WO2019164072A1 - 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기 조화 장치 - Google Patents

광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기 조화 장치 Download PDF

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WO2019164072A1
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김지연
정용원
김새미
이정은
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Definitions

  • the present disclosure relates to an air conditioner including a photocatalyst filter and a photocatalyst filter. More particularly, the present invention relates to an air conditioner including a photocatalyst filter and a photocatalyst filter having improved photo efficiency using a transition metal oxide having a nanotube structure.
  • Titanium dioxide generates radicals when subjected to ultraviolet rays, which can sterilize microorganisms by the strong oxidizing power of such radicals, and can also decompose odorous substances that cause odors.
  • a separate light source such as an LED needs to be provided in the air purification device. More light sources may increase the photocatalytic reaction and increase the air purification effect, but the energy consumption may increase accordingly.
  • the present disclosure is in accordance with the above-described needs, and an object of the present disclosure is to provide an air conditioner including a photocatalyst filter and a photocatalyst filter having increased photo efficiency using a transition metal oxide having a nanotube structure.
  • an air conditioner includes a space through which air may pass and includes a transition metal including at least one of TiO 2 , ZnO, NiO, and WO 3 to remove a gas included in the air. It includes a photocatalyst filter oxide is formed on the surface in the form of nanotubes and a light source for irradiating light to the photocatalyst filter.
  • the photocatalyst filter may include a plurality of plates on the surface of which the transition metal oxide is formed in the form of nanotubes, and the plurality of plates may be spaced apart to allow air to pass between the plurality of plates.
  • the light source may include a plurality of LEDs corresponding to each of the plurality of plates.
  • the apparatus further includes an inlet for sucking air from the outside and an outlet for discharging the air filtered by the photocatalyst filter to the outside, wherein the air sucked by the inlet flows in the direction of the discharge port and includes the plurality of plates. May be arranged in a line with a predetermined angle with respect to a direction in which the air sucked by the suction port proceeds to the discharge port.
  • the predetermined angle and the arrangement interval of the plurality of plates, the flow rate of the air, the flow rate, the area in contact with the plurality of plates per unit volume of air, the structure of the air conditioner and the arrangement of the plurality of plates It may be determined based on at least one of the structures.
  • each of the plurality of LEDs may be disposed on a plate adjacent to a target plate to which light is radiated by each of the plurality of LEDs.
  • the light source may include an LED layer in which a plurality of LEDs irradiating light onto each of the plurality of plates is arranged in a line.
  • the width of each of the plurality of plates may be determined based on the light emission angle of the plurality of LEDs.
  • the photocatalyst filter may include a first layer in which a plurality of plates are arranged in a line at a predetermined interval, and a second layer spaced apart from the first layer, and in which a plurality of plates are arranged in a line at a predetermined interval,
  • the plurality of plates constituting the first layer and the plurality of plates constituting the second layer may be disposed to be offset from each other.
  • a plurality of LEDs respectively corresponding to the plurality of plates constituting the first layer are disposed in a space of the second layer respectively corresponding to the plurality of plates constituting the first layer, and the second layer
  • the plurality of LEDs respectively corresponding to the plurality of plates constituting the plurality of LEDs may be disposed in a space of the first layer respectively corresponding to the plurality of plates constituting the second layer.
  • the light source may include a third layer including a plurality of plates constituting the first layer and a plurality of LEDs for irradiating light to each of the plurality of plates constituting the second layer.
  • the photocatalyst filter may include a plate formed with a plurality of hollows through which air can pass.
  • the light source may include a plurality of LEDs arranged at predetermined intervals based on the light emission angle.
  • the plurality of hollows may be formed in a region where the intensity of light irradiated by the plurality of LEDs on the plate is less than a predetermined value.
  • the photocatalyst filter according to an embodiment of the present disclosure may include a transition metal plate including a space through which air may pass, and a transition metal oxide formed on a surface of the transition metal plate in the form of a nanotube to remove a gas contained in the air. Include.
  • the transition metal plate may include a plurality of transition metal plates, and the plurality of transition metal plates may be spaced apart from each other to allow air to pass between the plurality of transition metal plates.
  • the plurality of transition metal plates may be arranged in a line with a predetermined angle with respect to a direction in which air sucked from the outside proceeds to be discharged after filtering.
  • the predetermined angle and the interval at which the plurality of transition metal plates are disposed may be determined based on at least one of an air flow rate, a flow rate, and an area contacting the plurality of transition metal plates per unit volume of air. .
  • the plurality of transition metal plates may include a first layer arranged in a line at a predetermined interval and a second layer spaced apart from the first layer, and the plurality of transition metal plates are arranged in a line at a predetermined interval.
  • the plurality of transition metal plates constituting the first layer and the plurality of transition metal plates constituting the second layer may be disposed to be offset from each other.
  • the transition metal plate a plurality of hollows through which air can pass may be formed.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining the configuration of the air conditioner according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 2 is a block diagram briefly illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG. 3 is a view for explaining the structure of a photocatalyst filter according to an embodiment of the present disclosure
  • FIG 4, 6, 8 and 9 are views for explaining various embodiments of an air conditioner including a photocatalyst filter composed of a plurality of TNT plates;
  • FIG. 5 is a perspective view for explaining the air conditioner of FIG.
  • FIG. 7 is a view for explaining various arrangement conditions of a plurality of TNT plates constituting a photocatalyst filter according to an embodiment of the present disclosure
  • FIGS. 10 and 12 are views for explaining various embodiments of a photocatalyst filter composed of a TNT plate including a hollow, and
  • FIG. 11 is a view for explaining an embodiment of a condition for determining a region in which a hollow is to be formed in the TNT plate of FIG. 10.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are only used to distinguish one component from another.
  • the module or unit performs at least one function or operation, and may be implemented by hardware or software or a combination of hardware and software.
  • the plurality of modules or the units may be integrated into at least one module except for the modules or units that need to be implemented with specific hardware, and may be implemented as at least one processor.
  • FIG. 1 is an exploded perspective view for explaining in detail the configuration of the air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioner 100 includes a main body 11 forming an appearance, an inlet 12 for sucking air from the outside into the air conditioner 100, and the suctioned and filtered air is externally provided. And a discharge filter 15a, 15b and an input unit 16 discharged to the preliminary filter 13, a HEPA filter 14, a photocatalyst filter 110, and a light source 120 for purifying air therein. It may include.
  • the air conditioner 100 refers to any device having a function of purifying air.
  • the air conditioner 100 may be implemented as an air cleaner, an air conditioner, a humidifier, or the like.
  • the air conditioner 100 may be implemented as an air purification component provided in a refrigerator, a dryer, a clothes management device, etc., which does not need to purify the air in the indoor space.
  • the air conditioner 100 may be implemented by only a combination of a photocatalyst filter and a light source.
  • the HEPA filter 14 may be made of, for example, glass fiber in a configuration for filtering fine dust and the like that has not been filtered before.
  • the photocatalyst filter 110 may function as an antibacterial, atmospheric purifying, deodorizing, antifouling, water purification using a photocatalyst material.
  • the photocatalyst filter 110 can sterilize various pathogens and bacteria, remove harmful substances such as nitrogen oxides (NO X ), sulfur oxides (SO X ), formaldehyde, and the like in the air, acetaldehyde and ammonia. It can decompose odors such as hydrogen sulfide, decompose organic substances such as cigarette smoke and oil residues, and decompose harmful organic compounds of waste water.
  • the photocatalyst filter 110 is composed of a plurality of plates, but may be implemented in various forms such as a single plate, a mesh form, and a honeycomb structure.
  • a deodorizing filter including activated carbon may be further included between the prefilter 13 and the HEPA filter 14.
  • the order of arrangement of the filters may be as shown in FIG. 1, or may be arranged in a different order.
  • the light source 120 is a configuration for irradiating light to the photocatalyst filter 110.
  • the photocatalyst material of the photocatalyst filter 110 may react with light emitted from the light source 120 to remove harmful gases, odorous substances, microorganisms, and the like.
  • the light source 120 may emit a light source suitable for causing a photocatalytic reaction in the photocatalytic material included in the photocatalyst filter 110.
  • the light source 120 may be implemented as an element such as a fluorescent lamp, an incandescent lamp or an LED, and may include white light, red light, green light, blue light, ultraviolet light (10 to 400 nm), visible light (400 to 700 nm), and infrared light (total, 700 nm to light).
  • SWIR 1.4 to 3 ⁇ m
  • FIR 15 to 1000 ⁇ m
  • etc. can emit light .
  • the light source 120 may include a light concentrating device (for example, a Fresnel lens, a convex lens, a concave lens, etc.), and the brightness (light color), color temperature, optical focusing (area), etc. may be changed by a processor (not shown). It can be controlled and can include color filters.
  • a light concentrating device for example, a Fresnel lens, a convex lens, a concave lens, etc.
  • the brightness (light color), color temperature, optical focusing (area), etc. may be changed by a processor (not shown). It can be controlled and can include color filters.
  • the light source 120 irradiates ultraviolet or visible light to the photocatalyst filter 110.
  • the light source 120 is illustrated as being disposed on the rear surface of the photocatalyst filter 110, but the light source 120 is not necessarily limited to the arrangement form, and may be disposed on the front surface of the photocatalyst filter 110 or provided on each of both surfaces thereof.
  • the light source 120 is not necessarily disposed to face the photocatalyst filter 110, but may be disposed at any suitable position for irradiating light to the photocatalyst filter 110.
  • the light source 120 is illustrated as two lamps, but may be configured as one or three or more lamps. According to another embodiment, the light source 120 may be implemented with a plurality of LEDs as shown in FIG. 5. It may be.
  • FIG. 1 illustrates that one photocatalyst filter 110 exists in the air conditioner 100
  • the air conditioner 100 may include a plurality of photocatalyst filters.
  • the input unit 16 may include a power button for turning on or off the air conditioner 100, a timer button for setting a driving time of the air conditioner 100, and an input unit for preventing an incorrect operation of the input unit 16. It may include a button for inputting various control information associated with the air conditioner 100, such as a lock button for limiting the operation.
  • each input button is a push switch and a membrane switch for generating an input signal by the user's pressing or a touch switch for generating an input signal through a touch of a part of the user's body. Can be.
  • the input unit 16 may further include a display unit for displaying the operating state of the air conditioner (100). If the input unit 16 adopts a touch switch method, the input unit 16 may be implemented integrally with the display unit.
  • FIG. 2 is a block diagram schematically illustrating a configuration of an air conditioner according to an embodiment of the present disclosure.
  • the air conditioner 100 may include a photocatalyst filter 110 and a light source 120.
  • the photocatalyst filter 110 may perform antibacterial, atmospheric purification, deodorization, antifouling, and water purification functions using the photocatalytic material as described above, the present disclosure may be utilized in various fields.
  • the photocatalyst filter 110 is disposed in a refrigerator, a kimchi refrigerator, a closet, a shoe rack, a washing machine, a septic tank, a sterilizer, a humidifier, a cleaner, an air conditioner, an air conditioner, and removes odors, purifies water, removes bacteria, and purifies indoor air. Can perform the function of.
  • Photocatalyst filter 110 may also be used in small products, such as smartphones, tablet PCs, smartwatch patches, or other products (eg, gloves, bands, necklaces, bracelets, rings, headbands, earphones, earrings). , Clothing, etc.). It can also be used for window frames, wallpaper, construction, air conditioning systems, and toilet tiles.
  • the photocatalyst filter 110 may include a photocatalytic material for purifying air by reacting with light emitted from the light source 120.
  • the photocatalyst filter 110 is a transition that is a photocatalyst material for removing gas contained in air on the surface of a transition metal plate such as titanium (Ti), zinc (Zn), nickel (Ni), tungsten (W), or the like.
  • the metal oxide may include at least one plate formed in the form of nanotubes.
  • the transition metal oxide may include TiO 2 , ZnO, NiO, WO 3 , and the like.
  • the transition metal oxide in the form of nanotubes may be produced by anodizing the surface of the transition metal plate.
  • transition metal oxide in the form of nanotubes will be described in detail with reference to FIG. 3.
  • the transition metal will be described as a representative example of titanium, and the transition metal oxide in the form of nanotubes will be described as a representative example of TNT.
  • the plate on which the TNT structure, which is a photocatalytic material, is formed will be referred to as a TNT plate.
  • the transition metal is not limited to titanium in the present disclosure, and various transition metals may be used as the photocatalyst filter in addition to zinc, nickel, and tungsten.
  • the photocatalyst filter 110 may include a space through which air can pass.
  • the photocatalyst filter 110 may be composed of a single TNT plate or a plurality of TNT plates.
  • the photocatalyst filter 110 may include a hollow through which air may pass through some regions, and a plurality of TNT plates.
  • a plurality of TNT plates may be spaced apart to allow air to pass therethrough.
  • each of the plurality of TNT plates spaced apart may include a hollow.
  • the plurality of TNT plates may be arranged in various structures.
  • the plurality of TNT plates may be arranged to have a predetermined angle with respect to the advancing direction of air in the air conditioner 100. This is to maximize the contact area of the air and the TNT plate while minimizing the disturbance of the air flow.
  • the advancing direction of the air means the direction of the movement passage of the air, and may mean a direction in which the air sucked from the inlet of the air conditioner 100 is discharged to the outlet.
  • the direction from the intake port to the outlet port can be viewed as the advancing direction of the air.
  • the direction of the air passage changes such as the inlet is arranged on the side of the air conditioner 100, the outlet is on the upper surface of the air conditioner 100, each section is divided based on the point where the direction is changed
  • the linear direction in which the air moves within can be seen as the advancing direction of the air.
  • the arrangement interval of the plurality of TNT plates may be determined in consideration of the flow rate of the air, the flow rate, the area in contact with the plurality of TNT plates per unit volume of the air, the structure of the air conditioner, the arrangement structure of the TNT plate.
  • the interval between the plurality of TNT plates is such that the flow rate of air is large, such that the flow rate of air is reduced while passing through the photocatalyst filter 110, or the contact area with the plurality of TNT plates per unit volume of air is wide.
  • the above-described conditions may be considered in determining not only the arrangement intervals of the plurality of TNT plates, but also the angles of the plurality of TNT plates with respect to the advancing direction of air.
  • an arrangement interval or angle of the plurality of TNT plates may be determined in consideration of the light emission angle of the light source 120.
  • the light emission angle of the light source 120 refers to the diffusion angle of the light beam, and may mean a ratio in which the spot size becomes wider with respect to the traveling direction of the beam.
  • the width of the TNT plate constituting the photocatalyst filter 110 may be determined based on the light emission angle of the light source 120. Specifically, the width of the TNT plate may be determined based on the light emission angle of the light source 120 such that there is no area in which the light is not irradiated in the TNT plate without loss of light emitted from the light source 120.
  • the distance between the TNT plate and the light source 120 may be further considered in determining the width of the TNT plate, and conversely, the distance between the TNT plate and the light source 120 using the width of the TNT plate and the light emission angle of the light source 120. May be determined. This enables maximum light efficiency while minimizing energy consumption.
  • An embodiment in which the photocatalyst filter 110 includes a plurality of TNT plates spaced apart from each other at a predetermined angle will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 7.
  • the plurality of TNT plates constituting the photocatalyst filter 110 may be arranged to have a plurality of layers.
  • the plurality of TNT plates may include a plurality of layers arranged in a row at predetermined intervals.
  • the plurality of layers may be spaced apart from each other, and the plurality of TNT plates constituting the plurality of layers may be disposed to be offset from each other.
  • An embodiment of the air conditioner 100 including the photocatalyst filter 110 will be described in detail with reference to FIGS. 8 and 9.
  • the TNT plate may include a plurality of hollows for passing air.
  • the hollow may be formed in various forms in a portion of the TNT plate.
  • the hollow may be formed based on the intensity of light irradiated on the TNT plate.
  • the hollow may be formed in a region where the intensity of light irradiated on the TNT plate is less than a predetermined value.
  • the photocatalyst filter 110 has been described as being a TNT plate, the present invention is not limited thereto and may be implemented as a mesh structure having a TNT formed on a surface thereof, or a honeycomb structure.
  • the light source 120 has a configuration for emitting light to the photocatalyst filter 110 for the photocatalytic reaction, and may include a plurality of LEDs.
  • the number of LEDs may be determined according to the amount of light required by the photocatalyst filter 110.
  • the plurality of LEDs constituting the light source 120 may correspond to each of the TNT plates.
  • the plurality of LEDs corresponding to the TNT plate may mean that light is irradiated to only one TNT plate to which one or more LEDs correspond.
  • the present invention is not limited thereto, and one LED may irradiate light onto a plurality of TNT plates according to the TNT plate arrangement.
  • the plurality of LEDs corresponding to the TNT plate may be arranged at predetermined intervals.
  • the predetermined interval between the plurality of LEDs may be determined based on the light emitting angle of the LEDs.
  • the distances may be determined so that each of the plurality of LEDs overlaps with each other or emits light on the TNT plate.
  • the present invention is not limited thereto, and the intensity of the center of the region to which light is irradiated is the strongest and the intensity decreases as the distance is far from the center. Therefore, the efficiency is inferior. You can also determine the spacing of the LEDs so that their intensity is illuminated.
  • the light source 120 photocatalyst filter 110 may be disposed to have a predetermined distance.
  • the light source 120 may include an LED layer in which a plurality of LEDs irradiating light onto each of the plurality of TNT plates is arranged in a line.
  • the TNT plate may be disposed at a predetermined angle with respect to the advancing direction of the air. This arrangement will be described in detail with reference to FIGS. 4 and 5.
  • the TNT plate may be disposed in the same direction as the advancing direction of air.
  • the direction of the TNT plate may refer to a point where any two straight lines included in the surface of the plate intersect as a viewpoint, and may refer to a direction perpendicular to both straight lines. This arrangement will be described in detail with reference to FIG. 8 below.
  • the plurality of LEDs constituting the light source 120 may be disposed on a TNT plate adjacent to a target TNT plate to which light is irradiated among the plurality of TNT plates. This will be described in detail with reference to FIG. 6 below.
  • the photocatalyst filter 110 may include a plurality of layers each including a plurality of TNT plates, and the light source 120 may be disposed between the plurality of TNT plates. This arrangement will be described below with reference to FIG. 9.
  • the manufacturing process can be simplified to reduce the manufacturing cost, and the various arrangements of the TNT plate and the LED can minimize the light loss to maximize the efficiency of the photocatalytic reaction. have.
  • FIG 3 is a view for explaining the structure of a photocatalyst filter according to an embodiment of the present disclosure.
  • the photocatalyst filter 110 may include a Ti plate 20 and a TNT (TiO 2 nanotube, 21). Specifically, TNT is formed on the surface of the Ti plate 20, and may be formed by anodizing the surface of the pure Ti plate.
  • the nanotube-type TiO 2 has a large surface area and can be expected to have high efficiency photocatalytic reaction.
  • the transition metal plate is described as a Ti plate, and the transition metal oxide nanotube is described as TNT, but is not limited thereto.
  • the transition metal oxide nanotube is described as TNT, but is not limited thereto.
  • various transition metals such as zinc, nickel, and tungsten, and nanotubes on the surface of the transition metal plate are described.
  • the transition metal oxide formed in the form can be used as the photocatalyst filter.
  • FIG. 4 is a plan view from above of an embodiment of an air conditioning device including a photocatalyst filter composed of a plurality of TNT plates.
  • the photocatalyst filter 110 may include a plurality of TNT plates 111.
  • the plurality of TNT plates 111 may be spaced apart at predetermined intervals, and may be arranged in a line with a predetermined angle with respect to the advancing direction of air.
  • the light source 120 may include a plurality of LEDs 121 corresponding to each of the plurality of TNT plates 111.
  • the light source 120 may include an LED layer in which a plurality of LEDs irradiating light to each of the plurality of TNT plates 111 is arranged in a line.
  • each of the plurality of LEDs 121 may be spaced apart from each other to correspond to the plurality of TNT plates 111.
  • the light source 120 is illustrated as being disposed in front of the photocatalyst filter 110.
  • the light source 120 is not limited thereto, and the light source 120 is disposed at the rear of the photocatalyst filter 110, or a portion thereof is placed in front of the photocatalyst filter 110. Or may be arranged both in front and in the rear.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the air conditioner of FIG. 4.
  • FIG. 5 is a perspective view illustrating the air conditioner of FIG. 4.
  • the photocatalyst filter 110 may include a plurality of TNT plates 111, and the plurality of TNT plates 111 may be spaced apart from each other at predetermined intervals, and the air may move in the air direction. It can be arranged in a line with a set angle.
  • the plurality of LEDs 121 which are the light sources 120, may be spaced apart from each other to correspond to the plurality of TNT plates 111.
  • a plurality of LEDs may be disposed to irradiate light onto one TNT plate, and the plurality of LEDs may be arranged at intervals determined based on an emission angle of the LEDs.
  • three LEDs per one TNT plate irradiate light.
  • the present invention is not limited thereto, and the LEDs irradiating light to one TNT plate may be two or less and four or more.
  • FIG. 6 is a plan view from above of another embodiment of an air conditioning device including a photocatalyst filter composed of a plurality of TNT plates.
  • the photocatalyst filter 110 may include a plurality of TNT plates 111a, 111b, 111c, and 111d.
  • the plurality of TNT plates 111a, 111b, 111c, and 111d may be spaced apart from each other at a predetermined interval, and may be arranged in a line with a predetermined angle with respect to the advancing direction of air.
  • the light source 120 may include a plurality of LEDs 121a, 121b and 121c corresponding to each of the plurality of TNT plates 111a, 111b, 111c and 111d.
  • the plurality of LEDs 121a, 121b, 121c may be spaced apart from each other to correspond to the plurality of TNT plates 111a, 111b, 111c, and 111d.
  • the plurality of LEDs 121a, 121b, 121c may be disposed on a TNT plate adjacent to a target TNT plate to which light is irradiated by each of the plurality of LEDs.
  • the first LED 121a irradiating light to the first TNT plate 111a may be disposed on the second TNT plate 111b adjacent to the first TNT plate 111a.
  • a fourth LED (not shown) for irradiating light onto the fourth TNT plate 111d may be disposed on a fifth TNT plate (not shown) adjacent to the fourth TNT plate 111d.
  • FIG. 6 shows that the LEDs are disposed on the rear surface of the TNT plate based on the air traveling direction, the present invention is not limited thereto, and in actual implementation, the LEDs may be disposed on the front surface of the TNT plate. You can also place an LED on the
  • the LED is disposed at one end of the TNT plate.
  • the present invention is not limited thereto, and any position may be used as long as the light efficiency is best among the surfaces of the TNT plate according to the angle or spacing of the TNT plate.
  • FIG. 7 is a view for explaining various arrangement conditions of a plurality of TNT plates constituting a photocatalyst filter according to an embodiment of the present disclosure.
  • first TNT plate 111a and the second TNT plate 111b may be spaced apart by d.
  • first TNT plate 111a and the second TNT plate 111b may be disposed at an angle equal to the traveling direction of the air and r.
  • the arrangement interval d or the angle r of the first TNT plate 111a and the second TNT plate 111b indicates the flow rate, flow rate and contact area of the TNT plate per unit volume of the air passing through the photocatalyst filter, Structure, the arrangement structure of the TNT plate, and the like may be determined.
  • the arrangement interval d or the angle r of the first TNT plate 111a and the second TNT plate 111b is a light emission angle a of the LED 121 and the light emitted by the LED 121 and the LED 121.
  • the distance between the first TNT plates 111a may be further considered.
  • the first TNT plate 111a may have a width as large as l.
  • the width l of the first TNT plate 111a takes into account the light emission angle a of the LED 121 and the distance between the LED 121 and the first TNT plate 111a to which light is emitted by the LED 121. Can be determined.
  • the width l of the first TNT plate 111a may be determined such that the loss of light emitted from the LED 121 is minimized and there is no area where the light is not irradiated.
  • the second TNT plate 111b may have the same width as the first TNT plate 111a but may not have the same width.
  • FIG 8 is a plan view from above of another embodiment of an air conditioning device including a photocatalyst filter composed of a plurality of TNT plates.
  • the photocatalyst filter 110 includes a first layer 110-1 and a plurality of TNT plates 111-2 arranged in a row at a predetermined interval. It may include a second layer (110-2) arranged in a line at a predetermined interval. In this case, the first layer 110-1 and the second layer 110-2 may be spaced apart from each other.
  • the plurality of TNT plates 111-1 constituting the first layer 110-1 and the plurality of TNT plates 111-2 constituting the second layer 110-2 may be disposed to be offset from each other. .
  • the dispositions of the TNT plates 111-1 constituting the first layer 110-1 and the TNT plates 111-2 constituting the second layer 110-2 are disposed to be offset from each other. 2) do not overlap completely, and some may overlap.
  • the light source 120 is provided to each of the plurality of TNT plates 111-1 constituting the first layer 110-1 and the plurality of TNT plates 111-2 constituting the second layer 110-2. It may include a third layer consisting of a plurality of LEDs for irradiating light.
  • FIG. 9 is a plan view from above of another embodiment of an air conditioning device including a photocatalyst filter composed of a plurality of TNT plates.
  • the photocatalyst filter 110 may include a first layer 110-1 and a plurality of TNT plates 111-2 arranged in a line at a predetermined interval. It may include a second layer (110-2) arranged in a line at a predetermined interval. In this case, the first layer 110-1 and the second layer 110-2 may be spaced apart from each other. The plurality of TNT plates 111-1 constituting the first layer 110-1 and the plurality of TNT plates 111-2 constituting the second layer 110-2 may be disposed to be offset from each other. .
  • the plurality of LEDs 121-1 corresponding to the plurality of TNT plates 111-1 constituting the first layer 110-1 are second layers corresponding to the plurality of TNT plates 111-1. It may be disposed in the space of 110-2. Specifically, the plurality of TNT plates 111-1 constituting the first layer 110-1 and the plurality of TNT plates 111-2 constituting the second layer 110-2 are disposed to be offset from each other.
  • the region corresponding to the TNT plate 111-1 constituting the first layer 110-1 in the second layer 110-2 includes a plurality of TNT plates constituting the second layer 110-2 (
  • the plurality of LEDs 121-2 corresponding to the plurality of TNT plates 111-2 constituting the second layer 110-2 are the first layers corresponding to the plurality of TNT plates 111-2. It may be disposed in the space of 110-1.
  • the photocatalyst filter 110 having the same surface area with only two layers without a separate LED layer is provided. ) Can be manufactured, so that the air conditioner can be downsized.
  • FIG. 10 is a view for explaining an embodiment of a photocatalyst filter composed of a TNT plate including a hollow. Specifically, FIG. 10 is a front view of the photocatalyst filter viewed from the advancing direction of air.
  • the photocatalyst filter 110 may include a single TNT plate including a hollow 112 for air to pass through. At this time, the position and size of the hollow may be determined by the region where the intensity of light irradiated to the TNT plate from the plurality of LEDs 121 is less than a predetermined value, as shown in FIG. 11.
  • the dark region is a region where light intensity is strong, and the light region is a region where light intensity is weak.
  • the intensity of light in the region where the LED is located is the strongest and the intensity of the light decreases as the distance is far from the region where the LED is located.
  • a hollow may be formed in a region where the intensity of light irradiated on the TNT plate is less than a predetermined value.
  • the hollow 112 is illustrated as having a diamond shape for convenience of description, but in actual implementation, the hollow 112 is not limited to a circle, a polygon, or the like.
  • the hollow 112 formed in the photocatalyst filter 110 is not limited to the position and shape as shown in FIG. 10, and may be formed as shown in FIG. 12 as another embodiment.
  • the hollow 112 formed in the photocatalyst filter 110 may have a larger size than the hollow illustrated in FIG. 10.
  • the hollow 112 of FIG. 12 is also formed based on the intensity of light emitted from the LED 121, but additionally, the hollow 112 having the shape as shown in FIG. 12 is formed in consideration of the flow rate of the air or the flow rate of the air. Can be.
  • the transition metal plate is described as a Ti plate, and the transition metal oxide nanotube is described as TNT, but is not limited thereto.
  • various transition metals such as zinc, nickel, tungsten, and nano Tube type transition metal oxides can be used as the photocatalyst filter.

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Abstract

공기 조화 장치가 개시된다. 본 공기 조화 장치는, 공기가 통과할 수 있는 공간을 포함하고, 공기에 포함된 가스를 제거하는 TiO2, ZnO, NiO 및 WO3 중 적어도 하나를 포함하는 전이 금속 산화물이 나노 튜브 형태로 표면에 형성된 광촉매 필터 및 광촉매 필터에 광을 조사하는 광원을 포함한다.

Description

광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기 조화 장치
본 개시는 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치에 대한 것으로, 더욱 상세하게는 나노튜브 구조의 전이 금속 산화물을 이용하여 광효율을 증대시킨 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치에 관한 것이다.
최근 대기 오염, 미세먼지, 황사 등 때문에 실내 공기를 정화하기 위한 공기 정화 장치에 대한 수요가 증가하면서, 다양한 방식의 공기 정화 장치가 생산되었다. 예를 들어, 부직포 형태의 필터를 사용하거나 전기집진 방식의 정전 필터 등을 사용하는 공기 정화 장치가 있었다. 하지만, 이러한 필터로는 먼지를 거르는 것은 가능하지만 악취를 제거하거나 세균을 살균하는 것은 곤란하였다. 따라서 탈취를 위하여 활성탄으로 만들어진 별도의 탈취 필터가 사용되기도 하였으나, 활성탄을 이용한 탈취 필터는 내구성이 좋지 않고, 공기 중에 포함된 유해한 미생물을 살균할 수 없다는 문제가 있었다.
이러한 문제들을 해결하기 위해 광촉매 물질을 이용하여 공기를 정화하는 기술이 연구되고 있었고, 대표적인 광촉매 물질로서 이산화티타늄(TiO2)을 들 수 있다. 이산화티타늄은 자외선을 받으면 라디칼을 생성하는데, 이러한 라디칼이 가지는 강한 산화력에 의해 미생물을 살균할 수 있고, 악취를 유발하는 냄새 물질을 분해시킬 수도 있다.
이와 같은 광촉매 물질을 이용하기 위해선 공기 정화 장치에 LED와 같은 별도의 광원이 구비될 필요가 있다. 광원이 많을수록 광촉매 반응이 증가하여 공기 정화 효과가 증가될 수 있으나, 그만큼 에너지 소비량도 증가한다는 단점이 있었다.
따라서, 에너지 소비를 절감할 수 있으면서도 공기 정화 효과를 향상시킬 수 있는 광촉매가 적용된 공기 정화 장치에 대한 요구가 있었다.
본 개시는 상술한 필요성에 따른 것으로, 본 개시의 목적은 나노튜브 구조의 전이 금속 산화물을 이용하여 광효율을 증대시킨 광촉매 필터 및 광촉매 필터를 포함한 공기조화장치를 제공함에 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른, 공기 조화 장치는, 공기가 통과할 수 있는 공간을 포함하고, 공기에 포함된 가스를 제거하는 TiO2, ZnO, NiO 및 WO3 중 적어도 하나를 포함하는 전이 금속 산화물이 나노 튜브 형태로 표면에 형성된 광촉매 필터 및 상기 광촉매 필터에 광을 조사하는 광원을 포함한다.
이 경우, 상기 광촉매 필터는, 표면에 상기 전이 금속 산화물이 나노 튜브 형태로 형성된 복수의 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 플레이트는, 상기 복수의 플레이트 사이에 공기가 통과할 수 있도록 이격 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 광원은, 상기 복수의 플레이트 각각에 대응되는 복수의 LED를 포함할 수 있다.
이 경우, 외부로부터 공기를 흡입하는 흡입구 및 상기 광촉매 필터에 의해 필터링된 공기를 외부로 배출하는 배출구를 더 포함하고, 상기 흡입구에 의해 흡입된 공기는, 상기 배출구 방향으로 진행하며, 상기 복수의 플레이트는, 상기 흡입구에 의해 흡입된 공기가 상기 배출구로 진행하는 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖고 일렬로 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 기설정된 각도 및 상기 복수의 플레이트의 배치 간격은, 공기의 유량, 유속, 공기의 단위 부피 당 상기 복수의 플레이트와 접촉되는 면적, 상기 공기 조화 장치의 구조 및 상기 복수의 플레이트의 배치 구조 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 복수의 LED 각각은, 상기 복수의 LED 각각에 의해 빛이 조사되는 대상 플레이트와 인접한 플레이트에 배치될 수 있다.
한편, 상기 광원은, 복수의 플레이트 각각에 빛을 조사하는 복수의 LED가 일렬로 배열된 LED 층을 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 플레이트의 각각의 폭은, 상기 복수의 LED의 발광 각도에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 상기 광촉매 필터는, 복수의 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제1 층 및 상기 제1 층과 이격되며, 복수의 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제2 층을 포함하며, 상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트 및 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트는 상호 어긋나게 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 복수의 LED는, 상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 상기 제2 층의 공간에 배치되고, 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 복수의 LED는, 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 상기 제1 층의 공간에 배치될 수 있다.
한편, 상기 광원은, 상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트 및 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트 각각에 빛을 조사하는 복수의 LED로 구성된 제3 층을 포함할 수 있다.
한편, 상기 광촉매 필터는, 공기가 통과할 수 있는 복수의 중공이 형성된 플레이트를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 광원은, 발광 각도에 기초하여 기설정된 간격으로 배치된 복수의 LED를 포함할 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 중공은, 상기 플레이트 상에 상기 복수의 LED에 의해 조사된 빛의 세기가 기설정된 값 미만인 영역에 형성될 수 있다.
본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터는, 공기가 통과할 수 있는 공간을 포함하는 전이 금속 플레이트 및 상기 전이 금속 플레이트 표면에 나노 튜브 형태로 형성되어 공기에 포함된 가스를 제거하는 전이 금속 산화물을 포함한다.
이 경우, 상기 전이 금속 플레이트는, 복수의 전이 금속 플레이트를 포함하고, 상기 복수의 전이 금속 플레이트는, 상기 복수의 전이 금속 플레이트 사이에 공기가 통과할 수 있도록 이격 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 복수의 전이 금속 플레이트는, 외부로부터 흡입된 공기가 필터링 후 배출되기 위해 진행하는 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖고 일렬로 배치될 수 있다.
이 경우, 상기 기설정된 각도 및 상기 복수의 전이 금속 플레이트가 배치되는 간격은, 공기의 유량, 유속 및 공기의 단위 부피 당 상기 복수의 전이 금속 플레이트와 접촉되는 면적 중 적어도 하나에 기초하여 결정될 수 있다.
한편, 복수의 전이 금속 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제1 층 및 상기 제1 층과 이격되며, 복수의 전이 금속 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제2 층을 포함하며, 상기 제1 층을 구성하는 복수의 전이 금속 플레이트 및 상기 제2 층을 구성하는 복수의 전이 금속 플레이트는 상호 어긋나게 배치될 수 있다.
한편, 상기 전이 금속 플레이트는, 공기가 통과할 수 있는 복수의 중공이 형성될 수 있다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 자세하게 설명하기 위한 분해 사시도,
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 간략하게 도시한 블럭도,
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 4, 도 6, 도 8 및 도 9는 복수의 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터를 포함하는 공기 조화 장치의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 도 4의 공기 조화 장치를 설명하기 위한 사시도,
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터를 구성하는 복수의 TNT 플레이트의 다양한 배치 조건을 설명하기 위한 도면,
도 10 및 도 12는 중공을 포함한 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터의 다양한 실시 예를 설명하기 위한 도면, 그리고,
도 11은 도 10의 TNT 플레이트에서 중공이 형성될 영역을 결정하는 조건의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다.
본 개시를 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 개시의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단된 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 그리고 후술 되는 용어들은 본 개시에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관계 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 개시에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 권리범위를 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
실시 예에 있어서 ‘모듈’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 하드웨어 또는 소프트웨어로 구현되거나 하드웨어와 소프트웨어의 결합으로 구현될 수 있다. 또한, 복수의‘모듈’ 혹은 복수의‘부’는 특정한 하드웨어로 구현될 필요가 있는 ‘모듈’ 혹은 ‘부’를 제외하고는 적어도 하나의 모듈로 일체화되어 적어도 하나의 프로세서로 구현될 수 있다.
아래에서는 첨부한 도면을 참고하여 본 개시의 실시 예에 대하여 본 개시가 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 개시는 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시 예에 한정되지 않는다. 그리고 도면에서 본 개시를 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 유사한 부분에 대해서는 유사한 도면 부호를 붙였다.
도 1은 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 자세하게 설명하기 위한 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 공기 조화 장치(100)는 외관을 형성하는 본체(11), 외부로부터 공기 조화 장치(100)의 내부로 공기를 흡입하기 위한 흡입구(12), 흡입되어 필터링된 공기가 외부로 배출되는 배출구(15a, 15b) 및 입력부(16)를 포함하고, 내부에 공기를 정화시키기 위한 프리 필터(13), 헤파(HEPA) 필터(14), 광촉매 필터(110) 및 광원(120)을 포함할 수 있다.
공기 조화 장치(100)는 공기를 청정화하는 기능을 구비한 모든 디바이스를 의미하는 것이다. 예컨대, 공기 조화 장치(100)는 공기청정기, 에어컨, 가습기 등으로 구현될 수 있다. 또는, 공기 조화 장치(100)는 실내 공간의 공기를 정화하는 목적이 아니더라도 탈취 기능이 필요한 냉장고, 건조기, 의류 관리 장치 등에 구비된 공기 정화 부품으로 구현될 수도 있다. 또는, 공기 조화 장치(100)는 이하 도 5에 도시된 바와 같이, 광촉매 필터와 광원의 조합만으로 구현될 수도 있다.
프리 필터(13)에서는 비교적 큰 먼지 입자가 일차적으로 걸러진다. 헤파 필터(14)는 앞서서 걸러지지 않은 미세 먼지 등을 거르기 위한 구성으로 예컨대 유리 섬유로 구성될 수 있다.
광촉매 필터(110)는 광촉매 물질을 이용해 항균, 대기정화, 탈취, 방오, 정수 기능을 할 수 있다. 예컨대, 광촉매 필터(110)는 각종 병원균과 박테리아를 살균할 수 있으며, 공기 중의 질소산화물(NOX), 유황산화물(SOX), 포름알데히드 등과 같은 유해물질을 제거할 수 있으며, 아세트알데히드, 암모니아, 황화수소 등의 악취물을 분해할 수 있으며, 담배연기, 기름찌꺼기 등 유기물질을 분해할 수 있으며, 오폐수의 유해성 유기화합물을 분해할 수 있다.
도 1에서는 광촉매 필터(110)가 복수의 플레이트로 구성되어 있으나, 단일 플레이트, 메쉬 형태, 벌집 구조 형태 등 다양한 형태로 구현될 수 있다.
그리고 도시하진 않았지만 프리 필터(13)와 헤파 필터(14) 사이에 활성탄을 포함하는 탈취 필터를 더 포함할 수 있다. 필터들의 배치 순서는 도 1에 도시된 바에 따를 수 있고, 다른 순서로 배치되는 것도 가능하다.
광원(120)은 광촉매 필터(110)에 빛을 조사하기 위한 구성이다. 광촉매 필터(110)의 광촉매 물질은 광원(120)으로부터 조사되는 빛과 반응하여 유해 가스, 냄새 물질, 미생물 등을 제거할 수 있다.
광원(120)은 광촉매 필터(110)에 포함된 광촉매 물질에서 광촉매 반응을 일으키기에 적합한 광원을 발광할 수 있다. 예컨대, 광원(120)은 형광등, 백열등과 같은 소자 또는 LED로 구현될 수 있으며, 백색광, 적색광, 녹색광, 청색광, 자외선 (10~400nm), 가시광선 (400~700nm), 적외선 (전체, 700nm~1mm), NIR (0.75~1.4μm), SWIR (1.4~3μm), MWIR (3~8μm), LWIR (8~15μm), FIR (15~1000μm) 등의 파장 범위를 갖는 빛을 발광할 수 있다.
예컨대, 광원(120)은 광 집중화 장치(예컨대, 프레넬 렌즈, 볼록렌즈, 오목렌즈 등)를 포함할 수 있으며, 프로세서(미도시)에 의해 밝기, 조명색, 색온도, 광 포커싱(영역) 등이 제어될 수 있고 색필터를 포함할 수 있다.
광원(120)은 자외선 또는 가시광선을 광촉매 필터(110)로 조사한다. 도 1에서는 광원(120)이 광촉매 필터(110)의 후면에 배치된 것으로 도시하였으나, 반드시 이러한 배치 형태에 한정되는 것은 아니고, 광촉매 필터(110)의 전면에 배치되거나, 양면 각각에 구비될 수도 있다. 또한, 광원(120)은 광촉매 필터(110)와 반드시 마주보도록 배치되어야 하는 것은 아니고 광촉매 필터(110)에 빛을 조사하기에 적합한 위치 어디라도 배치될 수 있다.
도 1에서는 광원(120)이 두 개의 램프인 것으로 도시하였으나, 하나 또는 세개 이상의 램프로 구성될 수 있으며, 또 다른 실시 예에 따르면 광원(120)은 도 5에 도시한 것처럼 복수의 LED로 구현될 수도 있다.
한편, 도 1에서는 공기 조화 장치(100)에 광촉매 필터(110)가 한 개 존재하는 것으로 도시하였으나, 공기조화장치(100)는 복수의 광촉매 필터를 포함할 수 있다.
입력부(16)는 공기 조화 장치(100)의 턴온 또는 턴오프시키기 위한 전원 버튼, 공기 조화 장치(100)의 구동 시간을 설정하기 위한 타이머 버튼, 입력부(16)의 오 조작을 방지하기 위해 입력부의 조작을 제한하기 위한 잠금버튼 등과 같은 공기조화장치(100)와 관련된 각종 제어정보를 입력하기 위한 버튼을 포함할 수 있다. 이때, 각 입력 버튼은 사용자의 가압을 통해 입력신호를 발생시키는 방식의 푸시 스위치(push switch)와 멤브레인 스위치(membrane) 또는 사용자의 신체 일부의 터치를 통해 입력 신호를 발생시키는 터치 스위치(touch switch)일 수 있다.
한편, 공기 조화 장치(100)의 동작 상태를 표시하기 위한 표시부를 더 포함할 수 있다. 만약, 입력부(16)가 터치 스위치 방식을 채용하는 경우, 입력부(16)는 표시부와 일체형으로 구현되는 것도 가능하다.
도 2는 본 개시의 일 실시 예에 따른 공기 조화 장치의 구성을 간략하게 도시한 블럭도이다.
도 2를 참조하면, 공기 조화 장치(100)는 광촉매 필터(110) 및 광원(120)을 포함할 수 있다.
본 개시에 따른 광촉매 필터(110)는 상술한 바와 같이 광촉매 물질을 이용해 항균, 대기정화, 탈취, 방오, 정수 기능을 할 수 있으므로, 본 개시는 다양한 분야에서 활용될 수 있다. 예컨대, 광촉매 필터(110)는 냉장고, 김치 냉장고, 벽장, 신발장, 세탁기, 정화조, 살균기, 가습기, 청소기, 에어컨, 공기 조화 장치 등에 배치되어 악취 제거, 물 정화, 세균을 제거, 실내 공기를 정화 등의 기능을 수행할 수 있다. 또한, 광촉매 필터(110)는 소형 제품에서도 이용될 수 있는데, 예컨대, 스마트 폰, 태블릿 PC, 스마트 워치 패치, 또는 기타 제품(예컨대, 장갑, 밴드, 목걸이, 팔찌, 반지, 헤드밴드, 이어폰, 귀걸이, 의류 등)에도 배치될 수 있다. 또한 창문틀, 벽지, 시공, 공조시스템, 화장실타일 등에 이용되는 것도 가능하다.
이하에선 상술한 다양한 적용 예들 중에서, 공기 조화 장치(100)에 광촉매 필터(110)가 설치된 예시에 대해 설명하도록 한다.
광촉매 필터(110)는 광원(120)으로부터 조사되는 빛과 반응하여 공기를 정화하기 위한 광촉매 물질을 포함할 수 있다. 구체적으로, 광촉매 필터(110)는 티타늄(Ti), 아연(Zn), 니켈(Ni), 텅스텐(W) 등의 전이 금속 플레이트의 표면에, 공기에 포함된 가스를 제거하기 위한 광촉매 물질인 전이 금속 산화물이 나노 튜브 형태로 형성된 적어도 하나의 플레이트를 포함할 수 있다. 구체적으로, 전이 금속 산화물은 TiO2, ZnO, NiO 및 WO3 등을 포함할 수 있다. 이러한 나노 튜브 형태의 전이 금속 산화물은 전이 금속 플레이트의 표면을 양극 산화함으로써 생성된 것일 수 있다. 나노 튜브 형태의 전이 금속 산화물의 구조에 대해서는 이하 도 3을 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 이하에서는 설명의 편의를 위하여 전이 금속을 대표적인 예시인 티타늄으로 기재하고, 나노 튜브 형태의 전이 금속 산화물을 대표적인 예시인 TNT로 기재하기로 한다. 또한, 이하에서는 표면에 광촉매 물질인 TNT 구조가 형성된 플레이트를 TNT 플레이트로 지칭하기로 한다. 그러나, 본 개시에서 전이 금속이 티타늄으로 한정되는 것은 아니며, 아연, 니켈, 텅스텐 이외에도 다양한 전이 금속이 광촉매 필터로 사용 가능하다.
광촉매 필터(110)는 공기가 통과할 수 있는 공간을 포함할 수 있다. 구체적으로, 광촉매 필터(110)는 단일 TNT 플레이트 또는 복수의 TNT 플레이트로 구성될 수 있는데, 단일 TNT 플레이트로 구성되는 경우, 일부 영역에 공기가 통과할 수 있는 중공을 포함할 수 있고, 복수의 TNT 플레이트로 구성되는 경우, 공기가 통과할 수 있도록 복수의 TNT 플레이트가 이격 배치될 수 있다. 이때, 이격 배치된 복수의 TNT 플레이트 각각은 중공을 포함할 수도 있다.
광촉매 필터(110)가 복수의 TNT 플레이트로 구성되는 경우, 복수의 TNT 플레이트는 다양한 구조로 배치될 수 있다. 예를 들어, 복수의 TNT 플레이트는 공기 조화 장치(100) 내 공기의 진행 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖도록 배치될 수 있다. 이는 공기 흐름의 방해를 최소화하면서, 공기와 TNT 플레이트의 접촉 면적을 최대로 하기 위한 것이다. 여기서, 공기의 진행 방향은 공기의 이동 통로의 방향을 의미하는 것으로, 공기 조화 장치(100)의 흡입구로부터 흡입된 공기가 배출구로 배출되도록 이동하는 방향을 의미할 수 있다. 예를 들어, 흡입구와 배출구 사이의 공기의 이동 통로가 일직선 상에 배치되어 있으면, 흡입구에서 배출구로 향하는 방향을 공기의 진행 방향으로 볼 수 있다. 한편, 흡입구가 공기 조화 장치(100)의 측면, 배출구가 공기 조화 장치(100)의 상면에 배치된 것과 같이 공기의 이동 통로의 방향이 변하는 경우, 방향이 변하는 지점을 기준으로 구간을 나누어 각 구간 내에서 공기가 이동하는 직선 방향을 공기의 진행 방향으로 볼 수 있다.
이때, 복수의 TNT 플레이트의 배치 간격은 공기의 유량, 유속, 공기의 단위 부피 당 복수의 TNT 플레이트와 접촉되는 면적, 공기 조화 장치의 구조, TNT 플레이트의 배치 구조 등을 고려하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 복수의 TNT 플레이트의 간격은, 공기의 유량이 많도록, 광촉매 필터(110)를 통과하면서 공기의 유속 저하가 적도록, 또는 공기의 단위 부피 당 복수의 TNT 플레이트와 접촉 면적이 넓도록 결정될 수 있다. 상술한 조건은 복수의 TNT 플레이트의 배치 간격 뿐만 아니라, 공기의 진행 방향에 대한 복수의 TNT 플레이트의 각도를 결정하는데도 고려될 수 있다. 한편, 복수의 TNT 플레이트의 배치 간격 또는 각도는 광원(120)의 발광 각도를 더 고려하여 결정될 수도 있다. 여기서, 광원(120)의 발광 각도라는 것은 광선이 갖는 확산각을 의미하는 것으로, 빔의 진행 방향에 대하여 스폿 사이즈가 넓어지는 비율을 의미할 수 있다.
한편, 광촉매 필터(110)를 구성하는 TNT 플레이트의 폭은 광원(120)의 발광 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, TNT 플레이트의 폭은 광원(120)의 발광 각도에 기초하여 광원(120)에서 발광된 빛의 손실이 없으면서 TNT 플레이트 내 빛이 조사되지 않는 영역이 없도록 결정될 수 있다. 추가적으로, TNT 플레이트의 폭을 결정하는 데 TNT 플레이트와 광원(120)의 거리를 더 고려할 수 있으며, 반대로 TNT 플레이트의 폭 및 광원(120)의 발광 각도를 이용하여 TNT 플레이트와 광원(120)의 거리를 결정할 수도 있다. 이로 인해 에너지 소모는 최소화하면서 최대의 광효율을 도모할 수 있다. 광촉매 필터(110)가 기설정된 각도를 갖고 이격 배치된 복수의 TNT 플레이트를 포함하는 실시 예에 대해서는 이하 도 4 내지 도 7을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 광촉매 필터(110)를 구성하는 복수의 TNT 플레이트는 복수의 층을 갖도록 배치될 수 있다. 구체적으로, 복수의 TNT 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 복수의 층을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 층은 서로 이격될 수 있으며, 복수의 층을 구성하는 복수의 TNT 플레이트는 상호 어긋나게 배치될 수 있다. 이러한 광촉매 필터(110)를 포함하는 공기 조화 장치(100)의 실시 예에 대해서는 이하 도 8 및 도 9를 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 광촉매 필터(110)가 단일 TNT 플레이트로 구성되는 경우, TNT 플레이트는 공기를 통과시키기 위한 복수의 중공을 포함할 수 있다. 이때, 중공은 TNT 플레이트의 일부 영역에 다양한 형태로 형성될 수 있다. 구체적으로, 중공은 TNT 플레이트 상에 조사된 빛의 세기에 기초하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 중공은 TNT 플레이트 상에 조사된 빛의 세기가 기설정된 값 미만인 영역에 형성될 수 있다. 이로 인해 광효율을 최대로 하면서 공기가 흐를 수 있는 공간을 확보할 수 있다.
한편, 이상에서는 광촉매 필터(110)가 TNT 플레이트인 것으로 설명하였으나, 이에 한정되지 않으며, 표면에 TNT가 형성된 메쉬 구조, 벌집 구조로 구현될 수도 있다.
광원(120)은 광촉매 반응을 위해 광촉매 필터(110)에 빛을 발광하기 위한 구성으로, 복수의 LED를 포함할 수 있다. 이때, LED의 개수는 광촉매 필터(110)에서 필요한 광량에 따라 결정될 수 있다. 구체적으로, 광원(120)을 구성하는 복수의 LED는 TNT 플레이트 각각에 대응되는 것일 수 있다. 여기서 복수의 LED가 TNT 플레이트에 대응되는 것이란, 하나 이상의 LED가 대응되는 하나의 TNT 플레이트에만 광을 조사하는 것을 의미할 수 있다. 그러나 이에 한정되지는 않으며, TNT 플레이트 배치에 따라 하나의 LED 가 복수의 TNT 플레이트에 광을 조사하게 될 수도 있다.
이때, TNT 플레이트에 대응되는 복수의 LED는 기설정된 간격으로 배치될 수 있다. 여기서 복수의 LED 사이의 기설정된 간격은 LED의 발광 각도에 기초하여 결정될 수 있다. 구체적으로, LED 발광 각도에 따라 복수의 LED 각각이 TNT 플레이트 상에 광을 비추는 영역이 겹치거나, 광이 비춰지지 않는 영역이 없도록 간격을 결정할 수 있다. 한편, 이에 한정되지는 않으며, 광이 조사된 영역의 중심의 세기가 가장 세고 중심에서 멀어질수록 세기가 약해지는 바, 효율이 떨어지므로, 빛의 세기가 약한 영역을 겹쳐 기설정된 값 이상의 빛의 세기가 비춰지도록 LED의 간격을 결정할 수도 있다.
한편, 광원(120) 광촉매 필터(110) 기설정된 거리를 갖고 배치될 수 있다. 구체적으로, 광원(120)은 복수의 TNT 플레이트 각각에 빛을 조사하는 복수의 LED가 일렬로 배열된 LED 층을 포함할 수 있다. 이때, TNT 플레이트는 공기의 진행 방향에 대해 기설정된 각도를 갖고 배치될 수 있다. 이러한 배치 형태에 대해서는 이하 도 4 및 도 5를 참조하여 자세히 설명하기로 한다. 한편, TNT 플레이트는 공기의 진행 방향과 동일한 방향으로 배치될 수 있다. 여기서 TNT 플레이트의 방향은 플레이트의 면에 포함된 임의의 두 직선이 교차하는 점을 시점으로 보고, 두 직선과 모두 직각을 이루는 방향을 의미할 수 있다. 이러한 배치 형태에 대해서는 이하 도 8을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 광원(120)을 구성하는 복수의 LED는 복수의 TNT 플레이트 중 빛이 조사되는 대상 TNT 플레이트와 인접한 TNT 플레이트에 배치될 수 있다. 이에 대해서는 이하 도 6을 참조하여 자세히 설명하기로 한다.
한편, 광촉매 필터(110)는 복수의 TNT 플레이트를 각각 포함하는 복수의 층을 포함할 수 있으며, 이때, 광원(120)은 복수의 TNT 플레이트 사이에 배치될 수 있다. 이러한 배치 형태에 대해서는 이하 도 9를 참조하여 설명하기로 한다.
상술한 바와 같이 TNT 플레이트를 이용하여 광촉매 필터를 제조하므로 제조 공정을 단순화하여 제조 비용을 절감할 수 있고, TNT 플레이트 및 LED 의 다양한 배치 형태를 통해 광 손실을 최소화하여 광촉매 반응의 효율을 극대화할 수 있다.
도 3은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 3을 참조하면, 광촉매 필터(110)는 Ti 플레이트(20) 및 TNT(TiO2 나노 튜브, 21)를 포함할 수 있다. 구체적으로, TNT는 Ti 플레이트(20)의 표면에 형성되는 것이며, 순수한 Ti 플레이트의 표면을 양극 산화하여 형성된 것일 수 있다.
이렇게 생성된 TNT는 빛을 받으면, -전기를 가진 전자(e-)와 +전기를 가진 정공(h+)이 생성되고, 형성된 전자(e-)는 표면 흡착 산소와 반응하여 O2-(슈퍼옥사이드 음이온)을 생성하고, 정공(h+)은 흡착수와 반응하여 강력한 산화 작용을 하는 수산화물(OH Radical)을 생성한다. 이러한 산화 반응에 의해 방오, 항균, 살균, 방취, 유해물질 제거, 대기오염물질 감소, 초친수성 효과가 발생한다.
도 3은 광촉매 필터(110)의 일부분만 도시한 것으로, TNT는 Ti 플레이트(20)의 모든 표면에 형성될 수 있다. 이와 같이 나노 튜브 형태의 TiO2는 표면적이 넓어 효율이 높은 광촉매 반응을 기대할 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위하여 전이 금속 플레이트를 Ti 플레이트로, 전이 금속 산화물 나노 튜브를 TNT로 기재하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 티타늄 이외에도 아연, 니켈, 텅스텐 등 다양한 전이 금속 및 전이 금속 플레이트 표면에 나노 튜브 형태로 형성된 전이 금속 산화물이 광촉매 필터로 사용 가능하다.
도 4는 복수의 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터를 포함하는 공기 조화 장치의 일 실시 예를 위에서 내려다 본 평면도이다.
도 4를 참조하면, 광촉매 필터(110)는 복수의 TNT 플레이트(111)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 TNT 플레이트(111)는 기설정된 간격으로 이격 배치될 수 있으며, 공기의 진행 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖고 일렬로 배치될 수 있다.
한편, 광원(120)은 복수의 TNT 플레이트(111) 각각에 대응되는 복수의 LED(121)을 포함할 수 있다. 구체적으로, 광원(120)은 복수의 TNT 플레이트(111) 각각에 빛을 조사하는 복수의 LED가 일렬로 배열된 LED 층을 포함할 수 있다. 이때, 복수의 LED(121) 각각은 복수의 TNT 플레이트(111)와 대응되도록 간격을 두고 이격 배치될 수 있다.
한편, 도 4에서는 광원(120)이 광촉매 필터(110)의 전방에 배치되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 광촉매 필터(110)의 후방에 배치되거나, 일부는 전방에, 일부는 후방에 배치되거나, 전방 및 후방에 모두 배치될 수도 있다.
도 5는 도 4의 공기 조화 장치를 설명하기 위한 사시도이다.
도 5를 참조하면, 광촉매 필터(110)는 복수의 TNT 플레이트(111)를 포함할 수 있고, 복수의 TNT 플레이트(111)는 기설정된 간격으로 이격 배치될 수 있으며, 공기의 진행 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖고 일렬로 배치될 수 있다.
광원(120)인 복수의 LED(121)는 복수의 TNT 플레이트(111)와 대응되도록 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 이때, 하나의 TNT 플레이트에 광을 조사하기 위해 복수의 LED가 배치될 수 있으며, 복수의 LED는 LED의 발광 각도에 기초하여 결정된 간격으로 배치될 수 있다.
도 5에서는 하나의 TNT 플레이트 당 3개의 LED가 광을 조사하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않으며, 하나의 TNT 플레이트에 광을 조사하는 LED는 2개 이하, 4개 이상일 수도 있다.
*도 6은 복수의 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터를 포함하는 공기 조화 장치의 다른 실시 예를 위에서 내려다 본 평면도이다.
도 6을 참조하면, 광촉매 필터(110)는 복수의 TNT 플레이트(111a, 111b, 111c, 111d)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 TNT 플레이트(111a, 111b, 111c, 111d)는 기설정된 간격으로 이격 배치될 수 있으며, 공기의 진행 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖고 일렬로 배치될 수 있다.
한편, 광원(120)은 복수의 TNT 플레이트(111a, 111b, 111c, 111d) 각각에 대응되는 복수의 LED(121a, 121b, 121c)를 포함할 수 있다. 이때, 복수의 LED(121a, 121b, 121c)는 복수의 TNT 플레이트(111a, 111b, 111c, 111d)와 대응되도록 간격을 두고 이격 배치될 수 있다. 특히, 복수의 LED(121a, 121b, 121c)는 복수의 LED 각각에 의해 빛이 조사되는 대상 TNT 플레이트와 인접한 TNT 플레이트에 배치될 수 있다.
구체적으로, 제1 TNT 플레이트(111a)에 광을 조사하는 제1 LED(121a)는 제1 TNT 플레이트(111a)와 인접한 제2 TNT 플레이트(111b)에 배치될 수 있다. 그리고, 도시되지는 않았지만, 제4 TNT 플레이트(111d)에 광을 조사하는 제4 LED(미도시)는 제4 TNT 플레이트(111d)에 인접한 제5 TNT 플레이트(미도시)에 배치될 수 있다.
한편, 도 6에서는 공기의 진행 방향을 기준으로 TNT 플레이트의 후면에 LED가 배치되는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, 실제 구현시에는 TNT 플레이트의 전면에 LED를 배치할 수 있으며, 전면 및 후면 모두에 LED를 배치할 수도 있다.
한편, 도 6에서는 TNT 플레이트의 한쪽 끝에 LED를 배치하는 것으로 도시하였으나, 이에 한정되지 않고, TNT 플레이트의 각도 또는 간격 배치에 따라, TNT 플레이트의 표면 중 광효율이 가장 좋은 위치라면 어디라도 무방하다.
도 7은 본 개시의 일 실시 예에 따른 광촉매 필터를 구성하는 복수의 TNT 플레이트의 다양한 배치 조건을 설명하기 위한 도면이다.
도 7을 참조하면, 제1 TNT 플레이트(111a)와 제2 TNT 플레이트(111b)는 d 만큼의 간격을 두고 배치될 수 있다. 그리고, 제1 TNT 플레이트(111a)와 제2 TNT 플레이트(111b)는 공기의 진행 방향과 r만큼의 각도를 갖고 배치될 수 있다.
이때, 제1 TNT 플레이트(111a)와 제2 TNT 플레이트(111b)의 배치 간격 d 또는 각도 r은 광촉매 필터를 통과하는 공기의 유량, 유속 및 단위 부피 당 TNT 플레이트와의 접촉 면적, 공기 조화 장치의 구조, TNT 플레이트의 배치 구조 등을 고려하여 결정될 수 있다. 추가적으로, 제1 TNT 플레이트(111a)와 제2 TNT 플레이트(111b)의 배치 간격 d 또는 각도 r은 LED(121)의 발광 각도(a) 및 LED(121)와 LED(121)가 빛을 조사하는 제1 TNT 플레이트(111a) 사이의 거리를 더 고려하여 결정될 수 있다.
한편, 제1 TNT 플레이트(111a)는 l 만큼의 폭을 가질 수 있다. 이때, 제1 TNT 플레이트(111a)의 폭 l은 LED(121)의 발광 각도(a) 및 LED(121)와 LED(121)가 빛을 조사하는 제1 TNT 플레이트(111a) 사이의 거리를 고려하여 결정될 수 있다. 구체적으로, 제1 TNT 플레이트(111a)의 폭 l은 LED(121)로부터 조사되는 빛의 손실이 최소화되고, 빛이 조사되지 않는 영역이 없도록 결정될 수 있다. 한편, 제2 TNT 플레이트(111b)는 제1 TNT 플레이트(111a)와 동일한 폭을 가질 수 있으나, 동일한 폭을 가지지 않을 수도 있다.
도 8은 복수의 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터를 포함하는 공기 조화 장치의 또 다른 실시 예를 위에서 내려다 본 평면도이다.
도 8을 참조하면, 광촉매 필터(110)는 복수의 TNT 플레이트(111-1)가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제1 층(110-1) 및 복수의 TNT 플레이트(111-2)가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제2 층(110-2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 층(110-1)과 제2 층(110-2)는 이격되어 배치되어 있을 수 있다. 그리고, 제1 층(110-1)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-1)와 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2)는 상호 어긋나게 배치될 수 있다. 여기서, 상호 어긋나게 배치된다는 것은, 공기의 진행 방향을 기준으로 제1 층(110-1)을 구성하는 TNT 플레이트(111-1)와 제2 층(110-2)을 구성하는 TNT 플레이트(111-2)가 완전히 겹치지 않는다는 것을 의미하는 것이며, 일부는 겹치게 배치될 수도 있다.
그리고, 광원(120)은 제1 층(110-1)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-1)와 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2) 각각에 광을 조사하는 복수의 LED로 구성된 제3 층을 포함할 수 있다.
도 9는 복수의 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터를 포함하는 공기 조화 장치의 또 다른 실시 예를 위에서 내려다 본 평면도이다.
도 9를 참조하면, 광촉매 필터(110)는 복수의 TNT 플레이트(111-1)가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제1 층(110-1) 및 복수의 TNT 플레이트(111-2)가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제2 층(110-2)을 포함할 수 있다. 이때, 제1 층(110-1)과 제2 층(110-2)는 이격되어 배치되어 있을 수 있다. 그리고, 제1 층(110-1)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-1)와 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2)는 상호 어긋나게 배치될 수 있다.
그리고, 제1 층(110-1)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-1)에 대응되는 복수의 LED(121-1)는, 복수의 TNT 플레이트(111-1)에 대응되는 제2 층(110-2)의 공간에 배치될 수 있다. 구체적으로, 제1 층(110-1)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-1)와 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2)는 상호 어긋나게 배치되어 있기 때문에, 제2 층(110-2)에서 제1 층(110-1)을 구성하는 TNT 플레이트(111-1)에 대응되는 영역은 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2) 사이의 간격이며, 제1 층(110-1)을 구성하는 TNT 플레이트(111-1)에 대응되는 복수의 LED(121-1)는 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2) 사이의 간격에 배치될 수 있다. 동일하게 제2 층(110-2)을 구성하는 복수의 TNT 플레이트(111-2)에 대응되는 복수의 LED(121-2)는, 복수의 TNT 플레이트(111-2)에 대응되는 제1 층(110-1)의 공간에 배치될 수 있다. 이와 같이 복수의 LED(121-1, 121-2)를 복수의 TNT 플레이트(111-1, 111-2) 사이에 배치함으로써 별도의 LED 층이 없어도 두 개의 층만으로 동일한 표면적을 갖는 광촉매 필터(110)를 제조할 수 있으므로, 공기 조화 장치의 소형화가 가능하게 된다.
도 10은 중공을 포함한 TNT 플레이트로 구성된 광촉매 필터의 일 실시 예를 설명하기 위한 도면이다. 구체적으로, 도 10은 광촉매 필터를 공기의 진행 방향에서 바라본 정면도이다.
도 10을 참조하면, 광촉매 필터(110)는 공기가 통과하기 위한 중공(112)을 포함한 단일 TNT 플레이트를 포함할 수 있다. 이때, 중공의 위치 및 크기는 도 11에 도시된 바와 같이, 복수의 LED(121)로부터 TNT 플레이트에 조사된 빛의 세기가 기설정된 값 미만인 영역에 의해 결정될 수 있다.
도 11에서는 빛의 세기와 비례하여 진하기를 표시하였으며, 이에 따라 진한 영역은 빛의 세기가 센 영역이고, 연한 영역은 빛의 세기가 약한 영역이다. 도 11을 참조하면, LED가 위치한 영역의 빛의 세기가 가장 세며, LED가 위치한 영역에서 멀어질수록 빛의 세기가 약해지는 것을 확인할 수 있다. 이를 참조하며, TNT 플레이트 상에서 조사된 빛의 세기가 기설정된 값 미만인 영역에 중공이 형성될 수 있다.
한편, 도 10에서는 설명의 편의를 위하여 중공(112)의 형태가 다이아몬드 형태인 것으로 도시하였으나, 실제 구현시에는 원, 다각형 등 형태에 구애받지 않는다.
한편, 광촉매 필터(110)에 형성된 중공(112)은 도 10에 도시된 바와 같은 위치 및 형태에 한정되지 않고, 또 다른 실시 예로서 도 12에 도시된 바와 같이 형성될 수 있다.
도 12를 참조하면, 광촉매 필터(110)에 형성된 중공(112)은 도 10에 도시된 중공보다는 큰 크기로 형성될 수 있다. 도 12의 중공(112) 또한 LED(121)로부터 조사되는 빛의 세기에 기초하여 형성되는 것이나, 추가적으로 공기의 유량 또는 공기의 유속 등을 더 고려하여 도 12와 같은 형태의 중공(112)이 형성될 수 있다.
한편, 설명의 편의를 위하여 도 4 내지 도 12에서는 전이 금속 플레이트를 Ti 플레이트로, 전이 금속 산화물 나노 튜브를 TNT로 기재하였으나 이에 한정되는 것은 아니며, 티타늄 이외에도 아연, 니켈, 텅스텐 등 다양한 전이 금속 및 나노 튜브 형태의 전이 금속 산화물이 광촉매 필터로 사용 가능하다.
상술한 바와 같이, 본 개시의 다양한 실시 예에 따르면, 제조 비용을 최소화하면서 광효율이 극대화된 광촉매 필터를 제조할 수 있게 된다.
이상에서는 본 개시의 바람직한 실시 예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 개시는 상술한 특정의 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 개시의 요지를 벗어남이 없이 당해 개시에 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 개시의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

Claims (15)

  1. 공기 조화 장치에 있어서,
    공기가 통과할 수 있는 공간을 포함하고, 공기에 포함된 가스를 제거하는 TiO2, ZnO, NiO 및 WO3 중 적어도 하나를 포함하는 전이 금속 산화물이 나노 튜브 형태로 표면에 형성된 광촉매 필터; 및
    상기 광촉매 필터에 광을 조사하는 광원;을 포함하는 공기 조화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는,
    표면에 상기 전이 금속 산화물이 나노 튜브 형태로 형성된 복수의 플레이트를 포함하고,
    상기 복수의 플레이트는,
    상기 복수의 플레이트 사이에 공기가 통과할 수 있도록 이격 배치되는 공기 조화 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 복수의 플레이트 각각에 대응되는 복수의 LED를 포함하는 공기 조화 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    외부로부터 공기를 흡입하는 흡입구; 및
    상기 광촉매 필터에 의해 필터링된 공기를 외부로 배출하는 배출구;를 더 포함하고,
    상기 흡입구에 의해 흡입된 공기는,
    상기 배출구 방향으로 진행하며,
    상기 복수의 플레이트는,
    상기 흡입구에 의해 흡입된 공기가 상기 배출구로 진행하는 방향에 대하여 기설정된 각도를 갖고 일렬로 배치되는 공기 조화 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기설정된 각도 및 상기 복수의 플레이트의 배치 간격은,
    공기의 유량, 유속, 공기의 단위 부피 당 상기 복수의 플레이트와 접촉되는 면적, 상기 공기 조화 장치의 구조 및 상기 복수의 플레이트의 배치 구조 중 적어도 하나에 기초하여 결정되는 공기 조화 장치.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 복수의 LED 각각은,
    상기 복수의 LED 각각에 의해 빛이 조사되는 대상 플레이트와 인접한 플레이트에 배치되는 공기 조화 장치.
  7. 제4항에 있어서,
    상기 광원은,
    복수의 플레이트 각각에 빛을 조사하는 복수의 LED가 일렬로 배열된 LED 층을 포함하는 공기 조화 장치.
  8. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 플레이트의 각각의 폭은,
    상기 복수의 LED의 발광 각도에 기초하여 결정되는 공기 조화 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는,
    복수의 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제1 층; 및
    상기 제1 층과 이격되며, 복수의 플레이트가 기설정된 간격으로 일렬로 배열된 제2 층;을 포함하며,
    상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트 및 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트는 상호 어긋나게 배치되는 공기 조화 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 복수의 LED는, 상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 상기 제2 층의 공간에 배치되고, 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 복수의 LED는, 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트에 각각 대응되는 상기 제1 층의 공간에 배치되는 공기 조화 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 광원은,
    상기 제1 층을 구성하는 복수의 플레이트 및 상기 제2 층을 구성하는 복수의 플레이트 각각에 빛을 조사하는 복수의 LED로 구성된 제3 층;을 포함하는 공기 조화 장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는,
    공기가 통과할 수 있는 복수의 중공이 형성된 플레이트를 포함하는 공기 조화 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 광원은,
    발광 각도에 기초하여 기설정된 간격으로 배치된 복수의 LED를 포함하는 공기 조화 장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 중공은,
    상기 플레이트 상에 상기 복수의 LED에 의해 조사된 빛의 세기가 기설정된 값 미만인 영역에 형성되는 공기 조화 장치.
  15. 광촉매 필터에 있어서,
    공기가 통과할 수 있는 공간을 포함하는 전이 금속 플레이트; 및
    상기 전이 금속 플레이트 표면에 나노 튜브 형태로 형성되어 공기에 포함된 가스를 제거하는 전이 금속 산화물;을 포함하는 광촉매 필터.
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