WO2023038209A1 - 허니콤 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치, 그리고, 허니콤 패널의 제조방법 - Google Patents

허니콤 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치, 그리고, 허니콤 패널의 제조방법 Download PDF

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Definitions

  • the present invention relates to a sterilization and purification reactor module including a honeycomb panel, an air purifying and sterilizing device containing the same, and a method for manufacturing the honeycomb panel, and more specifically, to a photocatalytic reaction using a honeycomb panel coated with a photocatalyst or nano-silver
  • the air purification and sterilization performance is increased by increasing the area, and in this process, the sterilization and purification reactor module including the honeycomb panel configured to block exposure to ultraviolet rays and effectively reduce noise, and the air containing it It relates to a purification and sterilization device and a method for manufacturing a honeycomb panel.
  • multi-use facilities such as schools, hospitals, shopping malls, underground and subway stations contain fine dust, foreign substances, or microbial contaminants indoors, and these contaminants cause infectious diseases, allergic diseases, or respiratory diseases. le provides.
  • ultraviolet and negative ion sterilizers are widely used, but sterilizers using ultraviolet rays consume a lot of power and have the disadvantage of exposing ultraviolet light harmful to the human body to the outside, so IEC and UL are regulated very strongly.
  • the sterilizer using the negative ion method has a disadvantage in that the reliability of sterilization is poor.
  • the present invention is intended to solve the above problems, and suppresses noise generation due to air flow, and a sterilization purification reactor module including a sterilization panel configured to be changed to various sizes according to the size of the installed place, and a built-in same It is an object of the present invention to provide an air purifying sterilizer.
  • an object of the present invention is to provide a sterilization and purification reactor module including a sterilization panel having excellent sterilization performance and configured to prevent ultraviolet rays from being emitted to the outside, and an air purifying and sterilization device incorporating the same.
  • the inside is empty, the body case into which air is introduced from one side; Trays for fixing nanotubes provided at upper and lower ends of the inside of the body case, respectively; nanotubes directly or indirectly coupled to the nanotube fixing tray; a holder for fixing an ultraviolet lamp inserted into a holder hole formed on a side surface of the body case; an ultraviolet lamp inserted into the holder for fixing the ultraviolet lamp; and a reactor cover coupled to the other side of the body case.
  • bosses for tray insertion coupled to both ends of the nanotubes and inserted into the tray for fixing the nanotubes may be included.
  • a sterilization panel may be provided inside the body case, and the sterilization panel may be disposed between the nanotubes disposed on the inner upper end of the body case and the nanotubes disposed on the inner lower end of the body case. can be placed.
  • the UV leakage prevention module includes: a sound absorbing case having an open top and bottom; and a plurality of honeycomb panels provided inside the sound absorbing case and disposed along a height direction of the sound absorbing case.
  • the honeycomb panel may include a frame member disposed in a horizontal direction inside the sound absorbing case; and a plurality of hollow honeycomb members provided in the inner space partitioned by the frame member and providing passages through which air can flow, wherein the passages formed by the honeycomb members are inclined in one direction or the other direction. can be placed.
  • the honeycomb member provided in each of the plurality of honeycomb panels has a different hole size, and among the plurality of honeycomb panels forming a stacked state, the honeycomb panels are arranged from the lowest honeycomb panel to the uppermost honeycomb panel.
  • the size of the holes of the honeycomb members each of which is formed toward the panel can be gradually reduced.
  • the plurality of honeycomb panels may include the honeycomb members inclined in different directions so as to change air flow directions.
  • a blower including a blower fan for blowing air to the sterilization purification reactor module; a filter module configured of at least two or more filters to filter the air introduced from the outside and supply the air to the blower; and a blowing module for blowing the air supplied from the UV leak prevention module to the outside.
  • the base material is firstly cleaned with ultrasonic waves in distilled water to which a detergent is added, and after the second washing with ultrasonic waves in distilled water, the drying process is sequentially performed.
  • the base material after the first washing, the second washing, and the drying process may be impregnated with the photocatalyst or coated with the photocatalyst in a spray form, and then a drying process may be performed.
  • the nanotubes can relatively widen the area of the portion irradiated with ultraviolet rays compared to other portions.
  • the body case constituting the sterilization purification reactor module may be coated with chrome that reflects ultraviolet rays
  • the sound absorbing case constituting the ultraviolet leakage prevention module may be coated with ultraviolet ray absorbing paint that absorbs ultraviolet rays.
  • the sterilization purification reactor module including the sterilization panel and the air purification and sterilization device including the sterilization panel use a purifying reactor module that can be expanded vertically or horizontally, the size or installation of the indoor space It can be manufactured in various sizes and shapes corresponding to the place.
  • the body case of the sterilization and purification reactor module is treated to reflect ultraviolet rays, and UV leakage is located at the top.
  • UV leakage is located at the top.
  • a sterilization and purification reactor module including a sterilization panel and an air purifying and sterilization device having the sterilization panel according to an embodiment of the present invention have a honeycomb shape capable of changing the flow direction of air passing through the sterilization and purification reactor module. Since the panel is provided, noise due to the flow of air is not transmitted to the outside.
  • FIG. 1 is a perspective view of a reactor module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a reactor module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a nanotube according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 4 is a perspective view showing a state in which an ultraviolet leakage prevention module is provided on top of a reactor module according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultraviolet leakage prevention module shown in Figure 4;
  • Fig. 6 is a perspective view showing the configuration of the honeycomb panel shown in Fig. 5;
  • FIG. 7 is a perspective view of an air purifying and sterilizing device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 8 is a perspective view showing a state in which reactor modules are stacked in multiple stages according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a process diagram of photocatalytic coating according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 10 is a view showing a test report of a sterilization purification reactor module.
  • FIG. 11 is a flow chart showing a method of manufacturing a honeycomb panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIGS. 1 to 10 a sterilization and purification reactor module including a sterilization panel according to an embodiment of the present invention and an air purifying and sterilizing device incorporating the same will be described in detail.
  • detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of a reactor module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is an exploded perspective view of a reactor module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 shows a nanotube according to an embodiment of the present invention.
  • 4 is a perspective view showing a state in which an ultraviolet leakage prevention module is provided on top of a reactor module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 5 is an exploded perspective view showing the configuration of the ultraviolet leakage prevention module shown in FIG. 4 6 is a perspective view showing the configuration of the honeycomb panel shown in FIG. 5
  • FIG. 7 is a perspective view of an air purifying and sterilizing device according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 8 is a reactor according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 9 is a process diagram of photocatalyst coating according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 10 is a view showing a test report of a sterilization purification reactor module.
  • FIGS. 1 and 2 show a sterilization purification reactor module according to an embodiment of the present invention.
  • the sterilization purification reactor module 100 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 and 2.
  • a body case 102 As shown in FIG. 1, a body case 102, a tray for fixing nanotubes 104, a holder for fixing an ultraviolet lamp 106, a UV lamp 108, a boss for inserting the tray 110, and a nanotube 112 ), a control board 116, a cable connector, and a UV lamp ballast 114.
  • a honeycomb panel 320 to be described later may be further included.
  • the body case 102 is hollow inside so that parts can be mounted thereon, and has a rectangular parallelepiped shape with open top and bottom ends.
  • the body case 102 is mounted or combined with each component constituting the sterilization purification reactor module 100 proposed in the present invention.
  • the inside of the body case 102 is plated with chromium for reflection, so that ultraviolet rays are reflected inside without being radiated to the outside.
  • the tray 104 for fixing the nanotubes is formed at the top and bottom of the body case 102 . That is, as shown in FIGS. 1 and 2 , the nanotube fixing trays 104 are formed inside the upper and lower ends of the body case 102 , respectively.
  • the nanotube fixing tray 104 is formed on both sides of the inner upper end of the body case 102 and on both sides of the inner lower end of the body case 102 .
  • the holder 106 for fixing the UV lamp is fastened to the body case while being positioned between the two trays 104 for fixing the nanotubes.
  • the material of the holder 106 for fixing the ultraviolet lamp is preferably formed of rubber, but may be made of other materials other than rubber. The reason why the rubber material is formed is to prevent damage due to impact.
  • the holder 106 for fixing the UV lamp is inserted into the holder hole formed in the body case 102, and the holder 106 for fixing the UV lamp is inserted into the holder 106 for fixing the UV lamp. can be fitted
  • the ultraviolet lamp 108 may emit ultraviolet rays by power supplied from the outside while being coupled to the holder 106 for fixing the ultraviolet lamp.
  • the boss 110 for inserting the tray is coupled to the tray 104 for fixing the nanotubes.
  • a plurality of bosses 110 for inserting the tray are arranged on the tray 104 for fixing the nanotubes.
  • a plurality of bosses 110 for inserting the tray are arranged on the tray 104 for fixing the nanotubes.
  • the boss 110 for inserting the tray is preferably fixedly coupled to the tray 104 for fixing the nanotubes, but may be coupled in a detachable form.
  • the nanotubes 112 are inserted into the nanotube fixing tray 104 in a state where the tray insertion bosses 110 are fastened to both ends of the nanotubes 112 .
  • the nanotube 112 is coupled to the boss 110 for inserting the tray.
  • the nanotube 112 includes a circular cover for inserting a tray larger than the diameter of the tube, the surface has a honeycomb structure, and the inside is hollow for free movement of air.
  • the shape of the nanotube 112 will be described later.
  • a photocatalyst is coated on the outside of the nanotube 112, and air introduced from the outside is sterilized by the coated photocatalyst. Of course, the air introduced from the outside is sterilized and purified not only by the nanotubes 112 but also by the ultraviolet lamp.
  • External air is introduced into one side of the body case 102, and sterilized and purified air is discharged from the other side. That is, external air is introduced into one side of the body case 102 by a driven fan, and sterilized and purified air is discharged to the outside from the other side.
  • a UV lamp ballast 114 and a control board 116 are provided on the front panel 118 of the body case 102 .
  • the UV lamp ballast 114 controls the lighting of the UV lamp 108.
  • the control board 116 controls the driving of the air purifying reactor module.
  • the sterilization purification reactor module 100 further includes a sterilization panel 119 forming a flow path in the vertical direction.
  • the sterilization panel 119 may be disposed between the nanotubes disposed at the inner upper end of the body case 102 and the nanotubes disposed at the inner lower end of the body case 102 .
  • the sterilization panel 119 has a plurality of hexagonal holes. That is, it has a honeycomb structure and forms a vertical channel having a hexagonal cross section so that air passing through the nanotubes disposed at the lower end of the body case 102 can flow smoothly.
  • the sterilization panel 119 is preferably coated with a photocatalyst or silver nano so as to sterilize the air passing through the nanotubes.
  • the air initially introduced into the body case 102 is primarily sterilized and purified in the nanotubes disposed at the inner bottom of the body case 102, and secondarily sterilized and purified by the sterilization panel 119, and , It can be sterilized and purified tertiarily by the nanotubes disposed on the inside top of the body case 102.
  • the sterilization panel 119 can also reduce noise caused by air flowing inside the body case 102 .
  • Figure 3 shows a NATO tube according to one embodiment of the present invention.
  • the nanotube has a honeycomb structure, and a photocatalyst is applied. Also, as shown in FIG. 3 , nanotubes may be manufactured to have various lengths. That is, one side of the nanotube has a fastening structure, and the total length of the nanotube may be extended by combining two nanotubes.
  • the nanotubes are coated with a metal material having high reflective efficiency, such as chromium, to increase reflective efficiency, and increase the photocatalytic effect by making the area of the portion irradiated with ultraviolet rays relatively wider than the area of other portions.
  • a metal material having high reflective efficiency such as chromium
  • the size of the photocatalyst particles is 3 to 10 nm.
  • FIG. 4 and 5 show an ultraviolet leakage prevention module according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the UV leakage prevention module according to an embodiment of the present invention will be described in detail using FIG. 3 .
  • the ultraviolet leakage prevention module 300 As shown in Figures 4 to 6, the ultraviolet leakage prevention module 300 according to an embodiment of the present invention, the sound-absorbing case 310 having a top and bottom open form; and a plurality of honeycomb panels 320 and 320' disposed inside the sound absorbing case 310 along the height direction of the sound absorbing case 310 and forming an inclined direction passage.
  • the ultraviolet leakage prevention module 300 configured as described above reduces noise generated by the air moving through the sterilization and purification reactor module 100, and in addition, the ultraviolet rays generated in the reactor module 100 leak to the outside. It acts as a barrier to
  • the ultraviolet leakage prevention module 300 is disposed between the sterilization and purification reactor module 100 and a filter (430, see FIG. 8) to be described later, and is connected to the sterilization and purification reactor module 100 and the filter 430 to be in communication with each other. do. That is, the ultraviolet leakage prevention module 300 serves to block the transmission of noise and ultraviolet rays generated in the sterilization purification reactor module 100 to the outside.
  • the sound absorbing case 310 has a hexahedral structure with open top and bottom ends, and UVC absorbing paint is coated on the inner and outer surfaces.
  • the UVC absorbing paint coated on the inner surface of the sound absorbing case 310 blocks UV rays emitted from the UV lamp constituting the reactor module from being emitted to the outside.
  • Fasteners may be provided at the lower and upper ends of the sound absorbing case 310, and may be combined with the sterilization purification reactor module 100 through these fasteners.
  • the honeycomb panels 320 and 320' constituting the ultraviolet leakage prevention module 300 are frame members 321 arranged horizontally inside the sound absorbing case 310. ; and a plurality of hollow honeycomb members 322 provided in the inner space partitioned by the frame member 321 and providing an inclined direction passage through which air can flow.
  • the frame member 321 may be manufactured while having the same shape as the planar shape of the sound absorbing case 310 . Although one embodiment of the present invention is shown on the drawing as having a rectangular frame shape, when the sound absorbing case 310 has a cylindrical shape, it may also have a circular frame shape.
  • a plurality of honeycomb members 322 may be patterned and provided in the inner space partitioned by the frame member 321 .
  • the honeycomb member 322 provides an inclined flow path through which air passing through the sterilization and purification reactor module 100 is transferred to a filter 430 to be described later.
  • the honeycomb panels 320 and 320' configured as described above may be disposed in plurality inside the sound absorbing case 310, and in one embodiment of the present invention, two honeycomb panels 320, 320') is shown as being provided inside the sound absorbing case 310 at a distance from each other.
  • the size and number of the honeycomb panels 320 and 320' may vary correspondingly to the size of the sound absorbing case 310.
  • the interval between the two honeycomb panels 320 and 320' may be set in various ways. For example, although it is shown in FIG.
  • the honeycomb panel is not limited thereto, and the honeycomb panel 320' is disposed on the lower side. 320' and the honeycomb panel 320 disposed thereon may be laminated so as to contact each other.
  • sterilization and purification reactor modules 100 may also vary.
  • honeycomb panels 320 and 320' are preferably coated with a photocatalyst or nano-silver to sterilize the air passing through the sterilization and purification reactor module 100.
  • Air introduced into the sound absorbing case 310 via the sterilization and purification reactor module 100 may be transferred to the filter 430 via the plurality of honeycomb panels 320 and 320'.
  • the air introduced into the sound absorbing case 310 may pass through the honeycomb panel 320' disposed at the lower part and the honeycomb panel 320 disposed at the upper part sequentially to be delivered to the filter 430. .
  • the hole size of the honeycomb member 322' provided in the lower honeycomb panel 320' and the hole size of the honeycomb member 322 provided in the upper honeycomb panel 320 may be different from each other. .
  • the honeycomb panel 320' disposed at the lower end toward the honeycomb panel 320 disposed at the upper end The hole size of the honeycomb members 322 and 322' provided in each of them can be gradually reduced.
  • the air introduced into the sound absorbing case 310 is transferred to the filter 430 with the flow rate increased by the size of the holes of the honeycomb members 322 and 322' provided in the plurality of honeycomb panels 320 and 320'. It can be.
  • noise according to the flow of air can be effectively attenuated.
  • the honeycomb member 322 is inclined in one direction or the other so that the air introduced into the sound absorbing case 310 can flow in the form of a wave. It is desirable to be That is, it is preferable that the circumferential surface portion 322a constituting the honeycomb member 322 be inclined in one direction or the other direction.
  • the channel of the upper honeycomb panel 320 may be inclined in one direction, and the channel of the lower honeycomb panel 320' may be inclined in the other direction.
  • the flow path inclination angle of the honeycomb panels 320 and 320' may be set to be 30 degrees to 45 degrees.
  • honeycombs provided on a plurality of honeycomb panels 320 and 320', respectively.
  • the inclination direction of the member 321 may be set differently.
  • the circumferential surface 321a of the honeycomb member 321 provided on the lower honeycomb panel 320' is inclined to the other side, and the uppermost honeycomb is formed.
  • the circumferential surface portion 321a of the honeycomb member 321 provided on the panel 320 may be set to be inclined to one side so that the flow direction of air and ultraviolet rays introduced into the sound absorbing case 310 is changed in a zigzag direction.
  • the channels formed on the honeycomb panels 320 and 320' are inclined in different directions, not only can noise be reduced by changing the flow direction of air, but also ultraviolet rays generated from the sterilization and purification reactor module 100 can be effectively blocked from leaking to the outside. In addition, a known Coanda effect may be generated.
  • the sterilization and purification reactor module 100 generates Ultraviolet rays can be effectively blocked by the plurality of honeycomb panels 320 and 320' provided inside the sound absorbing case 10.
  • the thickness of the aluminum foil is selected, and the honeycomb member having the inclined direction passage (A first step of setting the size and interval of 322); a second step of printing on the aluminum foil according to the standard of the honeycomb member 322 set in the first step by using cured epoxy bond; A third step of stacking a plurality of aluminum foils on which the curing epoxy bond is printed in the second step; A fourth step of curing after heat-pressing the aluminum foil laminated in the third step with a compressor; A fifth step of cutting the aluminum foil cured in the fourth step into a desired size; a sixth step of rotating the aluminum foil queue cut in the fifth step by 90 degrees and stretching the queue in the left and right directions to manufacture honeycomb panels 320 and 320' having inclined flow channels; and a seventh step of cutting the honeycomb panel (320. 320') manufactured in the sixth step into a desired size.
  • the honeycomb panels 320 and 320' manufactured by the manufacturing process described above can reduce the overall size of the UV leakage prevention module 300 or the sterilization purification reactor module 100. This is because there is no need to be inclined to change the flow direction of air or the irradiation direction of ultraviolet rays. That is, since the flow direction of air or the irradiation direction of ultraviolet rays can be changed even if it is disposed horizontally inside the ultraviolet leakage prevention module 300, the overall size of the device can be reduced.
  • FIG. 7 shows an air purifying and sterilizing apparatus 400 according to an embodiment of the present invention.
  • the structure of the air purifying and sterilizing device 400 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 7 .
  • the air purifying and sterilizing device 400 may be referred to as a stand type, and various components for purifying and sterilizing air may be stacked and coupled to each other so as to communicate with each other.
  • the air purification and sterilization device 400 includes a filter module 410, a blower 420, a sterilization purification reactor module 100, an ultraviolet leakage prevention module 300, a filter 430, a blower module 440, and a display from the bottom. (450).
  • the filter module 410 is composed of a pre-filter, a carbon filter, a medium filter, and a HEPA (HEPA) filter.
  • HEPA HEPA
  • four filters are used to filter fine dust, bacteria, and the like, such as foreign substances contained in the air introduced from the outside.
  • the present invention proposes a filter module 410 composed of four filters, it is not limited thereto. That is, the number and type of filters constituting the filter module 410 may vary according to the manufacturing intention of the manufacturer.
  • the blower 420 applies a blower fan with high pressure/high air volume to compensate for the pressure drop of the air introduced from the HEPA filter.
  • the blower 420 supplies air introduced from the filter module 410 to the sterilization purification reactor module 100 .
  • the sterilization and purification reactor module 100 may be stacked in plurality according to the size of the air purifying and sterilizing device 400 . That is, the air purification and sterilization apparatus 400 includes at least one sterilization and purification reactor module 100 depending on the size. In other words, the air purifying and sterilizing device 400 having a small size includes one sterilizing and purifying reactor module 100, whereas the air purifying and sterilizing device 400 having a relatively large size includes at least two sterilizing and purifying reactor modules. (100). For reference, FIG. 8 shows a state in which three sterilization and purification reactor modules 100 are stacked.
  • the present invention has the advantage of being able to stack various numbers of sterilization and purification reactor modules 100 having a stacked structure in accordance with the size of a place to be installed or the amount of air to be purified and sterilized.
  • FIG. 4 shows a state in which two sterilization and purification reactor modules 100 are stacked
  • FIG. 8 shows a state in which three sterilization and purification reactor modules 100 are stacked.
  • the ultraviolet leakage prevention module 300 is stacked on top of the sterilization purification reactor module 100, and can block internal noise from being transmitted to the outside. Since the configuration description of the ultraviolet leakage prevention module 300 has been described above, a detailed configuration description thereof will be omitted.
  • the filter 430 is laminated on top of the UV leak prevention module 300 and filters the air sent out through the UV leak prevention module again.
  • the filter 430 may be composed of at least one of various types such as a urethane carbon filter.
  • the blower module 440 is located on top of the filter and sends the air filtered by the filter to the outside.
  • the blowing module 440 may be designed to blow air in four directions, and if necessary, it may be designed to blow only in a direction desired by a user.
  • the display 450 displays an operating state of the stand-type air purifying and sterilizing device or an indoor air quality state. In addition, the display 450 may display various information.
  • the air purifying and sterilizing device 400 includes a sensor, the sensor detects ultrafine dust, etc., and the air purifying and sterilizing device 400 is driven or displayed according to the degree of air pollution by ultrafine dust detected by the sensor. display a warning message on
  • the stand-type air purifying and sterilizing device can output necessary information using other means than the display.
  • FIG. 10 shows a performance test result table of the sterilization purification reactor module 100 according to an embodiment of the present invention.
  • the present applicant conducted a test to determine the degree of airborne microbial reduction, and the test method is as follows.
  • the test strain was sprayed into the chamber, and the initial airborne bacterial concentration was confirmed immediately after spraying. And, after operating the sterilization purification reactor module 100 according to an embodiment of the present invention, the concentration of bacteria was confirmed.
  • the air purifying and sterilizing apparatus 100 of the present invention including the sterilizing and purifying reactor module 100 can improve the quality of indoor air by reducing the bacteria contained in the air at a high reduction rate.
  • FIG. 9 is a process chart showing a process of nanotube photocatalyst coating according to an embodiment of the present invention.
  • a nanotube photocatalyst coating process according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. 9 .
  • the process of reducing the surface energy of the base material firstly cleans the base material (Basic Material). That is, in the first cleaning, the base material is cleaned using ultrasonic waves in a state in which a cleaning agent is added.
  • the base material is secondly washed.
  • Secondary cleaning unlike primary cleaning, uses ultrasonic waves in pure distilled water to clean the base material.
  • the base material is washed at least twice in different environments.
  • the base material after the washing process is subjected to an electric drying process. Electric drying is dried for 60 minutes at 100 ⁇ 120 °C. Afterwards, a method for increasing the photocatalytic spreadability of nanotubes will be investigated.
  • a method of increasing the spreadability of the photocatalyst is to impregnate the photocatalyst or apply the photocatalyst in the form of a spray to a base material that has undergone a washing and drying process.
  • the particle size of the photocatalyst is preferably 36 to 10 nm. Then, Young's modulus is measured. Make the contact angle less than 10 degrees.
  • the photocatalyst is thinly and uniformly applied to the base material when the surface energy of the base material is low. Thereafter, the base material coated with the photocatalyst is electrically dried, and the electrical drying is performed at 120° C. for 60 minutes.
  • the present invention can be applied and sold as an air purifying and sterilizing device in various industrial fields.

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Abstract

본 발명은, 내부가 비워 있으며, 일측으로부터 공기가 유입되는 바디 케이스 상기 바디 케이스 내부의 상단과 하단에 각각 마련되는 나노튜브 고정용 트레이; 상기 나노튜브 고정용 트레이와 직접 또는 간접적으로 결합되는 나노튜브; 상기 바디 케이스 측면에 형성되는 홀더 홀에 인입되는 자외선램프 고정용 홀더; 상기 자외선램프 고정용 홀더에 인입되는 자외선램프; 및 상기 바디 케이스의 타측에 결합되는 리액터 커버;를 특징으로 한다.

Description

허니콤 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치, 그리고, 허니콤 패널의 제조방법
본 발명은 허니콤 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치, 그리고, 허니콤 패널의 제조방법에 관한 것으로 상세하게는 광촉매 또는 은나노가 코팅된 허니콤 패널을 이용하여 광촉매 반응 면적을 높여 공기 정화 및 살균 성능을 높이고, 이 과정에서 발새오디는 자외선 빛의 노출을 차단하고, 또한, 소음을 효과적으로 저감시킬 수 있도록 구성된 허니콤 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치, 그리고, 허니콤 패널의 제조방법에 관한 것이다.
현대인은 실내에서 약 90% 이상 생활하고, 많은 양의 공기를 주변 사람들과 함께 호흡하고 있다. 따라서, 실내공기의 질은 국민생활보건에 있어 큰 의미를 갖는다. 특히, 2019년 발생한 코로나 바이러스로 다중 이용시설의 실내 공기질 관리 및 호흡기 질환의 감연관리가 매우 중요한 사회적 문제로 떠오르고 있다.
일반적으로 학교, 병원, 상가, 지하 및 지하철역 등 다중 이용시설이 실내는 미세먼지, 이물질 또는 미생물성 오염물질을 포함하고 있으며, 이들 오염물질은 전염성 질환, 알레르기성 질환 또는 호흡기 질환을 유발하는 원인ㅇ르 제공한다.
특히, 에어컨 및 일반 공기청정기의 필터가 코로나 바이러스의 감연 매체로 보도되면서, 교육시설 및 의료시설에서 에어컨과 공기청정기의 사용을 일부 제한하고 있다.
기존의 공기정화 살균장치는 미세먼지를 포집하기 위하여 펄프 또는 유리섬유질의 헤파(HEPA) 필터를 사용하여 포집하였으나, 사용 시간의 경과에 따른 입력 손실 등 효율이 떨어지고, 주기적으로 고가의 필터를 교체하여야 하는 문제점이 있었다.
살균을 위해서는 자외선과 음이온 방식의 살균기를 많이 사용하고 있지만, 자외선 방식을 이용한 살균기는 소비 전력이 많고, 인체에 유해한 자외선 빛이 밖으로 노출된다는 단점을 가지고 있어, IEC 및 UL에서는 매우 강하게 규제를 하고 있고, 음이온 방식을 이용한 살균기는 살균의 신뢰성이 떨어진다는 단점이 있다.
또한, 공기를 정화 및 살균하는 과정에서 공기의 유동에 따른 소음이 크기 때문에, 실내에 공기정화 살균장치가 마련되었을 경우에는, 실내 생활을 하는 사람들에게 소음에 따른 스트레스를 주는 문제점이 있다.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명을 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허 제10-2012-0077724호의 '자외선 엘이디와 광촉매를 이용한 공기살균장치'가 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기 유동에 따른 소음 발생을 억제하고, 설치된 장소의 규모에 따라서 다양한 크기로 변경이 가능하도록 구성된 살균 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치를 제공하는데 목적이 있다.
또한, 본 발명은 살균 성능이 우수하고 자외선이 외부로 방사되는 것을 방지하도록 구성된 살균 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치를 제공하는데 목적이 있다.
본 발명은, 내부가 비워 있으며, 일측으로부터 공기가 유입되는 바디 케이스; 상기 바디 케이스 내부의 상단과 하단에 각각 마련되는 나노튜브 고정용 트레이; 상기 나노튜브 고정용 트레이와 직접 또는 간접적으로 결합되는 나노튜브; 상기 바디 케이스 측면에 형성되는 홀더 홀에 인입되는 자외선램프 고정용 홀더; 상기 자외선램프 고정용 홀더에 인입되는 자외선램프; 및 상기 바디 케이스의 타측에 결합되는 리액터 커버;를 포함할 수 있다.
또한, 상기 나노튜브의 양 종단에 결합되며, 상기 나노튜브 고정용 트레이에 인입되는 트레이 삽입용 보스를 포함할 수 있다.
또한, 상기 바디 케이스의 내부에는 살균 패널이 마련되는 것을 더 포함하며, 상기 살균 패널은, 상기 바디 케이스의 내부 상단에 배치된 상기 나노튜브와 상기 바디 케이스의 내부 하단에 배치된 상기 나노 튜브 사이에 배치될 수 있다.
또한, 살균정화 리액터 모듈을 포함하고, 상기 살균정화 리액터 모듈의 상단에 마련되는 자외선 누출 방지 모듈을 포함하며, 상기 자외선 누출 방지 모듈은, 상부와 하부가 개방된 형태를 가지는 흡음 케이스; 및 상기 흡음 케이스의 내부에 마련되며, 상기 흡음 케이스의 높이 방향을 따라서 배치되는 다수개의 허니콤 패널;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 허니콤 패널은, 상기 흡음 케이스의 내부에서 수평방향으로 배치되는 틀 부재; 및 상기 틀 부재가 구획하는 내측 공간에 다수개로 마련되며, 공기가 유동될 수 있는 유로를 제공하는 중공의 허니콤 부재;를 포함하며, 상기 허니콤 부재가 형성하는 유로는 일방향 또는 타방향으로 경사지게 배치될 수 있다.
또한, 상기 다수개의 허니콤 패널에 각각 마련된 상기 허니콤 부재의 구멍 크기는 서로 상이한 것을 포함하며, 적층된 상태를 이루는 상기 다수개의 허니콤 패널 중에서, 최하단에 배치된 허니콤 패널에서부터 최상단에 허니콤 패널을 향해 갈수록 그 각각에 마려된 허니콤 부재의 구멍 크기는 점진적으로 작아질 수 있다.
또한, 상기 다수개의 허니콤 패널은, 공기의 유동 방향을 변경시킬 수 있도록, 서로 상이한 방향으로 경사지게 배치된 상기 허니콤 부재를 구비할 수 있다.
또한, 상기 살균정화 리액터 모듈로 공기를 송풍하는 블로워팬을 포함하는 블로워; 상기 외부로부터 유입된 공기를 필터링하여 상기 블로워로 공급하며, 적어도 2개 이상의 필터로 구성되는 필터모듈; 및 상기 자외선 누출 방지 모듈로부터 공급된 공기를 외부로 송풍하는 송풍모듈;을 포함할 수 있다.
또한, 상기 나노튜브의 표면 에너지를 감소시키기 위해 모재를 세척제가 첨가된 증류수 내에서 초음파로 1차 세척을 진행하며, 증류수 내에서 초음파로 2차 세척을 진행한 이후 건조 공정을 순차적으로 진행하며, 광촉매의 젖음성을 증대시키기 위해 1차 세척, 2차 세척 및 건조 공정이 완료된 모재를 광촉매에 함침 또는 광촉매를 스프레이 형태로 도포한 후 건조 공정을 진행할 수 있다.
또한, 상기 나노튜브는 자외선이 조사되는 부분의 면적을 다른 부분에 비해 상대적으로 넓게 할 수 있다.
또한, 상기 살균정화 리액터 모듈을 구성하는 상기 바디 케이스는 자외선을 반사하는 크롬으로 코팅되며, 상기 자외선 누출 방지 모듈을 구성하는 상기 흡음 케이스는 자외선을 흡수하는 자외선 흡수용 페인트가 코팅될 수 있다.
또한, 공기정화 살균장치에 적용되는 경사방향 허니콤 패널의 제조방법으로서, 알루미늄 포일의 두께를 선정하고, 경사방향 유로를 가지는 허니콤 부재의 크기 및 간격을 설정하는 제1단계; 경화 에폭시 본드를 이용하여 상기 제1단계에서 설정된 허니콤 부재의 규격으로 상기 알루미늄 포일에 프린팅하는 제2단계; 상기 제2단계에서 경화 에폭시 본드가 프린팅된 알루미늄 포일을 다수개로 적층하는 제3단계; 상기 제3단계에서 적층된 알루미늄 포일을 압축기로 열 가압한 후 경화시키는 제4단계; 상기 제4단계에서 경화된 알루미늄 포일을 원하는 규격으로 절단하는 제5단계; 상기 제5단계에서 절단된 알루미늄 포일 쾨(queue)를 90도 회전시키고, 상기 쾨를 좌우측 방향에서 인장하여 경사방향 유로가 형성된 허니컴 패널을 제조하는 제6단계; 및 상기 제6단계에서 제조된 허니컴 패널을 원하는 사이즈로 절단하는 제7단계;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 살균 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치는, 수직방향 또는 수평방향으로 확장이 가능한 살귤정화 리액터 모듈을 이용하므로, 실내 공간의 규모나 설치 장소에 대응하여 다양한 크기 및 형태로 제작될 수 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치는, 살균정화 리액터 모듈의 바디 케이스는 자외선을 반사하도록 처리하며, 상단에 위치하는 자외선 누출 방지 모듈의 바디 케이스는 자외선을 흡수하도록 처리함으로써, 살균정화 리액터 모듈 내에서는 공기 정화 효율을 향상되며, 자외선 누출 방지 모듈 외부로는 자외선이 방출되지 않도록 한다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치는, 살균정화 리액터 모듈을 경유하는 공기의 유동방향을 변경할 수 있는 허니콤 형태의 허니콤 패널을 제공하므로, 공기의 유동에 따른 소음이 외부로 전달되지 않도록 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈의 분리 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노튜브를 보여주는 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈의 상부에 자외선 누출 방지 모듈이 마련된 상태를 보여주는 사시도.
도 5는 도 4에 도시된 자외선 누출 방지 모듈의 구성을 보여주는 분리 사시도.
도 6은 도 5에 도시된 허니콤 패널의 구성을 보여주는 사시도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화 살균장치의 사시도.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈이 다단으로 적층된 상태를 보여주는 사시도.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 코팅의 공정도.
도 10은 살균정화 리액터 모듈의 시험성적서를 보여주는 도면.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 허니콤 패널의 제조방법을 보여주는 순서도.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다.
그러나, 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 살균 패널을 포함하는 살균정화 리액터 모듈 및 이를 내장한 공기정화 살균장치가 상세하게 설명된다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략된다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈의 분리 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나노튜브를 보여주는 도면이고, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈의 상부에 자외선 누출 방지 모듈이 마련된 상태를 보여주는 사시도이고, 도 5는 도 4에 도시된 자외선 누출 방지 모듈의 구성을 보여주는 분리 사시도이고, 도 6은 도 5에 도시된 허니콤 패널의 구성을 보여주는 사시도이고, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화 살균장치의 사시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 리액터 모듈이 다단으로 적층된 상태를 보여주는 사시도이고, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 광촉매 코팅의 공정도이고, 도 10은 살균정화 리액터 모듈의 시험성적서를 보여주는 도면이다.
도 1 및 도 2에는 본 발명의 일실시 예에 따른 살균정화 리액터 모듈이 도시되어 있다. 이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 일실시 예에 따른 살균정화 리액터 모듈(100)에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 1에 도시된 바와 같이, 바디 케이스(102), 나노튜브 고정용 트레이(104), 자외선램프 고정용 홀더(106), 자외선램프(108), 트레이 삽입용 보스(110), 나노튜브(112), 제어 보드(116), 케이블 커넥터, 자외선램프 안정기(114)를 포함할 수 있다. 물론 상술한 구성 이외에 다른 구성이 본 발명에서 제안하는 살균정화 리액터 모듈에 포함될 수 있다. 예컨대, 후술할, 허니콤 패널(320)을 더 포함할 수 있다.
바디 케이스(102)는 부품이 실장 가능하도록 내부가 비어 있으며, 상단과 하단이 개방된 직육면체 형상을 갖는다. 바디 케이스(102)는 본 발명에서 제안하는 살균정화 리액터 모듈(100)을 구성하는 각 구성이 실장되거나 결합된다.
바디 케이스(102)의 내부는 반사용 크롬이 도금되어, 자외선이 외부로 방사되지 않고 내부로 반사된다.
나노튜브 고정용 트레이(104)는 바디 케이스(102)의 내부 상단과 하단에 형성된다. 즉, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 나노튜브 고정용 트레이(104)는 바디 케이스(102)의 내부에서 상단 하단 각각 형성된다. 나노튜브 고정용 트레이(104)는 바디 케이스(102)의 내부 상단의 양측면에 형성되는 동시에 내부 하단의 양측면에 형성된다.
자외선램프 고정용 홀더(106)는 두 개의 나노튜브 고정용 트레이(104) 사이에 위치한 상태에서 바디 케이스에 체결된다. 자외선램프 고정용 홀더(106)의 재질은 고무로 형성되는 것이 바람직하나, 고무 이외에 다른 재질로 구성될 수 있다. 고무 재질로 형성하는 이유는 충격에 의한 파손을 방지하기 위함이다.
바디 케이스(102)에 형성된 홀더 홀에 자외선 램프 고정용 홀더(106)가 인입되며, 자외선램프 고정용 홀더(106)가 인입된 상태에서 자외선램프(108)는 자외선램프 고정용 홀더(106)에 장착될 수 있다.
자외선램프(108)는 자외선 램프 고정용 홀더(106)와 결합된 상태에서 외부로부터 공급되는 전원에 의해 자외선을 방사할 수 있다.
트레이 삽입용 보스(110)는 나노튜브 고정용 트레이(104)에 결합된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 트레이 삽입용 보스(110)는 나노튜브 고정용 트레이(104) 상에소 복수 개가 나열된다. 트레이 삽입용 보스(110)는, 나노튜브 고정용 트레이 (104) 상에서 복수 개가 나열된다. 트레이 삽입용 보스(110)는 나노튜브 고정용 트레이(104) 상에서 고정 결합되는 것이 바람직하나, 착탈 형태로 결합될 수 있다. 부연하여 설명하면, 나노튜브(112)의 양단에 트레이 삽입용 보스(110)가 체결된 상태에서 나노튜브 고정용 트레이(104)에 인입된다.
나노튜브(112)는 트레이 삽입용 보스(110)에 결합된다. 나노튜브(112)는 튜브지름보다 큰 트레이 삽입용 원형 커버를 포함하며, 표면은 허니콤의 구조를 가지며, 공기의 자유로운 이동을 위해 내부는 비어 있다. 나노튜브(112)의 형상에 대해서는 후술하기로 한다. 나노튜브(112)는 외측에 광촉매가 코팅되어 있으며, 코팅된 광촉매에 의해 외부로부터 유입된 공기는 살균된다. 물론 외부로부터 유입된 공기는 나노튜브(112) 뿐만 아니라 자외선 램프에 의해서도 살균, 정화된다.
바디 케이스(102)의 일측은 외부의 공기가 유입되며, 타측은 살균 정화된 공기가 유출된다. 즉, 바디 케이스(102)의 일측은 구동되는 팬에 의해 외부의 공기가 유입되며, 타측은 살균정화된 공기가 외부로 유출된다.
바디 케이스(102)의 전면 패널(118)에는 자외선램프 안정기(114) 및 제어보드(116)가 마련된다. 자외선램프 안정기(114)는 자외선램프(108)의 점등을 제어한다. 그리고, 제어보드(116)는 공기정화 리액터 모듈의 구동을 제어한다.
또한, 도 2에 도시된 바와 같이, 살균정화 리액터 모듈(100)은 수직방향으로 유로를 형성하는 살균패널(119)를 더 포함한다.
상기 살균패널(119)은, 바디 케이스(102)의 내부 상단에 배치된 상기 나노튜브와 바디 케이스(102)의 내부 하단에 배치된 상기 나노튜브 사이에 배치될 수 있다.
살균패널(119)은, 다수개의 육각 구멍을 형성하고 있다. 즉, 허니콤 구조를 가지고 있으며, 바디 케이스(102)의 하단에 배치된 상기 나노튜브를 경유한 공기가 원활이 유동될 수 있도록 육각형 단면을 가지는 수직방향 유로를 형성한다. 또한, 살균패널(119)은 나노튜브를 경유한 공기를 살균할 수 있도록 광촉매 또는 은나노 등으로 코팅되는 것이 바람직하다.
따라서, 바디 케이스(102)로 최초 유입된 공기는 바디 케이스(102)의 내부 하단에 배치된 나노튜브에서 1차적으로 살균 정화되고, 상기 살균 패널(119)에 의해서 2차적으로 살균 정화되고, 또한, 바디 케이스(102)의 내부 상단에 배치된 나노튜브에 의해서 3차적으로 살균 정화될 수 있다.
또한, 상기 살균 패널(119)은 바디 케이스(102)의 내부에서 유동되는 공기에 의한 소음도 저감시킬 수 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 나토튜브를 도시하고 있다.
이하, 도 3을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노튜브에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
나노튜브는 허니콤 구조를 가지며, 광촉매가 도포된다. 또한, 도 3에 도시된 바와 같이 나노튜브는 다양한 길이를 갖도록 제작될 수 있다. 즉, 나노튜브의 일측은 체결 구조를 가지며, 두 개의 나노튜브를 결합하여 나노튜브의 총길이를 연장할 수 있다.
나노튜브는 크롬 등 반사효율이 높은 금속 물질을 코팅하여 반사효율을 높이며, 자외선이 조사되는 부분의 면적을 다른 부분의 면적에 비해 상대적으로 넓게 하여 광촉매 효과를 높인다. 본 발명과 관련하여 광촉매 입자의 크기는 3 내지 10nm이다. 광촉매가 도포된 나노튜브를 제조하는 공정에 대해서는 도 9에서 후술하기로 한다.
도 4 및 도 5에는 본 발명의 일실시 예에 따른 자외선 누출 방지 모듈을 도시하고 있다. 이하 도 3을 이용하여 본 발명이 일실시 예에 따른 자외선 누출 방지 모듈의 구조에 대해 상세하게 알아보기로 한다.
도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 자외선 누출 방지 모듈(300)은, 상부와 하부가 개방된 형태를 가지는 흡음 케이스(310); 및 상기 흡음 케이스(310)의 내부에서 상기 흡음 케이스(310)의 높이 방향을 따라서 배치되며, 경사방향 유로를 형성하는 다수개의 허니콤 패널(320, 320');을 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 자외선 누출 방지 모듈(300)은, 살균정화 리액터 모듈(100)을 경유하여 이동되는 공기에 의해 발생되는 소음을 저감시키고, 더불어,리액터 모듈(100)에서 발생되는 자외선이 외부로 누출되는 것을 차단하는 역할을 한다.
자외선 누출 방지 모듈(300)은, 살균정화 리액터 모듈(100)와 후술할 필터(430, 도8참조) 사이에 배치되며, 상기 살균정화 리액터 모듈(100) 및 필터(430)와 연통 가능하게 연결된다. 즉, 자외선 누출 방지 모듈(300)은 살균정화 리액터 모듈(100)에서 발생되는 소음과 자외선이 외부로 전달되는 것을 차단하는 역할을 한다.
흡음 케이스(310)는 상단과 하단이 개방된 육면체 구조로 형성되며, UVC 흡수용 페인트가 내측면과 외측면에 코팅된다. 흡음 케이스(310) 내측면에 코팅되는 UVC 흡수용 페인트에 의해 리액터 모듈을 구성하는 자외선램프에서 발산되는 자외선이 외부로 발산되는 것을 차단한다. 흡음 케이스(310)의 하단과 상단에는 체결구(미도시)가 마련될 수 있으며, 이 체결구를 매개로 살균정화 리액터 모듈(100)과 결합될 수 있다.
자외선 누출 방지 모듈(300)을 구성하는 허니콤 패널(320, 320')은, 도 5 및 도 6에 도시도니 바와 같이, 흡음 케이스(310)의 내부에서 수평방향으로 배치되는 틀 부재(321); 및 상기 틀 부재(321)가 구획하는 내측 공간에 다수개로 마련되며, 공기가 유동될 수 있는 경사방향 유로를 제공하는 중공의 허니콤 부재(322);를 포함할 수 있다.
틀 부재(321)는, 흡음 케이스(310)의 평면 형태와 동일한 형태를 가진 채 제작될 수 있다. 본 발명의 일 실시예서는 사각형 틀의 형태를 가지는 것으로 도면 상에 도시되어 있으나, 흡음 케이스(310)가 원통의 형태를 가질 경우에는 원형 틀의 형태를 가질 수도 있다.
허니콤 부재(322)는, 틀 부재(321)가 구획하는 내측 공간에 다수개로 패턴화되어 마련될 수 있다.
허니콤 부재(322)는, 살균정화 리액터 모듈(100)을 경유한 공기가 후술할 필터(430)로 전될 될 수 있는 경사방향 유로를 제공한다.
상기와 같이 구성된 허니콤 패널(320, 320')은, 전술한 바와 같이, 흡음 케이스(310)의 내부에서 다수개로 배치될 수 있으며, 본 발명의 일 실시예에서는 두 개의 허니콤 패널(320, 320')이 서로 간격을 두고서 흡음 케이스(310)의 내부에 마련되는 것으로 도시되어 있다. 그러나, 이에 한정되지 않는다. 실내 공간의 규모에 따라서 공기량이 달라지기 때문에 이에 대응하여 흡음 케이스(310)의 크기에 대응하여 허니콤 패널(320, 320')의 크기 및 개수가 달라질 수 있음은 물론이다. 또한, 두 개의 허니콤 패널(320, 320') 사이의 간격은 다양하게 설정될 수 있다. 예컨대, 도 6에는 하부에 배치된 허니콤 패널(320')과 상부에 배치된 허니콤 패널(320) 사이에 공간이 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되지 않고, 하부에 배치된 허니콤 패널(320')과 상부에 배치된 허니콤 패널(320)이 서로 접촉되게 적층될 수도 있다.
마찬가지로, 살균정화 리액터 모듈(100)의 개수도 달라질 수 있다.
또한, 상기 허니콤 패널(320, 320')은, 살균 정화 리액터 모듈(100)을 경유한 공기를 살균할 수 있도록, 광촉매 또는 은나노 등으로 코팅되는 것이 바람직하다.
살균정화 리액터 모듈(100)을 경유하여 흡음 케이스(310)의 내부로 유입된 공기는 다수개의 허니콤 패널(320, 320')을 경유하여 필터(430)로 전달될 수 있다.
즉, 흡음 케이스(310)의 내부로 유입된 공기는 하부에 배치된 허니콤 패널(320')과 상부에 배치된 허니콤 패널(320)을 순차적으로 경유하여 필터(430)로 전달될 수 있다.
이때, 하부에 배치된 허니콤 패널(320')에 마련된 허니콤 부재(322')의 구멍 크기와 상부 허니콤 패널(320)에 마련된 허니콤 부재(322)의 구멍 크기는 서로 상이할 수 있다. 다시 말해, 소정 간격을 두고 적층된 상태를 이루는 다수개의 허니콤 패널(320. 320') 중에서, 최하단에 배치된 허니콤 패널(320')에서부터 최상단에 배치된 허니콤 패널(320)을 향해 갈수록 그 각각에 마련된 허니콤 부재(322, 322')의 구멍 크기는 점진적으로 작아질 수 있다.
따라서, 흡음 캐이스(310)로 유입된 공기는 다수개의 허니콤 패널(320, 320')에 마련된 허니콤 부재(322, 322')의 구멍 크기에 의하여 유속이 증가된 채 필터(430)로 전달될 수 있다. 또한, 공기의 유동을 변경시킴으로써 공기의 유동에 따른 소음을 효과적으로 감쇄시킬 수 있다.
또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 흡음 케이스(310)의 내부로 유입된 공기가 웨이브(Wave)의 형태를 가진 채 흐를 수 있도록, 상기 허니콤 부재(322)는 일방향 또는 타방향으로 경사지게 배치되는 것이 바람직하다. 즉, 허니콤 부재(322)를 구성하는 둘레면부(322a) 가 일방향 또는 타방향으로 경사지게 배치되는 것이 바람직하다.
다시 말해, 상부에 배치된 허니콤 패널(320)의 유로는 일방향으로 경사지게 배치되고, 하부에 배치된 허니콤 패널(320')의 유로는 타방향으로 경사지게 배치될 수 있다. 이때, 허니콤 패널(320, 320')의 유로 경사각도는 30도~45도가 되게끔 설정될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 흡음 케이스(310)의 내부로 유입된 공기의 유동방향, 또는, 자외선을 지그재그 방향으로 변경시키기 위해서는, 다수개의 허니콤 패널(320, 320')에 각각 마련된 허니콤 부재(321)의 경사방향을 상이하게 설정할 수 있다. 예컨대, 다수개의 허니콤 패널(320, 320') 중에서 하부에 배치된 허니콤 패널(320')에 마련된 허니콤 부재(321)의 둘레면부(321a)는 타측으로 경사지게 형성하고, 최상단의 허니콤 패널(320)에 마련된 허니콤 부재(321)의 둘레면부(321a)는 일측으로 경사지게 하여 흡음 케이스(310)의 내부로 유입된 공기 및 자외선의 유동방향이 지그재그 방향으로 변경되도록 설정할 수 있다.
위와 같이, 허니콤 패널(320, 320')에 형성된 유로를 각각 상이한 방향으로 경사지게 형성하면, 공기의 유동방향을 변경하여 소음을 줄일 수 있을 뿐만 아니라, 살균 정화 리액터 모듈(100)에서 발생되는 자외선을 굴절시켜 외부로 누출되는 것을 효과적으로 차단할 수 있다. 또한, 공지의 코안다 효과(Coanda effect)를 발생시킬 수도 있다.
특히, 한 쌍의 허니콤 패널(320, 320')에 형성된 허니콤 부재(321)는 경사방향으로 배치되어 있고, 그 육각형 구멍도 상이한 크기를 가지기 때문에, 살균정화 리액터 모듈(100)에서 발생되는 자외선이 흡음 케이스(10)의 내부에 마련된 다수개의 허니콤 패널(320, 320')에 의하여 효과적으로 차단될 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 경사방향 유로를 형성하는 본 발명의 일 실시예에 따른 허니콤 패널(320. 320')은, 알루미늄 포일의 두께를 선정하고, 경사방향 유로를 가지는 허니콤 부재(322)의 크기 및 간격을 설정하는 제1단계; 경화 에폭시 본드를 이용하여 상기 제1단계에서 설정된 허니콤 부재(322)의 규격으로 상기 알루미늄 포일에 프린팅하는 제2단계; 상기 제2단계에서 경화 에폭시 본드가 프린팅된 알루미늄 포일을 다수개로 적층하는 제3단계; 상기 제3단계에서 적층된 알루미늄 포일을 압축기로 열 가압한 후 경화시키는 제4단계; 상기 제4단계에서 경화된 알루미늄 포일을 원하는 규격으로 절단하는 제5단계; 상기 제5단계에서 절단된 알루미늄 포일 쾨(queue)를 90도 회전시키고, 상기 쾨를 좌우측 방향에서 인장하여 경사방향 유로가 형성된 허니컴 패널(320, 320')을 제조하는 제6단계; 및 상기 제6단계에서 제조된 허니컴 패널(320. 320')을 원하는 사이즈로 절단하는 제7단계;를 포함할 수 있다.
상기와 같은 제조공정으로 제작된 허니콤 패널(320, 320')은, 자외선 누출 방지 모듈(300) 또는 살균정화 리액터 모듈(100)의 전체적인 크기를 줄일 수 있다. 왜냐하면, 공기의 유동방향이나 자외선의 조사 방향을 변경시키기 위하여 경사지게 배치될 필요성이 없기 때문이다. 즉, 자외선 누출 방지 모듈(300)의 내부에 수평방향으로 배치되어도 공기의 유동방향이나 자외선의 조사방향을 변경시킬 수 있기 때문에, 장치의 전체적인 크기를 줄일 수 있다.
도 7에는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화 살균장치(400)가 도시되어 있다. 이하, 도 7을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화 살균장치(400)의 구조가 상세히 설명된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화 살균장치(400)는, 스탠드 타입이라 할 수 있으며, 공기를 정화 및 살균하기 위한 각종 구성들이 적층 결합된 상태로 서로 연통 가능하게 배치될 수 있다.
공기정화 살균장치(400)는, 하단에서부터 필터모듈(410), 블로워(420), 살균정화 리액터 모듈(100), 자외선 누출 방지 모듈(300), 필터(430), 송풍모듈(440) 및 디스플레이(450)를 포함할 수 있다.
필터모듈(410)은 프리필터, 카본필터, 미디엄 필터 및 HEPA(헤파)필터로 구성된다. 본 발명에서는 4개의 필터를 이용하여 외부로부터 유입되는 공기에 포함된 이물질 등 미세먼지, 세균 등을 필터링한다. 본 발명은 4개의 필터로 구성되는 필터모듈(410)을 제안하고 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제작자의 제작 의도에 따라 필터모듈(410)을 구성하는 필터의 개수 및 종류는 달라질 수 있다.
블로워(420)는 헤파 필터에서 유입되는 공기의 압력강하를 보완할 수 있도록 고압력/고풍량의 블로워팬을 적용한다. 블로워(420)는 필터모듈(410)에서 유입되는 공기를 살균정화 리액터 모듈(100)로 공급한다.
살균정화 리액터 모듈(100)은 공기정화 살균장치(400)의 크기에 따라 복수개로 적층될 수 있다. 즉, 공기정화 살균장치(400)는 크기에 따라 적어도 하나의 살균정화 리액터 모듈(100)을 포함한다. 부연하여 설명하면, 사이즈가 작은 공기정화 살균장치(400)는 하나의 살균정화 리액터 모듈(100)을 포함하는 반면, 상대적으로 사이즈가 큰 공기정화 살균장치(400)는 적어도 2개의 살균정화 리액터 모듈(100)을 포함할 수 있다. 참고로, 도 8에는 3개의 살균정화 리액터 모듈(100)이 적층된 상태가 도시되어 있다. 이와 같이 본 발명은 적층 구조를 갖는 살균정화 리액터 모듈(100) 설치되고자 하는 장소의 규모나 정화 및 살균하고자 하는 공기량에 대응하여 다양한 개수로 적층 마련할 수 있는 장점이 있다. 예컨대, 도 4에는 2개의 살균정화 리액터 모듈(100)이 적층된 상태가 도시되어 있고, 도 8에는 3개의 살균정화 리액터 모듈(100)이 적층된 상태가 도시되어 있다.
자외선 누출 방지 모듈(300)은 살균정화 리액터 모듈(100)의 상단에 적층되며, 내부의 소음이 외부로 전다로디는 것을 차단할 수 있다. 자외선 누출 방지 모듈(300)에 대한 구성 설명은 앞에서 설명되었기에 이하에서는 그 구체적인 구성 설명이 생략된다.
필터(430)는 자외선 누출 방지 모듈(300)의 상단에 적층되며, 자외선 누출 방지 모듈을 통해 송출되는 공기를 다시 필터링한다. 필터(430)는 우레탄 카본 필터 등 다양한 종류 중 적어도 어느 하나로 구성될 수 있다.
송풍모듈(440)은 필터의 상단에 위치하며, 필터에서 필터링된 공기를 외부로 송출한다. 본 발명과 관련하여 송풍모듈(440)은 4방향으로 송풍이 가능하도록 설계될 수 있으며, 필요한 경우 사용자가 원하는 방향으로만 송풍되도록 설계될 수 있다.
디스플레이(450)는 스탠드형 공기정화살균장치의 동작 상태 또는 실내의 공기질 상태를 표시한다. 이외에도 디스플레이(450)는 다양한 정보를 표시할수 있다.
이외에도 공기정화 살균장치(400)는 센서를 포함하며, 센서는 초미세먼지 등을 탐지하며, 센서에서 탐지한 초미세먼지 등에 의한 공기 오염 정도에 따라 공기정화 살균장치(400)가 구동되거나, 디스플레이에 경고메시지를 표시한다. 물론 스탠드형 공기정화살균장치는 디스플레이 이외에 다른 수단을 이용하여 필요한 정보를 출력할 수 있다.
참고로, 도 10에는 본 발명의 일 실시예에 따른 살균정화 리액터 모듈(100)의 성능 시험 결과표가 나타나 있다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 출원인은, 부유미생물 저감의 정도를 파악하는 테스트를 진행하였으며, 테스트 방식은 아래와 같다.
먼저, 챔버(8㎥) 내부에 살균정화 리액터 모듈(100)을 배치한 후, 챔버의 내부에 시험균주를 분사시키고, 분사 직후 초기 부유 세균 농도를 확인하였다. 그리고, 본 발명의 일 실시예에 따른 살균정화 리액터 모듈(100)을 가동 후 세균 농도를 확인하였다.
초기 부유 세균 농도와 살균정화 리액터 모듈(100)을 가동 후 세균 농도를 비교해본 결과, 도 10에 도시된 바와 같이, 세균이 99.9퍼센트로 감소된 것을 확인할 수 있다.
따라서, 살균정화 리액터 모듈(100)을 포함하는 본 발명의 공기정화 살균장치(100)는 공기에 포함된 균을 높은 감소율로 줄여 실내 공기의 질을 향상시킬 수 있다.
도 9에는 본 발명의 일 실시예에 따른 나노튜브 광촉매 코팅의 공정을 보여주는 공정도이다. 이하, 도 9를 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 나노튜브 광촉매 코팅 공정이 구체적으로 설명된다.
나노튜브의 광촉매 효율을 증대시키기 위해서는 모재의 표면에너지(Surface energy)를 감소시키는 동시에 광촉매의 퍼짐성(젖음성, Wettability)을 증대시키는 공정이 요구된다.
모재의 표면에너지를 감소시키기는 공정은 모재(Basic Material)를 1차 세척한다. 즉, 1차 세척은 세척제를 첨가한 상태에서 초음파를 이용하여 모재를 세척한다.
1차 세척 이후 모재는 2차 세척된다. 2차 세척은 1차 세척과 달리 순수 증류수 상태에서 초음파를 이용하여 모재를 세척한다. 이와 같이 본 발명은 모재를 상이한 환경에서 적어도 2회 세척한다.
세척과정이 진행된 모재는 전기 건조 공정을 수행한다. 전기 건조는 100~120℃에서 60분간 건조한다. 이후 나노튜브의 광촉매 퍼짐성을 증대시키는 방안에 대해 알아보기로 한다.
광촉매의 퍼짐성을 증대시키는 방안은 세척 및 건조 공정을 진행한 모재에 광촉매에 함침 또는 광촉매를 스프레이 형태로 도포한다. 광촉매의 입도크기는 36 내지 10nm가 바람직하다. 이후 영계수(Young's modulus)를 측정한다. 접촉각이 10도 이하가 되도록 한다. 모재의 표면에너지가 적은 상태에서 광촉매는 얇고 균일하게 모재에 도포된다. 이후 광촉매가 코팅된 모재는 전기 건조되며, 전기 건조는 120℃에서 60분간 진행된다.
본 발명은 도면에 도시된 일실시 예를 참고로 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다.
본 발명은 다양한 산업분야에 공기정화 살균장치로 적용되어 판매될 수 있다.

Claims (12)

  1. 내부가 비워 있으며, 일측으로부터 공기가 유입되는 바디 케이스;
    상기 바디 케이스 내부의 상단과 하단에 각각 마련되는 나노튜브 고정용 트레이;
    상기 나노튜브 고정용 트레이와 직접 또는 간접적으로 결합되는 나노튜브;
    상기 바디 케이스 측면에 형성되는 홀더 홀에 인입되는 자외선램프 고정용 홀더;
    상기 자외선램프 고정용 홀더에 인입되는 자외선램프; 및
    상기 바디 케이스의 타측에 결합되는 리액터 커버;를 포함하는 것을 특징으로 하는 살균정화 리액터 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 나노튜브의 양 종단에 결합되며, 상기 나노튜브 고정용 트레이에 인입되는 트레이 삽입용 보스를 포함하는 것을 특징으로 하는 살균정화 리액터 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 바디 케이스의 내부에는 살균 패널이 마련되는 것을 더 포함하며,
    상기 살균 패널은, 상기 바디 케이스의 내부 상단에 배치된 상기 나노튜브와 상기 바디 케이스의 내부 하단에 배치된 상기 나노 튜브 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 살균정화 리액터 모듈.
  4. 제 2 항의 살균정화 리액터 모듈을 포함하고,
    상기 살균정화 리액터 모듈의 상단에 마련되는 자외선 누출 방지 모듈을 포함하며,
    상기 자외선 누출 방지 모듈은,
    상부와 하부가 개방된 형태를 가지는 흡음 케이스; 및
    상기 흡음 케이스의 내부에 마련되며, 상기 흡음 케이스의 높이 방향을 따라서 배치되는 다수개의 허니콤 패널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  5. 제 4 항에 있어서,
    상기 허니콤 패널은,
    상기 흡음 케이스의 내부에서 수평방향으로 배치되는 틀 부재; 및
    상기 틀 부재가 구획하는 내측 공간에 다수개로 마련되며, 공기가 유동될 수 있는 유로를 제공하는 중공의 허니콤 부재;를 포함하며,
    상기 허니콤 부재가 형성하는 유로는 일방향 또는 타방향으로 경사지게 배치되는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 다수개의 허니콤 패널에 각각 마련된 상기 허니콤 부재의 구멍 크기는 서로 상이한 것을 포함하며,
    적층된 상태를 이루는 상기 다수개의 허니콤 패널 중에서, 최하단에 배치된 허니콤 패널에서부터 최상단에 허니콤 패널을 향해 갈수록 그 각각에 마련된 허니콤 부재의 구멍 크기는 점진적으로 작아지는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다수개의 허니콤 패널은, 공기의 유동 방향을 변경시킬 수 있도록, 서로 상이한 방향으로 경사지게 배치된 상기 허니콤 부재를 구비하는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 살균정화 리액터 모듈로 공기를 송풍하는 블로워팬을 포함하는 블로워;
    외부로부터 유입된 공기를 필터링하여 상기 블로워로 공급하며, 적어도 2개 이상의 필터로 구성되는 필터모듈; 및
    상기 자외선 누출 방지 모듈로부터 공급된 공기를 외부로 송풍하는 송풍모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 나노튜브의 표면 에너지를 감소시키기 위해 모재를 세척제가 첨가된 증류수 내에서 초음파로 1차 세척을 진행하며, 증류수 내에서 초음파로 2차 세척을 진행한 이후 건조 공정을 순차적으로 진행하며,
    광촉매의 젖음성을 증대시키기 위해 1차 세척, 2차 세척 및 건조 공정이 완료된 모재를 광촉매에 함침 또는 광촉매를 스프레이 형태로 도포한 후 건조 공정을 진행하는 것을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 나노튜브는 자외선이 조사되는 부분의 면적을 다른 부분에 비해 상대적으로 넓게 함을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  11. 제 9 항에 있어서,
    상기 살균정화 리액터 모듈을 구성하는 상기 바디 케이스는 자외선을 반사하는 크롬으로 코팅되며,
    상기 자외선 누출 방지 모듈을 구성하는 상기 흡음 케이스는 자외선을 흡수하는 자외선 흡수용 페인트가 코팅됨을 특징으로 하는 공기정화 살균장치.
  12. 제 4 항 내지 제 10 항에 따른 공기정화 살균장치에 적용되는 허니콤 패널의 제조방법으로서,
    알루미늄 포일의 두께를 선정하고, 경사방향 유로를 가지는 허니콤 부재의 크기 및 간격을 설정하는 제1단계;
    경화 에폭시 본드를 이용하여 상기 제1단계에서 설정된 허니콤 부재의 규격으로 상기 알루미늄 포일에 프린팅하는 제2단계;
    상기 제2단계에서 경화 에폭시 본드가 프린팅된 알루미늄 포일을 다수개로 적층하는 제3단계;
    상기 제3단계에서 적층된 알루미늄 포일을 압축기로 열 가압한 후 경화시키는 제4단계;
    상기 제4단계에서 경화된 알루미늄 포일을 원하는 규격으로 절단하는 제5단계;
    상기 제5단계에서 절단된 알루미늄 포일 쾨(queue)를 90도 회전시키고, 상기 쾨를 좌우측 방향에서 인장하여 경사방향 유로가 형성된 허니컴 패널을 제조하는 제6단계; 및
    상기 제6단계에서 제조된 허니컴 패널을 원하는 사이즈로 절단하는 제7단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 허니콤 패널의 제조방법.
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