KR20090081306A - 은 나노 수용액을 이용한 살균 및 탈취 기능을 가지는 공기조화기 - Google Patents

은 나노 수용액을 이용한 살균 및 탈취 기능을 가지는 공기조화기 Download PDF

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Abstract

본 발명은 은 나노 수용액을 이용한 살균 및 탈취 기능을 가지는 공기 조화기에 관한 것으로, 공기 조화기는, 케이스 본체, 필터장치, 열교환기, 액체 분무 장치, 및 공기 순환 장치를 포함한다. 액체 분무 장치는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을, 필터장치와 열교환기 사이의 공간에 주기적으로 분무한다. 액체 분무 장치에 의해 분무된 수용액 또는 현탁액이 공기의 흐름에 따라 열교환기의 표면에 응축된다. 필터장치에 의해 여과된 공기가 열교환기에 의해 냉각되는 동안, 필터장치와 열교환기 사이의 공간에 분무된 수용액 또는 현탁액에 의해, 여과된 공기가 살균 및 탈취된다. 본 발명에 따른 공기 조화기는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 자체 분무하므로, 필터장치의 수명을 증가시키고, 실내 공기의 살균, 항균, 및 탈취 효과를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기 조화기는 장기간 동안 사용되지 않을 때 각종 진균류 및 세균들이 내부에 번식하는 것을 억제할 수 있다.
살균, 탈취, 열교환기, 액적 분무, 은나노 수용액, 공기조화기, 은나노 고정상 담체 필터

Description

은 나노 수용액을 이용한 살균 및 탈취 기능을 가지는 공기 조화기{Air conditioner with sterilization and deodorization function using an aqueous solution of nano-size silver particle}
본 발명은 공기 조화기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 살균 및 탈취 기능을 가지는 공기 조화기에 관한 것이다.
최근, 건축 자재에 포함된 휘발성 유기화합물(VOCs; Volatile Organic Chemicals)이 아토피성 피부염이나 알레르기성 증상과 같은 새집 증후군 질환을 일으키는 주요 원인인 것으로 밝혀짐에 따라, 쾌적한 실내 환경을 유지하기 위한 다양한 노력들이 이루어지고 있다. 쾌적한 실내 환경을 위해서는 실내 공기 중에 포함된 유해물질의 제거와 실내 공기의 살균 및 탈취가 매우 중요하다. 따라서 유해물질의 제거, 살균, 및 탈취 기능을 포함하는 에어컨과 같은 공기 조화기 제품들이나, 살균 및 탈취 기능을 갖는 분무식 악취 제거제들이 개발되고 있다. 살균 및 탈취 기능을 갖는 종래의 공기 조화기들 대부분은 내부에 설치된 필터를 이용하여 공기 중의 유해물질들을 걸러낸다. 하지만 실내의 공기 중에는 필터에 의해 여과되지 않는 유해물질들이 다량 포함될 수 있고, 필터장치의 수명과 필터에 의한 살균 및 탈취 성능 또한 한계가 있기 때문에, 종래의 공기 조화기는 소비자들의 기대만큼 큰 살균 및 탈취 효과를 발휘하지 못하고 있다. 공기 조화기가 동작하는 동안, 공기 조화기 내부에 설치된 열교환기 표면의 온도와 공기의 온도 차이에 의해, 열교환기의 표면에는 수분이 응축된다. 열교환기의 표면에 응축된 수분은 공기 조화기가 동작하지 않는 동안 각종 진균류 및 세균들이 번식하기에 적당한 환경을 조성한다. 결국, 공기 조화기가 장기간 동안 동작하지 않을 경우, 공기 조화기 내부에 번식한 진균류 및 세균들에 의해, 악취가 발생하고 실내 공기가 더욱 오염된다. 한편, 살균 및 탈취 기능을 갖는 분무식 악취 제거제를 사용할 경우, 사용자는 악취 제거제를 수시로 직접 분무해야 하는 번거로움이 있다. 또한, 사용자가 악취 제거제를 분무할 때, 악취 제거제의 자극적인 강한 냄새로 인하여, 사용상의 불편함이 있다.
따라서, 본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제는 은 나노 입자와 같이 살균 및 탈취 능력이 있는 나노 입자가 증착된 모재 분말이, 용해된 수용액 또는 분산된 현탁액, 또는 은 나노 입자를 포함하지 않는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을, 필터장치와 열교환기 사이의 공간, 또는 열교환기의 표면에 주기적으로 자체 분무함으로써, 필터장치의 수명을 증가시키고, 실내 공기의 살균, 항균, 및 탈취 효과를 증가시킬 수 있는 공기 조화기를 제공하는 데 있다.
상기한 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 공기 조화기는, 케이스 본체, 필터장치, 열교환기, 액체 분무 장치, 및 공기 순환 장치를 포함한다. 케이스 본체는 공기 유입구와 공기 배출구를 포함한다. 필터장치는 상기 케이스 본체 내에 설치되고, 상기 공기 유입구를 통하여 유입되는 외부 공기 중에 포함된 오염 물질을 여과한다. 열교환기는 상기 케이스 본체 내에, 상기 필터장치로부터 설정된 간격을 두고 설치되고, 상기 필터장치를 통과한 여과된 공기를 냉각시킨다. 액체 분무 장치는 상기 케이스 본체 내에, 상기 필터장치와 상기 열교환기의 상부에 설치되고, 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 수용하고, 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 상기 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무한다. 공기 순환 장치는 상기 외부 공기가 상기 필터장치와 상기 열교환기를 차례로 통과하도록 하고, 상기 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 공기 배출구를 통하여 외 부로 배출시킨다. 상기 액체 분무 장치에 의해 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액이 공기의 흐름에 따라 상기 열교환기의 표면에 응축된다. 상기 여과된 공기가 상기 열교환기에 의해 냉각되는 동안, 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액에 의해, 상기 여과된 공기가 살균 및 탈취된다.
상술한 것과 같이, 본 발명에 따른 공기 조화기는 은 나노 입자와 같이 살균 및 탈취 능력이 있는 나노 입자가 증착된 모재 분말이, 용해된 수용액 또는 분산된 현탁액, 또는 은 나노 입자를 포함하지 않는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을, 필터장치와 열교환기 사이의 공간, 또는 열교환기의 표면에 주기적으로 자체 분무하므로, 필터의 수명을 증가시키고, 실내 공기의 살균, 항균, 및 탈취 효과를 증가시킬 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 공기 조화기는 장기간 동안 사용되지 않을 때 각종 진균류 및 세균들이 내부에 번식하는 것을 억제할 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하기로 한다. 그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예는 본 발명의 개시가 완전하도록 하며 통상의 지식을 가진자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 개략적인 구성을 나타내 는 종단면도이다. 공기 조화기(100)는 케이스 본체(110), 필터장치(120), 열교환기(130), 액체 분무 장치(140), 공기 순환 장치(150), 및 보조전원 공급장치(160)를 포함한다. 케이스 본체(110)는 공기 유입구(111)와 공기 배출구(112)를 포함한다. 필터장치(120)는 케이스 본체(110) 내에 설치되고, 공기 유입구(111)를 통하여 유입되는 외부 공기 중에 포함된 오염 물질을 여과한다. 필터장치(120)는 제1 공기 필터(121), 고정상 담체 필터(122), 및 제2 공기 필터(123)를 포함한다. 제1 공기 필터(121)는 공기 유입구(111)를 통하여 유입되는 외부 공기를 여과한다. 고정상 담체 필터(122)는 제1 공기 필터(121)에 의해 여과된 공기를 여과한다. 고정상 담체 필터(122)는 표면에 은(Ag) 나노 입자가 건식 증착된 활성탄을 포함한다. 제2 공기 필터(123)는 고정상 담체 필터(122)에 의해 여과된 공기를 여과한다. 열교환기(130)는 케이스 본체(110) 내에, 필터장치(120)로부터 설정된 간격을 두고 설치된다. 열교환기(130)는 필터장치(120)를 통과한 여과된 공기를 냉각시킨다. 필터장치(120)와 열교환기(130)는 케이스 본체(110) 내에 설치된 드레인 받이 위에 설치될 수 있다.
액체 분무 장치(140)는 케이스 본체(110) 내에, 필터장치(120)와 열교환기(130)의 상부에 설치된다. 액체 분무 장치(140)는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 수용한다. 액체 분무 장치(140)는 필터장치(120)와 열교환기(130) 사이의 공간에 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무한다. 도 1 및 도 2를 참고하여, 액체 분무 장치(140)의 구성 및 동작을 좀 더 상세히 설명하면 다음과 같다. 액체 분무 장치(140)는 수용부(141), 분무장치(142), 및 제어부(143)를 포함한다. 수용부(141)는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 수용한다. 수용부(141)의 일측에는 수용액 또는 현탁액을 주입하기 위한 주입구(141a)가 형성된다. 여기에서, 살균 및 탈취 기능을 갖는 상기 수용액은 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가, 표면에 건식 증착된 수용성 모재 분말이 용매에 용해된 용액을 포함할 수 있다. 상기 수용성 모재 분말, 또는 상기 용매는 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 포함할 수 있다. 상기 용매는 증류수 또는 알코올을 포함할 수 있고, 그 외의 모든 살균 작용이 있는 성분을 포함할 수 있다. 상기 수용성 모재 분말로는 예를 들어, 소금, 설탕, 비타민C, 중탄산나트륨 등과 같이 물에 용해되는 재료의 분말이 될 수 있다. 또한, 상기 수용액은 나노 입자를 포함하지 않더라도, 살균 및 탈취 기능을 갖는 염(鹽) 또는 알코올이 함유된 용액을 포함할 수 있고, 그 외의 모든 살균 작용이 있는 성분을 포함할 수 있다. 또한, 상기 수용액은 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 더 포함할 수 있다. 또, 상기 수용액은 탄산수를 포함할 수도 있다.
살균 및 탈취 기능을 갖는 상기 현탁액은, 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가, 표면에 건식 증착된 불용성 모재 분말이 용매에 분산된 용액을 포함할 수 있다. 상기 불용성 모재 분말, 또는 상기 용매는 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 포함할 수 있다. 상기 용매는 증류수 또는 알코올을 포함할 수 있 고, 그 외의 모든 살균 작용이 있는 성분을 포함할 수 있다. 상기 불용성 모재 분말로는 예를 들어, 제올라이트(zeolite), 활성탄, 이산화규소 등과 같이 물에 용해도지 않는 재료의 분말이 될 수 있다. 상기 불용성 모재 분말의 입자의 최대 크기는 10㎛인 것이 바람직하다. 또한, 상기 현탁액은, 나노 입자를 포함하지 않더라도, 살균 및 탈취 기능을 갖는 동(Cu) 입자가 용매에 분산된 용액을 포함할 수 있고, 상기 용매는 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 포함할 수 있다.
한편, 상기 수용성 모재 분말 또는 상기 불용성 모재 분말의 표면에 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가 증착될 때, 불연속적으로 증착된다. 이를 좀 더 상세히 설명하면, 모재 분말 표면에 나노 입자가 연속적으로 증착될 경우, 나노 입자의 크기가 ㎛ 수준의 입자 크기 이상으로 커지기 때문에, 건식 진공 증착 과정에서, 교반기에 의해 모재 분말들이 서로 섞이면서 모재 분말의 표면에 나노 입자가 부분적으로 랜덤하게 증착된다. 모재 분말 표면에 증착되는 나노 입자의 크기는, 예를 들어, 5∼50㎚일 수 있고, 모재 분말 표면에 고농도로 증착되는 경우, 나노 입자의 최대 크기는 100㎚일 수 있다.
분무장치(142)는 수용부(141)의 일측에, 수용부(141)에 수용된 상기 수용액 또는 현탁액을 외부로 분무 가능하게 설치된다. 분무장치(142)는 제어부(143)로부터 분무 제어 신호(CTL)를 수신할 때마다, 필터장치(120)와 열교환기(130) 사이의 공간에 상기 수용액 또는 현탁액을 설정된 시간 동안 분무한다. 그 결과, 액체 분무 장치(140)에 의해 필터장치(120)와 열교환기(130) 사이의 공간에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액이 공기의 흐름에 따라 열교환기(130)의 표면에 응축된다. 선택적으로, 액체 분무 장치(140)가 열교환기(130)의 한쪽 표면에 상기 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무할 수 있다. 이 경우, 도 1의 표시된 것과 같이, 열교환기(130)의 상부에 분무장치(142a)가 위치되도록 설치된다. 필터장치(120)에 의해 여과된 공기가 열교환기(130)에 의해 냉각되는 동안, 필터장치(120)와 열교환기(130) 사이의 공간에, 또는 열교환기(130)의 한쪽 표면에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액에 의해, 상기 여과된 공기가 살균 및 탈취된다. 한편, 분무장치(142)는 노즐(nozzle)형 분무장치, 슬릿(slit)형 분무장치, 초음파진동자에 의한 기화식 분무장치, 및 가열기에 의한 기화식 분무장치 중 어느 하나로 구현될 수 있다. 제어부(143)는 분무 제어 신호(CTL)를 분무장치(142)에 주기적으로 출력한다.
다시 도 1을 참고하면, 공기 순환 장치(150)는 상기 외부 공기가 필터장치(120)와 열교환기(130)를 차례로 통과하도록 하고, 열교환기(130)에 의해 냉각된 공기를 케이스 본체(110)의 공기 배출구(112)를 통하여 외부로 배출시킨다. 그 결과, 화살표로 표시된 것과 같이 외부 공기가 공기 조화기(100) 내부의 공기 안내관(111)을 따라 순환하여 외부로 배출된다. 공기 순환 장치(150)는 블로어 모터(blower motor)(151)와 블로어 팬(fan)(152)을 포함한다. 보조전원 공급장치(160)는 공기 조화기(100)의 전원이 오프 상태일 때(즉, 공기 조화기(100)가 사용되지 않을 때), 액체 분무 장치(140)에 동작 전원(VS)을 공급한다. 보조전원 공 급장치(160)는 전원 상태 신호(ST)에 응답하여 공기 조화기(100)의 전원이 오프 상태인지의 여부를 판단한다. 결국, 공기 조화기(100)가 동작하지 않더라도 액체 분무 장치(140)는 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무한다. 따라서 공기 조화기(100)가 장기간 동안 사용되지 않더라도, 액체 분무 장치(140)에 의해 공기 조화기(100) 내부의 진균류 및 세균들의 번식이 억제될 수 있다. 한편, 도 1 및 도 2에 상세히 도시되지는 않았지만, 공기 조화기(100)의 전원이 온 상태일 때, 공기 조화기(100)의 각 구성 장치들에 동작 전원을 공급하는 주전원 공급장치(미도시)가 액체 분무 장치(140)에 동작 전원(VS)을 공급한다. 따라서, 액체 분무 장치(140)는 공기 조화기(100)가 동작하는 동안에도 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무한다.
도 3은 도 1에 도시된 공기 조화기에 사용되는 수용액(또는 현탁액)(201)의 살균 및 탈취 성능을 실험하기 위한 실험 장치를 개략적으로 나타내는 도면으로서, 한국공기청정기협회의 기준에 맞게 제작된 장치이다. 실험 반응조(210)는 스테인레스 스틸(stainless steel) 재질이고, 실험 반응조(210)의 총 체적은 62리터이다. 실험 반응조(210)의 상부에는 수용액(또는 현탁액)(201)을 실험 반응조(210) 내에 분무하기 위한 각종 분무 노즐들(220)이 설치된다. 실험 반응조(210)의 일측에는 공기 유입구(211)가 형성되고, 그 다른 일측에는 공기 배출구(212)가 형성된다. 공기 유입구(211)를 통하여 황화수소(H2S)와 같은 피처리 가스가 실험 반응조(210) 내에 유입된다. 사용자는 공기 배출구(212)를 통하여 배출되는 공기에 포함된 피처리 가스의 농도를 측정함으로써, 수용액(또는 현탁액)(201)에 의해 피처리 가스가 어느 정도 제거되었는지를 확인할 수 있다.
한편, 실험 반응조(210)의 하부에는 드레인 받이(214)가 경사지게 설치된다. 실험 반응조(210)의 하부 일측에는 실험 반응조(210)에 고인 수용액(또는 현탁액)(201)이 배출되는 배출구(213)가 형성된다. 배출구(213)에는 배관(241)을 통해 워터 펌프(230)가 연결된다. 워터 펌프(230)는 실험 반응조(210)에 고인 수용액(또는 현탁액)(201)을 배관(242)을 통하여 노즐들(220)에 공급한다. 결국, 노즐들(220)로부터 분무된 수용액(또는 현탁액)(201)이 공기 유입구(211)를 통해 유입되는 피처리 가스를 제거하고, 대략 2리터 정도의 수용액(또는 현탁액)(201)이 실험 반응조(210)에 고이게 된다. 이때, 워터 펌프(230)가 실험 반응조(210)에 고인 수용액(또는 현탁액)(201)을 다시 노즐들(220)로 순환시킨다.
도 4는 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 저농도의 황화수소(H2S) 가스가 주입된 후, 증류수, 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액, 은 나노 입자가 포함된 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액이 각각 분무 될 때, 공기 중의 황화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 여기에서, 저농도의 황화수소(H2S) 가스는 사람이 불쾌감을 느끼는 농도인 24ppm 내외의 황화수소(H2S) 가스를 의미한다. 도 3의 그래프들로부터, 실험 반응조(210) 내에 증류수만을 분무하거나, 또는 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액만을 분무한 경우, 황화수소(H2S) 가스의 제거 효과가 거의 없는 것을 알 수 있 다. 하지만, 400ppm의 은 나노 입자가 표면에 증착된 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액을 실험 반응조(210) 내에 분무한 경우, 4분이 경과하면 90% 이상의 악취 성분(즉, 황화수소(H2S) 가스)이 감소하고, 10분이 경과하면 검출한계점을 넘어서도록 감소하는 것을 알 수 있다. 이러한 결과는 악취의 주요 요인인 황화수소(H2S) 가스의 제거에 은 나노 입자가 매우 효율적임을 나타낸다.
도 5는 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 고농도의 황화수소 가스가 주입된 후, 은 나노 입자가 포함된 수용액이 분무 될 때, 공기 중의 황화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 여기에서, 고농도의 황화수소(H2S) 가스는 치사량인 대략 1500ppm의 황화수소(H2S) 가스를 의미한다. 그래프에서 참고되는 것과 같이, 은 나노 입자가 포함된 수용액이 실험 반응조(210) 내에 분무되고 10분이 경과된 후, 1500ppm에서 700ppm으로 황화수소(H2S) 가스의 농도가 감소하는 것을 알 수 있고, 황화수소(H2S) 가스가 90%이상 감소할 때까지 대략 360분의 시간이 소요됨을 알 수 있다.
도 6은 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 암모니아(NH3) 가스가 주입된 후, 은 나노 입자가 포함된 수용액이 분무 될 때, 공기 중의 암모니아의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 가정에서 실내 악취 요소 중 큰 비중을 차지하는 암모니아(NH3) 가스를 실험 반응조(210) 내에 주입시키고, 증류수나, 또는 은 나노 입자가 포함된 수용액을 실험 반응조(210) 내에 분무한 경우, 공기 중의 암모니아(NH3) 가스의 농도가 급격히 감소함을 확인하였다. 암모니아(NH3)는 물에 쉽게 용해되는 물질이므로, 증류수만을 분무하여도 그 농도가 급격히 감소함을 알 수 있다.
도 7은 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 톨루엔(toluene)이 주입된 후, 은 나노 입자가 포함된 수용액과 증류수가 각각 분무 될 때, 공기 중의 톨루엔의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 7의 그래프들은, 실험 반응조(210) 내에 약 450ppm 농도의 톨루엔을 주입한 후, 증류수와 은 나노 입자를 포함하는 수용액을 각각 분무한 결과를 나타낸다. 그래프들로부터, 증류수만 분무한 경우 톨루엔이 거의 제거되지 않고, 은 나노 입자가 포함된 수용액을 분무한 경우 톨루엔의 감소 효과가 나타나는 것을 알 수 있다. 황화수소(H2S)나 암모니아(NH3)에 비하여 톨루엔의 처리 속도 및 처리량이 상대적으로 적음을 알 수 있지만, 200분이 경과한 후, 톨루엔이 약 450ppm에서 270ppm으로 감소함을 알 수 있다. 위의 실험 결과로부터, 새집증후군 등의 질환의 원인으로 파악되는 휘발성 유기화합물의 처리에도 은 나노 입자가 포함된 수용액이 사용될 수 있음을 알 수 있다.
도 8은 도 1에 도시된 고정상 담체 필터가, 활성탄(AC; activated carbon)만을 포함할 때와, 은 나노 입자가 증착된 활성탄을 포함할 때, 고정상 담체 필터를 통과한 공기 중의 오염 물질의 농도 변화를 나타내는 그래프이다. 도 8의 그래프는, 실험을 위해, 통상적으로 실내 공기 중에 포함된 오염 물질의 농도의 1000배 이상의 고농도의 오염 물질을 포함하는 공기를 고정상 담체 필터에 의해 여과시킨 결과이다. 실선으로 나타낸 그래프는, 은 나노 입자가 증착된 활성탄을 포함하는 고정상 담체 필터(122)에 의해 여과된 공기 중의 오염 물질의 농도 변화를 나타낸다. 또, 점선으로 나타낸 그래프는, 활성탄만을 포함하는 고정상 담체 필터(122)에 의해 여과된 공기 중의 오염 물질의 농도 변화를 나타낸다. 두 그래프들을 비교해보면, 은 나노 입자가 증착된 활성탄을 포함하는 고정상 담체 필터(122)의 오염물질 흡착량이, 활성탄만을 포함하는 고정상 담체 필터(122)의 오염물질 흡착량보다 더 증가한 것을 알 수 있다. 또한, 은 나노 입자가 증착된 활성탄을 포함하는 고정상 담체 필터(122)의 수명이, 활성탄만을 포함하는 고정상 담체 필터(122)의 수명보다 대략 두 배 정도 더 긴 것을 알 수 있다.
상기한 실시 예들은 본 발명을 설명하기 위한 것으로서 본 발명이 이들 실시 예에 국한되는 것은 아니며, 본 발명의 범위 내에서 다양한 실시예가 가능하다. 또한 설명되지는 않았으나, 균등한 수단도 또한 본 발명에 그대로 결합되는 것이라 할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 조화기의 개략적인 구성을 나타내는 종단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 액체 분무 장치와 보조전원 공급장치를 상세히 나타내는 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 공기 조화기에 사용되는 수용액 또는 현탁액의 살균 및 탈취 성능을 실험하기 위한 실험 장치를 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 저농도의 황화수소(H2S) 가스가 주입된 후, 증류수, 탄산수소나트륨 수용액, 은 나노 입자가 포함된 탄산수소나트륨(NaHCO3) 수용액이 각각 분무 될 때, 공기 중의 황화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 5는 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 고농도의 황화수소 가스가 주입된 후, 은 나노 입자가 포함된 수용액이 분무 될 때, 공기 중의 황화수소의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 6은 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 암모니아(NH3) 가스가 주입된 후, 은 나노 입자가 포함된 수용액이 분무 될 때, 공기 중의 암모니아의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 7은 도 3에 도시된 실험 반응조 내에 톨루엔(toluene)이 주입된 후, 은 나노 입자가 포함된 수용액과 증류수가 각각 분무 될 때, 공기 중의 톨루엔의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
도 8은 도 1에 도시된 고정상 담체 필터가, 활성탄만을 포함할 때와, 은 나노 입자가 증착된 활성탄을 포함할 때, 고정상 담체 필터를 통과한 공기 중의 오염 물질의 농도 변화를 나타내는 그래프이다.
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100: 공기 조화기 110: 케이스 본체
120: 필터장치 121: 제1 공기 필터
122: 고정상 담체 필터 123: 제2 공기 필터
130: 열교환기 140: 액체 분무 장치
141: 수용부 142: 분무장치
143: 제어부 150: 공기 순환 장치
160: 보조전원 공급장치

Claims (18)

  1. 공기 유입구와 공기 배출구를 포함하는 케이스 본체;
    상기 케이스 본체 내에 설치되고, 상기 공기 유입구를 통하여 유입되는 외부 공기 중에 포함된 오염 물질을 여과하는 필터장치;
    상기 케이스 본체 내에, 상기 필터장치로부터 설정된 간격을 두고 설치되고, 상기 필터장치를 통과한 여과된 공기를 냉각시키는 열교환기;
    상기 케이스 본체 내에, 상기 필터장치와 상기 열교환기의 상부에 설치되고, 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 수용하고, 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 상기 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무하는 액체 분무 장치; 및
    상기 외부 공기가 상기 필터장치와 상기 열교환기를 차례로 통과하도록 하고, 상기 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 공기 배출구를 통하여 외부로 배출시키는 공기 순환 장치를 포함하고,
    상기 액체 분무 장치에 의해 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액이 공기의 흐름에 따라 상기 열교환기의 표면에 응축되고,
    상기 여과된 공기가 상기 열교환기에 의해 냉각되는 동안, 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액에 의해, 상기 여과된 공기가 살균 및 탈취되는 공기 조화기.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 수용액은, 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가, 표면에 건식 증착된 수용성 모재 분말이 용매에 용해된 용액을 포함하는 공기 조화기.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 수용성 모재 분말, 또는 상기 용매는 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 포함하는 공기 조화기.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 현탁액은, 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가, 표면에 건식 증착된 불용성 모재 분말이 용매에 분산된 용액을 포함하는 공기 조화기.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 불용성 모재 분말, 또는 상기 용매는 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 포함하는 공기 조화기.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 불용성 모재 분말의 입자의 최대 크기는 10㎛인 공기 조화기.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 수용액은, 염(鹽) 또는 알코올이 함유된 용액을 포함하는 공기 조화기.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 수용액은, 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 더 포함하는 공기 조화기.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 현탁액은, 동(Cu) 입자가 용매에 분산된 용액을 포함하는 공기 조화기.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 용매는 아로마 향, 또는 해충 방지 향의 기능성 향 성분을 포함하는 공기 조화기.
  11. 제1항에 있어서, 상기 필터장치는,
    상기 외부 공기를 여과하는 제1 공기 필터;
    상기 제1 공기 필터에 의해 여과된 공기를 여과하는 고정상 담체 필터; 및
    상기 고정상 담체 필터에 의해 여과된 공기를 여과하는 제2 공기 필터를 포함하는 공기 조화기.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 고정상 담체 필터는 표면에 은 나노 입자가 건식 증착된 활성탄을 포함하는 공기 조화기.
  13. 제1항에 있어서, 상기 액체 분무 장치는,
    상기 수용액 또는 현탁액을 수용하는 수용부;
    분무 제어 신호를 주기적으로 출력하는 제어부; 및
    상기 수용부의 일측에, 상기 수용부에 수용된 상기 수용액 또는 현탁액을 외부로 분무 가능하게 설치되고, 상기 분무 제어 신호를 수신할 때마다, 상기 필터장치와 상기 열교환기 사이의 공간에 상기 수용액 또는 현탁액을 설정된 시간 동안 분무하는 분무장치를 포함하는 공기 조화기.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 분무장치는, 노즐(nozzle)형 분무장치, 슬릿(slit)형 분무장치, 초음파진동자에 의한 기화식 분무장치, 및 가열기에 의한 기화식 분무장치 중 어느 하나인 공기 조화기.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 공기 조화기의 전원이 오프 상태일 때, 상기 액체 분무 장치에 동작 전원을 공급하는 보조전원 공급장치를 더 포함하는 공기 조화기.
  16. 공기 유입구와 공기 배출구를 포함하는 케이스 본체;
    상기 케이스 본체 내에 설치되고, 상기 공기 유입구를 통하여 유입되는 외부 공기 중에 포함된 오염 물질을 여과하는 필터장치;
    상기 케이스 본체 내에, 상기 필터장치로부터 설정된 간격을 두고 설치되고, 상기 필터장치를 통과한 여과된 공기를 냉각시키는 열교환기;
    상기 케이스 본체 내에, 상기 필터장치와 상기 열교환기의 상부에 설치되고, 살균 및 탈취 기능을 갖는 수용액 또는 현탁액을 수용하고, 상기 열교환기의 한쪽 표면에 상기 수용액 또는 현탁액을 주기적으로 분무하는 액체 분무 장치; 및
    상기 외부 공기가 상기 필터장치와 상기 열교환기를 차례로 통과하도록 하고, 상기 열교환기에 의해 냉각된 공기를 상기 공기 배출구를 통하여 외부로 배출시키는 공기 순환 장치를 포함하고,
    상기 여과된 공기가 상기 열교환기에 의해 냉각되는 동안, 상기 열교환기의 한쪽 표면에 분무된 상기 수용액 또는 현탁액에 의해, 상기 여과된 공기가 살균 및 탈취되는 공기 조화기.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 수용액은, 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가, 표면에 건식 증착된 수용성 모재 분말이 용매에 용해된 용액을 포함하는 공기 조화기.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 현탁액은, 은(Ag) 나노 입자, 셀렌(Se) 나노 입자, 이산화티타늄(TiO2) 나노 입자, 및 염화 나트륨(NaCl) 나노 입자 중 어느 하나가, 표면에 건식 증착된 불용성 모재 분말이 용매에 분산된 용액을 포함하는 공기 조화기.
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