KR20130085111A

KR20130085111A - 자외선 공기 살균기

Info

Publication number: KR20130085111A
Application number: KR1020120006012A
Authority: KR
Inventors: 배성순
Original assignee: 배성순
Priority date: 2012-01-19
Filing date: 2012-01-19
Publication date: 2013-07-29
Also published as: KR101356268B1

Abstract

공기 살균기에 관한 것으로 통체(1)의 내주면에 광촉매(T)가 도포되고 복수개의 자외선램프(UVR)가 배치된 살균기(S)의 통체(1)의 하부판(1b)을 수직으로 관통된 공기도관(2)에 의해 통체 내부공간의 자외선 영역(a)의 상부 측에 공기 유입구(2n)를 위치시키고 통체(1)의 상부판(1a)을 수직으로 관통한 배출관(3)에 의해 상기 자외선 조사영역(a)의 하부 측에 공기 배출구(3u)를 위치시키어 상기 공기 유입구(2n)와 공기 배출구(3u) 사이에서 상승기류가 없어 공기가 지체될 수 있게 구성된 것이다.
본 발명에 의하면 살균기 통체(1)의 내부에 유입된 공기는 대류작용을 하면서 지체되기 때문에 공기의 살균에 유효한 충분한 자외선량을 조사하게 되어 살균효과가 높고 구조가 간단하며 소음이 없어 친환경적으로 생활공간의 공기를 청결하게 살균처리 할 수 있다.

Description

자외선 공기 살균기{AIR STERILIZER BY ULTRAVIOLET}

본 발명은 유동중인 공기내 부유균에 대한 자외선의 조사시간을 연장하여 살균 효과를 높일 수 있도록 대류형상을 이용하여 공기가 서서히 순환하는 공기 흐름의 지연(遲延)수단이 구비된, 자외선 공기 살균기에 관한 것이다.

일반적으로 복수의 자외선램프가 설치된 일정한 공간영역으로 팬에 의해 실내 공기를 강제 이동시키면서 이동되는 공기에 자외선을 조사(照射)하여 공기 중에 존재하는 각종 병원성 미생물을 살균하는 각종 형태의 공기 살균기가 널리 알려져 있다.

공기 살균기에 관한 선행기술의 예를 들면 다음과 같다.

① 등록실용신안공보 등록번호 20-0189202호 (2001. 09. 29.공고) '공기 살균기'는 본체 케이스의 하부에 공기흡입구를 형성하여 팬모터를 설치하고 케이스의 내부에는 격판으로 부분적인 칸막이를 하여 지그재그로 공기 통로를 형성하며, 케이스의 상부 측 전면에는 필터가 내장된 공기 토출구를 형성하고 케이스 내부에 복수의 자외선 살균등을 배치하여 팬에 의하여 흡입된 공기가 통로를 거쳐 이동하는 중에 살균등에서 방출되는 자외선에 조사되어 살균되고 살균된 공기는 필터를 거쳐 여과되면서 토출구로 배출하여 실내에 정화된 공기를 공급하게 된 것이다.

② 등록실용신안공보 등록번호 20-0323010호(2003. 08. 14.공고) '공기 살균기'는 납작한 직사각형의 공기 살균기 케이스의 일 측면에는 공기 흡입구를 형성하여 흡입팬을 설치하고 케이스의 타 측면에는 공기배출구를 형성하여 배출팬을 설치하고 케이스 내부에 자외선 살균등을 설치하여 흡입팬에 의하여 흡입구로 흡입된 공기가 배출 팬에 의하여 배출구로 수평 이동하여 배출되는 과정에서 자외선 살균등에서 방사되는 자외선의 조사에 의하여 살균하게 된 것이다.

③ 등록실용신안공보 등록번호 20-0340227호(2004. 01. 31.공고) '광촉매를 이용한 공기 살균기'는 광촉매가 도포된 필터를 공기의 진행방향과 직교되게 설치하고 광촉매 필터의 전방에는 복수의 자외선램프를 설치하여 자외선램프에서 방사되는 자외선이 필터상의 광촉매와 근거리에서 조사되어 광촉매의 기능을 향상시키고 세균의 살균작용의 효율성을 높일 수 있게 된 것이다.

④ 등록실용신안공보 등록번호 20-0357824호(2004. 07 .30. 공고) '공기 살균기' 는 공기 유입공이 형성된 덮개와, 프리필터와 탈취필터 및 이산화티타늄이 코팅된 살균필터의 내부에 자외선램프가 내장된 케이스로 이루어진 본체의 하측에 팬과 토출그릴 및 음이온이 발생되는 기판을 내장하여, 팬의 가동에 의해 덮개의 공기 유입공으로 유입된 공기가 필터에 의해 여과되고 자외선에 의해 살균된 다음 음이온 발생기에서 발생된 음이온과 함께 살균된 공기가 하측의 토출구로 배출하게 된 것이다.

⑤ 등록특허공보 등록번호 10-0480260호(2005. 04. 06.공고) '광촉매를 이용한 공기청정기'는 공기청정기의 기체 내면 사방에 이산화티타늄의 광촉매 적층판을 적층하고 기체의 내부에는 광촉매가 적층된 망상통과 회전 가능하게 설치하며 기체내부의 공간부에 복수개의 자외선램프를 사방에 배치하여 팬의 가동에 의해 개체내부로 흐르는 공기가 자외선램프에서 조사되는 자외선에 의해 광촉매가 반응하여 공기에 함유된 유해물질을 무해물질로 분해하고 필터기구의 여과기능과 결합하여 공기의 정화기능을 높일 수 있게 된 것이다.

⑥ 공개특허공보 공개번호 10-2007-0084637호(2007. 08. 27.공개) '자외선 응답형 박막 광촉매와 그 응용'은 이산화티타늄 결정 사이즈가 5nm∼50nm이며, 흡광파장 피크가 200nm∼300nm 의 영역에 있고 막 두께가 0.1∼1.0미크로인 투명박막 이산화티타늄 광촉매를 제조하여 필터와 살균 자외선과 결합하여 자외선과 광촉매의 반응에 의해 공기를 정화하게 된 것이다.

⑦ 등록실용신안공보 등록번호 20-0443340호(2009. 02. 16.공고) '이중 팬과 이중 케이스를 구비한 공기 살균기'는 공기의 흡입구와 토출구가 형성된 크고 작은 2개의 케이스를 내외 이중으로 설치하여 각 흡입구에 팬을 각각 설치하고 내부 케이스에는 광촉매 모듈과 자외선램프를 설치하며 외부 케이스의 내부에는 음이온 발생기를 설치하여 팬의 가동에 따라 공기가 이중 케이스의 흡입구로 유입되어 토출구로 배출되는 과정에서 자외선램프에서 방출되는 자외선과 광촉매의 작용에 의해 세균이나 곰팡이 등을 살균하고 음이온이 발생되어 공기를 청정하게 된 것이다.

상기한 선행기술에 개시되어 있는 바와 같아, 공기를 살균하기 위하여 자외선램프에서 방출되는 자외선과, 자외선의 살균작용을 촉진하는 이산화티타늄 광촉매 및, 유해물질의 분해를 촉진하는 음이온 발생기에서 발생되는 음이온 등을 이동하는 공기에 조사하여 공기를 살균하고 있다.

그러나 상기한 선행 기술은 대부분 도1에 표시된 바와 같이, 일정한 크기의 단면 공간을 가진 공기의 이동통로(d)의 내부에 복수개의 자외선램프(UV)를 장착하여 자외선이 방출되는 자외선 조사영역(照射領域)(a)으로 흡입팬(f1)이나 배출팬(f2)에 의해 공기를 강제 이동하게 되어 있기 때문에 공기의 흐름이 균일한 분포를 이루고는 있으나 자외선 조사영역을 순간적으로 통과하게 되어, 공기에 조사되는 자외선량이 미흡하여 공기의 살균효과가 높지 못한 문제점이 있었다.

또한 선행기술에서는 공기에 대한 살균에 자외선 조사량과 조사시간에 관계되는 내용에 대하여 거의 개시(開示)되어 있지 않다.

또 병원의 병실에서 공기 살균기를 가동할 때, 특히 야간에는 모터팬의 가동소음이 심하여 정숙해야 하는 병실환경에 소음장해를 주는 문제점이 있었다.

자외선은 파장의 종류에 따라 각각 다른 성질을 가지며, 각각 주요한 일을 한다. 그 중 250nm∼260nm의 자외선이 가장 강한 살균작용을 가진다. 그러나, 자외선이 공기에 조사되는 순간 살균되는 것은 아니다.

자외선 살균램프에서 방출되는 자외선은 모든 세균의 살균에 유효하나, 세균의 종류에 따라 자외선( 253.7nm)에 대한 저항력이 다르다. 따라서 살균에 필요한 자외선량(紫外線量) (자외선 조도(紫外線照度) × 조사시간(照射時間)이 각각 다르다.

통상적으로 음식의 오염(汚染)의 지표(指標)로 하고 있는 대장균은 15와트(W)의 살균램프가 50cm 거리에서는 1분 이내, 10cm 거리에서는 약 6초(秒)간 조사하면 거의 사멸된다. 각종 병원성 바이러스나 비병원성 바이러스(부패를 일으키는 세균 등)는 상기 대장균의 1.5∼5배 정도, 효모류(酵母類)는 약 3∼6배, 공팡이류는 5∼50배의 자외선량이 필요하다.

따라서 공기에 부유하고 있는 각종 병원성 변균 바이러스를 살균할 수 있는 정도의 자외선량을 조사하려면 제자리에 있거나 서서히 이동하는 공기에 대하여 적어도 1∼2분간 조사(照射)해야 한다. 따라서 공기에 대한 조사량을 증대하려면 공기의 이동이 지체(遲滯)되거나 완만(緩慢)하게 지연(遲延)되어야 한다.

유체의 흐름을 지연하는 일반적인 수단은 내경이 작은 유체관에 내경이 보다 큰 유체관을 연관하여 유체를 흐르게 하여, 작은 내경의 유체관으로 흐르는 유체가 내경이 큰 유체관에 이르게 되면 내부공간의 확장에 따라 유속(流速)이 저하된다.

한편, 공기 살균기는 자외선 조사영역을 흐르는 공기를 살균하는 것이므로 공기의 유속이 느리다고 해도 균일한 유속으로 이동하지 않고 유속이 빠른 기류와 유속이 느린 기류가 혼존되어 있다고 하면 유속이 빠른 공기에 대해서는 조사되는 자외선량이 부족하여 공기의 살균효과가 미흡하게 된다.

따라서, 자외선량을 충분하게 조사하기 위하여 공기 흐름의 물리적인 지체수단(遲滯手段)을 얻기 위하여 여러 가지 실험을 하였다.

도2에 표시된 바와 같이, 일정한 크기의 공간을 가진 투명성 챔버(chamber)(c)의 내부에 복수개의 자외선램프를 설치하여 점등하고 동 쳄버(c)의 하부에 작은 내경을 가진 공기 유입구(n)를 형성하며, 챔버(c)의 상부에 같은 내경을 가진 공기 배출구(u)를 형성하여 송풍팬 없이, 복수개의 자외선램프의 발열에 의하여 온도가 상승된 공기가 배기구(u)로 대류가 형성되어 배출되는 자연상태로 연무(煙霧)실험을 하였다.

실험의 결과, 하부의 공기 유입구(n)로 유입된 연무가 상부의 공기 배출구(u)를 통하여 밖으로 배출되는 직류(直流)(ms)의 기류를 형성하고 직류(ms)의 기류 주위의 공간에 와류(渦流)(ss)의 기류가 형성되면서 챔버(c)의 공간에서 지체하고 있었다.

이와 같이, 챔버(c)의 공간에는 유속이 상대적으로 빠른 직류(ms)의 기류와 공기와 유속이 상대적으로 느린 와류(ss)의 기류가 공기가 혼존되어 있으면 챔버의 내부에서 공기이동의 직교방향으로 자외선을 조사(照射)할 경우, 직류(ms)의 공기는 보다 단시간에 배출구로 배출되고 와류(ss)의 공기는 지체되기 때문에 직류(ms)와 와류(ss)의 공기 간에 자외선 조사량이 각각 다르게 되어 공기의 균일한 살균작용의 효과를 얻을 수 없다.

또, 도3에 표시된 바와 같이, 도2에 표시된 동일한 챔버(c)에서 공기의 유입구(n)와 공기의 배출구(u)의 위치를 좌우로 어긋나게 형성하여 도2와 동일한 자연 상태에서 연무실험을 하였다. 실험의 결과는, 공기 유입구(n)에서 배출구(u)를 향하여 직류(ms)의 기류가 대각선으로 흐르고 그 좌우 양측에 와류(ss)의 기류가 지체하고 있다.

이와 같이, 직류(ms)의 공기와 와류(ss)의 공기는 챔버(c) 내에서 유속에 차이가 있기 때문에 자외선 조사량이 서로 다르게 되어 도2의 실험과 같이 공기의 균일한 살균효과를 얻을 수 없다.

챔버(c) 내의 전체 공기에 대한 조사되는 자외선량을 높이려면 챔버 내에서 공기가 전체적으로 지체되어야 하므로 지체수단에 대하여 실험과 연구를 계속하였다.

도4에 표시된 바와 같이, 도3과 동일한 챔버(c) 내부에 복수개의 자외선 램프를 설치하여 점등하고 동 쳄버(c) 내부공간의 하부측에서 공기 유입관(d1)을 관통시키어 공간의 상부 측에 공기 유입구(n)를 위치시키고 챔버(c)의 공간내부의 상부측에서 배출관(d2)을 하부측으로 관통시키어 공간의 하부측에 공기의 배출구(u)를 위치시켰다. 이때, 공기의 유출관(d1)및 배출관(d2)은 챔버(c)의 지름에 대하여 약 1/10 크기로 하였다.

챔버(c)의 하부에 위치된 유입관(d1)의 개구부(n')를 통하여 연무실험을 하였다. 실험의 결과, 연무는 유입관(d1)을 통하여 챔버(c)의 상부측으로 유입된 다음 챔버 내부 공간에서 큰 원의 와류(ss)의 기류로 지체되고 일부의 공기는 챔버(c)의 하부 측에 위치된 배출구(u)를 통하여 배출관(d2)의 상단 개구부(u')로 챔버(c)내의 높아진 온도의 공기가 배출관(d2)과 대류현상을 일으키어 배출되었다.

상기 챔버(c)의 공간에서 공기의 유입구(n)와 배출구(u) 사이에 기류의 연속성(직류)이 없는 이유는 공기의 유입구(n)와 배출구(u)의 위치가 상하로 상반되어 있기 때문에 유입구(n)와 배출구(u)간에 상승기류가 형성되지 않은 것에 기인하며, 따라서 챔버 내부의 공기는 배출되기까지 지체되고 배출되는 공기량만 큼 공기가 유입되고 있다.

이렇게 챔버(c)의 공간내부에서 공기가 전체적으로 유동하고 있기 때문에 지체시간이 길게(측정된 실험값은 100∼150초임)되어, 챔버(c)의 공간 내부에서 공기이동의 직교방향으로 자외선을 조사할 경우 모든 공기는 살균에 유효한 충분한 자외선량으로 조사될 수 있어 균일한 공기의 살균효과를 얻을 수 있다.

본 발명은 공기 중의 병원성 바이러스, 또는 비병원성 바이러스를 살균할 수 있는 충분한 자외선량을 조사할 수 있도록 자외선 조사영역에서 공기 흐름의 지체에 대하여 상기 실험을 통하여 여러 가지로 연구한 결과 공기의 지체수단을 구비한 새로운 자외선 공기 살균기를 개발하였다.

본 발명의 목적은 자외선 공기의 살균기의 통체 내부에 유입되 는 공기가 지체되면서 살균에 유효한 충분한 자외선 조사량과 조사시간으로 조사되어 공기의 살균효과가 보다 높은 자외선 공기 살균기를 제공하는데 있다.

본 발명은 본원인이 특허를 받은 상기 등록특허공보 등록번호 10-0480260호(2005. 04. 06.공고) '광촉매를 이용한 공기청정기'에서 적용된 이산화티타늄의 광촉매와, 오존(O₃)이 수반하여 발생되는 복수의 자외선 램프를 이용하였다.

본 발명의 자외선 공기 살균기는 일정한 크기의 내경(50cm정도)과, 소정의 높이(약 100cm정도)를 가진 원통형의 알루미늄재질의 통체의 내주면에 통상의 이산화티타늄 광촉매가 도포되어 있고 통체의 내부에는 오존(O₃)이 수반하여 방출되는 복수의 자외선램프가 배치되어 자외선램프에서 방출되는 자외선이 통체의 내주면에 도포된 광촉매의 반응에 의해 통체 내부 공간의 공기에 대한 살균작용을 촉진할 수 있는 자외선 조사영역이 구비되어 있다.

또 통체의 내경의 1/10 정도의 내경(약5cm)을 가진 공기 유입관이 통체의 하부를 관통하여 통체 내부 공간의 상부측에 유입관의 유입구가 위치되게 구비되어 있고 유입관의 하단 개구부는 통체의 외부에 위치되어 있다. 유입관과 같은 내경을 가진 배출관이 통체의 상부에서 하부로 관통하여 통체 내부 공간의 하부 측에 공기의 배출구가 위치되도록 구비되어 있고 배출관의 상단 개구부는 통체의 외부에 위치되게 구성된 것이다.

이러한 구성으로 된 본 발명의 자외선 공기 살균기에는 급기팬, 또는 배기팬이 없다. 본 발명의 자외선 산균기의 공기의 순환배출은 통체 내부에 설치된 복수의 자외선램프의 발열에 의하여 통체 내부의 공기온도가 상당히 높아진 상태에서 온도가 높아진 공기와, 통체 내부의 하부 측 배출구로부터 외부의 수직으로 연통과 같이 긴 배출관이 대류작용을 일으켜서 통체 내부 공기를 상부 측 개구부로 계속 자연배출 되며 공기가 자연 순환 되는 것이다.

즉, 상기 자연대류작용에 의해 실내공기의 일부가 공기 유입관의 하부 측 개구부 및 유입관을 거쳐 유입구를 통하여 통체 내부 공간의 상부 측에 유입된다. 또 통체 내부 공간의 공기는 하부측 배출구와 배출관을 거쳐 통체 상부 측의 개구부로 자연 배출된다. 이와 같이 공기 유입관과 배출관은 각각의 독립된 기능에 의해 통체 내부로 공기를 유입하는 동시 통체 외부로 배출하게 된다.

이때 통체 내부공간의 상부 측에 상기 공기 유입구가 위치되고 통체 내부공간의 하부 측에 배출구가 위치되어 있기 때문에 유입구와 배출구간에 공기의 자연 상승기류가 형성되지 않으며 따라서 통체 내부 공간의 공기는 배출구로 배출되기 까지 통체 내부 공간에서 독립적으로 대류작용을 지속한다.

배출관의 내경이 통체의 내경의 1/10정도로 하였을 경우, 통체 내부 공간에서 대류되는 공기량이 배출관으로 배출되기 까지 약 100초∼150초간 통체 내부에 지체되고 있었다.

이때 통체에 구비된 자외선램프에 전원이 공급되면 자외선이 방출되어 자외선 조사영역에서 대류되고 있는 공기에 대하여 자외선이 조사되어 살균작용을 하게 된다. 통체의 내주면에는 전면적으로 광촉매가 도포되어 있기 때문에 통체의 내주면에 접촉되고 있는 공기는 광촉매작용에 의해 자외선의 살균작용과 분해작용이 보다 강력하게 이루어져서 공기의 유해한 바이러스가 모두 살균된다. 또한 오존(O₃)이 수반하여 방출되므로 공기 중에 부유되고 있는 세균의 살균 및 유해물질이 용이하게 분해되어 공기가 보다 청결하게 정화된다.

이와 같이 통체 내부 공간에서 유동하고 있는 공기는 자외선 조사영역에서 비교적 장시간 지체되고 있으므로 공기의 살균에 충분한 자외선량과 조사시간으로 조사됨으로 각종 병원성 바이러스나 비병원성 바이러스가 모두 살균되며 살균효과가 매우 높게 된다. 또 통체 외부로는 완전히 살균된 공기만이 배출되기 때문에 시간의 경과에 따라 생활환경의 공기를 효과적으로 살균처리 할 수 있고 또한 병실, 노약자실, 가정의 실내, 대합실, 극장 등 대중이 모이는 곳의 공기를 보다 청결하게 정화하여 각종 전염성 바이러스의 공기 감염을 방지할 수 있다.

물론 통체의 공기 유입부나 배출부측에 통상의 필터기구를 부가하여 먼지의 정화를 함께 할 수도 있다.

또한 송풍팬이나 배기팬이 없으므로 그만큼 전기 에너지 소모가 절감될뿐 아니라 기계적 소음이 없어 야간에 소음장해가 전혀 없는 친환경적인 공기 살균기로서 유용하게 사용할 수 있다.

본 발명은 공기 살균기에 있어서, 통체 내부 공간의 상부 측에 공기 유입구가 위치되게 하고 통체 내부 공간의 하부 측에 공기 배출구를 위치시키어 공기 유입구와 공기 배출구간에 직류를 이루는 상승기류가 형성되지 않게 구성하였기 때문에 통체 내부로 유입된 공기가 장시간 지체되어, 공기 살균에 충분한 자외선량을 조사할 수 있고 공기의 살균효과를 보다 높일 수 있다.

또 살균기의 구조가 간단하고 기계적 가동부가 없기 때문에 소음이 나지 않고 각종 병원성 병균바이러스의 살균에 의해 친환경적으로 공기감염을 방지할 수 있는 여러 가지 효과가 있다.

도1은 종래의 공기 살균기의 공기 흐름을 나타낸 예시도
도2는 챔버의 서로 대향된 하부측 공기 유입구와 상부측 공기 배출구간에 공기의 흐름을 실험한 예시도
도3은 챔버의 서로 어긋나게 대향된 하부측 공기 유입구와 상부측 공기배출구간에 공기의 흐름을 실험한 예시도
도4는 챔버의 상부에 위치된 공기 유입구와 동 하부에 위치된 공기 배출구 간에 공기의 대류작용으로 지체되는 공기 흐름을 실험한 예시도
도5는 본 발명의 공기 살균기의 한 실시예의 투시도
도6은 도5의 공기 살균기의 단면도
도7은 통체의 내주면에 광촉매가 도포된 확대 단면도

도5 및 도6에 표시된 바와 같이, 자외선 공기 살균기(S)는 50cm정도의 내경과, 100cm정도의 높이를 가진 원통형의 알루미늄재질의 통체(1)의 내주면에 통상의 이산화티타늄 광촉매(T)가 도포되어 있고 통체(1)의 내주면(1w)에는 오존(O₃)이 수반하여 방출되는 복수의 자외선램프(UVR)가 배치되어 자외선램프(UVR)에서 방출되는 자외선이 통체(1)의 내주면(1w)에 도포된 광촉매(T)의 반응에 의해 통체(1) 내부 공간의 공기에 대한 살균작용을 촉진할 수 있는 자외선 조사영역(a)이 구비되어 있다.

또 통체(1)의 하부판(1b)을 수직으로 관통된 내경 약5cm 크기의 공기 유입관(2)에 의하여 통체(1) 내부 공간의 자외선 조사영역(a)의 상부측에 공기 유입구(2n)가 위치되게 구비되고 공기 유입관(2)의 개구부(2a)는 통체(1)의 하부판(1b)의 하방 측에 노출되어 있다.

또 통체(1)의 상부판(1a)를 수직으로 관통된 내경 약 5cm크기의 공기 배출관(3)에 의하여 통체 (1) 내부 공간의 자외선 조사영역(a)의 하부 측에 공기의 배출구(3u)가 위치되도록 구비되어 있고 배출관(3)의 상단 개구부(3a)는 통체(1)의 상부판(1a)의 상부 측에 위치되어 구성된 것이다.

본 실시예에서 표시된 규격의 숫자는 이에 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 구성된, 본 발명의 공기 살균기(S)의 자외선 램프(UVR)에 전원을 공급하면, 복수개의 자외선램프(UVR)에서 각각 8w∼15w의 자외선이 방출되어 통체(1)의 내주면( 1w)에 도포된 이산화티타늄 광촉매(T)에 조사되어 광촉매 반응을 일으킨다. 광촉매는 화학적인 변화는 없으나 자외선과 공기의 접촉 시에 자외선 살균작용을 촉진하게 된다. 또 자외선의 방출과 수반하여 오존(O₃)이 방출되어 살균작용과 유해물질의 분해 작용을 겸하게 된다.

살균기(S)의 통체(1)에는 급기팬, 또는 배기팬이 없고 공기 유입관(2)의 하단 개구부(2a)와 배출관(3)의 상단 개구부(3a) 간의 레벨의 차이와 자외선램프(UVR)에 의하여 통체(1)내의 온도가 상승한 공기와 통체(1) 내부 공간의 공기는 하부 측 배출구(3u)와 연통역할을 하는 배출관(3)이 대류작용을 일으켜서 통체(1)내부의 공기를 계속 자연순환 배출한다. 통체(1)내의 공기가 배출됨에 따라 실내공기의 일부가 공기 유입관(2)의 하부측 개구부(2a) 및 유입관(2)을 거쳐 유입구(2n)를 통하여 통체(1) 내부 공간의 자외선 조자영역(a)이 상부 측에 유입된다. 이때 배출관(3)의 하단부에 공지의 발열램프를 구비하여 램프의 열에너지에 의해 공기의 배출작용을 촉진할 수도 있다.

이와 같이, 공기 유입관(2)과 배출관(3)은 각각의 독립된 기능에 의해 통체(1) 내부로 공기가 유입되는 동시 통체 외부로 배출된다.

이때 통체(1) 내부공간의 상부 측에 상기 공기 유입구(2n)가 위치되고 통체(1) 내부공간의 하부 측에 배출구(3u)가 위치되어 있기 때문에 상기 유입구(2n)와 배출구(3u)간에 공기의 자연 상승기류가 형성되지 않는다.

따라서 통체(1) 내부 공간의 공기는 배출구(3u)로 배출되기 까지 통체(1) 내부 공간의 자외선 조사영역(a)에서 와류(ss)의 기류로서 서서히 유동한다.

상기한 통체(1)의 내부 공간에서 이동하는 공기가 배출관(3)의 배출구(3u)로 배출되기 까지 실험에 의하면 약 100초∼150초간(실험값) 지체되므로 그 지체되는 시간동안 공기는 자외선 램프(UVR)에서 방출되는 자외선이 계속 조사(照射)하게 된다. 통체의 내경이 약 50cm이고 1개의 자외선램프는 8w∼ 15 W 이고 복수의 자외선램프가 설치되어 있으므로 100W 이상이 되며, 공기에 대한 자외선 조사시간이 약 100∼150초간이므로 공기의 살균에 유효한 충분한 자외선량이 조사될 수 있다.

또한 도7에 표시된 바와 같이, 통체(1)의 내주면(1w)에는 전면적으로 광촉매(T)가 도포되어 있기 때문에 자외선이 조사되는 광촉매작용에 의해 공기에 대한 자외선의 살균작용이 보다 강력하게 이루어져서 공기에 존재하는 병원성 바이러스 또는 비병원성 바이러스가 모두 사멸된다. 또한 인체에 안전한 수준의 오존(O₃)이 수반하여 방출되므로 공기 중의 세군의 살균작용과 유해물질의 분해직용에의해 공기가 보다 청결하게 정화된다.

이와 같이 통체(1)에 구비된 공기의 유입구(2n)와 공기의 배출구(3u)의 상반된 위치에 의해 직류성분의 상승기류가 형성되지 않고 통체 내부공간의 공기가 전체적으로 대류(對流)되면서 비교적 장시간 자외선 조사영역에서 지체되고 있으므로 모든 공기는 살균에 유효한 충분한 자외선량이 조사되어 살균효과가 매우 높게 된다.

또한 통체 외부로는 완전히 살균된 공기만이 배출되기 때문에 시간의 경과에 따라 실내의 모든 공기를 살균처리할 수 있고 따라서 병실, 노약자실, 가정, 대합실, 극장 등 대중이 모이는 곳의 공기를 보다 청결하게 정화할수 있으며, 각종 전염성 바이러스의 공기 감염을 방지할 수 있다.

물론, 통체의 공기 유입부나 배출부측에 통상의 필터기구를 부가하여 먼지의 정화를 함께 할 수도 있다.

또한 송풍팬이나 배기팬이 없으므로 그만큼 전기 에너지가 절감될뿐 아니라 기계적 소음이 없어 야간에 소음장해가 전혀 없는 친환경적인 공기 살균기로서 유용하게 사용할 수 있다.

1 : 통체 1a : 상부판 1b : 하부판 1w : 통체의 내주면
2 : 공기 유입관 2 a : 개구부 2n : 공기 유입구
3 : 공기 배출관 3a : 개구부 3u : 공기배출구
UVR : 자외선 램프 T : 광촉매

Claims

공기 살균기에 있어서, 살균기(S)의 통체(1)의 하부판(1b)을 수직으로 관통된 공기도관(2)에 의해 통체 내부공간의 자외선 영역(a)의 상부 측에 공기 유입구(2n)를 위치시키고 통체(1)의 상부판(1a)을 수직으로 관통한 배출관(3)에 의해 상기 자외선 조사영역(a)의 하부 측에 공기 배출구(3u)를 위치시키어 자외선 조사영역에서 공기가 대류되면서 지체될 수 있게 구성된 것을 특징으로 하는 공기 살균기.
제1항에 있어서,
공기 살균기의 통체(1)의 내주면(1w)에 통상의 이산화티타늄 광촉매(T)가 도포되고 통체(1)의 내부에 오존(O₃)이 수반하여 방출되는 복수개의 자외선 램프(UVR)가 배치되어 통체 내부공간의 자외선 조사영역(a)에서 대류되고 있는 공기에 살균에 유효한 자외선량을 조사하게 된 것을 특징으로 하는 공기 살균기.
제1항에 있어서,
공기 유입관(2) 및 공기 배출관(3)의 내경은 통체(1)의 내경의 약 1/10정도의 크기로 된 공기 살균기.