KR101993636B1 - 공기 정화 및 탈취장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 정화 및 탈취장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프라즈마 발생기를 제공되는 라디칼, 음이온, 오존과 오염공기의 반응이 제1,2반응조에서 순차적으로 이루어진 후 수처리조를 통과하면서 오염된 공기의 정화 및 탈취가 효율적이면서 연속적으로 제공되도록 한 공기 정화 및 탈취장치를 제공코자 하는 것이다.
즉, 본 발명은 플라즈마 발생기가 내장 설치되며, 오염공기가 공급되는 오염공기 공급관이 배관되며 상측으로 삿갓형의 유도부 상측으로 배출관이 구비된 제1반응조와; 제1반응조의 배출관과 흡입구가 연결되며 내부에 유도격벽이 구비된 제2반응조와; 상기 제2반응조의 배출구와 연결되며, 내부에 구비된 안개발생수단에서 제공된 안개와 반응한 상태로 대기배출구를 통해서 정화 공기를 배출하는 수처리조를 포함하는 것이다.

Description

공기 정화 및 탈취장치{Air cleaning and deodorizing device}
본 발명은 공기 정화 및 탈취장치에 관한 것으로서, 보다 구체적으로는 프라즈마 발생기를 제공되는 라디칼, 음이온, 오존과 오염공기의 반응이 제1,2반응조에서 순차적으로 이루어진 후 수처리조를 통과하면서 오염된 공기의 정화 및 탈취가 효율적이면서 연속적으로 제공되도록 한 공기 정화 및 탈취장치를 제공코자 하는 것이다.
사람에게 불쾌감을 주는 냄새로 유화수소·염소가스 등의 무기화합물, 지방산·아민 등을 포함한 질소화합물, 메르캅탄 등이 포함되어 있는 화합물 등의 유기화합물등에 의해 악취가 발생하게 된다.
특히 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Compounds, V.O.C)는 증기압이 높아 대기 중으로 쉽게 증발되는 액체 또는 기체상 유기화합물의 총칭으로, 대기 중에서 광화학반응을 일으켜 오존 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 물질이며, 휘발성 유기화합물은 대기오염뿐만 아니라 발암성 물질이며, 지구온난화의 원인물질이므로 국가마다 배출을 줄이기 위해 정책적으로 관리하고 있으며, 대표적으로는 벤젠, 아세틸렌, 휘발유 등을 비롯하여 산업체에서 사용되는 용매등 다양하다.
이러한, 휘발성 유기화합물은 대기 중에서 질소산화물과 공존하면 햇빛의 작용으로 광화학반응을 일으켜 오존 및 팬(PAN:퍼옥시아세틸 나이트레이트) 등 광화학 산화성 물질을 생성시켜 광화학 스모그를 유발하는 물질을 통틀어 일컫는 것이며, 대기오염물질이며 발암성을 지닌 독성 화학물질로서 광화학산화물의 전구물질이기도 하다. 또한, 지구온난화의 원인물질이며 악취를 일으키기도 한다.
근자에는 상기와 같은 악취를 해결하기 위해 다양한 기술들이 제안되고 있으며, 최근에 각광받고 있는 플라즈마 공법을 사용하여 악취를 제거하는 탈취 장치가 상용화되어 있다.
대표적인 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1224060호(2013.01.21.)호의 플라즈마 탈취장치가 제안되고 있으며, 그 구성은 전자 공진에 의해 전자기파를 발생시키는 전자기파 발생부와, 상기 전자기파 발생부를 통해 출력되는 전자기파가 방전관에 집중되고 상기 방전관의 일측에 형성된 인입공을 통해 악취와 공기가 공급되는 반응부와, 상기 반응부 하부에 설치되되, 구동부를 통해 제1접지와 제2접지가 반응부 내부로 인입되면서 접촉하여 전자기파에 스파크를 일으켜 플라즈마를 생성시키고 구동부를 통해 반응부 외부로 인출되도록 한 점화부로 이루어진 것이다.
그러나 상기한 구성은 1개의 반응부만 구비되어 있어 반응 효율성을 높이기 어려운 구성이다.
다른 예로는 대한민국 등록특허공보(B1)10-1623339호(2016.05.24.)의 플라즈마 탈취 시스템을 제공하고 있으며, 그 구성은 악취 포함 기체가 내측으로 유입되는 제 1 챔버; 상기 제 1 챔버의 내측에 설치되고, 둘레를 따라 다수로 형성되는 제 1 유입구가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 형성됨으로써 상기 제 1 유입구를 통해 유입되는 악취 포함 기체가 와류를 형성하도록 하는 제 1 튜브; 상기 제 1 튜브에 연결되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 내측으로 공급되고, 분사노즐에 의해 내측으로 분사되는 산소와 수소를 점화플러그의 점화에 의해 플라즈마가 형성되도록 하여 기체에 포함된 악취를 제거하는 플라즈마토치부; 상기 플라즈마토치부에 연결되고, 상기 플라즈마토치부가 연결되는 측의 둘레를 따라 제 2 유입구가 다수로 형성되며, 상기 플라즈마에 의해 악취가 제거된 기체를 외부로 배출시키는 제 2 튜브; 상기 제 2 튜브의 외측에 마련되고, 둘레를 따라 다수로 연결되는 유입파이프가 내측공간에 대하여 접선 방향으로 연결됨으로써, 상기 유입파이프를 통해 유입되어 와류를 형성하는 악취 포함 기체가 상기 제 2 유입구를 통해 상기 제 2 튜브의 내측에서도 와류를 형성하면서 상기 플라즈마에 의해 악취가 제거된 상태로 배출되도록 하는 제 2 챔버; 를 포함하도록 한 것이다.
이 또한 제 1 챔버를 통해서 유입되는 오염공기가 제 2 챔버 내에서 생성되는 플라즈마와 반응한 후 대기로 배출되는 구성으로 기능성을 높이는데 어려움이 있었다.
KR 101224060 B1 2013.01.21. KR 101623339 B1 2016.05.24.
이에 본 발명자는 종래 플라즈마 발생기를 이용하는 공기 정화 및 탈취장치에서의 반응에 따른 제반 문제점을 일소코자 본 발명을 연구 개발한 것이다.
즉, 본 발명에서는 플라즈마 발생기가 내장되어 있는 제1반응조와 제1반응조와 연결되어 있는 제2반응조를 통과하면서 플라즈마 발생기에서 제공되는 라디칼, 음이온, 오존이 오염공기와 효과적으로 접촉되도록 하였으며, 또한 제1반응조와 제2반응조 및 수처리조로 이동하는 공기 흐름이 복수의 송풍팬등에 의해 항상 정압으로 제공되도록 하여 연속적이면서 효율적인 오염공기 처리가 이루어지게 하였으며, 또한 플라즈마 발생기로 오염되지 않은 대기 또는 산소가 제공되게 함으로 해서 플라즈마 발생기의 고장 원인 해소와 함께 성능 저하의 문제점을 해소토록 한 공기 정화 및 탈취장치를 제공함에 발명의 기술적 과제를 두고 본 발명을 완성한 것이다.
과제 해결 수단으로 본 발명에서는 첫째 플라즈마 발생기가 내장 설치되며, 오염공기가 공급되는 오염공기 공급관이 배관되며 상측으로 삿갓형의 유도부 상측으로 배출관이 구비된 제1반응조와; 제1반응조의 배출관과 흡입구가 연결되며 내부에 유도격벽이 구비된 제2반응조와; 상기 제2반응조의 배출구와 연결되며, 내부에 구비된 안개발생수단에서 제공된 안개와 반응한 상태로 대기배출구를 통해서 정화 공기를 배출하는 수처리조를 포함하는 것을 특징으로 한다.
둘째 상기 오염공기 공급관에 제1송풍팬을, 제2반응조의 흡입구에 제2송풍팬을 배출구에 제3송풍팬을 설치하여 오염공기 공급관을 통해 공급되어 제1반응조와 제2반응조를 거쳐 수처리조로 이동하는 공기가 정압으로 이동될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
셋째 상기 제1반응조는, 플라즈마 발생기의 상측에 제1반응조케이스를 향하도록 상향 경사진 발생기 유도판을 형성하고, 오염공기 공급관은 제1반응조케이스에 적어도 2개소 이상을 원주방향에 등각으로 형성하며, 배출관의 하측 유도부에는 가장자리 측으로 제1반응조케이스와 사이에 좁은 유로가 형성되게 저항판을 설치하여 제1반응조 내에서 오염공기와 플라즈마 발생기에서 발생된 라디칼, 음이온, 오존이 충분히 반응된 상태에서 배출관으로 배출될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
넷째 상기 제1반응조 내의 플라즈마 발생기에는 공기공급관이 별도 구비되며, 상기 공기공급관에는 산소 또는 오염되지 않은 대기의 공급이 선택적으로 이루어질 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
다섯째 상기 제2반응조는 내부에 설치되는 유도격벽들에는 통기공을 형성한 것을 특징으로 한다.
여섯째 상기 제2반응조는 내부에 설치되는 유도격벽들은 양측에 교대로 유로가 형성되도록 하여 오염공기가 지그재그로 이동될 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
일곱째 흡입구에는 분기관을 형성하고, 분기관에 오존발생기를 설치하여 제2반응조로 오존을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 한다.
본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 탈취장치를 사용하는 경우 하기와 같은 효과가 있다.
-플라즈마 발생기에서 생성된 라디칼, 음이온, 오존이 제1반응조와 제2반응조를 통과하면서 오염공기와 충분히 대류 접촉하여 공기를 정화 탈취할 수 있으며, 특히 제2반응조 쪽에 오존발생기를 더 부가 구성하는 경우 공기 정화 및 탈취 기능성을 더욱 향상시킬 수 있다.
-제1반응조와 제2반응조 및 수처리조로 이동하는 공기 흐름이 송풍팬에 의해 항상 정압으로 제공되도록 하여 연속적이면서 효율적인 오염공기 처리가 가능하다.
-플라즈마 발생기로 오염되지 않은 대기 또는 산소가 제공되므로 프라즈마 발생기의 고장 염려를 최소화 할 수 있고, 라디칼, 음이온, 오존을 안정적으로 공급할 수 있다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 탈취장치의 일 실시례를 보인 개략도
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 제1반응조의 구성을 보인 단면도
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 제2반응조의 구성을 보인 단면도
도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 제2반응조의 다른 구성을 보인 단면도
도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 제2반응조의 또 다른 구성을 보인 단면도
도 6은 본 발명에 적용될 수 있는 수처리조의 구성을 보인 단면도
이하 본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 탈취장치의 바람직한 실시례를 첨부 도면에 의거하여 설명한다.
도 1은 본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 탈취장치의 일 실시례를 보인 개략도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 탈취장치(1)는 도시된 바와 같이 제1반응조(10)와, 제2반응조(20) 그리고 수처리조(30)를 포함하는 구성으로 이루어진다.
상기 제1반응조(10)의 내부에는 플라즈마 발생기(40)가 내장되어 있으며, 오염공기 공급관(12)을 통해 외부에서 공급되는 오염공기가 플라즈마 발생기(40)에서 제공되는 라디칼, 음이온, 오존과 충분히 대류 접촉 반응한 상태에서 상부의 배출관(15)으로 배출된다.
이때 배출관(15)은 제2반응조(20)의 흡입구(24)와 연결되어 제1반응조(10)에서 대류 반응한 오염공기를 제2반응조(20)로 공급하여 재차 반응시킨 후 제2반응조(20)의 배출구(25)와 연결되어 있는 수처리조(30)로 배출하고, 최종적으로 수처리조(30)에서 안개화된 물방울과 반응하여 최종적으로 오염공기를 배출되어 정화 및 탈취가 이루어질 수 있도록 한다.
또한 오염공기 공급관(12)과, 제1반응조(10)와 제2반응조(20)를 연결하는 배출관(15), 그리고 제2반응조(20)와 수처리조(30)를 연결하는 배출구(25)에 각각 제1 내지 제3송풍팬(13)(27)(32)을 설치하여 오염공기 공급관(12)을 통해서 제1반응조(10)로 공급된 오염공기와 수처리조(30)에서 대기로 배출되는 정화된 공기를 정압 상태로 공급 및 배출할 수 있도록 하여 정화 및 탈취가 지체 없이 연속적으로 이루어질 수 있도록 한 것이다.
이하에서 본 발명을 각 구성별로 설명한다.
도 2는 본 발명에 적용될 수 있는 제1반응조의 구성을 보인 단면도를 도시한 것이다.
본 발명 도 2는 제1반응조(10)의 구성은 원통형 또는 사각통형상으로 제1반응조케이스(11)를 형성하고, 제1반응조케이스(11)의 내부하단 중심으로 플라즈마 발생기(40)를 설치한다.
상기 플라즈마 발생기(40)의 상측에는 발생기 유도판(41)을 구비하며, 발생기 유도판(41)은 제1반응조케이스(11)를 향하도록 상향 경사지게 형성하여 플라즈마 발생기(40)에서 생성된 라디칼, 음이온, 오존을 유도 공급할 수 있도록 한다.
제1반응조케이스(11)의 측벽에는 오염공기 공급관(12)이 배관되며, 오염공기 공급관(12)은 오염지역에 설치되어 있는 환풍시설 또는 포집장치(50)와 연결되며, 오염공기 공급관(12)에는 제1송풍팬(13)을 설치하여 환풍시설 또는 포집장치(50)에서 제공되는 오염공기를 오염공기 공급관(12)으로 강제 공급할 수 있도록 한다. 이때 오염공기 공급관(12)은 제1반응조케이스(11)에 적어도 2개소 이상을 원주방향에 등각으로 배관설치 한다.
또한 제1반응조케이스(11) 내부에는 저항판(14)이 구비되어 플라즈마 발생기(40)에서 발생된 라디칼, 음이온, 오존이 오염공기 공급관(12)을 통해서 공급되는 오염공기와 대류 상태로 충분히 반응된 상태에서 상부의 배출관(15)을 통해 배출될 수 있도록 하고 있다.
즉, 제1반응조케이스(11)의 상측으로 삿갓형의 유도부(16)가 형성되며, 이 유도부(16)의 상측으로 유도부(16)에서 유도한 오염공기를 배출하는 배출관(15)을 배관한 구성으로 이루어지며, 배출관(15)의 하측 유도부(16)에는 가장자리 측으로 제1반응조케이스(11)와 사이에 좁은 유로(17)가 형성되게 저항판(14)을 설치하여 제1반응조(10) 내에서 오염공기와 플라즈마 발생기(40)에서 발생된 라디칼, 음이온, 오존이 충분히 반응된 상태에서 좁은 유로(17)를 통해서 배출관(15)으로 배출될 수 있도록 한다.
한편 상기 플라즈마 발생기(40)에는 공기공급관(42)이 배관되어 있으며, 이 공기공급관(42)은 오염되지 않은 대기상의 공기가 흡입될 수 있도록 배관하거나, 산소탱크와 직접 연결하여 산소를 공급할 수 있도록 한다.
만약 플라즈마 발생기(40)에 오염공기가 바로 유입되는 경우, 오염공기가 바로 정화되기는 하나 다량의 스케일이 플라즈마 발생기(40) 내부의 극판에 달라붙어 기능성을 상실하게 되는 문제점이 발생하므로 주의토록 한다.
도 3은 본 발명에 적용될 수 있는 제2반응조의 구성을 보인 단면도를 도시한 것이고, 도 4는 본 발명에 적용될 수 있는 제2반응조의 다른 구성을 보인 단면도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 제2반응조(20)는 원통형 또는 사각통형상이며 양측으로 흡입구(24)와 배출구(25)가 구비되며, 내부에는 일정간격으로 유도격벽(21)을 설치하며, 유도격벽(21)에는 도 3에 도시한 바와 같이 미세한 통기공(22)을 형성한다. 또한 도 4와 같이 유도격벽(21)들은 양측에 교대로 유로(23)가 형성되도록 하여 오염공기가 지그재그로 이동될 수 있도록 한다.
이러한 구성은 제1반응조(10)에서 대류 반응된 오염공기를 재차 반응시키는 효과를 기대할 수 있도록 한 것이다.
즉, 제1반응조(10) 내의 유도부(16)를 가로막고 있는 저항판(14)에 의해 충분히 대류 반응한 상태에서 배출관(15)을 통해 제2반응조(20)로 공급되는데, 이때 배출관(15)에 설치되어 있는 제2송풍팬(27)에 의해 정압 상태로 제2반응조(20)로 공급이 이루어지면서 도 3에 도시된 바와 같이 유도격벽(21)에 형성한 통기공(22)을 통과하거나, 도 4에 도시된 바와 같이 지그재그로 위치하는 유로(23)를 통과하면서 오염공기가 플라즈마 발생기(40)에서 발생된 라디칼, 음이온, 오존과 한 번 더 대류 반응하게 되는 것이다.
도 5는 본 발명에 적용될 수 있는 제2반응조의 또 다른 구성을 보인 단면도를 도시한 것이다.
이는 상기 도 3 또는 도 4와 같이 제2반응조(20)를 구성함에 있어서, 제1반응조(10)의 배출관(15)과 연결되는 흡입구(24) 측에 분기관(26)을 Y형으로 형성하고, 분기관(26)에 오존발생기(60)를 설치하여 제2반응조(20)로 다량의 오존을 투입하여 오염공기와 대류되도록 한 것이다.
상기와 같이 탈취기능성을 제공하는 것으로 알려져 있는 오존을 대량으로 투입하는 경우 오염공기의 탈취 효과를 더욱 개선할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
도 6은 본 발명에 적용될 수 있는 수처리조의 구성을 보인 단면도를 도시한 것이다.
본 발명에서 제공하는 수처리조(30)는 내부에 안개발생수단(70)을 두어 제2반응조(20)에서 배출되는 정화된 공기가 안개에 의해 한 번 더 정화되도록 한 것이다.
이를 위한 수처리조(30)는 원통형 또는 사각통형상으로 구성되며, 내부에는 안개발생수단(70)를 마련하여 안개를 제공토록 한다.
수처리조(30)에는 상부에서 바닥 쪽으로 향하도록 제2반응조(20)의 배출구(25)와 연결된 정화공기공급관(31)을 설치하여 배출구(25)에 설치되어 있는 제3송풍팬(32)에 의해 제1,2반응조(10)(20)를 통과한 정화된 공기를 공급토록 한다.
이때 정화공기공급관(31)을 통해서 공급되는 정화공기는 수처리조(30)의 바닥에 부딪힌 후 수처리조(30)에 공급되는 안개와 대류 반응되는데, 이때 잔존하는 냄새입자 등이 미세한 물방울과 반응하여 침전되고, 맑게 정화된 공기만 대기배출구(33)를 통해서 대기로 배출되는 것이다.
따라서 본 발명에서 제공하는 공기 정화 및 탈취장치(1)를 사용하는 경우 플라즈마 발생기(40)에서 생성된 라디칼, 음이온, 오존이 제1반응조(10)와 제2반응조(20)를 통과하면서 오염공기와 충분히 대류 접촉하여 공기를 정화 탈취하고 수처리조(30)에서 최종적으로 냄새입자를 처리 후 대기로 배출되는 것으로, 공기 정화 및 탈취를 연속적이고 지속적으로 제공할 수 있는 것이다.
본 발명에서 제공하는 상기 플라즈마 발생기(40)는 초고온에서 음전하를 가진 전자와 양전하를 띤 이온으로 분리된 기체 상태를 제공하는 장치이고, 오존발생기(60)는 무성 방전, 용액의 전기 분해 등을 이용해서 오존을 발생시키는 장치로 이들은 상용화된 다양한 장치들이 제공되는 공지기술이어서 본 발명에서는 이들 구성을 구체적으로 설명하지 않았다.
본 발명의 상세한 설명에서는 구체적인 실시례에 관해 설명하고 있으나, 본 발명의 범주에서 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 변형이 가능함은 물론이다. 그러므로 본 발명의 보호 범위는 설명된 실시례에 국한되어 정해져서는 안 되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라 균등한 것들에 의해 정해져야 한다.
1:공기 정화 및 탈취장치
10:제1반응조 11:제1반응조케이스
12:오염공기 공급관 13:제1송풍팬
14:저항판 15:배출관
16:유도부 17:유로
20:제2반응조 21:유도격벽
22:통기공 23:유로
24:흡입구 25:배출구
26:분기관 27:제2송풍팬
30:수처리조 31:정화공기공급관
32:제3송풍팬 33:대기배출구
40:플라즈마 발생기 41:발생기 유도판
42:공기공급관 50:환풍시설 또는 포집장치
60:오존발생기 70:안개발생수단

Claims (7)

  1. 플라즈마 발생기(40)가 내장 설치되며, 오염공기가 공급되는 오염공기 공급관(12)이 배관되며 상측으로 삿갓형의 유도부(16) 상측으로 배출관(15)이 구비된 제1반응조(10)와;
    제1반응조(10)의 배출관(15)과 흡입구(24)가 연결되며 내부에 유도격벽(21)이 구비된 제2반응조(20)와;
    상기 제2반응조(20)의 배출구(25)와 연결되며, 내부에 구비된 안개발생수단(70)에서 제공된 안개와 반응한 상태로 대기배출구(33)를 통해서 정화 공기를 배출하는 수처리조(30)를 포함하도록 구성하되;
    상기 오염공기 공급관(12)에 제1송풍팬(13)을, 제2반응조(20)의 흡입구(24)에 제2송풍팬(27)을, 제2반응조(20)의 배출구(25)에 제3송풍팬(32)을 설치하여 오염공기 공급관(12)을 통해 공급되어 제1반응조(10)와 제2반응조(20)를 거쳐 수처리조(30)로 이동하는 공기가 정압으로 이동될 수 있도록 구성하며;
    상기 제1반응조(10)는, 플라즈마 발생기(40)의 상측에 제1반응조케이스(11)를 향하도록 상향 경사진 발생기 유도판(41)을 형성하고, 오염공기 공급관(12)은 제1반응조케이스(11)에 적어도 2개소 이상을 원주방향에 등각으로 형성하며, 배출관(15)의 하측 유도부(16)에는 가장자리 측으로 제1반응조케이스(11)와 사이에 좁은 유로(17)가 형성되게 저항판(14)을 설치하여 제1반응조(10) 내에서 오염공기와 플라즈마 발생기(40)에서 발생된 라디칼, 음이온, 오존이 충분히 반응된 상태에서 배출관(15)으로 배출될 수 있도록 구성하며;
    상기 제1반응조(10) 내의 플라즈마 발생기(40)에는 공기공급관(42)이 별도 구비되며, 상기 공기공급관(42)에는 산소 또는 오염되지 않은 대기의 공급이 선택적으로 이루어질 수 있도록 하며;
    흡입구(24)에는 분기관(26)을 형성하고, 분기관(26)에 오존발생기(60)를 설치하여 제2반응조(20)로 오존을 공급할 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 탈취장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 청구항 1에 있어서;
    상기 제2반응조(20)는 내부에 설치되는 유도격벽(21)들에는 통기공(22)을 형성한 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 탈취장치.
  6. 청구항 1에 있어서;
    상기 제2반응조(20)는 내부에 설치되는 유도격벽(21)들은 양측에 교대로 유로(23)가 형성되도록 하여 오염공기가 지그재그로 이동될 수 있도록 한 것을 특징으로 하는 공기 정화 및 탈취장치.
  7. 삭제
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