KR200340227Y1 - 광촉매를 이용한 공기살균기 - Google Patents

광촉매를 이용한 공기살균기 Download PDF

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Abstract

광촉매물질을 도포한 메쉬필터를 이용하여 공기 중에 부유하는 먼지나 세균을 제거하는 광촉매를 이용한 공기살균기, 특히 광촉매필터 및 이를 이용한 공기정화장치에 관하여 개시한다. 상기 광촉매필터는 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향과 수직으로 설치되고, 가로선과 세로선이 교차 형성된 메쉬형 필터본체와, 싱기 필터본체에 자외선을 조사하는 복수개의 자외선램프를 구비한다. 상기 필터본체는 기재 상에 산화티타늄을 포함한 광촉매재료가 코팅된 적층구조를 가진다. 상기 자외선램프는 각각 상기 필터본체의 폭에 대응되는 길이를 가지고 상기 필터본체에 인접 설치되며, 상기 필터본체의 높이 방향으로 일정간격으로 복수개가 나란히 설치된다. 상기와 같이 구성된 광촉매필터는 자외선램프가 필터본체에 인접 설치되어 자외선램프에서 방사되는 자외선이 필터 상의 광촉매물질에 근거리에서 조사됨으로써 광촉매기능을 효율을 극대화할 수 있는 구조를 제공한다. 또한 광촉매필터가 2개의 메쉬부재가 적층된 2중구조로 형성됨과 동시에 자외선램프의 자외선이 상기 2개의 메쉬부재에 직접 조사될 수 있으므로 세균 및 살균 작용의 효율성을 현저하게 상승시킬 수 있는 이점을 제공한다.

Description

광촉매를 이용한 공기살균기{Air strilization apparatus using photo catalyst}
본 고안은 광촉매를 이용한 공기살균기, 더 상세하게는 상기 공기살균기를 구성하는 광촉매필터 및 상기 광촉매필터를 적용한 공기정화장치에 관한 것이다.
본 고안은 특히 광촉매물질을 도포한 메쉬필터를 이용하여 공기 중에 부유하는 먼지나 세균을 제거하는 광촉매필터 및 이를 이용한 공기정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 수술실이나 무균실 또는 항온항습실에 유입되는 공기는 먼지나 세균 등을 제거하기 위하여 필터유닛을 거치도록 되어 있다. 상기 필터유닛은 통상적으로 부직포 형태의 필터나 전기집진방식의 정전필터 등을 사용하므로, 먼지를 제거할 수는 있으나 공기 중에 부유하는 세균을 살균하는 것은 곤란하였다.
이를 해결하기 위하여 광에너지에 의하여 활성화되어 살균 및 탈취기능을 갖는 광촉매물질을 이용한 소위 광촉매기술이 연구 개발되고 있으며, 대표적인 광촉매물질이 산화티타늄이다. 산화티타늄 등의 광촉매는 유기물과의 흡착력이 뛰어나며, 광에너지에 노출되면 여기되어 여러 형태의 라디칼을 발생시키고, 라디칼의 강한 산화력에 의하여 미생물을 산화하고 동시에 악취를 유발하는 냄새물질과 반응하여 이를 분해하는 기능을 수행한다.
이와 같은 광촉매물질을 이용한 공기필터의 특성을 향상시키기 위해서는, 공기가 잘 유통되면서도 공기와 접촉되는 접촉면적이 크고 자외선이 근거리에서 균일하게 조사되어야 하는 등의 요구조건을 만족하여야 한다.
본 고안은 상기와 같은 요구사항을 충족하기 위하여 안출된 것으로서, 자외선이 광촉매물질에 근거리에서 균일하게 조사될 수 있도록 그 구조를 개량함으로써 광촉매 기능을 최대화할 수 있는 광촉매필터 및 이를 이용한 공기정화장치를 제공하는 것을 그 목적으로 한다.
도1은 본 고안에 따른 광촉매필터의 일 실시예를 도시한 일부 절제 사시도,
도2는 도1의 광촉매필터의 이중구조에 대한 자외선의 조사 상태를 도시한 구성도,
도3은 본 고안에 따른 공기정화장치의 일 실시예를 도시한 구성도,
도4는 본 고안에 따른 공기정화장치의 다른 실시예를 도시한 구성도,
도5는 본 고안에 따른 광촉매필터의 다른 실시예를 도시한 일부 절제 사시도이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 광촉매필터는 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향과 수직으로 설치되고, 가로선과 세로선이 교차 형성된 메쉬형 필터본체와, 싱기 필터본체에 자외선을 조사하는 복수개의 자외선램프를 구비한다. 상기 필터본체는 기재 상에 산화티타늄을 포함한 광촉매재료가 코팅된 적층구조를 가진다. 상기 자외선램프는 각각 상기 필터본체의 폭에 대응되는 길이를 가지고 상기 필터본체에 인접 설치되며, 상기 필터본체의 높이 방향으로 일정간격으로 복수개가 나란히 설치된다.
상기 필터본체는 제1 메쉬부재와 제2 메쉬부재가 인접 설치된 2중구조를 가지며, 상기 제1 메쉬부재의 그물눈과 제2 메쉬부재의 그물눈이 서로 어긋나도록 형성된 것이 바람직하다.
또한 상기 자외선램프의 외주면 상에 광촉매재료가 코팅된 것이 바람직하다.
본 고안의 다른 측면에 따르면, 상기 광촉매필터는 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향과 수직으로 설치되고 가로선과 세로선이 교차 형성된 복수개의 원통형상의 메쉬형 필터본체와, 싱기 필터본체에 자외선을 조사하는 복수개의 자외선램프를 구비한다. 상기 필터본체는 기재 상에 산화티타늄을 포함한 광촉매재료가 코팅된 적층구조를 가진다. 상기 필터본체는 상기 자외선램프의 외주면을 둘러싸는 원통형상으로 배치되어 자외선램프에 인접 설치된다. 상기 필터본체는 제1 메쉬부재의 외측에 제2 메쉬부재가 인접 설치된 2중구조를 가지며, 상기 제1 메쉬부재의 그물눈과 제2 메쉬부재의 그물눈이 서로 어긋나도록 형성된다. 상기 자외선램프는 필터본체의 높이에 대응되는 길이를 가진다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안의 공기정화장치는 위에서 기술된 구성의광촉매필터와, 상기 광촉매필터의 상류에 설치되어 공기 중의 조대한 입자를 걸러내는 프리필터와, 상기 광촉매필터의 하류에 설치되어 공기 중의 미세 입자를 걸려내는 헤파필터를 구비한다.
이하에서 첨부된 도면을 참조하면서 본 고안에 따른 광촉매필터 및 이를 이용한 공기정화장치의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도1 및 도2는 본 고안에 따른 광촉매필터의 제1 실시예를 도시한 것이다. 도시된 바와 같이 본 실시예의 광촉매필터는 메시형 필터본체(10)와, 상기 필터본체(10)에 자외선을 조사하는 복수개의 자외선램프(20)로 구성되어 있다. 상기 필터본체(10)의 가장자리는 직사각형의 프레임(15)이 설치되어 공기가 유통되는 통로 상에서 공기의 진행방향과 수직으로 배치된다.
상기 필터본체(10)의 메시를 구성하는 각 스트립은 기재(10a) 상에 광촉매재료(10b)가 코팅된 적층구조를 가진다. 상기 기재(10a)는 철, 스테인레스, 구리, 알루미늄, 유리 및 플라스틱 재질로 구성될 수 있다. 상기 광촉매재료(10b)로서는 산화티타늄이 가장 바람직하다.
도2에 도시된 바와 같이, 상기 필터본체(10)는 제1 메쉬부재(11)와 제2 메쉬부재(12)의 2중구조로 구성되어 있다. 제1 메쉬부재(11)및 제2 메쉬부재(12)는 각각 가로선(11a)(12a)과 세로선(11b)(12b)이 교차 형성되어 내부에 복수개의 그물눈을 형성한다. 특히 자외선램프(20)로부터 방사된 빛이 상기 2개의 메쉬부재(11)(12)의 가로선(11a)(12a)과 세로선(11b)(12b)의 광촉매물질에 직접 조사되도록 하기 위하여 제1 메쉬부재(11)의 그물눈과 제2 메쉬부재(12)의 그물눈이서로 어긋나도록 형성되어 있다.
상기 자외선램프(20)의 길이는 필터본체(10)의 폭(L)에 대응되는 크기를 가진다. 상기 자외선램프(20)의 일단부에는 외부전원(도시 생략)과 접속되는 단자(21)가 설치된다. 상기 자외선램프(20)와 필터본체(10)는 상호 인접 설치되어 광촉매물질의 반응 효율을 극대화할 수 있다. 이와 같이 필터본체(10)에 인접 설치되는 자외선램프(20)는 복수개가 마련되어 필터본체의 높이(H) 방향을 따라 일정간격으로 나란히 설치된다.
도면부호 23은 상기 복수개의 자외선램프(20)를 고정하기 위한 프레임이다. 한편, 상기 자외선램프(20) 자체의 외주면에도 산화티타늄 등의 광촉매재료를 코팅할 수 있다. 이에 따르면, 필터본체(10)의 광촉매물질에 의한 살균작용과 자외선램프(20)의 광촉매재료에 의한 살균작용을 이중으로 발생하므로, 공기정화작용이 보다 효율적으로 이루어질 수 있다.
상기와 같은 구성을 구비한 본 실시예의 광촉매필터에 따르면, 필터본체(10)의 광촉매물질(산화티타늄)은 자외선램프(20)로부터 자외선을 조사받아 강한 산화력을 가진 라디칼을 발생시킨다. 상기 라디칼은 광촉매필터의 메쉬를 통과하는 공기 중의 미생물을 산화하여 분해하는 기능을 수행한다. 특히 본 실시예에서는, 광촉매물질이 자외선램프에 인접 위치되고, 광촉매필터가 제1 메쉬부재와 제2 메쉬부재의 2중구조를 가지며, 자외선램프로부터 방사된 자외선이 2중구조의 메쉬부재의 광촉매물질에 직접 조사되므로, 광촉매물질의 살균작용의 효율이 현저히 증대될 수 있다.
이하에서 도3 및 도4를 참조하면서 본 고안에 따른 공기정화장치의 실시예를 설명한다. 도3에 도시된 공기정화장치는 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향(화살표 방향)을 따라 프리필터(101), 광촉매필터(102) 및 헤파필터(103)가 차례대로 설치된 구조를 가진다.
프리필터(101)는 공기유통통로의 최상류에 설치되어 공기 중의 비교적 큰 먼지 입자 등을 제거한다. 상기 프리필터(101)로서 메시타입의 염화필터를 사용할 수 있다. 상기 프리필터(101)의 하류에는 광촉매필터(102)가 설치되어 공기 중에 존재하는 세균이나 냄새 입자를 제거한다. 상기 광촉매필터는 도1 및 도2에 도시된 메쉬형 2중 필터를 적용할 수 있다. 상기 광촉매필터(102)의 하류에는 헤파필터(103)가 설치된다. 헤파필터(HEPA: High Efficiency Particulate Arrestor)는 공기 중의 0.3 마이크로미터 이하의 미세한 먼지나 세균 입자를 걸러낸다.
한편 도4에 도시된 실시예와 같이, 프리필터(101)와 광촉매필터(102) 사이에 활성탄소섬유로 이루어진 필터(104)를 설치함으로써 공기 중의 냄새입자를 미리 제거할 수 있다.
이와 같이 프리필터(101), 광촉매필터(102) 및 헤파필터(103)가 다단으로 설치된 공기정화장치는 공기 중에 존재하는 먼지 뿐만 아니라 세균, 박테리아 및 냄새 입자를 완전히 제거함으로써 수술실, 무균실 또는 항온항습실에 깨끗한 공기를 공급할 수 있다.
도5는 본 고안에 따른 광촉매필터의 다른 실시예를 도시한 것이다. 본 실시예의 광촉매필터는 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향과 수직으로 설치되는 복수개의 원통형상의 메쉬형 필터본체(50)를 구비한다.
상기 필터본체(50)는 도1 및 도2에 도시된 실시예의 필터본체(10)와 동일하게 가로선과 세로선이 교차 형성된 메쉬 형상으로 이루어지고, 기재 상에 산화티타늄 등의 광촉매재료가 코팅된 적층구조를 가진다.
싱기 원통형 필터본체(50)의 내부에는 자외선을 방출하는 복수개의 자외선램프(70)가 설치된다. 즉 필터본체(50)가 자외선램프(70)의 외주면을 둘러싸는 형태로 배치된다. 상기 자외선램프(70)는 필터본체(50)의 높이에 대응되는 길이를 가지고 그 일단부에는 외부전원(도시 생략)과 접속되는 단자(71)가 형성된다. 도면부호 60은 복수개의 필터본체를 공기유통통로 상에 고정 지지하는 프레임이다.
상기 필터본체(50)는 제1 메쉬부재(51)의 외측에 제2 메쉬부재(52)가 인접 설치된 2중구조를 가진다. 또한 도1 및 도2에 도시된 실시예의 필터본체(10)와 같이, 상기 제1 메쉬부재(51)의 그물눈과 제2 메쉬부재(52)의 그물눈이 서로 어긋나도록 배치함으로써 자외선램프(70)로부터 방사된 빛이 상기 2개의 메쉬부재(51)(52)의 가로선과 세로선의 광촉매물질에 직접 조사될 수 있도록 한다.
본 실시예에서 상기에서 설명된 것 이외의 기술적 사항은 제1 실시예의 광촉매필터의 기술구성과 기본적으로 동일하므로, 그에 대한 상세한 설명은 생략한다.
본 명세서 및 도면에 기재된 사항은 본 고안의 바람직한 실시예를 설명하기 위하여 예시적으로 제시된 것으로서, 본 고안의 보호범위가 이들 사항에 제한되는 것으로 해석되어서는 안된다.
본 고안에 따른 광촉매필터는 자외선램프가 필터본체에 인접 설치됨으로써 자외선램프에서 방사되는 자외선이 필터 상의 광촉매물질에 근거리에서 조사됨으로써 광촉매기능을 효율을 극대화할 수 있는 구조를 제공한다. 또한 광촉매필터가 2개의 메쉬부재가 적층된 2중구조로 형성됨과 동시에 자외선램프의 자외선이 상기 2개의 메쉬부재에 직접 조사될 수 있도록 구성되므로 광촉매물질의 살균 작용의 효율성을 현저하게 상승시킬 수 있는 이점을 제공한다.
본 고안에 따른 공기정화장치는 공기 중의 먼지 입자 뿐만 아니라 세균이나 바이러스 및 극히 미세한 입자까지 제거할 수 있으므로, 고도의 청정을 요하는 수술실이나 무균실 등에서 요구하는 청정 공기를 제공할 수 있다.

Claims (5)

  1. 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향과 수직으로 설치되고, 가로선과 세로선이 교차 형성된 메쉬형 필터본체와,
    싱기 필터본체에 자외선을 조사하는 복수개의 자외선램프를 구비하고,
    상기 필터본체는 기재 상에 산화티타늄을 포함한 광촉매재료가 코팅된 적층구조를 가지고,
    상기 자외선램프는 각각 상기 필터본체의 폭에 대응되는 길이를 가지고 상기 필터본체에 인접 설치되며, 상기 필터본체의 높이 방향으로 일정간격으로 복수개가 나란히 설치된 것을 특징으로 하는 광촉매필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 필터본체는 제1 메쉬부재와 제2 메쉬부재가 인접 설치된 2중구조를 가지며, 상기 제1 메쉬부재의 그물눈과 제2 메쉬부재의 그물눈이 서로 어긋나도록 형성된 것을 특징으로 하는 광촉매필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 자외선램프의 외주면 상에 광촉매재료가 코팅된 것을 특징으로 하는 광촉매필터
  4. 공기가 유통되는 통로 상에 공기의 진행방향과 수직으로 설치되고, 가로선과 세로선이 교차 형성된 복수개의 원통형상의 메쉬형 필터본체와,
    싱기 필터본체에 자외선을 조사하는 복수개의 자외선램프를 구비하고,
    상기 필터본체는 기재 상에 산화티타늄을 포함한 광촉매재료가 코팅된 적층구조를 가지고,
    상기 필터본체는 상기 자외선램프의 외주면을 둘러싸는 원통형상으로 배치되어 자외선램프에 인접 설치되고,
    상기 필터본체는 제1 메쉬부재의 외측에 제2 메쉬부재가 인접 설치된 2중구조를 가지며, 상기 제1 메쉬부재의 그물눈과 제2 메쉬부재의 그물눈이 서로 어긋나도록 형성되며,
    상기 자외선램프는 필터본체의 높이에 대응되는 길이를 가지는 것을 특징으로 하는 광촉매필터.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 하나의 항에 따른 광촉매필터와,
    상기 광촉매필터의 상류에 설치되어 공기 중의 조대한 입자를 걸러내는 프리필터와,
    상기 광촉매필터의 하류에 설치되어 공기 중의 미세 입자를 걸려내는 헤파필터를 구비한 것을 특징으로 하는 공기정화장치
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