KR20090012722U - 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기 - Google Patents

살균 탈취 기능을 가진 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 고안은 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기에 관한 것으로 특히 오염된 공기가 UV-C램프를 거친 후 광촉매필터를 통과하여 인체에 무해하고 살균 및 탈취된 깨끗한 공기를 제공하여 정화된 공기를 토출 되도록 함으로써 실내에 부유중이거나 고착된 오염물질까지도 효과적으로 살균 및 탈취할 수 있도록 한 것이다.
공기조화기, 필터, UV-C램프, 광촉매필터, 광촉매램프, 광촉매코팅망체, 부직포필터

Description

살균 탈취 기능을 가진 공기조화기{Air-conditioner having function sterilization and deodorization}
본 고안은 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기에 관한 것으로 특히 오염된 공기가 UV-C램프를 거친 후 광촉매필터를 통과하여 인체에 무해하고 살균 및 탈취된 깨끗한 공기를 제공하여 정화된 공기를 토출 되도록 함으로써 실내에 부유중이거나 고착된 오염물질까지도 효과적으로 살균 및 탈취할 수 있도록 한 것이다.
일반적으로 건물에는 각룸의 실내 공기조화를 위해 기계실 등에 각종 공기조화기용 장치들이 설치되어 있다.
공기조화기는 건물의 실내에 냉방 또는 난방을 공급하거나 습도조정, 방충제 첨가 등, 실내에서 필요한 조건에 대응하여 공기를 조정하는 기능을 가진다.
이러한 공기조화기에는 적절히 조절된 공기를 각 실내로 배분하도록 공기덕트가 설치되어 있고, 이 공기덕트 내에는 필터가 설치되어 있어, 이를 통과하는 공기가 필터에 의해 여과되므로 실내에는 깨끗이 여과된 공기가 공급되는 것이다.
상기 공기조화기의 공기덕트 필터를 거쳐 오염된 실내 공기를 흡입하여 약 30% 정도는 외부로 배출하고 배출된 실내 공기만큼의 외부 공기를 흡입하여 믹싱하고 열 교환수단을 통해 적정 온도로 조절한 후 각종 필터링 수단을 거쳐 오염물질을 제거하여 실내로 공급하는 역할을 한다.
이와 같은 공기조화기를 장기간 사용하다 보면 필터에 이물질이 많이 걸러지게 되어 공기의 여과기능이 저하될 뿐 아니라 필터에 각종 유해한 미생물이 번식하여 공기조화기의 덕트를 통과하는 공기를 오염시키게 되었다.
따라서 본 고안의 목적은 상기한 종래의 문제점을 시정 보안하기 위해서 안출한 것이며, 공기조화기의 댐퍼를 통과하는 공기를 살균 및 탈취시키도록 한 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공하는데 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해서 댐퍼를 통해 오염된 실내공기를 흡기하는 팬이 설치된 흡입 파트; 상기 흡입파트를 통해 유입된 공기 중 1/3정도를 외부로 배출하는 배출댐퍼가 설치된 배기파트; 상기 흡입 댐퍼를 통해 외부공기를 흡입하여 상기 배기파트로부터 유입되는 오염된 실내공기와 혼합하는 믹싱파트; 상기 믹싱파트에서 제공된 공기를 냉각코일과 히팅코일을 이용하여 냉각시키거나 가열한 후 가습하는 코일파트; 상기 코일파트에서 제공된 공기를 필터링하는 필터파트; 상기 필터파트에서 정화된 공기를 흡입하여 토출댐퍼로 공급팬을 통해 공급하는 토출파트로 구성된 공지의 공조기에 있어서, 상기 필터파트에 부직포필터가 설치되고, 상기 부직포필터 후부에 UV-C램프가 설치되고, 상기 UV-C램프 후부에 광촉매필터가 설치되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
상기 광촉매필터 대신에 광촉매램프가 설치되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
상기 광촉매필터 대신에 100mesh이하의 광촉매 코팅 망체는 지름이 0.1 ~ 5mm 인 스텐레스 스틸 또는 티타늄 재질의 와이어를 망상형태로 형성하여 상기의 와이어를 모래 또는 금강사로 고압의 공기와 함께 충돌시켜 와이어 표면을 거칠게 하여 티타늄 알콕사이드를 코팅하여 800℃이하의 온도로 열처리한 광촉매 코팅 망체를 복수의 겹으로 설치한 단위체를 구성하는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
또한, 상기 광촉매필터 후부에 유리섬유, 탄소섬유, 아크릴섬유, PE섬유, 우레탄폼 중 택일하여 형성된 육면체 형상의 보조필터가 구성되어 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
또한, 광촉매 필터 대신에 상기 양측 표면재를 부직포필터로 형성하고, 상기 양측 표면재 사이에 광촉매 필터 또는 광촉매 코팅 망체를 심재로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
이와 같이 된 본 고안은 UV-C램프 및 광촉매필터를 갖는 공기조화기용 괼터링 수단으로 사용되는 살균 탈취 소독 장치를 제공하여 오염된 실내공기가 인체에 무해하고 살균 및 탈취된 정화된 공기를 제공된 상태에서 상기 살균 탈취 물질과 함께 실내로 토출 되도록 함으로써 실내에 부유중이거나 고착된 오염물질까지도 효과적으 로 처리할 수 있도록 한 살균 탈취 소독 장치와 이 장치를 이용한 공기조화기를 제공할 수 있도록 한 것이다.
상기 필터의 UV-C램프는 종래의 필터보다도 공기의 탁도를 현저히 낮춰줄 수 있으므로 살균효율이 증대되며, 또한 광촉매를 필터 또는 램프주위에 코팅해 두면 자외선과 반응해 살균, 항균, 탈취, 유기물 분해까지 가능하면서도 인체에 무해한 활성 산소를 발생시켜 더욱 효과적이다.
즉 본 고안의 공기조화기는 종래의 필터링 방식보다 더욱 우수한 방식을 이용해 공기중의 불순물을 필터링하고 그에 따라 살균효과도 종래의 살균방식보다 더욱 효과적이게 만든 것이다.
상기 목적을 달성하기 위해 본 고안은 댐퍼(21)를 통해 오염된 실내공기를 흡기하는 팬(22)이 설치된 흡입 파트(20); 상기 흡입파트(20)를 통해 유입된 공기 중 1/3정도를 외부로 배출하는 배출댐퍼(31)가 설치된 배기파트(30); 상기 흡입댐퍼(41)를 통해 외부공기를 흡입하여 상기 배기파트(30)로부터 유입되는 오염된 실내공기와 혼합하는 믹싱파트(40); 상기 믹싱파트(40)에서 제공된 공기를 냉각코일과 히팅코일을 이용하여 냉각시키거나 가열한 후 가습하는 코일파트(50); 상기 코일파트(50)에서 제공된 공기를 필터링하는 필터파트(60); 상기 필터파트(60)에서 정화된 공기를 흡입하여 토출댐퍼(71)로 공급팬(72)을 통해 공급하는 토출파트(70);로 구성된 공지의 공조기(10)에 있어서,
상기 필터파트(60)의 전방에 부직포필터(61)가 설치되고, 상기 부직포필터 (61) 후 부에 UV-C램프(62)가 설치되고, 상기 UV-C램프(62) 후부에 광촉매필터(63a)가 설치되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 고안의 기술적 사상을 용이하게 실시할 수 있도록 상세하게 설명하면 다음과 같다.
또한, 본 고안의 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기에 한정된 것은 아니며, 예를 들어 다른 공기청정기와 같은 공기 정화를 목적으로 하는 기구에 본 고안의 필터파트가 사용되는 용도로 광범위하게 사용됨을 알리는 바입니다.
도 2에 나타낸 바와 같이 상기 부직포필터(61)는 공기중의 불순물을 1차적으로 걸러 주는(중량법 85%이상) Pre-Filter; 상기 필터 뒤에서 더 높은 효율(비색법90%이상)로 2차적으로 걸러주는 전기 집진 필터(11); 상기 전기집진필터 뒤에서 모두 포집되지 못하고 비산되는 먼지와 불순물들을 단면적을 넓혀 더욱 효과적으로 포집하는 Bag Filter;로 구성되는 공지의 부직포필터(10)를 사용한다.
도 2에서 상기 필터파트(60)에서 정화된 공기중의 세균들을 살균해주는 UV-C램프(62)는 상기 램프의 효율을 높여주고 탈취의 효과와 유기물분해 효과를 가진 광촉매필터(63a)를 설치해 신선한 공기를 실내에 공급하도록 한 것이다.
이에 따라 상기 믹싱파트(40)에서 제공된 공기를 냉각코일과 히팅코일을 이용하여 냉각시키거나 가열한 후 가습하는 코일파트(50)의 일측에는 상기 코일파트(50)에서 생성되는 제상수를 살균하기 위해 UV-C램프(62)가 구비되어 제공된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 바와 같이 상기 UV-C램프(62)에서 방출되는 소정 크기 이상의 광에너지가 광촉매(P)에 조사되면 원자가전자대(Valence Band)의 전자가 전도대(Conduction Band)에 전이되어 전자(e - )와 정공(h- )이 생성된다. 이러한 전자와 정공은 매우 강한 산화력과 환원력을 가지고 있므므로 공기중의 수증기(H2O)나 산소(O2 )등과 반응하여 OH라디칼, H라디칼, 슈퍼옥사이드엔아이온(O2-) 등의 활성산소를 발생시킨다. 그리고 이러한 라디칼들은 다른 성분과 강한 결합력을 가지고 있기 때문에 냄새물질의 결합을 파괴하게 되어 탈취작용이 이루어지게 된다. 즉, OH라디칼은 냄새를 유발하는 유기물의 결합을 깨고 직접 결합하게 되어 최종적으로 수증기와 이산화탄소가 남게 되므로 냄새성분이 제거된다.
또한 OH라디칼은 미생물을 살균시키는 강한 산화력을 갖고 있으므로 살균작용을 하게 된다. 즉 알레르겐이나 미생물은 아미노산이 폴리펩티드결합한 단백질이 주성분이고, OH라디칼은 이러한 아미노산의 폴리펩티드결합을 파괴함으로써 단백질을 변성시킨다.
따라서 알레르겐이 분해되고, 미생물이 살균되게 되며, 또한 전자나 정공이 유기물과 직접 결합하여 유기물의 결합을 깨는 반응을 하면서 결국 수증기와 이산화탄소가 남게 되어 탈취작용을 하게 된다.
결국 광촉매를 이용하면 상기와 같은 원리로 살균, 탈취 및 알레르겐 분해작용을 할 수 있게 된다.
도 2 내지 도 3에 나타낸 바와 같이 상기 광촉매필터(63a) 또는 광촉매램프(63b)에서 상기 광촉매필터(63a)의 기재는 산화티타늄 광촉매를 유기도료와 혼합한 폴리우레탄 폼을 사용하며 상기 기재에 코팅된 산화티타늄(TiO2) 성형체로 제작되어 자정 작용에 의해 재생사용이 가능한 것이고, 상기 광촉매램프(63b)에서 발생하는 자외선광에 의해 밴드갭 에너지(bandgap energy) 이상의 빛에너지가 조사되어 광여기되면 히드록시 라디칼(hydroxyl radical)과 음이온 산소가 생성되고 이 히드록시 라디칼의 산화력에 의해 오염물질이 분해된다.
광촉매필터(63a)의 산화티탄에 자외선광이 닿아 발생한 전자(e-)와 정공(h+)는 각각 공기중의 O2, H2O와 반응을 일으켜 산화티탄 표면에 음이온 산소(O2-)과 수산라디칼 2종의 활성산소를 생성한다. 특히 수산라디칼은 높은 산화, 환원 전위를 가지고 있기 때문에 NOx, SOx, 휘발성유기화합물(VOCs) 및 각종 악취 정화에 탁월하고 난분해성 오염물질, 환경물질 등을 완벽히 제거할 수 있을 뿐만 아니라 병원성 고초균, 황색포상구균, 결핵균 등 각종 병원균과 박테리아를 99%이상 살균하는 등 모든 대상물질을 산화시키는 능력을 갖고 있다.
또한 빛이 조사되면 산화티탄을 구성하고 있는 산소 2개중 하나와 공기중의 H2O가 반응하여 친수성이 매우 좋은 친수기(-OH)가 생성되어 산화티탄 표면은 오염물질의 부착을 방지하는 내오염성을 갖게 되며, 부착된 오염물질은 쉽게 세척되는 자정성(self-cleaning)을 갖는다.
또한, 도 4와 도 6에 나타낸 바와 같이 상기 광촉매필터(63a) 대신에 100mesh이하의 광촉매 코팅 망체(63c)는 지름이 0.1 ~ 5mm 인 스텐레스 스틸 또는 티타늄 재질의 와이어(a)를 망상형태로 형성하여 상기의 와이어를 모래 또는 금강사로 고압의 공기와 함께 충돌시켜 와이어 표면을 거칠게 하여 코팅제(b)인 티타늄 알콕사이드를 코팅하여 800℃이하의 온도로 열처리한 광촉매 코팅 망체를 복수의 겹으로 설치한 단위체를 구성하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기에 있어 상기 광촉매 코팅 망체(63c)는 망상형태로 가공함에 있어서, 와이어의 지름은 0.1 ~ 5mm 이고, 재질은 스테인리스스틸, 티타늄, 알루미늄 등의 금속소재이고, 와이어 표면을 금강사 등으로 샌딩처리 하거나, 산 등의 약품에 의해 부식시켜 와이어표면을 거칠게 처리하여 광촉매의 부착력을 향상시키고, 코팅된 광촉매의 표면적을 크게 할 수 있다.
상기의 광촉매 코팅 망체(63c)는 와이어를 꼬아 망상형으로 가공하여 넓은 표면적을 보유하도록 와이어표면을 거칠게 가공한 후 티타늄 알콕사이드를 용매에 희석하여 코팅하여 800℃ 이하의 온도로 열처리하여 광촉매를 와이어표면에 견고히 부착시킨 광촉매 코팅 망체(63c)는 망상형 망체의 와이어와 와이어 사이 공간으로 전방에 설치된 UV-C램프(62)의 자외선조사가 원활하게 되어, 상기 UV-C램프(62)가 비교적 먼거리에 위치하더라도 광촉매에도 자외선이 도달될 수 있고, 오염물질이 함유된 공기중의 수분이 쉽게 통과할 수 있어 압력손실을 줄일 수 있고, 폴리우레탄 폼에 광촉매를 코팅하여 사용하는 경우보다 월등히 넓은 표면적과 압력손실이 현저하게 작아 오염된 공기를 처리함에 있어서 분해반응 효율이 높고, 처리용량을 크게 할 수 있는 장점이 있다.
또한, 도 7에 도시된 바와 같이 상기 광촉매필터(63a) 후부에 유리섬유, 탄소섬유, 아크릴섬유, PE섬유, 우레탄폼 중 택일하여 형성된 육면체 형상의 보조필터(64)가 구성되어 더 포함하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공한다.
이는 상기 부직포필터(61) 후부에 설치되는 UV-C램프(62)에 거대 공간이 발생하여 즉, 상기 부직포필터(61)는 조밀한 미세공간 집합체이지만 UV-C램프(62)는 램프로만 구성되어 램프들 사이에 공간이 발생하여 공기의 흐름에 공명이 발생하여 공기의 흐름을 빠르게 유도하는 현상이 발생함에 상기 부직포필터(61)에서 전처리되는 불순물 제거 또는 포집에 실패할 수 있어 이런 문제를 제거하고자 필터파트(60) 후방 끝단부에 보조필터(64)를 더 포함하여 공기중에 미세 불순물을 완전 제거하고자 함에 제공되었다.
또한, 도 8과 도 9에 나타낸 바와 같이 광촉매 필터(63a) 대신에 상기 양측 표면재를 부직포필터(61)로 형성하고, 상기 양측 표면재 사이에 광촉매 필터(63a) 또는 광촉매 코팅 망체(63c)를 심재로 하여 구성되는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기를 제공할 수 있다.
도 1은 본 고안에 따른 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기의 공기흐름을 설명한 그림.
도 2는 도 1의 본 고안에 따른 공기조화기의 필터파트에서 부직포필터-UV살균램프-광촉매필터를 설명한 사시도.
도 3은 본 고안에 따른 공기조화기의 또다른 필터파트에서 부직포필터-UV살균램프-광촉매램프를 설명한 사시도.
도 4는 본 고안에 따른 공기조화기의 또다른 필터파트에서 부직포필터-UV살균램프-광촉매 코팅 망체를 설명한 사시도.
도 5는 도 4의 본 고안에 따른 필터파트의 광촉매 코팅 망체의 확대 사시도.
도 6은 도 5의 본 고안에 따른 광촉매 코팅 망체 “A”부위의 확대도.
도 7은 도 2의 본 고안에 따른 공기조화기의 필터파트에서 부직포필터-UV살균램프-광촉매필터-보조필터를 설명한 사시도.
도 8은 도 2의 본 고안에 따른 광촉매필터를 대체하여 부직포필터-광촉매 코팅 망체-부직포필터 순의 일체로 조립되는 설명도.
도 9는 도8의 본 고안에 따른 양측 표면재인 부직포필터 내부에 광촉매 코팅 망체인 심재가 조립되어 있는 설명도.
<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>
공조기 10 흡입파트 20 댐퍼 21 팬 22 배기파트 30 배출댐퍼 31 믹싱파트 40 흡입 댐퍼 41 코일파트 50 필터파트 60 부직포필터 61 UV-C램프 62 광촉매필터 63a 광촉매램프 63b 광촉매 코팅 망체 63c 보조필터 64 토출파트 70 토출댐퍼 71 공급팬 72

Claims (5)

  1. 댐퍼를 통해 오염된 실내공기를 흡기하는 팬이 설치된 흡입 파트; 상기 흡입파트를 통해 유입된 공기 중 1/3정도를 외부로 배출하는 배출댐퍼가 설치된 배기파트; 상기 흡입 댐퍼를 통해 외부공기를 흡입하여 상기 배기파트로부터 유입되는 오염된 실내공기와 혼합하는 믹싱파트; 상기 믹싱파트에서 제공된 공기를 냉각코일과 히팅코일을 이용하여 냉각시키거나 가열한 후 가습하는 코일파트; 상기 코일파트에서 제공된 공기를 필터링하는 필터파트; 상기 필터파트에서 정화된 공기를 흡입하여 토출댐퍼로 공급팬을 통해 공급하는 토출파트로 구성된 공지의 공조기에 있어서,
    상기 필터파트에 부직포필터가 설치되고, 상기 부직포필터 후부에 UV-C램프가 설치되고, 상기 UV-C램프 후부에 광촉매필터가 설치되는 구조로 구성되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기.
  2. 제1항에 있어서, 상기 광촉매필터 대신에 광촉매램프가 설치되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기.
  3. 제1항에 있어서, 상기 광촉매필터 대신에 100mesh이하의 광촉매 코팅 망체는 지름이 0.1 ~ 5mm 인 스텐레스 스틸 또는 티타늄 재질의 와이어를 망상형태로 형성하여 상기의 와이어를 모래 또는 금강사로 고압의 공기와 함께 충돌시켜 와이어 표면을 거칠게 하여 티타늄 알콕사이드를 코팅하여 800℃이하의 온도로 열처리한 광 촉매 코팅 망체를 복수의 겹으로 설치한 단위체를 구성하는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기.
  4. 제1항에 있어서, 상기 광촉매필터 후부에 유리섬유, 탄소섬유, 아크릴섬유, PE섬유, 우레탄폼 중 택일하여 형성된 육면체 형상의 보조필터가 구성되어 더 포함하는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기.
  5. 제1항에 있어서, 광촉매필터 대신에 상기 양측 표면재를 부직포필터로 형성하고, 상기 양측 표면재 사이에 광촉매 필터 또는 광촉매 코팅 망체를 심재로 하여 구성되는 것을 특징으로 하는 살균 탈취 기능을 가진 공기조화기.
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