KR100554712B1 - 공기 중에 살포된 화학 독가스 및 세균을 제거하는 오염원 제거장치 및 제거방법 - Google Patents

Abstract

대량 살상용으로 사용되는 독가스와 세균은 화생전에서 뿐만 아니라, 테러 전에서도 이용되고 있다. 따라서 화생전의 위협은 국가적 문제인 동시에 전 세계적인 이슈가 되고 있다. 화생전과 테러에 의해 공기 중에 살포된 독가스 및 세균의 오염 방지를 위한 근본적인 방법은 완벽하게 분해 제거 및 소각해버리는 것이다.

본 발명은 대기압 전자파 플라즈마 토치를 이용하여 대기 중에 살포된 화학 독가스와 세균을 제거하는 장치 및 방법에 관한 것이다. 더욱 상세하게 기술하면, 본 발명은 빌딩, 대중교통, 군용장비 등과 같이 큰 실내의 공기가 화학 독가스 및 세균들에 의해 오염될 경우, 한 개의 전자파 플라즈마 토치 또는 직렬로 연결된 복수 개의 플라즈마 토치로 공기 중에 살포된 독성 오염물질들을 분해 제거 또는 소각하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다. 특수한 조건하에서 전자파에 의해 대기압 플라즈마 토치가 발생하고 이 플라즈마 토치 불꽃 속에서의 산화작용과 고온의 플라즈마에 의해 화학 독가스와 세균을 제독할 수 있는 것이다. 더욱이 다른 반응가스를 오염된 공기와 섞어 플라즈마 토치로 통과시킴으로서 제거효율을 향상시킬 수 있다.

플라즈마, 토치, 대기압, 전자파 방전, 화생전 제독, 마그네트론

Description

공기 중에 살포된 화학 독가스 및 세균을 제거하는 오염원 제거장치 및 제거방법 {Elimination apparatus and mechanism of airborne chemical and biological warfare agents}

다음에 상세히 기술할 설명은 나열된 도식들을 참조하므로서 본 발명을 더욱 쉽게 이해할 수 있다.

도 1은 본 발명 구성을 예시한 구성 블럭도,

도 2는 직렬 연결된 전자파 플라즈마 토치 구성을 예시한 본 발명의 단면도,

도 3은 전자파 방전 전과 후의 톨루엔(Toluene) 가스 처리 효율을 가스 크로마토그래피(Gas Chromatography)로 측정한 그래프,

도 4는 전자파 방전 전과 후의 하수 슬러지 가루의 비교 사진이다.

본 발명은 일반적으로 오염물질 제거장치에 관한 것이다. 더욱 상세하게 기술하면, 본 발명은 빌딩, 대중교통, 군용장비 등과 같이 큰 실내 공간에 화학 독가스 및 세균이 살포되거나 침투할 때, 이를 분해 제거 및 소각하는 장치를 제공함에 그 목적이 있다.

화생무기, 예를 들어 탄저균, 사린(Sarin) 및 겨자(Mustard) 가스 등의 공격 으로부터 일반 대중의 생명을 보호하는 것이 가장 중요하다. 근래에 화생전의 위협과 공포가 세계적으로 증가하는 추세이다. 9-11 테러이후 지난 2001년 내내 미국을 공포에 몰아넣었던 탄저균 사건, 1995년 도쿄의 한 지하철역에 살포되었던 Sarin 신경가스 사건, 연합군이 1991년 걸프 전쟁 때에 독가스 살포 가능성에 위협받던 사건들이 대표적인 예이다. 대표적인 화학전 독가스는 다음과 같이 네 개로 분류되어져 있다. 화학전 독가스는 (1) 신경독가스, (a) Tabun, GA: CH3)2N-P(=O)(-CN)(-OC2H5), (b) Sarin, GB: CH3-P(=O)(-F)(-OCH(CH3)2, (c) Soman, GD: CH3-P(=O) (-F)(-CH(CH3) C(CH3)3, (d) Cyclohexyl methylphosphonofluoridate, GF: CH3-P(=O)(-F) (cyklo-C6H11), (e) Methylphosphonothioic acid S-(2-(bis(1-methylethyl) amino)ethyl) O-ethyl ester, VX: CH3-P(=O)(-SCH2CH2N[CH(CH3)2]2) (-OC2H5), (f) GE: Phosphonofluoridic acid, ethyl-isopropyl ester, (g) VE: Phosphonothioic acid, ethyl-S-(2-(diethylamino)ethyl) O-ethyl ester, (h) VG: Amiton, and (i) VM: Phosphonothioic acid, methyl- S-(2-(diethylamino)ethyl) O-ethyl ester, (2) 피부독가스, (a) Lewisite (L), (b) Mustard-Lewisite (HL), (c) Nitrogen Mustards (HN-1, HN-2, HN-3), (d) Phosgene Oxime (CX), and (e) Sulfur Mustards (H, HD, HT), (3) 혈액독가스, (a) Cyanogen Chloride (CK), and (b) Hydrogen Cyanide (AC), and (4) 호흡기독가스, (a) Chlorine, (b) Chloropicrin (PS), (c) Diphosgene (DP), (d) Phosgene (CG) 등이 있다. 세균 독극물은 Anthrax, Botulinum Toxins, Brucellosis, Cholera, Clostridium Perfring ens Toxins, Congo-Crimean Hemorrhagic Fever, Ebola Haemorrhagic Fever, Melioidosis, Plague, Q Fever, Ricin, Rift Valley Fever, Saxitoxin, Smallpox, Staphylococcal Enterotoxin B, Trichothecene Mycotoxin, Tularemia, Venezuelan Equine Encephalitis 등이 있다. 과거에는 이러한 화생 무기들을 소각하여 제거하였다. 그러나 이런 소각장치는 부피가 크고 비효율적이며 고가이다. 이에 반하여, 본 발명은 대기압에서 발생시킨 전자파 플라즈마 토치를 사용하므로 매우 작은 공간에 장착할 수 있으며 많은 공기 속에 섞여 있는 오염물질들을 효율적으로 제거할 수 있는 것이다.

1995년 11월 21일자에 등록된 미국 특허 US 5,468,356은 본 발명자중에 엄(UHM)에 의하여 제안된 것으로 오염된 공기를 정화하는 장치다. 이 발명에 따르면, 오염된 공기를 전자파 플라즈마에 접하게 함으로서 산소원자의 산화에 의하여 오염원을 제거하는 것으로서 보통 실내온도에서 간단한 원형 도파관 내에 플라즈마를 발생하고 온도 상승 없이 오염원을 산화하는 것이다. 이때 플라즈마는 전자파를 동반하는 약한 전자장에 의하여 발생되며 저 에너지의 플라즈마 전자들에 의하여 산소원자가 생성되고 오염공기가 정화되는 것이다. 본 발명자 중에 엄(UHM)에 의하여 1998년 11월 3일자에 등록된 미국 특허 US 5,830,328은 소각로 또는 연소엔진과 같은 장치에서 방출되는 높은 온도의 오염물질들을 정화하는 장치이다.

본 발명은 위에서 언급한 엄(UHM)의 두 미국 특허의 장점들을 접목한 것으로서, 전자파를 특정위치에 집속시켜 매우 강한 전장을 유도하고 이를 통하여 온도가 높은 전자파 플라즈마 토치를 발생하며, 오염된 공기 내에 있는 오염원인 물질을 토치로 통과시켜 산화 반응에 의하여 제거하는 것이다. 따라서 본 발명은 플라즈마 토치 한개 또는 복수 개의 토치를 직렬로 연결하여 모든 종류의 화생전 독가스 및 세균을 효율적으로 분해 제거하거나 소각하는 것이다. 더욱이 본 발명은 화학독가스와 세균 오염을 동시에 제어할 수 있다. 본 발명은 현재 이러한 독성 원인 물질을 신속히 한정된 수준까지 제거하고 있으나 미래에 이룩해야할 기술적 과제는 100 % 완전 제거하는 것이다.

[발명의 대략적 설명]

본 발명은 한 개의 전자파 플라즈마 토치 또는 직렬로 연결된 복수개의 플라즈마 토치를 이용하여 공기 중에 섞여있는 화생전 독가스와 세균을 동시에 분해 제거 또는 소각하는 장치에 관한 것이다. 특히 본 발명은 빌딩, 대중교통, 군용장비와 같은 큰 실내 공간의 공기에 섞여있는 화학 독가스와 세균을 제거하는 데에 효율적으로 이용될 수 있다. 여기서 빌딩은 개인주택, 아파트, 사무실, 학교, 정부청사, 그리고 상가 등을 말하며, 대중교통은 자가용이나 영업용 자동차, 버스, 기차, 선박, 항공기 그리고 지하철 시스템을 의미하며, 군용장비는 군용트럭, 중무장 군용차량, 군용버스, 탱크, 군함, 항공모함, 헬리콥터, 그리고 각종 전투기 등을 의미한다. 화생전 오염물질들을 제거하고 소각하기 위하여 강한 전장과 높은 에너지의 플라즈마 전자가 필요하다. 복수 개의 토치가 필요할 경우에는 토치를 직렬로 연결하여 처리되는 오염된 공기가 한 플라즈마 토치에서 다음 플라즈마 토치로 연속적으로 지나갈 수 있도록 하여 반응시간을 최대한 길게 하였다.

본 발명의 전자파 발진장치는 가정용 전자레인지에 사용되는 마그네트론(Magentron)이다. 이 마그네트론들은 값이 싸고 소형이며 시중에서 쉽게 구입할 수 있으며 2.45 GHz의 진동수로 동작하고 평균 소비 전력은 0.6 ∼ 1.4 kW이다. 2.45 GHz 진동수의 마그네트론에서 방출된 전자파의 강도가 방전관에서 가장 강하도록 장치를 디자인 하였다. 이 강한 전자파는 방전관내에 강한 전장을 유도하고 화생전 오염물질들을 포함한 공기 내에 전기절연파괴(Breakdown) 현상을 유도하며 플라즈마 토치를 발생한다. 절연파괴로 생긴 플라즈마 토치는 산화, 분자분해, 그리고 높은 가스온도에 의하여 생물학적 또는 화학적 오염물질들을 분해 제거하거나 소각해버린다. 이 대기압 플라즈마 제거장치는 간단하고 효율적이어서 오염된 공기를 정화하는 데에 가장 적절하다.

화학 독가스 처리의 모의실험에서 사용된 가스는 톨루엔(Toluene)으로서 그 제거효율은 가스 크로마토그래피를 이용하여 실험적으로 측정되었다. 일반적으로 보안 및 안전등의 이유로 화학 독가스를 실험에서는 사용할 수 없다. 따라서 실험실에서는 보편적으로 톨루엔가스를 화학 독가스 대용으로 사용하고 있다. 같은 이유로 생물 세균의 오염물질로는 건조 분쇄된 하수슬러지 가루를 사용하였다. 이 하수 슬러지 가루가 전자파 플라즈마 토치를 통과하면서 토치불꽃에 의하여 순간적으로 산화 및 용융되어 유리화되는 것을 관찰하였다.

본 발명은 한 개의 전자파 플라즈마 토치 또는 직렬로 연결된 복수 개의 플라즈마 토치를 이용하여 공기 중에 섞여있는 생물학적 내지는 화학적 오염물질들을 동시에 분해 제거하거나 소각하는 장치 및 방법이다. 모듈화된 전자파 플라즈마 토 치의 원리와 작동방법을 도면에 따라 기술한다.

도면을 참조하여 상세히 설명하면, 도 1은 본 발명 구성을 예시한 구성 블럭도로서, 본 발명의 핵심부분은 다이어그램에서 (10)으로 표시되었다. 화생전 독가스와 세균으로 오염된 공기는 입력가스(16)로서 방전관(12)으로 들어간다. 방전관(12)은 세라믹이나 석영과 같은 절연 유전체로 되어있다. 다양한 크기의 석영관을 이용한 실험결과에 의하면, 전자파의 진동수가 2.45 GHz이고 석영관 두께가 1.5 mm이면, 석영관 내경이 22 ∼ 27 mm일 때에 플라즈마가 가장 잘 발생하였다. 대표적인 플라즈마 토치불꽃의 지름은 약 20 mm이며 석영관의 내경이 증가하여도 불꽃의 크기는 별로 증가하지 않는다는 것을 관찰하였다.

전파 배전압 회로로 구성되어 있는 전원공급장치(24)는 전자파를 발생하는 마그네트론(22)에 전원을 공급한다. 마그네트론(22)은 냉각시스템(26)에 의하여 냉각되며 냉각시스템(26)은 1분에 적어도 1000 리터의 바람을 보낼 수 있어야 한다. 마그네트론(22)의 효율이 온도에 민감하므로, 마그네트론(22)은 충분히 냉각되어야 한다. 마그네트론(22)에서 발진된 전자파는 도파관(18-c)를 통하여 3-Stub 정합 시스템(20)을 지나 도파관(18-b)을 통과하며 방전관(12)으로 들어간다. 본 발명에 사용된 마그네트론(22)은 약한 전력으로 작동되는 2.45 GHz의 진동수를 가진 것으로 가정용 전자레인지에 사용되는 것이다. 방전관(12) 내의 전자파 일부는 도파관(18-a) 말단까지 전송되고 반사하여 방전관(12)으로 돌아온다. 3-Stub 정합 시스템(20)을 조절하여 방전관(12) 내에서 가장 높은 전장이 유도된다. 전극 팁이 방전관(12) 내에 있도록 구성된 점화장치(14)는 방전관(12) 내에 플라즈마를 점화시킨다. 점화 장치(14)와 전자파 에너지의 조합으로 방전관(12) 내에 플라즈마 토치가 발생하는 것이다.

스월 입력가스(30)는 방전관(12) 내에 발생하는 토치불꽃을 안정화한다. 스월 입력가스(30)는 방전관(12)의 접선 방향으로 주입되어 방전관(12) 내에 와류를 만들어 토치불꽃을 안정화시키고 섭씨 5000도 이상의 토치불꽃에서 방출되는 열이 직접 방전관(12)내벽을 손상하지 않도록 보호한다. 즉, 스월 입력가스(30)의 역할은 방전관(12) 내벽의 열적 절연과 플라즈마 토치불꽃의 안정화이며 압축공기나 오염된 공기가 스월 입력가스(30)로 사용될 수 있다. 토치 배기가스(28)는 토치출구(32)를 통하여 배출된다.

도 2는 직렬 연결된 3개의 전자파 플라즈마 토치의 단면도이다. 이 장치는 세 개의 플라즈마 토치 (100a), (100b), (100a)의 직렬연결로 구성되어 있다. 전자파 플라즈마 토치들은 황동이나 스테인레스 스틸로 된 원형관으로 연결되어 있다. 도 1에서 설명된 바와 같이, 전파 배전압 회로로 구성된 전력공급원 (24a), (24b), (24c)는 마그네트론 (22a), (22b), (22c)에 필요한 전원을 공급한다. 이 마그네트론들은 전자파를 발진하고 각각의 냉각시스템 26a, 26b, 26c에 의하여 냉각된다. 특수 설계로 만들어진 도파관 (180a), (180b), (180c)는 발진된 전자파와 그 에너지를 효율적으로 방전관 (12a), (12b), (12c)에 전송한다. 각각의 전자파 플라즈마 토치 (100a), (100b), (100c)에 붙어있는 점화장치 (14a), (14b), (14c)는 방전관 (12a), (12b), (12c)에 플라즈마를 점화한다. 석영으로 된 방전관 (12a), (12b), (12c)는 황동이나 스테인레스 스틸로 만들어진 홀더 (40a), (40b), (40c)에 의해 고정된다. 흡입팬(80)에 의해 빨아드려진 오염공기(16)는 홀더(40a) 하단에 있는 원형금속관(42a)을 통하여 플라즈마 토치 (100a), (100b), (100c)에 차례로 들어간다. 흡입팬(80)을 약간 개조하여 진공청소기와 같이 작동할 수도 있어 표면에 떨어져 있는 화생전 오염물질을 흡입하여 토치 속으로 보낼 수 있다. 화살표(90)는 공기흐름(16)의 방향을 나타낸다. 플라즈마 토치들은 직렬로 연결되어있어서 방전관(12a)을 통하여 플라즈마 토치(100a)에 의하여 정화되어 나온 가스흐름(16)은 홀더(40b)를 통하여 플라즈마 토치(100b)로 들어가 방전관(12b)에서 다시 정화되어 배출되며, 이 배출된 공기는 다시 홀더(40c)를 통하여 플라즈마 토치(100c)에 들어가 방전관(12c)에서 최종 정화된 후에 배출된다. 도 2에 표시되지는 않았으나, 스월 입력 가스는 금속 파이프를 통하여 방전관 (12a), (12b), (12c)의 옆으로 들어가 관내에 와류를 형성하여 토치불꽃 (60a), (60b), (60c)를 안정화시킨다. 각각의 토치 도파관에 부착되어있는 3-Stub 정합 시스템 (20a), (20b), (20c)의 깊이를 조절하여 전자파의 강도가 방전관 (12a), (12b), (12c) 내에서 최대가 되도록 한다. 도파관(180c)에 부착되어있는 원통금속관(42b)은 전자파가 세어 나오는 것을 방지하며 밖에서 오는 기계적 충격으로부터 방전관(12c)을 보호한다. 도 2는 편의상 3개의 토치의 직렬연결에 대한 그림이다. 직렬연결장치는 공기흐름의 량에 따라 4개 이상의 토치를 연결할 수도 있고 2개 이하의 토치를 연결할 수도 있는 것이다. 직렬연결의 수는 가장 효율적인 오염처리를 위하여 가감할 수 있는 것이다.

[발명을 통한 실험결과]

도 3과 도 4는 본 발명품을 이용한 실험을 실시한 결과를 제시한 것이다 도 3은 톨루엔가스의 제거효율을 Gas Chlomatography (GC)를 이용하여 관찰한 것이며, 도 4는 하수 슬러지 가루가 유리화하는 실험결과를 50배 확대하여 찍은 사진이다. 도 3의 실험에 사용한 GC와 모세관 컬럼은 각각 모델넘버 HP 5890과 HP-PLOT Q로서 미국 Hewlet Pakerd (HP)사에서 만든 것이다. 사용된 모세관 컬럼의 길이는 30 m이고 관의 외경은 0.53 mm이다. 도 3에서 세로선의 7.5 분의 시간적인 의미는 이 실험에서 톨루엔 가스가 GC에 주입된 후 GC 검출기에서 검출될 때까지의 걸린 시간이며 Retention Time(체류 시간)으로 나타낸다. 이 실험에서 분당 850 리터의 톨루엔이 섞인 공기가 입력가스(16)로서 흡입팬(80)을 통하여 도 2의 토치 직렬연결로 주입되었으며 분당 70 리터의 압축공기가 토치(100a)에 그리고 분당 40리터의 압축공기들이 토치 (100b)와 (100c)에 스월 가스로 주입 되었다. 결국 3개의 토치가 직렬로 연결된 시스템에 입력된 전체의 입력공기는 분당 1000 리터(1000 lpm)이다. 제거되기 전의 톨루엔의 농도는 150 Particulates per Million (ppm)이였다. 도 3의 검정 사각형 점들은 플라즈마 토치의 방전 전의 톨루엔 농도를 나타내며 검정 원형 점들은 플라즈마 토치가 작동할 때의 톨루엔의 농도를 나타낸다. 전기방전이 없을 때에는 100 % 톨루엔 오염물질이 투과하고 있다. 용이한 설명을 위해,출루엔 가스를 처리하기 전 GC스펙트럼의 세기를 100 %로 표시하였다. 그러나 전기 방전이 시작되면 오직 35.4 %만 투과되는 것을 볼 수 있다. 톨루엔 가스가 제거될 때에 생성되는 주 부산물은 물(H₂O), 이산화탄소(CO₂) 그리고 일산화탄소(CO)였다. 실험은 독립적으로 다섯 번 수행 되였으며, 따라서 도 3에 표시된 각 점들은 5개 데이터의 산술평균값이다. 각각의 플라즈마 토치에 입력된 전자파 Power는 약 1 kW 였다. 화학분자의 간단한 파괴 모델은 다음과 같이 표시할 수 있다. 은 여름에는 에어컨과 함께 사용해야 할 것이다.

Thermo-Coupler를 이용하여 1 kW의 전자파 토치불꽃의 온도를 측정하였다. 불꽃 밑 중심으로부터 8 cm 떨어진 곳의 온도가 이미 섭씨 1800도였다. 불꽃 관찰점이 중심부를 향해 내려갈 때에 온도가 급속도로 증가하여 밑 중심부에서는 섭씨 5500도가 되는 것을 분광기를 통하여 관찰하였다. 전자파 에너지는 Ohmic으로 대부분 중심부를 가열한다. 가열된 가스흐름은 중심부에서 멀어지면서 식어지는 것이다. 공기흐름과 함께 움직이는 모든 물리적 입자는 높은 가스온도와 중심부에서 방출되는 Radiation에 의하여 소각되고 유리화되는 것이다. 토치불꽃의 높은 온도가 미치는 영향을 관찰하기 위하여 하수 슬러지 가루를 토치불꽃 속으로 통과시키는 실험을 실시하였다. 세균전 매체는 일반적으로 미생물로서 아주 작은 에어로졸 입자에 부착시켜 공기 중에서 자유롭게 떠다닐 수 있도록 만들어진다. 예를 들어, 탄저균 포자를 1 마이크론 보다 더 작은 에어로졸 입자에 부착시켜서 살포된다. 도 4는 50배 확대한 현미경 사진으로서 유리화 실험 전과 후의 하수 슬러지 가루의 형태를 보여주는 것이다. 이 실험에 사용된 슬러지 가루는 지름이 약 50 ∼ 500 마이크로미터가 되게 분쇄하였으며 수분 함량이 10 % 이하가 되도록 건조하였다. 이 가루는 공기와 함께 토치의 방전관 속으로 주입되었다. 이 실험은 1 kW 전력의 플라즈마 토치 하나만을 사용하였다. 도 4의 왼쪽과 오른쪽 사진들은 각각 전자파 방전 전과 후의 슬러지 가루를 나타낸다. 도 4의 오른쪽 사진에서 보는 것처럼 가루가 전자파 플라즈마 토치의 높은 온도에 의하여 유리 결정화 된 것을 관찰할 수 있다. 슬러지 가루가 전자파 플라즈마 토치를 지나면서 그 부피가 현저하게 감소하는 것을 또한 관찰할 수 있는데, 이것은 가루 속 대부분의 탄소화물이 연소하여 버렸기 때문이다. 슬러지 가루의 유리화 실험은 Microbes나 박테리아와 같이 공기 중에 떠도는 세균전 오염매체가 전자파 플라즈마 토치를 지나게 되면 분명히 연소되거나 죽는다는 것을 나타내고 있는 것이다. 세균전 매체는 에어로졸 입자에 부착되어 있으므로, 에어로졸을 효율적으로 제거하면 세균전 독성매체는 자연 제거되는 것을 예상할 수 있다.

에어로졸은 일반적으로 유기물질인 탄소화합물이거나 무기물질로 되어있다. 본 발명품의 에어로솔 제거효율을 정량적으로 관찰하기 위하여, 디젤엔진에서 방출되는 매연을 이용하였다. 매연은 아주 작은 탄소입자들이다. 2000 rpm으로 공회전하는 2000cc 디젤엔진에서 배출되는 매연을 흰색 필터에 포착하여 매연제거 현상을 관찰할 수 있었다. 이 디젤엔진에서 배출되는 배기가스가 3개로 연결된 토치 속을 통과하도록 하였다. 이 실험에서 토치 시스템의 물리적 수치는 도 3을 위한 실험과 같았다. 90 퍼센트 이상의 매연이 제거되는 것을 관찰하였다. 비록 고온이지만, 디젤엔진에서 배출된 이 실험의 배기가스 유출량은 분당 4000리터 (lpm)이였다. 아주 효율적으로 에어로졸이 제거되는 것을 이 실험에서 관찰한 것이다. 그래서 본 발명은 생물학전 매체를 아주 효율적으로 제거하는 장치가 될 것이다. 본 발명은 트럭, 버스, 배 등에 장착되어 있는 디젤엔진에서 배출되는 매연을 또한 효율적으로 제거할 수도 있는 것이다. 섭씨 500도 이상의 온도에서 대부분의 탄소화합물은 아주 쉽게 산화되는 성질이 있으므로 미세한 유기물 에어로졸이 플라즈마 토치를 통과하는 동안 산화되어 소멸되는 것은 당연한 일이다. 또한 실리콘과 같은 무기물질로 된 에어로졸은 토치를 통과하는 동안 유리화하게 된다.

본 발명은 공기 중에 떠도는 톨루엔 가스나 슬러지 가루를 제거하고 소각하는 것이지만, 이 발명을 통하여 공기 중에 떠있는 화학생물전 오염물질을 역시 제거하거나 소각할 수 있는 효과를 거둘 수 있다. 테러용의자들이 화학생물전 오염매체를 공기 중에 살포했을 때, 신속히 오염매체를 제거함으로서 일반 대중이나 관계인들의 생명을 보호할 수 있는 것이다. 이와 같은 신속대응은 테러용의자들이 화생무기 사용 의욕을 처음부터 차단해버리는 효과를 또한 거둘 수 있다.

부수적인 효과로, 본 발명은 공기 중에 떠있는 여러 종류의 휘발성유기화합물 (Volatile Organic Compounds)나 혐오물질을 제거할 수 있다. 예를 들어, 소각로에서 배출되는 다이옥신, 공장에서 나오는 황화수소, 축산 폐기물에서 배출되는 암모니아 화합물 등을 제거하거나 또한 태워버릴 수 있는 것이다. 연기로 알려진 매연은 완전히 연소되지 못한 탄소들이 모여 있는 알갱이 입자이다. 버스나 트럭과 같은 디젤엔진에서 다량 배출되며 대도시 대기오염의 주범이다. 본 발명을 약간 개조함으로서 각종 차량에서 배출되는 매연을 아주 효율적으로 조기에 차단할 수 있는 것이다. 이러한 맥락에서 본 발명은 대기오염을 원천적으로 제거하여 대기환경을 개선하는 데에 또한 사용될 수 있는 효과도 거둘 것이다.

Claims (11)

1. 삭제
2. 화학 독가스나 세균을 제거하는 오염원 제거장치에 있어서,

   다수개의 전자파 플라즈마 토치; 각각의 상기 전자파 플라즈마 토치에 개별적으로 연결되어 고온의 플라즈마 불꽃을 발생시키는 방전관; 상기 각각의 방전관에 전자파를 전송하여 방전에 필요한 에너지를 공급하는 도파관; 및 상기 도파관에 전송되는 전자파를 발진하는 마그네트론을 포함하되,

   오염된 공기의 주입부와 배출부는 상기 방전관과 일렬로 정렬하여 홀더에 의해 직렬연결되어 배치되며, 상기 오염된 공기의 주입부와 배출부에는 원형금속관이 결합되고, 오염된 공기가 다수개의 상기 방전관을 통과하면서 고온의 플라즈마 불꽃에 의해 오염원이 분해제거되어 정화되는 것을 특징으로 하는 오염원 제거장치.
3. 제 2항에 있어서,

   오염된 공기를 유입하고 표면에 떨어진 오염원도 흡입할 수 있도록 첫번째 상기 전자파 플라즈마 토치의 공기 주입부에 흡입팬이 마련된 것을 특징으로 하는 오염원 제거장치.
4. 제 2항에 있어서,

   스월(swirl) 가스를 방전관 내에 유입시켜 와류를 만들고, 이 와류가 플라즈마를 안정화 하는 것을 특징으로 하는 오염원 제거장치.
5. 삭제
6. 삭제
7. 삭제
8. 삭제
9. 제2항에 있어서,

   상기 전자파 플라즈마 토치의 공기 주입부를 통해 1분에 1000 리터의 오염된 공기가 유입되어,

   플라즈마 불꽃을 통과하며 화학 독가스나 세균이 제거되어 배출되는 것을 특징으로 하는 대용량의 오염원 제거장치.
10. 화학 독가스나 세균을 제거하는 오염원 제거 방법에 있어서,

    다수개의 전자파 플라즈마 토치가 직렬로 연결되어, 첫번째 상기 전자파 플라즈마 토치의 상기 공기 주입부를 통해 분당 1000 리터의 오염된 공기가 유입되는 제1단계;

    상기 첫번째 전자파 플라즈마 토치로 유입된 오염된 공기가 상기 방전관에서 발생하는 고온의 플라즈마 불꽃을 통과하며 분해제거되는 제2단계;

    상기 방전관에서 처리된 공기가 두번째 전자파 플라즈마 토치로 보내지는 제3단계; 및

    다수개의 직렬연결된 상기 전자파 플라즈마 토치를 통해 상기 제1단계, 상기 제2단계 및 상기 제3단계를 반복하여 오염된 공기를 정화하는 제4단계로 이루어지는 것을 특징으로 하는 오염원 제거방법.
11. 제 10항에 있어서,

    스월(swirl) 가스를 방전관 내에 유입시켜 와류를 만들고, 이 와류가 플라즈마를 안정화 하는 것을 특징으로 하는 오염원 제거방법.

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