KR200450180Y1 - 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버 - Google Patents

공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버 Download PDF

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Abstract

본 고안은 본넷트와 윈드쉴드글래스 하부 사이에 장착되고, 차량 내부로 유입되는 외부 공기가 관통하는 그릴홀(12)이 형성된 카울탑 커버; 및 그릴홀 저면에 부착되어, 그릴홀 사이로 조사되는 외부 광원의 가시광 또는 자외선을 통해, 그릴홀을 통해 유입되는 외부 공기를 정화하는 광촉매 필터;를 포함하는 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 고안에 따르면, 실내로 흡입되는 외부로 노출된 최초의 흡입구인 그릴홀에 광촉매 필터를 장착하여, 외부 광원에 의한 가시광 또는 자외선을 통하여 그릴홀에서부터 공기를 물리적, 광화학적으로 정화할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버{cowl top cover of a car for purifing air}
본 고안은 외부 공기가 유입되는 차량 전면 윈드쉴드글래스 하부에 노출된 카울탑 커버의 저면에 광촉매 필터를 밀착하여, 차량 실내에 공급되는 외부 공기가 광촉매 필터에 의해 정화되는 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버에 관한 것이다.
일반적으로, 차량의 실내에 유입되는 공기는 차량 실내의 밀폐된 공기조화장치에 장착되는 여러 가지 공기필터에 의해 정화된다. 이 경우, 공기필터의 교환주기는 전적으로 운전자의 관리에 따라 달라지고 있다.
또한, 외부에서 유입되는 공기에 대해 윈드쉴드글래스(windshield glass) 하부 카울(Cowl)의 그릴홀의 크기가 비교적 커 벌레와 같은 큰 이물질이 공기조화장치에 유입되면서 공기필터가 막히는 문제가 발생하고 있었다.
본 고안은 상기와 같은 문제를 해결하기 위해 안출된 것으로서, 더욱 상세하게는 차량의 본넷트와 윈드쉴드글래스 하부 사이에 장착되고, 차량 내부로 유입되는 외부 공기가 관통하는 그릴홀(12)이 형성된 카울탑 커버; 및 그릴홀 저면에 부착되어, 그릴홀 사이로 조사되는 외부 광원의 가시광 또는 자외선을 통해, 그릴홀을 통해 유입되는 외부 공기를 정화하는 광촉매 필터;를 포함하는 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버는, 차량의 본넷트(2)와 윈드쉴드글래스(4) 하부 사이에 장착되고, 차량 내부로 유입되는 외부 공기가 관통하는 그릴홀(12)이 형성된 카울탑 커버(10); 및 상기 그릴홀(12) 저면에 부착되어, 상기 그릴홀(12) 사이로 조사되는 태양광 또는 형광등을 포함하는 외부 광원의 가시광 또는 자외선을 통해 상기 그릴홀(12)을 통해 유입되는 외부 공기를 정화하는 광촉매 필터(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광촉매 필터(20)는, 테두리 상면이 상기 그릴홀(12) 저면에 고정되게 부착되고, 80~150 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 외부 공기가 관통되는 스테인레스(stainless) 기재; 및 WO3-TiO2 입자로 구성되어 무기 바인더를 통해 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되고, 상기 외부 공기와 직접접촉하여 상기 외부 공기를 정화하는 광촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 광촉매는, 20~50μ(미크론)의 두께로 상기 스테인레스 기재에 코팅되는 것을 특징으로 한다.
상기와 같은 본 고안에 따르면, 실내로 흡입되는 외부로 노출된 최초의 흡입구인 그릴홀에 광촉매 필터를 장착하여, 외부 광원에 의한 가시광 또는 자외선을 통하여 그릴홀에서부터 공기를 물리적, 광화학적으로 정화할 수 있는 효과가 있다.
또한, 그릴홀 하부에 위치하는 광촉매 필터에 의해 큰 이물질의 유입이 차단되는 효과가 있다.
또한, 외부에 노출된 윈드쉴드글래스 하부의 카울탑 커버에 장착이 되므로 정차, 주행, 주차 등 어떠한 상황에서도 외부 광원인 태양광 또는 형광등의 가시광 또는 자외선을 조사받아 정화 작용을 할 수 있고, 형광등이 설치되어 있는 지하주차장에 세워 두어도 지속적인 자정작용을 할 수 있는 효과가 있다.
또한, 무기 바인더에 의해 스테인레스 기재에 오염물질이 달라붙게 되고, 빗물이나 차량 세차시 오염물질이 세척될 수 있어, 한번 장착한 스테인레스 광촉매 필터는 반영구적인 수명을 가질 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버가 차량에 장착된 상태를 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버와 광촉매 필터가 분해된 상태를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버와 광촉매 필터가 결합된 상태를 나타내는 도면이다.
도 4는 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버의 측단면도이다.
이하, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 고안의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.
도 1은 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버가 차량에 장착된 상태를 나타내는 도면이고, 도 2는 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버와 광촉매 필터가 분해된 상태를 나타내는 도면이고, 도 3은 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버와 광촉매 필터가 결합된 상태를 나타내는 도면이고, 도 4는 본 고안의 일 실시예인 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버의 측단면도이다.
도 1 내지 도 4를 참조하여 이하 설명한다.
본 고안은, 차량의 본넷트(2)와 윈드쉴드글래스(4) 하부 사이에 장착되고, 차량 내부로 유입되는 외부 공기가 관통하는 그릴홀(12)이 형성된 카울탑 커버(10); 및 상기 그릴홀(12) 저면에 부착되어, 상기 그릴홀(12) 사이로 조사되는 태양광 또는 형광등을 포함하는 외부 광원의 가시광 또는 자외선을 통해 상기 그릴홀(12)을 통해 유입되는 외부 공기를 정화하는 광촉매 필터(20);를 포함하는 것을 특징으로 한다.
외부 공기는 윈드쉴드글래스(4)(windshield glass) 하부에 장착되는 카울탑 커버(10)를 통해 유입되어 차량의 실내로 유입된다.
이 경우, 유입된 외부 공기는 광촉매 필터(20)를 통과하면서 화학적으로 정화될 수 있다.
이를 위해, 광촉매 필터(20)는 그릴홀(12)이 형성된 카울탑 커버(10)의 저면에 테두리가 밀봉 부착될 수 있다.
광촉매 필터(20)가 그릴홀(12)의 저면에 밀봉 부착되므로 외부 광원의 가시광 또는 자외선을 조사받을 수 없는 비가 오는 날과 같은 날씨에서는 빗물에 의해 광촉매 필터(20) 상면에 취합될 수 있는 큰 이물질이 제거될 수도 있다.
태양광은 광촉매 필터(20)에 조사되어 오존 및 OH Radical의 환원 작용을 촉진할 수 있다.
일반적인 공기와 일반적인 환경에서 빛의 파장 에너지(KJ / mol)는, 아래의 수학식으로 계산이 가능하다.
"(1.19625 * (10 ^ 5)) / nm (파장)"
이 경우, 184.9nm 파장의 에너지는 (1.19625*(10^5)) / 184.9 = 646.9 KJ/mol와 같이 된다. 산소원자의 해리 에너지 498 KJ/mol로 각종 유해 가스 및 유해물질에 있는 불안정한 산소원자들이 해리되고, 재결합되면서 청정 공기, 오존 또는 수산기를 생성시킨다.
이로 인해 그릴홀(12)을 통해 유입된 외부 공기 중의 산소, 유해가스, 대기 중의 수분에 존재하는 불안정한 산소 원자가 광촉매 필터(20)를 통해 산화, 환원 및 재결합하여 유입된 외부 공기가 정화될 수 있다.
따라서, 차량의 실내에 유입되는 외부 공기를 초기단계에서 지속적으로 물리적, 화학적으로 정화할 수 있게 되며, 큰 이물질이 유입되지 않고 통기성은 유지할 수 있는 구조로 광촉매 필터(20)가 차량에 장착되어 차량 내부에 장착된 종이 필터와 시너지 효과를 발휘 유입된 외부 공기의 정화효율을 높일 수 있다.
또한, 카울탑 커버(10)를 통해 유입될 수 있는 큰 이물질을 그릴홀(12) 하부의 광촉매 필터(20)가 차단할 수 있다.
태양광 또는 형광등에 나오는 가시광 또는 자외선이 1uW/cm2 이상이면, 본 고안의 광촉매 필터는 정화작용을 할 수 있다.
상기 광촉매 필터(20)는, 테두리 상면이 상기 그릴홀(12) 저면에 고정되게 부착되고, 80~150 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 외부 공기가 관통되는 스테인레스(stainless) 기재; 및 WO3-TiO2 입자로 구성되어 무기 바인더를 통해 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되고, 상기 외부 공기와 직접접촉하여 상기 외부 공기를 정화하는 광촉매;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 고안의 스테인레스(stainless) 기재는 테두리 상면이 상기 그릴홀(12) 저면에 고정되게 부착되고, 80~150 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 외부 공기가 관통된다.
스테인레스 기재가 80 메시 미만이면 유입되는 공기의 이물질의 효율적인 필터링 될 수 없고, 150 메시를 초과하면 메시 눈금의 크기가 작아져 유입되는 공기의 원활한 흐름을 저해할 수 있는 문제가 있다.
스테인레스 기재는 카울탑 커버(10)의 그릴홀(12) 형상에 대응되게 용이하게 절단 성형 될 수 있다.
절단 성형 된 스테인레스 기재의 테두리 상면이 금속접착제를 통해 그릴홀(12)의 저면에 임시고정되어, 스테인레스 기재의 위치가 카울탑 커버(10)의 저면에서 잡힌다.
이때 동원될 수 있는 금속접착제는 페놀수지계 접착제, 에폭시 수지계 접착제, 또는 초산 비닐 수지계 접착제 등이 될 수 있다.
다음, 스테인레스 기재의 테두리에 실링재를 도포하여, 카울탑 커버(10)에서 외부 공기가 유입되는 그릴홀(12)의 저면과 스테인레스 기재가 밀봉되게 한다.
이때 동원되는 실링재는 콜로이드 형태의 합성고무 또는 실리콘이 될 수 있다. 실링재에 180~200℃의 열을 가한 상태에서 실링 작업을 진행하면 40~50 분 내에 실링재의 압착이 완료될 수 있다.
또는, 자연건조 상태로 실링재의 압착을 진행하면, 24hr 정도 경과 후 실링재의 압착이 완료될 수 있다.
본 고안의 광촉매는 WO3-TiO2 입자로 구성되어 무기 바인더를 통해 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되고, 상기 외부 공기와 직접접촉하여 상기 외부 공기를 정화할 수 있다.
이를 위해, 상기 광촉매는, 20~50μ(미크론)의 두께로 상기 스테인레스 기재에 코팅되는 것을 특징으로 한다.
WO3-TiO2 입자로 구성되는 광촉매는 외부 광원의 가시광 또는 자외선이 조사되는 환경하에서 활성을 띄는 장점이 있다. 즉, WO3-TiO2 광촉매에 외부 광원의 가시광 또는 자외선이 조사되면 이산화티타늄(TiO2)에서 전자(e-)와 정공(h+) 이 발생되고, 여기서 생성된 슈퍼옥사이드음이온(O2 -)과 정공(h+)에서 생성된 수산화라디칼 (ㆍOH)이 공기 중의 유해물질을 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 분해하게 되는데, 이때 생성된 전자 중에 일부분이 전위차에 의해 접합 된 산화텅스텐 (WO3)에 충전되게(charging) 된다.
빛이 없는 어두운 곳에서는 산화텅스텐(WO3) 입자에 빛이 조사될 때 충전되어 있던 전자가 공기 중의 산소(O2)에 의해서 자기방전(Self-discharging)을 통해 산화(전자를 내어놓는 것)되어 지속적인 광촉매 기능을 수행할 수 있다.
파우더 형상의 광촉매를 바인더 및 증류수와 혼합하여 졸-겔 법으로 제조된 슬러리에 스테인레스 기재를 담그는 법(dipping method) 또는 스프레이 법으로 기재에 박막코팅한 후 450 내지 500℃에서 약 30분 동안 열처리한 것을 사용하는 것이 좋다.
열처리시 원자재의 모서리를 고정하여 수분이 빠져 나가면서 코팅이 안착 되는 사이, 코팅이 이루어지면서 메시의 수축 및 변형을 방지하며 입자가 골고루 스테인레스 mesh 망에 안착이 되도록 한다.
본 고안에 동원될 수 있는 무기 바인더는 Ethyl poly silicate계열이다. Ethyl poly silicate계열의 무기바인더는 코팅의 난이도가 높지 않은 장점이 있다.
무기 바인더는 스테인레스 기재와 광촉매의 접착력을 유지하게 하여, 광촉매가 스테인레스 기재에 안정되게 코팅되게 한다.
친환경적인 무기 바인더를 사용하여 접착력은 상온에서 최대 강도 6H 까지 나타내며, 이것을 80℃에서 열경화하면 8H~9H까지 높아진다. 그러므로 1회 코팅에 의해 반영구적으로 사용 가능할 수 있다. 또한, 코팅 면의 견고로 스테인레스 기재의 노화 및 외부 충격으로부터 보호할 수 있다.
나아가, 무기 바인더에 의해 스테인레스 기재에 오염물질이 달라붙게 되고, 빗물이나 차량 세차시 오염물질이 세척될 수 있다.
또한, 상기 광촉매는, 20~50μ(미크론)의 두께로 상기 스테인레스 기재에 코팅되는 것을 특징으로 한다.
이 경우, 코팅 두께가 50μ를 초과하면, 메시 눈금의 크기가 작아져 그릴홀(12)을 통한 외부 공기 유입이 원활하지 못한 문제가 생길 수 있고, 코팅 두께가 20μ에 미달되면 외부 공기의 정화 효율이 떨어질 수 있다.
나아가, 카울탑 커버(10)의 저면은 30~300μ(미크론)의 두께로 스테인레스 코팅될 수 있다.
상기 두께가 300μ를 초과하면, 상기 카울탑 커버(10)에 물리적 증착이 어려울 수 있고, 상기 두께가 30μ 미만이면, 합성수지재로 제작되는 카울탑 커버(10)가 오존 및 수산기에 의해 산화되는 것을 방지할 수 없는 문제가 발생할 수 있다.
상기와 같은 스테인리스 코팅은 도포 후 60~80℃에서 8~12분간 건조되는 것이 바람직하다. 상기 60℃ 이하에서 8분 미만으로 건조되면 상기 카울탑 커버(10)의 안정된 증착을 도모할 수 없고, 상기 80℃ 이상에서 12분을 초과하여 건조하면 상기 스테인레스 코팅의 화학적 성질에 변화를 줄 수 있다.
본 고안은 이상에서 살펴본 바와 같이 바람직한 실시예를 들어 도시하고 설명하였으나, 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 첨부된 실용신안청구범위에 의하여 해석되어야 할 것이다. 또한, 당해 고안이 속한 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 고안의 기술사상과 첨부된 실용신안청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형가능함은 물론이다.
2: 본넷트 4: 윈드쉴드글래스
10: 카울탑 커버 12: 그릴홀
20: 광촉매 필터

Claims (3)

  1. 차량의 본넷트(2)와 윈드쉴드글래스(4) 하부 사이에 장착되고, 차량 내부로 유입되는 외부 공기가 관통하는 그릴홀(12)이 형성된 카울탑 커버(10); 및
    테두리 상면이 상기 그릴홀(12) 저면에 고정되게 부착되고, 80~150 메시(mesh)의 크기로 형성되어, 상기 그릴홀(12)을 통해 유입되는 외부 공기가 관통되는 스테인레스(stainless) 기재; 및 WO3-TiO2 입자로 구성되어 무기 바인더를 통해 수용액 또는 파우더(powder)의 형태로 상기 스테인레스 기재 표면에 코팅되고, 상기 외부 공기와 직접 접촉하여 상기 그릴홀(12) 사이로 조사되는 태양광 또는 형광등을 포함하는 외부 광원의 가시광 또는 자외선을 통해 상기 외부 공기를 정화하는 광촉매를 포함하는 광촉매 필터(20)
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버.
  2. 삭제
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 광촉매는, 20~50μ(미크론)의 두께로 상기 스테인레스 기재에 코팅되는 것을 특징으로 하는 공기정화를 위한 자동차용 카울탑 커버.
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