제 22: 다공성부재
23: 배출관 24: 배출밸브
30: 광 발생장치 31: 히트싱크
40: 펌핑부 50: 펌핑수단
100: 수처리용 필터 110: 하우징
111: 유입구 112: 배출구
120: 프리필터 130: 필터부
131: 탄소필터 132: 광촉매부재
133: 지지체 134: 바인더
135: 광촉매제 140: 광원부
150: 가이드편
12: 이송관 13: 유입밸브
20: 제2필터링부 21: 광촉매필터
211: 지지체 212: 바인더
213: 광촉매제 22: 다공성부재
23: 배출관 24: 배출밸브
30: 광 발생장치 31: 히트싱크
40: 펌핑부 50: 펌핑수단
100: 수처리용 필터 110: 하우징
111: 유입구 112: 배출구
120: 프리필터 130: 필터부
131: 탄소필터 132: 광촉매부재
133: 지지체 134: 바인더
135: 광촉매제 140: 광원부
150: 가이드편
Claims (13)
- 광촉매제를 이용하여 수처리를 하기 위한 수처리용 필터에 있어서,
내부에 공간이 마련되고, 상부 일측에는 용수가 유입되기 위한 유입구가 설치되며, 상부 중심에는 상기 유입구를 통해 유입된 용수가 필터링된 후 배출되기 위한 배출구가 설치되는 하우징;
상기 하우징 내부 공간 상측에 배치되되 상기 배출구와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 유입구를 통해 유입된 용수에 포함된 이물질을 걸러내기 위한 프리필터;
상기 프리필터 하단에 상기 배출구와 동일 수직선상에 설치되고, 상기 프리필터를 통해 이물질이 걸러진 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제가 구비된 필터부; 및
상기 하우징 내부의 상기 필터부 외측에 상기 필터부를 향해 빛이 조사되도록 복수 개가 일정 간격을 두고 설치되고, 상기 필터부의 광촉매제가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 광원부;를 포함하되,
상기 필터부는,
관형상으로서 탄소소재로 이루어진 탄소필터; 및
상기 탄소필터를 감싸도록 상기 탄소필터 외주면에 밀착되도록 설치되고, 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매 물질이 구비된 광촉매부재;를 포함하고,
상기 광원부는,
가시광선 LED 또는 UV(ultraviolet) LED를 포함하여 이루어지고,
상기 광원부의 LED 소자들 사이에는,
상기 프리필터를 통과한 용수가 상기 필터부로 용이하게 유도되어 유입될 수 있도록 복수 개의 가이드편이 설치되는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 광촉매부재는,
상기 탄소필터 외주면에 밀착되는 지지체;
상기 지지체에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어진 바인더; 및
상기 바인더를 통해 상기 지지체에 증착되어 상기 광원부로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터. - 제 3항에 있어서,
상기 지지체는,
섬유·메탈·우레탄 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터. - 제 3항에 있어서,
상기 광촉매제는,
이산화 티타늄(TiO2)·삼산화 텅스텐(WO3)·Pt-WO3·Cu-WO3 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터. - 삭제
- 삭제
- 제 1항, 제 3항 내지 제 5항 중 어느 한 항의 수처리용 필터를 이용하는 수처리장치에 있어서,
상기 수처리용 필터 복수 개가 직렬로 연결되고, 후단의 수처리용 필터에서 배출되는 필터링된 용수가 수용되는 공간이 구비되고, 1차적으로 필터링이 이루어지는 제1필터링부;
상기 제1필터링부에 수용된 용수가 유입될 수 있는 내부공간이 마련되고, 상기 내부공간 하부에 복수 개가 일정 간격을 두고 배치되며, 상기 수처리용 필터를 거쳐 필터링된 상기 제1필터링부에 수용된 용수를 살균 및 필터링하며, 광원에 반응하는 광촉매제가 구비된 복수 개의 광촉매필터, 및 상기 광촉매필터 상부에 상기 광촉매필터를 통과한 용수가 통과되는 다공성부재를 포함하고, 2차적으로 필터링이 이루어지는 제2필터링부;
상기 복수 개의 광촉매필터를 향해 빛이 조사되도록 상기 제2필터링부 상부에 설치되고, 상기 광촉매필터의 광촉매제가 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)이 생성되도록 하기 위해 광을 발생시키는 광 발생장치; 및
상기 제2필터링부를 통과한 필터링된 용수를 사용처 측으로 펌핑하기 위한 펌핑부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치. - 제 8항에 있어서,
상기 제1필터링부에 수용된 용수가 상기 제2필터링부로 이송되는 상기 제1필터링부와 상기 제2필터링부 사이에는,
상기 제1필터링부에 수용된 용수가 원활하게 상기 제2필터링부로 이송되도록 하기 위해 펌핑수단이 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치. - 제 8항에 있어서,
상기 광 발생장치에는,
구동 시 발생하는 열을 배출하기 위해 히트싱크가 구비되는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치. - 제 10항에 있어서,
상기 복수 개의 광촉매필터는,
지지체;
상기 지지체에 증착되고, 유기·무기·세라믹 물질 중 어느 하나로 이루어진 바인더; 및
상기 바인더를 통해 상기 지지체에 증착되어 상기 광 발생장치로부터 조사되는 빛에 반응하여 OH 라디칼(OH Radical)을 생성시키는 광촉매제;를 포함하는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치. - 제 11항에 있어서,
상기 지지체는,
섬유·메탈·우레탄 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치. - 제 11항에 있어서,
상기 광촉매제는,
이산화 티타늄(TiO2)·삼산화 텅스텐(WO3)·Pt-WO3·Cu-WO3 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 광촉매제를 이용한 수처리용 필터를 이용한 수처리장치.
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| KR20220149234A (ko) | 2021-04-30 | 2022-11-08 | 세종대학교산학협력단 | 가시광선 감응형 광촉매제 |
| KR20230168503A (ko) * | 2022-06-07 | 2023-12-14 | 한국과학기술연구원 | 광촉매를 이용한 수처리용 복합모듈 |
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| KR100958170B1 (ko) | 2009-10-01 | 2010-05-14 | 조동호 | 연접지가 가능한 가로등주의 기초 구조물 |
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