KR20180113247A - Photocatalyst purification system using media of various structures - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 광촉매 물질과 광화학반응으로 발생하는 수산화기를 이용하여 공기를 정화시키는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 다양한 크기와 모양으로 성형한 케이스의 내부에 용도에 적합한 구조로 이루어진 메디아 세트를 수용하여 다양한 공간과 환경에 다용도로 활용할 수 있음은 물론 유체 흐름을 원활히 하여 특정공간의 정화효율을 향상시키는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치에 관한 것이다.The present invention relates to a photocatalyst purifying apparatus using a medium having various structures for purifying air using a photocatalyst material and a hydroxyl group generated by a photochemical reaction, and more particularly, The present invention relates to a photocatalytic purification apparatus using a media having a variety of structures which can utilize a media set having a structure to be used in various spaces and environments, as well as to improve a purification efficiency of a specific space by smoothly flowing a fluid.
일반적으로 광촉매 정화장치는 이산화티탄(Ti02)으로 된 전해질을 접촉시켜 음전하와 양전하를 가지는 전자와 정공으로 분리되는 광촉매에 광화학반응이 가능한 램프의 빛을 조사하여 발생되는 OH-(수산화기)를 통해서 오염된 기체나 액체를 정화하는 장치이다.Generally, the photocatalyst purification device is made by contacting the electrolyte made of titanium dioxide (TiO 2) to the photocatalyst, which is separated into electrons and holes having a negative charge and a positive charge, and irradiates light of a lamp capable of photochemical reaction. It is a device that purifies gas or liquid.
이와 같은 광촉매 정화장치는 광촉매가 코팅된 복수의 광촉매판과, 광촉매판에 광화학반응이 가능한 빛을 발생하는 램프로 구성되는 것으로, 본 출원인이 선출원하여 등록받은 국내등록특허공보 등록번호 제10-1295506호 "광촉매와 음이온을 이용한 공기 정화 장치"와, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1335070호 "그물망 복합형 광촉매 정화 장치"와, 국내등록특허공보 등록번호 제10-1682291호 "타워형 광촉매 정화장치"가 개시되었다.The photocatalyst purification apparatus includes a plurality of photocatalyst-coated photocatalyst plates, and a lamp for generating light capable of photochemical reaction on the photocatalyst. The photocatalyst purification apparatus disclosed in Korean Patent Registration No. 10-1295506 No. 10-1335070, entitled " Nitrogen composite photocatalyst purification apparatus "and Korean Registered Patent Publication No. 10-1682291, entitled" Tower type photocatalyst purification apparatus " "
그러나, 상기 선행기술들은 광촉매를 통해 공기 등의 유체를 정화시키는 효과가 있지만, 정화장치의 활용도가 떨어져 좁은 공간이나 특정공간에 선별적으로 적용하는 데에는 문제가 있었다.However, although the prior art has the effect of purifying the fluid such as air through the photocatalyst, there is a problem in that it is not applicable to the purifying device and selectively applied to a narrow space or a specific space.
또한, 상기 선행기술의 다른 문제점은 정화장치의 공기 흡입구와 배출구가 방향성을 가진 구조로 이루어짐으로써 유체의 순환이 원활히 이루어지지 못하게 되어 정화효율이 떨어지는 문제가 있었다.Another problem with the prior art is that the air inlet and outlet of the purifier have a directional structure so that circulation of the fluid can not be smoothly performed and the purification efficiency is low.
그리고, 상기 선행기술의 문제점들과 더불어 케이스 내부에 광화학 반응을 일으키는 다양한 형상의 메디아 구조를 수용하여 다양한 공간과 환경에 손쉽게 사용할 수 있는 광촉매 정화장치의 개발이 요구된다.In addition, there is a need for development of a photocatalytic purification device which can easily use various media and structures in a variety of spaces and environments, which cause various photochemical reactions inside the case, as well as the problems of the prior art.
본 발명의 목적은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 정화장치 내부로 유입되는 유체의 흐름을 원활하게 하여 광화학 반응을 촉진시킴으로써 정화장치의 정화효율을 향상시킬 수 있는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공하는 데 있다.It is an object of the present invention to solve the above-mentioned problems, and it is an object of the present invention to provide a photocatalytic reaction apparatus and a photocatalytic reaction apparatus, which can improve the purification efficiency of the purification apparatus by facilitating the flow of the fluid, And a purification device.
본 발명의 다른 목적은 유체와 접촉하여 광화학 반응을 일으키는 다양한 메디아 구조를 수용할 수 있는 정화장치를 제공함으로써 다양한 공간과 환경에 용이하게 활용할 수 있는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공하는 데 있다.Another object of the present invention is to provide a photocatalytic purification apparatus using media having various structures that can be easily utilized in various spaces and environments by providing a purification apparatus capable of receiving various media structures that cause a photochemical reaction in contact with a fluid have.
본 발명의 또 다른 목적은 특정공간에 선별적으로 적용할 수 있는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공하는 데 있다.It is still another object of the present invention to provide a photocatalytic purification apparatus using media having various structures that can be selectively applied to a specific space.
이와 같은 목적을 달성하기 위한 수단으로 빛을 받아 양전하와 음전하를 발생시키는 광촉매물질이 코팅된 다양한 형상의 메디아와, 상기 메디아의 내부에 설치되어 광촉매물질의 광화학 반응용 빛을 발생시키는 오존램프, UV-램프, LED-램프에서 선택되는 반응램프와, 상기 메디아와 반응램프를 내부에 수용하고 내면에 광촉매물질이 코팅된 케이스로 구성되는 광촉매 정화장치에 있어서, 상기 케이스는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 그 외면에는 상기 케이스의 내면에 코팅된 광촉매 물질과 빛이 반응하여 발생한 OH-와 O2- 이온을 외부로 배출시키는 다수개의 배출구가 관통하여 형성되며, 그 내부에는 공기를 순환시킴과 동시에 상기 광촉매 반응으로 생성된 OH-와 O2- 이온을 정화장치 내외부로 순환시키는 팬이 설치됨을 특징으로 하는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공한다.As a means for achieving the above object, there is provided an image forming apparatus comprising a medium having various shapes coated with a photocatalyst material for receiving light and generating a positive charge and a negative charge, an ozone lamp installed inside the medium for generating photochemical reaction light, A reaction lamp selected from a lamp, an LED lamp, and a case in which the mediator and the reaction lamp are housed and a photocatalyst material is coated on the inner surface of the reaction tube, the case may be a circular, triangular, And a plurality of outlets for discharging the OH- and O2- ions generated by the reaction of light with the photocatalyst material coated on the inner surface of the case are formed through the outer surface of the case, And a fan for circulating the OH- and O2- ions generated by the photocatalytic reaction to the inside and the outside of the purifying device at the same time It provides a photocatalytic purifier using a medium of the various structures as.
상기 배출구는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 케이스의 외면 일부분에 일정 방향으로 다수개가 형성되거나 케이스의 전체에 180° 혹은 360°의 다양한 방향으로 다수개가 형성됨을 특징으로 하는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공한다.The outlet may be formed in various shapes such as a circle, a triangle and a quadrangle. A plurality of the outlet may be formed in a part of the outer surface of the case in a predetermined direction, or a plurality of the holes may be formed in various directions in 180 ° or 360 °. The present invention also provides a photocatalytic purification apparatus using the mediator of the present invention.
상기 메디아는 스크류형, 플레이트형, 그물망형으로 이루어짐을 특징으로 하는 다양한 구조의 메디아를 이용한 광촉매 정화장치를 제공한다.The present invention also provides a photocatalytic purification apparatus using media having various structures, wherein the medium is a screw, a plate, or a mesh.
이와 같은 본 발명은 케이스의 외면에 원형이나 삼각형 등의 다양한 형상으로 이루어진 배출구를 다수개 형성함으로써 정화장치의 통풍을 용이하게 함과 동시에 오염된 공기의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.The present invention has the effect of facilitating the ventilation of the purifier and improving the purifying efficiency of the polluted air by forming a plurality of outlets having various shapes such as circular or triangular on the outer surface of the case.
또한, 다양한 형태의 케이스로 이루어진 정화장치를 제공함으로써 다양한 공간과 환경에서 곰팡이등의 병원성 오염원을 효율적으로 제거하여 공기의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.In addition, by providing a purifier having various types of cases, it is possible to efficiently remove pathogenic pollutants such as fungi in various spaces and environments, thereby improving air purification efficiency.
그리고, UV- 램프 이외에도 다양한 광원을 설치함으로써 곰팡이나 세균등의 특정 병원성 오염원을 살균하고 탈취시켜 공기의 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.In addition to the UV lamp, various light sources are installed to sterilize and deodorize specific pathogenic pollutants such as fungi and bacteria, thereby improving air purification efficiency.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 예시 사시도
도 2는 도 1의 단면도
도 3은 본 발명의 다른 실시 예의 사시도
도 4는 도 3의 정단면도
도 5는 본 발명의 정화장치를 다수개로 구성하여 설치한 상태 예시도
도 6은 본 발명의 정화장치를 장화나 군화에 적용한 상태 예시도
도 7은 본 발명의 정화장치를 승용차에 적용한 상태 예시도 Figure 1 is a perspective view of an exemplary embodiment of the present invention,
Figure 2 is a cross-
3 is a perspective view of another embodiment of the present invention
Figure 4 is a cross-
Fig. 5 is a state example in which a plurality of purifiers of the present invention are installed and configured
Fig. 6 is an exemplary diagram showing a state in which the purifier of the present invention is applied to boots and booms
Fig. 7 is an exemplary view showing a state in which the purifier of the present invention is applied to a passenger car
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
본 발명은 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 빛을 받아 양전하와 음전하를 발생시키는 광촉매물질이 코팅된 다양한 형상의 메디아(1)와, 상기 메디아(1)의 내부에 설치되어 광촉매물질의 광화학 반응용 빛을 발생시키는 오존램프, UV-램프, LED-램프에서 선택되는 반응램프(2)와, 상기 메디아(1)와 반응램프(2)를 내부에 수용하고 내면에 광촉매물질이 코팅된 케이스(3)로 구성되는 광촉매 정화장치(100)에 있어서, 상기 케이스(3)는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 그 외면에는 상기 케이스(3) 내면에 코팅된 광촉매 물질과 빛이 반응하여 발생한 OH-와 O2- 이온을 외부로 배출시키는 다수개의 배출구(4)가 관통하여 형성되며, 그 내부에는 공기를 순환시킴과 동시에 상기 광촉매 반응으로 생성된 OH-와 O2- 이온을 정화장치 내외부로 순환시키는 팬(5)이 설치됨을 특징으로 한다.As shown in FIGS. 1 to 4, the present invention provides a photovoltaic device comprising: a
상기 배출구(4)는 원형, 삼각형 및 사각형 등의 다양한 형상으로 이루어지며, 케이스(3)의 외면 일부분에 일정 방향으로 다수개가 형성되거나 케이스(3)의 전체에 180° 혹은 360°의 다양한 방향으로 다수개가 형성된다.The
상기 팬은 정화장치의 외부 혹은 내부에 다수개가 설치될 수 있다.A plurality of the fans may be installed outside or inside the purifier.
또한, 상기 케이스(3)의 내부에는 진공펌프등의 흡입장치를 설치하여 오염공기의 흡입을 용이하게 함으로써 악취, 세균 및 병원성 오염원의 흡입을 도와 정화효율을 향상시킬 수가 있다.In addition, a suction device such as a vacuum pump is provided in the
한편, 상기 메디아(1)는 스크류형, 플레이트형, 그물망형의 다양한 형상으로 이루어지며, 상기 스크류형, 플레이트형, 그물망형의 메디아의 내부에 광화학 반응용 반응램프(2)을 설치하여 메디아 세트를 구성한다.The
상기 스크류형 메디아(1)는 반응램프(2)가 삽입 설치되는 중앙을 따라 외측으로 나선형 구조로 이루어지거나 상기 나선형 구조의 내측부에 주름이 형성된 구조로 이루어지며, 상기 그물망 메디아(1)는 상기 반응램프(2)의 둘레를 감싼 원통형의 그물망 형상으로 이루어진다.The screw-type media (1) has a spiral structure outwardly along the center of the reaction lamp (2), or a wrinkle is formed on the medial side of the spiral structure. The mesh media (1) And has a cylindrical mesh shape surrounding the periphery of the
상기 반응램프(2)는 광화학 반응에 적합한 다양한 형태의 광원으로 오존램프, UV-램프, LED-램프로 이루어진다. The
또한, 본 발명의 다른 실시 예로서 도 3에 도시된 바와 같이, 삼각형의 형상을 이루는 케이스(3)의 내부에 스크류 메디아(1)를 설치하고 그 하부에 팬(5)을 설치한 구조로도 이루어질 수 있다.As another embodiment of the present invention, as shown in FIG. 3, in a structure in which a
또한, 본 발명의 또 다른 실시 예로서, 도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 정화장치(100)를 다수개 설치하여 거실이나 강당등의 규모가 큰 공간에서 사용할 수 있는 구조로도 이루어질 수 있으며, 도 6에 도시된 바와 같이 청소가 용이하지 않은 군화, 장화, 부츠, 스키화 등의 특정공간에 삽입할 수 있는 구조로도 가능하고, 도 7에 도시된 바와 같이 승용차 내부에 설치하여 실내 공기를 정화시키는 구조로도 가능하다.As shown in FIG. 5, a plurality of the
이와 같이 구성된 본 발명의 작용효과를 설명하면 다음과 같다. The function and effect of the present invention will be described below.
케이스(3) 내부의 램프(2)에서 발생된 빛이 케이스(3) 내면과 메디아(1)에 코팅된 이산화티타늄의 광촉매 물질과 광화학반응을 하게 되면 이산화티타늄 광촉매물질은 극성을 가진 전자(e-)와 정공(h+)을 발생시키게 되고, 이때 발생된 전자와 정공은 메디아 케이스(3) 내부로 유입된 공기에 포함된 산소(O2) 및 물분자(H2O)와 충돌하여 OH-(수산화기)와 O2- 이온을 발생시킨다.When the light generated from the
상기의 광화학반응으로 생성된 OH-(수산화기)과 O2- 음이온은 유기화합물을 산화분해시켜 물(H2O)과 이산화탄소(CO2)로 변환시킴으로써 공기중의 세균을 제거하여 정화시키게 된다.The OH- (hydroxyl group) and O2-anion generated by the photochemical reaction oxidize and decompose the organic compound to convert it into water (H2O) and carbon dioxide (CO2), thereby removing bacteria from the air and purifying it.
즉, 상기 OH-와 O2- 이온은 팬(5)의 회전으로 케이스(3)의 배출구(4)를 통해 외부로 유출되어 정화장치(100) 주위의 공기와 표면에 존재하는 모든 병원성 오염물질과 반응하여 산화분해시키게 된다.That is, the OH- and O2- ions are discharged to the outside through the
상기 이산화티타늄은 빛 에너지를 받아 자신은 변하지 않으면서 다른 유기물질의 화학반응을 촉진시키는 매개체로 각종 오염물질을 무해한 물질로 변화시키는 친환경적 물질이다. The titanium dioxide is an environment-friendly substance that receives various light energy and changes its own various kinds of pollutants into harmless substances as a mediator that promotes the chemical reaction of other organic substances without changing.
한편, 상기에서와 같이 정화장치(100)의 케이스(3) 내부에 설치되어 유체와 직접 접촉하여 광화학 반응을 일으키는 메디아(1)는 다양한 구조의 스크류, 필터 등으로 구성되는데, 이는 유체의 원활한 흐름은 방해하여 정화효율을 떨어뜨리는 문제를 야기시키게 된다.As described above, the
이때, 도 1에 도시된 바와 같이 케이스(3)의 외면에 다수개의 배출구(4)를 형성하게 되면 정화장치 내부의 유체 흐름이 원활해져 메디아(1)의 모든 표면에서 균일하게 광화학 반응이 일어남으로써 정화효율이 향상된다.1, if a plurality of
또한, 도 3에 도시된 바와 같이 메디아 케이스(3) 하부에 팬(5)을 설치하여 사용할 수도 있는데, 이때는 화장실이나 휴게실의 내부에 설치하여 협소한 공간에서도 효과적으로 공기를 정화시킬 수가 있다.In addition, as shown in FIG. 3, a
그리고, 도 5에 도시된 바와 같이 본 발명의 정화장치(100)는 군화, 장화, 부츠, 스키화 등의 특정공간에도 손쉽게 설치하여 사용할 수 있으며, 특히 승용차 등에도 손쉽게 설치할 수 있는 구조로 이루어져 협소한 실내공간을 정화시킬 수 있다.As shown in FIG. 5, the
또한, 본 발명의 정화장치(100)는 버섯이나 콩나물 재배장치 내부에 부착하여 사용할 수도 있으며, 주방이나 침실, 혹은 거실 등의 실내공간에 벽걸이형으로 설치하여 실내의 공기를 정화시키는 실내 공기정화장치로도 활용할 수 있는 특징이 있다.In addition, the purging
이와 같이 본 발명은 다양한 공간과 환경에서 곰팡이등의 병원성 오염원을 효과적으로 제거하여 정화효율을 향상시키는 효과가 있을 뿐만 아니라 원형이나 삼각형 등의 다양한 형상으로 이루어진 다수개의 배출구를 케이스(3) 외면에 형성함으로써 정화장치(100) 내부로 유입되는 유체의 순환을 원활하게 하여 정화효율을 향상시키는 효과가 있다.As described above, the present invention has the effect of effectively removing pathogenic pollutants such as fungi in various spaces and environments to improve the purification efficiency, and also has a plurality of outlets formed on the outer surface of the
1 : 메디아 2 : 반응램프 3 : 케이스 4 : 배출구 5 : 팬 100 : 광촉매 정화장치1: media 2: reaction lamp 3: case 4: outlet 5: fan 100: photocatalyst purification device
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