WO2021029572A1 - 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치 - Google Patents

공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치 Download PDF

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WO2021029572A1
WO2021029572A1 PCT/KR2020/009912 KR2020009912W WO2021029572A1 WO 2021029572 A1 WO2021029572 A1 WO 2021029572A1 KR 2020009912 W KR2020009912 W KR 2020009912W WO 2021029572 A1 WO2021029572 A1 WO 2021029572A1
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air
casing
sterilization module
sterilizing
light
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PCT/KR2020/009912
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이중수
이순창
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주식회사 에스엠엔테크
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    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
    • A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
    • A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
    • A61L9/18—Radiation
    • A61L9/20—Ultra-violet radiation
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24—HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24F—AIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F3/00—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems
    • F24F3/12—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling
    • F24F3/16—Air-conditioning systems in which conditioned primary air is supplied from one or more central stations to distributing units in the rooms or spaces where it may receive secondary treatment; Apparatus specially designed for such systems characterised by the treatment of the air otherwise than by heating and cooling by purification, e.g. by filtering; by sterilisation; by ozonisation
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
    • Y02A50/00—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE in human health protection, e.g. against extreme weather
    • Y02A50/20—Air quality improvement or preservation, e.g. vehicle emission control or emission reduction by using catalytic converters

Definitions

  • the present invention relates to an air sterilization module and an air purification apparatus using the same, and more particularly, an air sterilization module that removes and sterilizes foreign substances and odors such as dust, bacteria and viruses contained in the air, and air using the same. It relates to a purification device.
  • air cleaning devices use various methods such as a filter method using a fibrous filter to remove foreign substances such as fine dust or an ion method using negative ions.
  • the filter method requires a periodic replacement of the filter and requires a high cost of maintenance because it requires the use of an expensive filter to remove foreign substances such as ultrafine dust, which is a recent issue, and it is difficult to effectively remove viruses and bacteria.
  • the ion method is a situation in which a problem in which the effect of removing foreign substances is relatively inferior is pointed out.
  • Korean Registered Patent Publication No. 10-1826236 (announced on June 6, 2018) introduces an ultraviolet air sterilizer that sterilizes air using ultraviolet rays.
  • the present invention is an air sterilization module that maximizes sterilization and purification efficiency through an optimal structure that can increase air contact efficiency per unit area, and air using the same. Its purpose is to provide a purification device.
  • an object of the present invention is to provide an air sterilization module capable of increasing sterilization and purification efficiency by increasing the amount of ultraviolet radiation by diffusing ultraviolet rays, and an air purification apparatus using the same.
  • an object of the present invention is to provide an air sterilization module and an air purification device using the same, which are advantageous in assembly and maintenance with a relatively simple configuration.
  • the air sterilization module of the present invention has a space part formed therein, an inlet part through which air is introduced and a discharge part through which air is discharged on the other side, and the inner wall surface reflects light.
  • a plurality of sterilizing members disposed inside the casing at regular intervals and having a photocatalytic coating layer formed on the surface thereof, and
  • It is located inside the casing and characterized in that it comprises a UV light emitting ultraviolet rays for a photocatalytic reaction.
  • the cross section of the sterilizing member is' It is made of a plate bent in a shape and characterized in that a plurality of flow holes formed at regular intervals are provided.
  • the sterilization member is fixed to the upper and lower protrusions provided in the casing at both ends,
  • the UV light is characterized in that it is disposed outside both ends of the sterilizing member.
  • the sterilization member is composed of two upper and lower stages, and the upper sterilizing member is formed of a bent plate with a cross section of' ⁇ ' and the lower sterilizing member is' ⁇ ', and is arranged to be staggered with a plurality of flow holes formed at regular intervals. It characterized in that it is provided.
  • the upper sterilizing member is fixed to the upper protrusions provided in the casing with upper portions of both ends thereof,
  • the lower sterilizing member is fixed to a lower protrusion provided in the casing with lower portions of both ends thereof,
  • the UV light is characterized in that it is disposed outside both ends of the sterilizing member.
  • a casing in which a space part is formed inside, an inlet part through which air is introduced and an discharge part through which air is discharged on the other side is provided, and a light reflecting layer is formed on the inner wall surface to reflect light,
  • a pair of sterilizing members installed at the upper and lower ends of the casing and having a photocatalytic coating layer
  • a plurality of air-flowing photocatalytic reaction holes formed in the body at regular intervals and having an inner circumferential surface corrugated in a zigzag shape;
  • the air flow photocatalytic reaction hole is characterized in that it is installed inclined.
  • the main body is configured to be in contact with each other in plurality,
  • the air flow photocatalyst reaction holes formed in each body are formed to be inclined, but are configured to have different inclination values.
  • the air flow photocatalytic reaction hole formed in each of the main bodies is characterized in that it is configured to change the flow direction of the air in a zigzag shape.
  • a casing in which a space part is formed inside, an inlet part through which air is introduced and an discharge part through which air is discharged on the other side is provided, and a light reflecting layer is formed on the inner wall surface to reflect light,
  • a sterilizing member comprising a fan disposed inside the casing and forcibly rotated by a rotation driving means
  • It is located inside the casing and characterized in that it comprises a UV light emitting ultraviolet rays for a photocatalytic reaction.
  • the fan of the sterilizing member is made of a transparent synthetic resin material so as to transmit ultraviolet rays, and a photocatalyst coating layer is formed on at least one of the front and rear surfaces.
  • the present invention relates to an air purification apparatus using the air sterilization module
  • An air filter made of a mesh disposed above the air inlet
  • a HEPA filter disposed above the air filter
  • An air sterilization module disposed above the HEPA filter
  • a fan box disposed above the carbon filter to perform forced flow of air
  • It is formed on the fan box and characterized in that it comprises an air outlet for discharging the clean air.
  • the air sterilization module of the present invention and the air purification device using the same can maximize sterilization and purification efficiency through an optimal structure that can increase air contact efficiency per unit area, By diffusing, it is possible to further increase the sterilization and purification efficiency by increasing the amount of UV irradiation, and there are advantages in manufacturing, assembly and maintenance with a relatively simple configuration.
  • FIG. 1 is a partially cutaway perspective view and a partially enlarged view showing a first embodiment of an air sterilization module according to the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view showing a sterilizing member of the first embodiment of the air sterilizing module according to the present invention.
  • FIG 3 is a partially cutaway perspective view and a partially enlarged view showing an application example of the first embodiment of the air sterilization module according to the present invention.
  • FIG. 4 is a perspective view showing a sterilizing member according to an application example of the first embodiment of the air sterilizing module according to the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the air sterilization module according to the present invention.
  • FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the air sterilization module according to the present invention.
  • FIG. 7 is a view showing an air purification apparatus using the air sterilization module according to the present invention.
  • FIG. 1 is a partially cut-away perspective view and a partially enlarged view showing a first embodiment of an air sterilization module according to the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view showing a sterilization member of a first embodiment of the air sterilization module according to the present invention
  • 3 is a partially cutaway perspective view and a partially enlarged view showing an application example of the first embodiment of the air sterilization module according to the present invention
  • FIG. 4 is a sterilization member of the application example of the first embodiment of the air sterilization module according to the present invention. It is a perspective view shown.
  • the air sterilization module has a space portion formed therein, an inlet portion through which air is introduced and an exhaust portion through which air is discharged on the other side, and the inner wall surface is capable of reflecting light.
  • the air passing through the casing 10 contacts the photocatalytic coating layer and removes organic substances, hydrogen sulfide, ammonia, nitric acid gas, sulfuric acid gas, etc., which are present through the photocatalytic reaction, and also removes dust and the like with the generated photoelectrons. It is removed by charging.
  • the photochemical reaction efficiency is increased by preventing the ultraviolet radiation emitted from the UV light 30 through the light reflection layer in the casing 10 to be lost to the outside, and the sterilization module further increases the contact area with air per unit volume. As well as increasing the effect of the photochemical reaction is increased.
  • the sterilization member has a cross section of ' A plurality of flow holes 20 ′ formed of a plate bent in a shape and formed at regular intervals are provided.
  • the air passing through it moves through the curved space in zigzag and increases the flow distance, thereby increasing the chance of contact with the sterilizing member 20 primarily.
  • Part of the air passes through the plurality of flow holes 20' to increase the contact opportunity secondarily, and flows through the air flowing in a zigzag between the sterilizing members 20 and the flow holes 20'. Due to the eddy current caused by the collision of the air, the air flow distance is further increased, thereby increasing the contact opportunity in the third order. Accordingly, the contact opportunity between air and the sterilization member 20 is significantly increased compared to the conventional sterilization members 20, which has the effect of enabling a high photochemical reaction efficiency to be realized even in a small volume.
  • the sterilization member 20 is fixed to the upper and lower protrusions provided in the casing 10, the upper and lower ends of the sterilization member 20, the UV light 30 is disposed outside both ends of the sterilization member 20, thereby simplifying the structure This facilitates single modularization and is effectively transmitted to the sterilization member 20 without inhibiting light transmission from the UV light 30.
  • the sterilizing member 20 is composed of two upper and lower stages, and the upper sterilizing member 20 is made of a bent plate having a cross section of' ⁇ ' and the lower sterilizing member 20 is' ⁇ '. It is arranged to be staggered with each other, and a plurality of flow holes formed at regular intervals are provided. This significantly increases the flow distance of air as described above, and increases the contact opportunity between the air and the sterilizing member 20 by changing the direction of the air flow and forming a vortex in a more active form.
  • the upper sterilization member 20 is fixed to the upper protrusion provided in the casing 10 with upper portions of both ends thereof, and the lower sterilization member 20 has lower portions of the both ends provided in the casing 10 It is fixed to the lower protrusion, and the UV light 30 is disposed outside both ends of the sterilizing member 20.
  • the photocatalyst coating layer is TiO 2 , ZnO, WO 3 , Fe, Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 and the like, TiO 2-x , ZnO x , WO 3-x , Fe, Fe 2 O 3-x , Fe 3 O 4-x and Ag, Pd, Pt, Rh, PdO, etc. will be used together.
  • ozone Mn, MnO 2 , MnO 2-x , Mn 2 O 3 , Mn 3 O 4 , MnCl 2 , Mn(NO 3 ) 2 , MnSO 4 , Mn(CH 3 COO) 2 , Fe, CeO 2 and a mixture thereof can be used with Al 2 O 3 , SiO 2 and the like as a support for the catalyst.
  • FIG. 5 is a view showing a second embodiment of the air sterilization module according to the present invention.
  • the air sterilization module has a space portion formed therein, an inlet portion through which air is introduced and an outlet portion through which air is discharged on the other side, and the inner wall surface is capable of reflecting light.
  • each of the sterilizing members 20 includes a main body 21 made of a synthetic resin material made of a transparent material to transmit ultraviolet rays, and a plurality of the main bodies 21 formed in the main body 21 at regular intervals, and the inner circumferential surface is wrinkled in a zigzag shape. And a photocatalytic coating layer formed on the inner circumferential surface of the air flow photocatalytic reaction hole 22 and the air flow photocatalytic reaction hole 22.
  • the contact area and efficiency of the air per unit area and volume of the photocatalyst coating layer and the emissivity of the photocatalyst coating layer of ultraviolet rays can be further increased, thereby doubling the air sterilization effect.
  • the sterilizing member 20 since it is possible to manufacture the sterilizing member 20 simply through a simple perforation and coating operation on the main body 21, which is a synthetic resin material, productivity is increased and there is no cost in maintaining the effective sterilizing member 20 Can be produced.
  • the air-flowing photocatalytic reaction hole is installed at an angle and can be composed of several stages, the contact area and efficiency of the air and the photocatalyst coating layer and the emissivity of the photocatalyst coating layer of UV light are increased by extending the residence period of air and further expanding the irradiation area of UV rays Will be able to further increase.
  • the main body 21 is configured to be in contact with each other in plural, and the air flow photocatalytic reaction holes 22 formed in each of the main bodies 21 are formed to be inclined, but the inclination values (a, b) are the same and different By doing so, it is possible to configure a module that is maximally integrated for a unit volume, so that a high photocatalytic effect can be seen in a small space.
  • the air flow photocatalytic reaction holes formed in each of the main bodies 21 are configured to change the flow direction of air in a zigzag shape.
  • FIG. 6 is a view showing a third embodiment of the air sterilization module according to the present invention.
  • the air sterilization module has a space portion formed therein, an inlet portion through which air is introduced and an exhaust portion through which air is discharged on the other side, and the inner wall surface is capable of reflecting light.
  • a sterilizing member 20 comprising a casing 10 on which a light reflecting layer is formed, a fan 23 disposed inside the casing 10 and forcibly rotating by a rotation driving means, and located inside the casing 10 It is configured to include UV light 30 that emits ultraviolet rays for a photocatalytic reaction.
  • the fan 23 of the sterilizing member 20 is made of a transparent synthetic resin material so that ultraviolet rays can pass therethrough, and a photocatalytic coating layer is formed on at least one of the front and rear surfaces.
  • the rotational speed of the fan 23 may be made within a range in which the air flow is not excessively increased, and the forced air flow direction by the fan 23 is different from the air flow direction of the air sterilization module to increase the residence time of air. I can make it.
  • FIG. 7 is a view showing an air purification apparatus using the air sterilization module according to the present invention.
  • the air purification apparatus using the air sterilization module includes an air inlet 40 for introducing an indoor unit provided at the bottom and , An air filter 50 made of a mesh disposed above the air inlet 40, a HEPA filter 60 disposed above the air filter 50, and air disposed above the HEPA filter 60 A sterilization module, a carbon filter 70 disposed above the air sterilization module, a fan box disposed above the carbon filter 70 to perform forced flow of air, and clean air formed above the fan box It is configured to include an air outlet to discharge.
  • indoor air flows through the air inlet 40, the air filter 50, the HEPA filter 60, the air sterilization module, the carbon filter 70, the fan box, and the air outlet, and is discharged as clean air.
  • Large particles of foreign matter are firstly removed through the air filter 50, fine dust is removed through the HEPA filter 60, and ultrafine dust, various bacteria, and bacteria are removed by passing through the air sterilization module and the carbon filter 70. Viruses and harmful gases are finally completely removed.
  • the air sterilization module of the present invention and the air purification device using the same can maximize sterilization and purification efficiency through an optimal structure that can increase air contact efficiency per unit area, and also by diffusing ultraviolet rays.
  • sterilization and purification efficiency can be further increased, and with a relatively simple configuration, it has an advantageous effect on manufacturing, assembly and maintenance.
  • the present invention relates to an air sterilization module and an air purification device using the same, and is applicable to the air purification industry and thus has industrial applicability.

Abstract

본 발명은 단위 면적 대비 공기 접촉 효율을 높일 수 있는 최적의 구조를 통해 살균 및 정화 효율을 최대화시킬 수 있으며, 자외선을 확산시킴으로써 자외선 조사량을 증대시켜 살균 및 정화 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 공기살균모듈에 관한 것으로서, 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱, 상기 케이싱 내부에 일정 간격으로 배치되고 표면에 광촉매 코팅층이 형성되는 복수의 살균 부재 및 상기 케이싱 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치
본 발명은 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공기에 포함된 먼지, 세균, 바이러스와 같은 이물질과 악취를 제거하고 살균할 수 있도록 하는 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정장치는 미세먼지 등의 이물질을 제거하기 위해 섬유질의 필터를 사용하는 필터 방식이나, 음이온을 이용하는 이온 방식 등의 다양한 방식을 사용하고 있다.
그러나 필터 방식은 정기적으로 필터를 교체해 주어야 함과 아울러 최근 이슈가 되고 있는 초미세먼지와 같은 이물질의 제거를 위해서는 고가의 필터를 사용해야 하므로 유지비용이 많이 소요되며 바이러스나 세균은 효과적인 제거가 어렵다는 문제점이 있으며, 이온 방식은 상대적으로 이물질 제거 효과가 떨어지는 문제점이 지적되고 있는 실정이다.
이외의 방식으로 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-1826236호(2018.2.6.공고)는 자외선을 이용하여 공기를 살균하는 자외선 공기 살균기를 소개하고 있다.
그러나 이러한 방식들도 여전히 이물질의 제거 효과가 기대에 미치지 못하고 있으며, 근래에 자외선을 이용한 광촉매 방식이 효과면에서 우수하다는 이유로 많이 사용되고 있으나, 이에 대한 최상의 효과를 확보할 수 있는 최적 설계가 필요한 실정이다.
상기한 바와 같은 문제점과 실정을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 본 발명은 단위 면적 대비 공기 접촉 효율을 높일 수 있는 최적의 구조를 통해 살균 및 정화 효율을 최대화시킬 수 있도록 하는 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은 자외선을 확산시킴으로써 자외선 조사량을 증대시켜 살균 및 정화 효율을 증대시킬 수 있도록 하는 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치를 제공하고자 하는 데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 비교적 간단한 구성으로 조립성 및 유지보수에 유리하도록 하는 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 과제를 해결하기 위한 수단으로, 본 발명인 공기살균모듈은 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱,
상기 케이싱 내부에 일정 간격으로 배치되고 표면에 광촉매 코팅층이 형성되는 복수의 살균 부재 및
상기 케이싱 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 살균 부재는 단면이 '
Figure PCTKR2020009912-appb-I000001
' 형태로 절곡된 플레이트로 이루어지며 일정 간격으로 형성된 복수의 유동홀이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 살균 부재는 그 양단부의 상하부가 상기 케이싱에 구비되는 상하 돌출부에 고정되며,
상기 UV광은 상기 살균 부재의 양단부 외측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 살균 부재는 상하 2단으로 구성되며, 상측 살균 부재는 단면이 '∧'이고 하측 살균 부재는 '∨'인 절곡된 플레이트로 이루어지되 서로 엇갈리게 배치되며, 일정 간격으로 형성된 복수의 유동홀이 구비되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 상측 살균 부재는 그 양단부의 상부가 상기 케이싱에 구비되는 상 돌출부에 고정되며,
상기 하측 살균 부재는 그 양단부의 하부가 상기 케이싱에 구비되는 하 돌출부에 고정되며,
상기 UV광은 상기 살균 부재의 양단부 외측에 배치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱,
상기 케이싱 내부의 상단부 및 하단부에 설치되고 광촉매 코팅층이 형성되는 한 쌍의 살균 부재 및
상기 케이싱 내부 중앙의 한 쌍의 살균 부재 사이에 설치되어 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되며,
상기 살균 부재 각각은;
자외선이 투과할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지는 합성수지 재질의 본체;
상기 본체에 일정 간격으로 형성되고 내주면이 지그재그 형태로 주름지게 형성되는 복수의 공기 유동 광촉매 반응 홀; 및
상기 공기 유동 광촉매 반응 홀의 내주면에 형성되는 광촉매 코팅층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 공기 유동 광촉매 반응 홀은 경사지게 설치되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 본체는 복수 개로 서로 접하여 구성되고,
각각의 본체에 형성되는 공기 유동 광촉매 반응 홀은 경사지게 형성되되 서로 기울기값을 달리하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 각각의 본체에 형성되는 공기 유동 광촉매 반응 홀은 지그재그 형태로 공기의 유동방향이 변할 수 있도록 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱,
상기 케이싱 내부에 배치되고 회전구동수단에 의해 강제 회전하는 팬으로 이루어지는 살균 부재 및
상기 케이싱 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 살균 부재의 팬은 자외선이 투과할 수 있도록 투명한 합성수지 재질로 이루어지며 전후면 중 하나 이상의 면에 광촉매 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 상기 공기살균모듈을 이용한 공기정화장치에 관한 것으로서,
최하단에 구비되는 실내기를 유입하는 공기 유입구,
상기 공기 유입구 상측에 배치되는 메시로 이루어진 에어 필터,
상기 에어 필터의 상측에 배치되는 헤파 필터,
상기 헤파 필터 상측에 배치되는 공기살균모듈,
상기 공기살균모듈 상측에 배치되는 카본 필터,
상기 카본 필터 상측에 배치되어 공기의 강제 유동을 수행하는 팬 박스 및
상기 팬 박스 상부에 형성되어 청정된 공기를 배출하는 공기 배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같은 과제해결수단을 통해, 본 발명인 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치는 단위 면적 대비 공기 접촉 효율을 높일 수 있는 최적의 구조를 통해 살균 및 정화 효율을 최대화시킬 수 있으며, 또한 자외선을 확산시킴으로써 자외선 조사량을 증대시켜 살균 및 정화 효율을 추가적으로 증대시킬 수 있으며, 비교적 간단한 구성으로 제작, 조립성 및 유지보수에 유리한 이점이 있다.
도 1은 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예를 도시한 부분절개사시도 및 부분확대도이다.
도 2는 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예의 살균 부재를 도시한 사시도이다.
도 3은 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예의 응용례를 도시한 부분절개사시도 및 부분확대도이다.
도 4는 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예의 응용례의 살균 부재를 도시한 사시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제3실시예를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명에 따른 공기살균모듈을 이용한 공기정화장치를 도시한 도면이다.
10: 케이싱
20: 살균 부재 20': 유동홀
21: 본체 22: 공기 유동 광촉매 반응 홀
23: 팬
30: UV광
40: 공기 유입구
50: 에어 필터
60: 헤파 필터
70: 카본 필터
80: 팬 박스
90: 공기 배출구
본 발명에 따른 공기살균모듈의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예를 도시한 부분절개사시도 및 부분확대도이고, 도 2는 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예의 살균 부재를 도시한 사시도이며, 도 3은 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예의 응용례를 도시한 부분절개사시도 및 부분확대도이며, 도 4는 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제1실시예의 응용례의 살균 부재를 도시한 사시도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기살균모듈은 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10) 내부에 일정 간격으로 배치되고 표면에 광촉매 코팅층이 형성되는 복수의 살균 부재(20)와, 상기 케이싱(10) 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광(30)을 포함하여 구성된다.
이를 통해, 상기 케이싱(10) 내부를 통과하는 공기는 상기 광촉매 코팅층과 접촉하여 광촉매반응을 통해 내재하는 유기물질, 황화수소, 암모니아, 질산가스, 황산가스 등을 제거하며 아울러 발생된 광전자로 먼지 등을 대전시켜 제거하게 된다. 이때, 상기 케이싱(10) 내 빛반사층을 통해 UV광(30)으로부터 방사되는 자외선을 외부로의 소실을 방지함으로써 광화학반응 효율을 증대시키게 되며, 더욱이 상기 살균모듈은 단위 체적당 공기와의 접촉면적을 증가시킴과 아울러 광화학반응의 발생 효과를 증대시게 된다.
구체적으로, 상기 살균 부재는 단면이 '
Figure PCTKR2020009912-appb-I000002
' 형태로 절곡된 플레이트로 이루어지며 일정 간격으로 형성된 복수의 유동홀(20')이 구비된다. 이러한 형태의 복수의 살균 부재(20)를 일정한 간격으로 두고 연속적으로 배치함으로써 통과하는 공기는 굴곡진 공간을 지그재그로 이동하면서 유동거리를 증가시켜 1차로 상기 살균 부재(20)와의 접촉기회를 증가시키게 되고, 공기의 일부는 상기 복수의 유동홀(20')을 통과하여 2차로 접촉기회를 증가시키게 되며, 살균 부재(20) 사이를 지그재그로 유동하는 공기와 유동홀(20')을 통과하여 유동하는 공기의 충돌에 의한 와류로 인해 공기의 유동거리는 더욱 증가되어 3차로 접촉기회를 증가시키게 된다. 따라서, 기존의 살균 부재(20)들에 비해 공기와 살균 부재(20)의 접촉기회는 현저히 증가하게 되며 이는 곧 작은 체적에도 높은 광화학반응 효율이 구현 가능하게 하는 효과를 가진다.
그리고 상기 살균 부재(20)는 그 양단부의 상하부가 상기 케이싱(10)에 구비되는 상하 돌출부에 고정되며, 상기 UV광(30)은 상기 살균 부재(20)의 양단부 외측에 배치됨으로써, 구조를 간단히 하여 단일 모듈화를 용이하게 하며 UV광(30)으로부터의 광전달이 저해되지 않고 효과적으로 살균 부재(20)에 전달되게 된다.
또한, 응용례로서, 상기 살균 부재(20)는 상하 2단으로 구성되며, 상측 살균 부재(20)는 단면이 '∧'이고 하측 살균 부재(20)는 '∨'인 절곡된 플레이트로 이루어지되 서로 엇갈리게 배치되며, 일정 간격으로 형성된 복수의 유동홀이 구비되게 된다. 이를 통해 앞서 설명한 형태와 같이 공기의 유동거리를 현저히 증대시킴과 아울러 보다 적극적인 형태로 공기 유동의 방향전환와 와류 형성을 통해 공기와 살균 부재(20)의 접촉기회를 증가시키게 된다.
여기서, 상기 상측 살균 부재(20)는 그 양단부의 상부가 상기 케이싱(10)에 구비되는 상 돌출부에 고정되며, 상기 하측 살균 부재(20)는 그 양단부의 하부가 상기 케이싱(10)에 구비되는 하 돌출부에 고정되며, 상기 UV광(30)은 상기 살균 부재(20)의 양단부 외측에 배치된다.
여기서, 상기 광촉매 코팅층은 TiO2, ZnO, WO3, Fe, Fe2O3, Fe3O4 등과 이것의 산소가 결핍된 형태인 TiO2-x, ZnOx, WO3-x, Fe, Fe2O3-x, Fe3O4-x 그리고 Ag, Pd, Pt, Rh, PdO 등이 함께 사용되게 된다. 또한 오존의 제거를 위한 Mn, MnO2, MnO2-x, Mn2O3, Mn3O4, MnCl2, Mn(NO3)2, MnSO4, Mn(CH3COO)2, Fe, CeO2 및 이들의 혼합물로 구성될 수 있고, 촉매의 지지체로서 Al2O3, SiO2 등과 함께 사용이 가능하다.
이하, 본 발명에 따른 공기살균모듈의 또 다른 실시예에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 5는 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제2실시예를 도시한 도면이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기살균모듈은 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10) 내부의 상단부 및 하단부에 설치되고 광촉매 코팅층이 형성되는 한 쌍의 살균 부재(20)와, 상기 케이싱(10) 내부 중앙의 한 쌍의 살균 부재(20) 사이에 설치되어 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광(30)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 살균 부재(20) 각각은 자외선이 투과할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지는 합성수지 재질의 본체(21)와, 상기 본체(21)에 일정 간격으로 형성되고 내주면이 지그재그 형태로 주름지게 형성되는 복수의 공기 유동 광촉매 반응 홀(22)과, 상기 공기 유동 광촉매 반응 홀(22)의 내주면에 형성되는 광촉매 코팅층을 포함하여 구성된다.
이를 통해, 본 실시예에서는 단위면적 및 체적당 공기와 광촉매 코팅층의 접촉 면적 및 효율과, 자외선의 광촉매 코팅층에 방사율을 더욱 높일 수 있게 되어 공기 살균 효과를 배가시키게 되는 효과가 있다. 특히, 본 실시예에서는 합성수지재인 본체(21)에 단순히 천공 작업과 코팅 작업을 통해 간단히 살균 부재(20)의 제작이 가능하므로 생산성이 증대되고 유지에 있어서도 비용이 들지 않으면서 효과적인 살균 부재(20)를 제작할 수 있게 된다.
그리고 상기 공기 유동 광촉매 반응 홀은 경사지게 설치되고 여러 단으로 구성될 수 있기 때문에 공기의 체류기간을 늘이고 자외선의 조사 면적을 더욱 넓힘으로써 공기와 광촉매 코팅층의 접촉 면적 및 효율과, 자외선의 광촉매 코팅층에 방사율을 더욱 높일 수 있게 된다.
아울러 상기 본체(21)는 복수 개로 서로 접하여 구성되고, 각각의 본체(21)에 형성되는 공기 유동 광촉매 반응 홀(22)은 경사지게 형성되되 서로 기울기값(a,b)을 동일하게 그리고 달리하여 구성함으로써, 단위 체적에 대해 최대로 집적된 모듈을 구성할 수 있어 적은 공간에도 높은 광촉매 효과를 볼 수 있게 된다.
이를 위해, 상기 각각의 본체(21)에 형성되는 공기 유동 광촉매 반응 홀은 지그재그 형태로 공기의 유동방향이 변할 수 있도록 구성됨이 바람직하다.
이하, 본 발명에 따른 공기살균모듈의 또 다른 실시예에 대해 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 6은 본 발명에 따른 공기살균모듈의 제3실시예를 도시한 도면이다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기살균모듈은 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱(10)과, 상기 케이싱(10) 내부에 배치되고 회전구동수단에 의해 강제 회전하는 팬(23)으로 이루어지는 살균 부재(20)와, 상기 케이싱(10) 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광(30)을 포함하여 구성된다.
여기서, 상기 살균 부재(20)의 팬(23)은 자외선이 투과할 수 있도록 투명한 합성수지 재질로 이루어지며 전후면 중 하나 이상의 면에 광촉매 코팅층이 형성된다.
이와 같이, 본 실시예에서는 보다 효율적인 광촉매 반응을 유도하기 위해 광촉매 코팅층을 강제로 구동시킴으로써 공기와의 접촉기회를 증대하고 이를 통해 광촉매 반응의 기회를 아울러 증대시킬 수 있게 된다. 이때 상기 팬(23)의 회전속도는 공기 유동이 지나치게 증대되지 않는 범위에서 이루어질 수 있으며, 팬(23)에 의한 강제 공기 유동 방향은 공기살균모듈의 공기 유동 방향과 다르게 하여 공기의 체류시간을 증대시킬 수 있다.
이하, 본 발명에 따른 공기살균모듈을 이용한 공기정화장치의 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 구체적으로 설명한다.
도 7은 본 발명에 따른 공기살균모듈을 이용한 공기정화장치를 도시한 도면이다.
공기살균모듈에 대한 설명은 앞서 설명한 바와 동일하므로 생략하며, 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 공기살균모듈을 이용한 공기정화장치는 최하단에 구비되는 실내기를 유입하는 공기 유입구(40)와, 상기 공기 유입구(40) 상측에 배치되는 메시로 이루어진 에어 필터(50)와, 상기 에어 필터(50)의 상측에 배치되는 헤파 필터(60)와, 상기 헤파 필터(60) 상측에 배치되는 공기살균모듈과, 상기 공기살균모듈 상측에 배치되는 카본 필터(70)와, 상기 카본 필터(70) 상측에 배치되어 공기의 강제 유동을 수행하는 팬 박스와, 상기 팬 박스 상부에 형성되어 청정된 공기를 배출하는 공기 배출구를 포함하여 구성된다.
이를 통해, 실내 공기는 공기 유입구(40), 에어 필터(50), 헤파 필터(60), 공기살균모듈, 카본 필터(70), 팬 박스, 공기 배출구를 유동하여 배출되면서 청정된 공기로 배출되는데, 에어 필터(50)를 통해 큰 입자의 이물질이 1차로 제거되며, 헤파 필터(60)를 통해 미세먼지가 제거되며, 공기살균모듈과 카본 필터(70)를 거침으로써 초미세먼지, 각종 세균 및 바이러스, 유해가스 등이 최종적으로 완벽히 제거되게 된다.
상기한 바와 같은 구성을 통해, 본 발명인 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치는 단위 면적 대비 공기 접촉 효율을 높일 수 있는 최적의 구조를 통해 살균 및 정화 효율을 최대화시킬 수 있으며, 또한 자외선을 확산시킴으로써 자외선 조사량을 증대시켜 살균 및 정화 효율을 추가적으로 증대시킬 수 있으며, 비교적 간단한 구성으로 제작, 조립성 및 유지보수에 유리한 효과를 가진다.
본 발명은 공기살균모듈 및 이를 이용한 공기정화장치에 관한 것으로서, 공기 정화 산업 분야에 적용가능하여 산업상 이용가능성이 있다.

Claims (8)

  1. 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱,
    상기 케이싱 내부에 일정 간격으로 배치되고 표면에 광촉매 코팅층이 형성되는 복수의 살균 부재 및
    상기 케이싱 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  2. 청구항 1에서,
    상기 살균 부재는 단면이 '
    Figure PCTKR2020009912-appb-I000003
    ' 형태로 절곡된 플레이트로 이루어지며 일정 간격으로 형성된 복수의 유동홀이 구비되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 살균 부재는 상하 2단으로 구성되며, 상측 살균 부재는 단면이 '∧'이고 하측 살균 부재는 '∨'인 절곡된 플레이트로 이루어지되 서로 엇갈리게 배치되며, 일정 간격으로 형성된 복수의 유동홀이 구비되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  4. 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱,
    상기 케이싱 내부의 상단부 및 하단부에 설치되고 광촉매 코팅층이 형성되는 한 쌍의 살균 부재 및
    상기 케이싱 내부 중앙의 한 쌍의 살균 부재 사이에 설치되어 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되며,
    상기 살균 부재 각각은;
    자외선이 투과할 수 있도록 투명한 재질로 이루어지는 합성수지 재질의 본체;
    상기 본체에 일정 간격으로 형성되고 내주면이 지그재그 형태로 주름지게 형성되는 복수의 공기 유동 광촉매 반응 홀; 및
    상기 공기 유동 광촉매 반응 홀의 내주면에 형성되는 광촉매 코팅층을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 공기 유동 광촉매 반응 홀은 경사지게 설치되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  6. 내부에 공간부가 형성되고 일측에 공기가 유입되는 유입부와 타측에 공기가 배출되는 배출부가 구비되며 내벽면이 빛을 반사할 수 있는 빛반사층이 형성되는 케이싱,
    상기 케이싱 내부에 배치되고 회전구동수단에 의해 강제 회전하는 팬으로 이루어지는 살균 부재 및
    상기 케이싱 내부에 위치하며 광촉매 반응을 위한 자외선을 방출하는 UV광을 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 살균 부재의 팬은 자외선이 투과할 수 있도록 투명한 합성수지 재질로 이루어지며 전후면 중 하나 이상의 면에 광촉매 코팅층이 형성되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈
  8. 청구항 1 내지 청구항 7 중 어느 하나의 청구항에 기재된 공기살균모듈을 이용한 공기정화장치에 있어서,
    최하단에 구비되는 실내기를 유입하는 공기 유입구,
    상기 공기 유입구 상측에 배치되는 메시로 이루어진 에어 필터,
    상기 에어 필터의 상측에 배치되는 헤파 필터,
    상기 헤파 필터 상측에 배치되는 공기살균모듈,
    상기 공기살균모듈 상측에 배치되는 카본 필터,
    상기 카본 필터 상측에 배치되어 공기의 강제 유동을 수행하는 팬 박스 및
    상기 팬 박스 상부에 형성되어 청정된 공기를 배출하는 공기 배출구를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는
    공기살균모듈를 이용한 공기정화장치
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