KR102337156B1 - 광촉매 엘이디 모듈 조명장치 - Google Patents
광촉매 엘이디 모듈 조명장치 Download PDFInfo
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Abstract
본 발명은 광촉매에 의해 엘이디 모듈의 주변환경의 정화 및 엘이디 모듈의 오염을 방지하며, 김서림이 방지되어 엘이디 모듈의 조명을 용이하게 이룰수 있고, 설치 및 수리가 용이한 광촉매 엘이디 모듈 조명장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 발열기능 및 엘이디 조명이 설치된 엘이디 모듈 본체와; 상기 엘이디 모듈 본체 하부 결합되어 엘이디 모듈 본체를 밀폐하는 밀폐커버와; 상기 밀폐커버 커버와 이격되어 정화 공간이 형성되게 고정되는 정화커버와; 상기 밀폐커버 하부와 정화커버에 코팅되어 정화 및 오염을 방지하는 광촉매층으로 구비됨을 특징으로 한다.
이를 위하여 본 발명은 발열기능 및 엘이디 조명이 설치된 엘이디 모듈 본체와; 상기 엘이디 모듈 본체 하부 결합되어 엘이디 모듈 본체를 밀폐하는 밀폐커버와; 상기 밀폐커버 커버와 이격되어 정화 공간이 형성되게 고정되는 정화커버와; 상기 밀폐커버 하부와 정화커버에 코팅되어 정화 및 오염을 방지하는 광촉매층으로 구비됨을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 광촉매에 의해 엘이디 모듈의 주변환경의 정화 및 엘이디 모듈의 오염을 방지하며, 김서림이 방지되어 엘이디 모듈의 조명을 용이하게 이룰수 있고, 설치 및 수리가 용이한 광촉매 엘이디 모듈 조명장치에 관한 것이다.
일반적으로 고도의 밝기와 뛰어난 내구성을 요구하는 가로등이나 보안등 및 터널등, 투광등, 공장등과 같은 각종 조명등기구는 엘이디가 회로기판 상에 무수히 솔더링 된 광원을 사용하는 것으로서,상기 엘이디의 배열이나 규격 또는 전원에 따라 밝기의 조절이 가능한 것이다.
또한, 상기의 각종 조명등기구는 통상적으로 조명본체 내에 엘이디 광원 및 컨버터가 내장되고, 상기 엘이디 광원에 대한 방열수단이 마련되는 것이며, 상기 조명본체는 필요에 따라 기둥에 고정 설치함에 따라 가로등 혹은 보안등으로 사용될 것이고, 상기 조명본체를 천정 혹은 벽면에 고정 설치함에 따라 천정등 혹은 터널등으로 사용되고 있는 것이다.
특히, 근자에 들어서는 상기 엘이디 광원에 대한 다양한 개발이 활발하게 이루어지고 있는 것으로, 상기 엘이디 광원은 축소된 개별 모듈 형태로 제작되어 사용 목적에 따라 개별 엘이디 모듈의 개체수를 가감하여 원하는 크기 혹은 밝기를 갖는 등기구로 제작되고 있는 것이고, 상기 엘이디 광원모듈에 대한 다양한 개선을 통해 점등 빛의 고른 확산 및 방수 구조가 실현되도록 하고 있는 것이다.
즉, 등록특허 제10-1000014호는 하우징 내에 고정 설치되고 다수의 엘이디가 장착된 회로기판과; 상기 회로기판에 설치되어 상기 엘이디의 광을 확대 발산시키며, 상기 엘이디의 광이 소정 광 지향 각도 범위 내로 발광되도록 구비된 광학렌즈와; 상기 광학렌즈를 외부로 노출시키도록 관통공이 형성되며, 상기 관통공의 주위에 상기 광 지향각도를 벗어난 상기 엘이디 광을 소정 반사각도 내로 반사되도록 광반사 수단이 구비되며 상기 회로기판의 상부에 설치된 반사판을 포함하여 된 엘이디 가로등 장치가 안출 및 등록된 바 있다.
또한, 등록특허 제10-1004261호는 엘이디 모듈을 다수 개로 결합하여 사용함에 따라 각각의 엘이디 모듈을 암수형태의 전원단자를 이용하여 원터치 형태로 사용자의 목적에 따라 다양한 수량대로 간편하게 결합 및 분해할 수 있어 엘이디 모듈을 결합하거나 분해해야하는 공정을 줄여 사용자가 간편하게 사용할 수 있으며, 엘이디 모듈이 설치되는 공간에 따라 다양한 수량대로 엘이디 모듈을 설치할 수 있어 엘이디 모듈을 설치하기 위한 공간 활용성이 우수한 특징을 갖는 가로등 및 보안등이 안출 및 등록된 바 있다.
이어, 등록특허 제10-1327431호의 경우 설치 높이와 주변 여건에 따른 조도에 대응하여 단위 모듈의 개수를 선택적으로 결합하여 설치할 수 있도록 하고, 단위 모듈의 조립이 용이하여 제작비용 및 설치기간을 단축할 수 있으며, 가로등의 설치 이후에도 광원부의 빛 조사각을 용이하게 조절할 수 있고, 도로에 가로등의 빛이 겹치는 부분이 발생하거나 암부가 발생하는 것을 방지할 수 있으며, 광원부 내부에 방열을 위하여 단위 모듈이 설정 간격으로 이격 배치되어 최적의 방열 성능을 제공할 수 있도록 한 엘이디 가로등이 안출 및 등록된 바 있다.
또한, 등록특허 제10-1495250호는 다수의 엘이디들의 배치 각을 다양화하여 배광 효율을 향상시킴과 아울러 방열 효율을 극대화하면서 무게를 감소시킬 수 있도록 하고, SMPS를 설치할 수 있는 케이스를 별도로 구성하여 상기 SMPS의 외장 또는 내장형을 선택적으로 구현할 수 있도록 한 가로등용 조명장치가 안출 및 등록된 바 있는 것이다.
이처럼, 기존의 다양한 등기구는 내장되는 엘이디 광원을 단위 개체 형태로 모듈화하여 이를 선택적으로 개체수의 가감 적용을 통해 원하는 설치 목적에 따라 가변 제작할 수 있도록 하고, 상기 엘이디 광원모듈에 대한 렌즈커버 및 방열구조의 적용을 통해 더욱 우수한 효율성이 연출되도록 개발 및 개선되고 있는 추세이다.
그러나, 전기한 엘이디 광원모듈은 가로등이나 터널등과 같이 외부 및 야외에 노출된 형태의 등기구에 장착 사용되므로 먼지나 벌레 등으로부터 항상 오염되는 것이고 이러한 먼지 및 유기물로 인해 렌즈 커버가 오염되는 경우에는 밝기가 떨어지는 것은 물론 외관상으로도 매우 지저분해 보이게 된다.
또한, 상기의 먼지나 유기물 잔해 등은 빗물에 의해 물때 등을 유발시키며 렌즈 커버의 투명도를 떨어트리게 되는 것이고, 세척시에도 물때 형태로 잔류하면서 제거되지 아니하므로 고도의 장비를 사용하여 전문적으로 세척하지 않는 이상 잔여물이 지속적으로 남아 있어 조도 저하 및 사용 수명을 단축시키는 원인으로 작용하는 문제점을 갖고 있는 것이다.
특히, 안개가 발생하거나 비가 오는 등 다습한 환경 내에서는 상기 렌즈커버 표면에 김서림에 의한 작은 물방울이 맺히면서 역시 등기구의 밝기를 떨어트리게 되므로 이에 대한 대책이 절실한 실정이다.
본 발명은 엘이디 모듈 조명장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 엘이디 모듈에 광촉매를 코팅하여 엘이디 주변 환경의 정화를 이루고, 엘이디 모듈의 오염을 방지하여 엘이디 모듈의 유지보수가 용이한 광촉매 엘이디 모듈 조명장치을 제공하는 하는 것으로 목적으로 한다.
또한, 엘이디 모듈의 전체 조명없이도 항시 엘이디 모듈에 의한 정화 및 엘이디 모듈의 오염을 방지할 수 있는 광촉매 엘이디 모듈 조명장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다.
또한, 기존의 엘이디 모듈에 용이하게 적용 가능하여 호환성이 우수한 광촉매 엘이디 모듈 조명장치를 제공하는 것으로 목적으로 한다.
본 발명에 있어서, 발열기능 및 엘이디 조명이 설치된 엘이디 모듈 본체와; 상기 엘이디 모듈 본체 하부 결합되어 엘이디 모듈 본체를 밀폐하는 밀폐커버와; 상기 밀폐커버 커버와 이격되어 정화 공간이 형성되게 고정되는 정화커버와; 상기 밀폐커버 하부와 정화커버에 코팅되어 정화 및 오염을 방지하는 광촉매층으로 구비됨을 특징으로 한다.
본 발명에 있어서, 상기 밀폐커버 하부에 정화램프가 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 정화커버에 다수의 정화 램프가 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 정화공간 외주면으로 이물질 유입 방지용 필터가 구비됨이 바람직하다.
본 발명에 있어서, 상기 정화커버는 볼록렌즈 형상을 이루게 구비됨이 바람직하다.
본 발명의 광촉매 엘이디 모듈 조명장치는 엘이디 모듈에 광촉매를 코팅하여 엘이디 주변 환경의 정화를 이루고, 엘이디 모듈의 오염을 방지하여 엘이디 모듈의 유지보수가 용이한 탁월한 효과가 있다.
또한, 엘이디 모듈의 전체 조명없이도 항시 엘이디 모듈에 의한 정화 및 엘이디 모듈의 오염을 방지할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
또한, 기존의 엘이디 모듈에 간편하게 누구나 용이하게 적용 가능하여 호환성이 극대화 할 수 있는 탁월한 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 엘이디 모듈이 적용된 가로등의 예시도
도 2는 본 발명의 엘이디 모듈이 적용된 터널등의 예시도
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 모듈이 분해된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
도 4의 결합상태 단면도.
도 5는 도 4의 요부 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 밀폐커버에 정화램프가 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
도 7은 본 발명의 정화커버가 볼록렌즈 형태로 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
도 2는 본 발명의 엘이디 모듈이 적용된 터널등의 예시도
도 3은 본 발명에 따른 엘이디 모듈이 분해된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
도 4의 결합상태 단면도.
도 5는 도 4의 요부 확대 단면도.
도 6은 본 발명의 밀폐커버에 정화램프가 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
도 7은 본 발명의 정화커버가 볼록렌즈 형태로 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 광촉매 엘이디 모듈 조명장치를 상세히 설명하면 다음과 같다.
하기에서 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
그리고 후술 되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 설정된 용어들로서 이는 제품을 생산하는 생산자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있으므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 한다.
도 1은 본 발명의 엘이디 모듈이 적용된 가로등의 예시도이고, 도 2는 본 발명의 엘이디 모듈이 적용된 터널등의 예시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 엘이디 모듈이 분해된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도이고, 도 4는 도 3의 결합상태 단면도이며, 도 5는 도 3의 요부 확대 단면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 광촉매 엘이디 모듈 조명장치(이하 엘이디 모듈이라 칭함)(10) 지상으로부터 수직으로 세워 설치되는 지주(101) 및 상기 지주(101)의 선단으로부터 일측 혹은 양측으로 결합 형성되는 지지대(102) 및 상기 지지대(102)에 체결되는 등기구 본체(100)를 갖는 가로등 구조에 있어, 상기 등기구 본체(100)에 단일 혹은 다수의 개체를 갖고 고정 설치될 수 있다.
또한, 상기의 엘이디 모듈(10)은 터널등 본체(110)에 장착됨에 따라 터널의 천정부 혹은 측벽부에 고정 설치될 수 있는 것으로, 이러한 가로등의 등기구 본체(100) 또는 터널등 본체(110)에 결합 사용됨에 따라 가로등 혹은 보안등 및 경관등이나 터널등으로 사용될 수 있는 것이다.
아울러, 본 발명에 따른 엘이디 모듈(10)은 도 3 내지 도 5에 도시된 바와같이 발열기능 및 엘이디 조명이 설치된 엘이디 모듈 본체(12)(12)와, 상기 엘이디 모듈 본체(12)(12)의 하부에 결합되어 엘이디 모듈 본체(12)(12)를 밀폐하는 밀폐커버(20)와, 상기 밀폐커버(20)와 이격되어 정화 공간(42)이 형성되게 고정되는 정화커버(40)와, 상기 밀폐커버(20) 하부와 정화커버(40)에 코팅되어 정화 및 오염을 방지하는 광촉매층(60)으로 구비된다.
상기엘이디 모듈 본체(12)는 발열기능 및 엘이디 조명이 구비된 공지의 엘이디 모듈 본체(12)로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 상기 엘이디 모듈 본체(12)의 하부는 기존의 하부커버가 탈착된 상태로 구비됨이 바람직하다.
상기 밀폐커버(20)는 공지의 엘이디 조명에 맞추어 다수의 렌즈홈(22) 및 렌즈돌기(24)가 구비되며, 밀폐커버(20) 외주에 상기 엘이디 모듈 본체(12)와 상호 밀폐를 이루게 밀페링(26)이 구비됨이 바람직하다.
상기 정화커버(40)는 공지의 결합수단에 의해 상기 밀폐커버(20) 하부에 이격되어 정화공간(42)이 형성되게 고정되며, 다수의 정화 램프(44)가 구비되어 엘이디 모듈(10)의 미 점등시에도 광촉매층(60)이 활성화 될 수 있게 간접조명을 이루게 구비됨이 바람직하다.
아울러, 상기 정화공간(42) 외주면으로 이물질 유입 방지용 필터(46)가 구비됨이 바람직하다.
상기 광촉매층(60)은 밀폐커버 하부면과 정화 커버 상부 및 하부면에 코팅되게 구비되며, 상기 광촉매층(60)은 이산화티타늄(TiO2), 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산을 포함하여 이루어진다.
상기 이산화티타늄(TiO2), 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산은 중량비로 1:1:1:1:1, 6:1:1:1:1, 2:3:3:1:1 중 어느 하나로 혼합됨이 바람직하다.
상기 이산화티타늄(TiO2)는 비교적 강한 산화력, 높은 화학적 안정성 및 내구성 그리고 낮은 독성 및 비용 등으로 인해 현재 광촉매로 가장 널리 사용되고 있으나, 비교적 큰 밴드갭으로 인해 자외선에 의해서만 활성화될 수 있다는 문제점을 지니고 있다.
상기 황화카드늄(CdS)는 오래전부터 가시광선 영역에서도 활성을 나타내는 물질로 알려져 왔으며, 특히 CdS는 약 2.4 eV의 작은 밴드갭과 적절한 밴드구조를 지니고 있어 현재 수소발생용 가시광선 광촉매로도 크게 주목을 받고 있다.
또한, 독특한 광화학적 및 물리적 특성으로 인해 최근에는 폐수중의 염료 오염물 처리를 위한 가시광선용 광촉매로도 크게 관심을 모으고 있다.
상기 황화아연(zinc sulfide, ZnS)은 반도체 화합물 소재의 일종으로, 다양한 기본적 특성과 독특한 광학적 및 화학적 적용성을 갖고 있기 때문에 발광다이오드(lightemitting diodes), 전기장 발광(electroluminescence), 적외선 윈도우(infrared window), 센서, 레이저, 바이오 소재 및 바이오 장치 등에 활용되고 있는 물질이다.
황화아연의 밴드갭(bandgap)은 3.72~3.77 eV로서 산화아연의 밴드갭(3.4 eV)에 비해 높으므로 자외선(UV)을 이용하는 센서나 광 검지기에 적합한 특성을 가지고 있으며, 이원화합물(binary compounds)이기 때문에 격자 결합을 갖기 쉽고, 결정구조의 변화에 따른 원자의 상대적 위치의 이동으로 인해 전기적 성질이 달라지는 압전형 반도체(piezoelectric semiconductor)이다.
또한 산화작용과 가수분해 작용에 대한 화학적 안정도가 탁월한 광역갭(wide-gap)의 반도체로서 황화아연의 나노입자는 촉매 활성에 대해 상당히 주목 받는 재료이며,
황화아연을 몇 가지의 원소로 도핑(doping)하게 되면 제조공정을 단순화하는 동시에 황화아연의 발광 효율을 효과적으로 향상시킬 수 있어 용이하게 개량된다.
더욱이 황화아연은 광상(mineral deposits)에 풍부하게 존재하고 독성이 없으므로 유기 성분을 포함하는 오염수 및 독성 폐수의 처리 등의 환경보호 분야에서도 유용한 촉매소재로 활용할 수 있으며,
폐수 중 염료나 p-니트로페놀 및 할로겐화-벤젠-유도체 등과 같은 유기 오염물질을 광분해 한다.
황화아연의 나노 구조는 광-여기(photo-excitation)현상에 의한 전자-정공 쌍의 생성이 신속하고 여기 전자의 환원전위가 높고 그 모양과 결정에 있어서 가변성이 높으므로 광학적 및 전기적 특성의 개량 및 개질이 가능한 소재이며,
칼코겐(chalcogen)계 유리 소재에 비해 제조단가, 우수한 강도 및 투광도가우수하기 때문에 장파장 적외선 윈도우 소재의 핵심 조성 및 저가 공정기술이 크게 활용되고 있다.
아울러, 계면활성제는 미세 분말인 혼합물이 용액상태에서 잘 분산되어 농도의 불균일성을 배제하고 침전을 방지하기 위함이고, 구연산은 용액을 약한 산성으로 만들어 주기 위함이다.
여기서, 계면활성제는 음이온 계면활성제를 사용하는 것이 바람직하나 양이온 계면활성제나 비이온 계면활성제를 사용하여도 무방하다.
그리고, 상기 이산화티타늄, 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산은 분말형태를 이루며, 사염화티탄 수용액과 불소암모니아 수용액, 요소 수용액, 헥사메틸렌아민(Hexamethylene Amine) 수용액 중 어느 하나 또는 하나 이상에에 의해 상호 혼합되어 침전되게 이루어짐이 바람직하다.
이때, 질소와 불소가 다중 도핑된 광촉매를 제조하기 위해서는 먼저 사염화티탄(TiCl4) 수용액과 불소암모니아(NH4F)수용액, 요소 수용액, 헥사메틸렌아민(Hexamethylene Amine) 제조하여 이를 전구체로 사용하여, 상기 전구체 용액에 혼합된 이산화티타늄을 혼합한다.
한편, 상기 수용액의 전구체 용액에 혼합되는 혼합물인 이산화티타늄의 함량은 01 내지 50중량%인 것이 바람직하다.
이때, 상기 수용액 전구체는 각 수용액이 40:60 내지 60:40의 비율로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50:50의 비율로 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에서 제공하는 광촉매 전구체 용액 중 이산화티타늄 함량의 범위는 수용액의 농도에 따라 질소:불소:이산화티탄의 비율이 05:05:1 내지 1:1:1의 비율이 이루어지도록 하여 이산화티탄에 질소와 불소가 고르게 분포될 수 있는 범위로 정한 것으로,
질소와 불소가 이산화티탄에 대하여 동일한 비율로 도핑되면 이론적으로 표면반응 효율을 최대화할 수 있어 광촉매 반응 효율을 극대화시킬 수 있다.
상기 전구체 용액에 이산화티탄을 혼합한 혼합액에 광촉매를 코팅하고자 하는 제조물의 표면에 미세분무기(nebulizer), 또는 공지의 코팅방법으로 분사 코팅하여 액체 상태의 혼합광촉매를 침전시키고, 이를 고온으로 건조하여 광촉매층으로 조성한다.
이는, 수용액 속에서 가열ㆍ수열처리하는 균일침전ㆍ수열반응에 의해 가소공정이 없이 직접 질소고용체화 티타늄 나노결정을 얻을 수 있어, 질소산화물의 산화분해에 대한 우수한 가시광선 응답성 광촉매활성을 이룬다.
상기 이산화티타늄(TiO2), 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산은 분말형태를 이루며, 질소 및 아르곤 혼합가스, 또는 질소에 의해 광촉매 막을 형성하게 이루어진다.
아울러, 상기 광촉매층(90)에 질소 및 아르곤 혼합가스, 또는 질소에 의해 광촉매층(60)에 질소층을 조성함이 바람직하다.
이는, 혼합된 이산화티타늄을 타깃으로, 질소(40%)/아르곤 혼합가스 또는 질소 속에서 550℃에서 4시간 동안 열처리를 하면, 결정질막(아나타제와 루틸의 혼합체)이 형성된다.
그러므로, 광촉매층(60)은 유기분자와 접촉할 때, 표면에 있는 전도대에서의 전자/양공 쌍을 여기시켜 유기분자를 파괴한다
더욱이 산소나 물이 있을 때는 초산화물(Superoxide)와 하이드록실 라디칼(Hydroxyl Radical)이 형성되어, 마찬가지로 유기분자를 분해한다.
아울러 이 하이드록실 라디칼은 표면에 있는 물을 강력하게 잡아당겨, 그 표면장력을 깨고 접촉각을 6°까지 평탄하게 한다(물의 접촉각은 보통 20°에서 50°사이임).
상기와 같은 본 발명의 광촉매층(60)은 혼합된 황화카드늄, 황화아연의 장점인 적은량의 조명에도 반응하고, 상기 황화카드늄, 황화아연에 의해 반응되는 혼합된 조성물의 이산화티타늄의 고유한 성질에 의해 용이하게 공기의 유해물질의 제거, 탈취, 살균, 정화에 탁월한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 분말형의 혼합물을 간편하게 침전하여 조성물에 의핸 광촉매층으로 형성할 수 있으며, 침전시의 수용액에 의해 조성물에 질소 및 불산이 포함되어 더욱 탁월한 공기의 정화를 이룰 수 있다.
아울러, 필요에 의해 광촉매층(60) 표면에 다시한번 질소에 의한 코팅층을 더 형성할 수 있으므로, 혼합된 광촉매층(60)에 의해 공기의 정화의 효과를 더욱더 기대할 수 있다.
아울러, 본 발명에 따른 이산화티타늄(TiO2)은 산화텅스텐(WO3) 또는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3)이 혼합되어 구비됨이 더욱 바람직하다.
상기 산화텅스텐(WO3)은 광촉매 물질로서, 그 크기에 따라 오염물질의 분해 경향에 차이가 있는데, 마이크로 크기일 때에 비해 나노 크기일 때에 상대적으로 빠른 분해속도를 보이므로, 본 발명에서는 나노 크기의 산화텅스텐(WO3)을 사용한다.
즉 본원발명에 구비되는 이산화티타늄(TiO2)은 사용자의 선택에 의해 산화텅스텐으로 교체되어 사용될 수 있으며, 이산화티타늄 보다 같거나 더욱 높은 효과를 기대할 수 있다.
그 한예로, 이산화티타늄의 장점인 살균 효과를 극대화하며, 산화텅스텐의 효과인 일반조명에서의 높은 광촉매 효과를 기대할 수 있다.
물론, 상기 산화텅스텐에 대한 조성비 및 조성방법은 본 발명의 이산화티타늄의 조송비 및 조성방법과 대동소이함으로 이에 대한 상세한 설명은 생략한다.
아울러, 상기 이산화티타늄은 이산화티타늄과 산화텅스텐이 혼합되어 사용될 수 있다.
그 한예로 이산화티타늄이 혼합되는 조성비 중 일부를 산화텅스텐이 혼합되어 사용되는 것으로서,
상기 이산화티타늄(TiO2), 산화텅스텐(WO3), 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산은 중량비로 0.5:0.5:1:1:1:1, 3:3:1:1:1:1, 1:1:3:3:1:1 중 어느 하나로 혼합됨이 바람직하다.
그리고, 상기 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물, 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산은 분말형태를 이루며, 사염화티탄 수용액과 불소암모니아 수용액, 요소 수용액, 헥사메틸렌아민(Hexamethylene Amine) 수용액 중 어느 하나 또는 하나 이상에에 의해 상호 혼합되어 침전되게 이루어짐이 바람직하다.
이때, 질소와 불소가 다중 도핑된 광촉매를 제조하기 위해서는 불소암모니아(NH4F)수용액, 요소 수용액, 헥사메틸렌아민(Hexamethylene Amine) 제조하여 이를 전구체로 사용하여, 상기 전구체 용액에 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물 및 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산이 혼합된다.
한편, 상기 수용액의 전구체 용액에 혼합되는 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물의 함량은 01 내지 50중량%인 것이 바람직하다.
이때, 상기 수용액 전구체는 각 수용액이 40:60 내지 60:40의 비율로 포함되는 것이 바람직하고, 보다 바람직하게는 50:50의 비율로 포함되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 본 발명에서 제공하는 광촉매 전구체 용액 중 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물 함량의 범위는 수용액의 농도에 따라 중량대비 질소:불소:이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물 비율이 05:05:1 내지 1:1:1의 비율이 이루어지도록 하여 이산화티탄에 질소와 불소가 고르게 분포될 수 있는 범위로 정한 것으로,
질소와 불소가 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물에 대하여 동일한 비율로 도핑되면 이론적으로 표면반응 효율을 최대화할 수 있어 광촉매 반응 효율을 극대화시킬 수 있다.
상기 전구체 용액에 이산화티타늄(TiO2) 및 산화텅스텐(WO3) 혼합물을 혼합한 혼합액에 광촉매를 코팅하고자 하는 제조물의 표면에 미세분무기(nebulizer), 또는 공지의 코팅방법으로 분사 코팅하여 액체 상태의 혼합광촉매를 침전시키고, 이를 고온으로 건조하여 광촉매층으로 조성한다.
그러므로, 본 발명은 이산화티타늄 및 산화텅스텐의 장점을 고루게 갖추어 높은 대기의 유해물질의 제거, 탈취, 살균, 정화 및 수질개선에 탁월한 효과를 기대할 수 있으며, 강도가 높고, 일반조명으로 용이한 광촉매를 이룰수 있다.
상기와 같이 구비된 본 발명의 엘이디 모듈의 결합관계 및 작동관계를 상세히 설명하면 다음과 같다.
도 3 내지 도 5에 도시된 바와 같이 공지의 엘이디 모듈 본체(12)의 개방된 하부에 밀폐커버(20)가 공지의 결합수단 및 밀폐링(26)에 의해 밀폐커버(20)가 엘이디 모듈 본체(12)을 밀폐하게 고정된다.
그리고, 상기 밀폐커버(20) 하부에 공지의 이격수단의 의해 밀폐커버 하부와 정화커버(40)가 상호 이격되어 정화공간이 형성되게 공지의 결합수단에 의해 고정된다.
상기 이격수단은 이격돌기로 구비됨이 바람직하다.
물론, 상기 밀폐커버(20) 하부 및 정화커버(40) 상부 및 하부면에 광촉매층(60)이 코팅되어 구비된다.
그리고, 상기 정화커버(40)는 다수의 정화램프(44)가 구비되며, 상기 정화램프(44)는 엘이디로 구비됨이 바람직하나, 사용자의 선택에 의해 자외선 램프로 구비될 수 있다.
상기와 같이 상호 결합된 본 발명의 엘이디 모듈(10)은 엘이디 모듈(10)의 점등에 의한 엘이디 조명에 의해 광촉매층(60)이 활성화 하여 밀폐커버(20) 하부면의 오염물질을 제거한다.
아울러, 밀폐커버(20) 하부와 이격되어 정화공간(42)이 형성된 정화커버(40) 또한 광촉매층(60)의 활성화로 정화커버(40) 및 주변의 오염물질의 정화를 이룬다.
또한, 상기 정화공간(42)에 의해 주변의 대기가 대류현상에 의해 순환하면서 정화공간(42)에 의한 엘이디 모듈(10) 주변의 대기 정화를 용이하게 이룰 수 있다.
아울러, 광촉매층(60)의 활성화에 밀폐커버(20) 및 정화커버(40)는 항시 깨끗한 상태를 유지할 수 있으며, 간편한 물 청소 만으로도 청소가 가능하다.
또한, 상기 정화공간(42) 외부면에 구비된 필터(46)에 의해 벌레와 같은 이물질이 정화공간(42)의 유입을 방지할 수 있다.
바람직하게는 상기 필터(46)는 망 형태로 구비되어 벌레와 같은 이물질의 유입은 방지하고, 대기의 순환은 용이하게 이룰 수 있다.
그리고, 정화커버(40)에 구비된 다수의 정화램프(44)는 엘이디 모듈(10)의 미 점등시에도 광촉매층(60)이 활성화할 수 있는 빛을 밀폐커버(20) 하부로 조사하고, 밀폐커버(20) 하부로 조사된 빛은 공지의 엘이디 조명에 반사되어 다시 정화커버(40)로 조사됨이 바람직하다.
그러므로, 정화램프(44)에 의해 항시 엘이디 모듈(10)의 밀폐커버(20) 및 정화커버(40)에 의해 주변대기의 정화 및 엘이디 모듈(10)의 정화를 이룰 수 있다.
도 6은 본 발명의 밀폐커버에 정화램프가 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도이다.
도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 엘이디 모듈과 그 구성 및 작동관계가 대동소이함으로 이에대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 6에 도시된 바와 같이 밀폐커버(20)에 다수의 정화램프(28)가 더 구비된다.
바람직하게는 다수의 정화램프(28)가 밀폐커버 하부 외주면 둘레와 중앙에 구비될 수 있다.
이는, 정화커버(40)에 정화램프(44)를 구비할 필요없이 밀폐커버(20)에 정화램프(28)가 더 구비되어 항시 광촉매층(60)의 활성화로 대기의 정화 및 엘이디 모듈(10)의 오염을 방지할 수 있다.
물론, 사용자의 선택에 의해 정화램프가 정화커버 및 밀폐커버에 모두 구비될 수 있으며, 어느 하나를 선택하여 설치할 수도 있고, 모두 정화램프를 미 설치할 수도 있다.
도 7은 본 발명의 정화커버가 볼록렌지 형태로 구비된 상태를 개략적으로 도시한 사용상태 단면도이다.
도 7에 도시된 바와 같이 본 발명의 엘이디 모듈과 그 구성 및 작동관계가 대동소이함으로 이에대한 상세한 설명은 생략한다.
다만, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 정화커버(40-2)는 볼록렌즈 형상을 이루게 구비된다.
이는, 정화커버(40-2)가 볼록렌즈 형상으로 구비되어 엘이디 조명의 조명효과를 극대화 하면서, 정화공간의 정화면적을 극대화 하여 더욱더 용이하게 대기의 정화 및 엘이디 모듈의 오염을 방지할 수 있다.
그러므로, 본 발명의 엘이디 모듈은 엘이디 모듈에 광촉매를 코팅하여 엘이디 주변 환경의 정화를 이루고, 엘이디 모듈의 오염을 방지하여 엘이디 모듈의 유지보수가 용이한 탁월한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 엘이디 모듈의 전체 조명없이도 항시 엘이디 모듈에 의한 정화 및 엘이디 모듈의 오염을 방지할 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.
또한, 기존의 엘이디 모듈에 간편하게 누구나 용이하게 적용 가능하여 호환성이 극대화 할 수 있는 탁월한 효과를 기대할 수 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 광촉매 엘이디 모듈 조명장치를 실시하기 위한 하나의 실시 예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시 예에 한정되지 않고, 이하 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.
10: 엘이디 모듈
12: 엘이디 모듈 본체
20: 밀폐커버 22: 렌즈홈
24: 렌즈돌기 26: 밀폐링
28: 정화램프
40, 40-2: 정화커버 42: 정화공간
44: 정화램프 46: 필터
60: 광촉매층
100 : 등기구 본체 101 : 지주
102 : 지지대 110 : 터널등 본체
12: 엘이디 모듈 본체
20: 밀폐커버 22: 렌즈홈
24: 렌즈돌기 26: 밀폐링
28: 정화램프
40, 40-2: 정화커버 42: 정화공간
44: 정화램프 46: 필터
60: 광촉매층
100 : 등기구 본체 101 : 지주
102 : 지지대 110 : 터널등 본체
Claims (5)
- 발열기능 및 엘이디 조명이 설치된 엘이디 모듈 본체와;
다수의 렌즈홈 및 렌즈돌기가 구비되고 상기 엘이디 모듈 본체의 하부에 결합되어 외주에 구비된 밀폐링을 통해 엘이디 모듈 본체를 밀폐하는 밀폐커버와;
상기 밀폐커버와 이격되게 배치되어 밀폐커버와의 사이에 정화 공간이 형성되게 고정되는 정화커버;를 포함하고,
상기 밀폐커버의 하부와 정화커버의 상부와 하부에 각각 코팅되어 정화 및 오염을 방지하는 광촉매층이 구비되며,
상기 광촉매층은 이산화티타늄(TiO2), 황화카드늄(CdS), 황화아연(ZnS), 계면활성제, 구연산이 중량비로 1:1:1:1:1, 6:1:1:1:1, 2:3:3:1:1 중 어느 하나로 혼합되어 이루어짐을 특징으로 하는 광촉매 엘이디 모듈 조명장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 밀폐커버 하부 외주 및 중앙에 정화램프가 구비됨을 특징으로 하는 광촉매 엘이디 모듈 조명장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 정화커버에 다수의 정화 램프가 구비됨을 특징으로 하는 광촉매 엘이디 모듈 조명장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 정화공간 외주면으로 이물질 유입 방지용 필터가 구비됨을 특징으로 하는 광촉매 엘이디 모듈 조명장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 정화커버는 볼록렌즈 형상을 이루게 구비됨을 특징으로 하는 광촉매 엘이디 모듈 조명장치.
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|---|---|---|---|
| KR1020210032896A KR102337156B1 (ko) | 2021-03-12 | 2021-03-12 | 광촉매 엘이디 모듈 조명장치 |
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| KR (1) | KR102337156B1 (ko) |
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