KR200341875Y1 - 막대형 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기 - Google Patents

Abstract

본 고안은 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기에 관한 것으로, 함몰된 형상의 개구면 일측 내부로 자외선 램프(101)를 장착하기 위한 램프케이스(104); 상기 램프케이스의 일 말단과 연결되고, 배선이 내설된 중공형의 손잡이(105); 및 상기 자외선 램프(101)로 구동전원을 공급하기 위한 안전기(109)가 장착되고, 상기 손잡이와 배선으로 연결된 안전기 케이스(108)로 구성된다.

본 고안에 따르면, 태양광이나 실내 조명등이 없는 곳에서도 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 사용하여 광촉매 졸을 도포한 후 광촉매 반응을 유도 할 수 있어, 편리하고 간편하게 살균, 악취제거 및 오염물질 제거를 할 수 있다.

Description

막대형 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기{Bar Type UV Illuminator for Accelerating of Photocatalytic Reaction}

본 고안은 광촉매 졸 도포 시의 광촉매반응을 유도하는 데 사용하는 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기에 관한 것이다.

최근 악취, 곰팡이 등에 의한 주거환경 오염과 지구의 환경오염이 진행됨으로서 심각한 환경문제가 야기되고 있다. 이러한 오염을 제거하기 위해 기존에는 발생원들을 수집하여 열분해 시키는 방법이 사용되었는데, 이는 에너지가 많이 들고 다이옥신 등의 유해물질이 생성되는 경우가 많았다.

광촉매는 유독한 약품을 사용하지 않고, 태양광 등의 광에너지의 이용만으로 분해되기 어려운 화합물을 안전하게 분해할 수 있다는 장점을 가지고 있다. 광촉매 효과는 식물의 광합성을 인공적으로 재현한 화학반응으로서, 이 촉매에 빛을 조사하면 촉매가 빛에너지를 받아 촉매 내부에서 전자들의 이동이 일어나고 이동된 전자들이 강력한 화학작용(산화, 환원)을 일으켜서 오염된 물질을 산화시켜 무해한 물질로 변화시켜 주는 효과를 말한다.

이산화티타늄(TiO₂) 광촉매는 n형 반도체로서 자외선(300nm~400nm)을 받으면 전자(Electron)와 전공대(Electron Hole)가 형성되어 강한 산화력을 가진 하이드록시 라디칼(-OH)과 슈퍼옥사이드 이온(O₂ ^-)을 생성한다. 이 하이드록시 라디칼과 슈퍼옥사이드가 유기화합물을 산화 분해시켜 물(H₂O)과 탄산가스(CO₂)로 변화시킨다.

이러한 원리로 공기 중의 오염물질을 산화 분해시켜 무해한 물과 탄산가스로 변화시키고 수중의 오염물질인 유기화합물을 분해시켜 물과 탄산가스로 변화시키게 된다.

특히, 하이드록시 라디칼은 높은 산화, 환원전위를 가지고 있기 때문에 NOx, SOx, 휘발성유기화합물(VOCs) 및 각종 악취 정화에 탁월하고, 축산폐수, 오수, 공장폐수의 BOD, 색도 및 난분해성 오염물질, 환경호르몬 등을 완뱍하게 제거할 수 있을 뿐만 아니라, O-157 등의 병원성 대장균, 황색포도구균 등 각종 병원균을 99%이상 살균하는 등 모든 유기물질을 산화시키는 능력을 갖고 있으며, 균이 사멸하지 않는 약한 자외선 광량에서도 항균력을 나타낸다.

또한 광촉매 이산화티타늄은 빛을 받으면 친수성 기능을 갖는 물질이 된다. 이산화티타늄 광촉매 표면의 옥스폼파운드(Oxo Compound)가 빛을 받으면 공기 중의 수분과 반응하여 하이드록시(-OH)로 변화되어 친수성을 띠게 되어 산화티탄의 표면은 오염물질의 부착을 방지하는 내오염성을 갖게 되며, 부착된 오염물질은 강우나 물에 의해 쉽게 세척되는 자정성(self-cleaning)을 갖는다.

광촉매 기술에 사용되는 이산화티탄은 화학적으로 매우 안정하고 인체에 독성이 없어, 페인트, 플라스틱, 종이 등의 백색도료로 널리 사용된다. 특히 자외선 차단 능력이 뛰어나 화장품이나 빌딩, 자동차 등의 특수도료로 쓰이고 있던 고기능성 재료로 이러한 광촉매 기술이 최근 각광을 받고 있는 이유는 산, 염기, 유기용매에 침식되지 않는 화학적인 안정성과 인체에 무해하고 중독성이 없는 물질이라는 데 있다.

이러한 이산화티타늄 광촉매는 태양광의 자외선 또는 형광빛에 의해서도 반응이 일어나며, 「물체에의 정착 → 광분해 → 재생」의 사이클에 의해 항구적인 기능을 발휘하므로 경제적이다. 또한 반응 후의 부산물은 물과 이산화탄소로 환경에 무해한 물질이며, 다양한 분야에 적용이 가능하다.

광촉매를 어느 곳에 적용하느냐에 따라 그 작용 메카니즘은 다르지만 결과적으로는 유해화합물을 분해하여 물과 이산화탄소 등으로 만들게 된다. 광촉매를 적용 할수 있는 예는 폐수처리, 산업현장에서 발생하는 대기오염물질처리, 공기정화기, 청소기, 냉장고 에어컨 위생도구, 조리기구, 화장품 등의 생활용품을 비롯하여 자동차에서 발생하는 배기 가스처리뿐만 아니라, 광촉매를 적용한 타일을 실내에 설치하여 건물 내 공기를 정화시키는 예도 있으며, 해양의 기름띠 제거, 음용수의 정화, 소각로에서 발생하는 유해가스( 다이옥신, NOx 등)의 처리 및 의료용품의 살균 등에도 적용할 수 있다.

최근에는 이러한 광촉매 기술을 생활전반에 응용하기 위하여, 이산화티탄이 함유된 광촉매 졸을 초미세 입자 형태로 물과 함께 분사하는 스프레이 형태의 광촉매 졸이 시판되고 있어 일상생활 중의 오염원의 제거나 공기정화가 필요한 곳에 간편하게 도포하여 사용할 수 있게 되었다. 그러나 이러한 광촉매 졸은 조명이 설치되어 있는 곳이나 햇빛이 잘 드는 곳에 분사하여야만 광촉매 반응이 발생하기 때문에 그 사용 범위에 제약이 따르고 있다.

이에 본 고안자들은 광촉매 졸 도포 시, 햇빛이나 조명 등의 광원에 구애 받지 않고 촉매 반응을 일으킬 수 있는 방법을 개발하고자 예의 노력한 결과, 광촉매 졸을 도포한 표면에 자외선을 조사하여 광촉매 반응을 유도할 수 있는 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 개발하고, 본 고안을 완성하였다.

본 고안의 목적은 광촉매 졸의 반응을 유도하는데 사용하는 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 제공하는데 있다.

도 1는 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기의 측면도이다.

(도면의 주요부분에 대한 부호 설명)

101 ... 자외선 램프 102 ... 석영관

103 ... 캡 104 ... 램프케이스

105 ... 손잡이 106 ... 스위치

107 ... 케이블 108 ... 안전기 케이스

109 ... 안전기

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 고안은 함몰된 형상의 개구면 일측 내부로 자외선 램프(101)를 장착하기 위한 램프케이스(104);

상기 램프케이스의 일말단과 연결되고, 배선이 내설된 중공형의 손잡이(105); 및

상기 자외선 램프(101)로 구동전원을 공급하기 위한 안전기(109)가 장착되고, 상기 손잡이와 배선으로 연결된 안전기 케이스(108)로 구성된 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 제공한다.

상기 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기는 상기 안전기 손잡이(105) 상으로 상기 안전기(109)의 사용전원을 온/오프 제어하기 위한 스위치가 더 포함되는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 고안은 기존의 광촉매 졸을 도포하여 사용할 때에 태양광이나 조명이 설치된 곳에서만 사용할 수 있었던 문제점을 극복하고자 개발된 것으로, 광촉매 졸을 필요부위에 도포한 후 본 고안의 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 사용하여 자외선을 조사하여 광촉매 반응을 유도하는 것으로, 일반 조명에서는 방사되지 않는 자외선 파장을 방사함으로 조명광에 의해 유도되는 광촉매 활성보다 높은 활성의 광촉매반응을 유도할 수 있다.

본 고안의 적용예를 살펴보면, 광촉매 졸을 부엌의 씽크대 주변이나 하수관과 연결된 수채구멍 내에 도포한 후 자외선 조사기를 사용하여 조사하면 기존의 조명이 미치지 못했던 하수 연결 부위에서도 광촉매 활성에 의한 악취제거 효과를 나타낼 수 있으며, 조명 시설이 불완전한 화장실에 도포하여 악취를 제거하고, 욕실 구석의 실리콘 시공부위의 곰팡이를 억제하는데도 사용이 가능하다. 자동차 시트, 카페트, 소파 등에 도포하여 담배연기를 제거하고 살균작용을 하는데도 쓰일 수 있으며, 건축용 외장 건자재의 정전기 제거와 실리콘 시공부위의 곰팡이 억제 등에 사용할 수 있다.

본 고안의 자외선 조사기를 첨부 된 도면을 토대로 상세하게 설명하면 다음과 같다.

본 고안의 조사기는 막대 타입 조사기로 함몰된 형상의 개구면 일측 내부로 자외선 램프(101)를 장착하기 위한 램프케이스(104)와 상기 램프케이스의 일말단과 연결되고, 배선이 내설된 중공형의 손잡이(105) 및 상기 자외선 램프(101)로 구동전원을 공급하기 위한 안전기(109)가 장착되고, 상기 손잡이와 배선으로 연결된 안전기 케이스(108)로 구성되어 있으며, 상기 안전기 손잡이(105) 상으로 상기 안전기(109)의 사용전원을 온/오프 제어하기 위한 스위치가 설치되어 있다.

막대타입 조사기는 안전기가 손잡이와 분리되어 있어, 가벼워서 핸들링 시 손목의 하중이 줄어 편하게 조사가 가능하다.

본 고안은 광촉매 졸 도포 시의 광촉매반응을 유도하는 데 사용하는 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 제공하는 효과가 있다.

본 고안에 따르면, 태양광이나 실내 조명등이 없는 곳에서도 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기를 사용하여 광촉매 졸을 도포한 후 광촉매 반응을 유도할 수 있어, 편리하고 간편하게 살균, 악취제거 및 오염물질 제거를 할 수 있다.

Claims (2)

1. 함몰된 형상의 개구면 일측 내부로 자외선 램프(101)를 장착하기 위한 램프케이스(104);

   상기 램프케이스의 일 말단과 연결되고, 배선이 내설된 중공형의 손잡이(105); 및

   상기 자외선 램프(101)로 구동전원을 공급하기 위한 안전기(109)가 장착되고, 상기 손잡이와 배선으로 연결된 안전기 케이스(108)로 구성된 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기.
2. 제1항에 있어서, 안전기 손잡이(105) 상으로 상기 안전기(109)의 사용전원을 온/오프 제어하기 위한 스위치가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 광촉매 반응 촉진용 자외선 조사기.