KR200314844Y1 - 오존과 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치 - Google Patents

오존과 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치 Download PDF

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Abstract

본 고안은 부유세균 및 냄새 등의 유해물질을 분해하는 공기 살균정화장치로 오존 발생량을 조절을 통하여 살균 및 분해 효율의 조절하여 고농도의 오염물질을 분해 제거함은 물론 저농도의 오염물질 분해에도 효율적으로 사용할 수 있는 오존 과 광촉매 분해기를 결합한 복합 공기 살균정화장치이다.
입구 또는 출구에 설치된 오염물질 감지 센서로 부터 받은 전기신호를 가변 출력안정기 (Dimming balast) 시스템으로 보내 오존발생 램프의 출력을 100~5% 까지 변화시켜, 오존 발생량을 조절한다. 오염물질의 양이 많으면 오존 생성량을 늘리고, 작으면 오존 발생량이 감소시켜 오염물질의 양이 광촉매 분해기의 분해능을 초과하는 경우에 오존에 의한 오염물질 제거가 되는 오존과 광촉매가 하아브리드된 공기 살균정화장치이다.
광촉매 코팅 담체의 산(acid) 등에 의한 표면 거침 가공을 통해 반응 표면적을 크게하여 오존 및 광촉매 분해기에 충진된 담체 표면의 광촉매와 오염물질의 접촉면적을 증가로 분해효율의 크게 하였다.
스프링 형태의 담체를 채택하여 장치의 압력손실은 적으면서 오존과 자외선의 충분한 접촉면적을 제공하고, 담체를 쉽게 충진할 수 있도록 하였다.

Description

오존과 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치{The air sterilization and purification system with the ozone and photocatalyst combination decomposer}
본 고안은 오존 및 광촉매의 산화반응에 의한 공기 중의 부유세균 및 오염물질(VOC, Volatile Orgainc Compoumd)을 살균 및 분해할 수 있는 복합 공기 살균정화장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는 오염물질의 양에 따라 광촉매 분해기와 오존 발생기를 조합하여 가동하고,오존의 발생량을 오존 램프의 출력을 조절하는 디밍(dimming) 안정기 시스템에 의해 조절되는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치이다.
에너지 절약 정책은 실내공기를 외부와 차단하는 방향으로 진행되고, 각종의 실내 장식 등에서 배출되는 오염물질들을 실내공기의 질을 더욱 악화시키고, 이로 인한 호흡기질환 등의 인체에 심각한 영향을 미치고 있는 실정이다.
이러한 실내오염에 대해 정화장치가 소개되고 있으나, 대부분이 공기 중에 포함된 입자상 오염물질을 여과처리하거나, 흡착제에 의한 냄새를 제거하는 방법이 주로 사용되어 왔다. 그러나 이러한 방법들은 필터를 지속적으로 교환해 주지 않으면 효과를 기대할 수 없고, 오히려 세균 또는 냄새를 유발할 수 있으며, 오염물질 제거에 또 다른 오염물질을 배출하는 등의 문제점이 있어 보다 근본적으로 오염물질을 제거할 수 있는 공기정화장치의 개발이 요구되었다.
실내 공기의 질은 인간의 활동 정도 및 실내의 조건에 따라 변화의 폭이 매우 크다. 예로서 식사시간과 여러사람이 모인 경우 등은 냄새등의 오염물질의 양이 많기 마련이고, 취침시간 등과 같이 사람의 활동량이 적은 경우는 오염물질의 농도가 낮다.
이처럼 실내 공기의 질이 일정하지 않기 때문에 오염도가 높은 경우와 낮은 경우에 따라 공기정화장치의 용량 및 크기를 다르게 하지않으면 오염물질이 제거되지 않거나, 에너지 소비가 많아지는 등 문제점이 있어 공기 정화기의 분해효율이 실내공기 오염도에 따라 조절되는 공기 정화장치가 요구되었다.
오존은 3개의 산소 원자 중 제 3의 원자는 결합이 약해 불안정하여 쉽게 분리되고 발생기 산소로 된다. 발생기 산소의 산화력은 염소보다 5.6배 강하며, 바이러스 살균력은 염소보대 25배 강하고, 3000배 빠른 속도로 순간 살균한다. 또한 2차오염의 우려가 없어 오존은 살균/산화제로서 여러 분야에 널리 이용되고 있다.
그러나 오존은 일정농도 이상에서 인체에 악영향을 미치게 되어 그 사용에 있어서 농도 조절을 매우 신중히 해야 한다. 그러나 오존을 농도를 제어하는 센서류가 매우 고가이여서 오존을 일반공기 정화장치에 사용하는 것을 어렵게 만든 이유중의 하나였다.
최근에 개발된 광촉매 공기정화장치는 정화장치에 부착된 오염물질 센서에 의해 공기 정화장치의 송풍기를 회전속도를 조절하는 방식으로 공기 정화능력의 효율을 조절한다고 하지만, 이러한 경우는 광촉매 분해효율의 증가 없이 광촉매 분해기를 통과하는 공기의 속도만 증가하는 것은 오염물질이 광촉매와 접촉하는 시간이 더욱 짧아져서 오히려 분해성능은 감소될 수 도 있다.
공기 순환량만을 증가시키는 방법은 냄새제거 효율에는 변화가 없고, 오히려 소음만 증가시키는 문제점이 있다. 이처럼 송풍기의 회전속도를 증가시키는 방법은 광촉매 반응에 의한 오염물질의 제거속도에는 영향을 주지않는 방법으로 입자상태의 물질을 제거에만 도움을 줄 수 있는 방법이다.
또한 광촉매 공기 정화장치의 분해반응 효율을 증가시키기 위해 광촉매 반응에 사용하는 램프의 숫자를 크게하거나, 고출력 램프를 사용한 장치에서는 항시 가동되어야 하는 공기 정화장치의 특성상 오염물질의 농도와 무관하게 출력을 높게한 만큼 전력이 소모되기 때문에 에너지 소비가 크고 외형이 커지는 단점이 있다.
보통의 경우 저출력의 자외선 램프를 사용하면 소비전력은 낮아지나, 광촉매 분해기의 오염물질 분해 능력도 낮아지게 되어 공기 정화능력을 향상시키고자 부수적으로 활성탄 필터 등과 같은 흡착시스템을 부착하는 등 보조 수단을 사용하게 된다. 그러나 오염물질의 최고 농도에 맞게 제작된 일반 공기 정화장치는 크기가 대형이고, 전력의 소비를 막기 위하여 장치를 주기적으로 정지해 주어야 한다. 잦은 점등 및 소등은 자외선 램프의 수명 단축을 야기하게 된다는 문제점이 있고, 계속적으로 장치를 가동시킬 경우 소비전력이 높다는 단점이 있다.
광촉매에 빛이 닿으면 마이너스 전기를 띠는 전자와 플러스 전기를 띠는 정공이 생성된다. 이 전자와 정공은 매우 강한 환원력과 산화력을 갖고 있어 대기중의 물과 산소로부터 활성이 강한 수산라디칼(ㆍOH)과 과산소이온 (O2-)을 생성한다. 생성된 수산라디칼과 과산소이온과 같은 활성종이 강력한 산화, 환원력을 갖고 있어 살균, 유기 오염물질을 무해한 물과 이산화탄소로 분해한다.
광촉매 분해반응은 자외선이 조사되는 광촉매 코팅 담체 사이를 오염물질이 통과되면서 광촉매 표면에 강한 산화력을 갖는 활성종이 유해물질을 산화하여 인체에 무해한 이산화탄소와 물로 분해시킨다. 이러한 광촉매 반응을 이용하면 난분해성 유기물질을 이산화탄소와 물로 분해하여 처리할 수 있을 뿐만아니라 박테리아, 곰팡이 등의 세포막을 산화, 파괴시켜 살균효과도 얻을 수 있다.
광촉매 표면에서 생성된 활성종은 강 산화제로 알려진 오존보다도 강한 산화력을 지닌 것으로 알려져 있다. 그러나 광촉매 반응이 다른 화학반응에서의 촉매 경우와 달리 자외선이 조사된 표면에서만 진행되기 때문에 활성종의 생성량이 매우 작아 실제 분해반응에 필요한 절대량이 작아 고농도 오염물질을 제거에는 한계가 있다.
광촉매 분해반응의 활성을 크게하기 위해서는 담체 표면에 코팅되는 광촉매의 표면적을 크게 하는 것과, 조사되는 자외선의 강도를 크게 하는 방법이 있는데, 광촉매 반응이 자외선이 조사되는 표면에서만 진행되기 때문에 광촉매를 많이 코팅하기 위해 담체 표면에 두껍게 코팅하거나, 세공 내부까지 코팅하는 것은 비효율적이라 할 수 있다.
이러한 이유에서 광촉매를 코팅하는 두께보다는 코팅된 광촉매 표면 형태가 중요하다. 최근에 개발된 침상 결정 형태의 이산화티탄 광촉매를 사용하는 경우는 박막 형태의 광촉매를 코팅한 것 보다 우수한 분해효율을 갖는 특허도 소개된바 있다.
광촉매 분해기에 사용하는 담체의 형태는 광촉매 반응활성과 매우 밀접한 관계가 있다. 비드 형태는 비드 사이에 있는 공극으로만 공기가 통과해야 됨으로 압력손실이 매우 커서 정압이 큰 송풍기을 사용으로 전력소모와 소음이 크게 된다. 또한 비드 자신이 뒤에 있는 담체에 자외선을 차단하여 램프에서 멀어진 곳은 자외선의 조사가 원활하지 않아 오히려 반응활성을 감소시킬 수 있다.
압력손실을 고려하여 관이나 판을 배치하여 램프와 평행하게 흐르도록 설계된 장치는 압력손실은 작은 반면 반응 표면적이 적어 분해반응 활성이 낮다. 그러므로 담체의 충진시 공극이 적으면 적을수록 통과하는 공기의 압력손실이 커지고, 자외선이 담체 깊숙한 곳까지 조사되지 않아 오히려 분해반응 효율을 감소시킬 수 있어서, 광촉매 코팅 담체는 충진율은 높으면서 자외선의 조사가 원활하게 될 수 있는 구조를 갖어야 한다. 그러므로 담체는 압력손실과 분해 반응활성과 밀접한 관련이 있기 때문에 자외선의 조사율이 높고, 광촉매 반응 표면적이 넓은 광촉매 코팅 담체에 대한 개발 필요성이 요구되고 있다.
자외선 램프의 출력이 오염물질의 농도에 따라 가변적으로 변화시키는 방법은 실내의 형광등의 조도를 주변의 밝기에 따라 조절하는 디밍(Dimming)기능을 응용하는 것으로 자외선 램프를 동작시키는 안정기를 디밍(dimming) 안정기로 하고 램프의 출력 제어량을 오염물질 감지 센서(25)의 신호를 자외선 램프(19a)의 출력이 제어될 수 있도록 시스템(도 5)을 구성하여 저농도 오염 하에서는 오존발생 램프(19a)의 출력을 낮게 유지하여 광촉매 분해반응에 의한 살균 및 분해반응을 주도하고, 고농도의 오염물질이 존재 시에는 오존 램프(19a)의 출력을 높여 오존 생성량을 증가시켜 실내의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치이다.
오존은 공기 중에도 미량 존재(0.005ppm)하며, 자외선이 많은 해안, 높은 산, 삼림 등의 공기에 비교적 많이 존재(약 0.02ppm)한다. 우리가 해안가, 삼림 등에 가면 상쾌하다고 느껴지는 것은 바로 오존의 작용 때문이다.
일반적으로 오존을 산업적으로 이용하기 위해 프라즈마, 방사선, 무성방전, 자외선 등에 의해 제조할 수 있다. 오존은 저농도에서도 대장균, 포도상구균, 살모넬라, O-157균등이 쉽게 사멸되어 오존살균법은 일찍부터 식품저장 및 냉온방 공기의 정화 및 가공식품의 제조공정, 상하수의 정화, 수영장, 병원, 양식어업, 공기정화기, 에어컨 흡입공기 등 여러 분야의 살균 및 악취제거에 사용되어져 왔다.
자외선 법에 의한 오존 발생방법은 184.9nm자외선을 방사하는 자외선 램프(19a)에서 의해 공기 중의 산소가 오존으로 변환된다. 이때 발생되는 오존의 양은 자외선 램프의 184.9nm 자외선 출력에 따라 달라지게 된다.
본 고안에서는 오존을 생성하는 자외선 램프(19a)의 출력을 디밍 안정기 시스템을 이용하여 생성되는 오존의 양을 조절하고자 한다. 또한 오염물질의 양을 측정하는 센서와 오존 발생량을 연계하여 보통의 경우에는 광촉매 분해기에 의한 살균정화가 진행되고, 오염물질의 양이 일정수준을 초과하는 경우 오존 생성량을 늘리도록 오존발생 램프의 출력을 높일 수 있는 디밍 안정기(dimming balast)시스템(도 5)을 채택하여 일반적으로 오존을 이용한 공기 정화기에서 문제가 된 미반응 오존에 의한 피해를 막고 고농도 오염물질의 분해가 가능하도록 하였다.
농도가 일정하지 않는 실내 공간의 오염물질을 효과적으로 분해 제거할 수 있는 공기 살균정화기는 분해효율이 가변적으로 실내의 조건에 따라 조절될 수 있어야 함으로 비교적 산화력이 강한 오존을 광촉매 분해장치 함께 사용하였다. 또한 오존발생부(19)에는 오존과 오염물질과의 혼합 및 반응을 원활하게 하기 위하여 광촉매가 코팅된 담체(21)를 충진하여 사용하였다.
본 고안은 광촉매 분해기 효율을 증가 목적으로 산에 의해 담체(21) 표면 일부를 용출시키는 방법으로 담체 표면을 거칠게 하여 담체와 광촉매의 접착력과 광촉매 코팅 표면적을 증가하였다. 산의 농도와 처리시간을 조절하여 가공할 수 있기 때문에 많은 양의 담체라도 균일한 표면처리가 가능하다.
담체(21)의 형태에 있어서 공기의 흐름저항은 작으면서 자외선의 조사량을 크게 할 수 있는 구조로 다양한 형태의 스프링 구조의 담체를 광촉매를 코팅하여 자외선 램프(17, 19a) 주위에 충진하는 방법은 스프링의 굵기와 직경 및 길이에 따라 담체(21)의 충진율의 조정이 가능하여 광촉매 분해기의 공기 흐름 저항을 조절할 수 있으며, 충진하기도 쉬운 장점이 있다.
도 1은 본 고안의 광촉매 분해기와 오존 발생기를 이용한 복합 공기 살균정화장치의 도면.
도 2는 본 고안의 광촉매 분해기와 오존 발생기를 이용한 복합 공기 살균정화장치의 담면 및 공기 흐름을 도시한 도면.
도 3은 광촉매 코팅 담체가 얇은 필터 형태로 금속 망 또는 타공판에 충진되어 광촉매 분해기 몸체에 자외선 램프와 교대로 중복 설치되고, 미세먼지 필터와 송풍기가 설치된 분리형 광촉매 분해기 개략도.
도 4는 광촉매 코팅 담체가 자외선 램프 또는 석영관과 몸체 사이에 직접 충진된 일체형 광촉매 분해기 개략도.
도 5는 광촉매 분해기의 자외선 램프 또는 오존 발생 램프의 출력을 조절하여 오존발생량을 조절하는 디밍(Dimmng) 안정기 시스템 구성도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
10 : 필터형태의 광촉매 담체와 자외선램프가 교대로 설치된 분리형 광촉매 분해기
11 : 오염된 공기 11a : 살균정화된 공기
12 : 공기 흡입구 13 : 배출구
14 : 송풍기 15 : 분진제거 필터
16 :분리형 광촉매 분해기 몸체 16a : 램프 고정부
17 : 자외선 램프
18 : 일체형 광촉매 분해기 몸체
19 : 오존 발생부 19a: 오존 램프
20 : 자외선 램프와 광촉매가 일체형으로 된 광촉매 분해기
21 : 광촉매 코팅 담체 22 : 석영 또는 유리관
22a : 석영관 고정부
23 : 망 또는 타공판로 제작한 필터에 충진한 광촉매 담체
23a : 망 또는 타공판
25 : 오염물질(VOC) 감지센서
본 고안의 광촉매 정화장치는 오염된 공기가 유입되는 입구측(12)에 입자상 오염물질을 제거하는 헤파, 울파 등의 카트리지 형태의 필터(15)가 설치되고, 미세먼지가 제거된 오염된 공기는 오존 발생부(19)를 거쳐 광촉매 코팅 담체(21)와 자외선 램프(17)가 고정된 일체형(20) 또는 분리형 광촉매 분해기(10)로 유입되어 오염물질이 분해되고 부유세균이 살균 처리된다.
상기의 목적을 달성하기 위해 광촉매 분해기(10, 20)의 자외선 램프(17) 또는 오존 발생부(19)의 오존 램프(19a)의 출력을 가변적으로 운전할 수 있는 디밍 안정기(Dimming Balast) 시스템을 도 5에 나타내었다. 자외선 램프(17, 19a)는 디밍 안정기에 연결되고, 오염물질 감지센서의 출력단자는 디밍안정기를 제어하는 제어기에 연결되어 있다. 연결방법에 따라 광촉매 분해기(10, 20)의 특정 자외선 램프 또는 전체의 출력조절과 오존 램프(19a)만의 출력조절이 가능하다.
즉 광촉매 분해기에 설치된 전체 자외선 램프의 출력을 동시에 조절하는 것도 가능하고, 입구, 출구, 중앙 등 특정 부위의 램프의 출력을 조절할 수 있다.
자외선 램프(17, 19a)의 출력은 오염물질을 감지하는 센서가 오염물질의 농도에 따라 0 ~ 5V로 변화는 전압이 디밍안정기 제어기에 입력되면 디밍안정기에서 5 ~100% 까지 원하는 출력으로 자외선 램프(17, 19a) 출력을 변화시킬 수 있다.
도 1은 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치의 구조를 도시한 것으로, 분진제거 필터(15)는 정화장치 몸체(16)의 입구(12)부에 위치하여 미세 먼지를 제거하고, 송풍기(14)는 먼지가 제거된 오염된 공기를 오존 발생램프(19a)와 광촉매 코팅담체 또는 코팅 없는 담체가 충진된 오존 반응기(19)로 유입시키고, 오염물질의 양에 따라 오존램프(19a)의 출력이 변화되어 오존의 생성량이 조절하여 분해효율을 조절한다. 이어서 자외선 램프(17)와 광촉매 담체(21)가 충진된 광촉매 분해기(20)에서 광촉매 분해반응으로 잔여 오염물질 등을 제거하는 정화장치 구조를 도시하였다.
도 2는 오존 발생부(19) 및 광촉매 분해기(20)를 이용한 복합 공기 살균정화장치의 구조를 측면으로 도시한 것으로 공기의 흐름을 화살표로 표시하여 도 1의 정화장치를 보충 설명하였다.
도 3은 분리형 광촉매 분해기(10)의 구조를 도시한 것으로 광촉매 분해기 몸체(16) 내부에 다수의 자외선 램프(17)가 고정(16a)되어 있고, 램프(17) 사이에 광촉매가 충진된 망 또는 타공판(23a) 필터형태의 광촉매 필터(23)가 고정된 내부구조를 도시한 것이다.
도 4는 일체형 광촉매 분해기(20)의 구조를 도시한 것으로 몸체(18)에 자외선 램프(17)가 삽입되는 석영관 또는 유리관(22)을 고정(22a)하고, 몸체(18)와 석영관(22) 사이에 광촉매 코팅담체(21)가 충진한 것이다. 광촉매 코팅 담체(21)가 충진되는 일체형 광촉매 분해기(20)는 내식성을 갖는 재질로서 원형 또는 사각형 구조로, 입구측(12)과 출구측(13)에는 광촉매 코팅 담체가 외부로 이탈되지 않도록 망 또는 타공판(23a)이 설치된다.
통상의 경우 공기 정화장치에 공기를 유입 및 배출시키는 송풍기(14)는 입구(12) 또는 출구(13)측에 설치 가능하다. 다만 본 고안에서는 편의상 송풍기의 특성을 고려하여 압력손실이 가장큰 미세먼지 제거필터 이후에 설치하는 것(도 1)과 광촉매 분해기 이후에 설치한 것(10)을 도시하여, 먼지제거 필터와 광촉매 분해기에서 걸리는 압력손실이 비교적 큰 쪽에서 흡입하여 배출시키는 구조를 가지도록하였다. 이렇게 함으로 압력손실이 큰 쪽에서 높은 압력으로 밀어낼 때 발생하는 소음을 줄이고자 하였다.
본 고안의 광촉매 분해기의 공기의 흐름 방향은 램프의 양끝을 기준으로 평행한 방향(20)이거나, 직각 방향(10) 모두 가능하다.
일체형 광촉매 분해기(20)에 있어서 광촉매 코팅 담체(21)의 충진 방법은 램프(17)가 삽입된 석영 또는 유리관(22)과 몸체(18) 사이에 충진하거나, 램프(17) 외표면에 직접 접촉되도록 충진할 수 있다. 전자의 경우는 램프(17)의 교환시 충진물을 비우거나 옮길 필요 없이 램프를 교환할 수 있다는 장점이 있지만 고가의 석영관(22)을 사용해야하는 단점이 있고, 후자의 경우에는 비용절감 효과가 있지만 자외선 램프 교환시에 담체를 모두 비우는 등 탈 부착 과정이 복잡하여 번거로운 단점이 있다.
같은 방법으로 오존발생부(19)의 경우도 오존발생 램프(19a)가 삽입된 석영관과 오존발생기 몸체(19b) 사이에 오염물질과의 혼합 또는 원활한 반응을 위하여 광촉매가 코팅되거나, 되어있지 않는 담체(21)를 직접 충진 가능하다.
광촉매 코팅 담체(21)가 카트리지 필터 형태(23)인 광촉매 분해기(10)에 있어서, 자외선 램프(17)는 공기 흐름 방향과 직각이고, 광촉매 필터(23)와는 평행하게 교대로 설치하고, 광촉매 코팅 담체(21)에 자외선이 잘 조사될 수 있도록 금속 망이나 구멍이 뚫린 판(21a)속에 충진하여 설치한다.
입자상 물질을 제거하는 필터류는 제거하고자 하는 입자의 크기에 따라 필연적으로 요구되는 압력손실이 정해져 있기 때문에, 공기 정화장치의 전체 압력손실은 광촉매 분해기(10, 20)에 충진되는 광촉매 코팅 담체(21)의 형상에 따라 압력손실이 결정된다고 볼 수 있다.
광촉매 코팅 담체(21)로 세라믹, 유리등의 비드 형태가 가장 많이 고려되지만 충진시 공극율이 낮아 압력손실이 크다. 이에 반해 금속재질의 스프링 형태는 그 크기, 모양, 굵기를 다양하게 변경 가능하여 광촉매 코팅 담체로 사용할 경우 압력손실과 빛의 조사량을 조절이 가능하고, 또한 표면을 산 등을 이용하여 부식시키는 방법에 의하여 담체(21) 표면을 세라믹의 경우처럼 요철을 부여하여 외표면적 증가를 기할 수 있어 광촉매 분해반응 활성이 우수한 공기 살균정화장치를 만들 수 있다.
본 고안은 오존(19a) 또는 자외선램프(17)의 출력을 오염물질의 농도에 따라 조절이 가능하게 하여 저농도의 오염물질에서는 광촉매 분해기에 의한 살균 및 분해반응을 주도하고, 오염물질의 농도가 높을 때에는 오존과 광촉매 분해반응에 의한 오염물질의 양에 정화장치의 분해효율이 변화되는 오존 및 광촉매 분해기 복합 공기 살균정화장치이다.
오존 반응기(19) 및 광촉매 분해기(10, 20)에 충진하는 광촉매 코팅 담체(21)는 크기와 형상 조절이 쉬운 금속재질의 스프링이나 가는 금속실 형태를 사용하여 광조사와 광촉매 반응 표면적은 크게, 압력손실은 작게 하여 송풍기의 출력과 소음을 줄일 수 있도록 하였다.
또한 사용하는 담체(21)의 표면을 산 등을 이용하여 인위적으로 부식시켜 광촉매의 표면적을 크게 하고 부착력을 향상시킬 수 있는 공기정화장치에 관한 것이다.

Claims (7)

  1. 공기 살균정화장치에 있어서, 입자상의 오염물질을 제거하는 분진제거 필터(15)와; 오염물질 양에 따라 오존을 발생량을 변화 가능한 오존 발생부(19)와; 부유세균 및 오염물질을 살균 및 분해하는 자외선 램프(17)와 산화티탄이 주성분인 광촉매를 코팅한 담체(21)로 구성된 광촉매 분해기와; 오염된 공기를 광촉매 살균정화장치로 순환시키는 송풍기(14)와; 오염물질의 양을 전기적 신호로 변환하는 센서부(25)와; 센서로 부터 받은 전기적인 신호 또는 사용자의 조정에 따라 자외선 램프(19a)의 일부 또는 전부의 출력을 100 ~ 5%로 가변적으로 조정할 수 있는 가변출력 안정기 (Dimming Balast) 시스템이 설치된 것을 특징으로 한 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
  2. 제 1항에 있어서, 오존을 발생부(19)는 단파장 살균램프로 254.7nm 파장 외에 184.9nm 파장의 자외선 방사하는 자외선 램프(19a)이거나, 무성방전에 의한 오존을 생성하는 오존발생기인 것을 특징으로 하는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
  3. 제 1항에 있어서, 광촉매 분해기의 형태는 자외선 램프부(17)와 광촉매 코팅담체(21)를 충진한 판상 필터형태(23)로 한 층씩 교대로 중복하여 설치된 광촉매 분해기(10)이거나, 자외선 램프(17)가 삽입된 석영관(22) 주위에 광촉매 코팅 담체(21)를 직접 충진한 광촉매 분해기(20) 인 것을 특징으로 하는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
  4. 제 1항에 있어서, 광촉매 코팅 담체(21)의 재질은 철, 스텐레스스틸, 알루미늄, 니켈, 구리, 은, 니켈-크롬 합금 중 선택된 하나이고, 굵기가 0.1 ~ 3mm이고, 직경이 1 ~ 15mm, 높이는 3 ~ 25mm, 피치가 0.1 ~5mm 인 스프링 형태이고, 5 ~ 30% 의 황산, 염산, 질산 중 어느 것 하나로 표면을 0.001 ~ 1mm 용출시켜 거칠게 만든 후 이산화티탄을 주성분으로 한 광촉매를 코팅하여 사용하는 것을 특징으로 하는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
  5. 제 1항에 있어서, 산화티탄을 주성분으로 하는 광촉매는 백금(Pt), 은(Ag), 팔라듐(Pd), 니켈(Ni), 주석(Sn), 크롬(Cr), 철(Fe) 또는 이들의 산화물 중 산화티탄의 0∼5% 까지 단독으로 또는 2개 이상 첨가하여 사용하는 것을 특징으로 하는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
  6. 제 3항에 있어서, 석영관(22) 주위에 직접 충진하는 광촉매 코팅 담체(21)가 1mm 이하 굵기의 스테인레스 스틸, 철, 니켈, 은 중에서 선택된 1종으로 가공한 석영관보다 직경이 크고, 석영관 길이보다 긴 망 형태를 석영관과 몸체(18) 사이에 주름 잡히도록 삽입한 것을 특징으로 하는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
  7. 제 3항 에 있어서, 석영(22)관 주위에 광촉매 코팅 담체(21)를 직접 충진하는 경우 광촉매 코팅 담체(21)가 충진 고정되는 광촉매 분해기 몸체(18) 내벽을 광택처리 하거나, 0.1 ㎛ 이상 은, 크롬, 알루미늄 중 어느 것 하나로 도금하여 광택한 것을 특징으로 하는 오존 및 광촉매 분해기를 이용한 복합 공기 살균정화장치.
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