KR100241101B1 - 기체의 흡인여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 목적은 매우 간단한 원리를 사용하였기 때문에 구조가 매우 간단하며, 여과기로서 종래 장치보다 더 높은 성능을 가지며, 현재 당면하고 있는 여러가지 공기오염 문제를 근본적으로 개선할 수 있는 흡인여과장치를 제공하는 것이다.

액체여과제(2)는 상부공간(3)에 남아있는 방식으로 밀폐용기(1)에 수용되며, 여과될 기체를 여과제(2)로 도입하기 위한 기체도입 파이프(4)는 파이프(4)의 선단부가 용기 외부에 위치되고 파이프의 후단부가 여과제(2)에 침지되는 식으로 배치된다.

용기의 상부공간(3)에 흡인력을 적용하기 위한 기체도출 파이프 또는 기체흡인수단(5)은 공간과 연통하여 액체필터를 구성한다.

Description

[발명의 명칭]

기체의 흡인여과장치

[도면의 간단한 설명]

제1도는 본발명의 바람직한 구체예의 정단면도이며,

제2도는 본발명의 장치를 응용한 진공소제기 형태의 공기 청정기의 구체예의 블록도이며,

제3도는 본발명의 장치를 응용한 공기청정 세균제거장치의 구체예의 블록도이며,

제4도는 본 발명의 외부공기 흡입구의 다른 구체예의 사시도이다.

[발명의 상세한 설명]

[기술분야]

본 발명은 외부기체를 흡인한 후 장치내 액체필터(들)를 통과시킴으로써 기체의 열, 또는 그 기체내에 함유된 특정가스성분, 미생물 또는 미세한 미립자 고체를 제거하기 위한 흡인여과장치에 관한 것이다.

[배경기술]

지금까지 기체(공기) 내에 함유된 특정가스성분을 흡착에 의하여 회수하거나 기체내에 함유된 미생물 및 미세한 미립자 고체를 흡착한 다음 세류(洗流) 샤워 등을 사용하여 제거하는 여과장치, 제거장치 및 흡인장치라고 부르는 여러가지 장치가 알려져 있었다.

그러나 종래의 여과 및 흡착장치는 구조적으로 복잡하며 그의 여과 및 흡착 메카니즘에 특수한 원리 또는 기술을 응용해야 했다. 당연한 결과로서 그러하 장치 자체는 고가의 ″화학장치″이며 경제적 결점을 초래한다.

특히, 최근에 문제가 되는 소위 ″병원감염″을 유발하는 MRSA(methicillin resistant Staphylococcus aureus ; 내항성물질성균) 및 소위 ″꽃가루 질병″을 유발하는 삼목의 꽃가루 제거에 적당한 장치, 또는 비닐하우스내에서 야채 재배에 종사하는 사람에게 문제가 되는 소위 ″하우스병″을 유발하는 부유하는 농약 제거에 적당한 장치, 또는 화산회 또는 사막의 모래 및 먼지 제거에 적당한 장치에 관해서는 아직까지도 어떤 유용한 것이 제공되지 않고 있다.

따라서, 본발명이 해결하려고 하는 과제는 그의 매우 간단한 원리에 기인하여 매우 간단하게 구성될 수 있으며 또한, 상술된 바와 같이 현존하는 문제인 그러한 다양한 종류의 공기 오염을 유발할 수 있는 물질의 제거에 있어서 그의 간단한 구조에도 불구하고 종래기술 보다도 더 뛰어난 여과 특성을 나타내는 흡인여과장치를 제공하는 것이다.

[발명의 개시]

상기 과제를 해결하는 것을 목적으로 하여 구성된 본발명의 흡인여과장치는, 밀폐용기내에 상부공간이 남아있는 상태로 액체여과제는 상기 밀폐용기 내에 수용되고, 여과시길 기체를 상기 여과제 속으로 도입하기 위한 기체도입 파이프는 그의 선단부가 상기 용기의 외부로 위치되고 그의 후단부가 상기 여과제의 바닥쪽으로 몰입되게 장착되고, 상기 용기의 상부공간에 흡인력을 작용시키는 기체흡인 수단은 상기 공간과 연통하는 상태로 상기 용기에 접속되고, 상기 여과제와 흡인되는 기체와의 사이의 접촉을 촉진시키도록 전체 표면위에 수많은 기공이 있는 기-액 혼합판을 회전가능하게 하여 상기 여과제 속에 한 개 이상 설치한 것을 특징으로 한다.

본발명에서, 흡인력과 적용에 의하여 기체가 상기 여과제를 통과할 때 기체내의 고온수증기는 액체여과제와 열교환되고 불필요한 가스성분 및 미세한 미립자는 상기 여과제로 중화되거나 제거되는 방식으로 흡인되는 기체내에 함유된 고온수증기, 특정 가스성분 및 미세한 미립자는 제거될 수 있다.

[발명을 실행하기 위한 최선의 형태]

본 발명의 실시예는 도면을 참고로 상세하게 설명된다.

제1도에서, 부재번호 1은 적어도 내면이 내산성(耐酸性) 및 내식성(耐食性)인 원통형 밀폐용기이며, 상부덮개(1a)와 기판(1b)중 적어도 하나가 용기몸체에 탈착가능하게 부착된다. 부재번호 2는 공간(3)이 용기(1)의 상부에 남아있는 상태로 용기(1)내에 수용되는, 물과 같은 액체여과제이다. 여과제(2)로서 상술한 물뿐만 아니라 예를 들면, 계면활성제 등의 수용액, 유성제의 용액, 알칼리성 용액 등의 중화제, 액상의 멸균제 및 살균제 등을 사용할 수 있다. 부재번호 Ic는 액체여과제(2)를 배출하기 위한 드레인 파이프이다.

부재번호 4는 관통구멍을 관통함으로써 기판(1b)또는 기판(1b)에 근접한 측벽에 접속된 기체도입 파이프이다. 파이프(4)는 용기(1)와의 접속부로부터 서 있으며 그의 상단부의 위치가 용기(1)의 전체 높이보다 더 높게 되도록 배치된다.

부재번호 5는 용기(1)의 상부덮개(1a)상에 제공되는 팬타입의 기체흡인수단이고, 이 흡인수단은 그의 흡인구가 상부덮개(1a)상에 형성된 구멍(1d)과 연통하도록 장착되며, 팬(도시하지 않음) 이 회전함으로써 용기(1)의 상부공간(3)에 흡인력을 작용시킬 수 있다. 흡인수단(5)의 상세한 구조는 도면에 나타내지는 않았지만 제1도에 흡인수단(5)은 모터, 모터의 축에 부착된 팬, 팬을 수용하고 흡인구가 개구된 팬 케이싱(5a), 및 케이싱에 접속되며 흡인된 공기를 외부로 배기하기 위한 배기구(5b)를 갖춘 상기 모터의 하우징(5c)으로 구성된다. 본 발명의 장치에서, 상술된 흡인수단에 의해 발생된 흡인력은 기체도출 파이프(6) (제1도에는 도시않됨)를 통하여 작용될 수 있으며 하기에 상세하게 기술될 것이다.

부재번호 7은 상기 용기(1)에 있어서 여과제(2)의 액속에 침지되도록 장착되는 기-액 혼합판이고, 이 판은 그의 외부직경이 용기(1)의 내부직경보다 약간 작은 정도로 형성된다. 혼합판(7)에는 스커트(7a)가 외주부에 형성되어 있으며 또한 다수의 기공(7b)이 표면에 형성되어 있다. 부재번호 8은 혼합판(7)을 지지하는 지지간이며, 부재번호 9는 상부덮개(1a)로부터 용기(1)의 외부로 돌출된 모터이며 이 모터의 축은 상기 지지간(8)에 연결되어 있다.

본 장치에 있어서, 상술된 기액혼합판을 2개이상 배치하거나 배치하지 않거나는 임의이며, 또한 모터(9)를 사용하여 혼합판(들)(7)을 회전시키거나 회전시키지 않거나도 역시 임의이다. 상술된 바와 같이, 본발명의 흡인여과장치의 구체예는 상기 부재 1(밀폐용기) 내지 부재 9(모터)로 구성된다. 본 발명의 장치가 사용되는 예는 이하에 설명된다.

먼저 제1도에 도시된 본 발명의 장치가 사용된 진공소제기를 설명한다.

진공소제기의 경우, 제2도에 도시된 바와 같이, 공지된 종래의 소제기가 유사하게 가요성튜브(1)는 기체도입 파이프(4)의 전방에 접속되어 있으며 또한 슬릿을 구비한 종래의 넓은 흡인구(11)에 접속되어 있다.

흡인수단(5)의 모터가 시동되어 그의 팬에 의해 발생된 흡인력을 밀폐용기(1)의 상부공간(3)에 작용시키면, 상부공간(3)의 기체(공기)가 배기구(5b)로부터 배기되고 그후 상기 흡인수단(5)에 의한 흡인력은 액체여과제(2)를 통하여 기체도입 파이프(4)로 작용되기 시작한다. 기체도입 파이프(4)에 작용되는 흡인력에 의하여 먼지를 함유하는 외부기체는 가요성튜브(10)와 흡인구(11)를 통하여 흡인되어 액체여과제(2)를 통과한 다음 밀폐용기(1)의 상부공간(3)으로 도입된다.

기체도입 파이프(4)를 통하여 흡인된 먼지를 함유하는 외부기체가 액체여과제(2)를 통과할 때, 기체는 미세한 기포의 형태로 상부 공간(3)을 향하여 상기 여과제(2) 내에서 부상한다. 하나 이상의 기-액 혼합판(7)이 배치되고 이들 판(7)이 모터(9)에 의하여 회전된 경우, 미세한 기포의 형태로 여과제(2) 내에서 부상하던 흡인된 기체는 더욱 미세한 기포의 형태로 밀폐용기(1)의 상부공간(3)을 향하여 더 흡인되며, 이것에 의하여 기체의 여과제(2)와의 접촉면적과 접속시간은 더 증가되게 된다.

상술된 바와 같이, 여과제(2)속으로 도입되어 더욱 미세한 기포로 형성되어서 밀폐용기(1)의 상부공간(3)으로 흡인되는 외부공기에 있어서, 외부공기내에 함유된 미세한 미립자 먼지는 상기 액체여과제(2)와 접촉되어 소위 비중선별된다. 비중선별에 의하여, 상기 먼지를 구성하는 모든 고체성분은 액체여과제(2) 내에 용해되어 침전되며, 따라서 그후 단지 기체성분만이 용기(1)의 상부공간(3)으로 도입된다. 그 결과 흡인수단(5)의 배기구(5b)로부터 소제기의 외부로 배출된 기체는 먼지없는, 바꾸어 말하면 청정 기체이다.

그러한 소제기에 있어서, 기체도입 파이프(4)를 통하여 흡인된 외부기체에 함유된 잡균을 제거등에 의하여 처리하기 위하여 제3도에 도시된 바와 같이 전기히터와 같은 적당한 가열수단(12)이 기체도입 파이프(4)의 중간에 구비될 수 있으며, 그것은 파이프(4)의 통로 내부 온도를 세균의 멸균 또는 살균을 위해 요구되는 온도로 상승시킨다.

그러한 가열수단을 사용하는 것외에도, 고온의 액체여과제(2)를 단독으로 또는 상기 가열수단을 조합하여 사용하거나, 살균제(들)를 혼합한 액체여과제(2)또는 단지 살균제만을 여과제로서 사용하거나, 배기구측에 활성탄등을 함유하는 고정필터(15)를 구비함으로써 진공소제기의 멸균 또는 살균효율은 향상될 수 있다. 제3도에서 부재번호 13은 외부기체 흡입구이다. 제4도는 외부기체 흡입구(13)의 하부에 살균 등 (14)을 구비함으로써 살균효과를 제공하는 외부기체 흡입구(13)의 구체예를 나타낸다.

또한, 도입파이프(4)를 통하여 흡인되는 기체가 고온수증기이거나 악취 또는 유해한 가스성분을 함유할 때, 수증기의 열은 액체여과제(2)로 흡수될 수 있으며 불필요하고 바람직하지 않은 가스성분은 상기 여과제(2)에 의하여 중화 또는 흡착됨으로써 제거될 수 있다. 예를 들어, 다공성 흡착제층 (도면에 도시하지 않음)을 장착하는 것 또는 여과제(2)단독으로 또는 상기 흡착제와 조합한 것으로써 상기 가스성분에 대하여 중화 또는 탈취기능을 가진 물질을 사용하는 것은 기체의 열을 흡수할 수 있게 할 뿐만 아니라 불필요한 가스성분 및 악취성분을 중화 및 제거할 수 있게 한다.

제2도에 도시된 구조를 갖는 진공소제기는 대량의 분진이 발생하는 시멘트 제조공장 및 금속가공 공장에서와 화산회가 떨어지는 거리에서 실제로 사용해 보았다. 그 결과 부유하거나 바닥 및 땅에 얇게 쌓이는 금속분말 등의 상기 분진과 화산회는 밀폐용기(1)의 외부로 먼지와 화산회를 배출하지 않고 거의 완전하게 공기로부터 제거될 수 있었다.

상기 기술된 장치의 구체예는 액체여과제를 수용하는 단 한개의 밀폐용기(1)를 사용하는 것이다. 그러나 본발명의 장치는 둘 이상의 상기 용기와 순차적으로 접속된 구조를 가질 수 있으며, 제2도를 참고로 이하에 설명된다.

제2도에 도시된 장치에서 세 개의 밀폐용기(1)가 기체도입 파이프(6)를 사용하여 순차적으로 접속되며, 흡인수단(5)이 최종 밀폐용기(1)상에 장착된다. 각각의 용기(1)를 접속하는 각각의 기체도입 파이프(6)는 그의 선단부가 전방밀폐용기(1)의 상부공간(3)에 접속되고 그의 후단부가 상기 용기(1)의 액체여과제(2)로 몰입되게 배치된다.

그 결과, 흡인수단(5)에 의해 흡인된 외부기체는 각각의 용기(1) 내의 여과제(2)를 순차적으로 통과하게 되어 각각의 여과제(2)와 접촉한 다음 정정한 공기의 형태로 흡인수단(5)의 배기구(5b)로부터 배기된다.

그러므로 흡인되는 외부기체가 개개의 밀폐용기(1)내에서 순차적으로 여과제(2)에 접촉될 수 있다는 관점으로부터 개개의 용기(1) 내에 수용된 여과제(2)의 기능을 변화시킴으로써, 다음 용기(1) 내의 여과제(2)에서 먼지와 같은 불수용성 또는 약 수용성 성분으로 구성된 분말 미립자를 용해시키거나 그러한 불균일한 미립자의 여과와 동시에 불필요한 기체성분을 제거하는 것이 가능하게 된다.

상술된 바와 같이, 둘 이상의 밀폐용기(1)를 순차적으로 접속함으로써 구성된 장치에서, 흡인수단(5)은 각각의 용기(1)의 상부 공간(3)에 각각 설치되며, 최전방 용기로부터 최종용기의 한 개 앞의 밀폐용기(1)의 각각의 흡인수단(5)의 배기구(5b)는 기체도입 파이프(6)의 선단부에 접속되어 흡인효율 및 각각의 흡인수단(5)에 작용되는 부하를 경감시키는 등의 면에서 합리적인 장치를 제공한다. 본 발명에서, 이 장치는 각각 기체도입 파이프(4)와 흡인수단(5)을 구비한 밀폐용기(1)를 2개이상 나란히 배치하고, 한 개의 기체흡입구에 각각의 기체도입 파이프(4)를 접속하여 구성될 수 있다.

상술된 본 발명의 장치는 외부기체내에 함유된 미세한 미립자 및 잡균을 제거하고 그러한 세균을 멸균 또는 살균할 수 있다. 그러므로 이 장치는 예를 들면 제3도에 도시된 바와 같이 병원, 비닐하우스, 체육관, 집회장 등에서 사용되는 공기정화장치, 또는 공기내 잡균 제거장치로서 매우 유용하다. 제3도에 도시된 장치에 있어서, 정화도중에 있는 공기내에 함유된, 공기가 이미 통과한 밀폐용기(들)(1)내의 여과제(들)(2)에 의하여 제거될 수 없었던 불필요한 가스성분 및 잡균의 제거능력과, 그러한 세균의 멸균 또는 살균능력을 개선하기 위하여, 그 안에 활성탄 및 열원을 포함하는 고정필터(15)는 일렬로 접속된 세개의 밀폐용기(1) 사이에 구비될 수 있다.

제3도에 도시된 장치에서, 제습(除濕) 장치(16)는 연결파이프(61)를 통하여 최종 밀폐용기(1)에 부착된 흡인수단(5)의 배기구(5b)와 연통하여 구비되어서 정화된 공기를 제습하여 ″청정공기″로서 재사용할 수 있게 한다. 제3도에서 부재번호 62는 배출파이프이다. 또한 제3도의 장치에서 소제기에 대한 가요성튜브(10), 가열수단(12) 및 살균등(14)을 갖춘 공기흡입구(13)는 선택적으로 공기도입 파이프(4)에 접속될 수 있어서, 이것에 의하여 본발명의 장치는 다양한 용도와 목적에 따라서 유리하게 사용될 수 있다.

이 경우, 상술된 진공소제기와 유사하게 단지 한개의 밀폐용기(1)를 사용하는 장치와 둘 이상의 밀폐용기(1)를 일렬로 접속시키거나 병렬로 위치시켜서 사용하는 장치 양쪽 모두에 있어서, 한개의 밀폐용기(1)에 대하여 둘이상의 흡인수단(5)을 배치하는 것이 흡인정화 효율의 개선에 있어 종종 바람직하다. 그러한 배치는 큰 흡인용량을 초래하는데, 이것은 여과제(2)와 흡인된 외부공기와의 접촉시간을 자칫 단축시키기가 쉽다. 이 결점을 개선하기 위하여, 기-액 혼합판(7)상의 기공(7b)의 크기를 더 작게하고, 배치되는 판(7)의 수를 늘리거나, 또는 접속되는 밀폐용기(1)의 수를 증가시키는 것이 바람직하다.

[산업상의 이용가능성]

상술된 바와 같이, 본 발명의 기체의 흡인 여과장치는 밀폐용기로 흡인되는 외부기체에 액체여과제의 후방으로부터 흡입력은 작용시켜서 기체를 상기 여과제와 강제로 접촉시키며, 종래의 액체필터 방식의 제거장치와 비교하여 더욱 뛰어난 여과효과를 나타내며 상기 기체에 포함된 고온수증기, 먼지 및 삼목 꽃가루를 포함하는 다양한 종류의 미세한 미립자 또는 세균 및 악취 성분을 포함하는 불필요한 가스성분을 완전히 제거할 수 있다.

상술된 장치는 구조가 매우 간단하므로, 종래장치와 비교하여 매우 저렴하고 매우 쉽게 구성될 수 있을 뿐만 아니라 낮은 운전 비용으로 구동될 수 있다. 따라서 본발명의 장치는 병원 및 병실에서 공기의 살균정화장치 및 비닐하우스에서 발생하는 소위 ″하우스병″의 예방을 위한 공기정화장치, 뿐만 아니라 수많은 사람들이 모이는 빌딩, 공장 또은 거리에서 먼지, 모래, 삼목 꽃가루 등의 제거장치로서 매우 유용하다.

또한, 본 발명의 장치는 생활 쓰레기와 같은 가연성 폐기물의 열분해 처리에서 발생하는 고온수증기의 열, 염소가스 등의 흡수뿐만 아니라 상기 염소가스와 같은 불필요한 가스의 제거를 위한 액체필터로서 유용하다.

Claims (18)

1. 밀폐용기 내에 상부공간이 남아있는 상태로 액체여과제는 상기 밀폐용기 내에 수용되고, 여과시킬 기체를 상기 여과제 속으로 도입하기 위한 기체도입 파이프는 그의 선단부가 상기 용기의 외부로 위치되고 그의 후단부가 상기 여과제의 바닥쪽으로 몰입되게 장착되고, 상기 용기의 상부 공간에 흡인력을 작용시키는 기체흡인 수단은 상기 공간과 연통하는 상태로 상기 용기에 접속되고, 상기 여과제와 흡인되는 기체와의 사이의 접촉을 촉진시키도록 전체 표면위에 수많은 기공이 있는 기-액 혼합판을 회전가능하게 하여 상기 여과제 속에 한 개 이상 설치한 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
2. 제1항에 있어서, 여과제는 물, 계면활성제의 수용액, 흡인되는 기체에 함유된 가스성분의 중화용액, 유성제와 혼합된 용액, 멸균 또는 살균용액으로 구성된 군으로부터 선택되는 액체인 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두 개 이상의 밀폐용기가 일렬로 배치되고, 각각의 밀폐용기는 전방밀폐용기의 상부공간이 후방밀폐용기내의 여과제에 파이프를 통하여 접속되고 최종 밀폐용기의 상부공간이 기체흡인수단과 연통하도록 순차적으로 접속되는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
4. 제3항에 있어서, 두개 이상의 밀폐용기를 그들의 상부공간과 액체여과제 사이에서 차례로 파이프를 통하여 접속한 기체의 흡인여과장치로서, 각각의 밀폐용기에 서로 다른 액체여과제를 수용하고 있는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
5. 제3항에 있어서, 외부기체를 흡입하기 위한 도입 파이프 또는 여과제를 통과한 기체를 밀폐용기의 외부로 유도하기 위한 도출파이프는 그의 통로를 가열하기 위한 가열수단 또는 가열필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
6. 제1항 또는 제2항에 있어서, 액체필터로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
7. 제1항 또는 제2항에 있어서, 진공소제기로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서, 공기청정기로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
9. 제6항에 있어서, 두 개 이상의 상기 흡인여과장치가 일렬로 배치되고 각각의 흡인여과장치의 기체도입 파이프의 선단부가 한개의 기체흡입구에 접속되는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
10. 제4항에 있어서, 외부기체를 흡입하기 위한 도입 파이프 또는 여과제를 통과한 기체를 밀폐용기의 외부로 유도하기 위한 도출파이프는 그의 통로를 가열하기 위한 가열수단 또는 가열필터를 구비하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
11. 제3항에 있어서, 액체필터로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
12. 제4항에 있어서, 액체필터로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
13. 제3항에 있어서, 진공소제기로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
14. 제4항에 있어서, 진공소제기로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
15. 제3항에 있어서, 공기청정기로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
16. 제4항에 있어서, 공기청정기로서 사용하는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
17. 제7항에 있어서, 두개 이상의 상기 흡인여과 장치가 일렬로 배치되고 각각의 흡인여과장치의 기체도입 파이프의 선단부가 한개의 기체흡입구에 접속되는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.
18. 제8항에 있어서, 두개 이상의 상기 흡인여과 장치가 일렬로 배치되고 각각의 흡인여과장치의 기체도입 파이프의 선단부가 한개의 기체흡입구에 접속되는 것을 특징으로 하는 기체의 흡인여과장치.