KR20210150627A - 광촉매 코팅된 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈 - Google Patents

Abstract

광촉매 코팅된 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈이 개시된다. 상기 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈은 평면 형상이 환형인 기둥 형상이고, 공기유입구 및 상기 공기유입구와 일정 거리 이격되어 마주하는 공기배출구를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 공기유입구로부터 상기 공기배출구를 향하는 공기 이동 경로를 따라 지그재그 형태로 배열되며, 상기 공기 이동 경로 방향으로 서로 일정 거리 이격되는 다수의 격벽; 상기 하우징의 내면 둘레 및 상기 공기 이동 경로를 따라 배열되는 다수의 자외선 광원; 및 상기 하우징의 내면을 덮도록 구비되는 반사막을 포함하고, 상기 다수의 격벽은 광촉매제가 코팅되는 것을 특징으로 한다.

Description

광촉매 코팅된 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈{AIR STERILIZATION MODULE OF MULTI-WALL STRUTURE COATED WITH PHOTOCATALYST}

본 발명은 공기 살균 모듈에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 공기의 살균 효율이 증대되는 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈에 관한 것이다.

종래의 공기 청정기 모듈들은 집진 필터나 플라즈마, UVA를 활용한 광촉매 등의 방식이 주를 이뤘다.

그러나 집진필터 방식의 경우, 살균이 아닌 제균이라는 제한점이 존재하고, 필터 교체/청소 시 유해물질 접촉 위험성이 존재한다.

플라즈마 살균 방식은 오존 발생이 발생할 수 있어 건강에 치명적이다.

UVA를 활용한 광촉매 방식의 경우 UV를 조사받은 광촉매 표면에서만 살균 반응이 진행되어 공기청정기 적용 면적에 제한이 따른다. 이에 따라, UVC 파장을 사용한 살균 방식이 개발되었지만, UVC LED의 조사 면적이 제한적이기 때문에, UVC를 조사 받지 못하는 음영부는 살균이 불가능하다는 단점이 존재했다.

뿐만 아니라, UVC파장을 20초 이상 (10mW 기준) 단면에 조사해주어야 99.9% 살균이 가능했기에 공기 청정기의 효율성이 떨어졌다.

또한, UVC-LED의 단가가 높아 제품 가격이 상승하는 문제가 있고, UVC 단독 살균의 경우 탈취성이 낮고, UV내성세균이나 휘발성 유기물 등의 제거가 어려운 문제가 있었다.

따라서 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 공기의 살균 면적 및 살균 효율이 증대될 수 있도록 한 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈을 제공하는데 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈은 평면 형상이 환형인 기둥 형상이고, 공기유입구 및 상기 공기유입구와 일정 거리 이격되어 마주하는 공기배출구를 포함하는 하우징; 상기 하우징의 내부에서 상기 공기유입구로부터 상기 공기배출구를 향하는 공기 이동 경로를 따라 지그재그 형태로 배열되며, 상기 공기 이동 경로 방향으로 서로 일정 거리 이격되는 다수의 격벽; 상기 하우징의 내면 둘레 및 상기 공기 이동 경로를 따라 배열되는 다수의 자외선 광원; 및 상기 하우징의 내면을 덮도록 구비되는 반사막을 포함하고, 상기 다수의 격벽은 광촉매제가 코팅되는 것을 특징으로 한다.

일 실시예에서, 상기 자외선 광원의 일부는 상기 각각의 격벽의 상면 및 하면에 근접하게 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 각각의 격벽의 두께는 1mm 내지 50mm이고, 상기 각각의 격벽 사이의 간격은 1mm 내지 100mm일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 자외선 광원은 UVC-LED일 수 있다.

일 실시예에서, 상기 UVC-LED의 개수는 광출력 10mW 내지 300mW가 되도록 설정될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 다수의 격벽은 플라스틱 또는 금속 재질로 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 다수의 격벽은 폴리스티렌, 폴리 카보네이트, 폴리비닐클로라이드로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나의 재질 또는 금속 재질로 구비될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 반사막은 UVC 반사율이 80% 이상인 소재로 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈에 의하면, 공기의 이동을 지연시키면서 공기의 살균 시간을 늘려서 공기를 효율적으로 살균할 수 있고, 광촉매제와 자외선 광의 반응에 의해 UV내성세균, 악취 물질, 휘발성유기화합물 등이 제거되며, 공기의 살균 면적이 증대될 수 있는 이점이 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈의 구성을 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 단면도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈에 대해 상세히 설명한다. 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 첨부된 도면에 있어서, 구조물들의 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하여 도시한 것이다.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈의 구성을 설명하기 위한 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈은 하우징(110), 다수의 격벽(120), 다수의 자외선 광원(130), 반사막(140)을 포함할 수 있다.

하우징(110)은 평면 형상이 환형인 기둥 형상으로 구비될 수 있고, 기둥 형상의 하부에는 공기유입구(111)가 형성되고, 기둥 형상의 상부에는 공기배출구(112)를 형성하여 공기가 하우징(110)의 내부공간을 통과할 수 있다. 하우징(110)은 중공의 다각 기둥 또는 중공의 원통형 기둥 형상일 수 있다. 일 예로, 하우징(110)은 중공의 원통형 기둥 형상일 수 있다.

다수의 격벽(120)은 하우징(110)의 내부에서 상기 공기유입구(111)로부터 상기 공기배출구(112)를 향하는 공기 이동 경로를 따라 지그재그 형태로 배열될 수 있다. 이때, 공기 이동 경로 방향으로 서로 일정 거리 이격될 수 있다. 일 예로, 다수의 격벽(120)은 반원 형상의 플레이트일 수 있다. 이러한 경우, 각각의 격벽(120)은 반원 형상이 서로 대칭되게 교번 하여 상기 공기 이동 경로를 따라 배열되어 지그재그 형태의 배열을 이룰 수 있다. 이에 따라, 하우징(110)의 내부에 지그재그 형태의 공기 이동 경로를 형성할 수 있다.

상기 격벽(120)의 두께는 1mm 내지 50mm 범위 내에서 설정될 수 있고, 각각의 격벽(120) 사이의 간격은 1mm 내지 100mm 범위 내에서 설정될 수 있다. 격벽(120)의 개수에는 특별한 제한은 없으며, 하우징(110)의 높이에 따라 5~200개 사이에서 선택될 수 있다. 이러한 다수의 격벽(120)의 설계는 풍송 4m/s 기준으로 공기가 상기 하우징(110) 내부를 통과하는 데에 4초 이상 소요되도록 설정될 수 있다.

이러한 다수의 격벽(120)은 플라스틱 또는 금속 재질일 수 있다. 예를 들어, 폴리스티렌, 폴리 카보네이트, 폴리비닐클로라이드로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나의 재질의 플라스틱이거나, 스테인레스와 같은 금속일 수 있다.

상기 격벽(120)의 표면에는 광촉매제가 코팅될 수 있다. 광촉매제는 이산화티타늄 광촉매와 같이 본 발명이 속하는 분야에서 알려진 임의의 구성이 채택될 수 있다.

다수의 자외선 광원(130)은 하우징(110)의 내면 둘레 및 상기 공기 이동 경로를 따라 배열될 수 있다. 이때, 다수의 자외선 광원(130) 중 일부는 각각의 격벽(120)의 상면 및 하면에 근접하게 배치될 수 있다. 이러한 다수의 광원(130)은 자외선 광을 방출하는 UVC-LED로 구성될 수 있다. 상기 UVC-LED의 개수는 하우징(110) 내로 조사되는 광이 광출력 10mW 내지 300mW가 되도록 설정될 수 있다.

반사막(140)은 하우징(110)의 내면을 덮도록 하우징(110)의 내면에 구비될 수 있다. 도시하지는 않았지만, 반사막(140)은 다수의 자외선 광원(130)을 수용하는 광원수용홀을 갖도록 구비되어 다수의 자외선 광원(130) 주변에 분포될 수 있다. 반사막(140)은 자외선 광 즉, UVC 반사율이 80% 이상인 소재로 구성될 수 있다. 예를 들어, 스테인레스, PTFE 코팅, 알루미늄 등으로 구성될 수 있다. 반사막(140)의 두께에는 특별한 제한은 없으며, 예를 들어, 1000㎛로 설정될 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈은 공기청정기의 외부케이스의 내부에 설치되어 사용될 수 있다. 이때, 외부케이스의 공기흡입영역의 상부로 위치하게 설치될 수 있다.

외부케이스의 공기흡입영역을 통해 유입되는 공기는 하우징(110)의 하부의 공기유입구(111)를 통해 하우징(110)의 내부로 유입될 수 있다.

하우징(110)의 내부로 유입되는 공기는 다수의 격벽(120)의 사이를 통과할 수 있다. 즉, 다수의 격벽(120)에 의해 지그재그 형태로 형성되는 공기 유입 경로를 따라 하우징(110)의 상부의 공기배출구(112)까지 이동할 수 있다.

이때, 다수의 자외선 광원(130)으로부터 자외선 광(UVC)이 조사되며, 자외선 광은 반사막(140)에 의해 다수의 격벽(120) 및 하우징(110)의 중심부 방향으로 반사되어 공기와 접촉하여 공기를 살균할 수 있다. 그리고 다수의 자외선 광원(130)은 평면 형상이 환형인 하우징(110)의 내면에 원주 방향을 따라 배열되고, 반사막(140)은 하우징(110)의 내면을 덮도록 구비되므로 자외선 광은 하우징(110)의 환형의 360도 방향에서 조사될 수 있고, 이에 따라 하우징(110)의 내면 전체 방향에서 자외선 광이 공기와 접촉하여 공기를 효율적으로 살균할 수 있다.

또한, 반사막(140)으로부터 반사되는 자외선 광은 다수의 격벽(120)의 표면에 조사될 수 있고, 다수의 격벽(120)의 표면에 자외선 광이 조사됨에 따라 다수의 격벽(120)의 표면에 코팅된 광촉매제와 자외선 광이 반응하여 OH 라디칼이 하우징(110) 내부에 생성될 수 있다. 따라서, 하우징(110) 내의 공기 이동 경로를 따라 이동하는 공기는 OH 라디칼에 의해 추가적으로 살균될 수 있다. 이때, UV내성세균, 공기에 포함된 암모니아, 아세트 알데하이드 등의 악취 물질, 미세먼지를 유발시키는 휘발성유기화합물(VOC) 등이 제거될 수 있다.

하우징(110) 내로 유입된 공기는 이러한 살균 과정을 거치면서 공기 이동 경로를 따라 이동하여 하우징(110) 상부의 공기배출구(112)를 통해 공기청정기 외부로 배출될 수 있고, 이에 따라 공기청정기가 위치하는 실내 공간으로 살균된 공기가 배출될 수 있다.

이러한 본 발명의 일 실시예에 따른 다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈은 지그재그 형태의 공기 이동 경로를 형성하므로 지그재그 형태의 공기 이동 경로를 통과하는 공기의 이동을 지연시키면서 공기의 살균 시간을 늘려서 공기를 효율적으로 살균할 수 있는 이점이 있다.

또한, 다수의 격벽(120)의 표면에는 광촉매제가 코팅되므로 광촉매제와 자외선 광의 반응에 의해 UV내성세균, 악취 물질, 휘발성유기화합물 등이 제거될 수 있는 이점이 있다.

또한, 자외선 광이 하우징(110)의 환형 형상의 360도 방향 전체에서 조사되므로 공기의 살균 면적이 증대될 수 있는 이점이 있다.

제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

1. 평면 형상이 환형인 기둥 형상이고, 공기유입구 및 상기 공기유입구와 일정 거리 이격되어 마주하는 공기배출구를 포함하는 하우징;
   상기 하우징의 내부에서 상기 공기유입구로부터 상기 공기배출구를 향하는 공기 이동 경로를 따라 지그재그 형태로 배열되며, 상기 공기 이동 경로 방향으로 서로 일정 거리 이격되는 다수의 격벽;
   상기 하우징의 내면 둘레 및 상기 공기 이동 경로를 따라 배열되는 다수의 자외선 광원; 및
   상기 하우징의 내면을 덮도록 구비되는 반사막을 포함하고,
   상기 다수의 격벽은 광촉매제가 코팅되는 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
2. 제1항에 있어서,
   상기 자외선 광원의 일부는 상기 각각의 격벽의 상면 및 하면에 근접하게 배치되는 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
3. 제1항에 있어서,
   상기 각각의 격벽의 두께는 1mm 내지 50mm이고,
   상기 각각의 격벽 사이의 간격은 1mm 내지 100mm인 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
4. 제1항에 있어서,
   상기 자외선 광원은 UVC-LED인 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
5. 제4항에 있어서,
   상기 UVC-LED의 개수는 광출력 10mW 내지 300mW가 되도록 설정되는 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
6. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 격벽은 플라스틱 또는 금속 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
7. 제1항에 있어서,
   상기 다수의 격벽은 폴리스티렌, 폴리 카보네이트, 폴리비닐클로라이드로 이루어진 그룹 중 선택된 어느 하나의 재질 또는 금속 재질로 구비되는 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.
8. 제1항에 있어서,
   상기 반사막은 UVC 반사율이 80% 이상인 소재로 구성되는 것을 특징으로 하는,
   다중 격벽 구조의 공기 살균 모듈.

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