KR20050078787A

KR20050078787A - 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트 및 이를 이용한공기정화기

Info

Publication number: KR20050078787A
Application number: KR1020040006643A
Authority: KR
Inventors: 이바도
Original assignee: 이바도
Priority date: 2004-02-02
Filing date: 2004-02-02
Publication date: 2005-08-08
Also published as: KR100578074B1

Abstract

본 발명은 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트 및 이를 이용한 공기정화기에 관한 것으로서, 본 발명에 의하여, 압출 또는 몰드성형되어 본질적으로 평행한 다수의 종방향 통로가 형성된 세라믹 본체; 상기 종방향 통로를 포함한 상기 세라믹 본체의 내부벽에 담지된 촉매; 및 상기 종방향 통로에 배치되고 상기 세라믹 본체 바깥쪽으로 노출된, 전류를 공급하기 위한, 리드선을 갖는 열선으로 된 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트를 제공한다. 또한 본 발명은 상기 세라믹 촉매 유니트의 측면에 유지되어 지지하는 수단; 및 상기 세라믹 본체의 바깥에 노출된 상기 열선의 리드선과 연결되는 전류공급수단으로 이루어져 방해 받음이 없이 상기 세라믹 본체 종방향 통로의 하단부로부터 유입된 공기는 가열되어 종방향 통로의 상단부로 배출되는 연소온도보다 낮은 온도에서 오염물질을 촉매에 의하여 산화 또는 산화-환원에 의하여 제거하는 공기정화기를 제공한다. 상기 공기정화기는 콤팩트한 구조로 실내 미생물 뿐만 아니라 오존, 알데하이드류, 휘발성 유기물질(VOC's), 유해한유기물질(HOC's), 일산화탄소, NO_X 등을 제거한다. 본 발명의 공기정화기는 간단한 구조로서 설치 후에 필터 교체 등과 같은 메인티넌스의 필요성이 전혀 없고 소음도 없다.

Description

공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트 및 이를 이용한 공기정화기{self-heating ceramic catalytic unit and air purifier comprising the same}

본 발명은 촉매가 담지된 실내 공기 정화용의 가열식 세라믹 촉매 유니트 및 이를 이용한 공기 정화기에 관한 것이다. 특히 본 발명은 오염된 실내공기를 정화하거나 공기조화 관련 기기에 정화된 공기를 공급하는 데 사용될 수 있는 자체 가열식의 촉매가 담지된 일체형 세라믹 촉매 유니트 및 이를 이용한 공기정화기에 관한 것이다.

현대인에게서 실내 생활의 비중이 점점 늘어감에 따라 실내공기 오염에 대한 관심이 점점 높아가고 있다. 여러 발표 자료에 의하여 실내공기의 오염은 외부공기 보다 훨씬 심각한 수준에 있다고 보고되고 있다. 실내공기 오염의 일부는 외부 대기의 유입에 의하여 발생하는데 예를 들면 차량의 배기가스가 주범인 오존에 의한 경계령이 대도시 주변에 자주 발생한다. 또한 생활에 부수되는 조건에 의하여 생성되는 곰팡이류, 진드기, 박테리아, 바이러스등과 같은 미생물에 의한 것도 중요 요소로서 병약자나 어린이에게 질병을 일으킬 수 있게 된다. 뿐만아니라 생활환경에서 오는 유해성 유기물질(HOC's), 휘발성 유기물질(VOC's) 또는 새집증후군(sick house syndrome)의 주범인 포름알데히드등 의 오염도 심각하다. 오늘날 만연해 있는 어린이 천식이나 아토피성 피부염과 같은 알레르기 질환은 이러한 미생물 뿐만아니라 오존을 비롯한 실내공기 오염에 의하여도 야기되는 것으로 잘 알려져 있다.

가장 널리 알려진 공기정화방식은 필터방식이다. 미세 먼지를 제거하는 HEPA필터라 하더라도 세균을 걸러내지는 못할 뿐만 아니라 필터 방식으로는 세균을 살균할 수 있는 어떠한 조건도 되지 않는다. 또한 필터를 자주 교체해 주지 않으면 공기정화기 주위가 오히려 세균의 온상이 될 수 있다. 또한 상기 필터 방식은 오존 오염에 대하여 어떠한 처리도 할 수 없다. 이 외에 은 입자, 광촉매, 자외선 방식 등이 선전되고 있으나 실험실의 시료 수준을 떠나서 연속적으로 흐르는 공기흐름속에서 공기와의 짧은 접촉시간에 선전과는 달리 그 효과 달성이 이루어 지는지 불확실하다. 특히, 근자에 문제가 되는 사스, 인플루엔자 등 바이러스에 대해서는 효과적인 방책이 전혀 없다.

이와는 달리 열 방사 방식으로 고온으로 달구어진 내화물에 공기를 접촉시키는 것은 가장 오래전 부터 사용되오던 방식이다. 그야 말로 미생물을 열방사에 의하여 제거해 버리는 것이다. 이러한 전통적인 방식을 개선하여 알리토 피오렌자노의 미국특허 제4,877,990호에는 내화물 블록에 다수의 덕트공을 형성하고 히터선을 상기 덕트공에 배치하여 통전 가열 시킴으로써 가열된 덕트공을 통과하는 공기를 가열, 살균하는 구조를 개시하고 있다. 칼로스 마티아스의 미국특허 제5,874,050호에는 다수의 구멍이 뚫린 길다란 세라믹체에 히터를 배치하여 대류방식에 의하여 공기를 가열, 정화하는 방식이 제안되고 있다. 상기 피오렌자노 특허와의 차잇점은 세라믹체가 조금 길다는 것, 따라서 압출 방식에 의하여 제조된다는 것, 하우징내 몇개의 다발로 결합되어 사용된다는 것, 공기의 유통과 상기 세라믹체를 지지하기 위한 하우징의 격실과 유통구멍 등이고 원리는 동일하다. 상기 피오렌자노의 특허는 상기 칼로스 마티아스의 발명과 동일한 원리를 이용하여 사용 및 제조상 구조를 개선한 것이기는 하나 그 원리에 비해 구조가 비교적 복잡하다. 상기 특허들의 세라믹 열방사 방식은 미생물 특히 바이러스 제거에서는 비교적 확실한 방법이기는 하나 VOC's와 같은 오염물질을 제거하기 위해서는 오염물질의 연소온도이상 가열해야하고 이것은 에너지 효율의 문제와 실내공기의 상승이라는 문제점을 갖고 있다.

본 발명의 목적은 오염된 실내 공기의 정화에 사용될 수 있는 촉매가 담지된 가열식 세라믹 촉매 유니트를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 다른 목적은 실내에 기생하여 질병을 일으키는 고병원성 바이러스를 포함하는 미생물, 오존, 유해성 유기물질(HOC's;hazardous organic compound), 휘발성 유기물질(VOC,s;Volitile organic compound), CO, NOx(질소산화물) 및/또는 새집증후군의 주범인 포름알데히드 등의 오염물질을 제거할 수 있는 콤팩트한 공기정화기를 제공하기 위한 것이다.

본 발명에 의하여, 압출 또는 몰드성형되어 본질적으로 평행한 다수의 종방향 통로가 형성된 세라믹 본체; 상기 종방향 통로를 포함한 상기 세라믹 본체의 내부벽에 담지된 촉매; 및 상기 종방향 통로에 배치되고 상기 세라믹 본체 바깥쪽으로 노출된, 전류를 공급하기 위한, 리드선을 갖는 열선으로 이루어진 촉매가 담지된 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35)가 제공된다. 상기 세라믹 본체는 금속 또는 준금속산화물의 다공성 에어로겔을 포함한다.

상기 종방향 통로는, 허니컴 형상으로, 에너지 밀도를 증가시키기 위하여 격벽을 가급적 얇게하여 사각 또는 육각의 단면을 가질 수 있으나 원활한 흐름을 위하여 원형의 단면을 가질 수 있다. 상기 세라믹 본체는 미국특허 3,790,654호과 벤보우(Benbow)일행의 미국특허 3,824,196호에 개시된 방법으로 압출함으로써 얇은 격벽의 허니컴 구조의 제조가 가능하고 몰드 성형방법 으로는 통로를 구성하는 부분에 로드 또는 인서트를 삽입하여 훨씬 복잡하고 정밀한 구조의 제조가 가능하다.

상기 세라믹 본체의 재료와 소성 방법은 요업 분야에 잘 알려진 방법으로 선정되고 제조된다. 재료의 선택은 광범위하다. 제품의 내구성과 열효율을 위하여 강도와 단열성이 조화되는 재료의 선택이 바람직하다. 예를 들면 세라믹재료(펠드스파+샌드)는 바인더(클레이)성분과 혼합, 혼련되어 금형에 의하여 가압 성형된다. 건조한 뒤에 연결구멍과 같은 정밀가공을 수행하고 표면 유약처리를 한 후에 소성, 소결을 진행할 수 있다. 필요하다면 600℃내지 900℃에서 초벌구이하고 이 초벌구이한 제품에 연결구멍이나 홈과 같은 정밀가공을 수행하고 900℃이상에서 재벌구이하여 세라믹 본체를 완성시킨다. 세라믹 본체가 촉매 담지체로 직접 사용될 때는 고온의 가열에 의하여 세라믹 입자간의 용융, 소결에 의하여 표면적이 줄어들므로 초벌구이나 비교적 낮은 온도의 가열이 바람직하다.

본 발명에서는 세라믹 본체가 바로 공기정화기 제품의 외관이 될 수 있으므로 외벽의 유약처리에 의하여 미려한 외관을 얻을 수 있다.

사용온도가 낮기(최대 400℃ 정도) 때문에 일반적으로 사용되는 세라믹 재료가 사용될 수 있다. 상기 세라믹 재료는 각종 금속, 준금속 산화물, 질화물 및/또는 탄화물로 주로 이루어진다. 세라믹 재료는 산지에 따라 다양한 성분의 조합이 이루어 진다. 강도를 높게 하고 통로를 많이 만들어 효율을 높이기 위하여 알루미나, 실리카 등 고순도의 파인 세라믹을 사용할 수 있다. 이러한 기술은 요업분야에 잘 알려진 기술이다.

상기 세라믹 본체가 에어로겔인 경우에는 키슬러(kisler)의 미국특허 제2249767호를 시작으로 타이히너(Teichiner)일행의 미국특허 제3672833호, 염기 촉매를 가하여 투명성을 개선한 다르델(Dardel) 일행의 미국특허 제4402927호, 용매 알코홀을 CO₂로 치환하는 테와리(Tewari)일행의 미국특허 제4610863호에 기재된 일단계 방법 또는 틸로트슨(Tillotson)일행의 미국특허 제5409683호에 기재된 2단계방법에 의하여 제조된 졸을 몰드에 장입하여 용매의임계점 이상에서 가압, 가열하여 용매를 추출하여 다공성 구조를 가진 에어로겔 본체를 제조한다.

비교적 낮은 온도(250℃이하)의 온도에서 VOC, 알데하이드류, 메캅탄류를 제거하는 촉매들이 꽤 알려져 있다. 한국특허 제336963호에는 제올라이트, 팔라듐이온과 함께 구리, 망간, 니켈, 크롬, 코발트이온을 제올라이트에 함입, 하소하여 촉매 분말을 제조하고 무기바인더와 함께 슬러리를 제조하여 담체에 코팅하여 200℃에서 VOC를 제거하고 있다. 일본특허공개 제6-210721호에는 귀금속과 세리아, 지르코니아 또는 티타니아 등의 금속산화물이 혼합 담지된 촉매가 150℃에 공기 정화작동이 되는 것이 보고되고 있다. 미국특허 제6492298호에는 귀금속이 탑재된 부분 환원된 금속 또는 준금속 산화물의 촉매가 개시되어 있는데 이러한 촉매는 알데하이드 머캅탄을 상온에서 제거하고 있다. 미국특허5538931호에는 전이금속과 킬레트제과 에어로졸에 함입되어 비교적 낮은 온도에서 촉매작용이 가능한 에어로겔 담지촉매를 개시하고 있다. 귀금속, 이산화망간, 산화구리 촉매는 비교적 저온에서 오존을 산소로 변환 시킨다. 본 발명의 세라믹 허니컴 본체에는 백금족 금속, Ag, Au, Mn 과 St 바람직하게는 Pt, Rh 과 Pd로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 귀금속 및/또는 산화철, 세리아, 지르코니아, 산화구리, 희토류 금속 산화물, 산화망간, 산화바나듐과 산화크롬으로 이루어지는 금속 또는 준금속산화물이 담지된다. 상기 귀금속은 상기 산화물, 세라믹물질 또는 제올라이트에 탑재되어 세라믹 허니컴 본체에 담지될 수 있다. 바람직하게는 Pd 또는 Pt와 산화 망간이 담지된다. 가장 바람직하게는 산화 망간와 Pd 또는 Pt가 탑재된 세리아 또는 지르코니아가 담지된다.

세라믹 본체에 촉매를 담지시키는 방법은 잘 알려져 있다. 금속촉매를 담지하기 위해서는 염화팔라듐과 같이 금속 또는 수용성 염의 수용액을 준비하고 상기의 세라믹 본체를 침지하고 건조시킨 후에 환원처리한다. 금속 또는 준금속의 산화물과 같은 세라믹을 담지하는 경우에는 무기 또는 유기 바인더가 함유된 슬러리를 침지, 스프레이 등으로 워시코트하고 가열 소성하거나 상기 금속 또는 준금속의 수용액을 준비하고 세라믹 본체를 침지한 후 건조 하소하여 산화물을 담지한다.

상기 세라믹 본체에는 열선리드용 연결 구멍이 형성되는 것이 바람직하다. 상기 열선에 전기를 공급하기 위한 리드선이 하단부에 노출될 때는 별다른 구조가 필요치 않으나 공기의 흐름을 방해하고 열선을 고정하지 못할 뿐만아니라 리드선 처리가 깨끗하지 않다. 연결 부위를 깨끗하고 공기의 흐름을 원활하게 하기 위하여 열선에 전기를 공급하기 위한 리드선이 본체의 측면에 노출될 수 있도록 상기의 연결구멍은 유용하게 사용된다. 이러한 연결구멍은 하단부 가까이 형성될 때는 두개의 인접한 통로에 측면으로부터 각각 연결되도록 연결구멍이 만들어지고 그 외의 곳에는 한개의 통로에서 아래와 위에 인접한 부위에 만들어 진다. 이러한 연결구멍에 노출된 열선의 리드선에 의하여 전기가 공급되고 열선의 단자는 공기흐름을 방해하지 않고 깨끗하게 처리된다. 이러한 연결구멍은 선이 연결된 후 세라믹 접착제나 테이프에 의하여 밀봉될 수 있다.

상기 세라믹 본체 양단면부에는 인접한 통로간의 열선을 연결하기 위하여 통로 간의 열선 연결 홈을 형성할 수 있다. 또한 바람직하게는 양단부에 외주면턱을 가지고 열선이 상기 세라믹 본체 양단면 바깥으로 나가지 않도록 할 수 있다. 이러한 구조에 의하여 상기 열선은 열선의 팽창에 대하여 완충작용을 하여 외부의 물체나 사용자의 신체에 직접 접촉되는 것을 막을 수 있다.

상기 열선은 니켈-크롬(또는 니켈-철 -크롬)계통, 크롬-철-알루미늄 계통의 열선으로 전체 열량이 바람직하게는 100w미만이고 가장 바람직하게는 20 내지 60w가 되도록 선택한다. 전부 직렬인 경우를 예를 들면 전원 전압이 110V 상기 세라믹 본체의 통로 길이가 15cm이고 통로 수가 20인경우 총 열선의 길이는 3m이고 m당 100ohm의 열선을 사용하면 40w의 출력이 나온다. 통로 벽 온도는 담지된 촉매의 활성 온도에 따라 다양하게 선택될 수 있으나 50내지 400℃가 적절하고 상부 출구 온도는 150℃이하로 유지하는 것이 바람직하다.

본 발명의 촉매가 담지된 가열식 세라믹 촉매 유니트는 공기조화기와 관련된 기기에 공기공급측 또는 출구측에 공기 정화기능 유니트로 탑재될 수 있다. 특히 본 발명의 촉매가 담지된 가열식 세라믹 촉매 유니트는 팬과 결합하여 가습기의 공기 공급 유니트로 사용되기에 적합하다. 또한 본 발명의 촉매가 담지된 가열식 세라믹 촉매 유니트는 자동차 배기가스의 정화에 사용되는 3Way 촉매를 채택하여 자동차 초기 시동시에 발생하는 콜드스타트(cold start)를 시동시 또는 시동전에 에열하여 단축하는 배기가스 정화장치 유니트로 사용될 수 있다.

또한 본 발명의 공기정화기는 상기의 촉매가 담지된 가열식 세라믹 촉매 유니트를 세워서 바닥으로 부터 일정 높이 이상으로 거치하고 전류공급수단을 구비함으로써 간단하게 얻어질 수 있다. 상기 세라믹 촉매 유니트의 외벽을 그대로 공기정화기의 외관으로 사용하는 경우에는 상기 본체의 하단부를 바닥으로부터 일정 높이 띄우기 위하여 상기 본체의 측면에 유지되는 지지 수단; 및 상기 본체의 하단부 또는 측면 부 연결홈 또는 연결 구멍에 노출된 상기 열선의 리드선과 연결되는 전원공급수단으로 이루어져 방해받음이 없이 상기 세라믹 본체 종방향 통로의 하단부로부터 유입된 공기는 가열되어 종방향 통로의 상단부로 배출되는 촉매형 공기정화기가 제공된다. 이러한 상기 본체는 몰드 성형에 의하여 일체형으로 제작되는 것이 제조 비용상으로 경제적이다. 세라믹 본체의 제조과정에서 유약처리에 의하여 미려한 외관을 얻을 수 있다.

또한 본 발명의 공기정화기는 통로가 형성된 세라믹 본체와 이것을 감싸는 단열재와 이들을 수용하는 하우징으로 제조될 수 있다. 공정이 다소 복잡하지먼 에너지 측면에서는 유리하다. 정선된 재료, 예를 들면, 파인 세라믹재료를 선택하여 두께를 얇게 하고 통로를 많이 만들어 세라믹 본체를 형성하고 세라믹울이나 암면 또는 세라믹 테이프와 같이 단열 효과가 큰 재료를 세라믹 본체 외주면으로 배치하여 외주면으로의 열전도에의한 열손실을 막고 무게와 크기를 획기적으로 줄일 수 있다.

상기 전원공급수단은 일반적으로 잘 알려진 기술이다. 전원 콘센트에 연결되는 플러그와 도선으로 이루어 진다. 필요한 경우에는 전압을 변경하기 위한 트랜스를 제공할 수 있다. 세라믹본체 측면부의 열선 리드선과 연결 부위에 LED소자를 병렬로 연결하여 작동상태를 디스플레이 하는 것이 바람직하다. 또한 상기 전원공급수단상에는 전류를 개폐하는 스위치를 둘 수도 있다. 상기 전원공급수단은 하기하는 바와 같이 지지암에 의하여 지지되는 경우에는 지지암과 일체로 형성될 수 있다.

본 발명에서의 지지수단은 본체의 측면에 유지되고 본 발명의 본체 상하단의 공기 대류를 방해하지 않도록 배치된다. 밴드상의 지지수단에 지지되기 위하여 상기 본체의 외주면에 돌아가면서 약간의 돌출부나 밴드상의 홈을 만들어 놓는 것은 아주 유용하다. 상기 본체의 하단부를 바닥으로부터 일정 높이 띄우기 위한 상기 본체를 지지하는 수단은 크게 두 가지로 나눌 수 있다. 첫째로, 바닥지지 방법이다. 바닥 지지방법은 세라믹 본체에 고정된 방식으로 하거나 분리식으로 할 수 있다. 본체를 유지하기위한 홀더와 이에 연결된 다리로 이루어 진다. 분리식의 경우는 예를 들면 화분 지지대와 유사하게 상기 본체의 외주면에 돌아가면서 형성된 돌출부에 의하여 유지되는 밴드상의 홀더와 이 홀더에 고정된 다리로 이루어진다. 다른 예를 들면 측벽의 일부가 공기 유통을 위하여 절단되고 상부 동심원이 가열 본체를 유지하고 아래 동심원이 바닥에 지지되는 원추대형일 수 있다. 일체형의 경우는 홀더가 상기 본체에 고정된다. 이 경우에는 운반 또는 보관시에 길이를 줄이기 위하여 다리를 회전 가능하게 할 수 있다.

둘째, 세라믹 본체를 유지하는 홀더에 고정되고 플러그로 연장된 암지지 방식이다. 벽면에 간단하게 설치할 수 있는 장점은 있으나 하중 지탱력이 약하다. 상기 홀더 또는 상기 홀더 하단부에 별도의 홀더를 구비하고 이 홀더에 고정되고 경사지게 연장되어 벽면에 마찰 지지(또는 나사, 못과 같은 고정 지지)되는 별도의 보조 암을 추가하여 지탱력을 개선할 수 있다. 지지력은 약하나 전원 공급회로와 플러그가 암과 일체형으로 할 수 있어 구조가 단순한 장점이 있다.

이하 도면에 의하여 본 발명을 상세히 설명한다.

도1a은 내화물 불록(4)에 형성된 덕트(3)의 내부에 열선(5)를 배치한 공기가열정화방식을 개시하고 있다. 설치 방법이 마땅치 않기 때문에 하우징에 수용해야 하고 밑에 유입통로를 위한 공간을 확보하기 위하여 벽걸이 등을 제시하고 있으나 편리하게 사용된다고 할 수 없다.

도1b는 히터가 배치된 다수의 통로(150)를 가진 압출성형된 길다란 세라믹체(152)를 다발로 하여 하우징(126)내에 하우징에 고정된 디스크에 의해 띄우고 하우징 하단에 전기 공급선을 배치하여 가열하고 하우징 하단 슬릿을 통하여 흡입된 공기는 상기 통로를 따라 가열되어 하우징의 상단부에서 배출되는 공기정화기를 개시하고 있다. 상기 피오렌자노(도1b)의 특허는 상기 칼로스 마티아스(도1a)의 발명과 동일한 원리를 이용한 것으로 차잇점은 세라믹 본체가 조금 길다는 것, 따라서 압출 방식에 의하여 제조된다는 것 외에는 하우징을 사용하여 세라믹체를 다발로 지지하고 격실을 설치한다는 것이다. 상기 피오렌자노의 특허는 상기 칼로스 마티아스의 발명과 동일한 원리를 이용하여 사용 및 제조상 구조를 개선한 것이기는 하나 그 원리에 비해 구조가 비교적 복잡하다.

도2a, 도2b, 도2c는 본 발명의 한 바람직한 실시양태를 보여준다. 통로의 수는 설명을 위해서 갯수를 줄여 단순화했다. 몰드 성형하여 소성된 세라믹 본체(30)는 다수개의 원형 통로(41)를 가진다. 통로 내벽에는 밴드형 홀더(10)가 고정되도록 중앙부에 일정 너비의 홈(31)이 형성되고 상, 하단부 외주면에는 턱(37)이 형성되고 상기 통로(41)중 하나에는 세라믹 본체 측면으로의 연결구멍(49)이 형성되고 상기 통로에 연결되어 배치된 열선(45)의 리드선(45')이 상기 연결구멍(49)을 통해서 노출된다. 상기 밴드형 홀더(10)에 고정된 지지암(60) 속에 전기도선이 내삽되고 플러그(21)로 연장된다. 보조 지지암(62)이 상기 홀더(10)에 고정되고 타단부(63)는 벽에 고정 지지된다. 도면에 도시되지는 않았지만 상기 세라믹 본체의 양단면부에는 통로간의 열선을 연결하기 위하여 통로 간의 열선 연결 홈을 형성함으로써 열선의 노출을 방지한다. 상기 지지암에는 온오프 스위치(28)와 LED(29)를 장착한다.

도3은 본 발명의 다른 한 바람직한 실시양태를 보여준다. 여기서는 본체(30)가 바닥 지지방식이다. 밴드형 홀더(10)는 본체의 돌출부(32)에 유지되고 밴드형 홀더(10)에 고정된 다리(50)에 의하여 상기 본체는 유지된다. 열선(45) 연결구멍에 노출된 열선 리드선에 타측에 플러그가 달린 코드선이 연결된다. 열선(45)에 연결되는 도선에 병열 연결되는 LED는 본체에 부착 설치된다.

도4a, 4b, 4c, 4d와 4e는 본 발명의 또 다른 한 바람직한 실시양태를 보여준다. 여기서는 본체(30')가 세라믹 본체(30)를 감싸는 단열재(33)와 이들을 수용하는 콘테이너(38)를 더 포함하고 상기 세라믹 본체의 연결 구멍(49)과 본체의 콘테이너의 연결구멍(49')을 통하여 상기 본체(30')의 측면으로 노출된 열선의 리드선(45')과 코드선(22)과 플러그(21)을 통하여 전원이 공급된다. 도선에 병열 연결되는 LED(28)와 전원을 개폐하는 스위치(29)는 본체에 부착 설치된다.

본 발명의 공기정화기는 콤팩트한 구조로 간단한 원리에 의하여 바이러스를 포함한 실내 미생물 뿐만 아니라 오존, 알데하이드류, 휘발성 유기물질(VOC's), 유해한유기물질(HOC's), 일산화탄소 등을 제거할 수 있고 설치 후에 필터 교체 등과 같은 메인티넌스의 필요성이 전혀 없고 소음도 없다.

또한, 본 발명에서는 별도의 하우징 없이 가열 본체가 제품의 외관을 구성하므로 제품이 콤팩트하고 조립부품이 작아 경제적으로 제조할 수 있다.

또한 본발명은 몰드 성형되고 소성된 세라믹 본체에 의하여 열선의 연결구멍과 측면 지지 돌출부나 지지홈을 본체에 일체로 형성하여 본체가 노출됨에도 열선과 도선의 노출과 같은 위험이 없고 공기 흐름에 방해되는 요소가 없어 크기나 전기 용량에 비하여 효율적이다.

도1a은 종래기술의 배기공이 형성된 내화물 블록의 사시도

도1b는 다른 종래기술 조립체의 절개 사시도

도2a는 본 발명에 있어서 한 실시예의 조립체의 사시도

도2b는 도2a 실시예의 분해사시도

도2c는 도2a 실시예의 평면도

도3은 본 발명에 있어서 다른 실시예의 조립사시도

도4a는 본 발명에 있어서 또 다른 실시예의 세라믹 본체의 사시도

도4b는 상기 세라믹 본체와 단열재와 결합된 상태의 사시도

도4c는 상기 실시예의 콘테이너의 사시도

도4d는 상기 실시예에서 콘테이너와 세라믹 본체와 단열재와 결합된 상태의 사시도

도4e는 상기 실시예 조립체의 사시도

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

4: 내화물 3: 덕트

5: 히터선 30: 세라믹 본체

41,42: 통로 20: 플러그

10: 밴드형 홀더 50: 지지다리

45: 히터선

Claims

압출 또는 몰드성형되어 본질적으로 평행한 다수의 종방향 통로(41)가 형성된 세라믹 본체(30); 상기 종방향 통로(41)를 포함한 상기 세라믹 본체의 내부벽에 담지된 촉매; 및 상기 종방향 통(41)로에 배치되고 상기 세라믹 본체(30) 바깥쪽으로 노출된, 전류를 공급하기 위한, 리드선(45')을 갖는 열선(45)으로 이루어진 촉매가 담지된 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제1항에 있어서, 상기 종방향 통로(41)가 원형의 단면을 갖거나 단면이 육각 또는 사각인 허니컴 구조인 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제1항에 있어서, 상기 세라믹 본체(30)가 다공성 에어로겔인 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 세라믹 본체(30)의 종방향 통로(41)를 포함한 내부벽에는 백금족 금속, Ag, Pd과 Mn으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 산화철, 세리아, 지르코니아, 산화구리, 희토류 금속 산화물, 산화망간, 산화바나듐, 산화코발트와 산화크롬으로 이루어지는 금속 또는 준금속산화물이 담지되는 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제4항에 있어서, 상기 백금족 금속이 상기 상기 금속 또는 준금속 산화물, 세라믹물질 또는 제올라이트에 탑재되어 담지되는 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제1항 내지 제3항에 있어서, 상기 세라믹 본체의 측면을 통하여 상기 종방향 통로(41)에 연결되도록 상기 본체의 측면에 열선 리드용 연결 구멍(49, 49')이 형성되는 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제6항에 있어서, 상기 연결구멍(49)은 한 개 이상의 측면에 인접한 통로 각각에 아래와 위에 인접한 부위에 두 개가 형성되는 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제3항에 있어서, 상기 세라믹 본체의 양단부에 외주면턱(37)을 가지고 양단면부에는 인접한 통로(41)간의 열선(45)을 연결하기 위하여 통로(41) 간의 열선 연결 홈을 형성함으로써 열선의 노출을 방지한 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
압출 또는 몰드성형하여 소성되어 진 다수의 종방향 통로(41)가 형성된 세라믹 본체(30, 30'); 상기 종방향 통로를 포함한 상기 세라믹 본체의 내부 벽에 담지 된 촉매; 상기 세라믹 본체(30)의 양단면을 통하여 연결되어 상기 종방향 통로에 배치되고 상기 세라믹 본체 바깥쪽으로 노출된, 전류를 공급하기 위한, 리드선을 갖는 열선(45); 상기 본체의 하단부를 바닥으로부터 일정 높이 띄우기 위하여 상기 본체의 측면에 유지되어 지지하는 수단(60); 상기 세라믹 본체 하단부의 연결 홈 또는 연결 구멍(49)을 통하여 상기 본체의 측면에 노출된 상기 열선의 리드선(45'); 및 상기 리드선에 연결되는 전원공급수단(20)으로 이루어져 상기 세라믹 본체 종방향 통로(41)의 하단부로부터 유입된 공기는 가열되어 종방향 통로(41)의 상단부로 배출되는 공기정화기(100, 101, 102).
제9항에 있어서, 상기 본체(30')가 상기 세라믹 본체를 감싸는 단열재(33)와 이들을 수용하는 콘테이너(38)를 더 포함하고 상기 세라믹 본체(30)의 측면부 연결 구멍(49)을 통하여 상기 콘테이너(38)의 측면으로 노출된 상기 열선의 리드선(45')과 상기 전원공급수단(20)이 연결되는 공기정화기(102).
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 종방향 통로(41)가 원형의 단면을 갖거나 단면이 육각 또는 사각인 허니컴 구조인 공기정화기(102).
제11항에 있어서, 상기 세라믹 본체(30)가 다공성 에어로겔인 공기정화기(102).
제11항에 있어서, 상기 세라믹 본체(30)의 종방향 통로(41)를 포함한 내부벽에는 백금족 금속, Ag, Pd과 Mn으로 이루어지는 군에서 선택된 하나 이상의 금속 및/또는 산화철, 세리아, 지르코니아, 산화구리, 희토류 금속 산화물, 산화망간, 산화바나듐, 산화코발트와 산화크롬으로 이루어지는 금속 또는 준금속산화물이 담지되는 공기정화기(102).
제13항에 있어서, 상기 백금족 금속이 상기 금속 또는 준금속 산화물, 세라믹물질 또는 제올라이트에 탑재되어 세라믹 허니컴 본체에 담지되는 공기정화기(102).
제14항에 있어서, Pd 또는 Pt가 세리아 또는 지르코니아에 탑재되어 담지되는 공기정화기(102).
제11항에 있어서, 상기 연결구멍(49)은 측면부에 위치한 통로에서 아래와 위에 인접한 부위에 두 개가 형성되는 공기정화기(100, 101, 102).
제16항에 있어서, 상기 세라믹 본체의 양단부에 외주면턱(37)을 가지고 양단면부에는 인접한 통로(41)간의 열선(45)을 연결하기 위하여 통로(41) 간의 열선 연결 홈을 형성함으로써 열선의 노출을 방지한 공기정화기(100, 101, 102).
제17항에 있어서, 상기 지지수단(60)이 세라믹 본체의 외주면에 돌아가면서 형성된 홈(31)에 의하여 유지되는 밴드상의 홀더(10)와 이 홀더에 고정된 지지다리(50)로 이루어지는 공기정화기(100, 101, 102).
제9항 또는 제10항에 있어서, 상기 지지수단(60)이 측벽의 일부가 공기 유통을 위하여 절단되고 상부 동심원이 상기 본체(30, 30')를 유지하고 아래 동심원이 바닥에 지지되는 원추대형인 공기정화기(100, 101, 102).
제19항에 있어서, 상기 지지수단(60)이 세라믹 본체를 유지하는 홀더(10)와 이 홀더(10)에 고정되고 타단에 플러그(21)를 가진 지지암(61)인 공기정화기(100, 101, 102).
제20항에 있어서, 상기 지지수단(60)이 상기 홀더(10) 또는 상기 홀더(10) 하단부에 구비된 별도의 홀더에 고정되고 경사지게 연장되어 벽면에 마찰 지지되는 별도의 보조 암(62)을 더 포함하는 공기정화기(100, 101, 102).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35)가 가습기의 공기 정화 유니트로 사용되는 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).
제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35)가 자동챠 배기가스 정화 유니트로 사용되는 공기정화용 가열식 세라믹 촉매 유니트(35).