KR20050019692A - 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 다수의 필터들과 플라즈마 및 자외선의 복합작용에 의해 고효율적으로 대용량의 공기를 살균 및 정화시킬 수 있도록 개선된 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛에 관한 것이다.
본 발명은 유해가스가 흡입되는 덕트의 일부에 설치되어 입자가 큰 먼지나 부유물을 여과시키는 프리필터와; 상기 프리필터를 통해 걸러진 공기중 미세한 입자나 박테리아를 포집하는 미디엄필터와; 상기 미디엄필터를 통해 여과된 공기에 플라즈마를 조사시켜 살균 및 탈취하도록 제1살균영역을 형성하는 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터와; 상기 제1살균영역의 후방에 구비되어 제2살균영역을 형성하여 연속살균 및 플라즈마필터에서 발생되는 오존의 라티칼이온화가 가능하도록 살균선을 방출하는 자외선램프와; 상기 자외선램프로부터 방출된 살균선에 의해 광산화반응을 일으켜 오염공기를 최종살균하는 제3살균영역을 형성하는 광촉매필터와; 상기 제1,2,3살균영역에서 발생된 오존을 흡수제거토록 최종단에 설치된 망간필터로 구성된다.
본 발명 유닛은 덕트형태의 모듈로 고안되어 있어 단독 유닛은 물론 기존의 건물공조라인에도 설치가 용이하여 대용량의 공간, 공기의 살균 및 정화처리가 가능하며, 부분 교체도 용이하고, 주요 부위의 세척이 쉬워 관리도 용이하다.
Description
본 발명은 다수의 필터들과 플라즈마 및 자외선의 복합작용에 의해 고효율적으로 대용량의 공기를 살균 및 정화시킬 수 있도록 개선되고 모듈화된 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛에 관한 것이다.
지금까지의 건물 공조라인에는 대부분 활성탄 또는 활성탄필터를 이용한 기초적인 먼지제거기능과 미약한 탈취기능 정도만이 구유되었기 때문에 개별냉난방에 사용되는 공조기기 정도에 사용되었을 뿐 덕트를 통한 중앙제어식 공조설비에는 사용될 수 없었다.
특히, 이러한 중앙제어식 공조설비에서는 건물 전체가 덕트를 통해 연결되어 있어 국부적인 오염이 발생하더라도 건물 전체를 오염시킬 우려가 있기 때문에 이와 같은 대용량 공조설비에서의 유해가스 분해장치는 매우 중요하다.
최근에는 통상적인 활성탄의 기초적인 살균 및 탈취기능과 연계하여 흔히 항균필터라고 일컬어지는 프리필터, 헤파필터, 카본필터들을 연속배치하여 거대 먼지로부터 미세한 박테리아에 이르기까지 포집하도록 한 장치들이 개시된 바 있다. 그러나, 이들 장치들은 사멸기능이 없는 관계로 필터를 빈번히 교체하여야 하며 혹은 오염된 필터를 무해처리하여야 하나 이 또한 교체비용이 높아 거의 실행되지 못하고 있는 실정이다.
그러한 일 예로, 등록실용 제296334호 "공기조화기용 살균탈취장치", 등록실용 제282427호 "광촉매 분해기를 이용한 공조장치 공기 살균정화기", 공개특허 제2002-59297호 "공기조화기용 공기정화장치", 등록특허 제1991-2271호 "자외선 살균등에 의한 살균 건조방법 및 장치", 등록실용 제225374호 "오염된 공기중의 악취 및 휘발성 유기물질 처리장치" 등이 그것이다.
그러나, 상기에 개시된 기술들은 전술하였던 다수의 필터들에 의한 여과후 광촉매의 분해기를 이용한다던지 혹은 자외선램프를 통한 살균선을 조사한다든지 하는 방식으로 살균기능을 단순 부가한 정도에 지나지 않아 그 효율이 지극히 낮았다.
즉, 공조설비의 처리용량에 맞추어 체계적이고 순차적인 처리시스템으로 갖추어지지 않고 살균에 효과적이라고 알려진 기술들을 단순 채용하여 부가하는 정도의 수준밖에 되지 않아 정화기능의 한계에 이르게 되었다.
예컨대, 각종 유기용제를 다량 사용하는 생산공정이나 처리공정, 도장공정 등에서 불가피하게 생성되는 휘발성 유기화합물(이하, 'VOC'라 함)의 광화학적산화반응에 의해 유발되는 VOC나 또는 식품공장, 분료처리장 등의 악취물질중에는 현재까지의 기술로 분해하기 어려운 물질들이 다수 포함되어 있는데 이것들이 그러한 것이다.
따라서, 대용량의 공조설비내 공기(유해가스 포함)를 고효율적이면서 체계적,순차적으로 단시간에 정화처리해 낼 수 있는 설비들이 절실히 요청되게 되었다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술이 갖는 공기 정화에 따른 한계성을 감안하여 현실적인 요청에 부응하고자 창출된 것으로, 기존에 알려진 다수의 필터들을 적절히 재배치하여 먼지제거 등의 초기 정화효율을 높이면서 동시에 긴밀히 상호 연계되고 처리작용이 증폭되면서 체계적이고 순차적인 살균 및 정화처리 시스템을 갖추도록 하여 고효율적이면서 대용량 처리에도 전혀 손색없는 그러한 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛를 제공함에 그 목적이 있다.
본 발명은 상기한 기술적 과제를 달성하기 위하여, 유해가스가 흡입되는 덕트의 일부에 설치되어 입자가 큰 먼지나 부유물을 여과시키는 프리필터와; 상기 프리필터를 통해 걸러진 공기중 미세한 입자나 박테리아를 포집하는 미디엄필터와; 상기 미디엄필터를 통해 여과된 공기속의 유해물질을 1차분해하여 살균 및 탈취하도록 제1살균영역을 형성하는 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터모듈과; 상기 제1살균영역의 후방에 구비되어 제2살균영역을 형성하여 플라즈마방전필터에서 발생된 오존을 라디칼로 변화시킴과 동시에 자외선 살균선을 방출하는 자외선램프와; 상기 자외선램프로부터 방출된 살균선에 의해 광산화반응을 일으켜 잔류세균 및 악취물질을 최종살균하는 제3살균영역을 형성하는 광촉매필터와; 상기 제1,2,3살균영역에서 발생된 오존을 흡수제거토록 최종단에 설치된 망간필터를 포함하여 구성된 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛를 제공함에 그 특징이 있다.
또한, 본 발명 공기살균 청정유닛은 상기 필터들 및 자외선램프를 분할하고, 이들 분할부분들이 서로 플랜지를 통해 체결가능한 형태로 각각 모듈화되어 부분교체 가능하게 구비된 것을 특징으로 한다.
이하에서는 첨부도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세하게 설명한다.
도 1은 본 발명 장치의 설치상태를 보인 덕트의 일부를 절개하여 보인 사시도이고, 도 2는 도 1의 요부 단면도이다.
도시와 같이, 본 발명 장치는 공기가 유동되는 공조설비(기기)의 덕트(D)내에 프리필터(10), 미디엄필터(20), 플라즈마방전필터(30), 자외선램프(40), 광촉매필터(50) 및 망간필터(60)를 순차배열하여 이루어진다.
이들 필터들과 램프들은 도시된 플랜지(F)를 갖는 하우징형태의 부재내에 세팅된 채로 모듈화되어 개별적으로 손쉽게 교체될 수 있는 상태로 구비됨이 더욱 바람직하다.
교체는 플랜지(F)들간의 접촉부위에 체결된 나사 혹은 볼트만을 해체함으로써 쉽게 이루어질 수 있다.
프리필터(PRE FILTER)(10)는 큰 먼지 및 부유물질 등을 포집하는 필터로서, 통상 150㎛ 이상 크기의 먼지를 포집하게 된다.
미디엄필터(MEDIUM FILTER)(20)는 상기 프리필터(10)에서 걸러지지 않은 좀더 작은 먼지나 부유물질 등을 포집하게 되는데 이를테면 1~10㎛ 정도의 크기까지 필터링하게 되며, 설치장소의 조건에 따라 생략될 수도 있다.
플라즈마방전필터(30)는 제1살균영역을 형성하게 되는데 이는 네트(NET) 형태로 고안된 전극에 인가된 전압에 의해 플라즈마방전으로 생긴 전자충돌과 오존 등이 살균 및 탈취는 물론 VOC가스의 분해에 까지 작용하게 된다.
여기에서, 상기 플라즈마방전필터(30)는 도 3,4에 도시된 바와 같이, 두께가 0.05~3mm, 가로 세로의 크기가 수mm에서 수백mm에 이르는 한쌍의 세라믹플레이트(32a,b) 사이에 전도성재질인 금속박판(34), 특히 티타늄과 같은 재질로서 두께가 0.05~1mm 정도인 것을 개재시킨 다음 압착하여 플레이트조립체(30')를 만들고, 이 플레이트조립체(30')를 다수개 적층시키되 각 플레이트조립체(30') 사이의 간격을 유지시키기 위해 높이조절지그(36)를 재치시키게 되면 일정한 크기의 공간이 형성되게 되는데 이 공간이 플라즈마형성영역(38)이며, 이렇게 배치된 하나의 플라즈마방전필터(30)를 이룬다.
이때, 각 금속박판(34)들은 단자(34')를 가지는데 이 단자(34')들이 적층될 때 서로 교호되게 적층되도록 한 후 각 단자(34')이 교류전원에 병렬로 연결되게 된다.
아울러, 상기 플레이트조립체(30')를 이룰때에 내부공기가 전혀 없도록 압착되어야 하며 그 테두리를 따라 씰링재(S)로 충분히 밀봉시켜 소성함으로써 외부공기층 함유된 수분 등의 성분 침투를 막도록 하며, 특히 병렬적층시 내부 금속박판(34)에 인가된 전원이 외부로 아킹되어 전이되지 않도록 하기 위함이다.
또한, 상기 높이조절지그(36)는 0.5~5mm내외가 되도록 하되, 그 처리하는 유해가스의 종류나 농도, 유량 등에 따라 달리 조절할 수 있도록 하여 줌이 바람직하다.
이때, 상기 높이조절지그(36)의 크기를 상기와 같은 수치로 한정하는 이유는 5mm를 넘어서면 거리가 너무 커져 인가되는 파워용량이 현저히 커져야 하는 부담이 있고, 0.5mm 보다 적으면 너무 가까워서 처리용량이 현저히 줄어들기 때문에 상기의 범위가 가장 타당하며, 특히 0.5~5mm의 범위일 때 전자밀도가 높고, 코로나방전을 억제하여 분해능을 향상시킬 수 있기 때문이다.
한편, 상기 플라즈마방전필터(30)는 도 5,6과 같은 형태의 플라즈마필터모듈(1)로도 대체가능하다.
상기 플라즈마필터모듈(1)은 케이스(2)내에 주전극(3)과 대향전극(4)이 맞닿은 상태에서 서로 90도 방향 또는 다른 각도로 대향되게 설치되고, 케이스(2)의 외부에는 전원, 접지선 등이 연결될 수 있는 연결부(5)가 설치되어 하나의 모듈을 형성한 구조이다.
주전극(3)은 구리, 은, 백금, 스텐레스봉 또는 기타재질의 도전체로 이루어지며, 대향전극(4)은 전술한 도전체에 실리콘, 폴리이미드, 에폭시 등의 수지로 된 유전체가 피복된 구조이다.
양 전극은 판재, 원형 와이어 등 그 형상에 관계없지만, 판재의 경우는 상호 접촉면적이 넓어져 플라즈마를 발생하는 데는 유리한 면이 있다.
특히, 주전극(3)은 원형와이어인 경우 그 직경은 0.1~3cm가 바람직하나, 전체 모듈의 크기에 따라 변경이 가능하다.
또한, 대향전극(4)의 유전체의 피복두께는 전술한 주전극(3)의 직경에 따라 다르지만 통상 5㎛~1mm가 바람직한데, 피복두께가 얇을수록 출력전압이 낮아져 효율이 향상되지만 5㎛이하에서는 내구성이 떨어지는 문제점이 있고, 1mm 이상에서는 효율이 크게 떨어지므로 이 범위가 바람직하다.
인가전압의 경우에는 0.5~5kV정도가 바람직한 바, 이는 인가전압이 낮을수록 전력효율면에서는 유리하나 0.5kV이하에서는 인가전압이 너무 낮아 플라즈마 발생이 극히 약해질 수 있고, 5kV이상에서는 전력효율이 상당히 떨어지므로 불리하므로 상기 범위가 적정하다.
아울러, 전원으로는 펄스, 사인파, DC 전원이 사용가능하나, 교류전압을 인가할 때 가장 안정적인 결과를 얻을 수 있으며, 인가주파수는 통상적인 인가주파수인 0.5~100kHz의 범위가 바람직하며 인가주파수의 범위에 따라 파워서플라이(Power supply), 고압트랜스의 스펙 등이 달라지게 된다.
이와 같이 주전극(3)과 대향전극(4)이 밀착되어 있으므로 모듈의 두께가 매우 얇아져서 기존 공기정화장치 또는 시설 내부에 특별한 설계변경없이 간단하게 부착할 수 있으며, 낮은 전압으로도 플라즈마 영역을 구성할 수 있으므로 효율적으로 살균, 유해가스의 분해를 가능하게 한다.
또한, 본 발명의 플라즈마필터모듈(1)은 모듈화되어 있어, 전원은 플러그에 의하여 연결부(5)에 연결하기만 되도록 되어 있으며, 모듈 각각을 직접 접지하든지 하우징(6)을 만들어 하우징(6)을 접지하든지 하는 방법으로 간접적으로 접지가 가능하도록 되어 있다.
아울러, 도 6과 같이, 본 발명 플라즈마필터모듈(1)은 주전극(3)과 대향전극을 서로 90° 방향으로 밀착되게 하되 교대로 상하가 바뀌어 위치하도록 하여 그물모양으로 직조된 상태로 형성할 수도 있다.
이는 그물형으로 형성함으로써 양 전극간의 밀착도가 커져 사용시 장치의 진동 또는 풍속에 의하여 양 전극이 서로 이격되는 우려가 작아지는 이점이 있기 때문이다.
상술한 플라즈마방전필터(30) 혹은 플라즈마필터모듈(1)은 서로 대체 가능하면서 또한 두개가 동시에 병존할 수도 있는데 상술한 조립된 모듈의 어디에 설치되든지 무방하다.
이를테면, 도 1의 예시와 같은 형태로 설치될 수도 있으며, 자외선램프(40)와 광촉매필터(50) 사이 혹은 광촉매필터(50)와 망간필터(60) 사이의 공간중 어느 하나에 선택적으로 설치될 수도 있다.
자외선램프(40)는 제2살균영역을 형성하며 자외선램프(40)로부터 방사되는 강력한 살균선인 200~270nm 영역대의 파장은 유해가스내에 포함된 미생물이나 바이러스 등의 DNA를 직접 파괴하여 살균함은 물론 상기 플라즈마방전필터(30)를 통해 플라즈마 처리시 생성된 오존을 산소이온과 산소라디칼로 변화시켜 악취를 제거하거나 유해유기물의 분해능을 더욱 향상, 촉진시키게 된다.
아울러, 상기 자외선램프(40)는 석영관(42)에 의해 보호되며 유동되는 공기량에 따라 램프의 점등수를 제어하는 센싱, 컨트롤기능이나 혹은 램프의 출력(0~600W까지)이 조정되는 디밍(DIMMING)기능을 갖춘 BALLAST(POWER SUPPLY)도 갖춤이 바람직하다.
이때, 상기 자외선램프(40)는 상술하였듯이, 원형 또는 사각 터널형태의 케이스와 같은 덕트(D)의 내주면을 따라 다수 배열되는 형태를 취함이 바람직한데 이를 위해 자외선램프(40)가 세팅된 하우징을 하나의 모듈로 만들어 기존 공조라인의 어느 부위에라도 끼워 넣을 수 있는 형태로 설계됨이 바람직하다.
또한, 상기 자외선램프(40)가 설치되는 배관의 내주면에는 광촉매(46')가 도포될 수 있다.
뿐만 아니라, 도 7 및 도 8에서와 같이 상기 자외선램프(40)도 모듈화가 가능한데 이를테면 하우징(44)과, 상기 하우징(44)을 관류하는 공기의 유동방향과 직교되게 배열고정된 고정플레이트(46)를 구비한 상태에서 상기 자외선램프(40)를 상기 고정플레이트(46)에 끼워 고정함으로써 가능하다.
이때, 상기 자외선램프(40)는 일단이 폐쇄된 형태의 보호부재(48) 내부에 끼워지는 형태로 보호될 수 있는데 상기 보호부재(48)는 석영관 혹은 불소가 함유된 수지가 바람직하다.
여기에서, 상기 자외선램프(40)는 공기의 풍량과 오염된 정도에 따라 자외선램프(40) 단독 혹은 석영관과 같은 보호부재내에 구비되거나 불소가 함유된 수지관 내에 구비될 수 있다.
특히, 불소가 함유된 수지를 보호부재로 하는 경우에는 수지의 표면에 오염물이 쉽게 부착되지 않기 때문에 표면이 깨끗하여 자외선의 투과율이 좋아 광촉매를 활성화시키는데 매우 유리한 장점이 있으며, 또한 물성이 강하여 잘 파손되지(깨지지) 않아 풍량이 센 곳에서도 용이하게 사용될 수 있는 장점이 있다.
아울러, 다른 가능한 예에 따르면 상기 보호부재(48)의 외표면에는 다수의 핀(48')을 그 주연방향 및 길이방향으로 동시 배열하여 공기와의 접촉면적을 최대한 넓힐 수 있도록 하여 줌이 바람직하다. 이때, 인접 보호부재에 구비된 핀들과의 간섭을 피하기 위해 인접 보호부재의 핀들과는 서로 교호되게 배설함이 타당하다.
이때, 상기 핀(48')이 형성된 경우에는 고정플레이트(46)외의 다른 고정수단을 통해 직접 하우징(44)내에 고정될 수도 있고, 또한 고정플레이트(46)를 사용할 경우에는 미리 보호부재(48)를 고정플레이트(46)에 삽입한 후 최후 공정에서 보호부재(48)의 외표면에 핀(48')을 부착시킬 수도 있다.
뿐만 아니라, 상기 고정플레이트(46)는 원반형태 혹은 링형태의 것이 바람직하며, 그 양면 혹은 링의 양 테두리를 따라 광촉매(46')를 도포시킬 수 있다.
그리고, 상기 고정플레이트(46)는 고정바(49)에 의해 일정간격으로 배열된 다수개가 한조를 이룰 수 있으며, 한 조를 이룬 고정플레이트(46)는 하우징(44)의 내부에 공기가 유동되는 방향과 직교되는 방향으로 별도의 고정부재나 혹은 지지대를 이용하여 고정된다.
또한, 상기 고정플레이트(46)의 내경, 자외선램프(40)가 삽입되는 내주면에는 일정두께로 자외선에 강한 고무(46")를 설치하여 그 고정성을 더욱 견실히 할 수도 있다.
부가적으로, 상기 자외선램프(40)의 램프소켓(40')을 일단에만 형성하는 구조를 취하여 상기 보호부재(48) 내에 자외선램프(40)를 삽입고정시킬 때에 그 인입과 인출에 있어 용이성을 확보함으로써 교체를 용이하게 함이 특히 바람직하다.
광촉매필터(50)는 제3살균영역을 형성하며 자외선램프(40)로부터 방사된 253.7nm의 파장에 의해 광활성화된 광촉매가 광산화작용을 통해 살균 및 악취, 유기물분해, 음이온발생 등을 수행하게 된다.
이때, 광촉매필터(50)는 자외선램프(40)의 후단에 별개로 장착될 수 있고, 또한 자외선램프(40)가 설치된 케이스의 내부에 코팅될 수도 있다.
또한, 사용되는 광촉매로는 TiO2가 바람직한데 전이금속이 함유된 아나타제(ANATASE) 형태가 바람직하다.
아울러, 이 광촉매필터(50)는 전구체인 Ti Alcoxide sol로부터 만드는 sol-gel법 혹은 TiO2와 SiO2 복합산화물을 제조하는 형태인 고체산법에 의해 제조됨이 특히 바람직하다.
망간필터(60)는 플라즈마방전필터(30)에서 생성된 오존이 자외선램프(40)로부터 방사된 살균선의 파장에 의해 산소이온과 산소라디칼로 분해될 때에 분해되지 않고 잔존하는 미량의 오존까지 흡착, 제거하여 최종적으로 배출되는 오존의 양이 거의 없거나 혹은 인체에 무해한 0.03ppm 이하로 방출시키기 위해 요구되는 필터이다.
특히, 상기 망간필터(60)는 유기악취 분해시에 플라즈마, 자외선분해존에서 미처 분해되지 않은 미량의 아민, mercaptan, 황화수소, 암모니아 등의 악취물질을 저온에서도 용이하게 제거할 수 있으므로 오존의 제거를 포함하여 매우 유용하다.
이와 같은 성능(고활성)을 나타내기 위해서는 TiO2나 TS(TiO2 + SiO2) 파우더에 망간이 약 20~25% 정도 함유되도록 함침시켜 제조하거나 혹은 망간과 활성탄을 뭉쳐서 제조할 수 있다.
또한, 대용량의 처리시에는 bead type으로 형성함이 더욱 바람직하다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명의 작동관계를 설명한다.
덕트(D)로 유입된 유해가스는 먼저 프리필터(10)와 미디엄필터(20)를 통과하면서 아주 미세한 먼지는 물론 각종 미생물, 바이러스, 기타 부유물질들이 필터링되게 된다.
이어, 인가된 전압에 의해 플라즈방전필터(30)의 플라즈마형성영역(38)에서는 플라즈마가 발생되고(플라즈마필터모듈(1)에서는 주전극과 대향전극이 교차하는 곳에서 플라즈마 발생), 이 부위를 통과하는 1,2차 필터링된 유해가스는 공기중에 있는 이온과 전자가 플라즈마형성영역(38)내에서 탄성충돌과 비탄성충돌을 일으키면서 물리적충돌을 유발하고, 또 플라즈마 형성시 발생하는 라디칼에 의한 화학적충돌을 통해 각종 세균을 비롯한 VOC가스 등이 살균되고 탈취되며 정화되게 된다.
예컨대, 플라즈마에 의한 VOC가스, 특히 톨루엔의 분해반응을 예시하자면 다음과 같다.
O2 + H2O + e- →OH*, O*
즉, 플라즈마형성영역(38)에서 물분자 또는 산소분자는 상기 식과 같이 OH*, O* 와 같은 활성라디칼이 되고, 이 라디칼은 다시 하기한 식을 거치면서 톨루엔을 산화시켜 분해함으로써 인체에 무해한 이산화탄소와 물분자로 변화시키게 된다.
OH* + C6H5CH3 →C6H5CH2 * + H2O
C6H5CH2 * + 7O2 + 7OH* →7CO2
+ 8H2O
상술한 예시적인 과정을 통해 유해가스가 플라즈마방전필터(30)를 통과하면서 1차적으로 살균되게 된다.
이어, 자외선램프(40)로부터 발생되는 253.7nm의 파장대역을 갖는 살균선은 거의 모든 균종에 유효하고 조사에 의해 세포내의 핵산(DNA)이 변화되면서 신진대사의 장애를 일으켜 증식능력을 차단함으로써 2차적인 사멸기능을 수행하게 된다.
아울러, 이 영역에서는 상기 플라즈마방전필터(30)에서 생성된 소량의 오존이 함께 공존하게 되며, 이 오존이 산소이온과 산소라디칼로 변환되면서 또다른 살균작용은 물론 악취제거도 효과있게 수행하게 된다.
이러한 연속적인 살균작업에 이어, 병행되는 광촉매필터(50)에 의한 광산화반응은 유해가스를 최종적으로 살균 정화시키게 된다.
즉, 근거리에서 조사되는 상기 자외선램프(40)의 살균선(자외선)에 의하여 광촉매상의 전하-양공이 형성되게 되는데 이 두가지 물질들은 재결합하거나 또는 흡착물질들과 반응할 수 있는 표면으로 이동하면서 양공이나 전자는 다음의 3가지 반응중 한가지를 통해 소멸하게 된다.
첫째, 광촉매 반응으로 다음과 같다.
Aad(흡착물질 A) + h+ →(Aad)+
Bad(흡착물질 B) + ecb - →(Bad)-
(Aad)+ + (Bad)- → 생성물
이 반응에 있어서는 생성된 양공과 전자가 최종적으로 다시 결합하는 경우이지만 이미 흡수된 빛에너지는 반응의 활성화에너지를 공급하는데 사용된 것이다.
그리고 반응에 사용된 반도체는 변화하지 않은 상태로 있게 된다.
둘째, 격자의 변화 반응이다.
h+ + 격자 →(격자)+
(격자)+ →격자반응 생성물
'격자 변화 반응' 의 경우를 보면 반응에 사용된 반도체는 자신이 반응의 진행에 따라 변화를 일으키게 된다. 그리고 반응에 사용된 반도체는 변화하지 않은 상태로 있게 된다. 실제로 CdS와 같은 황화물계 반도체는 빛의 조사에 의해 수용액중에서 쉽게 광부식(photocorrosion)을 일으키게 된다.
세째, 전자와 양공의 재결합 반응이다.
h+ + ecb - →열에너지
'전자와 양공의 재결합 반응' 은 생성된 양공과 전자가 광촉매 산화반응에 참여하지 않고 직접 재결합하는 경우이다.
따라서, 공간 전하층에서 전자대의 휨은 생성된 양공과 전자가 서로 반대 방향으로 움직이게 함으로서 궁극적으로 전자와 양공의 재결합을 방지하는 효과를 나타내게 되는 것이다.
이러한 반응들에 의해 유기물질이 산화되면서 최종적으로 분해처리되게 되는 것이다.
이 과정이 종료되면 망간필터(60)는 발생되었던 오존을 최대 흡착하여 인체에 무해하게 한 상태로 정화된 공기를 내보내게 된다.
이상에서 상세히 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 고효율적인 유해가스의 처리가 가능하다.
둘째, 대용량에 적합하다.
세째, 모듈화되어 있어 부분 교체가 용이하다.
네째, 주기적인 세척이 가능하여 살균효율 및 신뢰성이 높아진다.
도 1은 본 발명에 따른 유닛이 설치된 덕트의 일부를 절개하여 보인 사시도 및 요부 확대도,
도 2는 도 1의 개략적인 단면도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 유닛중 플라즈마방전필터의 제조과정도 및 조립상태를 보인 예시도,
도 5 및 도 6은 본 발명에 따른 유닛중 플라즈마필터모듈의 예시도,
도 7 및 도 8은 본 발명에 따른 유닛중 자외선램프모듈의 설치상태를 보인 예시도 및 요부 사시도.
♧ 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 ♧
10....프리필터 20....미디엄필터
30....플라즈마방전필터 40....자외선램프
50....광촉매필터 60....망간필터
Claims (15)
- 유해가스가 흡입되는 덕트의 일부에 설치되어 입자가 큰 먼지나 부유물을 여과시키는 프리필터와;상기 프리필터를 통해 걸러진 공기중 미세한 입자나 박테리아를 포집하는 미디엄필터와;상기 미디엄필터를 통해 여과된 공기속의 유해물질을 1차분해하여 살균 및 탈취하도록 제1살균영역을 형성하는 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터모듈과;상기 제1살균영역의 후방에 구비되어 제2살균영역을 형성하여 플라즈마방전필터 혹은 플라즈마필터모듈에서 발생된 오존을 라디칼로 변화시킴과 동시에 자외선 살균선을 방출하는 자외선램프와;상기 자외선램프로부터 방출된 살균선에 의해 광산화반응을 일으켜 잔류세균 및 악취물질을 최종살균하도록 제3살균영역을 형성하는 광촉매필터와;상기 제1,2,3살균영역에서 발생된 오존을 흡수제거토록 최종단에 설치된 망간필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 1에 있어서,상기 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터모듈은 상기 망간필터 전방 임의의 지점에 두 필터가 동시에 병설된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 1에 있어서,상기 필터들 및 자외선램프는 분할된 각 부분이 플랜지를 통해 서로 체결가능한 형태로 각각 모듈화되어 부분교체 가능하게 구비된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 3에 있어서,상기 자외선램프의 모듈화는 공기가 유동될 수 있는 하우징을 구비하고, 상기 하우징의 내부에 고정되고 공기의 유동방향과 직교되게 고정플레이트를 다수 배열하며, 배열된 상기 고정플레이트에 상기 자외선램프를 삽입배치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 4에 있어서,상기 자외선램프는 석영관 혹은 불소가 함유된 수지관으로 된 보호부재에 삽입된 상태에서 고정플레이트에 삽입배치되는 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 5에 있어서,상기 보호부재의 외주면에는 그 길이방향을 따라 다수의 핀이 부설된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 4에 있어서,상기 고정플레이트는 원판 혹은 링인 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 7에 있어서,상기 고정플레이트는 그 양측면에는 광촉매가 도포되거나 또는 그 내주면에 자외선에 강한 고무를 삽입하거나 또는 상기 두가지가 동시에 구비된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 1에 있어서,상기 플라즈마방전필터는 한쌍의 세라믹플레이트 사이에 전도성재질인 금속박판이 끼워져 압착된 형태의 플레이트조립체가 마련되고;상기 플레이트조립체들이 서로 교차 적치되면서 이들 사이에 높이조절지그가 끼워져 플라즈마방전영역이 형성되며;각 교차적치된 플레이트조립체들의 단자에 교류전원이 연결되어 구성된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 9에 있어서,상기 플레이트조립체는 그 외테두리가 씰링재에 의해 밀봉처리된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 1에 있어서,상기 플라즈마필터모듈은 주전극과 대향전극이 일정한 각도를 가지고 격자모양을 이루되 두 전극이 교대로 상하위치를 바꾸어 대향하는 그물모양을 이루거나 혹은 주전극이 밑에 위치하고 대향전극이 위에 위치하는 형태로 겹쳐지게 배설되어 구성된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 청구항 1에 있어서,상기 자외선램프가 설치된 모듈의 내주면에는 광촉매가 부가코팅된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 유해가스가 흡입되는 덕트의 일부에 설치되어 입자가 큰 먼지나 부유물을 여과시키는 프리필터와;상기 프리필터를 통해 여과된 공기속의 유해물질을 1차분해하여 살균 및 탈취하도록 제1살균영역을 형성하는 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터모듈과;상기 제1살균영역의 후방에 구비되어 제2살균영역을 형성하여 플라즈마방전필터 혹은 플라즈마필터모듈에서 발생된 오존을 라디칼로 변화시킴과 동시에 자외선 살균선을 방출하는 자외선램프와;상기 자외선램프로부터 방출된 살균선에 의해 광산화반응을 일으켜 잔류세균 및 악취물질을 최종살균하도록 제3살균영역을 형성하는 광촉매필터와;상기 제1,2,3살균영역에서 발생된 오존을 흡수제거토록 최종단에 설치된 망간필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 유해가스가 흡입되는 덕트의 일부에 설치되어 입자가 큰 먼지나 부유물을 여과시키는 프리필터와;상기 프리필터를 통해 걸러진 공기중 미세한 입자나 박테리아를 포집하는 미디엄필터와;상기 미디엄필터를 통해 여과된 공기속의 유해물질을 1차분해하여 살균 및 탈취하도록 제1살균영역을 형성하는 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터모듈과;상기 제1살균영역의 후방에 구비되어 제2살균영역을 형성하여 플라즈마방전필터 혹은 플라즈마필터모듈에서 발생된 오존을 라디칼로 변화시킴과 동시에 자외선 살균선을 방출하는 자외선램프와;상기 자외선램프로부터 방출된 살균선에 의해 광산화반응을 일으켜 잔류세균 및 악취물질을 최종살균하도록 제3살균영역을 형성하는 광촉매필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
- 유해가스가 흡입되는 덕트의 일부에 설치되어 입자가 큰 먼지나 부유물을 여과시키는 프리필터와;상기 프리필터를 통해 여과된 공기속의 유해물질을 1차분해하여 살균 및 탈취하도록 제1살균영역을 형성하는 플라즈마방전필터 또는 플라즈마필터모듈과;상기 제1살균영역의 후방에 구비되어 제2살균영역을 형성하여 플라즈마방전필터 혹은 플라즈마필터모듈에서 발생된 오존을 라디칼로 변화시킴과 동시에 자외선 살균선을 방출하는 자외선램프와;상기 자외선램프로부터 방출된 살균선에 의해 광산화반응을 일으켜 잔류세균 및 악취물질을 최종살균하도록 제3살균영역을 형성하는 광촉매필터를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공조라인에 설치가능한 공기살균 청정유닛.
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