KR20220136813A - 은나노 hepa 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 자외선 파장영역대의 UV LED와 , 광촉매 물질, 은나노 HEPA필터가 조합되어 공기중에 섞여 있는 코로나 바이러스 등을 살균하고 탈취작용까지 하는 멸균 시스템이다. 본 시스템은 시스템내에 공기의 유로 경로내에 각각 고안되어 설치된 UV 모듈과 광촉매 필터 모듈, 은나노 HEPA필터를 통하여 살균 및 탈취작용을 하고 공간내 공기중 방역효과를 향상시키는 고효율 바이러스 멸균 시스템에 관한 것이다.
본 발명은 은나노 HEPA 필터,자외선 파장 영역대의 UV LED와 광촉매 물질로 소성된 필터모듈로 구성되어 각각의 단계 에서 살균 작용을 거쳐 살균된 공기를 배출함으로써 멸균시스템이 설치된 장소의 공기에 함유된 부유세균과 슈퍼 박테리아 및 코로나 바이러스를 포함한 바이러스를 효율적으로 소멸시켜 공기의 살균 및 탈취 효과를 향상시킬 수 있다. 또한 강력 한 공기유통을 통하여 넓은 공간에서 다양한 대상물을 살균소독 할 수 있도록 하여, 살균대상 범위가 매우 넓은 효과가 있으며, 살균소독 신뢰도가 매우 높은 효과가 있다.

Description

은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템{ High Efficiency Virus Sterilization System for Photocatalyst Application with Silver Nano HEPA Filter}

본 발명은 은나노 HEPA 필터와 광촉매 물질과 UV 대역 자외선이 결합된 광촉매가 산화반응을 일으켜 바이러스 및 공기를 살균 및 탈취하고, 멸균 효과를 높이는 멸균 시스템에 관한 것으로, 상세하게는 본체 내에 고안되어 각각 설치되어 교체가 편리 하고 사후 관리가 쉬운 UV 모듈을 구비하고, 내부설계를 통하여 내부로 유입된 공기를 광촉매 산화반응을 이용하여 살균 및 탈취 작용을 하는 광촉매 필터 모듈, 은나노 섬유로 제조된 HEPA 필터에 흡착된 바이러스를 살균하여 전체 살균효율을 향상시키는 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템 에 관한 것이다.

최근 메르스나 조류바이러스, 그리고 최근의 코로나 바이러스와 같은 바이러스를 포함한 오염물질이 우리 주변에 넘쳐나고 있으며 인간과 동식물의 생활 활동에 나쁜 영향을 주고 있다.

이들은 대기오염은 물론, 슈퍼 박테리아, 신종플루, 조류독감 , 전염성 병균, 살모 넬라균, 대장균, 황색포도상구균, 리스테리아균, 레지오넬라균, 노로바이러스등의 부유세균 등과, 악취의 원인물질인 질소 산화물, 황산화물, 휘발성 유기화합물 (VOCs), 암모니아, 톨루엔, 아세트 알데 하이드 등과 같은 각종 유해결합물의 함량이 높아지고 있어 인체에 악영향을 미치고 있다.

기존의 공기 청정기는 각종 필터를 이용한 필터방식이나 이온을 이용한 플라즈마 방식을 이용하여 공기를 정화 시키는 장치로서, 공기 중에 함유된 오염물질이나 유해물질을 일부 제거하고 공기 중에 포함된 세균을 일정 부분 살균할 수는 있으나, 공기 중에 함유된 세균을 완전히 살균하는 데에는 한계가 있고, 또한 내부가 완전 밀폐 되어 구성 부품의 교환, 수리 및 청소가 어려워 사후 관리가 불편한 문제가 있었다.

일반적으로 시중에 출시되어 있는 대부분의 살균소독기 제품은 자외선 A,B,C 중 살균선으로 알려져 있는 자외선C 파장대를 활용하고 있으며, 자외선 C 중에서도 가장 탁월한 살균력을 가진 것으로 알려진 256.7nm를 많이 사용한다.

이러한 파장대는 자외선 중에서도 단파장인 만큼 세균/바이러스 등의 DNA에 접근이 가능하고 그것을 파괴시킬 만큼의 고에너지를 발휘하기 때문에, 사람에게 직접 빛을 조사할 경우 피부질환과 특히 눈의 망막에 이상을 초래할 수 있어서, 자외선 C 빛에 직접 피부와 눈이 닿지 않도록 살균소독기 제품은 폐쇄된 공간내에 UVC램프를 설치한 제품으로 만들 수밖에 없게 된다.

이러한 자외선 A와 자외선 B를 활용한 자연광에 의한 살균소독 처리에서의 가장 큰 문제점은 기존 자외선 C 살균기에 비해 살균력이 약하기 때문에 상대적으로 살균대상물에 장시간 빛을 조사해야지만 살균효과가 있게 되며, 자외선 A와 자외선 B는 자외선 C만큼은 아니어도 인체의 눈과 피부에 장시간 노출될 경우에는 위험하게 된다.

따라서, 이러한 종래 자외선 C 살균기의 불합리한 점을 극복하고 자외선 A와 자외선 B를 활용한 자연광으로 개방된 공간에서 다양한 대상 물을 살균소독 할 수 있도록 하는 공간 개방형 살균소독 방법에 대한 요구가 높아 지고 있는 실정이다.

이에 따라, 공기의 살균과 탈취 효과를 향상시키기 위해 광촉매 물질과 광대역 자외선의 결합에 의한 광촉매 산화반응으로 공기를 살균 및 탈취하는 공간 살균 기가 개발되었다.

그러나, 종래기술에 따른 공간 살균기는 유입된 공기를 살균 및 탈취하여 배출하는 살균장치가 본체와 일체로 형성됨에 따라 기존의 공기 청정 기와 마찬가지로 부품 교환, 수리 및 청소가 어려워 사후관리가 불편할 뿐만 아니라 , 공기 유통 경로가 단순하여 살균장치 내부로 유입된 공기가 자외선 및 광촉매와 반응하는 시간이 짧아 공기의 살균 및 탈취 효과를 극대화시키는데 한계가 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 고안된 것으로서, 본 발명의 목적은 프리필터, 활성탄소 필터, 은나노 HEPA 필터,자외선 파장영역대의 UV LED와 광촉매 물질로 소성된 광촉매 필터모듈로 구성되어 각각의 단계 에서 살균 작용을 거쳐 살균된 공기를 배출함으로써 멸균시스템이 설치된 장소 의 공기에 함유된 부유세균과 슈퍼박테리아 및 코로나 바이러스를 포함한 바이러스를 효율적 으로 소멸시켜 공기의 살균 및 탈취 효과를 향상시킬 수 있다.

따라서, 본 발명은 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 제안된 것으로서, 다음과 같은 목적들이 있었다.

첫째, 본 발명은 은나노 섬유로 제조된 HEPA 필터에 흡착된 바이러스를 은나노 살균효과로 살균하여 일반 HEPA 필터에서 제거하고 남은 바이러스 까지 살균하여 살균효율을 향상시키는 고효율 멸균 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

둘째, 본 발명은 은나노HEPA 필터에 흡착된 바이러스를 유로 중에 가장 많은 시간을 UV조사를 실시하여 UV 조사시간을 확보하여 살균하고 살균효율을 향상시키는 고효율 멸균 시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

셋째, 본 발명은 유입된 공기를 소성된 광촉매 필터를 통하여 광촉매 산화반응을 이용하여 살균 및 탈취하여 은나노 HEPA 필터를 통과한 공기중 잔여 바이러스의 살균효율을 극대화 하고 , 공기중 탈취 효과를 향상시키며 전체 살균효과를 최대로 향상시키는 고효율 멸균시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 기술적 과제를 달성하기 위한 본 발명인 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템은; 흡입된 큰 먼지와 냄새를 분해시키는 PRE필터, 냄새를 제거하는 활성탄소필터; 상기 PRE 및 탄소필터를 통과한 미세먼지를 제거하고 은나노 섬유로 제조되어 바이러스를 살균하는 은나노 HEPA 필터; 은나노 HEPA에 흡착되어 있는 바이러스를 살균하는 자외선을 발생시키는 UV LED 모듈; 상기 은나노 HEPA를 통과한 공기중에 포함되어 있는 바이러스를 광촉매 산화작용으로 살균하는 광촉매필터; 각 단의 모듈에서 필요로 하는 모듈을 구성하고 각 센서의 검침결과에 따라 주요부품을 구동하는 모듈구동회로; 상기 전체 공간 방역시스템을 구성하는 팬 및 표시부분, 전원부,센서를 구동하고 최적의 알고리즘을 찾아 제어하는 마이크로프로세서 제어회로; 를 포함하는 것을 특징으로 한다.

이상에서 상술한 본 발명에 따르면 다음과 같은 효과를 갖는다.

먼저 , PRE필터에 의하여 부피가 비교적 큰 먼지와 부유물질 등이 걸러지게 된다. 이후에 장착된 탄소필터는 이미 검증된 바와 같이 VOC제거와 냄새 제거 기능이 뛰어 나므로 공기중에 포함된 환경물질과 냄새탈취에 큰 효과가 있다. 다음에 설치되는 은나노 HEPA 필터는 HEPA 필터 제조시에 은나노 성분이 함유된 섬유를 사용하여 제작한 필터로써 은자체의 뛰어난 살균효과를 가지고 있으며 HEPA 필터로 미세먼지를 제거할수 있다. PRE필터와 탄소필터를 거친 공기는 은나노 HEPA로 공기를 보내지게 된다. 이때 HEPA 필터면에 공기중 부유 바이러스 가 흡착되게 되는데 바이러스가 HEPA필터를 통과하는데 시간이 걸리게 되고 이 시간동안 같이 설치된 UV LED 모듈에서 발생하는 자외선의 멸균에너지를 받게된다. 일반적인 공기청정기의 경우 공기청정기내 공기흐름 즉 유로가 있는데 통상적인 UVC 살균모듈이 있어도 공기중에 있는 바이러스가 충분한 멸균 에너지를 받는시간이 적게된다. 그러나 HEPA필터를 통과하기 위하여 부유 바이러스는 은나노 HEPA 필터면에 흡착되어 통과시간이 소요되면서 통과되는데 이 시간동안 바이러스는 충분한 UV자외선 에너지를 받아 파괴되면서 살균효과를 향상 시킬수 있다. 이후에 설치된 Tio2광촉매모듈은 함께 소성된 Tio2에 조사된 UV에너지를 받아 강력한 산화작용으로 은나노 HEPA를 통과한 잔여 부유바이러스를 살균하게 된다. 소성형 광촉매필터는 검증된 바이러스 살균효과를 갖게되는데 차압효과없이

큰 코로나 바이러스를 포함한 항바이러스 살균시스템을 구축할수 있다. 이후에 설치된 고출력 팬은 최초 PRE /탄소필터에서 Tio2 광촉매 필터까지 필요한 공기의 흐름을 위한 풍량을 제공한다. 별도로 설치된 미세먼지 센서는 실내 공기품질을 측정하여 본 항 바이러스 공간방역시스템을 오염도에 따라 자동으로 운전되도록 CPU가 센싱을 하여 최적 동작을 할수 있도록 자료를 제공하고 CPU는 이러한 자동운행을 통하여 실내오염과 바이러스 제거를 위한 공간방역을 제공하고 그 동작상태를 디스플레이에 표시하게 된다.

도 1은 본 발명에 따른 은나노 HEPA 필터와 UV 및 광촉매를 적용한 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템 일 실시례
에 의한 개략적인 구성도.

이하, 본 발명의 일부 실시례들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소 들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시례를 설명함에 있어, 관련된 공지구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시례에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.

또한, 본 발명의 실시례의 구성 요소를 설명하는 데 있어서, 제 1,제 2, A, B, (a), (b) 등의 용어를 사용할 수 있다. 이러한 용어는 그 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하기 위한 것일 뿐, 그 용어에 의해 해당 구성 요소의 본질이나 차례 또는 순서 등이 한정되지 않는다.

어떤 구성 요소가 다른 구성요소에 "연결", "결합" 또는 "접속"된다고 기재된 경우, 그 구성 요소는 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되거나 접속될 수 있지만, 각 구성 요소 사이에 또 다른 구성요소가 "연결", "결합" 또는 "접속"될 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 도 1은 본 발명에 따른 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템 의 일 실시례

에 의한 개략적인 구성도이다.

도 1 를 참조하여 본 발명인 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템을 설명하면 다음과 같다.

본 발명인 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템은 PRE필터(10), 활성탄소필터(20),은나노HEPA필터(30), UVLED모듈(40),광촉매필터(50), 팬 및 모듈구동회로(60), 전원 및 CPU제어회로(70),흡입팬(70)을 포함하여 구성된다.

먼저, PRE 필터(10)는 공기중에 있는 큰 먼지 또는 애완견의 털등을 사전에 제거하는 역할을 한다. 공기 유입구에 설치되어 그물 구조의 메쉬망으로 설치되어 흡입팬의 흡입력을 통하여 외부 공기가 흡입될 때 공기 이외에 비교적 큰 입경을 갖는 이물질들이 공기와 함께 흡입되어 탄소필터(20) 내부로 유입되는 것을 차단한다. 활성탄소필터(20)는 PRE필터(10)를 통하여 흡입된 공기중에 포함된 냄새등 악취물질을 정화처리하게 된다. 이미 냉장고 등 많은 곳에 적용되어 성능이 검증된 활성탄 필터로써 냄새제거에 탁월한 효과를 가지고 있다. 탄소필터(20)를 통과한 공기에 포함되어 있는 각종 세균류, 바이러스는 은나노HEPA필터(30)에 유입되게 된다. 이때는 공기를 통해 전파되는 감염성 미생물( 포도상황색구균, 레지오넬라균, 결핵균, 아프퍼질러스, 인풀루렌자, 소아마비균, 구제역등,), 유기오염물질( 연소화합물, 페놀화합물, 환경호르몬 등), 대기상 오염물질등과 유해악취가스( 포름알데히드, 아세트알데히드, 카시린, 톨루엔, 스틸렌등) 등 실내의

기존 오염물질등이 걸려지게 된다. 특히 은나노 HEPA필터(30)는 은나노섬유로 이루어지는 필터로써 은의 강력한 살균효과를 통하여 코로나바이러등 항 바이러스 성능을 가지고 있다. 은나노HEPA(30)는 은함유필터에 의한 바이러스 불활화시험에서도 우수한 시료 바이러스의 불활화 효과를 확인하였으며 은나노 HEPA 필터(30)에 의한 미세먼지 제거 효과도 같이 얻을수 있다.

이와 같이 은나노 HEPA필터(30)에 의하여 미세먼지 제거효과와 고유특성에 의한 살균효과는 본 적용 필터의 살균성능 향상에 기여를 하고 있다. 산기 은나노 HEPA 필터(30)에는 공기중 부유바이러스가 흡입팬(80)의 흡입력에 의하여 공기흐름에 따라 흡착되게 되는데 바이어스 살균효과를 높이기 위하여 UVLED 모듈(40)에서 발생하는 UV 자외선을 조사하고 있다. UV 자외선을 살균을 위하여 자외선 에너지를 충분한 시간 조사하여야 하는데 공기청정기의 공기흐름이 빠를 경우 충분한 에너지를 전달하는 시간이 모자르게 된다. 그러나 HEPA필터(30)는 구조상 흡착된 바이러스가 통과하기에는 일정시간이 지연되므로 이 HEPA필터(30)에 UVLED 모듈(40)의 UV자외선을 조사하면 충분한 살균에너지 전달이 가능하다. 이와 같은 구성을 통하여 바이러스 살균효과를 향상시킬수 있으며 구현하고자 하는 항바이러스 공간살균시스템의 성능지표도 가능하게 한다.

HEPA 필터(30)를 거친 공기는 광촉매필터(40)를 통하게 되는 데 , 광촉매는 산화작용이 뛰어난 이산화티탄을 여러 형태의 기재와 소성한 구조로서

이산화티탄( TiO2 ) 소성결정에 380nm 이하의 자외선을 쪼이면 분자 내에서 산화, 환원반응 및 친수성 반응이 동시에 이루어지며, 광촉매 표면에서는 강력한 살균 산화 작용에 일어난다. 이에 같은 산화작용에 따라 의해 유기휘발성 화합물(VOCs), 포름알데히드등 건축물의 유해물질, 암모니아 같은 악취가스, 황산화물(SOX)과 질소산화물(NOX)을 산화 분해하고,환경호로몬,암모니아뿐만 아니라 박테리

아, 세균까지 살균 산화시키고 독성물질까지 제거하는 강력한 공기 정화 효과를 발휘한다.

상기 PRE필터(10)에서부터 광촉매필터(50),팬 및 구동회로(60)과 전원 및 CPU 제어회로(70), 흡입팬(80)으로 구성된 필터 및 살균효과를 통하여 구현되는 은나노 HEPA 필터와 UV 및 광촉매를 적용한 고효율 항 바이러스 공간 방역시스템은 구성필터의 우수한 성능과 효과로 소정을 효과를 달성할수 있다고 할수 있다.

이상에서, 본 발명의 실시례를 구성하는 모든 구성 요소들이 하나로 결합하거나 결합하여 동작하는 것으로 설명되었다고 해서, 본 발명이 반드시 이러한 실시례에 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 목적 범위 안에서라면, 그 모든구성 요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수도 있다.

또한, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는, 특별히 반대되는기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인의미로 해석되지 않는다.

이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과 한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 게시된 실시례들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시례에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

10 : PRE필터 20 : 탄소필터 30 : 은나노HEPA필터 40 : UVLED 모듈
50 : 광촉매필터 60 : 팬 및 구동모듈회로 70 : 전원 및 CPU제어회로
80 : 흡입팬

Claims (2)

1. PRE필터; 상기 PRE필터와 연결되어 동작하며, 환경물질 및 냄새를 제거하는 탄소필터 ; 미세먼지 및 부유 바이러스 및 세균을 제거하는 은나노섬유로 제조된 HEPA 필터; HEPA 필터에 흡착된 바이러스에 UV 자외선 에너지를 공급하여 HEPA통과되는 시간에 충분한 UV에너지가 전달되어 멸균이 가능하도록 동작하는 UV LED 모듈; 광촉매 소성필터로 강력한 산화작용으로 항바이러스 성능을 갖는 광촉매필터; 그 외에 항바이러스 공간방역이 가능하도록 동작하는 전원 및 CPU 제어회로로 구성되는 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 다단 항바이러스 필터시스템은, 은나노섬유로 제조된 HEPA 필터를 구성시 은나노입자가 유해하게 분말되지 않고 코팅시에는 벗겨지는 것을 방지하기 위하여, 은 섬유제조시 제조성분에 은성분을 같이 제조하여 분말 또는 비산을 예방하고 안정동작을 위한 은나노 HEPA 필터를 제조,적용한 은나노섬유 HEPA 필터 시스템을 구비하고 은나노 HEPA 필터를 통하여 1차 살균되고, HEPA 필터에 흡착된 부유바이러스를 UV 자외선 에너지를 충분히 조사하여 2차 멸균되고, 강력한 산화작용을 갖는 광촉매 필터를 통하여 잔여 부유바이러스를 살균하여 최고의 바이어스 제거 성능을 갖도록 설계한 은나노 HEPA 필터와 광촉매 적용 고효율 바이러스 멸균 시스템.

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