WO2022270653A1 - 공기 정화 장치 - Google Patents

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WO2022270653A1
WO2022270653A1 PCT/KR2021/007934 KR2021007934W WO2022270653A1 WO 2022270653 A1 WO2022270653 A1 WO 2022270653A1 KR 2021007934 W KR2021007934 W KR 2021007934W WO 2022270653 A1 WO2022270653 A1 WO 2022270653A1
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황창배
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씨와이에이지 주식회사
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Definitions

  • the present invention relates to an air purifier.
  • Nano-micro bubbles refer to microbubbles of hundreds of nm to 10 ⁇ m. Unlike normal bubbles, millibubbles, which rise rapidly in water and rupture on the surface, nanobubbles have a small volume, so they have little buoyancy and rise to the surface very slowly, so they remain in a bubble state for a long time underwater. In particular, it has characteristics such as gas dissolution effect, self-pressurization effect, and electrification effect, so it is highly applicable to various fields such as sewage treatment facilities, advanced water treatment facilities, soil purification, fisheries and agriculture, drainage treatment and cleaning. .
  • Hydroxyl radicals are substances produced by the reaction of moisture, oxygen, nitrogen, ozone, etc. in the air with ultraviolet rays. It is a reactive substance with strong oxidizing power and has strong sterilizing, deodorizing and oxidizing power.
  • Patent Document 1 Republic of Korea Patent No. 10-0903420 (registered on June 10, 2009)
  • the present invention provides an air purifying device that purifies air using nano-micro bubbles and hydroxyl radicals.
  • an air purification space is provided inside the purification body having an air inlet on one side and an air outlet on the other side, and an air purification space so that contaminated air flowing into the main body is purified in the air purification space.
  • a purifying fluid spraying unit that sprays a purifying fluid on the purifying fluid, generating nano-micro bubbles in the purifying fluid so as to improve the purifying power of the purifying fluid, and supplying the purifying fluid containing the nano-micro bubbles to the purifying fluid spraying unit;
  • An air purifying device comprising a supply unit and a hydroxyl radical generating unit generating hydroxyl radicals to purify polluted air flowing into the purification body.
  • the nano-micro bubble supply unit may include a purifying fluid container containing a purifying fluid, a nano-micro bubble generator generating nano-micro bubbles, and an inlet formed in the purifying fluid container to inject an accelerator into the purifying fluid.
  • the hydroxyl radical generating unit may include a hydroxyl radical generating body connected to at least one of an air outlet and a purifying fluid spraying unit, and a flow passage provided to allow inflow and outflow of a hydroxyl radical generating body purifying fluid.
  • the hydroxyl radical generating unit may further include a coating layer formed on an inner surface of the flow passage to generate hydroxyl radicals by a chemical reaction with the purifying fluid.
  • the flow passage has a mesh structure so that a plurality of flow passages are formed, and the purifying fluid flows in the flow passage, and nano-micro bubbles may be generated by collision, friction, and shear stress between the purifying fluid particles.
  • the purification fluid spraying unit may include a purification fluid inlet connected to the nano-micro bubble supply unit, a purification fluid tube containing the purification fluid, and a purification fluid spray hole for distributing the purification fluid to the purification space.
  • the purifying body may further include a partition wall disposed so that polluted air in the purifying space bypasses and flows.
  • the operation control unit may start the operation of the nano-micro bubble supply unit when the pollution level measured by the air pollution level measurement unit exceeds a preset reference value.
  • It may further include a blower connected to the purifying body to introduce polluted air through the air inlet and discharge purified air through the air outlet.
  • the purification body is formed in a tubular structure in which one side is connected to the air inlet and the other side is connected to the air outlet, so that the contaminated air is introduced through the air inlet, passed through the purifying space, and then discharged to the air outlet.
  • the unit is disposed in the purifying space to spray the purifying fluid into the air flowing into the purifying body through the air inlet, and the hydroxyl radical generating unit is disposed at the rear end of the purifying fluid spraying unit to spray the purifying fluid through the purifying fluid spraying unit.
  • the present invention can purify air using nano-micro bubbles and hydroxyl radicals.
  • FIG. 1 is a view showing an air purifying device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 (a) is a cross-sectional view showing a hydroxyl radical generating unit of the air purifying device according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 2 (b) is a longitudinal cross-sectional view showing a hydroxyl radical generating unit of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 3 is a view showing a modified example of an air purifying device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a view showing other modifications of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 5 is a view showing an air purifying device according to another embodiment of the present invention.
  • first and second may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. These terms are only used for the purpose of distinguishing one component from another.
  • first and second used below are only identification symbols for distinguishing the same or corresponding components, and the same or corresponding components are not limited by terms such as first and second. no.
  • coupling does not mean only the case of direct physical contact between each component in the contact relationship between each component, but another configuration intervenes between each component so that the component is in the other configuration. It should be used as a concept that encompasses even the case of contact with each other.
  • FIGS. 1 to 4 as a device for purifying contaminated air 20, a purification body 110, a purification space 111, an air inlet 112, an air outlet 113, purification fluid outlet 114, purification fluid circulation pump 115, purification fluid spray unit 120, purification fluid inlet 121, purification fluid pipe 122, purification fluid sprayer 123, nano -Micro bubble supply unit 130, purification fluid container 131, nano-micro bubble generator 132, inlet 133, hydroxyl radical generating unit 140, hydroxyl radical generating body 141, flow passage (142), coating layer 143, blower 200, dust filter 180, air pollution measurement unit 190, operation control unit 191, monitoring unit 192, energy supply unit 210, and bulkhead 150
  • An air purifying device 100 including a) is presented.
  • the nano-micro bubble supply unit 130 may supply nano-micro bubbles 30 to the purification fluid 10 .
  • various energy 60 including heat can be generated around them, and this energy 60 destroys microorganisms such as bacteria and viruses, resulting in a sterilization effect. can bring
  • the nano-micro bubbles 30 may improve gas solubility. Due to the nano-micro bubbles 30, the solubility of gases including ozone and oxygen in the purifying fluid 10 can be increased, and in the purifying fluid 10, the hydroxyl radical 40 is generated by using dissolved ozone and oxygen. may occur.
  • the hydroxyl radical 40 is a natural substance that is harmless to the human body while exhibiting strong oxidizing power capable of chemically decomposing and removing contaminants.
  • the hydroxyl radical 40 may be generated by reacting ozone and water molecules, or may be generated by receiving energy 60 from the outside.
  • hydroxyl radicals 40 may be generated when moisture in the air and various energies 60 are received, and in the hydroxyl radical generating unit 140, high temperature, visible light, etc. Hydroxyl radicals 40 may also be generated.
  • the hydroxyl radical 40 may be generated by the nano-micro bubbles 30 in the hydroxyl radical generating unit 140 . That is, the purifying fluid 10 to which the nano-micro bubbles 30 are supplied passes through the hydroxyl radical generating unit 140, and the nano-micro bubbles 30 can burst, and the energy 60 generated at this time passes through the hydroxyl radical generating unit 140.
  • the hydroxyl radical 40 may be generated by the hydroxyl radical generating unit 140 . Accordingly, as the nano-micro bubbles 30 are supplied to the hydroxyl radical generating unit 140, the amount of hydroxyl radicals 40 generated may increase.
  • the configurations of the present embodiment are compatible with existing wet scrubbers, etc., so that the air purifier 100 can be installed without burdening facilities and costs.
  • the purification body 110 may include a purification space 111 through which air is purified, an air inlet 112 through which air may be introduced at one side, and an air outlet 113 at the other side.
  • the air inlet 112 may be formed at the bottom of the purification body 110, and the air outlet 113 may be formed at the top of the purification body 110, as shown in FIG. can Since the incoming warm air tends to rise, the air may flow from the air inlet 112 formed at the bottom to the air outlet 113 formed at the top.
  • the purification fluid spraying unit 120 sprays the purification fluid 10 to the purification space 111 of the purification body 110 so that the contaminated air 20 is purified in the purification space 111.
  • Purification fluid 10 may be water, for example.
  • the above purification fluid spray unit 120 includes a purification fluid inlet 121 connected to the nano-micro bubble supply unit 130, a purification fluid pipe 122 containing the purification fluid 10, and the purification fluid 10 in a purification space.
  • (111) may include a purification fluid sprayer (123) for spraying.
  • the purifying fluid pipe 122 may be disposed above the purifying space 111 to distribute the purifying fluid 10 to the purifying space 111 in the direction of gravity.
  • the purifying fluid 10 is sprayed in the direction of gravity, the purifying fluid 10 and the contaminated air 20 are mixed and the air can be purified.
  • the purification fluid spraying hole 123 may spray the purification fluid 10 to the purification space 111 .
  • the purification fluid spray hole 123 may be formed as a hole through which the purification fluid 10 falls under the force of gravity, or may be a spray device that finely atomizes the purification fluid 10 and sprays it.
  • the purification fluid spray hole 123 may be formed in a variety of ways, from a nozzle having a small cross-sectional area to a nozzle having a large cross-sectional area.
  • the spraying method can be sprayed in various shapes such as radial and conical.
  • a purifying fluid pressurizing device may be included to spray the purifying fluid 10 by applying pressure.
  • the pressure-applied purification fluid 10 can be strongly sprayed in a wider range through the purification fluid spray hole 123. In this way, the water pressure for spraying the purifying fluid 10 may be varied.
  • the nano-micro bubble supply unit 130 includes a purification fluid container 131 containing the purification fluid 10 and a nano-micro bubble generator 132 generating nano-micro bubbles 30. and an inlet 133 formed in the purifying fluid container 131 to inject the accelerator 50 into the purifying fluid 10 .
  • the nano-micro bubble supply unit 130 is configured to supply nano-micro bubbles 30 to the purifying fluid 10 in the nano-micro bubble generator 132 so that the air purifying power of the purifying fluid 10 is improved. ), and supply the purification fluid 10 containing the nano-micro bubbles 30 to the purification fluid spraying unit 120.
  • the nano-micro bubbles 30 burst and hydroxyl radicals 40 may be generated.
  • the hydroxyl radical 40 is a substance produced by reacting oxygen and ozone with various energies 60 and is harmless to the human body and has strong oxidizing power. That is, as the hydroxyl radical 40 oxidizes and decomposes contaminants, the air purification power of the present invention can be improved.
  • the nano-micro bubbles 30 may increase gas solubility of the purifying fluid 10 to increase the amount of gases such as ozone and polluted air 20 dissolved in the purifying fluid 10 . Therefore, the amount of hydroxyl radicals 40 generated using the dissolved ozone can be increased, and a larger amount of contaminated air 20 is dissolved in the purifying fluid 10, so that the purifying power of the purifying fluid 10 is further improved.
  • the nano-micro bubbles 30 emit various energies 60 including instantaneous thermal energy while bursting.
  • Thermal energy may generate hydroxyl radicals 40 while decomposing water molecules in the fluid, and this energy 60 may generate hydroxyl radicals 40 in the hydroxyl radical generating unit 140 .
  • the accelerator 50 may be injected into the purge fluid container 131 .
  • the accelerator 50 may include at least one of hydrogen peroxide, titanium dioxide, ozone and oxygen, and serves as an initiator for generating the hydroxyl radical 40 in the purification fluid 10 and the hydroxyl radical generating unit 140.
  • the amount of hydroxyl radicals 40 generated can be improved.
  • the hydroxyl radical generating unit 140 is provided at the air outlet 113 to generate hydroxyl radicals 40 through the purification fluid 10, ozone, and oxygen, and generates hydroxyl radicals.
  • the loxyl radical 40 may secondarily purify the air 70 purified in the purifying body 110 .
  • the hydroxyl radical generating unit 140 may be formed in the air inlet 112 .
  • the hydroxyl radicals 40 are generated through moisture, ozone, etc. contained in the air introduced into the air inlet 112, and the hydroxyl radicals 40 can purify the contaminated air 20.
  • the purified air 70 reaching the hydroxyl radical generating unit 140 may have an increased moisture content due to the purifying fluid 10 in the purifying space 111, and some of the purifying fluid 10 may (70) may reach the hydroxyl radical generating unit (140).
  • hydroxyl radical generating unit 140 when the moisture content of the purified air 70 increases or the purified fluid 10 reaches the hydroxyl radical generating unit 140, physical and/or chemical energy (eg, For example, heat, vibration, pressure, photosynthesis, etc.) may be applied to generate hydroxyl radicals 40 through a chemical reaction with moisture and a purifying fluid.
  • physical and/or chemical energy eg, heat, vibration, pressure, photosynthesis, etc.
  • the hydroxyl radical generating unit 140 may include a hydroxyl radical generating body 141 through which fluid flows in and out and a flow passage 142 through which the hydroxyl radicals 40 are generated. .
  • the nano-micro bubbles 30 can be regenerated through various structures, and the hydroxyl radical 40 in the coating layer 143 formed in the flow passage 142 this may occur.
  • the flow passage 142 may have a mesh structure.
  • the mesh structure may be formed by crossing members of the flow passages 142 so that a plurality of flow passages 142 are formed.
  • the contact area between the purification fluid 10 and the flow passage 142 is widened, and accordingly, the purification fluid 10 and the coating layer 143 )
  • the contact area between the hydroxyl radicals 40 may increase.
  • the flow passage 142 may be formed as an irregular flow path by a mesh structure.
  • the purifying fluid 10 flows and collisions, friction, and cavitation occur between the particles of the purifying fluid 10 to form nano-micro bubbles 30. can be regenerated.
  • the purified fluid 10 may reach the hydroxyl radical generating unit 140 after being mixed with the purified air 70 in the purifying space 111 .
  • the collision and frictional action as described above makes the gas more soluble in the fluid and at the same time further atomizes the fluid to regenerate nano-micro bubbles 30 ranging from a minimum of several nanometers (NM) to several tens of micrometers ( ⁇ m). .
  • the flow passage 142 may be formed to have a narrow cross section and a long length so that the collision and friction action as described above may well occur.
  • the flow passage 142 may have a very small cross-section than the air outlet 113, and may also have a length tens to hundreds of times greater than the width of the passage, so that the flow passage 142 may be formed long and narrow.
  • the nano-micro bubbles 20 supplied to the purification fluid 10 burst and hydroxyl radicals 40 are generated, and at the rear end of the flow passage 142, the nano-micro bubbles 30 ) can be regenerated. Therefore, the regenerated nano-micro bubbles 30 at the rear end of the flow passage 142 may generate hydroxyl radicals 40 while bursting, and the nano-micro bubbles 30 may release the purified air 70 into the atmosphere. may leak with In this way, the leaked nano-micro bubbles 30 may purify the outside air.
  • the amount of hydroxyl radicals 40 generated using the nano-micro bubbles 30 in the flow passage 142 increases, thereby improving the air purification ability It can be, and it can also purify the outside air.
  • the coating layer 143 is formed in the flow passage 142 to generate hydroxyl radicals 40 capable of purifying the polluted air 20, and the coating layer 143 is oxidized. It may be made of a material containing at least one of titanium-based, phosphoric acid-based and tourmaline-based.
  • the hydroxyl radical 40 may be generated due to various types of energy 60 in the coating layer 143 .
  • the energy 60 used to generate the hydroxyl radical 40 may include at least one of thermal energy, light energy, and vibration energy.
  • the above energy 60 may be energy 60 generated when the nano-micro bubbles 30 burst.
  • the energy 60 generated by bursting the nano-micro bubbles 30 may include instantaneous high temperature (4000 to 6000 degrees Celsius), ultra-high frequency (5Mhz), and the like.
  • the amount of hydroxyl radicals 40 generated in the hydroxyl radical generating unit 140 may be increased due to the nano-micro bubbles 30 .
  • the operation control unit 191 is connected to the air pollution degree measurement unit 190 provided at the air outlet 113 to measure the degree of contamination of the purified air 70, and is connected to a nano-micro bubble supply unit ( 130) can be controlled.
  • the air pollution measurement unit 190 may be disposed at a rear end of the hydroxyl radical generating unit 140 along the fluid flow direction. Accordingly, the degree of air pollution after the purification process in the hydroxyl radical generating unit 140 can be measured.
  • the operation control unit 191 may start the operation of the nano-micro bubble supply unit 130.
  • the operation control unit 191 controls the operation of the nano-micro bubble supply unit 130, so that when the purification degree of the purified air 70 of the air outlet 113 is low, the nano-micro bubble generator 132 automatically ) can start working.
  • the content of the nano-micro bubbles 30 in the purification fluid 10 is automatically increased, and the purification space 111 and the hydroxyl radical generating unit ( 140) can improve the degree of air purification.
  • the monitoring unit 192 may monitor the air pollution measurement unit 190 and the operation control unit 191 . Through the monitoring unit 192 , it is possible to check the air pollution level and check whether various air purifying devices 100 including the nano-micro bubble supply unit 130 operate normally.
  • Such a monitoring unit 192 can be connected to the mobile device of the manager of the air purifying device 100, so that the manager can remotely check the pollution level.
  • the blower 200 may be connected to the purification body 110 and introduce the contaminated air 20 into the air inlet 112 .
  • the blower 200 generates a flow of the introduced air from the air inlet 112 to the air outlet 113, and discharges the contaminated air 20 through the purification space 111 of the purification body 110 through the air outlet ( 113) can be discharged.
  • the purification fluid outlet 114 is provided on the lower surface of the purification body 110 so that the purification fluid 10 sprayed from the purification fluid spray unit 120 is discharged to the outside of the purification body 110. It can be.
  • a purification fluid circulation pump 115 may be connected to the purification fluid outlet 114 to recycle the purification fluid 10 discharged to the purification fluid outlet 114 as shown in FIG. 1 .
  • the purification fluid circulation pump 115 is connected to the nano-micro bubble 30 generating unit so that the purification fluid 10 can be supplied with the nano-micro bubbles 30 and recycled, and the purification fluid circulation pump 115 It is connected to the purification fluid spraying unit 120 and the purification fluid 10 may be directly recycled.
  • the energy supply unit 210 may be arranged to promote generation of the hydroxyl radical 40 by providing energy 60 to the hydroxyl radical generating unit 140 .
  • the energy supply unit 210 may be installed as a device that supplies various energy 60 such as lighting, pressurizer, and vibration generator.
  • the dust filter 180 may be disposed at the air inlet 112 to purify the contaminated air 20 .
  • the degree of purification of the contaminated air 20 can be improved by primarily filtering out dust having a relatively large particle size.
  • the hydroxyl radical generating unit 140 may be connected to the purification fluid spraying unit 120 as shown in FIG. 3 .
  • the nano-micro bubble supply unit 130 is transferred to the purifying fluid spraying unit 120.
  • a large amount of the purifying fluid 10 supplied may pass through the flow passage 142 .
  • the nano-micro bubbles 30 are bursting to generate energy 60 to generate the hydroxyl radical 40, and the rear end of the hydroxyl radical generating unit 140 In , the nano-micro bubbles 30 are regenerated in the purifying fluid 10 so that the purifying power of the purifying fluid 10 can be improved.
  • the purification body 110 In the case of the air purification device 100 according to the present embodiment, the purification body 110, the purification space 111, the inlet, the outlet, the blower 200, the purification fluid outlet 114, the purification fluid circulation pump 115, Purification fluid spraying unit 120, purification fluid inlet 121, purification fluid pipe 122, purification fluid spraying port 123, nano-micro bubble supply unit 130, nano-micro bubble supply unit 130, purification fluid container 131, nano-micro bubble generator 132, inlet 133, hydroxyl radical generating unit 140, hydroxyl radical generating body 141, flow passage 142, coating layer 143,
  • the configuration of the air purifying device 100 including the dust filter 180, the air pollution measuring unit 190, the operation control unit 191, the monitoring unit 192, and the energy supply unit 210 and the actions/effects thereof Since they have already been described through the above-described embodiments, detailed descriptions thereof will be omitted, and various embodiments of the purification body 110 that are different from the above-described
  • the purification fluid distribution unit 120 may be disposed in plurality in the purification space 111 .
  • a large amount of purifying fluid 10 is sprayed at once, so that the amount of purifying fluid 10 capable of dissolving the polluted air 20 increases, resulting in a large amount. It is possible to purify the contaminated air 20 at once.
  • the partition wall 150 may be disposed so that the contaminated air 20 flows in a bypass direction in the purification space 111 .
  • the upper partition wall 150 may be installed vertically so that the purification fluid 10 reaches the lower surface of the purification space 111 when the purification fluid 10 is sprayed by the purification fluid distribution unit 120, and also the partition wall (150) may be installed in plurality in the purification space (111).
  • the contaminated air 20 flowing into the purification body 110 moves in an S-shaped line to the outlet.
  • the residence time of the contaminated air 20 in the purifying body 110 becomes longer, the contact time with the purifying fluid 10 becomes longer, and the purifying power of the contaminated air 20 can be improved.
  • the barrier rib 150 may be formed of a perforated plate having a plurality of holes.
  • some contaminated air may move to the holes of the perforated plate and some contaminated air may move around.
  • the filling layer 160 may be filled with a filling material in the purifying space 111 of the purifying body 110.
  • the filling layer 160 may be filled with a structure 170 that improves porosity so that the contact time between the purifying fluid 10 and the contaminated air 20 is improved.
  • the purifying body 110, the air inlet 112, the air outlet 113, the purifying space 111, and the purifying fluid are sprayed, which are different from the above-described embodiment. Differences according to configurations of the unit 120, the hydroxyl radical generating unit 140, the blower 200, the energy supply unit 210, and the operation controller 191 will be mainly described.
  • the purification body 110 is formed in a tubular structure in which one side is connected to the air inlet 112 and the other side is connected to the air outlet 113, so that the contaminated air 20 passes through the air inlet ( 112) and purified while passing through the purification space 111, and then discharged through the air outlet 113.
  • the purification fluid spray unit 120 is disposed in the purification space 111 of the purification body 110 and supplies the air introduced into the purification body 110 through the air inlet 112 with the purification fluid ( 10) can be sprayed.
  • the hydroxyl radical generating unit 140 is disposed at the rear end of the purification fluid spraying unit 120 and passes through the purification fluid spraying unit 120 to generate hydroxyl in the air sprayed with the cleaning fluid 10. Radicals 40 may be generated.
  • the blower 200 may be disposed at a front end of the purification body 110 so that air is introduced into the air inlet 112 .
  • the energy supply unit 210 is disposed at the rear end of the hydroxyl radical generating unit 140, so that the amount of hydroxyl radicals 40 generated in the hydroxyl radical generating unit 140 can be increased. there is.
  • the air purifying device having a tubular structure may be connected to an existing air purifying device.
  • it may be installed at the intake or outlet of the wet scrubber to improve the air cleaning power of the wet scrubber.
  • it can be connected to a ventilation system of a large building or a ventilation system of an underground shopping center.

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 공기 정화 공간이 마련되며 일측에 공기 유입구가 구비되고 타측에 공기 유출구가 구비되는 정화 본체, 정화 본체로 유입되는 오염된 공기가 공기 정화 공간에서 정화되도록 공기 정화 공간에 정화 유체를 살포하는 정화 유체 살포 유닛, 정화 유체의 정화력이 향상되도록 정화 유체에 나노-마이크로 버블을 생성하여 나노-마이크로 버블을 함유한 정화 유체를 정화 유체 살포 유닛에 공급하는 나노-마이크로 버블 공급 유닛 및 정화 유체로부터 하이드록실 라디칼을 발생시켜 정화 본체로 유입되는 오염된 공기를 정화시키는 하이드록실 라디칼 발생 유닛을 포함하는 공기 정화 장치가 제공된다.

Description

공기 정화 장치
본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것이다.
급속한 산업화로 인해 배출되는 배기 가스에 의한 환경이 파괴되고 있다. 환경 파괴로 인해 현대 사회는 곳곳에서 불편을 겪고 이를 극복하기 위한 다양한 노력을 기울이고 있다.
나노-마이크로 버블은 수백㎚~10㎛의 미세기포를 말한다. 통상의 일반기포인 밀리 버블은 물 속에서 빠른 속도로 상승해 표면에서 파열하는 것과 달리, 나노버블은 부피가 작은 만큼 부력을 적게 받아 수면으로의 상승속도가 매우 느려 수중에 오랜 시간 동안 기포상태를 유지하게 되고, 특히 기체 용해효과와 자기가압효과, 대전효과 등의 특성을 가지고 있어 하수처리관련시설 고도정수처리시설, 토양정화, 수산업 농업분야, 배수처리 세정 등의 다양한 분야로의 응용 가능성이 높다.
하이드록실 라디칼은 대기 중의 수분, 산소, 질소, 오존 등이 자외선과 반응하여 생성되는 물질이다. 강한 산화력을 지닌 반응 물질이며 강력한 살균력, 탈취력, 산화력 등을 가지고 있다.
또한, 하이드록실 라디칼은 인체에 무해하며 병원균, 바이러스 곰팡이류 등을 효과적으로 살균한다는 사실이 입증되었다.
[선행기술문헌]
[특허문헌]
(특허문헌 1) 대한민국 등록특허 10-0903420호 (2009.06.10 등록)
본 발명은 나노-마이크로 버블과 하이드록실 라디칼을 이용하여 공기를 정화시키는 공기 정화 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 내부에 공기 정화 공간이 마련되며 일측에 공기 유입구가 구비되고 타측에 공기 유출구가 구비되는 정화 본체, 본체로 유입되는 오염된 공기가 공기 정화 공간에서 정화되도록 공기 정화 공간에 정화 유체를 살포하는 정화 유체 살포 유닛, 정화 유체의 정화력이 향상되도록 정화 유체에 나노-마이크로 버블을 생성하여, 나노-마이크로 버블을 함유한 정화 유체를 정화 유체 살포 유닛에 공급하는 나노-마이크로 버블 공급 유닛 및 하이드록실 라디칼을 발생시켜 정화 본체로 유입되는 오염된 공기를 정화시키는 하이드록실 라디칼 발생 유닛을 포함하는 공기 정화 장치를 제공한다.
나노-마이크로 버블 공급 유닛은 정화 유체를 담는 정화 유체 용기, 나노-마이크로 버블을 발생시키는 나노-마이크로 버블 생성기 및 정화 유체에 촉진제가 주입되도록 정화 유체 용기에 형성되는 주입구를 포함할 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛은 공기 유출구 및 정화 유체 살포 유닛 중 적어도 어느 하나에 연결되는 하이드록실 라디칼 발생 본체 및 하이드록실 라디칼 발생 본체 정화 유체의 유출입이 가능하도록 구비되는 유동 통로를 포함할 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛은 유동 통로의 내측면에 형성되어 정화 유체와의 화학 반응에 의해 하이드록실 라디칼을 발생시키는 코팅층을 더 포함할 수 있다.
유동 통로는 다수의 유동 통로가 형성되도록 메쉬형 구조를 갖고, 유동 통로에서는 정화 유체가 유동하며 정화 유체 입자 간에 충돌, 마찰 및 전단응력이 발생되어 나노-마이크로 버블이 생성될 수 있다.
정화 유체 살포 유닛은 나노-마이크로 버블 공급 유닛과 연결되는 정화 유체 유입구, 정화 유체를 담는 정화 유체관 및 정화 유체를 정화 공간에 살포하는 정화 유체 살포구를 포함할 수 있다.
정화 본체는 정화 공간에서 오염된 공기가 우회하여 흐르도록 배치되는 격벽을 더 포함할 수 있다.
유출구에 구비되어 정화된 공기의 오염도를 측정하는 공기 오염도 측정부 및 공기 오염도 측정부와 연결되어 나노-마이크로 버블 공급 유닛의 작동을 제어하는 작동 제어부를 더 포함할 수 있고,
작동 제어부는 공기 오염도 측정부에서 측정되는 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하는 경우, 나노-마이크로 버블 공급 유닛의 작동을 개시할 수 있다.
공기 유입구로 오염된 공기를 유입하고 공기 유출구로 정화된 공기가 유출되도록 정화 본체에 연결되는 송풍기를 더 포함할 수 있다.
정화 본체는 일측이 공기 유입구에 연결되고 타측이 공기 유출구와 연결되는 관형 구조로 형성되어, 오염된 공기는 공기 유입구를 통해 유입되어 정화 공간을 거치면서 정화된 후 공기 유출구로 유출되고, 정화 유체 살포 유닛은 정화 공간에 배치되어 공기 유입구를 통해 정화 본체로 유입되는 공기에 정화 유체를 살포하고, 하이드록실 라디칼 발생 유닛은 정화 유체 살포 유닛의 후단에 배치되어 정화 유체 살포 유닛을 거쳐 정화 유체가 살포된 공기에 하이드록실 라디칼을 발생시킬 수 있다.
본 발명에 따르면 나노-마이크로 버블을 활용하여 본 발명은 나노-마이크로 버블과 하이드록실 라디칼을 이용하여 공기를 정화시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치를 나타낸 도면.
도 2(a)는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 하이드록실 라디칼 발생 유닛을 나타낸 횡단면도.
도 2(b)는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 하이드록실 라디칼 발생 유닛을 나타낸 종단면도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 일 변형례를 나타낸 도면.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 정화 장치의 다른 변형례들을 나타낸 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 정화 장치를 나타낸 도면.
[부호의 설명]
10: 정화 유체
20: 오염된 공기
30: 나노-마이크로 버블
40: 하이드록실 라디칼
50: 촉진제
60: 에너지
70: 정화된 공기
100: 공기 정화 장치.
110: 정화 본체
111: 정화 공간
112: 공기 유입구
113: 공기 유출구
114: 정화 유체 배출구
115: 정화 유체 순환 펌프
120: 정화 유체 살포 유닛
121: 정화 유체 유입구
122: 정화 유체관
123: 정화 유체 살포구
130: 나노-마이크로 버블 공급 유닛
131: 정화 유체 용기
132: 나노-마이크로 버블 생성기
133: 주입구
140: 하이드록실 라디칼 발생 유닛
141: 하이드록실 라디칼 발생 본체
142: 유동 통로
143: 코팅층
150: 격벽
160: 충전층
170: 구조체
180: 분진 필터
190: 공기 오염도 측정부
191: 작동 제어부
192: 모니터링부
200: 송풍기
210: 에너지 공급 유닛
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
이하, 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 실시예를 첨부도면을 참조하여 상세히 설명하기로 하며, 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
또한, 이하 사용되는 제1, 제2 등과 같은 용어는 동일 또는 상응하는 구성 요소들을 구별하기 위한 식별 기호에 불과하며, 동일 또는 상응하는 구성 요소들이 제1, 제2 등의 용어에 의하여 한정되는 것은 아니다.
또한, 결합이라 함은, 각 구성 요소 간의 접촉 관계에 있어, 각 구성 요소 간에 물리적으로 직접 접촉되는 경우만을 뜻하는 것이 아니라, 다른 구성이 각 구성 요소 사이에 개재되어, 그 다른 구성에 구성 요소가 각각 접촉되어 있는 경우까지 포괄하는 개념으로 사용하도록 한다.
본 실시예에 따르면, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 오염된 공기(20)를 정화하기 위한 장치로서, 정화 본체(110), 정화 공간(111), 공기 유입구(112), 공기 유출구(113), 정화 유체 배출구(114), 정화 유체 순환 펌프(115), 정화 유체 살포 유닛(120), 정화 유체 유입구(121), 정화 유체관(122), 정화 유체 살포구(123), 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130), 정화 유체 용기(131), 나노-마이크로 버블 생성기(132), 주입구(133), 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140), 하이드록실 라디칼 발생 본체(141), 유동 통로(142), 코팅층(143), 송풍기(200), 분진 필터(180), 공기 오염도 측정부(190), 작동 제어부(191), 모니터링부(192), 에너지 공급 유닛(210) 및 격벽(150)을 포함하는 공기 정화 장치(100)가 제시된다.
이와 같은 본 발명에 따르면, 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)은 정화 유체(10)에 나노-마이크로 버블(30)을 공급할 수 있다. 나노-마이크로 버블(30)은 외부로부터 물리적 충격을 받거나 자체적으로 터질 때 주변에 열을 포함한 다양한 에너지(60)가 발생할 수 있고, 이 에너지(60)가 세균이나 바이러스 등의 미생물을 파괴하여 살균 효과를 가져올 수 있다.
또한, 나노-마이크로 버블(30)은 기체의 용해도를 향상시킬 수 있다. 나노-마이크로 버블(30)로 인해 정화 유체(10)의 오존 및 산소를 포함한 기체의 용해도를 높일 수 있고, 정화 유체(10)에서는 용해된 오존 및 산소 등을 이용하여 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있다.
하이드록실 라디칼(40)은 오염물질을 화학적으로 분해하고 제거할 수 있는 강한 산화력을 발휘하면서 인체에는 무해한 천연물질이다. 하이드록실 라디칼(40)은 오존과 물 물분자가 반응하여 생성될 수 있고, 물 분자가 외부로부터 에너지(60)를 받아 생성될 수도 있다.
즉, 정화 유체(10) 속에서 나노-마이크로 버블(30)이 터지며 발생하는 에너지(60)로 인해 물 분자가 분해되며 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있고, 정화 유체(10)의 향상된 기체 용해도로 인해 용해된 다량의 오존과 물 분자가 반응하며 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수도 있다. 위와 같이 발생되는 하이드록실 라디칼(40)로 인해 정화 유체(10)의 공기 정화 능력이 향상될 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서는 대기중의 수분 및 다양한 에너지(60)를 받으면 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있고, 또한 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서는 고온, 가시광선 등으로 인해 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수도 있다.
또한, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서는 나노-마이크로 버블(30)로 인해 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있다. 즉, 나노-마이크로 버블(30)이 공급된 정화 유체(10)가 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)을 통과하며 나노-마이크로 버블(30)이 터질 수 있고, 이때 발생하는 에너지(60)로 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있다. 따라서, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에 나노-마이크로 버블(30)이 공급됨에 따라 하이드록실 라디칼(40)의 발생량이 증가될 수 있다.
또한, 본 실시예의 구성들은 기존에 설치되어 있는 습식 스크러버 등에 호환이 가능하여 설비와 비용에 부담을 주지 않고 공기 정화 장치(100)를 설치할 수 있다.
이하 도 1 및 도 2를 참조하여 본 실시예에 따른 공기 정화 장치(100)의 각 구성에 대해 보다 구체적으로 설명하도록 한다.
정화 본체(110)에는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기가 정화되는 정화 공간(111), 일측에 공기 유입이 가능한 공기 유입구(112) 및 타측에 공기 유출구(113)가 구비될 수 있다.
공기 유입구(112)는 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 본체(110)의 하단에 형성될 수 있고, 공기 유출구(113)는 도 1에 도시된 바와 같이 정화 본체(110)의 상단에 형성될 수 있다. 유입되는 따듯한 공기는 상승하려는 경향이 있으므로 하단에 형성되는 공기 유입구(112)에서 상단에 형성되는 공기 유출구(113) 방향으로 공기가 유동할 수 있다.
정화 유체 살포 유닛(120)은 도 1에 도시된 바와 같이, 오염된 공기(20)가 정화 공간(111)에서 정화되도록 정화 본체(110)의 정화 공간(111)에 정화 유체(10)를 살포할 수 있다. 정화 유체(10)는 예를 들어 물일 수 있다.
위 정화 유체 살포 유닛(120)은 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)과 연결되는 정화 유체 유입구(121), 정화 유체(10)를 담는 정화 유체관(122) 및 정화 유체(10)를 정화 공간(111)에 살포하는 정화 유체 살포구(123)를 포함할 수 있다.
정화 유체관(122)은 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 공간(111)보다 상측에 배치되어 정화 유체(10)를 정화 공간(111)에 중력 방향으로 살포할 수 있다. 정화 유체(10)가 중력방향으로 살포되면 정화 유체(10)와 오염된 공기(20)의 혼합이 이뤄지며 공기가 정화될 수 있다.
정화 유체 살포구(123)는 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 공간(111)에 정화 유체(10)를 살포할 수 있다. 정화 유체 살포구(123)는 정화 유체(10)가 중력의 힘을 받아 떨어지도록 하는 구멍으로 형성될 수 있고, 정화 유체(10)를 미세화 하여 살포하는 분무 장치 등이 될 수도 있다.
이러한 정화 유체 살포구(123)는 단면적이 작은 노즐부터 단면적이 넒은 노즐까지 다양하게 형성될 수 있다. 살포 방식은 방사상, 원추상 등 다양한 모양으로 살포할 수 있다.
또한, 정화 유체(10)에 압력을 가하여 살포하는 정화 유체 가압 장치가 포함될 수 있다. 압력이 가해진 정화 유체(10)는 정화 유체 살포구(123)를 통해 보다 넓은 범위로 강하게 살포될 수 있다. 이와 같이 정화 유체(10)를 살포하는 수압을 다양하게 할 수도 있다.
나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 유체(10)를 담는 정화 유체 용기(131), 나노-마이크로 버블(30)을 발생시키는 나노-마이크로 버블 생성기(132) 및 정화 유체(10)에 촉진제(50)가 주입되도록 정화 유체 용기(131)에 형성되는 주입구(133)를 포함할 수 있다.
나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)은 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 유체(10)의 공기 정화력이 향상되도록 나노-마이크로 버블 생성기(132)에서 정화 유체(10)에 나노-마이크로 버블(30)을 생성하여, 나노-마이크로 버블(30)을 함유한 정화 유체(10)를 정화 유체 살포 유닛(120)에 공급할 수 있다.
나노-마이크로 버블(30)이 공급된 정화 유체(10)에서는 나노-마이크로 버블(30)이 터지며 하이드록실 라디칼(40)이 발생할 수 있다. 하이드록실 라디칼(40)은 산소 및 오존 등이 다양한 에너지(60)와 반응하여 생성되는 물질로 인체에 무해하고 강한 산화력을 지닌 물질이다. 즉, 하이드록실 라디칼(40)이 오염 물질을 산화 분해함으로써 본 발명의 공기 정화력이 향상될 수 있다.
또한, 나노-마이크로 버블(30)은 정화 유체(10)의 기체 용해도를 증가시켜 정화 유체(10)에 오존 및 오염된 공기(20) 등의 기체가 용해되는 양을 증가시킬 수 있다. 따라서 용해되는 오존을 이용한 하이드록실 라디칼(40)의 발생량이 증가될 수 있고, 정화 유체(10)에 더 많은 양의 오염된 공기(20)가 용해되어 정화 유체(10)의 정화력이 더욱 향상될 수 있다.
또한, 나노-마이크로 버블(30)은 터지면서 순간적인 열 에너지를 포함하여 다양한 에너지(60)를 방출한다. 열 에너지 등이 유체 속의 물분자를 분해하며 하이드록실 라디칼(40)을 발생시킬 수 있고, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서 이 에너지(60)들이 하이드록실 라디칼(40)을 발생시킬 수 있다.
주입구(133)를 통해 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 유체 용기(131)에 촉진제(50)를 주입할 수 있다. 촉진제(50)는 과산화수소, 이산화티타늄, 오존 및 산소 중 적어도 하나를 포함할 수 있고, 하이드록실 라디칼(40)을 발생시키는 개시제 역할을 하여 정화 유체(10) 및 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서의 하이드록실 라디칼(40) 발생량이 향상될 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 유출구(113)에 구비되어 정화 유체(10), 오존 및 산소등을 통해 하이드록실 라디칼(40)이 발생되고, 발생된 하이드록실 라디칼(40)은 정화 본체(110)에서 정화된 공기(70)를 2차적으로 정화할 수 있다.
또한, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)은 공기 유입구(112)에 형성될 수도 있다. 공기 유입구(112)에 유입되는 공기에 포함된 수분, 오존 등을 통해 하이드록실 라디칼(40)이 발생되어 오염된 공기(20)를 하이드록실 라디칼(40)이 정화할 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에 도달하는 정화된 공기(70)는 정화 공간(111)에서 정화 유체(10)로 인해 수분 함유량이 증가될 수 있고, 또한 일부 정화 유체(10)는 정화된 공기(70)와 혼합되어 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에 도달할 수도 있다.
이와 같이, 정화된 공기(70)의 수분 함유량이 증가하거나 정화 유체(10)가 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에 도달하면, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에는 물리적 및/또는 화학적에너지(예를 들어, 열, 진동, 압력, 광합성 등)등을 가하여 수분 및 정화 유체와 화학 반응을 통해 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)은 도 2에 도시된 바와 같이, 유체의 유출입이 가능한 하이드록실 라디칼 발생 본체(141) 및 하이드록실 라디칼(40)이 발생되는 유동 통로(142)를 포함할 수 있다.
유동 통로(142)에서는 도 2에 도시된 바와 같이, 다양한 구조를 통해 나노-마이크로 버블(30)이 재생성될 수 있고, 유동 통로(142)에 형성되는 코팅층(143)에서 하이드록실 라디칼(40)이 발생될 수 있다.
유동 통로(142)는 도 2(a)에 도시된 바와 같이, 메쉬형 구조를 가질 수 있다. 메쉬형 구조는 다수의 유동 통로(142)가 형성되도록 유동 통로(142)의 부재들이 서로 교차되어 이루어질 수 있다.
이와 같이, 메쉬형 구조를 가져 다수의 유동 통로(142)가 형성되면, 정화 유체(10)와 유동 통로(142) 사이의 접촉 면적이 넓어지게 되고, 이에 따라 정화 유체(10)와 코팅층(143) 사이의 접촉 면적이 넓어져 하이드록실 라디칼(40) 발생량이 증가될 수 있다. 유동 통로(142)는 메쉬형 구조에 의해 불규칙한 유로로 형성될 수 있다.
또한, 유동 통로(142)에서는 도 2(b)에 도시된 바와 같이, 정화 유체(10)가 유동하며 정화 유체(10) 입자 간에 충돌, 마찰 및 캐비테이션이 발생되어 나노-마이크로 버블(30)이 재생성될 수 있다. 정화 유체(10)는 정화 공간(111)에서 정화된 공기(70)와 혼합되어 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에 도달할 수 있다.
위와 같은 충돌 및 마찰 작용은 기체를 유체 내에 더 잘 용해되도록 하는 동시에 유체를 더욱 미립화하여 최소 수 나노미터(㎚)∼수십 마이크로미터(㎛)까지의 나노-마이크로 버블(30)을 재생성할 수 있다.
위와 같은 충돌 및 마찰 작용이 잘 발생하도록, 유동 통로(142)는 단면이 좁고 길이가 길게 형성될 수 있다. 유동 통로(142)는 공기 유출구(113)보다 단면이 매우 작게 형성될 수 있고, 또한 통로의 너비 대비 길이가 수 십 ~ 수 백배 이상 길게 형성되어 유동 통로(142)가 길고 좁게 형성될 수도 있다.
즉, 유동 통로(142)의 전단에서는 정화 유체(10)에 공급된 나노-마이크로 버블(20)이 터지며 하이드록실 라디칼(40)이 발생되고 유동 통로(142)의 후단에서는 나노-마이크로 버블(30)이 재생성될 수 있다. 따라서, 유동 통로(142)의 후단에서 재생성된 나노-마이크로 버블(30)이 터지면서 하이드록실 라디칼(40)을 발생시킬 수도 있고, 나노-마이크로 버블(30)이 대기중으로 정화된 공기(70)와 함께 유출될 수 있다. 이와 같이, 유출된 나노-마이크로 버블(30)이 외부의 공기를 정화할 수도 있다.
이와 같이, 유동 통로(142)에서 나노-마이크로 버블(30)이 재생성되면 유동 통로(142)에서 나노-마이크로 버블(30)을 이용한 하이드록실 라디칼(40)의 발생량이 증가하여 공기 정화 능력이 향상될 수 있고, 외부의 공기를 정화할 수도 있다.
코팅층(143)은 도 2에 도시된 바와 같이, 유동 통로(142)에 형성되어 오염된 공기(20)를 정화시킬 수 있는 하이드록실 라디칼(40)을 발생시킬 수 있고, 코팅층(143)은 산화 티타늄계, 인산계 및 토르말린계 중 적어도 어느 하나를 포함하는 물질로 이루어질 수 있다.
하이드록실 라디칼(40)은 도 2에 도시된 바와 같이, 코팅층(143)에서 다양한 종류의 에너지(60)로 인해 발생될 수 있다. 하이드록실 라디칼(40)의 발생에 이용되는 에너지(60)는 열 에너지, 빛 에너지 및 진동 에너지 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
또한, 위 에너지(60)는 나노-마이크로 버블(30)이 터지며 발생하는 에너지(60)일 수도 있다. 위 나노-마이크로 버블(30)이 터지며 발생하는 에너지(60)에는 순간적으로 발생하는 고온(섭씨 4000~6000도), 초고주파 (5Mhz) 등이 포함될 수 있다.
따라서, 나노-마이크로 버블(30)로 인해 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서의 하이드록실 라디칼(40) 발생량이 증가될 수 있다.
작동 제어부(191)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 유출구(113)에 구비되어 정화된 공기(70)의 오염도를 측정하는 공기 오염도 측정부(190)와 연결되어 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)의 작동을 제어할 수 있다.
공기 오염도 측정부(190)는 도 1에 도시된 바와 같이, 유체 유동 방향에 따른 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)의 후단에 배치될 수 있다. 이에 따라, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서의 정화 과정을 거친 후의 공기 오염도를 측정할 수 있다.
공기 오염도 측정부(190)에서 측정되는 오염도가 작동 제어부(191)에 미리 설정된 기준값을 초과하는 경우, 작동 제어부(191)는 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)의 작동을 시작할 수 있다.
이와 같이 작동 제어부(191)는 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)의 작동을 제어함으로써 공기 유출구(113)의 정화된 공기(70)의 정화도가 낮을 경우, 자동으로 나노-마이크로 버블 생성기(132)의 작동을 시작할 수 있다.
즉, 자동으로 정화 유체(10)의 나노-마이크로 버블(30) 함유량이 증가하게 되고 언급된 나노-마이크로 버블(30)의 공기 정화 능력을 이용하여 정화 공간(111) 및 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140) 등에서의 공기 정화 정도를 향상시킬 수 있다.
모니터링부(192)는 도 1에 도시된 바와 같이, 공기 오염도 측정부(190) 및 작동 제어부(191)를 모니터링할 수 있다. 모니터링부(192)를 통해 공기의 오염도를 확인하고 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)을 포함한 다양한 공기 정화 장치(100)들이 정상적으로 작동하는지 확인할 수 있다.
이와 같은 모니터링부(192)는 공기 정화 장치(100) 관리자의 모바일 기기와 연결될 수 있어 관리자가 원격으로도 오염도를 확인할 수 있다.
송풍기(200)는 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 본체(110)에 연결되어 공기 유입구(112)로 오염된 공기(20)를 유입시킬 수 있다. 송풍기(200)는 유입된 공기의 흐름을 공기 유입구(112)에서 공기 유출구(113) 방향으로 생성하여, 오염된 공기(20)를 정화 본체(110)의 정화 공간(111)을 통해 공기 유출구(113)로 배출시킬 수 있다.
정화 유체 배출구(114)는 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 유체 살포 유닛(120)에서 살포되는 정화 유체(10)가 정화 본체(110) 외부로 배출되도록 정화 본체(110)의 하단면에 구비될 수 있다.
정화 유체 순환 펌프(115)는 도 1에 도시된 바와 같이, 정화 유체 배출구(114)로 배출되는 정화 유체(10)를 재활용하기 위하여 정화 유체 배출구(114)와 연결될 수 있다. 정화 유체 순환 펌프(115)가 나노-마이크로 버블(30) 생성 유닛과 연결되어 정화 유체(10)가 나노-마이크로 버블(30)을 공급받아 재활용될 수 있고, 또한 정화 유체 순환 펌프(115)가 정화 유체 살포 유닛(120)과 연결되어 정화 유체(10)가 곧바로 재활용될 수도 있다.
에너지 공급 유닛(210)은 도 1에 도시된 바와 같이, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에 에너지(60)를 제공하여 하이드록실 라디칼(40)의 발생이 촉진되도록 배치될 수 있다. 에너지 공급 유닛(210)은 조명, 가압기, 진동 발생기 등 다양한 에너지(60)를 공급하는 기구로 설치될 수 있다.
분진 필터(180)는 도 1에 도시된 바와 같이, 오염된 공기(20)가 정화되도록 공기 유입구(112)에 배치될 수 있다. 분진 필터(180)가 설치됨에 따라 입자의 크기가 상대적으로 큰 분진들을 1차적으로 걸러 줌으로써 오염된 공기(20)의 정화 정도가 향상될 수 있다.
다음으로 도 3을 참조하여 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(100)의 일 변형례를 설명하도록 한다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)은 도 3에 도시된 바와 같이, 정화 유체 살포 유닛(120)에 연결될 수 있다.
이와 같이 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)이 정화 유체 살포 유닛(120)에 연결되면, 공기 유출구(113)에 위치되는 것과 달리 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130)에서 정화 유체 살포 유닛(120)으로 공급하는 다량의 정화 유체(10)가 유동 통로(142)를 통과할 수 있다.
다량의 정화 유체(10)가 유동 통로(도 2의 142)를 통과하면서, 정화 유체(10) 입자 간에 충돌, 마찰 및 캐비테이션이 더욱 활발히 발생되어 더욱 많은 나노-마이크로 버블(30)이 재생성될 수 있다.
또한, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)의 전단에서는 나노-마이크로 버블(30)이 터지면서 에너지(60)를 발생되어 하이드록실 라디칼(40)이 발생되고, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)의 후단에서는 정화 유체(10)에 나노-마이크로 버블(30)이 재생성 되어 정화 유체(10)의 정화력이 향상될 수 있다.
다음으로 도 4를 참조하여 일 실시예에 따른 공기 정화 장치(100)의 다른 변형례들을 설명하도록 한다.
본 실시예에 따른 공기 정화 장치(100)의 경우, 정화 본체(110), 정화 공간(111), 유입구, 유출구, 송풍기(200), 정화 유체 배출구(114), 정화 유체 순환 펌프(115), 정화 유체 살포 유닛(120), 정화 유체 유입구(121), 정화 유체관(122), 정화 유체 살포구(123), 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130), 나노-마이크로 버블 공급 유닛(130), 정화 유체 용기(131), 나노-마이크로 버블 생성기(132), 주입구(133), 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140), 하이드록실 라디칼 발생 본체(141), 유동 통로(142), 코팅층(143), 분진 필터(180), 공기 오염도 측정부(190), 작동 제어부(191), 모니터링부(192), 에너지 공급 유닛(210)을 포함하는 공기 정화 장치(100)의 구성 및 그에 따른 작용/효과에 대해서는 전술한 실시예를 통해 이미 설명한 바 있으므로 이들에 대한 구체적인 설명은 생략하고 이하 전술한 실시예와 차이가 있는 정화 본체(110)의 다양한 실시예를 중심으로 설명하도록 한다.
정화 유체 살포 유닛(120)은 도 4(a)에 도시된 바와 같이, 정화 공간(111)에 복수로 배치될 수 있다. 정화 유체 살포 유닛(120)이 복수로 배치될 경우, 정화 유체(10)가 한번에 많이 살포되어, 오염된 공기(20)를 용해시킬 수 있는 정화 유체(10)의 양이 많아지고 결과적으로 많은 양의 오염된 공기(20)를 한번에 정화할 수 있다.
격벽(150)은 도 4(b)에 도시된 바와 같이, 정화 공간(111)에서 오염된 공기(20)가 우회하여 흐르도록 배치될 수 있다. 위 격벽(150)은 정화 유체 살포 유닛(120)에서 정화 유체(10)를 살포할 때 정화 유체(10)가 정화 공간(111)의 하측면까지 도달하도록 상하 방향으로 설치될 수 있고, 또한 격벽(150)은 정화 공간(111)에 복수로 설치될 수 있다.
이와 같이 복수의 격벽(150)이 상하 방향으로 설치될 경우, 정화 본체(110)로 유입되는 오염된 공기(20)는 유출구까지 S자 선형을 그리며 이동하게 된다. 이로 인해 오염된 공기(20)가 정화 본체(110)에서의 머무르는 시간이 길어지면서 정화 유체(10)와 접촉 시간이 길어지며 오염된 공기(20)의 정화력이 향상될 수 있다.
또한 격벽(150)은 복수의 구멍이 구비된 다공판으로 이루어질 수 있다. 오염된 공기가 정화 공간에서 이동 시 공기 흐름의 저항을 최소화하기 위해 일부 오염된 공기는 다공판의 구멍으로 이동하고 일부 오염된 공기는 우회하여 이동할 수 있다.
충전층(160)은 도 4(c)에 도시된 바와 같이, 정화 본체(110)의 정화 공간(111)에서 충전물이 채워져 배치될 수 있다. 충전층(160)은 정화 유체(10)와 오염된 공기(20)의 접촉 시간이 향상되도록 공극률을 향상시키는 구조체(170)로 채워질 수 있다.
다음으로 도 5를 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 정화 장치(100)를 설명한다.
본 실시예에 따른 공기 정화 장치(100)의 경우, 전술한 일 실시예와 차이가 있는 정화 본체(110), 공기 유입구(112), 공기 유출구(113), 정화 공간(111), 정화 유체 살포 유닛(120), 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140), 송풍기(200), 에너지 공급 유닛(210), 작동 제어부(191)의 구성에 따른 차이점을 중심으로 설명하도록 한다.
정화 본체(110)는 도 5에 도시된 바와 같이, 일측이 공기 유입구(112)에 연결되고 타측이 공기 유출구(113)와 연결되는 관형 구조로 형성되어, 오염된 공기(20)는 공기 유입구(112)를 통해 유입되어 정화 공간(111)을 거치면서 정화된 후 공기 유출구(113)로 유출될 수 있다.
정화 유체 살포 유닛(120)은 도 5에 도시된 바와 같이, 정화 본체(110)의 정화 공간(111)에 배치되어 공기 유입구(112)를 통해 정화 본체(110)로 유입되는 공기에 정화 유체(10)를 살포할 수 있다.
하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)은 도 5에 도시된 바와 같이, 정화 유체 살포 유닛(120)의 후단에 배치되어 정화 유체 살포 유닛(120)을 거쳐 정화 유체(10)가 살포된 공기에 하이드록실 라디칼(40)을 발생시킬 수 있다.
송풍기(200)는 도 5에 도시된 바와 같이, 정화 본체(110)의 전단에 배치되어 공기 유입구(112)로 공기가 유입되도록 배치될 수 있다.
에너지 공급 유닛(210)은 도 5에 도시된 바와 같이, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)의 후단에 배치되어, 하이드록실 라디칼 발생 유닛(140)에서의 하이드록실 라디칼(40) 발생량이 증가될 수 있다.
위와 같이 관형의 구조로 형성된 공기 정화 장치는 기존의 공기 정화 장치에 연결될 수 있다. 예를 들어, 습식 스크러버의 흡입부 또는 퇴출부에 설치되어 습식 스크러버의 공기 정화력을 향상시킬 수 있다. 이외에도 대형 건물의 환풍 장치, 지하상가의 환풍 장치 등에 연결될 수 있다.
이상, 본 발명의 일 실시예에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위 내에 포함된다고 할 것이다.

Claims (10)

  1. 내부에 공기 정화 공간이 마련되며 일측에 공기 유입구가 구비되고 타측에 공기 유출구가 구비되는 정화 본체;
    상기 정화 본체로 유입되는 오염된 공기가 상기 공기 정화 공간에서 정화되도록 상기 공기 정화 공간에 정화 유체를 살포하는 정화 유체 살포 유닛;
    상기 정화 유체의 정화력이 향상되도록 상기 정화 유체에 나노-마이크로 버블을 생성하여, 상기 나노-마이크로 버블을 함유한 상기 정화 유체를 상기 정화 유체 살포 유닛에 공급하는 나노-마이크로 버블 공급 유닛; 및
    하이드록실 라디칼을 발생시켜 상기 정화 본체로 유입되는 오염된 공기를 정화시키는 하이드록실 라디칼 발생 유닛을 포함하는 공기 정화 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 나노-마이크로 버블 공급 유닛은,
    상기 정화 유체를 담는 정화 유체 용기;
    상기 나노-마이크로 버블을 발생시키는 나노-마이크로 버블 생성기; 및
    상기 정화 유체에 촉진제가 주입되도록 상기 정화 유체 용기에 형성되는 주입구를 포함하는, 공기 정화 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 하이드록실 라디칼 발생 유닛은,
    상기 공기 유출구 및 상기 정화 유체 살포 유닛 중 적어도 어느 하나에 연결되는 하이드록실 라디칼 발생 본체; 및
    상기 하이드록실 라디칼 발생 본체에 상기 정화 유체의 유출입이 가능하도록 구비되는 유동 통로를 포함하는, 공기 정화 장치
  4. 제3항에 있어서,
    상기 하이드록실 라디칼 발생 유닛은,
    상기 유동 통로의 내측면에 형성되어 상기 정화 유체와의 화학 반응에 의해 상기 하이드록실 라디칼을 발생시키는 코팅층을 더 포함하는, 공기 정화 장치.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 유동 통로는,
    상기 유동 통로가 다수 형성되도록 메쉬형 구조를 갖고,
    상기 유동 통로에서는 상기 정화 유체가 유동하며 상기 정화 유체 입자 간에 충돌, 마찰 및 전단응력이 발생되어 상기 나노-마이크로 버블이 생성되는, 공기 정화 장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 정화 유체 살포 유닛은,
    상기 나노-마이크로 버블 공급 유닛과 연결되는 정화 유체 유입구;
    상기 정화 유체를 담는 정화 유체관; 및
    상기 정화 유체를 상기 정화 공간에 살포하는 정화 유체 살포구를 포함하는, 공기 정화 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 정화 본체는 상기 정화 공간에서 오염된 공기가 우회하여 흐르도록 배치되는 격벽을 더 포함하는, 공기 정화 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 유출구에 구비되어 정화된 공기의 오염도를 측정하는 공기 오염도 측정부; 및
    상기 공기 오염도 측정부와 연결되어 상기 나노-마이크로 버블 공급 유닛의 작동을 제어하는 작동 제어부를 더 포함하고,
    상기 작동 제어부는 상기 공기 오염도 측정부에서 측정되는 오염도가 미리 설정된 기준 값을 초과하는 경우, 상기 나노-마이크로 버블 공급 유닛의 작동을 개시하는, 공기 정화 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 공기 유입구로 오염된 공기가 유입되고 상기 공기 유출구로 정화된 공기가 유출되도록 상기 정화 본체에 연결되는 송풍기를 더 포함하는 공기 정화 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 정화 본체는 일측이 상기 공기 유입구에 연결되고 타측이 상기 공기 유출구와 연결되는 관형 구조로 형성되어, 오염된 공기는 상기 공기 유입구를 통해 유입되어 상기 정화 공간을 거치면서 정화된 후 상기 공기 유출구로 유출되고,
    상기 정화 유체 살포 유닛은 상기 정화 공간에 배치되어 상기 공기 유입구를 통해 상기 정화 본체로 유입되는 공기에 상기 정화 유체를 살포하고,
    상기 하이드록실 라디칼 발생 유닛은 상기 정화 유체 살포 유닛의 후단에 배치되어 상기 정화 유체 살포 유닛을 거쳐 상기 정화 유체가 살포된 공기에 하이드록실 라디칼을 발생시키는, 공기 정화 장치.
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