WO2020111876A1 - 유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치 - Google Patents

유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치 Download PDF

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WO2020111876A1
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김지원
정재학
신상철
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Definitions

  • the present invention relates to a fluid handling module and a storage device comprising the fluid handling module.
  • An object of the present invention is to provide a storage device including a fluid processing module and a fluid processing module having high efficiency and low power consumption because there is no flow rate loss in a process of applying deodorization, sterilization, etc. to a fluid.
  • an object of the present invention is to provide a fluid handling module that is compact and highly usable.
  • the main body portion having a flow path that extends in the first direction therein and the fluid moves;
  • An adsorption filter provided in the body portion and provided perpendicular to the first direction;
  • a photocatalyst filter provided in the body portion and provided in parallel to the first direction;
  • a light source part provided in the main body part and emitting light toward the photocatalyst filter, the flow passage having a first cross-sectional area in an area provided with the adsorption filter, and the fluid passing through the first cross-sectional flow passage
  • the fluid having a flow rate, the flow passage having a second cross-sectional area in the area provided with the photocatalyst filter, the fluid passing through the flow passage having the second cross-section having a second flow rate, passing through the flow passage in the area provided with the photocatalytic filter
  • the photocatalyst filter is provided with a fluid processing module, which has an effective deodorization efficiency.
  • the body portion is further provided with a fluid processing module, further comprising a guide portion defining the flow path.
  • a fluid processing module in which the cross-sectional area of the flow passage in the area where the guide part is provided is smaller than the cross-sectional area of the flow passage in the area where the guide part is not provided.
  • the light source unit is provided on the guide unit in the form of facing the photocatalyst filter, a fluid processing module is provided.
  • the first cross-sectional area is greater than the second cross-sectional area, the first flow rate is smaller than the second flow rate, the fluid processing module is provided.
  • a fluid processing module wherein a distance between the light source unit and the photocatalyst filter is about 15 mm to about 25 mm.
  • the first cross-sectional area is smaller than the second cross-sectional area, the first flow rate is greater than the second flow rate, the fluid processing module is provided.
  • the effective deodorization efficiency means that the removal efficiency of pollutants by the photocatalyst filter is 60% or more, a fluid processing module is provided.
  • the flow path includes a first region in which the flow path includes an inlet of the flow path and a cross-sectional area of the flow path changes along the first direction; A second region adjacent to the first region and having a constant cross-sectional area of the flow path; And a third region including an outlet of the passage and the cross-sectional area of the passage changing along the first direction.
  • the cross-sectional area of the flow path is narrowed, and the cross-sectional area of the second area is the same as the second cross-sectional area.
  • the photocatalyst filter is provided in the second region, a fluid processing module is provided.
  • the adsorption filter is provided with a fluid treatment module provided in the first region or the third region.
  • a fluid processing module is further provided, further comprising a fan provided in the flow path of the main body.
  • the photocatalyst filter is provided with a fluid processing module having a shape extending along the first direction.
  • the light emitted from the light source unit includes a fluid processing module including light in a wavelength range of 315 nm to 400 nm.
  • the light source unit includes a plurality of light sources, and at least some of the plurality of light sources emit light of different wavelength bands, and a fluid processing module is provided.
  • At least some of the plurality of light sources are provided with a fluid processing module for emitting light in a wavelength range of 100 nm to 280 nm.
  • the product of the first cross-sectional area and the first flow rate is the same as the product of the second cross-sectional area and the second flow rate, a fluid processing module is provided.
  • the case having a loading space therein; And a fluid processing module provided in the case, wherein the fluid processing module includes a body portion including a flow path extending in a first direction therein; An adsorption filter provided in the body portion and provided perpendicular to the first direction; A photocatalyst filter provided in the body portion and provided in parallel to the first direction; And a light source portion provided in the main body portion and emitting light toward the photocatalyst filter, wherein the flow path has a first cross-sectional area in a region provided with the adsorption filter, and the fluid passing through the flow path of the first cross-section is first.
  • a storage device is provided, which is equal to the product of two cross-sectional areas and the second flow rate.
  • the fan (fan) is a storage device, which sends the air inside the storage device to the fluid processing module Is provided.
  • a storage device in which a plurality of the fluid processing modules are provided.
  • the flow rate of the fluid passing through the fluid processing module can be adjusted so that the photocatalyst filter inside the fluid processing module has an effective deodorization efficiency without using a fan. Power consumption can be significantly reduced.
  • a compact and highly usable fluid processing module can be provided, and the storage device including the fluid processing module according to the present invention is used because the space taken up by the fluid processing module is small. The space is large.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1' of the fluid processing module according to FIG. 1;
  • FIG 3 is a perspective view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is an A2-A2' cross-sectional view of the fluid processing module according to FIG. 3;
  • FIG. 5 is a perspective view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 7A and 7B are cross-sectional views of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 11 is a perspective view of a storage device including a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from other components.
  • first component may be referred to as a second component without departing from the scope of the present invention, and similarly, the second component may be referred to as a first component.
  • Singular expressions include plural expressions unless the context clearly indicates otherwise.
  • the terms “include” or “have” are intended to indicate the presence of features, numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof described in the specification, one or more other features. It should be understood that the existence or addition possibilities of fields or numbers, steps, actions, components, parts or combinations thereof are not excluded in advance.
  • a part such as a layer, film, region, plate, etc. is said to be “on” another part, this includes not only the case of being “directly above” the other part but also another part in the middle.
  • the formed direction is not limited to the upper direction, but includes a side or lower direction.
  • a portion of a layer, film, region, plate, or the like is said to be “under” another portion, this includes not only the case “underneath” another portion, but also another portion in the middle.
  • a fluid processing module having high fluid handling efficiency such as deodorization and sterilization, which is compact and has high usability and no loss of flow rate.
  • the fluid processed by the fluid processing module according to the present invention may be in a gaseous state.
  • the fluid treatment in the present invention includes physical treatment and chemical treatment of contaminants floating in the fluid, and includes adsorption removal and sterilization removal through photocatalytic reaction.
  • FIG. 1 is a perspective view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a cross-sectional view taken along line A1-A1' of the fluid processing module according to FIG. 1.
  • the fluid processing module 10 includes a body part 100, an adsorption filter 200, a photocatalyst filter 300, and a light source part 400.
  • the main body 100 constitutes the external appearance of the fluid processing module 10, and includes a flow path through which fluid enters and exits.
  • the body portion 100 is a fluid treatment module 10 after the fluid entering the fluid treatment module 10 is processed, the body portion inlet (100a) opened to allow fluid to enter the fluid treatment module (10) It has a main body outlet 100b going out.
  • the main body inlet 100a and the main body outlet 100b are connected through a flow path inside the main body 100.
  • the main body 100 may have a shape extending in one direction between the main body inlet 100a and the main body outlet 100b.
  • the main body 100 may have a shape extending along the first direction S1.
  • the body portion 100 may have various shapes extending in one direction, such as a rectangular parallelepiped, a cylinder, a triangular prism.
  • the flow path may also be provided in an extended form along the first direction S1 like the shape of the main body 100.
  • the fluid entering the fluid processing module 10 may be processed in the fluid processing module 10 while flowing in the first direction S1 along the flow path.
  • the body portion 100 may be made of a material having high rigidity and low reactivity.
  • the main body 100 is polyethylene, polypropylene, polyvinylchloride, polystyrene, ABS resin (Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin), methacrylate resin ), Polyamide, Polycarbonate, Polyacetyl, Polyethylene terephthalate, Modified Polyphenylene Oxide, Polybutylen terephthalate, Polyurethane ( Polyurethane), a phenol resin (Phenolic resin), urea resin (Urea resin), melamine resin (Melamine resin), and combinations thereof.
  • a guide portion 110 may be provided in the body portion 100.
  • the guide unit 110 is provided in the body unit 100 to define the shape of the flow path together with the body unit 100.
  • the guide portion 110 may be provided in a form protruding from the main body portion 100 on one side of the main body portion 100. Accordingly, the flow path of the area where the guide portion 110 is provided is a guide portion.
  • the area of the cross section perpendicular to the first direction than the flow channel of the area where 110 is not provided (the area of the cross section perpendicular to the first direction S1 of the flow channel is referred to as'the cross-sectional area of the flow channel') may be narrow. .
  • the flow rate at a specific point of the fluid passing inside the body portion 100 may be changed.
  • the flow path of the region where the guide portion 110 is provided may have a narrower cross-sectional area than the flow path of the region where the guide portion 110 is not provided. Accordingly, the flow rate of the region in which the guide unit 110 is provided may be greater than that of the region in which the guide unit 110 is not provided.
  • the shape of the guide unit 110 may be determined to change the flow rate passing through the flow path so that deodorization and sterilization by the fluid processing module 10 can occur to the maximum.
  • the deodorizing and sterilizing action of the fluid by the photocatalyst filter 300 may be maximum when the fluid flows at a specific range of flow rate, and the guide unit 110 may deodorize and sterilize the fluid by the photocatalyst filter 300.
  • the flow rate of the fluid can be determined to maximize the action.
  • the guide portion 110 narrows the flow path of the region in which the photocatalyst filter 300 is provided, and accordingly, the flow rate in the region in which the photocatalyst filter 300 is provided is the main body inlet 100a ) Or greater than the flow rate at the main body outlet 100b. Therefore, even if the fluid flowing into the main body intake port 100a flows relatively slowly, the flow rate becomes faster in the vicinity of the photocatalyst filter 300 and the sterilization and deodorization action by the photocatalyst filter 300 can be maximized.
  • the guide portion 110 may be provided integrally with the body portion 100, but may be separated from the body portion 100 in some cases.
  • the guide portion 110 is detachably coupled to the body portion 100, and can be used in a form of separating and coupling the guide portion 110 from the body portion 100 as necessary. Accordingly, the user can appropriately provide the guide unit 110 in the body unit 100 according to the flow rate entering the fluid processing module 10, and as a result, the deodorization and sterilization action in the fluid processing module 10 is performed. It can be adjusted to get up to maximum.
  • the body part 100 and the guide part 110 described above are components that influence the flow of the fluid flowing through the fluid processing module 10.
  • the adsorption filter 200 and the photocatalyst filter 300 which will be described below, are components for sterilizing and deodorizing the fluid entering the fluid processing module 10.
  • the adsorption filter 200 adsorbs and removes foreign matter floating in the fluid passing through the fluid processing module 10.
  • the adsorption filter 200 is, for example, activated carbon capable of adsorbing foreign substances, glass fiber, polyester, polypropylene, nylon, acrylic, etc.
  • Synthetic fibers, polyurethane (Polyurethane), and the like, may include various materials such as zeolite, alumina, and silica.
  • the adsorption filter 200 may also physically adsorb and remove suspended matter in the fluid, or electrically and chemically adsorb and remove suspended matter.
  • the adsorption filter 200 may apply an electromagnetic field to the flow path, and draw the suspended matter toward the adsorption filter 200 by electrostatic force.
  • the adsorption filter 200 may use chemical adsorption (Chemisoprtion) to remove the toxic gas contained in the fluid.
  • a complex of activated carbon, sodium hydroxide (NaOH), and potassium hydroxide (KOH) is provided in the adsorption filter 200 to remove not only suspended matter such as dust, but also acid gas.
  • the above is only an example of the adsorption filter 200, and various types of filters may be used as the adsorption filter 200 in addition to those described above according to user needs.
  • a HEPA filter, ULPA filter, SULPA filter, and the like may be used as the adsorption filter 200.
  • the adsorption filter 200 may be provided on the body portion inlet 100a side and/or the body portion outlet 100b side of the body portion 100.
  • One or more adsorption filters 200 may be provided in consideration of the length of the main body 100 and the average flow rate flowing into the main body 100.
  • the shape of the adsorption filter 200 may vary depending on the shape of the body portion 100 provided with the adsorption filter 200, or the shape of the body portion inlet 100a and the body portion outlet 100b.
  • the body portion suction port 100a may be provided according to the shape of the adsorption filter 200. Accordingly, the adsorption filter 200 may be provided in close contact with the body portion suction port 100a, which is an area to be mounted.
  • the adsorption filter 200 may be provided substantially perpendicular to the main body 100 or the first direction S1 in which the flow path extends. At this time, the fact that the adsorption filter 200 is provided substantially perpendicular to the first direction S1 is not only provided completely vertically, but also the angle formed by the adsorption filter 200 and the first direction S1 even if it is not completely vertical. In the case where the adsorption filter 200 forms a curved surface when the temperature is close to 90 degrees, the tangential line of the curved surface and the first direction S1 are vertically provided.
  • the adsorption filter 200 is provided substantially perpendicular to the main body 100 or the first direction S1 in which the flow path extends, the fluid passing through the fluid processing module 10 flows in a direction perpendicular to the adsorption filter 200. You can move across. Accordingly, suspended matter in the fluid can be effectively removed by adsorption filter 200.
  • the adsorption filter 200 may include a plurality of pores. As the adsorption filter 200 includes a plurality of pores, the area where the adsorption filter 200 and the fluid meet may be widened. Accordingly, adsorption filter 200 may more actively adsorb suspended matter in the fluid. In this case, the size and number of pores included in the adsorption filter 200 may be determined not to significantly limit the flow rate entering the fluid processing module 10.
  • the photocatalyst filter 300 is a component that mainly removes contaminants in the fluid using a chemical reaction.
  • the photocatalyst filter 300 receives light irradiated from the light source unit 400 and causes a photocatalytic reaction. By the photocatalytic reaction, the fluid passing through the region provided with the photocatalyst filter 300 may be deodorized and sterilized.
  • a photocatalytic reaction occurs at the photocatalytic filter 300 are superoxide anion (O 2 -) from water and oxygen in the air may be a and / or hydroxyl radical ( ⁇ OH) is generated reaction.
  • the resulting superoxide anion (O 2 ⁇ ) and/or hydroxyl radical (OH ⁇ ) can degrade and disinfect organic and inorganic contaminants and viruses and bacteria.
  • superoxide anion (O 2 -) may react with and / or hydroxyl radical (OH ⁇ ) can be decomposed into water and carbon dioxide.
  • it can be decomposed into an oxide form such as nitrogen oxide.
  • bacteria or bacterial superoxide anion (O 2 -) may be reacted with inert and / or hydroxyl radical (OH ⁇ ).
  • the superoxide anion (O 2 -) and / or hydroxyl radical (OH ⁇ ) may be inert to bacteria or bacteria by the reaction with DNA and cell membrane of the bacterium or bacteria.
  • the photocatalyst filter 300 may include a photocatalyst material on at least a surface irradiated with light in order to cause the photocatalytic reaction described above.
  • the photocatalytic material may be at least one selected from titanium dioxide (TiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), zinc oxide (ZnO), tungsten oxide (WO 3 ), zinc oxide (ZnO), and tin oxide (SnO 2 ).
  • TiO 2 titanium dioxide
  • ZrO 2 zirconia
  • ZnO zinc oxide
  • WO 3 tungsten oxide
  • ZnO zinc oxide
  • SnO 2 tin oxide
  • holes and electrons generated on the surface of the photocatalyst have a limit in use in photochemical reactions because the recombination rate is very fast, so Pt, Ni, Mn, Ag, W, Cr, Mo, Zn, etc.
  • a metal or an oxide thereof can be added to delay the recombination rate of holes and electrons.
  • the rate of recombination of holes and electrons is delayed, the possibility of contact with a target material to be oxidized and/or decomposed is increased, and as a result, reactivity may be increased.
  • the performance of the photocatalyst bandgap can be improved by adding oxide.
  • the photocatalytic reaction described above air can be sterilized, purified, and deodorized. In particular, in the case of sterilization, it destroys enzymes in the fungal cells and enzymes acting on the respiratory system, and thus sterilizes or antibacterially, thereby preventing the growth of bacteria and fungi and decomposing toxins released by them.
  • the photocatalyst filter 300 may include a substrate or beads coated with the photocatalyst material described above.
  • the substrate or beads of the photocatalytic filter 300 are in alumina (Al 2 O 3 ), silicon oxide (SiO 2 ), zirconia (ZrO 2 ), silicon nitride (Si 3 N 4 ), silicon carbide (SiC), and combinations thereof. It may be at least one selected.
  • the photocatalyst filter 300 may be provided in the body portion 100.
  • the photocatalyst filter 300 may be provided in a flow path in the body portion 100. Accordingly, the fluid entering the fluid processing module 10 may meet the photocatalytic filter 300 in at least a portion of the flow path. Since the photocatalytic reaction described above occurs in the photocatalyst filter 300, the fluid passing through the photocatalyst filter 300 may be deodorized and sterilized by the photocatalytic reaction.
  • the photocatalyst filter 300 may be provided on the guide unit 110 according to an embodiment of the present invention.
  • the flow path of the region provided with the photocatalyst filter 300 may have a smaller cross-sectional area perpendicular to the first direction S1 than the flow path of other regions. Accordingly, the photocatalytic filter 300 on the surface created by the photocatalytic reaction superoxide anion (O 2 -) and the like and / or hydroxyl radical (OH ⁇ ) can be easily diffused to remote areas and the photocatalyst filter 300. Therefore, not only the fluid passing through the surface of the photocatalyst filter 300 but also the fluid flowing away from the photocatalyst filter 300 can be uniformly deodorized and sterilized.
  • the photocatalyst filter 300 may be provided in parallel to the body portion 100 or the first direction S1 in which the flow path extends and an upper surface. At this time, that the photocatalyst filter 300 is provided in parallel with the first direction S1 includes a case in which it is provided substantially in parallel. Since the photocatalyst filter 300 is provided substantially parallel to the main body 100 or the first direction S1 in which the flow path extends, the fluid passing through the fluid processing module 10 is photocatalytic filter 300 in at least some areas. Can flow along the surface. Accordingly, not only the fluid passing through the surface of the photocatalyst filter 300 but also the fluid flowing away from the surface of the photocatalyst filter 300 may be uniformly deodorized and sterilized.
  • the photocatalyst filter 300 is provided in parallel with the first direction S1, there is no fear that the photocatalyst filter 300 interferes with the flow of fluid in the flow path. Accordingly, the size of the photocatalyst filter 300 can be increased without fear of interfering with the flow of the fluid, and the photocatalytic reaction amount can be increased.
  • the fluid processing module 10 according to an embodiment of the present invention can increase the size of the photocatalyst filter 300 while compactly configuring the size of the entire fluid processing module 10.
  • the light source unit 400 provided to activate the photocatalytic reaction in the photocatalyst filter 300 irradiates light onto the photocatalyst filter 300.
  • the light source unit 400 is provided spaced apart from the photocatalyst filter 300 and provides light to the photocatalyst filter 300.
  • the light provided by the light source unit 400 may be light in a wavelength band capable of activating a photocatalytic reaction in the photocatalyst filter 300.
  • the light emitted from the light source unit 400 may be light in a wavelength band other than ultraviolet light, such as light in the ultraviolet wavelength band or light in the visible wavelength band. Light in the above-described wavelength band emitted from the light source unit 400 may activate a specific type of photocatalytic material.
  • the light emitted from the light source unit 400 may be, for example, light in the ultraviolet wavelength band.
  • the light emitted from the light source unit 400 may be light in the UV-A wavelength band (about 315 nm to about 400 nm) among the light in the ultraviolet wavelength band.
  • Light in the UV-A wavelength band emitted from the light source unit 400 may effectively activate the photocatalytic material in the photocatalyst filter 300.
  • the light emitted from the light source unit 400 may include light in other wavelength bands in addition to the above-described UV-A wavelength band light.
  • the light emitted from the light source unit 400 is UV-C wavelength band (about 100nm to about 280nm) light, UV-B wavelength band (about 280nm to about 315nm) light, or about 400nm to visible light It can emit light with a wavelength of about 430 nm.
  • Light of the above-described wavelength is irradiated to the photocatalyst filter unit 300 to help the activity of the photocatalytic material, or irradiated to the contaminant in the fluid passing through the fluid processing module 10 to indicate a function of directly removing the contaminant. .
  • the light in the above-mentioned wavelength band especially in the UV-C wavelength band, since energy is large, it is possible to easily destroy DNA and proteins such as bacteria and bacteria.
  • the light of the wavelength of about 400nm to about 430nm among the above-described wavelength bands can be visually checked by the user, the user is visually irradiated with the light of the ultraviolet wavelength band and the fluid processing module 10 is operating. Make it possible to confirm.
  • the light source unit 400 may include a light source, a substrate, and a power supply unit.
  • the light source and the substrate can be provided in the fluid processing module 10.
  • the power supply unit it is connected to an external power supply to provide power to the light source unit 400, or is built in the fluid processing module 10 in the form of a battery to provide power to the light source unit 400.
  • the substrate of the light source unit 400 may be provided on the body unit 100 as a component that supports the light source. Specifically, when the light source is provided on the body portion 100 or the guide portion 110 defining the flow path, the substrate may also be provided on the body portion 100 or the guide portion 110. However, depending on the shape of the light source, the substrate may be omitted.
  • the light source of the light source unit 400 may be provided in a form facing the photocatalyst filter 300 as a component that emits light. Therefore, most of the light emitted from the light source is irradiated onto the photocatalyst filter 300. Accordingly, the photocatalytic reaction in the photocatalyst filter 300 can be effectively activated. Since most of the light emitted from the light source unit 400 may be directly radiated to the photocatalyst filter 300, it is possible to increase the photocatalytic reaction efficiency by using only a small number of light sources. Accordingly, the number of light sources can be reduced, and power consumption of the fluid processing module 10 can be reduced.
  • the light source of the light source unit 400 may emit light of various wavelength bands.
  • the light source may emit light in the ultraviolet wavelength band.
  • the light source may be, for example, an LED (Light Emitting Diode) device.
  • a plurality of light sources of the light source unit 400 may be provided.
  • the light sources of the light source unit 400 may be arranged in consideration of the shape and position of the photocatalyst filter 300. For example, when the photocatalyst filter 300 is provided in an extended form along the first direction S1, a plurality of light sources may be provided spaced apart from each other along the first direction S1. Accordingly, a region in which the photocatalytic reaction is activated in the photocatalyst filter 300 may be maximized.
  • the plurality of light sources may emit light of the same wavelength band or emit light of different wavelength bands.
  • each light source can emit light in the ultraviolet wavelength band.
  • some light sources emit some of the ultraviolet wavelength bands, and the other light sources emit some of the other wavelength bands of the ultraviolet wavelength band.
  • some light sources may emit light in the above-described UV-A wavelength band (about 320 nm to about 400 nm) to activate the photocatalytic material, and the other light sources may emit light having a different wavelength.
  • the light emitted by the remaining light sources may be light for directly sterilizing and removing contaminants floating in the fluid, such as light in the UV-C wavelength band (about 100 nm to about 280 nm).
  • some light sources may be operated to emit light in a wavelength range of about 400 nm to about 430 nm, to sterilize and remove contaminants floating in the fluid while allowing the user to visually check whether the light source unit 400 is operated.
  • different light sources emitting light of different wavelength bands may be driven independently. Accordingly, light of an appropriate wavelength band may be emitted from the light source unit 400 according to a user's manipulation or according to a preset algorithm in the control unit.
  • the light source of the light source unit 400 may be provided on the guide unit 110 when the photocatalyst filter 300 is provided on the guide unit 110 as shown in FIGS. 1 and 2.
  • the cross-sectional area of the flow path defined by the guide portion 110 is narrower than the cross-sectional area of the flow path in the region where the guide portion 110 is not provided, and accordingly, the light source and the photocatalytic filter 300 are also provided relatively close.
  • the distance between the light source (or light source unit 400) and the photocatalyst filter 300 may be about 15 mm to about 25 mm. In this range, the photocatalytic reaction activity in the photocatalytic filter 300 by the light emitted from the light source may be maximized.
  • the flow path includes a body portion suction port 100a and is adjacent to the first region C1 and the first region C1 in which the cross-sectional area of the flow path changes along the first direction S1, A second region C2 having a constant cross-sectional area of the flow path, and a third region C3 including the main body outlet 100b and having a cross-sectional area of the flow path that changes along the first direction S1.
  • the first region C1 to the third region C3 may be sequentially arranged.
  • the cross-sectional area of the flow path gradually decreases in the first direction S1, and in the third region C3, according to the first direction S1.
  • the cross-sectional area of the flow path may gradually increase. Therefore, in the first region C1 to the third region C3, the flow path may have a shape in which the cross-sectional area is narrowed and then converged to a certain cross-sectional area and the cross-sectional area is widened again.
  • the adsorption filter 200 may be provided in the first region C1 and/or the third region C3, and the photocatalyst filter 300 may be provided in the second region C2.
  • the photocatalytic filter 300 provided in the second region C2 may have a shape extending long in the first direction S1.
  • the length of the photocatalyst filter 300 may be the same as the length of the second region C2 or shorter than the length of the second region C2.
  • the cross-sectional area of the flow path in the first region C1 and the third region C3 may be greater than or equal to the cross-sectional area of the flow path in the second region C2.
  • the minimum cross-sectional area of the flow path in the first region C1 and the third region C3 may be substantially the same as the cross-sectional area of the flow path in the second region C2.
  • the cross-sectional area in the thickness direction of the photocatalyst filter 300 may be omitted. It is because the cross-sectional area of the photocatalyst filter 300 in the thickness direction is relatively small compared to the cross-sectional area of the flow passage, and thus has little influence on the flow of the fluid.
  • the flow rate in the first area C1 and the third area C3 May be smaller than the flow rate in the second region C2.
  • the flow rate in each area may be an average of the flow rates at each point in the area.
  • the cross-sectional area of the flow path in the region where the adsorption filter 200 is provided may be larger than the second cross-sectional area D2 of the flow path in the region where the photocatalyst filter 300 is provided.
  • the first flow rate V1 which is the flow rate of the fluid passing through the flow passage having the first cross-sectional area D1 may be smaller than the second flow rate V2 which is the flow rate of the fluid passing through the flow passage having the second cross-sectional area D2.
  • the product of the first flow rate V1 and the first cross-sectional area D1 may be substantially the same as the product of the second flow rate V2 and the second cross-sectional area D2.
  • the fluid passing through the first region C1 which is the region provided with the adsorption filter 200, may flow more slowly than the fluid passing through the second region C2 provided with the photocatalytic filter 300.
  • the flow rate of the fluid passing through the second region C2 may be adjusted so that the photocatalyst filter 300 has effective deodorization efficiency.
  • the photocatalyst filter 300 may exhibit effective deodorization efficiency.
  • the photocatalyst filter 300 may exhibit effective deodorization efficiency.
  • the flow rate of the fluid passing through the photocatalyst filter 300 is less than an effective range, the amount of fluid deodorized and sterilized per hour in the photocatalyst filter 300 is excessively reduced, so that the deodorization and sterilization efficiency of the fluid may decrease.
  • the flow rate of the fluid passing through the photocatalyst filter 300 exceeds the effective range, the fluid may be deodorized by the photocatalytic reaction occurring in the photocatalyst filter 300, and thus deodorization and sterilization efficiency may decrease. . Therefore, when the flow rate of the fluid is within the effective range, the photocatalytic filter 300 may have effective deodorization efficiency.
  • the effective deodorization efficiency described above may be about 60%. When the deodorizing efficiency is less than 60%, bacteria and bacteria can actively proliferate again, so the deodorizing and sterilizing effect may be insignificant.
  • the shape of the flow path may be determined so that the flow rate of the fluid passing through the photocatalyst filter 300 is in an effective range.
  • the flow path in the fluid processing module 10 according to an embodiment of the present invention is provided with a second photocatalytic filter 300
  • the second flow rate V2 in the region C2 is designed to be greater than the first flow rate V1 in the first region C1 through which the fluid flows.
  • the guide portion 110 is provided so that the cross-sectional area D2 of the flow passage in the second area C2 is smaller than the cross-sectional area D1 of the flow passage in the first area C1.
  • the flow rate of the fluid passing through the photocatalytic filter 300 may be in an effective range regardless of the flow rate of the fluid entering the fluid processing module 10. Accordingly, the photocatalyst filter 300 may exhibit effective deodorization efficiency.
  • the flow rate of the fluid passing through the photocatalyst filter 300 can be controlled to be within an effective range without a fan for controlling the flow rate of the fluid entering the fluid processing module 10. . Therefore, the fluid processing module 10 according to an embodiment of the present invention can be driven without power for operating a fan, and thus, effective deodorization efficiency can be achieved with very little power. Accordingly, the fluid processing efficiency of the power consumed by the fluid processing module 10 is very high.
  • the fluid processing module 10 can be configured to be relatively more compact because it is not necessary to consider the size of the fan. have. Accordingly, the fluid processing module 10 can be installed in a narrow place, and the usability of the fluid processing module 10 is very high.
  • the fluid processing module 10 including a flow path whose cross-sectional area varies depending on the area has been described.
  • the photocatalyst filter 300 since the photocatalyst filter 300 is provided in a form that does not interfere with the flow of fluid, the fluid throughput per unit time can be increased.
  • the flow rate passing through the photocatalyst filter 300 may be controlled by using the guide unit 110 so that the photocatalyst filter 300 has effective deodorization efficiency.
  • the flow rate of the fluid may be in an effective range without a fan for adjusting the flow rate of the fluid, so the fluid processing efficiency is very high compared to the power consumed by the fluid processing module 10.
  • the form of providing the guide unit 110 so that the photocatalyst filter 300 has effective deodorization efficiency may be different from the above.
  • a description will be given of a form of providing the guide unit 110 different from the above.
  • FIG. 3 is a perspective view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 4 is an A2-A2' cross-sectional view of the fluid processing module according to FIG. 3.
  • the fluid processing module 10 ′ includes a body part 100, an adsorption filter 200, a photocatalyst filter 300, and a light source part 400.
  • the same items as in FIGS. 1 and 2 described above will be omitted for the sake of duplication.
  • the flow path formed inside the fluid processing module 10' includes the main body suction port 100a and is adjacent to the first region C1 and the first region C1 in which the cross-sectional area of the flow path changes along the first direction S1. , A second region (C2) having a constant cross-sectional area of the flow path, and a third region (C3) including a main body outlet (100b) and having a cross-sectional area of the flow path that changes along the first direction (S1).
  • the guide unit 110 may be provided in the first region C1 to the third region C3.
  • the shape of the guide unit 110 provided in each region may be different.
  • the guide portion 110 provided in the first region C1 and the third region C3 may have an inclined surface and be relatively thick.
  • the guide portion 110 provided in the second region C2 has no inclined surface and may be relatively thin. Accordingly, in at least a portion of the first region C1, the cross-sectional area of the flow path increases along the first direction S1, and in at least a portion of the third region C3, the cross-sectional area of the flow path is the first direction S1. Can decrease along In the second region C2, the cross-sectional area of the flow path may not substantially change along the first direction S1.
  • the guide part 110 may include a plurality of parts spaced apart from each other.
  • the guide portion 110 may include a guide portion front end portion 110a provided in the first region C1 and a guide portion rear end portion 110b provided in the third region C3.
  • the front end portion 110a of the guide portion and the rear end portion 110b of the guide portion are provided spaced apart from each other, and may have symmetrical shapes.
  • the guide unit 110 may be provided only in a part of the first area C1 and the third area C3.
  • the adsorption filter 200 may be provided in the first region C1 and/or the third region C3, and may be provided in combination with the guide unit 110 as illustrated in the drawing.
  • the adsorption filter 200 and the guide portion front end portion 110a can be fastened without gaps.
  • the cross-sectional area of the flow path in the first region C1 and the third region C3 may have a value equal to or less than the cross-sectional area of the flow path in the second region C2.
  • the maximum cross-sectional area of the flow path in the first region C1 and the third region C3 may be substantially the same as the cross-sectional area of the flow path in the second region C2.
  • the cross-sectional area in the thickness direction of the photocatalyst filter 300 may not be considered. This is because the cross-sectional area of the photocatalyst filter 300 is relatively small compared to the cross-sectional area of the flow path.
  • the flow rates in the first region C1 and the third region C3 are It may be greater than the flow rate in the second region (C2). At this time, the flow rate in each area may be an average of the flow rates at each point in the area.
  • the cross-sectional area of the flow path in the region where the adsorption filter 200 is provided may be smaller than the second cross-sectional area D2 of the flow path in the region provided with the photocatalyst filter 300.
  • the first flow rate V1 which is the flow rate of the fluid passing through the flow passage having the first cross-sectional area D1 may be greater than the second flow rate V2 which is the flow rate of the fluid passing through the flow passage having the second cross-sectional area D2.
  • the fluid passing through the first region C1 which is the region provided with the adsorption filter 200, may flow faster than the fluid passing through the second region C2 provided with the photocatalytic filter 300.
  • the flow rate of the fluid passing through the second region C2 may be adjusted so that the photocatalyst filter 300 has effective deodorization efficiency.
  • the shape of the flow path may be determined so that the flow rate of the fluid passing through the photocatalyst filter 300 is in an effective range.
  • the flow path in the fluid processing module 10 according to an embodiment of the present invention is provided with a second photocatalytic filter 300
  • the second flow rate V2 in the area C2 is designed to be smaller than the first flow rate V1 in the first area C1 through which the fluid flows.
  • the guide portion 110 is provided so that the cross-sectional area D2 of the flow passage in the second area C2 is larger than the cross-sectional area D1 of the flow passage in the first area C1.
  • the flow rate of the fluid passing through the photocatalytic filter 300 may be in an effective range regardless of the flow rate of the fluid entering the fluid processing module 10. Accordingly, the photocatalyst filter 300 may exhibit effective deodorization efficiency.
  • FIG. 5 is a perspective view of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 6 is a cross-sectional view taken along line A3-A3' in FIG. 5.
  • FIGS. 7A and 7B are cross-sectional views of a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • the fluid processing module 10 ′′ includes a guide portion 110 having a curved surface inclined toward the body portion inlet 100a and the body portion outlet 100b, and the body portion outlet 100b. ) Includes a fan provided.
  • the guide portion 110 has a curved surface, and accordingly, vortex is minimized in the fluid flowing into the inlet of the main body and flowing toward the photocatalytic filter 300. Therefore, there is no obstruction to the flow of the fluid, and the fluid deodorization and sterilization efficiency in the fluid processing module 10'' can be improved.
  • a curved surface may be provided only on a part of the inclined surface of the guide unit 110.
  • the fan is provided at the main body outlet 100b or the main body inlet 100a side, and helps the fluid flow through the fluid processing module 10 ′′. Specifically, the flow rate of the fluid flowing in the first direction may be increased by operating the fan. Since the flow rate and flow rate of the fluid flowing through the fluid processing module 10 ′′ may be changed according to the operating intensity of the fan, the operating intensity of the fan can be adjusted so that effective deodorization efficiency is exhibited in the photocatalyst filter 300. have.
  • fan there are no restrictions on the type of fan.
  • various types of fans may be used, such as a rear fan, a fan, a radial fan, a multi-fan fan, a perfusion fan, a four-way fan, an axial fan, or a blower.
  • the size of the fan may be substantially the same as the size of the main body outlet 100b or the main body inlet 100a. Accordingly, when a fan is provided, the main body discharge port 100b or the main body suction port 100a and the fan can be tightly and tightly coupled.
  • the fan and the adsorption filter 200 may be provided in the same region of the flow path, or may be provided in different regions.
  • both the fan and the adsorption filter 200 may be provided on the main body outlet side.
  • the flow rate that decreases while passing through the fine pores of the main body outlet may be increased again by the operation of the fan. Therefore, the size of the pores of the adsorption filter 200 can be made relatively smaller, and accordingly, the area where the adsorption filter 200 and the fluid meet is widened, so that the adsorption efficiency can be improved.
  • the adsorption filter 200 may have various shapes.
  • the adsorption filter 200 may be provided in a shape having a curved surface. In this case, the area where the adsorption filter 200 and the fluid meet can be widened without significantly reducing the size of the pores, so that the adsorption efficiency can be improved.
  • a fan may be used as an auxiliary.
  • a fluid can be controlled to flow at a flow rate in an effective range using a guide without a fan.
  • the fan provided to the fluid processing module 10 ′′ may be a fan that consumes only relatively low power. Since a low-power fan may be used, effective deodorization efficiency can be achieved even with a fan having a relatively small size than a conventional device. Therefore, regardless of the size of the fan, the fluid processing module 10 ′′ can be designed, and accordingly, the fluid processing module 10 ′′ can be configured relatively more compactly.
  • various components may be introduced into the fluid processing module, and the shape of the components of the fluid processing module may also be variously modified.
  • a flow rate of a fluid passing through a region provided with a photocatalyst filter in a flow path may be controlled using a guide part or the like, and accordingly, the photocatalyst filter may exhibit effective deodorization efficiency.
  • the effective deodorization efficiency will be described in more detail.
  • FIG. 8 is a graph showing ammonia removal efficiency according to the distance between the light source unit and the photocatalyst filter. In obtaining the graph data shown in FIG. 8, other variables were kept the same except the distance between the light source unit and the photocatalyst filter.
  • the experimental data according to FIG. 8 is obtained using one photocatalyst filter and one light source according to an embodiment of the present invention.
  • a photocatalyst filter was used having a width of about 33 mm, a height of about 33 mm, and a thickness of about 10 mm, and the light source was used by supplying a current of 300 mA to emitting light having a wavelength of about 365 nm.
  • a fan was installed behind the light emitting diode to supply fluid in the direction of the photocatalyst filter, and the fan was driven at 12V to supply fluid at a rate of 0.12 m 3 /min.
  • FIG. 8 shows data on how much ammonia gas at a concentration of 10 ppm can be purified for 180 minutes when the light emitting diode is not operated and the distance between the light emitting diode and the photocatalyst filter is 10 mm, 20 mm, 30 mm, and 40 mm, respectively. Is shown.
  • Irradiation area diameter Irradiation area Light irradiation amount per unit area 10 mm 34.64 mm 9.42 cm 2 21.72 mW/cm 2 20 mm 69.28 mm 37.68 cm 2 20.23 mW/cm 2 30 mm 103.92 mm 84.78 cm 2 15.52 mW/cm 2 40 mm 138.56 mm 150.71 cm 2 11.81 mW/cm 2
  • the experimental data according to FIG. 9 was obtained by providing one photocatalyst filter and three light sources to the fluid processing module according to FIG. 1. Specifically, a photocatalyst filter was used having a width of about 55 mm, a height of about 55 mm, and a thickness of about 10 mm, and the light source was used by supplying a current of 250 mA to emitting light having a wavelength of about 365 nm. The distance between the photocatalyst filter and the light sources was maintained at 20 mm, and accordingly, the amount of light irradiated per unit area of the photocatalyst filter was about 20.0 mW/cm 2 .
  • the ammonia removal rate varies depending on the flow rate.
  • the flow rate of the effective range to achieve about 60% of the effective deodorizing efficiency can be confirmed to be about 0.06m 3 / min to about 0.37m 3 / min. Therefore, the photocatalyst filter can be the flow rate is changed, the effective range of about 0.06m 3 / min to about 0.37m operating 3 / min and the fan-shaped guide portion such that the intensity in a flow path for the given area.
  • a guide portion may be provided in the area provided with the photocatalytic filter to increase the flow rate in the area provided with the photocatalyst filter.
  • the guide portion may be disposed at the main body inlet and/or main body outlet side to reduce the flow rate in the region provided with the photocatalytic filter.
  • Example 1 provides an adsorption filter perpendicular to the flow direction of the fluid, and provides a guide portion in the main body portion as shown in FIG. 1. Comparative Example 1 provided an adsorption filter perpendicular to the flow direction of the fluid, but did not provide a guide portion in the body portion. Comparative Example 2 provided an adsorption filter parallel to the flow of fluid without a guide portion.
  • the fluid treatment modules of Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 both supply current of about 250 mA to three light sources emitting light having a wavelength of about 365 nm to secure a light amount of about 20.0 mW/cm 2 per unit area of the photocatalyst filter unit. It was tested in one state.
  • the photocatalyst filters used in Example 1 and Comparative Examples 1 and 2 were provided parallel to the fluid flow direction, and had a size of 55 mm horizontal, 55 mm vertical, and 10 mm thick. In the case of an adsorption filter, one having a width of 35 mm, a length of 35 mm, and a thickness of 10 mm was used.
  • Table 2 summarizes the ammonia removal efficiency using the fluid treatment module according to Example 1 and Comparative Examples 1 and 2.
  • the fluid processing module according to an embodiment of the present invention may be applied to a storage device.
  • an embodiment in which the fluid processing module is applied to the storage device will be described in more detail.
  • FIG. 11 is a perspective view of a storage device including a fluid processing module according to an embodiment of the present invention.
  • the storage device includes a case 20 having a loading space therein and a fluid processing module 10 provided in the case 20.
  • the case 20 is a storage box, and may be various types such as a wardrobe and a refrigerator.
  • Case 20 is polypropylene (PP), polyethylene (PE), polycarbonate (PC), polystyrene (PS), polyvinyl chloride (PVC), polyamide (PA), polyethylene terephthalate (PET), polybutylene Terephthalate (PBT), adipic polyethylene (PEA), polybutylene succinate (PBS), polyacetal, polyphenylene oxide, ABS resin, melamine resin, urethane resin, various plastics such as fluororesin (Plastic), stainless steel It may be made of various metals such as steel, aluminum, and carbon steel.
  • the fluid processing module 10 is provided on one side of the case 20 to purify the fluid (eg, air) inside the case 20. Specifically, the air inside the case 20 enters the fluid processing module 10 and deodorizes and sterilizes in the fluid processing module 10 and then goes out of the fluid processing module 10. As the fluid continues to circulate through the fluid processing module 10, the fluid inside the case 20 can be uniformly deodorized and sterilized.
  • the fluid eg, air
  • a plurality of fluid processing modules 10 may be provided.
  • the plurality of fluid processing modules 10 may be provided on different areas of the case 20.
  • the case 20 includes a plurality of isolated compartments (Compartment)
  • the fluid treatment module 10 may be provided in each area.
  • a case fan 30 may be further provided inside the case 20.
  • the case fan 30 may further promote circulation of the fluid by sending the fluid inside the case 20 toward the fluid processing module 10. Accordingly, the fluid inside the case 20 can be deodorized and sterilized more quickly and uniformly.
  • Storage device by including the fluid processing module 10, it is possible to keep the inside of the storage device clean even when the storage device is sealed.
  • the fluid processing module 10 since the fluid processing module 10 is compact, it is possible to securely secure the loading space of the storage device even if multiple fluid processing modules 10 are provided.

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Abstract

본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 제1 방향으로 연장되며 유체가 이동하는 유로를 갖는 본체부; 상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 수직하게 제공되는 흡착 필터; 상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 평행하게 제공되는 광촉매 필터; 및 상기 본체부 내에 제공되며 상기 광촉매 필터를 향해 빛을 출사하는 광원부를 포함하고, 상기 유로는 상기 흡착 필터가 제공된 영역에서 제1 단면적을 갖고, 상기 유로 중 상기 제1 단면적을 갖는 부분을 지나는 상기 유체는 제1 유량을 갖고, 상기 유로는 상기 광촉매 필터가 제공된 영역에서 제2 단면적을 갖고, 상기 유로 중 상기 제2 단면적을 갖는 부분을 지나는 상기 유체는 제2 유량을 갖고, 상기 유체가 상기 제2 유량으로 흐를 때 상기 광촉매 필터는 유효 탈취 효율을 갖는, 유체처리 모듈이 제공된다.

Description

유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치
본 발명은 유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치에 관한 것이다.
최근 미세먼지 등 대기오염 물질이 증가함에 따라, 공기 청정에 대한 관심이 많아지고 있다. 다만, 공기 청정에 대한 관심은 아직 실내 공기를 정화하기 위한 공기 청정기에 주로 집중되어 있다. 그러나, 냉장고, 옷장 등 밀폐된 보관 장치 내부 공기 역시 탈취, 살균할 필요가 있다. 특히 이러한 밀폐된 보관 장치 내부는 공기 순환이 잘되지 않기 때문에, 외부에서 들어온 오염 물질이 처리되지 않고 계속 잔류할 우려가 있다. 이렇게 오염된 보관 장치 내부의 공기는 나아가 실내 공기 전체에 악영향 끼칠 수 있다.
밀폐된 보관 장치 내부의 공기를 정화 처리하는 데는 몇 가지 어려움이 있다. 먼저, 보관 장치 내부 공간의 크기가 한정적이기 때문에, 공기를 정화시키는 유체처리 모듈이 컴팩트(compact)해야 한다. 그러나, 유체처리 모듈을 컴팩트하게 만들 경우 유체처리 효율 및 시간당 유체처리량이 줄어들 수 있다.
따라서, 컴팩트하게 유체처리 모듈을 만들면서도 유체처리 효율을 높일 수 있는 설계가 요구된다.
본 발명은 유체에 탈취, 살균 등의 처리를 가하는 과정에서 유량 손실이 없어 효율이 높고, 전력소모가 적은 유체처리 모듈 및 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
아울러, 본 발명은 컴팩트(compact)하여 사용성이 높은 유체처리 모듈을 제공하는데 목적이 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 제1 방향으로 연장되며 유체가 이동하는 유로를 갖는 본체부; 상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 수직하게 제공되는 흡착 필터; 상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 평행하게 제공되는 광촉매 필터; 및 상기 본체부 내에 제공되며 상기 광촉매 필터를 향해 빛을 출사하는 광원부를 포함하고, 상기 유로는 상기 흡착 필터가 제공된 영역에서 제1 단면적을 갖고, 상기 제1 단면적인 상기 유로를 지나는 상기 유체는 제1 유량을 갖고, 상기 유로는 상기 광촉매 필터가 제공된 영역에서 제2 단면적을 갖고, 상기 제2 단면적인 상기 유로를 지나는 상기 유체는 제2 유량을 갖고, 상기 광촉매 필터가 제공된 영역의 상기 유로를 지나는 상기 유체가 제2 유량을 가질 때, 상기 광촉매 필터는 유효 탈취 효율을 갖는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본체부는 상기 유로를 정의하는 가이드부를 더 포함하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 가이드부가 제공된 영역에서의 상기 유로의 단면적은 상기 가이드부가 제공되지 않은 영역에서의 상기 유로의 단면적보다 작은, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부는 상기 가이드부 상에 상기 광촉매 필터와 마주보는 형태로 제공되는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단면적은 상기 제2 단면적보다 크고, 상기 제1 유량은 상기 제2 유량보다 작은, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부와 상기 광촉매 필터간 거리는 약 15mm 내지 약 25mm인, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단면적은 상기 제2 단면적보다 작고, 상기 제1 유량은 상기 제2 유량보다 큰, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유효 탈취 효율은 상기 광촉매 필터에 의한 오염 물질 제거 효율이 60%이상인 것을 의미하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유로는 상기 유로의 입구를 포함하고 상기 유로의 단면적이 상기 제1 방향에 따라 변하는 제1 영역; 상기 제1 영역과 인접하고, 상기 유로의 단면적이 일정한 제2 영역; 및 상기 유로의 출구를 포함하고 상기 유로의 단면적이 상기 제1 방향에 따라 변하는 제3 영역을 포함하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 영역에서 상기 제1 방향으로 진행함에 따라 상기 유로의 단면적이 좁아지고, 상기 제2 영역의 단면적은 상기 제2 단면적과 동일한, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광촉매 필터는 상기 제2 영역 내에 제공되는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 흡착 필터는 상기 제1 영역 또는 상기 제3 영역 내에 제공되는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 본체부의 상기 유로 내에 제공되는 팬(fan)을 더 포함하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광촉매 필터는 상기 제1 방향을 따라 연장된 형상을 갖는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부가 출사하는 빛은 315nm 내지 400nm 파장 대역의 빛을 포함하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 광원부는 복수 개의 광원들을 포함하고, 상기 복수 개의 광원들 중 적어도 일부는 서로 다른 파장 대역의 빛을 출사하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 복수 개의 광원들 중 적어도 일부는 100nm 내지 280nm 파장 대역의 빛을 출사하는, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 제1 단면적과 상기 제1 유량의 곱은 상기 제2 단면적과 상기 제2 유량의 곱과 동일한, 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 내부에 적재 공간을 갖는 케이스; 및 케이스 내에 제공되는 유체처리 모듈을 포함하고, 상기 유체처리 모듈은 내부에 제1 방향으로 연장되는 유로를 포함하는 본체부; 상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 수직하게 제공되는 흡착 필터; 상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 평행하게 제공되는 광촉매 필터; 및 상기 본체부 내에 제공되며 상기 광촉매 필터를 향해 빛을 출사하는 광원부를 포함하고, 상기 유로는 상기 흡착 필터가 제공된 영역에서 제1 단면적을 갖고, 상기 제1 단면적인 상기 유로를 지나는 유체는 제1 유량을 갖고, 상기 유로는 상기 광촉매 필터가 제공된 영역에서 제2 단면적을 갖고, 상기 제2 단면적인 상기 유로를 지나는 유체는 제2 유량을 갖고, 상기 제1 단면적과 상기 제1 유량의 곱은 상기 제2 단면적과 상기 제2 유량의 곱과 동일한, 보관 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 보관 장치 내부의 공기를 순환시키는 팬(fan)을 더 포함하고, 상기 팬(fan)은 상기 유체처리 모듈로 상기 보관 장치 내부의 공기를 보내는, 보관 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 상기 유체처리 모듈은 복수 개 제공되는, 보관 장치가 제공된다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체에 탈취, 살균 등의 처리를 가하는 과정에서 유량 손실이 없어 효율이 높은 유체처리 모듈을 제공할 수 있다.
아울러, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 팬(fan)을 사용하지 않고도 유체처리 모듈 내부의 광촉매 필터가 유효 탈취 효율을 갖도록 유체처리 모듈 내부를 지나는 유체의 유량을 조절할 수 있어, 유체처리 모듈의 소비 전력을 대폭 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따르면 컴팩트(compact)하고 사용성이 높은 유체처리 모듈을 제공할 수 있으며, 본 발명에 따른 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치는 유체처리 모듈이 차지하는 공간이 적기 때문에 사용 공간이 넓다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 사시도이다.
도 2는 도 1에 따른 유체처리 모듈의 A1-A1' 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 사시도이다.
도 4는 도 3에 따른 유체처리 모듈의 A2-A2' 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 사시도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시에에 따른 유체처리 모듈의 단면도이다.
도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 단면도이다.
도 8은 광원부와 광촉매 필터간 거리에 따른 암모니아 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 9는 유량에 따른 암모니아 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 10은 실시예와 비교예에 따른 유체처리 모듈의 암모니아 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치의 사시도이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 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 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. 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, 부품 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. 또한, 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "상에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 위에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다. 또한, 본 명세서에 있어서, 어느 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 상(on)에 형성되었다고 할 경우, 상기 형성된 방향은 상부 방향만 한정되지 않으며 측면이나 하부 방향으로 형성된 것을 포함한다. 반대로 층, 막, 영역, 판 등의 부분이 다른 부분 "아래에" 있다고 할 경우, 이는 다른 부분 "바로 아래에" 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 또 다른 부분이 있는 경우도 포함한다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 컴팩트하여 사용성이 높으면서도 유량 손실이 없어 탈취, 살균 등의 유체 처리 효율이 높은 유체처리 모듈이 제공된다.
본 발명에 따른 유체처리 모듈이 처리하는 유체는 기체 상태일 수 있다. 아울러, 본 발명에 있어서 유체처리라 함은 유체 중 부유하는 오염 물질의 물리적 처리, 화학적 처리를 포함하는 것으로, 흡착 제거, 광촉매 반응을 통한 살균 제거를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 사시도이고, 도 2는 도 1에 따른 유체처리 모듈의 A1-A1' 단면도이다.
도 1 및 도 2에 따르면, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10)은 본체부(100), 흡착 필터(200), 광촉매 필터(300), 및 광원부(400)를 포함한다.
본체부(100)는 유체처리 모듈(10)의 외관을 구성하며, 내부에 유체가 출입하는 유로를 포함한다. 구체적으로 본체부(100)는 유체가 유체처리 모듈(10) 내부로 들어올 수 있도록 오픈된 본체부 흡입구(100a), 유체처리 모듈(10) 내부로 들어온 유체가 처리된 후 유체처리 모듈(10) 밖으로 나가는 본체부 배출구(100b)를 갖는다. 본체부 흡입구(100a)와 본체부 배출구(100b)는 본체부(100) 내부의 유로를 통해 연결된다.
본체부(100)는 본체부 흡입구(100a)와 본체부 배출구(100b) 사이에서 일 방향으로 연장된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 제1 방향(S1)을 따라 연장된 형상을 가질 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 직육면체, 원기둥, 삼각기둥 등 일방향으로 연장되는 다양한 형태를 가질 수 있다. 이 경우, 유로 또한 본체부(100)의 형상과 같이 제1 방향(S1)을 따라 연장된 형태로 제공될 수 있다. 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유체는 유로를 따라 제1 방향(S1)으로 흐르면서 유체처리 모듈(10) 내부에서 처리될 수 있다.
본체부(100)는 강성이 높고, 반응성이 낮은 물질로 제작될 수 있다. 예를 들어, 본체부(100)는 폴리에틸렌(Polyethylene), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리비닐클로라이드(Polyvinylchloride), 폴리스티렌(Polystyrene), ABS 수지(Acrylonitrile-Butadiene-Styrene resin), 메타크릴수지(Methacrylate resin), 폴리아미드(Polyamide), 폴리카보네이트(Polycarbonate), 폴리아세틸(Polyacetyl), 폴리에틸렌테레프탈레이트(Polyethylene terephthalate), 변성 PPO 수지(Modified Polyphenylene Oxide), 폴리부티렌 테레프탈레이트(Polybutylen terephthalate), 폴리우레탄(Polyurethane), 페놀 수지(Phenolic resin), 우레아 수지(Urea resin), 멜라민 수지(Melamine resin) 및 이들의 조합 중에서 선택된 어느 하나를 포함할 수 있다.
본체부(100) 내에는 가이드부(110)가 제공될 수 있다. 가이드부(110)는 본체부(100) 내에 제공되어 본체부(100)와 함께 유로의 형태를 정의할 수 있다. 예를 들어, 가이드부(110)는 본체부(100)의 일면에서 본체부(100) 안쪽으로 돌출되는 형태로 제공될 수 있는데, 이에 따라, 가이드부(110)가 제공된 영역의 유로는 가이드부(110)가 제공되지 않은 영역의 유로보다 제1 방향과 수직한 단면의 면적(유로의 제1 방향(S1)과 수직한 단면의 면적을 '유로의 단면적'이라고 칭하고자 한다)이 좁을 수 있다.
가이드부(110)가 상술한 것과 같이 유로의 형태를 정의함으로써, 본체부(100) 내부를 지나는 유체의 특정 지점에서의 유량이 달라질 수 있다. 구체적으로 가이드부(110)가 제공된 영역의 유로는 가이드부(110)가 제공되지 않은 영역의 유로보다 단면적이 좁을 수 있다. 이에 따라, 가이드부(110)가 제공된 영역의 유로는, 가이드부(110)가 제공되지 않은 영역의 유로에 비하여 유량이 더 클 수 있다.
가이드부(110)의 형태는 유로를 지나는 유량을 변화시켜 유체처리 모듈(10)에 의한 탈취, 살균 작용이 최대로 일어날 수 있도록 결정될 수 있다. 예를 들어, 광촉매 필터(300)에 의한 유체의 탈취, 살균 작용은 유체가 특정 범위의 유량으로 흐를 때 최대가 될 수 있는데, 가이드부(110)는 광촉매 필터(300)에 의한 유체 탈취, 살균 작용이 최대가 되도록 유체의 유량을 결정할 수 있다.
가이드부(110)는 도 1과 도 2에 도시된 것과 같이, 광촉매 필터(300)가 제공된 영역의 유로를 좁히고, 이에 따라, 광촉매 필터(300)가 제공된 영역에서의 유량은 본체부 흡입구(100a) 또는 본체부 배출구(100b)에서의 유량보다 클 수 있다. 따라서, 본체부 흡입구(100a)로 들어오는 유체가 상대적으로 느리게 흐르더라도, 광촉매 필터(300) 인근에서는 유량이 빨라지고 광촉매 필터(300)에 의한 살균, 탈취 작용이 최대가 될 수 있다.
가이드부(110)에 의한 유로의 단면적 변화 및 유량 변화는 이하에서 더 자세히 살펴보고자 한다.
가이드부(110)는 본체부(100)와 일체로 제공될 수 있으나, 경우에 따라 본체부(100)로부터 분리될 수 있다. 예를 들어, 가이드부(110)는 본체부(100)에 탈착 가능하게 결합되고, 필요에 따라 가이드부(110)를 본체부(100)로부터 분리, 결합시키는 형태로 사용될 수 있다. 이에 따라, 사용자는 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유량에 따라 적절하게 가이드부(110)를 본체부(100) 내에 제공할 수 있고, 그 결과 유체처리 모듈(10) 내에서 탈취, 살균 작용이 최대로 일어나도록 조절할 수 있다.
이상에서 살펴본 본체부(100) 및 가이드부(110)는 유체처리 모듈(10)을 흐르는 유체의 흐름에 영향을 주는 구성 요소이다. 이하에서 살펴보고자 하는 흡착 필터(200) 및 광촉매 필터(300)는 유체처리 모듈(10) 내부로 들어온 유체를 살균, 탈취 처리하기 위한 구성 요소이다.
먼저, 흡착 필터(200)는 유체처리 모듈(10)을 지나는 유체 내에 부유하는 이물질을 흡착 제거한다. 흡착 필터(200)는 따라서, 이물질을 흡착할 수 있는 활성탄(Activated Carbon), 유리 섬유(Glass Fiber), 폴리에스테르(Polyester), 폴리프로필렌(Polypropylene), 나일론(Nylon), 아크릴(Acryl) 등의 합성 섬유, 폴리우레탄(Polyurethane) 등의 발포 물질, 제올라이트(Zeolite), 알루미나(Alumina), 실리카(Silica) 등 다양한 물질을 포함할 수 있다.
흡착 필터(200)는 또한 물리적으로 유체 내의 부유물을 흡착 제거하거나, 전기, 화학적으로 부유물을 흡착 제거할 수 있다. 예를 들어, 흡착 필터(200)는 유로에 전자기장을 인가하여, 부유물을 정전기적 힘으로 흡착 필터(200)쪽으로 끌어당길 수 있다. 또한, 흡착 필터(200)는 유체 내에 포함된 독성 가스를 제거하기 위하여 화학적 흡착(Chemisoprtion)을 이용할 수도 있다. 예를 들어, 활성탄(Activated Carbon)과 수산화나트륨(NaOH), 수산화칼륨(KOH)의 복합체를 흡착 필터(200) 내에 제공하여, 먼지와 같은 부유물뿐만 아니라, 산성가스도 제거할 수 있다. 다만, 상술한 것은 흡착 필터(200)의 예시일 뿐, 사용자의 필요에 따라 상술한 것 외에도 다양한 종류의 필터가 흡착 필터(200)로 이용될 수 있다. 예를 들어, HEPA 필터, ULPA 필터, SULPA 필터 등이 흡착 필터(200)로 이용될 수 있다.
흡착 필터(200)는 본체부(100)의 본체부 흡입구(100a)쪽 및/또는 본체부 배출구(100b)쪽에 제공될 수 있다. 흡착 필터(200)는 본체부(100)의 길이, 본체부(100)로 유입되는 평균 유량 등을 고려하여 1개 이상 제공할 수 있다.
흡착 필터(200)의 형태는 흡착 필터(200)가 제공되는 본체부(100), 또는 본체부 흡입구(100a)와 본체부 배출구(100b)의 형태에 따라 달라질 수 있다. 예를 들어, 흡착 필터(200)가 본체부 흡입구(100a)쪽에 제공되는 경우, 본체부 흡입구(100a)는 흡착 필터(200)의 형태에 맞추어 제공될 수 있다. 이에 따라, 흡착 필터(200)는 장착되는 영역인 본체부 흡입구(100a)와 밀착하여 제공될 수 있다.
흡착 필터(200)는 본체부(100) 또는 유로가 연장되는 제1 방향(S1)과 실질적으로 수직하게 제공될 수 있다. 이때, 흡착 필터(200)가 제1 방향(S1)과 실질적으로 수직하게 제공된다는 것은 완전히 수직하게 제공되는 거 뿐만 아니라, 완전히 수직하지는 않더라도 흡착 필터(200)와 제1 방향(S1)이 이루는 각이 90도에 가까운 경우, 흡착 필터(200)가 곡면을 이루는 경우 곡면의 접선과 제1 방향(S1)이 수직하게 제공되는 경우 등을 포함한다. 흡착 필터(200)가 본체부(100) 또는 유로가 연장되는 제1 방향(S1)과 실질적으로 수직하게 제공됨으로써, 유체처리 모듈(10)을 지나는 유체는 흡착 필터(200)와 수직한 방향으로 교차하여 이동할 수 있다. 이에 따라, 유체 내 부유물이 효과적으로 흡착 필터(200)에서 흡착 제거될 수 있다.
흡착 필터(200)는 다수 개의 기공을 포함할 수 있다. 흡착 필터(200)가 다수 개의 기공을 포함함에 따라, 흡착 필터(200)와 유체가 만나는 면적이 넓어질 수 있다. 이에 따라, 흡착 필터(200)에 의한 유체 내 부유물 흡착이 더 활발하게 일어날 수 있다. 이 경우 흡착 필터(200)에 포함된 기공의 크기 및 개수는 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유량을 크게 제한하지 않도록 결정될 수 있다.
흡착 필터(200)가 주로 물리적으로 유체 내의 부유물을 흡착 제거하는 구성 요소라면, 광촉매 필터(300)는 주로 화학 반응을 이용하여 유체 내 오염 물질을 제거하는 구성 요소이다.
광촉매 필터(300)는 광원부(400)로부터 조사되는 빛을 받아 광촉매 반응을 일으킨다. 광촉매 반응에 의하여, 광촉매 필터(300)가 제공된 영역을 지나는 유체는 탈취, 살균될 수 있다.
광촉매 필터(300)에서 일어나는 광촉매 반응은 공기 중의 물과 산소로부터 슈퍼옥사이드 음이온 (O2 -) 및/또는 하이드록실 라디칼(OH·)이 생성되는 반응일 수 있다. 생성된 슈퍼옥사이드 음이온 (O2 -) 및/또는 하이드록실 라디칼(OH·)은 유기 오염 물질, 무기 오염 물질, 및 바이러스, 박테리아를 분해, 소독할 수 있다. 구체적으로, 유기 오염 물질의 경우, 슈퍼옥사이드 음이온 (O2 -) 및/또는 하이드록실 라디칼(OH·)과 반응하여 물과 이산화탄소로 분해될 수 있다. 아울러, 무기 오염 물질의 경우, 질소 산화물과 같은 산화물 형태로 분해될 수 있다. 세균 또는 박테리아의 경우 슈퍼옥사이드 음이온 (O2 -) 및/또는 하이드록실 라디칼(OH·)과 반응하여 불활성될 수 있다. 구체적으로, 슈퍼옥사이드 음이온 (O2 -) 및/또는 하이드록실 라디칼(OH·)은 세균 또는 박테리아의 DNA 및 세포막과 반응함으로써 세균 또는 박테리아를 불활성시킬 수 있다.
광촉매 필터(300)는 상술한 광촉매 반응을 일으키기 위하여, 적어도 빛을 조사받는 면에 광촉매 물질을 포함할 수 있다. 광촉매 물질은 이산화 티타늄(TiO2), 지르코니아(ZrO2), 산화 아연(ZnO), 텅스텐 산화물(WO3), 산화아연(ZnO), 산화주석(SnO2) 중에서 선택된 적어도 하나일 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 있어서, 광촉매의 표면에서 생성된 정공과 전자는 재결합 속도가 대단히 빠르기 때문에 광화학 반응에 이용하는 데에는 한계가 있으므로, Pt, Ni, Mn, Ag, W, Cr, Mo, Zn 등의 금속 또는 그것들의 산화물을 첨가하여 정공과 전자의 재결합 속도를 지연시킬 수 있다. 정공과 전자의 재결합 속도가 지연되는 경우 산화 및/또는 분해시키고자 하는 대상 물질과의 접촉 가능성이 증가되며, 그 결과 반응도가 높아질 수 있다. 뿐만 아니라 산화물 첨가에 의해 광촉매 밴드갭을 조절하여 성능을 향상 시킬 수도 있다. 상술한 광촉매 반응을 이용하면 공기를 살균, 정화, 탈취 처리 등을 할 수 있다. 특히 살균의 경우, 균 세포내의 효소와 호흡계에 작용하는 효소 등을 파괴시켜 살균 또는 항균작용을 하는 것으로 균이나 곰팡이의 번식을 막고, 이들이 내놓는 독소도 분해할 수 있다.
광촉매 필터(300)는 상술한 광촉매 물질이 코팅되어 있는 기재 또는 비드를 포함할 수 있다. 광촉매 필터(300)의 기재 또는 비드는 알루미나(Al2O3), 산화 규소(SiO2), 지르코니아(ZrO2), 질화규소(Si3N4), 탄화규소(SiC), 및 이들의 조합에서 선택된 적어도 하나일 수 있다.
광촉매 필터(300)는 본체부(100) 내에 제공될 수 있다. 예를 들어, 광촉매 필터(300)는 본체부(100) 내의 유로 내에 제공될 수 있다. 이에 따라, 유체처리 모듈(10) 내부로 들어온 유체는 유로의 적어도 일부 영역에서 광촉매 필터(300)와 만날 수 있다. 광촉매 필터(300)에서는 상술한 광촉매 반응이 일어나기 때문에, 광촉매 필터(300)를 지나는 유체는 광촉매 반응에 의하여 탈취, 살균될 수 있다.
광촉매 필터(300)는 본 발명의 일 실시예에 따르면 가이드부(110) 상에 제공될 수 있다. 광촉매 필터(300)가 가이드부(110) 상에 제공되는 경우, 광촉매 필터(300)가 제공된 영역의 유로는 다른 영역의 유로에 비하여 제1 방향(S1)과 수직한 단면적이 좁을 수 있다. 이에 따라, 광촉매 필터(300) 표면에서 광촉매 반응에 의해 만들어진 슈퍼옥사이드 음이온 (O2 -) 및/또는 하이드록실 라디칼(OH·) 등이 광촉매 필터(300)와 떨어진 영역까지 쉽게 확산될 수 있다. 따라서, 광촉매 필터(300) 표면을 지나는 유체뿐만 아니라, 광촉매 필터(300)와 이격되어 흐르는 유체까지도 균일하게 탈취, 살균될 수 있다.
광촉매 필터(300)는 본체부(100) 또는 유로가 연장되는 제1 방향(S1)과 상면이 평행하게 제공될 수 있다. 이때, 광촉매 필터(300)가 제1 방향(S1)과 평행하게 제공된다는 것은 실질적으로 평행하게 제공되는 경우를 포함하는 것이다. 광촉매 필터(300)가 본체부(100) 또는 유로가 연장되는 제1 방향(S1)과 실질적으로 평행하게 제공되기 때문에, 유체처리 모듈(10)을 지나는 유체는 적어도 일부 영역에서 광촉매 필터(300)의 표면을 따라 흐를 수 있다. 이에 따라, 광촉매 필터(300) 표면을 지나는 유체뿐만 아니라, 광촉매 필터(300) 표면과 이격되어 흐르는 유체도 균일하게 탈취, 살균될 수 있다.
광촉매 필터(300)가 제1 방향(S1)과 평행하게 제공됨에 따라, 광촉매 필터(300)가 유로 내에서 유체의 흐름을 방해할 우려가 없다. 이에 따라, 유체의 흐름을 방해할 우려 없이 광촉매 필터(300)의 크기를 늘릴 수 있고, 광촉매 반응량을 증가시킬 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10)은 광촉매 필터(300)의 크기를 늘리면서도 유체처리 모듈(10) 전체의 크기를 컴팩트하게 구성할 수 있다.
광촉매 필터(300)에서의 광촉매 반응을 활성화시키기 위하여 제공되는 광원부(400)는 광촉매 필터(300) 상으로 빛을 조사한다.
광원부(400)는 구체적으로, 광촉매 필터(300)와 이격되어 제공되며, 광촉매 필터(300)에 빛을 제공한다. 광원부(400)가 제공하는 빛은 광촉매 필터(300)에서 광촉매 반응을 활성화시킬 수 있는 파장 대역의 빛일 수 있다. 구체적으로, 광원부(400)로부터 출사되는 빛은 자외선 파장 대역의 빛이거나, 가시광선 파장 대역의 빛 등 자외선 이외의 파장 대역의 빛 중일 수 있다. 광원부(400)에서 출사된 상술한 파장 대역의 빛은 특정 종류의 광촉매 물질을 활성화시킬 수 있다.
광원부(400)에서 출사되는 빛은 예를 들어 자외선 파장 대역의 빛일 수 있다. 경우에 따라 광원부(400)에서 출사되는 빛은 자외선 파장 대역의 빛 중에서도 약 UV-A 파장 대역(약 315nm 내지 약 400nm)의 빛일 수 있다. 광원부(400)에서 출사되는 UV-A 파장 대역의 빛은 광촉매 필터(300)에서 광촉매 물질을 효과적으로 활성화시킬 수 있다.
광원부(400)에서 출사되는 빛은 상술한 UV-A 파장 대역의 빛 외에 다른 파장 대역의 빛을 포함할 수 있다. 예를 들어, 광원부(400)에서 출사되는 빛은 UV-C 파장 대역(약 100nm 내지 약 280nm)의 빛, UV-B 파장 대역(약 280nm 내지 약 315nm)의 빛, 또는 가시광선 중 약 400nm 내지 약 430nm 파장의 빛을 출사할 수 있다. 상술한 파장의 빛은 광촉매 필터부(300)에 조사되어 광촉매 물질의 활성을 돕거나, 유체처리 모듈(10)을 지나는 유체 내의 오염 물질에 조사되어 직접적으로 오염 물질을 제거하는 기능을 나타낼 수 있다. 상술한 파장 대역의 빛 중 특히 UV-C 파장 대역의 빛은 에너지가 크기 때문에, 박테리아, 세균 등의 DNA, 단백질을 쉽게 파괴할 수 있다. 또한, 상술한 파장 대역의 빛 중 약 400nm 내지 약 430nm 파장의 빛은 사용자가 육안으로 확인할 수 있기 때문에, 자외선 파장 대역의 빛과 함께 조사되어 유체처리 모듈(10)이 작동 중임을 사용자가 시각적으로 확인할 수 있게 한다.
광원부(400)는 광원, 기판, 및 전원부를 포함할 수 있다. 광원 및 기판은 유체처리 모듈(10) 내에 제공될 수 있다. 전원부의 경우, 외부 전원과 연결되어 광원부(400)에 전력을 제공하거나, 배터리 형태로 유체처리 모듈(10)에 내장되어 광원부(400)에 전력을 제공할 수 있다.
광원부(400)의 기판은 광원을 지지하는 구성 요소로 본체부(100) 상에 제공될 수 있다. 구체적으로, 광원이 유로를 정의하는 본체부(100) 또는 가이드부(110) 상에 제공되는 때, 기판 역시 본체부(100) 또는 가이드부(110) 상에 제공될 수 있다. 그러나, 광원의 형태에 따라서는 기판은 생략될 수도 있다.
광원부(400)의 광원은 빛을 출사하는 구성요소로 광촉매 필터(300)를 마주보는 형태로 제공될 수 있다. 따라서, 광원에서 출사된 빛은 대부분 광촉매 필터(300) 상에 조사된다. 이에 따라, 광촉매 필터(300)에서 광촉매 반응이 효과적으로 활성될 수 있다. 광원부(400)로부터 출사되는 빛이 대부분 광촉매 필터(300)에 직사될 수 있으므로, 적은 수의 광원만 이용해도 광촉매 반응 효율을 높일 수 있다. 이에 따라, 광원의 수를 줄일 수 있어 유체처리 모듈(10)의 소비 전력이 감소할 수 있다.
광원부(400)의 광원은 앞서 살펴본 것과 같이, 다양한 파장 대역의 빛을 출사할 수 있다. 예를 들어, 광원은 자외선 파장 대역의 빛을 출사하는 것일 수 있다. 이러한 광원은 예를 들어, LED(Light Emitting Diode) 소자일 수 있다.
광원부(400)의 광원은 복수 개 제공될 수 있다. 광원부(400)의 광원들은 광촉매 필터(300)의 형태 및 위치를 고려하여 배치될 수 있다. 예를 들어, 광촉매 필터(300)가 제1 방향(S1)을 따라 연장된 형태로 제공된 때, 복수 개의 광원들은 제1 방향(S1)을 따라 서로 이격되어 제공될 수 있다. 이에 따라, 광촉매 필터(300)에서 광촉매 반응이 활성되는 영역이 최대가 될 수 있다.
광원부(400)의 광원이 복수 개 제공되는 때, 복수 개의 광원들은 동일한 파장 대역의 광을 출사하거나, 서로 다른 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 예를 들어, 각 광원은 모두 자외선 파장 대역의 광을 출사할 수 있다. 또는 일부 광원들은 자외선 파장 대역 중 일부를 출사하고, 나머지 광원들은 자외선 파장 대역 중 다른 파장 대역의 일부를 출사할 수도 있다. 일 예로, 일부 광원들은 광촉매 물질을 활성시키기 위하여 상술한 UV-A 파장 대역(약 320 nm 내지 약 400 nm)의 광을 출사할 수 있으며, 나머지 광원들은 이와 다른 파장의 빛을 출사할 수 있다. 특히, 상술한 경우에 나머지 광원들이 출사하는 빛은 UV-C 파장 대역(약 100nm 내지 약 280nm)의 빛 등 유체 내 부유하는 오염물질을 직접적으로 살균, 제거하기 위한 빛일 수 있다. 아울러, 일부 광원들은 약 400nm 내지 약 430nm 파장 대역의 빛을 출사하여, 유체 내 부유하는 오염물질을 살균, 제거하는 한편 사용자가 광원부(400) 작동여부를 육안으로 확인할 수 있도록 작동될 수 있다. 이때, 서로 다른 파장 대역의 빛을 출사하는 서로 다른 광원은 각각 독립적으로 구동될 수 있다. 이에 따라, 사용자의 조작에 따라 또는 제어부 내에 기설정된 알고리즘에 따라, 광원부(400)로부터 적절한 파장 대역의 빛이 출사될 수 있다.
광원부(400)의 광원은 도 1 및 도 2에 도시된 것과 같이 광촉매 필터(300)가 가이드부(110) 상에 제공된 때, 가이드부(110) 상에 제공될 수 있다. 이때, 가이드부(110)에 의하여 정의되는 유로의 단면적은 가이드부(110)가 제공되지 않은 영역의 유로의 단면적보다 좁은데, 이에 따라 광원과 광촉매 필터(300)도 상대적으로 가깝게 제공된다. 예를 들어, 광원(또는 광원부(400))과 광촉매 필터(300)간 거리는 약 15mm 내지 약 25mm일 수 있다. 상기 범위에서 광원에서 출사된 빛에 의한 광촉매 필터(300)에서의 광촉매 반응 활성이 최대가 될 수 있다.
이상에서는 유체를 탈취 살균하기 위한 유체처리 모듈(10)의 각 구성 요소에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 유체처리 모듈(10)을 지나는 유체의 흐름 양상을 중심으로, 앞서 살펴본 각 구성요소가 어떻게 기능하는지 더 자세히 살펴보고자 한다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 유로는 본체부 흡입구(100a)를 포함하고 유로의 단면적이 제1 방향(S1)에 따라 변하는 제1 영역(C1), 제1 영역(C1)과 인접하고, 유로의 단면적이 일정한 제2 영역(C2), 및 본체부 배출구(100b)를 포함하고 유로의 단면적이 제1 방향(S1)에 따라 변하는 제3 영역(C3)을 포함한다.
제1 영역(C1) 내지 제3 영역(C3)은 순차적으로 배치될 수 있다. 또한, 도 1 및 도 2에서 볼 수 있듯이, 제1 영역(C1)에서는 제1 방향(S1)에 따라 유로의 단면적이 점점 좁아지고, 제3 영역(C3)에서는 제1 방향(S1)에 따라 유로의 단면적이 점점 넓어질 수 있다. 따라서, 제1 영역(C1) 내지 제3 영역(C3)에서 유로는 단면적이 좁아지다가 일정 단면적으로 수렴하고 다시 단면적이 넓어지는 형태를 가질 수 있다.
제1 영역(C1) 및/또는 제3 영역(C3)에는 흡착 필터(200)가 제공될 수 있으며, 제2 영역(C2)에는 광촉매 필터(300)가 제공될 수 있다. 이때, 상술한 것과 같이 제2 영역(C2)에 제공된 광촉매 필터(300)는 제1 방향(S1)을 따라 길게 연장된 형태를 가질 수 있다. 광촉매 필터(300)의 길이는 제2 영역(C2)의 길이와 같거나 제2 영역(C2)의 길이보다 짧을 수 있다.
제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서의 유로의 단면적은 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적 이상일 수 있다. 구체적으로, 제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서 유로의 최소 단면적은 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 영역의(C2)의 단면적을 이야기함에 있어서, 광촉매 필터(300)가 차지하는 두께 방향 단면적을 생략할 수 있다. 유로의 단면적 대비 광촉매 필터(300)의 두께 방향 단면적이 상대적으로 작기 때문에 유체의 흐름에 영향을 거의 미치지 않기 때문이다.
제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서의 유로의 단면적이 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적보다 큰 경우, 제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서의 유량은 제2 영역(C2)에서의 유량보다 작을 수 있다. 이때 각 영역에서의 유량은 영역 내 각 지점에서의 유량의 평균일 수 있다. 상술한 것과 같이, 흡착 필터(200)가 제1 영역(C1)에 제공되고 광촉매 필터(300)가 제2 영역(C2)에 제공된 때, 흡착 필터(200)가 제공된 영역에서의 유로의 단면적인 제1 단면적(D1)은 광촉매 필터(300)가 제공된 영역에서의 유로의 단면적인 제2 단면적(D2)보다 클 수 있다. 또한, 이에 따라 제1 단면적(D1)인 유로를 지나는 유체의 유량인 제1 유량(V1)은 제2 단면적(D2)인 유로를 지나는 유체의 유량인 제2 유량(V2)보다 작을 수 있다.
상술한 예에서 제1 유량(V1)과 제1 단면적(D1)의 곱은 제2 유량(V2)과 제2 단면적(D2)의 곱과 실질적으로 동일할 수 있다.
상술한 형태로 유체가 흐르는 때, 흡착 필터(200)가 제공된 영역인 제1 영역(C1)을 지나는 유체는 광촉매 필터(300)가 제공된 제2 영역(C2)을 지나는 유체보다 천천히 흐를 수 있다. 이를 통하여, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 갖도록 제2 영역(C2)을 지나는 유체의 유량을 조절할 수 있다.
광촉매 필터(300)가 제공된 제2 영역(C2)을 지나는 유체의 유량을 조절함으로써, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 나타낼 수 있다.
구체적으로, 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량이 유효 범위에 있을 때, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 나타낼 수 있다. 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량이 유효 범위 미만일 경우, 광촉매 필터(300)에서 시간당 탈취, 살균되는 유체의 양이 지나치게 줄어들어, 유체의 탈취, 살균 효율이 떨어질 수 있다. 반대로, 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량이 유효 범위를 초과할 경우, 광촉매 필터(300)에서 일어나는 광촉매 반응에 의해 유체가 탈취, 살균되기 전에 유체가 흘러가버려 탈취, 살균 효율이 떨어질 수 있다. 따라서, 유체의 유량이 유효 범위 내에 있을 때, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 가질 수 있다.
상술한 유효 탈취 효율은 약 60%일 수 있다. 탈취 효율이 60% 미만일 때에는 세균, 박테리아가 다시 활발하게 증식할 수 있기 때문에, 탈취, 살균 효과가 미미할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10)은 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량이 유효 범위에 있도록 유로의 형태가 결정될 수 있다. 예를 들어, 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유체의 유량이 유효 범위의 유량보다 작을 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10) 내 유로는 광촉매 필터(300)가 제공된 제2 영역(C2)에서의 제2 유량(V2)이 유체가 흘러 들어오는 제1 영역(C1)에서의 제1 유량(V1)보다 커지도록 설계된다. 구체적으로, 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적(D2)이 제1 영역(C1)에서의 유로의 단면적(D1)보다 작아지도록 가이드부(110)가 제공된다.
상술한 형태로 가이드부(110)가 제공됨으로써, 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유체의 유량과 관계없이 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량은 유효 범위에 있을 수 있다. 이에 따라, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 나타낼 수 있다.
특히, 본 발명의 일 실시예에 따르면, 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유체의 유량을 제어하기 위한 팬(fan) 없이도 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량이 유효 범위에 있도록 제어할 수 있다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10)은 팬(fan)을 작동시키기 위한 전력 없이도 구동될 수 있으며, 이에 따라 매우 적은 전력으로도 유효 탈취 효율을 달성할 수 있다. 이에 따라, 유체처리 모듈(10)이 소모하는 전력 대비 유체처리 효율이 매우 높다. 또한, 팬(fan)을 제공하지 않음으로써, 유체처리 모듈(10)을 설계함에 있어서, 팬(fan)의 크기를 고려하지 않아도 되기 때문에 상대적으로 더 컴팩트(compact)하게 유체처리 모듈을 구성할 수 있다. 이에 따라, 유체처리 모듈(10)을 좁은 장소에도 설치할 수 있어, 유체처리 모듈(10)의 사용성이 매우 높다.
이상에서는 단면적이 영역에 따라 달라지는 유로를 포함하는 유체처리 모듈(10)에 대하여 살펴보았다. 본 발명의 일 실시예에 따르면, 광촉매 필터(300)가 유체의 흐름을 방해하지 않는 형태로 제공되기 때문에 단위 시간당 유체 처리량이 증가할 수 있다. 아울러, 가이드부(110)를 이용하여 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 가질 수 있도록 광촉매 필터(300)를 지나는 유량을 조절할 수 있다. 또한, 유체의 유량을 조절하기 위한 팬(fan) 없이도 유체의 유량이 유효 범위에 있을 수 있어, 유체처리 모듈(10)이 소모하는 전력 대비 유체처리 효율이 매우 높다.
다만, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 가질 수 있도록 하는 가이드부(110)의 제공 형태는 상술한 것과 달라질 수 있다. 이하에서는 앞서 살펴본 것과 다른 가이드부(110)의 제공 형태에 대하여 살펴보고자 한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 사시도이고, 도 4는 도 3에 따른 유체처리 모듈의 A2-A2' 단면도이다.
도 3과 도 4에 따르면, 유체처리 모듈(10')은 본체부(100), 흡착 필터(200), 광촉매 필터(300), 및 광원부(400)를 포함한다. 도 3과 도 4를 설명함에 있어서, 앞서 설명한 도 1 및 도 2와 동일한 사항에 대하여는 내용의 중복을 위하여 생략하고자 한다.
유체처리 모듈(10') 내부에 형성된 유로는 본체부 흡입구(100a)를 포함하고 유로의 단면적이 제1 방향(S1)에 따라 변하는 제1 영역(C1), 제1 영역(C1)과 인접하고, 유로의 단면적이 일정한 제2 영역(C2), 및 본체부 배출구(100b)를 포함하고 유로의 단면적이 제1 방향(S1)에 따라 변하는 제3 영역(C3)을 포함한다.
가이드부(110)는 제1 영역(C1) 내지 제3 영역(C3)에 제공될 수 있다. 이때 각 영역에 제공된 가이드부(110)의 형태는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제1 영역(C1)과 제3 영역(C3)에 제공된 가이드부(110)는 경사면을 갖고 상대적으로 두께가 두꺼울 수 있다. 이에 비해 제2 영역(C2)에 제공된 가이드부(110)는 경사면이 없고 상대적으로 두께가 얇을 수 있다. 이에 따라, 제1 영역(C1)의 적어도 일부 구간에서 유로의 단면적은 제1 방향(S1)을 따라 증가하고, 제3 영역(C3)의 적어도 일부 구간에서 유로의 단면적은 제1 방향(S1)을 따라 감소할 수 있다. 제2 영역(C2)에서는 유로의 단면적이 제1 방향(S1)을 따라 실질적으로 변하지 않을 수 있다.
가이드부(110)는 제1 영역(C1)과 제3 영역(C3)에 나뉘어 제공되기 때문에, 서로 이격된 여러 개의 파트를 포함할 수 있다. 예를 들어, 가이드부(110)는 제1 영역(C1)에 제공되는 가이드부 전단부(110a)와 제3 영역(C3)에 제공되는 가이드부 후단부(110b)를 포함할 수 있다. 가이드부 전단부(110a)와 가이드부 후단부(110b)는 서로 이격되어 제공되며, 서로 대칭인 형상을 가질 수 있다. 다만, 경우에 따라서는 제1 영역(C1)과 제3 영역(C3) 중 일부에만 가이드부(110)가 제공될 수도 있다.
흡착 필터(200)는 제1 영역(C1) 및/또는 제3 영역(C3)에 제공될 수 있는데, 도면에 도시된 것과 같이 가이드부(110)와 결합하여 제공될 수 있다. 예를 들어, 도 4에 도시된 것과 같이, 흡착 필터(200)와 가이드부 전단부(110a)가 빈틈없이 체결될 수 있다.
본 실시예에 있어서, 제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서의 유로의 단면적은 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적 이하의 값을 가질 수 있다. 구체적으로, 제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서 유로의 최대 단면적은 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적과 실질적으로 동일할 수 있다. 제2 영역의(C2)의 단면적을 이야기함에 있어서, 광촉매 필터(300)가 차지하는 두께 방향 단면적은 고려하지 않을 수 있다. 유로의 단면적 대비 광촉매 필터(300)의 두께 방향 단면적이 상대적으로 작기 때문이다.
제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서의 유로의 단면적이 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적 이하인 경우, 제1 영역(C1) 및 제3 영역(C3)에서의 유량은 제2 영역(C2)에서의 유량보다 클 수 있다. 이때 각 영역에서의 유량은 영역 내 각 지점에서의 유량의 평균일 수 있다. 상술한 것과 같이, 흡착 필터(200)가 제1 영역(C1)에 제공되고 광촉매 필터(300)가 제2 영역(C2)에 제공된 때, 흡착 필터(200)가 제공된 영역에서의 유로의 단면적인 제1 단면적(D1)은 광촉매 필터(300)가 제공된 영역에서의 유로의 단면적인 제2 단면적(D2)보다 작을 수 있다. 또한, 이에 따라 제1 단면적(D1)인 유로를 지나는 유체의 유량인 제1 유량(V1)은 제2 단면적(D2)인 유로를 지나는 유체의 유량인 제2 유량(V2)보다 클 수 있다.
상술한 형태로 유체가 흐르는 때, 흡착 필터(200)가 제공된 영역인 제1 영역(C1)을 지나는 유체는 광촉매 필터(300)가 제공된 제2 영역(C2)을 지나는 유체보다 빠르게 흐를 수 있다. 이를 통하여, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 갖도록 제2 영역(C2)을 지나는 유체의 유량을 조절할 수 있다.
구체적으로, 앞서 살펴본 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10)은 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량이 유효 범위에 있도록 유로의 형태가 결정될 수 있다. 예를 들어, 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유체의 유량이 유효 범위의 유량보다 클 경우, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10) 내 유로는 광촉매 필터(300)가 제공된 제2 영역(C2)에서의 제2 유량(V2)이 유체가 흘러 들어오는 제1 영역(C1)에서의 제1 유량(V1)보다 작아지도록 설계된다. 이를 위하여 제2 영역(C2)에서의 유로의 단면적(D2)이 제1 영역(C1)에서의 유로의 단면적(D1)보다 커지도록 가이드부(110)가 제공된다.
상술한 형태로 가이드부(110)가 제공됨으로써, 유체처리 모듈(10)로 들어오는 유체의 유량과 관계없이 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량은 유효 범위에 있을 수 있다. 이에 따라, 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 나타낼 수 있다.
이상에서는 광촉매 필터(300)가 유효 탈취 효율을 갖도록, 광촉매 필터(300)를 지나는 유체의 유량을 늘리거나 줄이는 구성에 대하여 살펴보았다. 이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈(10)의 다양한 변형 실시예에 대하여 살펴보고자 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 사시도이고, 도 6은 도 5의 A3-A3' 단면도이다. 아울러, 도 7a 및 도 7b는 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈의 단면도이다.
도 5 및 도 6에 따르면, 유체처리 모듈(10'')은 본체부 흡입구(100a) 및 본체부 배출구(100b)를 향하는 곡면 형태의 경사면을 갖는 가이드부(110)와, 본체부 배출구(100b)에 제공되는 팬(fan)을 포함한다.
가이드부(110)는 곡면 형태의 경사면을 갖는데, 이에 따라, 본체부 흡입구로 들어와 광촉매 필터(300)쪽으로 흐르는 유체에 와류(vortex)가 발생이 최소화된다. 따라서, 유체의 흐름에 방해가 없고, 유체처리 모듈(10'')에서의 유체 탈취, 살균 효율이 향상될 수 있다. 다만, 도면에 도시된 것과 달리 가이드부(110)의 일부 경사면에만 곡면이 제공될 수도 있다.
팬(fan)은 본체부 배출구(100b) 또는 본체부 흡입구(100a)쪽에 제공되며, 유체가 유체처리 모듈(10'')을 통해 흐르는 것을 돕는다. 구체적으로, 팬(fan)이 작동함으로써 제1 방향으로 흐르는 유체의 유속이 증가할 수 있다. 팬(fan)의 작동 세기에 따라 유체처리 모듈(10'')을 흐르는 유체의 유속 및 유량이 달라질 수 있으므로, 광촉매 필터(300)에서 유효 탈취 효율이 나타나도록 팬(fan) 작동 세기를 조절할 수 있다.
팬(fan)의 종류에는 제한이 없다. 예를 들어, 후곡형 팬, 익형 팬, 방사형 팬, 다익형 팬, 관류형 팬, 사류형 팬, 축류형 팬, 블로어(Blower) 등 다양한 종류의 팬을 이용할 수 있다.
팬(fan)의 크기는 본체부 배출구(100b) 또는 본체부 흡입구(100a)의 크기와 실질적으로 동일할 수 있다. 이에 따라 팬(fan)이 제공되었을 때 본체부 배출구(100b) 또는 본체부 흡입구(100a)와 팬(fan)은 빈틈없이 밀착하여 결합할 수 있다.
팬(fan)과 흡착 필터(200)는 유로의 동일한 영역에 제공되거나, 서로 다른 영역에 제공될 수 있다. 예를 들어 도 7a에 도시된 것과 같이 팬(fan)과 흡착 필터(200)는 모두 본체부 배출구 쪽에 제공될 수 있다. 이 경우, 본체부 배출구의 미세한 기공들을 빠져나가면서 감소하는 유속이 팬(fan)의 작동에 의해 다시 증가할 수 있다. 따라서, 흡착 필터(200)의 기공의 크기를 상대적으로 더 작게 만들 수 있고, 이에 따라 흡착 필터(200)와 유체가 만나는 면적이 넓어져 흡착 효율이 향상될 수 있다.
팬(fan)과 흡착 필터(200)가 유로의 서로 다른 영역에 제공되는 때, 흡착 필터(200)는 다양한 형태를 가질 수 있다. 예를 들어, 도 7b에 도시된 것과 같이 흡착 필터(200)는 곡면을 갖는 형태로 제공될 수 있다. 이 경우, 기공의 크기를 크게 줄이지 않고도 흡착 필터(200)와 유체가 만나는 면적을 넓힐 수 있어, 흡착 효율이 향상될 수 있다.
다만, 본 발명에 따르면, 팬(fan)은 보조적으로 사용되는 것일 수 있다. 구체적으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 처리 모듈(10'')을 이용하면 팬(fan) 없이도 가이드부를 이용하여 유체가 유효 범위의 유량으로 흐르도록 제어할 수 있다. 따라서, 유체 처리 모듈(10'')에 제공되는 팬(fan)은 상대적으로 저전력만을 소모하는 팬(fan)일 수 있다. 저전력의 팬(fan)을 사용해도 무방하기 때문에, 종래의 장치보다 상대적으로 작은 크기의 팬(fan)을 사용해도 유효 탈취 효율을 달성할 수 있다. 따라서, 팬(fan)의 크기에 구애받지 않고, 유체처리 모듈(10'')을 설계할 수 있으며, 이에 따라 유체처리 모듈(10'')을 상대적으로 더 컴팩트하게 구성할 수 있다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따르면 다양한 구성 요소를 유체처리 모듈에 도입할 수 있으며, 유체처리 모듈의 구성 요소의 형태 역시 다양하게 변형할 수 있다.
상술한 것과 같이 본 발명의 일 실시예에 따르면 가이드부 등을 이용하여 유로의 광촉매 필터가 제공된 영역을 지나는 유체의 유량을 조절할 수 있고, 이에 따라 광촉매 필터가 유효 탈취 효율을 나타낼 수 있다. 이하에서는 유효 탈취 효율에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.
먼저, 도 8은 광원부와 광촉매 필터간 거리에 따른 암모니아 제거 효율을 나타낸 그래프이다. 도 8에 도시된 그래프 데이터를 구하는데 있어서, 광원부와 광촉매 필터간 거리 외에 다른 변수는 동일하게 유지하였다.
도 8에 따른 실험 데이터는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 필터 하나와 광원 하나를 이용하여 얻은 것이다. 구체적으로, 광촉매 필터는 가로 약 33mm, 세로 약 33mm, 두께 약 10mm인 것을 이용하였으며, 광원은 약 365nm의 파장의 빛을 출사하는 것에 300 mA의 전류를 공급하여 이용하였다. 발광 다이오드 후방에는 광촉매 필터 방향으로 유체를 공급하기 위한 팬(fan)을 설치하였으며, 팬은 12V로 구동되어 0.12 m3/min의 비율로 유체를 공급하였다.
도 8에는 발광 다이오드를 작동시키지 않았을 때와 발광 다이오드와 광촉매 필터 사이의 거리를 각각 10mm, 20mm, 30mm, 40mm로 하였을 때, 180분동안 10 ppm 농도의 암모니아 가스를 얼마나 정화할 수 있는지에 대한 데이터가 도시되어 있다.
실험 결과, 이격 거리가 약 10mm일 때, 약 3시간 동안 약 32.1%의 암모니아를 제거할 수 있었으며, 약 20mm일 때, 약 35.3%의 암모니아를 제거할 수 있었다. 또한 이격 거리가 약 30mm일 때 약 30.5%의 암모니아를 제거할 수 있었으며, 약 40mm일 때 약 28.0%의 암모니아를 제거할 수 있었다.
이러한 실험 결과는 광원과 광촉매 필터간 이격 거리가 약 20mm일 때, 광촉매 필터를 활성화하기 충분한 광량을 최대 면적에 조사할 수 있기 때문인 것으로 판단된다. 광원과 광촉매 필터간 이격 거리별 광량과 조사 면적은 아래 표 1과 같다.
이격 거리 조사 영역 직경 조사 영역 면적 단위 면적당 광 조사량
10 mm 34.64 mm 9.42 cm2 21.72 mW/cm2
20 mm 69.28 mm 37.68 cm2 20.23 mW/cm2
30 mm 103.92 mm 84.78 cm2 15.52 mW/cm2
40 mm 138.56 mm 150.71 cm2 11.81 mW/cm2
상기 표 1에서 확인할 수 있듯이, 광원과 광촉매 필터간 이격 거리가 약 20mm일 때, 광촉매 필터를 활성화하기 충분한 광량(약 20.23 mW/cm2)을 확보할 수 있었다. 이격 거리가 약 10mm일 때는 광량은 이격 거리가 20mm일 때보다 많았지만 조사 면적이 약 1/4로 크게 감소하였다.
따라서, 광원과 광촉매 필터간 이격 거리가 약 20mm일 때, 광촉매 필터를 활성화하기 충분한 광량을 가장 넓은 면적에 조사할 수 있는 것으로 판단되며, 이러한 예측은 도 8에 도시되어 있는 암모니아 제거 효율 차이로 증명될 수 있다.
도 9는 유량에 따른 암모니아 제거율을 나타낸 그래프이다.
도 9에 따른 실험 데이터는 도 1에 따른 유체처리 모듈에 광촉매 필터 하나와 광원 3개를 제공하여 얻은 것이다. 구체적으로, 광촉매 필터는 가로 약 55mm, 세로 약 55mm, 두께 약 10mm인 것을 이용하였으며, 광원은 약 365nm의 파장의 빛을 출사하는 것에 250 mA의 전류를 공급하여 이용하였다. 광촉매 필터와 광원들간 거리는 20mm로 유지하였으며, 이에 따라 광촉매 필터의 단위 면적당 조사되는 광량은 약 20.0mW/cm2였다.
도 9에 따르면, 유량에 따라 암모니아 제거율이 달라지는 것을 확인할 수 있다. 유효 탈취 효율인 약 60%를 달성하기 위한 유효 범위의 유량은 약 0.06m3/min 내지 약 0.37m3/min인 것을 확인할 수 있다. 따라서, 광촉매 필터가 제공된 영역의 유로에서 유량이 유효 범위인 약 0.06m3/min 내지 약 0.37m3/min이 되도록 가이드부 형상 및 팬 작동 세기가 달라질 수 있다.
예를 들어, 유체처리 모듈로 들어오는 유체의 유량이 약 0.06 m3/min보다 작을 때는, 광촉매 필터가 제공된 영역에서의 유량을 늘리기 위하여 광촉매 필터가 제공된 영역에 가이드부를 제공할 수 있다. 반대로, 유체처리 모듈로 들어오는 유체의 유량이 약 0.37m3/min보다 큰 경우, 광촉매 필터가 제공된 영역에서의 유량을 줄이기 위하여 가이드부를 본체부 흡입구 및/또는 본체부 배출구 쪽에 배치할 수 있다.
도 10은 실시예와 비교예에 따른 유체처리 모듈의 암모니아 제거 효율을 나타낸 그래프이다.
실시예 1은 유체의 흐름 방향과 수직하게 흡착 필터를 제공하고, 본체부 내에 도 1에 도시된 실시예와 같이 가이드부를 제공한 것이다. 비교예 1은 유체의 흐름 방향과 수직하게 흡착 필터를 제공하되, 본체부 내에 가이드부를 제공하지 않은 것이다. 비교예 2는 가이드부 없이 유체의 흐름과 평행하게 흡착 필터를 제공한 것이다.
실시예 1과 비교예 1, 2의 유체처리 모듈은 모두 약 365nm 파장의 빛을 출사하는 광원 3개에 약 250mA의 전류를 공급하여, 광촉매 필터 단위 면적 당 약 20.0mW/cm2의 광량을 확보한 상태에서 실험한 것이다. 아울러, 실시예 1과 비교예 1, 2에서 사용된 광촉매 필터는 유체 흐름 방향과 평행하게 제공되었으며, 가로 55mm, 세로 55mm, 두께 10mm 크기를 가졌다. 흡착 필터의 경우, 가로 35mm, 세로 35mm, 두께 10mm인 것을 사용하였다.
아래의 표 2는 실시예 1과 비교예 1, 2에 따른 유체처리 모듈을 이용한 암모니아 제거 효율을 정리한 것이다.
시간 실시예 1 비교예 1 비교예 2
0 - - -
30분 22.5% 13.4% 17.2%
60분 34.8% 24.6% 23.1%
120분 52.6% 38.5% 30.7%
180분 63.2% 52.9% 38.0%
표 2와 도 10에서 볼 수 있듯이, 실시예 1에 따른 유체처리 모듈을 이용하면 유체처리 모듈 작동을 시작하고 120분 내지 180분 사이의 시간이 흘렀을 때, 유효 탈취 효율을 달성하는 것을 확인할 수 있다. 그러나, 비교예 1과 비교예 2의 경우 유효 탈취 효율을 확보할 수 없음을 확인할 수 있다. 이에 따라, 가이드부를 제공하고 흡착 필터를 유체 흐름 방향에 수직하게 제공함으로써, 유효 탈취 효율을 확보할 수 있음을 확인 가능하다.
이상에서는 유체처리 모듈에 대한 구성과 효과를 살펴보았다. 본 발명의 일 실시예에 따른 유체처리 모듈은 보관 장치에 적용될 수 있다. 이하에서는 보관 장치에 유체처리 모듈이 적용된 실시예에 대하여 더 자세히 살펴보고자 한다.
도 11은 본 발명의 일 실시에에 따른 유체처리 모듈을 포함하는 보관 장치의 사시도이다.
도 11에 따르면, 보관 장치는 내부에 적재 공간을 갖는 케이스(20)와 케이스(20) 내에 제공되는 유체처리 모듈(10)을 포함한다.
케이스(20)는 보관함으로서, 옷장, 냉장고 등 다양한 종류일 수 있다. 케이스(20)는 폴리프로필렌(PP), 폴리에틸렌(PE), 폴리카보네이트(PC), 폴리스타이렌(PS), 폴리바이닐클로라이드(PVC), 폴리아미드(PA), 폴리에틸렌 테레프탈레이트(PET), 폴리부틸렌 테레프탈레이트(PBT), 아디프산 폴리에틸렌(PEA), 폴리부틸렌 숙시네이트(PBS), 폴리아세탈, 폴리페닐렌옥사이드, ABS 수지, 멜라민 수지, 우레탄 수지, 불소수지 등 다양한 플라스틱(Plastic), 스테인리스 스틸, 알루미늄, 탄소강과 같은 다양한 금속으로 제작된 것일 수 있다.
유체처리 모듈(10)은 케이스(20) 일 측에 제공되어, 케이스(20) 내부의 유체(예를 들어, 공기)를 정화시킨다. 구체적으로, 케이스(20) 내부의 공기는 유체처리 모듈(10)로 들어가고 유체처리 모듈(10) 내에서 탈취, 살균된 후 유체처리 모듈(10) 밖으로 나간다. 유체가 계속하여 유체처리 모듈(10)을 거치도록 순환함에 따라, 케이스(20) 내부의 유체가 균일하게 탈취, 살균될 수 있다.
유체처리 모듈(10)은 복수 개 제공될 수 있다. 복수 개의 유체처리 모듈들(10)은 케이스(20)의 서로 다른 영역 상에 제공될 수 있다. 예를 들어, 케이스(20)가 격리된 복수 개의 구역(Compartment)을 포함하는 경우, 각각의 구역에 유체처리 모듈(10)이 제공될 수 있다.
경우에 따라, 케이스(20) 내부에는 케이스 팬(30)이 더 제공될 수 있다. 케이스 팬(30)은 케이스(20) 내부의 유체를 유체처리 모듈(10)쪽으로 보냄으로써, 유체의 순환을 더 촉진시킬 수 있다. 이에 따라, 케이스(20) 내부의 유체가 더 빠르고 균일하게 탈취, 살균될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 보관 장치는 유체처리 모듈(10)을 포함함으로써, 보관 장치 내부가 밀폐된 경우에도 보관 장치 내부를 청정하게 유지할 수 있다. 아울러, 유체처리 모듈(10)이 컴팩트하기 때문에 유체처리 모듈(10)을 여러 개 제공하더라도 보관 장치의 적재 공간을 여유롭게 확보할 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자 또는 해당 기술 분야에 통상의 지식을 갖는 자라면, 후술될 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 기술 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.
따라서, 본 발명의 기술적 범위는 명세서의 상세한 설명에 기재된 내용으로 한정되는 것이 아니라 특허청구범위에 의해 정하여져야만 할 것이다.

Claims (20)

  1. 내부에 제1 방향으로 연장되며 유체가 이동하는 유로를 갖는 본체부;
    상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 수직하게 제공되는 흡착 필터;
    상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 평행하게 제공되는 광촉매 필터; 및
    상기 본체부 내에 제공되며 상기 광촉매 필터를 향해 빛을 출사하는 광원부를 포함하고,
    상기 유로는 상기 흡착 필터가 제공된 영역에서 제1 단면적을 갖고, 상기 유로 중 상기 제1 단면적을 갖는 부분을 지나는 상기 유체는 제1 유량을 갖고,
    상기 유로는 상기 광촉매 필터가 제공된 영역에서 제2 단면적을 갖고, 상기 유로 중 상기 제2 단면적을 갖는 부분을 지나는 상기 유체는 제2 유량을 갖고,
    상기 유체가 상기 제2 유량으로 흐를 때 상기 광촉매 필터는 유효 탈취 효율을 갖는, 유체처리 모듈.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 본체부는 상기 유로를 정의하는 가이드부를 더 포함하는, 유체처리 모듈.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 광원부는 상기 가이드부 상에 상기 광촉매 필터와 마주보는 형태로 제공되는, 유체처리 모듈.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단면적은 상기 제2 단면적보다 크고,
    상기 제1 유량은 상기 제2 유량보다 작은, 유체처리 모듈.
  5. 제5항에 있어서,
    상기 광원부와 상기 광촉매 필터간 거리는 15mm 내지 25mm인, 유체처리 모듈.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단면적은 상기 제2 단면적보다 작고,
    상기 제1 유량은 상기 제2 유량보다 큰, 유체처리 모듈.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 유효 탈취 효율은 상기 광촉매 필터에 의한 오염 물질 제거 효율이 60% 이상인 것을 의미하는, 유체처리 모듈.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유로는
    상기 유로의 입구를 포함하고 상기 유로의 폭이 상기 제1 방향에 따라 변하는 제1 영역;
    상기 제1 영역과 인접하고, 상기 유로의 폭이 일정한 제2 영역; 및
    상기 유로의 출구를 포함하고 상기 유로의 폭이 상기 제1 방향에 따라 변하는 제3 영역을 포함하는, 유체처리 모듈.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 제1 영역에서 상기 제1 방향으로 진행함에 따라 상기 유로의 폭이 좁아지고,
    상기 제2 영역의 폭은 상기 제2 단면적과 동일한, 유체처리 모듈.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는 상기 제2 영역 내에 제공되는, 유체처리 모듈.
  11. 제8항에 있어서,
    상기 흡착 필터는 상기 제1 영역 또는 상기 제3 영역 내에 제공되는, 유체처리 모듈.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 본체부의 상기 유로 내에 제공되는 팬(fan)을 더 포함하는, 유체처리 모듈.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매 필터는 상기 제1 방향을 따라 연장된 형상을 갖는, 유체처리 모듈.
  14. 제1항에 있어서,
    상기 광원부가 출사하는 빛은 315nm 내지 400nm 파장 대역의 빛을 포함하는, 유체처리 모듈.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 광원부는 복수 개의 광원들을 포함하고,
    상기 복수 개의 광원들 중 적어도 일부는 서로 다른 파장 대역의 빛을 출사하는, 유체처리 모듈.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 복수 개의 광원들 중 적어도 일부는 100nm 내지 280nm 파장 대역의 빛을 출사하는, 유체처리 모듈.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 제1 단면적과 상기 제1 유량의 곱은 상기 제2 단면적과 상기 제2 유량의 곱과 동일한, 유체처리 모듈.
  18. 내부에 적재 공간을 갖는 케이스; 및
    케이스 내에 제공되는 유체처리 모듈을 포함하고,
    상기 유체처리 모듈은
    내부에 제1 방향으로 연장되는 유로를 포함하는 본체부;
    상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 수직하게 제공되는 흡착 필터;
    상기 본체부 내에 제공되며 상기 제1 방향과 평행하게 제공되는 광촉매 필터; 및
    상기 본체부 내에 제공되며 상기 광촉매 필터를 향해 빛을 출사하는 광원부를 포함하고,
    상기 유로는 상기 흡착 필터가 제공된 영역에서 제1 단면적을 갖고, 상기 제1 단면적인 상기 유로를 지나는 유체는 제1 유량을 갖고,
    상기 유로는 상기 광촉매 필터가 제공된 영역에서 제2 단면적을 갖고, 상기 제2 단면적인 상기 유로를 지나는 유체는 제2 유량을 갖고,
    상기 광촉매 필터가 제공된 영역의 상기 유로를 지나는 상기 유체가 제2 유량을 가질 때, 상기 광촉매 필터는 유효 탈취 효율을 갖는, 보관 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 보관 장치 내부의 공기를 순환시키는 팬(fan)을 더 포함하고,
    상기 팬(fan)은 상기 유체처리 모듈로 상기 보관 장치 내부의 공기를 보내는, 보관 장치.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 유체처리 모듈은 복수 개 제공되는, 보관 장치.
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