KR100531080B1 - 가습 및 공기정화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 가습 및 공기정화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염된 물에서 오염물질을 산화시켜 분해하는 고도산화공정을 이용하여 공기를 정화함과 동시에 공기에 수분을 공급하는 장치에 관한 것이다.

본 발명에 따른 가습 및 공기정화시스템은 오염공기를 여과시키고 수분을 공급하기 위한 가습필터와;

상기 가습필터에 OH라디칼이 용해된 수용액을 공급하는 OH라디칼 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

가습 및 공기정화시스템 {HUMIDIFYING AND AIR PURIFYING SYSTEM}

본 발명은 가습 및 공기정화시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 오염된 물에서 오염물질을 산화시켜 분해하는 고도산화공정을 이용하여 공기를 정화함과 동시에 공기에 수분을 공급하는 장치에 관한 것이다.

공기정화기는 실내의 먼지 및 분진이나 냄새를 제거하고 실내의 공기를 깨끗하게 해주는 장치로서 일반적으로 건식형과 습식형으로 분류된다.

건식형 공기정화기는 활성탄과 같은 물질을 이용하여 공기중의 오염가스를 흡착시켜 제거하는 필터식과, 코로나 방전을 이용한 전기집진식, 음이온을 이용한 방식 등이 있으며, 습식형 공기정화기는 오염공기에 물을 분사하여 오염가스를 제거하는 방식이다.

건식형 공기정화기 중 필터식의 경우는 잦은 필터의 교체로 인한 사용상의 불편이 있으며, 전기집진식의 경우는 질소산화물이 발생되는 문제가 있다. 또한, 습식형의 경우는 주로 화학공장과 같은 대형 청정시스템에 주로 사용되는 것으로 물분사에 따른 소음이나 물 순환을 위한 펌프 사용에 따른 소비전력이 큰 문제점이 있다.

그리고 이러한 공기정화기는 일반적으로 가습 기능을 갖지 않기 때문에 실내공기에 수분을 공급하기 위하여는 별도의 가습기를 설치해야 하는 불편한 점이 있다.

본 발명은 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 잦은 필터의 교체를 요구하지 않아 사용이 편리하며, 질소산화물 등의 유해가스가 발생하지 않는 가습 및 공기정화시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 물을 사용하는 공기정화시스템에 있어서 소음이 적고 물의 오염을 방지할 수 있는 가습 및 공기정화시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 공기정화 기능과 함께 가습기능을 동시에 구현할 수 있는 가습 및 공기정화시스템을 제공하는 것을 또 다른 목적으로 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 가습 및 공기정화시스템은 오염공기를 여과시키고 수분을 공급하기 위한 가습필터와;

상기 가습필터에 OH라디칼이 용해된 수용액을 공급하는 OH라디칼 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 OH라디칼 공급장치는 물이 채워지는 수조와; 상기 수조에 오존을 공급하기 위한 오존발생장치와; 오존이 용해된 물에 자외선을 조사하여 OH라디칼을 생성하기 위한 자외선램프를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 OH라디칼 공급장치는 상기 수조로부터 상기 가습필터에 OH라디칼 수용액을 공급하기 위한 급수배관과, 상기 급수배관의 개폐를 조절하기 위한 개폐조절밸브와, 상기 급수배관을 지나는 OH라디칼 수용액의 유량을 일정하게 유지하기 위한 정유량밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가습필터는 제올라이트와 페이퍼를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가습필터의 하부에는 과잉공급된 OH라디칼 수용액이 저장되는 받침대와, 상기 받침대에 고인 OH라디칼 수용액을 배수하기 위한 배수배관이 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 가습 및 공기정화시스템은 오염된 공기가 가습필터에 여과되도록 유동력을 발생시키는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

이하에서는 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가습 및 공기정화시스템을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명에 따른 가습 및 공기정화시스템은 도1에 도시한 바와 같이, 공기중의 오염물질을 걸러냄과 동시에 수분을 공급하는 가습필터(10)와, 이 가습필터(10)에 OH라티칼이 용해된 수용액을 공급하는 OH라디칼 공급장치(20)와, 먼지, 분진, 세균, 유기물질 등의 오염가스를 포함하는 공기가 가습필터(10)를 통과할 수 있도록 유동력을 발생시키는 팬(40)을 구비한다.

가습필터(10)는 공기 중의 오염물질을 걸러내는 일종의 필터 역할을 하는 장치로서, 페이퍼와 제올라이트를 혼합한 복합물이다. 제올라이트는 규산질의 이온교환성을 지닌 물질로서, 합성제올라이트는 그 골격구조의 공공의 크기에 따라 크기가 다른 분자를 선택적으로 흡착하는 흡착제로 많이 사용되고 있는데, 이 가습필터(10)에 사용되는 제올라이트로는 물분자에 대한 흡착력이 뛰어난 제올라이트A가 사용된다. 페이퍼 역시 물을 흡수하는 성질을 이용하기 위해 사용된다. OH라디칼 공급장치(20)로부터 공급된 OH라디칼 수용액은 제올라이트와 페이퍼에 의해 흡수되면서 가습필터(10)에 고르게 퍼지게 된다. 먼지, 분진, 유지물질 및 세균 등의 오염물질은 이 가습필터(10)에 의해 걸러지게 된다. 이 가습필터(10)는 공기가 통과할 수 있도록 다공성의 판재로 제조하는 것이 바람직하다.

OH라이칼 공급장치는 이 가습필터(10)에 OH라이칼과 산소가 용해된 수용액을 공급하기 위한 장치로서, 물이 채워진 수조(21)와, 상기 수조(21)에 오존(O₃)을 공급하기 위한 오존발생기(22)와, 오존이 용해된 수조(21)에서 OH라디칼을 생성하기 위한 자외선램프(23)와, OH라디칼 수용액을 가습필터(10)에 공급하기 위한 급수배관(24)을 구비한다.

오존이 용해된 물에 자외선을 조사하면 오존과 물분자가 반응하여 OH라디칼을 생성한다. OH라디칼은 강한 산화력을 갖고 있어서 가습필터(10)에 걸러진 오염물질을 분해하게 된다.

이를 좀더 상세히 설명하면 다음과 같다. 이론적으로 오존(O₃)은 모든 유기물을 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 완전히 분해하여야 하지만, 실제 대다수의 유기물과 반응이 느리거나 혹은 전혀 반응하지 않는 것이 일반적이라 할 수 있다. 이와 같은 오존의 단점을 보완하기 위하여 오존과 산화제 등을 동시에 반응시켜 OH라디칼 생성을 가속화 하여 유기물질들을 처리하는 기술을 고도산화공정(Advanced Oxidation Processes, AOP)이라 한다. 고도산화공정의 종류로는 O₃/high PH 법, UV/ O₃법, H₂O₂/ O₃법 등이 알려져 있다.

고도산화공정은 일반적으로 폐수의 오염가스처리기술에 적용되어 왔던 것으로 본 발명은 이를 공기정화에 적용한 것이다. 그 중에서도 특히 UV/O₃법을 적용한 것으로 오존과 자외선의 상호반응에 의해 생성된 OH라이칼을 이용하여 미생물을 살균하고 각종 유기물질을 이산화탄소(CO₂)와 물(H₂O)로 산화, 분해시키는 것이다. 이를 화학반응으로 나타내면 다음과 같다.

O₃ + H₂O + (UV) →2OH^- + O₂ : OH라디칼 생성

OH^- + VOC (Volatile Organic Compound, 휘발성 유기화합물) →CO₂ + H₂O : 유기물질분해

OH^- + 미생물 →사멸 : 미생물 살균

오존발생기(22)는 수조(21) 내의 물에 오존을 공급하기 위한 장치로, 무성방전법, 전해법, 광화학반응법, 고주파전해법, 방사선조사법 등 여러 가지 원리를 이용한 오존 발생기가 알려져 있으며, 본 발명에 따른 가습 및 공기정화시스템 역시 이러한 통상의 오존발생기(22)를 사용한다.

오존발생기(22)에 의해 수조(21)에 오존을 공급하고, 이 물에 자외선을 조사하면, OH라디칼과 함께 소량의 산소가 발생한다. OH라디칼과 산소를 포함하고 있는 수용액은 급수배관(24)을 통해 가습필터(10)에 공급된다. 급수배관(24)에는 배관의 개폐조절을 위한 솔레노이드밸브(25)와, 급수배관(24)을 흐르는 수용액의 유량을 일정하게 하기 위한 정유량밸브(26)가 마련되고, 그 단부에는 가습필터(10)에 골고루 분사될 수 있도록 노즐(27)이 마련된다.

가습필터(10)의 하부에는 과잉 공급된 OH라디칼 수용액이 흘러내리지 않도록 받쳐주는 받침대(30)와, 상기 받침대(30)의 용액을 배수하기 위한 배수배관(31)이 구비된다.

팬(40)을 가동하게 되면 오염된 공기가 흡입되어 가습필터(10)를 지나게 된다. 이때 공기 중의 먼지, 분진, 세균, 유기물질 등의 오염물질들은 가습필터(10)표면에 달라붙게 된다. 이 오염물질들은 가습필터(10)표층에 분포하는 OH라디칼에 의해 산화된다.

정화된 공기는 다시 실내로 공급되며 이때 가습필터(10)에 분포하던 물분자들이 기화하면서 공기 중에 수분을 공급하게 되고, OH라디칼과 함께 공급되었던 산소 분자들도 공기 중으로 공급된다.

이상에서 상세히 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 가습 및 공기정화시스템은 가습필터에 달라붙은 오염물질을 OH라디칼에 의해 산화, 분해 시키기 때문에 종래의 흡착식 필터와 같은 별도의 필터가 요구되지 않아, 필터 사용에 따르던 불편을 해소할 수 있는 효과가 있다.

또한, 공기 중에 물을 분사하여 오염물질을 제거하는 방식이 아니므로 종래의 습식형 공기정화기에 비하여 소음이 적고, OH라디칼에 의해 오염물질을 산화, 분해 시키므로 사용하는 물의 오염을 방지할 수 있는 효과가 있다.

또한, 가습필터에 흡수되는 OH라디칼 수용액의 물분자가 기화하면서 공기 중에 수분을 공급하게 되므로 별도의 가습기 없이도 공기 중에 수분을 공급할 수 있는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 바람직한 일 실시예에 따른 가습 및 공기정화시스템을 도시한 개략도.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10: 가습필터 20: OH라디칼 공급장치

21: 수조 22: 오존발생기

23: 자외선램프 24: 급수배관

25: 솔레노이드밸브 26: 정유량밸브

30: 받침대 31: 배수배관

40: 팬

Claims (6)

1. 오염공기를 여과시키고 수분을 공급하기 위한 가습필터와;

   상기 가습필터에 OH라디칼이 용해된 수용액을 공급하는 OH라디칼 공급장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 공기정화시스템.
2. 제1항에 있어서,

   상기 OH라디칼 공급장치는 물이 채워지는 수조와; 상기 수조에 오존을 공급하기 위한 오존발생장치와; 오존이 용해된 물에 자외선을 조사하여 OH라디칼을 생성하기 위한 자외선램프를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 공기정화시스템.
3. 제2항에 있어서,

   상기 OH라디칼 공급장치는 상기 수조로부터 상기 가습필터에 OH라디칼 수용액을 공급하기 위한 급수배관과, 상기 급수배관의 개폐를 조절하기 위한 개폐조절밸브와, 상기 급수배관을 지나는 OH라디칼 수용액의 유량을 일정하게 유지하기 위한 정유량밸브를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 공기정화시스템.
4. 제2항에 있어서,

   상기 가습필터는 제올라이트와 페이퍼를 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 공기정화시스템.
5. 제4항에 있어서,

   상기 가습필터의 하부에는 과잉공급된 OH라디칼 수용액이 저장되는 받침대와, 상기 받침대에 고인 OH라디칼 수용액을 배수하기 위한 배수배관이 구비된 것을 특징으로 하는 가습 및 공기정화시스템.
6. 제5항에 있어서,

   상기 가습 및 공기정화시스템은 오염된 공기가 가습필터에 여과되도록 유동력을 발생시키는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 가습 및 공기정화시스템.