KR20160132764A

KR20160132764A - 자외선 램프 및 이를 포함하는 유체 살균 정화 장치

Info

Publication number: KR20160132764A
Application number: KR1020160049111A
Authority: KR
Inventors: 황우철
Original assignee: 주식회사 에코셋
Priority date: 2015-05-11
Filing date: 2016-04-22
Publication date: 2016-11-21
Also published as: KR101928956B1

Abstract

본 발명은 자외선 램프 및 이를 포함하는 유체 살균 정화 장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 자외선 램프는, 석영 재질로 이루어진 튜브형 램프와, 상기 튜브형 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이 중 사전 결정된 길이 및 상기 튜브형 램프의 길이 방향에 따른 전체 길이에 의해 형성되는 영역에 UVA 인광물질이 도포된 인광물질 도포층을 포함할 수 있다.

Description

자외선 램프 및 이를 포함하는 유체 살균 정화 장치{ULTRAVIOLET LAMP AND APPARATUS INCLUDING THE SAME FOR STERILIZING AND PURIFYING FLUID}

본 발명은 자외선 램프 및 이를 포함하는 유체 살균 정화 장치에 관한 것이다.

대한민국 공개특허 제10-2009-0104175호 및 제10-2015-0024012호 등에는 악취의 원인이 되는 세균이나 곰팡이를 제거하기 위한 다양한 장치들을 제시하고 있다. 그러나 이러한 종래 장치들은 UVA 광 조사 램프 및 UVC 광 조사 램프를 각각 별도로 구비하고 있기 때문에, 공기의 살균 및 정화가 효율적으로 이루어지지 않는다는 문제가 있다. 아울러, 광촉매 및 각각의 램프가 각각 별도로 설치되어야 하기 때문에 이들 장치의 설치시에, 그리고 이들 램프의 교체시에 큰 불편이 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자외선 램프를 나타낸 사진이다. 이와 같은 종래 기술에 따른 자외선 램프는 석영 재질의 튜브형 램프로서 구성되어 178~280nm 파장 대역의 UVC(Ultra Violet C) 광을 외부로 조사한다. 이와 같은 종래 기술에 따른 자외선 램프에는 미량의 수은과 여러 불활성 가스가 혼합 주입되어 있으며, 램프의 점등시 수은이 기화하여 전자 간의 충돌에 의해 빛이 발생되면서 UVC 광이 생성되어 외부로 조사된다. 그러나 외부로 조사되는 UVA 광의 광량이 매우 적기 때문에 유체 내의 유해 물질(예컨대, 포름알데히드 및/또는 VOCs 등) 또는 유해 미생물을 살균 정화시키는데 한계가 있다는 문제점이 있다.

도 2는 다른 종래 기술의 자외선 램프를 나타낸 사진이다. 다른 종래 기술에 따른 자외선 램프는, 도 2에 도시된 바와 같이, 석영 재질로 이루어진 튜브형 램프로서 원주 둘레 방향의 전체 길이 및 그 램프의 전체 길이 중 대략 절반의 길이에 의해 형성되는 영역에 해당하는 그 램프의 내주면 상에 UVA 인광 물질이 도포되어 있다. 이와 같은 다른 종래 기술에 따른 자외선 램프에는 UVA 인광 물질이 도포되어 있기 때문에 램프 내부에서 생성되는 빛에 의해 그 인광 물질이 활성화되면서 315~400nm 파장 대역의 UVA(Ultra Violet A) 광이 발생된다. 그러나, 이와 같은 다른 종래 기술의 자외선 램프는 UVA 인광 물질이 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 둘레 길이에 걸쳐 도포되어 있기 때문에 그 램프 내에서 발생되는 UVC 광뿐만 아니라 UVA 광의 상당 부분이 UVA 인광 물질 도포층에 의해 차단되어 외부로 조사되지 못하고 소실되고, 그에 따라 램프의 에너지 효율뿐만 아니라 유체 정화 처리 효율 또한 크게 저하된다는 문제점이 있다.

본 발명의 목적은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, UVC 광 및 UVA 광 모두를 외부로 손실 없이 조사할 수 있어 램프의 에너지 효율 및 램프의 유체 정화 처리 효율이 대폭적으로 향상된 자외선 램프 및 그 자외선 램프를 이용하여 유체의 살균 및 정화를 보다 효율적으로 수행할 수 있는 유체 살균 정화 장치를 제공하는 것이다.

본 발명에 따른 자외선 램프는 유체를 살균 정화하는 자외선 램프로서, 석영 재질로 이루어진 튜브형 램프 및 상기 튜브형 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이 중 사전 결정된 길이 및 상기 튜브형 램프의 길이 방향에 따른 전체 길이에 의해 형성되는 제1 영역에 UVA 인광물질이 도포된 인광물질 도포층을 포함하고, 상기 제1 영역 외의 제2 영역에는 UVA 인광물질이 도포되지 않을 수 있다.

본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치는 제 1 항에 따른 자외선 램프, 광촉매 반응이 발생하는 촉매 유닛 및 상기 자외선 램프 및 상기 촉매 유닛이 서로 마주 보도록 장착되는 장착 브라켓을 포함할 수 있다.

상기 촉매 유닛은 광활성 촉매를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 유체 정화 살균 방법은 상기 자외선 램프를 이용하여 유체를 살균 정화하는 방법으로서, a) 상기 제1 영역으로부터 조사되는 UVC 광 및 UVA 광에 의해 유체 중의 세균이나 곰팡이와 같은 미생물을 살균하는 살균 단계, 및 b) 상기 제2 영역으로부터 조사된 UVA 광에 의해 광촉매 반응을 일으켜 라디칼을 발생시킴으로써 포름알데히드(Formaldehyde) 또는 VOCs(Volatile Organic Compounds)와 같은 유해 물질 또는 유해 미생물을 살균 정화하는 단계를 포함할 수 있다.

본 발명에 따른 자외선 램프는 UVC 광 및 UVA 광 모두를 손실 없이 외부로 조사할 수 있어 램프의 에너지 효율 및 램프의 유체 정화 처리 효율을 크게 향상시킬 수 있다는 효과가 있다.

아울러, 본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치는 하나의 모듈로서 통합 구성되어 간편한 설치 및 유지보수가 가능할 뿐만 아니라 유체를 보다 효율적으로 살균 정화할 수 있다는 효과가 있다.

도 1은 종래 기술에 따른 자외선 램프를 나타낸 사진,
도 2는 다른 종래 기술에 따른 자외선 램프를 나타낸 사진,
도 3은 본 발명에 따른 자외선 램프를 나타낸 사진,
도 4는 도 3의 자외선 램프의 개략적인 단면도,
도 5는 본 실험에 이용된 계측기기로서 자외선 파장별 단위면적당 광량의 세기를 측정하는 분광광도계를 나타낸 사진,
도 6(a)는 본 발명에 따른 자외선 램프의 실시예의 자외선 파장별 광량의 세기를 측정하는 실험과정을 나타낸 사진이고, 도 6(b)는 도 1에 나타낸 종래 기술에 따른 자외선 램프의 비교예 1의 자외선 파장별 광량의 세기를 측정하는 실험과정을 나타낸 사진이고, 도 6(c)는 도 2에 나타낸 다른 종래 기술에 따른 자외선 램프의 비교예 2의 자외선 파장별 광량의 세기를 측정하는 실험과정을 나타낸 사진,
도 7(a)는 본 실험결과에 따른 UVC 파장 대역에 있어서 파장별 단위 면적당 광량의 세기를 나타낸 그래프이고, 도 7(b)는 UVA 파장 대역에 있어서 파장별 단위 면적당 광량의 세기를 나타낸 그래프,
도 8은 본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치의 사시도,
도 9는 유체가 본 발명에 따른 자외선 램프를 거치면서 살균 정화되는 과정을 개략적으로 나타낸 사시도,
도 10은 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용하여 유체를 살균 정화하는 제 1 예를 개략적으로 나타낸 도면,
도 11은 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용하여 유체를 살균 정화하는 제 2 예를 개략적으로 나타낸 도면 및
도 12는 본 발명에 따른 유체 살균 정화 방법의 각 단계를 나타낸 흐름도이다.

본 발명의 목적, 특징 및 장점은 첨부된 도면에 나타낸 예시적인 실시예와 후술하는 상세한 설명을 통해 더욱 명확해질 것이다. 다만, 본 발명의 예시적인 실시예는 본 발명의 기술사상을 보다 명확하게 설명하기 위해 제공되는 것으로, 본 발명의 권리범위가 이하의 구체적인 특정 실시예에 한정되는 것으로 해석되어서는 안 된다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.

도 3은 본 발명에 따른 자외선 램프를 나타낸 사진이고, 도 4는 도 3의 자외선 램프의 개략적인 단면도이다.

도 3 및 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 자외선 램프(Ultra Violet Lamp)(20)는 자외선 광을 조사하는 단일의 튜브형 램프로서 제1 영역(21)과 제2 영역(22)을 포함한다. 자외선 램프(20)의 광원으로 예컨대, 수은 램프, 제논 램프 등이 이용될 수 있으나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 그와 유사한 기능을 수행하는 다른 광원, 예컨대 LED(Light Emitting Diode)가 이용될 수도 있다.

본 발명에 따른 자외선 램프(20)는 석영 재질로 이루어진 튜브형 램프의 내주면 또는 외주면의 일부 영역을 UVA 인광 물질(UVA Phosphor)로 도포(또는 코팅)함으로써 의해 제조될 수 있다. 이때, 제1 영역(21)은 UVA 인광 물질이 도포되지 않은 영역으로서 주로 UVC 광 및 UVA 광을 외부로 조사하는 영역이고, 제2 영역(22)은 UVA 인광 물질이 도포된 영역으로서 주로 UVA 광을 외부로 조사하는 영역이다.

자외선 램프(20)의 제1 영역(21)은 튜브형 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이 중 사전 결정된 일부의 길이, 바람직하게는 램프의 전체 둘레 길이 중 대략 절반에 해당하는 길이와 튜브형 램프의 길이 방향에 따른 전체 길이에 의해 형성되는 영역으로서 UVA 인광 물질이 도포되지 않은 영역이고, 자외선 램프(20)의 제2 영역(22)은 석영 재질로 이루어진 튜브형 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이 중 사전 결정된 다른 일부의 길이, 바람직하게는 램프의 전체 둘레 길이 중 대략 절반에 해당하는 길이와 튜브형 램프의 길이 방향에 따른 전체 길이에 의해 형성되는 영역으로서 UVA 인광 물질이 도포되는 영역이다. 따라서 본 발명에 따른 자외선 램프(20)는 제2 영역(22)에 해당하는 튜브형 램프의 내주면 또는 외주면 상에 UVA 인광 물질이 도포된 인광 물질 도포층을 포함한다.

이제, 본 발명의 자외선 램프와 종래의 자외선 램프를 대비한 실험결과를 바탕으로 본 발명의 자외선 램프의 작용효과를 자세히 설명한다.

본 실험에 이용되는 실시예는, 도 3 및 도 4를 참조하여 앞서 자세히 설명한 자외선 램프(20), 즉 램프(20)의 길이 방향에 따른 전체 길이와 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이의 대략 절반에 해당하는 길이에 의해 형성되는 제2 영역에 UVA 인광 물질이 도포된 자외선 램프(20)를 사용한 예이다. 따라서 본 실시예는, 원주 둘레 방향을 따라 UVA 인광 물질이 도포되지 않은 제1 영역(21)(즉, 인광물질 비도포면) 및 UVA 인광 물질이 도포된 제2 영역(22)(즉, 인광물질 도포면)을 포함한다.

본 실험에 사용된 비교예 1은, UVA 인광 물질이 도포되는 않은 순수한 석영 재질의 도 1에 도시된 자외선 램프를 사용한 예이고, 본 실험에 사용된 비교예 2는, 도 2를 참조하여 앞서 자세히 설명한 자외선 램프, 즉, 석영 재질로 이루어진 램프의 길이 방향에 따른 전체 길이의 대략 절반에 해당하는 길이와 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이에 의해 형성되는 영역에 UVA 인광 물질이 도포된 자외선 램프를 사용한 예이다. 따라서, 비교예 2는 램프의 길이 방향을 따라 UVA 인광 물질이 도포되지 않은 인광물질 비도포면과 UVA 인광물질이 도포된 인광물질 도포면을 포함한다.

본 실험에 이용된 실시예, 비교예 1 및 비교예 2의 자외선 램프의 기타 사양, 즉 램프의 길이 치수, 반경 치수 및 두께 치수 등은 모두 동일하고, 각 램프에는 모두 동일한 40W 안정기를 이용하여 동일한 전류가 흐르도록 하였다. 각 램프의 자외선 파장별 단위면적당 광량의 세기는 도 5에 도시된 분광광도계(spectrophotometer)(상품명: Maya 2000 pro)를 이용하여 정밀하게 측정하였다. 본 실험은, 도 6(a) 내지 6(c)에 도시된 바와 같이, 암실에서 이루어졌으며, 각 자외선 램프와 분광광도계 간의 거리는 1미터로 세팅되었다.

도 7(a)는 본 실험결과에 따른 UVC 파장 대역에 있어서 측정된 파장별 단위 면적당 광량의 세기(μW/cm²/nm)를 나타낸 그래프이고, 도 7(b)는 UVA 파장 대역에 있어서 측정된 파장별 단위 면적당 광량의 세기(μW/cm²/nm)를 나타낸 그래프이다. 도 7(a) 및 도 7(b)를 참조하면, 본 발명에 따른 실시예의 자외선 램프(20)의 제1 영역(즉, 인광물질 비도포면)으로부터 조사되는 UVC 광 및 UVA 광의 단위면적당 광량의 세기가 비교예 1 및 비교예 2의 자외선 램프로부터 조사된 UVC 광 및 UVA 광의 광량의 세기보다 휠씬 크다는 것을 확인할 수 있었다.

본 실험에 의해 획득된 데이타를 적산(integration) 변환하여 표로 정리하면 아래의 표 1과 같다.

본 실험결과에 따른 표 1을 참조하면, 본 실시예의 자외선 램프(20)의 제1 영역(인광물질 비도포면)을 통해 외부로 조사되는 UVC 광(178nm~280nm)의 단위면적당 광량의 세기는 158.9(μW/cm²)이고, UVA 광(315nm~400nm)의 단위면적당 광량의 세기는 94.4(μW/cm²)이다. 이와 비교하여, 비교예 1의 자외선 램프를 통해 외부로 조사되는 UVC 광(178nm~280nm)의 단위면적당 광량의 세기는 133.9(μW/cm²)이며 UVA 광(315nm~400nm)의 단위면적당 광량의 세기는 8.3(μW/cm²)이고, 비교예 2의 자외선 램프를 통해 외부로 조사되는 UVC 광(178nm~280nm)의 단위면적당 광량의 세기는 92.0(μW/cm²)이며 UVA 광(315nm~400nm)의 단위면적당 광량의 세기는 55.5(μW/cm²)이다.

비교예 1과 비교할 때, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 램프는 UVC 광의 경우 단위면적당 광량의 세기가 대략 18.7% 증가했고, UVA 광의 경우 단위면적당 광량의 세기는 대략 10배 이상 증가했음을 확인할 수 있다.

또한, 비교예 2와 비교할 때, 본 발명의 실시예에 따른 자외선 램프는 UVC 광의 경우 단위면적당 광량의 세기가 대략 72.7% 증가했음을 확인할 수 있고, UVA 광의 경우 단위면적당 광량의 세기가 대략 70% 증가했음을 확인할 수 있다.

본 실시예에 따른 자외선 램프(20)에는, 원주 둘레 방향에 따른 전체 영역이 아닌 원주 둘레 방향에 따른 일부 영역에만 UVA 인광물질이 도포되어 있기 때문에, 자외선 램프(20) 내에서 발생되는 UVC 광이 UVA 인광물질이 도포된 제2 영역(22)으로부터 반사되어 UVA 인광물질이 도포되지 않은 제1 영역(21)을 통해 모두 손실 없이 외부로 조사될 수 있을 뿐만 아니라, UVA 광 중 일부, 즉 UVA 인광물질을 투과하지 못한 UVA 광의 일부 또한 제1 영역(21)을 통해 외부로 손실 없이 외부로 조사될 수 있다. 반면, 비교예 2의 자외선 램프에는, 원주 둘레 방향에 따른 전체 영역에 걸쳐 UVA 인광물질이 도포되어 있기 때문에 램프 내에서 발생되는 UVA 광이 UVA 인광물질에 의해 차단되어 소실될 뿐만 아니라, UVA 광 중 일부, 즉 UVA 인광물질을 투과하지 못한 UVA 광의 일부 또한 UVA 인광물질에 의해 차단되어 소실되고, 이에 따라 비교예 2의 자외선 램프는 본 실시예의 자외선 램프(20)와 비교할 때 에너지 효율이 크게 저하될 수밖에 없다. 본 실시예에 따른 자외선 램프(20)는 램프 내에서 발생되는 UVC 광 및 UVA 광 모두를 손실 없이 외부로 조사할 수 있기 때문에, 비교예 2와 비교하여 램프의 에너지 효율 및 램프의 유체 정화 처리 효율이 크게 향상될 수 있다.

본 실시예에 따른 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)에서 외부로 조사되는UVC 광 및 UVA 광은 유체 중에 포함된 세균이나 곰팡이 등과 같은 다양한 유해 미생물을 살균 처리하는 살균 기능을 수행하며, 제2 영역(22)에서 외부로 조사되는 UVA 광은 후술하는 촉매부(30)의 광활성촉매(예컨대, TiO₂ 또는 WO₃ 등)에 조사되어 광촉매 반응을 일으켜 히드록실 라디칼(Hydroxyl Radical, 이하, 간단히 '라디칼'이라 칭함)를 발생시킴으로써 유체 중의 포함된 포름알데히드(Formaldehyde) 또는 VOCs(Volatile Organic Compounds: 휘발성 유기 화합물) 등과 같은 유해 물질을 인체에 무해한 H₂O와 CO₂ 등으로 분해하고 유해 미생물을 살균 정하하는 기능을 수행한다.

도 8은 본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치의 사시도이고, 도 9는 유체가 본 발명에 따른 자외선 램프를 거치면서 살균 정화되는 과정을 개략적으로 나타낸 사시도, 도 10은 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용하여 유체를 살균 정화하는 제 1 예를 개략적으로 나타낸 도면, 도 11은 본 발명에 따른 자외선 램프를 이용하여 유체를 살균 정화하는 제 2 예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

도 8 및 9를 참조하면, 본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치(10)는 유체(예컨대, 공조 시스템에서 송풍되는 공기 및 수로 내에서 유동하는 유수 등)를 살균 정화하는 장치로서, 자외선 램프(20), 촉매부(30) 및 장착 브라켓(40)을 포함한다.

구체적으로, 자외선 램프(Ultra Violet Lamp)(20)는 자외선 광을 조사하는 단일한 튜브형 램프로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 제1 영역(21)과 제2 영역(22)을 모두 포함한다. 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)은 자외선 광 중에서 UVC 광 및 UVA 광을 조사하는 영역으로서, 제1 영역(21)으로부터 조사된 UVC 광 및 UVA 광은 유체 중에 포함된 세균이나 곰팡이 등과 같은 다양한 유해 미생물을 살균 처리하는 살균 기능을 수행한다.

자외선 램프(20)의 제2 영역(22)은 자외선 광 중에서 주로 UVA 광을 조사하는 영역으로서, 제2 영역(22)으로부터 조사되는 UVA 광은 후술하는 촉매부(30)의 광활성 촉매(예컨대, TiO₂ 또는 WO₃등)에 조사되어 광촉매 반응을 일으켜 히드록실 라디칼을 발생시킴으로써 유체 중의 포함된 포름알데히드 또는 VOCs 등과 같은 유해 물질을 인체에 무해한 H₂O와 CO₂ 등으로 분해하고, 유해 미생물을 살균 정화하는 기능을 수행한다.

본 발명에 따른 자외선 램프(20)는 제1 영역(21) 및 제2 영역(22)을 모두 포함하는데, 이와 같은 자외선 램프(20)는 석영 재질의 튜브의 내주면 중 일부 영역 또는 외주면 중 일부 영역을 UVA 인광 물질(UVA Phosphor)로 도포(또는 코팅(Coating))함에 의해 제조될 수 있다. 이때, UVA 인광 물질이 도포되지 않은 영역이 UVC 광 및 UVA 광을 조사하는 제1 영역(21)으로 되고, UVA 인광 물질이 도포된 영역이 UVA 광을 조사하는 제2 영역(22)으로 된다.

이와 같은 자외선 램프(20)의 제조 방법은 단지 일 예시로 제공되는 것이며, 본 발명의 기술적 범위를 그와 같은 제조 방법에만 한정하려는 의도가 전혀 아님을 미리 밝혀 둔다. 즉, 통상의 기술자라면 본 명세서를 통해 발명자가 제시한 기술을 기초로 하여 자외선 램프(20) 제조를 위한 여러 방법을 안출해낼 수도 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 기술적 범위에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

본 발명에 따른 자외선 램프(20)는 UVC 광 및 UVA 광을 조사하는 제1 영역(21) 및 UVA 광을 조사하는 제2 영역(22)를 모두 포함한다. 따라서, 본 발명의 자외선 램프(20)를 통해 세균이나 곰팡이 등과 같은 유해 미생물을 살균하는 살균 기능 및 포름알데히드나 VOCs 등과 같은 유해 물질을 분해하는 정화 기능이 동시에 수행될 수 있고, 그 때문에 유체의 살균 정화 효율이 획기적으로 향상될 수 있다. 구체적으로, 도 10을 참조하면, 유체의 유동 방향에서 바라보았을 때, 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)은 유체의 상류측을 향해 UVC 광 및 UVA 광을 조사하도록 위치 결정되고, 제2 영역(22)은 유체의 하류측을 향해 UVA 광을 조사하도록 위치 결정된다. 이와 같이 배열된 자외선 램프(20)는, 유체의 유동 방향의 상류에서 유해 미생물을 살균하는 살균하는 기능을 수행하고, 동시에 유체 유동 방향의 하류에서 유해 물질을 분해하는 정화 기능을 수행한다.

도 10에 도시된 실시예와는 반대로, 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)이 유체의 하류측을 향해 UVC 광 및 UVA 광을 조사하도록 위치 결정되고, 제2 영역(22)이 유체의 상류측을 향해 UVA 광을 조사하도록 위치 결정될 수도 있다. 이 경우, 자외선 램프(20)는, 유체의 유동 방향의 하류에서 유해 미생물을 살균하는 살균하는 기능을 수행하고, 동시에 유체 유동 방향의 상류에서 유해 물질을 분해하는 정화 기능을 수행하게 된다.

또 다른 실시예로서, 도 11을 참조하면, 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)은 유체의 상류측 및/또는 하류측을 향해 UVC 광 및 UVA 광을 조사하도록 위치 결정되고, 제2 영역(22)은 유체의 유동 방향에 대해 측방으로 UVA 광을 조사하도록 위치 결정된다. 이와 같이 제1 및 제2 영역(21, 22)이 위치 결정된 자외선 램프(20)는, 유체의 상류 및 하류에서 2회에 걸쳐 유체 중에 포함된 유해 미생물을 중복적으로 살균 처리할 수 있기 때문에, 유해 미생물의 살균 처리 효율이 대폭적으로 향상된다는 장점을 가진다.

도 11에 도시된 실시예와는 반대로, 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)이 유체의 유동 방향에 대해 측방으로 UVC 광 및 UVA 광을 조사하도록 위치 결정되고, 제2 영역(22)이 유체의 상류측 및/또는 하류측을 향해 UVA 광을 조사하도록 위치 결정될 수도 있다. 이 경우, 자외선 램프(20)는, 유체의 상류 및/또는 하류에서 2회에 걸쳐 유체 중에 포함된 유해 물질을 중복적으로 정화 처리할 수 있기 때문에, 유해 물질의 정화 처리 효율이 대폭적으로 향상된다는 장점을 가진다.

촉매부(30)는 다수의 촉매 유닛들(catalyst units, 31-1, 32-1,..., 32-n)으로 이루어져 있으며, 다수의 촉매 유닛들(31-1, 32-1,..., 32-n)의 각각은 광활성 촉매와 기재(Base Material)를 포함한다. 이때, 광활성 촉매로서, 예컨대 WO₃ 또는 TiO₂가, 그리고 기재로서, 도 1에 도시된 바와 같이, 다수의 통공이 형성된 예컨대 활성탄이 이용될 수 있다. 광활성 촉매를 활성탄 기재에 도포함으로써 형성되는 촉매 유닛들(31-1, 32-1,..., 32-n)은 그 수명이 반영구적이라는 이점을 가진다. 그러나 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 활성탄과 유사한 기능을 수행할 수 있는 예컨대, 종이, 옷감, 고무자 수지재, 세라믹 소성재, 제오라이트(Zeolite), 실리카 겔(Silica Gel) 등이 기재로서 사용될 수도 있다.

장착 브라켓(Mounting Bracket, 40)은, 각 구성 요소들(20, 30)가 설치되는 플레이트 부재(Plate Member)로서, 그의 양 단부가 수직으로 절곡되어 그 단면은 'ㄷ'자 형상을 이룬다.

장착 브라켓(40)의 상부 표면(41)에는 촉매 유닛들(31-1, 32-1,..., 32-n)을 각각 수용하기 위한 다수의 수용 구멍들(Receiving Apertures, 42-1, 42-2,..., 42-n)이 형성되어, 도 1에 도시된 바와 같이, 촉매 유닛들(31)이 상부 표면(41)과 동일 평면을 이루면서 장착 브라켓(40)의 수용 구멍들(42)에 삽입 장착된다. 또한, 장착 브라켓(40)의 상부 표면(43)에는 2개의 설치 플랜지들(Installation Flanges, 45-1, 45-2)이 형성되어 있으며, 튜브형 램프인 자외선 램프(20)가 그의 양 단부에서 설치 플랜지들(45-1, 45-2)에 의해 탈착 가능하게 지지된다. 따라서, 본 발명에 따른 자외선 램프(20)는 촉매부(30)에 인접하게 대향하도록 위치될 수 있어 그만큼 장치(10)의 정화 효율이 향상될 수 있고, 아울러 자외선 램프(20)의 교체 주기마다 자외선 램프(20)를 간편하게 교체할 수 있다는 장점을 가진다.

수직 절곡된 장착 브라켓(40)의 양 측면(43-1, 43-2)에는 다수의 마운팅 홀들(Mounting Holes, 44)이 형성되어 있으며, 이 홀들(44)에 체결 수단(Fastening Means)(예컨대, 볼트들(Bolts) 등)을 삽입 관통시킴으로써, 각 구성요소들(20, 30)이 하나의 모듈로서 구성된 장치(10)는 유체가 유통하는 유로의 측벽면에 용이하게 고정될 수 있다. 따라서, 장치(10)의 설치상 용이성 및 자외선 램프(20)의 교체상 편의성이 도모될 수 있다.

이제, 도 12의 유체 살균 정화 방법의 흐름도를 참조하여, 유체를 살균 정화하는 방법에 대해 자세히 설명한다.

도 12를 참조하면, 본 발명에 따른 유체 살균 정화 방법은, a) 유체 중에 포함된 유해 미생물을 살균하는 살균 단계(S100) 및 b) 유체 중에 포함된 유해 물질을 분해하는 정화 단계(S200)를 포함한다.

먼저, 자외선 램프(20)와 촉매부(30)가 장착 브라켓(40)을 의해 모듈화된 본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치(10)를 유체가 유통하는 유로의 측벽면에 설치한다.

다음으로, 유체 살균 정화 장치(10)에 전력이 공급되면, 자외선 램프(20)의 제1 영역(21)은 UVC 광 및 UVA 광을 조사하여, 유체 중에 포함된 세균과 곰팡이 등과 같은 유해 미생물을 살균하는 a) 단계(S100)가 수행된다.

또한, 유체 살균 정화 장치(10)에 전력이 공급되면, a) 살균 단계와 동시에, 자외선 램프(20)의 제1 영역(22)은 UVC 광 및 UVA 광을 조사하고, 제2 영역(22)으로부터 조사된 UVC 광은 장착 브라켓(40)에 장착된 촉매부(30)의 광활성 촉매와 광촉매 반응을 일으켜 라디칼을 생성함으로써 유체 중의 포함된 포름알데히드 또는 VOCs 등의 유해 물질을 인체에 무해한 H₂O와 CO₂ 등으로 분해하는 정화하는 b) 단계(S200)가 수행된다.

따라서, 본 발명에 따른 유체 살균 정화 방법은, UVC 광 및 UVA 광에 의해 유해 미생물을 살균하는 a) 단계 및 UVA 광에 의해 유해 물질을 정화하는 b) 단계가 동시에 수행할 수 있고, 유체 미생물을 살균하고, 이와 동시에 유해 물질을 분해함으로써 살균 정화 효율이 보다 획기적으로 향상될 수 있다.

본 발명에 따른 유체 살균 정화 장치 및 방법은 다중이용시설, 식품제조시설, 제약시설, 의료시설 및 공공시설 등의 공조 시스템에 사용될 수 있다. 그러나 본 발명이 그와 같은 용도에만 한정되는 것은 아니며, 차량 또는 항공기의 공조기에도 적용 가능할 것이고, 나아가 수로를 흐르는 유수를 살균 정화 처리하는 수처리 시스템에도 적용 가능할 것이다.

이상, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하였으나, 본 발명이 앞서 설명한 구체적 실시예에만 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 구체적 실시예는 본 발명의 취지를 벗어나지 않는 범위 안에서 수정되거나 변경될 수 있으며, 통상의 기술자라면 그러한 수정이나 변경 또한 본 발명의 권리 범위에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.

10: 유체 살균 정화 장치
20: 자외선 램프
21: 제1 영역
22: 제2 영역
30: 촉매부
31-1, 31-2,..., 31-n: 촉매 유닛
40: 장착 브라켓
41: 상부 표면
42-1, 42-2,..., 42-n: 수용 구멍

Claims

유체를 살균 정화하는 자외선 램프로서,
석영 재질로 이루어진 튜브형 램프 및
상기 튜브형 램프의 원주 둘레 방향에 따른 전체 길이 중 사전 결정된 길이 및 상기 튜브형 램프의 길이 방향에 따른 전체 길이에 의해 형성되는 제1 영역에 UVA 인광물질이 도포된 인광물질 도포층을 포함하고,
상기 제1 영역 외의 제2 영역에는 UVA 인광물질이 도포되지 않은
자외선 램프.
제1항에 따른 자외선 램프,
광촉매 반응이 발생하는 촉매 유닛 및
상기 자외선 램프 및 상기 촉매 유닛이 서로 마주 보도록 장착되는 장착 브라켓을 포함하는
유체 살균 정화 장치.
제2항에 있어서,
상기 촉매 유닛은 광활성 촉매를 포함하는
유체 살균 정화 장치.
제1항에 따른 자외선 램프를 이용하여 유체를 살균 정화하는 방법으로서,
a) 상기 제1 영역으로부터 조사되는 UVC 광 및 UVA 광에 의해 유체 중의 세균이나 곰팡이와 같은 미생물을 살균하는 살균 단계 및
b) 상기 제2 영역으로부터 조사된 UVA 광에 의해 광촉매 반응을 일으켜 라디칼을 발생시킴으로써 포름알데히드(Formaldehyde) 또는 VOCs(Volatile Organic Compounds)와 같은 유해 물질 또는 유해 미생물을 살균 정화하는 단계를 포함하는
유체 살균 정화 방법.