KR100610463B1

KR100610463B1 - 음이온 공급유닛, 음이온 공기발생장치, 음이온 공기발생방법,공기청정화 시스템 및 공기청정화 방법

Info

Publication number: KR100610463B1
Application number: KR1019990031657A
Authority: KR
Inventors: 야나기모토노리; 시미즈시게키
Original assignee: 노무라마이크로사이엔스가부시키가이샤
Priority date: 1998-08-03
Filing date: 1999-08-02
Publication date: 2006-08-09
Also published as: KR20000017005A

Abstract

본 발명은 음이온 공급유닛, 음이온 공기발생장치, 음이온 공기발생방법, 공기청정화 시스템 및 공기청정화 방법에 관한 것으로서, 원추토출 노즐(13, 23)과 이것에 대향하는 위치에 관통구멍(15, 25)을 구비한 안내판(14, 24)으로 구성하는 구조로 하고, 그 때문에 단순·소형으로 저렴한 음이온 공급유닛, 음이온 공기발생장치 및 음이온 공기발생방법을 제공할 수 있으며, 본 발명에 유사한 에어워셔 방식의 공기청정화장치의 불순물 제거성능을 유지하기 위해 분사수 수질의 계측장치(122)와 제어장치(113)를 구비한 공기청정화 시스템과 방법을 제공하여 즉, 본 발명의 분사수의 수질순화장치에 전기식 탈이온화 장치(221)를 구비한 공기청정화 시스템과 방법을 제공하여 음이온량의 안정공급과, 공기중 불순물 제거의 제어 및 불순물 제거성능의 안정화와, 대형 공기청정화 시스템의 스페이스 절약화를 종합 시스템으로서 제공하는 것을 특징으로 한다.

Description

음이온 공급유닛, 음이온 공기발생장치, 음이온 공기발생방법, 공기청정화 시스템 및 공기청정화 방법{NEGATIVE ION SUPPLYING UNIT, NEGATIVE ION AIR GENERATING APPARATUS, NEGATIVE ION AIR GENERATING METHOD, AIR CLEANING SYSTEM AND AIR CLEANING METHOD}

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치의 전체 개략구성을 투시도의 형태로 나타낸 사시도,

도 2는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치의 수직단면도,

도 3은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 음이온 공급유닛의 수직단면도,

도 4는 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 음이온 공급유닛의 평면도,

도 5는 기액(氣液)계면에서의 전하분포 상태를 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 하나의 변형예에 관련된 안내관의 수직단면도,

도 7은 본 발명의 다른 변형예에 관련된 안내관의 수직단면도,

도 8은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 공기청정화 시스템의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,

도 9는 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 공기청정화 시스템의 다른 실시예 를 개략적으로 나타낸 도면,

도 10은 본 발명의 제 2 실시형태에 관련된 공기청정화 시스템의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면,

도 11은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 공기청정화 시스템을 개략적으로 나타낸 도면,

도 12는 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 전기식 탈이온화 장치의 모식적 단면도,

도 13은 본 발명의 제 3 실시형태에 관련된 전기식 탈이온화 프로세스의 원리를 나타낸 도면 및

도 14는 종래의 공기청정화 시스템을 개략적으로 나타낸 도면이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

1: 공기발생장치 2: 하우징

3: 상류측 통로 4: 기액분리부

5: 하류측 통로 6, 7: 덕트

9: 충전재

본 발명은 음이온을 포함한 공기를 발생하는 음이온 공기발생장치, 이 음이 온 공기발생장치에 이용하는 음이온 공급유닛, 음이온을 포함한 공기를 발생시키는 음이온 공기발생방법, 공기청정화 시스템 및 공기청정화 방법에 관한 것이다.

공기 이온이 인체 건강에 크게 영향을 주는 것은 오래 전부터 알려져 있다. 공기이온은 지각의 방사성 물질에 의한 전리, 대기권에서의 우주선, 자외선, 열에 의한 기체의 산화, 벼락의 방전에 의한 전리작용에 의해 발생하고, 또 공기중에서 물방울이 분열할 때에 부근의 공기가 전리되어 발생한다. 이와 같이 물이 떨어질 때와 폭포 부근에서 일어나는 물방울 분열에 따른 대전현상은 레너드 효과 또는 폭포효과라고 하는 것이고, 공기중에 발생한 이온은 물방울의 전하 여하에 관계없이, 음이온이다(기상전기학 하타야마 히사나오, 기와노 미노루 저. 이와나미 서점 p27참조).

공기의 전리에 의해 생기는 양이온과 음이온의 인체의 영향에 관해 일반적으로 양이온은 신경을 흥분시키고, 음이온은 신경을 진정시킨다고 하며, 이 때문에 폭포, 하천, 해안 등에서는 공기중에서 발생한 음이온이 기분을 상쾌하게 하는 것으로 생각되어졌다.

최근의 연구에서는 음이온에는 먼지제거 효과, 제균효과, 탈취 및 가스성분 제거효과, 조습효과, 대전방지효과가 있고, 동식물의 성육에도 좋은 영향을 미치는 것을 알 수 있어 돌연 음이온에 주목하게 되었다.

종래, 음이온을 인공적으로 발생시키는 방법으로서 코로나 방전을 이용하여 양음이온을 발생시키고, 양이온을 포착하고 음이온을 방출하는 방식의 음이온 발생장치가 이용되었지만, 이 방식에 의할 때에는 방전용의 전력을 소비하기 때문에, 이 전력을 공급하지 않으면 안 되는 문제가 있다. 또, 코로나 방전을 이용하는 방법은 부산물로서 인체에 유해한 오존, 질소산화물이 발생하는 문제가 있다.

한편, 레너드 효과에 의하면 물방울의 분열때문에, 유해성분의 발생이 없고, 또 코로나 방전을 이용하는 경우와 같은 전력을 필요로 하지 않으며, 소전력으로 비교적 다량의 음이온을 발생시키는 것이 가능하다.

일본 특개평 4-141179호에는 물을 분열시켜서 미세 물방울을 발생하고, 그 미세 물방울을 포함하는 공기중에서 입자직경 1㎛ 이상의 물방울을 제거하여 음이온을 발생시키는 음이온의 제조방법과 그 장치가 개시되어 있다.

그러나, 상기 방법은 요컨데 물방울의 분열과, 물방울의 입자직경 선별의 조합에 의해 레너드 효과를 실현하려고 한 것으로서, 메커니즘으로서 매우 간단하지만, 분열의 기술적 의미와 분리의 기술적 의미에 관해서는 명백하지 않고, 물방울의 분열과, 물방울의 입자직경 선별의 조합 구상에 의할 때에는 음이온 발생량은 오로지 분리기인 사이클론 세퍼레이터의 성능에 좌우되기 때문에, 음이온 발생량을 증대시키려면 사이클론 세퍼레이터를 대형화하고, 강력한 팬을 이용하여 선별능력을 증대시키지 않으면 안 되는 문제가 있다.

또, 보다 근본적인 과제로서 물에서 미세 물방울을 발생시키는 것만이라는 것은 폭포의 비말의 발생이 물보라의 높이와 바위의 형상에 좌우되는 것과 같이, 반드시 물방울이 유효하게 전리되는 보증은 없다고 하는 문제가 있다.

본 발명은 이와 같은 과제를 해결하기 위해서 이루어진 것이다. 즉, 본 발명은 구조가 단순하고 소형화할 수 있고, 소비전력을 낮게 억제할 수 있는 음이온 공급유닛, 음이온 공기발생장치 및 음이온 공기발생방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본원의 제 2 발명은 예를 들면 크린 룸과 국소 크린 터널 등의 전자부품의 제조공장에서 이용되는 국소청정화용의 공기청정화 방법과 공기청정화 장치에 관련된 것으로서, 특히 설비 비용, 운전 비용이 저렴하고, 또 상시 일정한 청정화도를 유지하는 것을 가능하게 한 공기청정화 시스템에 관한 것이다.

공기중의 미소, 미량 불순물을 제거하는 장치로서 에어워셔 방식의 공기청정화 장치가 알려져 있다(일본 헤이세이 10년 4월 16일, 17일 개최, 제 16회 공기청정과 컨태미네이션 콘트롤 대회, (A-2) 에어워셔의 무기성분 제거성능의 실시조사, (A-3) 에어워셔에 의한 대기중 케미컬 물질의 제거(그 2) 효과에 미치는 수질의 영향 등).

이 방식에 의한 공기청정화 장치는 고농도의 가스성분을 제거하는 목적에서 일반적으로 사용되는 습식 세척탑(scrubber) 방식으로 분류되는 것으로서, 습식 세척탑 방식으로서는 다음과 같은 장치를 들 수 있다.

모레타나탑: 탑 내에서 둑과 일류부(溢流部)의 다공판을 몇 단 붙이고, 배기가스와 향류접촉시킨다.

충전탑: 표면적이 큰 충전물의 표면에 흡수액을 흐르게 하고, 가스를 저속으로 향류접촉시킨다.

스프레이탑: 빈 탑 내에 흡수류를 분무하고, 가스를 저속도로 향류접촉시킨다.

사이클론 세척탑: 흡수탑에 가스를 사이클론류로 도입하여 탑내에서 분출시킨다.

벤튜리(venturi) 세척탑: 가스를 벤튜리부에 고속으로 흐르게 하고, 소량의 물로 병류혼합한다.

제트 세척탑: 가스를 슬롯부에 조금 고속으로 흐르게 하고, 대량의 물로 병류혼합한다.

유동식 흡수탑: 탑내에 충전한 플라스틱구가 유동층을 이루고, 흐름과 향류접촉한다.

상기한 각종 방식 가운데 공기청정화장치로서 실용화되는 것은 스프레이탑 방식과 사이클론 세척탑 방식이다.

스프레이탑 방식은 에어워셔 방식에 유사한 방식이고, 사이클론 세척탑 방식은 예를 들면 일본 특공평 3-76993호 공보, 일본 특공평 3-76994호 공보, 일본 특개소 62-685105호 공보, 일본 특개평 4-118068호 공보, 일본 특개평 10-113525호 공보 등에 개시된 공기청정화 장치에 유사한 것이다.

또, 에어워셔 방식의 공기청정화 장치에 있어서, 에어워셔에 사용하는 물로 초순수를 이용하면 공기중의 불순물이 효과적으로 제거가능한 것도, 일본 특개평 10-113525와, 헤이세이 10년 4월 16, 17일에 개최된 제 16회 공기청정과 콘태미네이션 콘트롤대회의 (A-2) 에어워셔의 무기성분 제거성능의 실태조사, (A-3) 에어워 셔에 의한 대기중 케미컬 물질의 제거 (그 2) 제거효과에 미치는 수질의 영향 등에서 서술되어 있고, 공지되었다.

그런데 상기한 종래의 공기청정화 장치에서는 처리공기의 청정화도를 일정하게 유지관리하는 기술에 대해서는 거의 검토되어 있지 않고, 검토되어 있다고 해도 매우 불만족 상태에 있다.

예를 들면 임핀저(impinger)법을 이용하여 몇 시간 공기중의 불순물을 포집액에 포집한 후, 시판하는 이온 크로마토그래프 등을 이용한 수질분석장치로 불순물을 분석하는 방법에서는 결과가 나올 때까지 1∼2일 이상 소요되어 분석결과가 공기중의 기준을 넘는 불순물의 존재를 나타내도 대응이 늦어져 버린다.

최근, 확산 세척탑법을 이용한 크린 룸 가스 모니터(요코카와덴키 가부시키가이샤 또는 다이오닉스 가부시키가이샤)가 시판되고 있는데, 이러한 가스 모니터도 분석관리에 몇 십분의 시간을 요하고 있고, 데이터의 신뢰성까지 고려하면 대응에 몇 시간을 요하게 되는 문제가 있다.

공기청정화 장치 출구의 처리공기의 케미컬 물질의 농도를 직접 계측하여 공기의 청정화도를 관리하는 것은 바람직하지만, 이와 같이 공지의 방법으로는 결과를 알 수 있을 때까지 시간이 너무 들고, 대응이 시간에 대지 못 하는 문제가 있었다.

본 발명자들은 관련된 종래의 문제를 해결하도록 예의연구를 진행한 바, 에어워셔 방식의 공기청정화 장치로 처리된 공기의 케미컬 물질농도와, 에어워셔 방식의 공기청정화 장치에 이용되는 분사수(噴射水) 중의 케미컬 물질 농도 사이에 양호한 상관관계가 있는 것을 발견했다. 즉, 분사수 중의 케미컬 물질을 계측하는 것에 의해 처리공기 중의 케미컬 물질 농도를 알 수 있는 것이다.

따라서, 폐쇄공간의 공기를 에어워셔 방식의 공기청정화 장치에 순환시켜 청정화하는 경우에 해당 장치에 이용되는 초순수 중의 케미컬 물질의 농도를 연속적으로 계측하는 동시에, 이 계측결과에 기초하여 공급수 중의 케미컬 물질을 일정 농도로 유지하는 것에 의해 처리된 공기를 직접 계측하여 관리하는 것과 같은 결과를 단시간에 얻을 수 있는 것이다.

본 발명은 관련된 지견에 기초하여 이루어진 것으로서, 설비 비용, 운전비용이 저렴하고, 또 상시 일정한 청정화도를 유지하는 것을 가능하게 한 공기청정화 시스템을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또, 본 발명은 예를 들면 크린 룸과 국소 크린 터널 등의 전자부품의 제조공장에서 이용되는 국소 청정화용의 공기청정화 방법과 공기청정화 시스템에 관한 것이고, 특히 스페이스를 절약하고, 운전비용이 저렴하며, 또 케미컬 물질의 제거능력은 종래와 동등 이상의 공기청정화 방법 및 공기청정화 시스템에 관한 것이다.

공기중의 미량 불순물을 제거하는 장치로서 에어워셔 방식의 공기청정화 장치가 알려져 있다. 또, 에어워셔 방식의 공기청정화 장치에 있어서, 에어워셔에 사용하는 물로 순수를 이용하면 공기중의 불순물이 효과적으로 제거가능한 것은 공지했다[헤이세이 10년 4월 16일, 17일 개최, 제 16 회 공기청정과 콘태미네이션 콘트롤 대회, (A-2) 에어워셔의 무기성분 제거성능의 실태조사, (A-3) 에어워셔에 의한 대기중 케미컬 물질의 제거 (그 2) 제거효과에 미치는 수질의 영향 등].

에어워셔 방식의 공기청정화 장치는 공기류 중에 분사된 물방울은 주로 분사에 의한 관성운동을 주체로 한 움직임에 의해 공기중의 불순물을 포착하고, 충돌 등에 의해 분열된 초미세 미스트는 브라운 운동을 주체로 한 움직임에 의해 공기중의 불순물, 특히 케미컬 물질을 포착한다. 이와 같이 하여 공기중의 먼지와 가스 형상의 케미컬 물질을 거두어들인 초미세 미스트는 냉각수단에 의해 응축제거되고, 먼지와 케미컬 물질이 없어진 공기가 보내진다. 냉각수단에 의해 응축된 물을 정화하여 물분사 노즐의 공급수에 공급하기 때문에 재순환 시스템을 설치하는 것이 바람직하다.

도 14에 종래의 에어워셔 방식의 공기청정화 시스템의 한 예를 나타낸다. 공기청정화 장치(201)의 공기덕트(202)의 공기도입구 근방에는 먼지제거를 위한 프리필터(203)가 장착되고, 그 하류에 에어워셔(204)가 배치되어 있다. 에어워셔(204)는 분사노즐(204a)을 다수의 분사구를 상류측을 향하여 배치하는 동시에, 이 분사노즐(204a)의 분사구에 대향하여 미스트 충돌판으로 이루어진 미스트 트랩(204b)을 배치하여 구성되어 있다.

에어워셔(204)의 하류에는 100% RH 공기를 냉각하여 제습하는 제습기(eliminator)(205)가 설치되어 있다. 또 그 하류의 출구 근방에는 공기덕트(202) 내에 5m/초 이상의 공기류를 내는 송기(送氣) 팬(206)이 설치되어 있다.

에어워셔(204)와 제습기(205)의 아래쪽에는 응축수(凝縮水)를 받는 버퍼 탱크(207)가 설치되어 있다.

버퍼 탱크(207)에는 버퍼 탱크(207) 내의 응축수를 순환시키면서 청정화하는 초순수 공급 라인(208)과, 에어워셔(204)의 물분무 노즐(204a)의 급수관(209)에 분사수를 공급하는 분사수 급수 라인(120)이 설치되어 있다.

초순수 공급라인(208)은 펌프(211), 자외선 살균장치(214), 이온교환 수지봄베(215), 필터(216) 및 이러한 구성기기를 연결하는 배관(217)으로 구성되어 있다.

분사수 급수라인(210)은 펌프(218), 냉각기(219) 및 이러한 것을 연결하는 동시에 급수관(209)에 연결하는 배관(220)으로 구성되어 있다.

처리시에는 우선 버퍼 탱크(207)에 초순수를 채우고, 펌프(211, 218)를 구동시켜 초순수 공급라인(208)과 분사수 급수라인(210)을 운전하면서 송기 팬(206)을 구동시키면 공기 덕트(210) 내에 공기류가 형성되는 동시에 분사노즐(204a)에서 초순수가 분사된다. 분사된 물방울은 향류에 의해 미세화되어 미스트(M)가 되고, 이 상태에서 먼지와 가스형상의 케미컬 물질을 거두어들인다. 입자직경이 큰 미스트는 미스트 트랩(204b)에 닿아서 응축하고 아래로 흘러서 버퍼 탱크(207) 속에 들어가고, 미소한 미스트와 100% RH가 된 공기가 공기류에 운반되어 제습기(205)와 접촉하여 응축되어 버퍼 탱크(207) 속으로 흘러내린다.

버퍼 탱크(207) 속에 모아진 응축수의 일부는 펌프(211)로 초순수 공급라인(208)에 보내지고, 자외선 살균장치(214)로 멸균된 후, 이온교환수지 봄베(215)에 보내진다. 이온교환수지 봄베(215)를 통과하여 불순물 제거된 물은 또 필터(216)로 미립자가 제거되고나서 버퍼 탱크(207)에 되돌려진다.

이와 같이 종래의 에어워셔 방식의 공기청정화 시스템에 있어서는 수질순화 장치에 이온교환수지 봄베를 채용하는 것이 많았다.

그러나, 다량의 청정화 공기를 크린 룸 등으로 공급하는 경우에는 장치가 대형화되어 그 규모에 걸맞는 양의 이온교환 수지를 필요로 한다. 종래는 이온교환수지 봄베의 갯수를 늘려서 대응하거나, 자동재생이 가능한 이온교환탑을 설치하고, 정기적으로 재생을 반복하여 사용하고 있다.

일반적으로, 처리공기의 불순물 농도를 안정하게 유지하려면 수질순화장치의 처리량이 분사수 양에 대해, 및 1/10∼1/30일 필요가 있다. 이 경우, 종래의 이온교환수지를 채용한 대형 에어워셔 방식 공조 시스템에 있어서는 수10㎥/h 규모의 수질순화장치를 요한다. 이 처리능력을 달성하기 위해서는 매우 다량의 이온교환수지가 필요하여 장치의 대형화는 피할 수 없다.

비재생형 이온교환 봄베를 이용하면, 대량의 봄베를 빈번하게 교환할 필요가 있어서 운전비용이 매우 비싸진다.

이온교환수지의 재생이 가능한 재생식 이온교환탑을 사용하는 경우에는 이온교환수지재생을 위해 정기적으로 장치의 운전을 정지할 필요가 있다. 또, 재생을 위해 가성 소다, 염산 등의 재생약품을 사용하고, 또 재생처리에 이용한 약품을 포함한 배출액의 처리설비와 비용이 필요하게 된다. 이러한 설치 스페이스도 필요하고, 초기 비용과 운전 비용이 방대해진다. 덧붙여, 재생용 배출액의 환경에 대한 영향 등의 문제도 있다.

설령, 이러한 수질순화장치를 사용하지 않고, 초순수의 보급을 하여 오버 플로우로 배수하는 구성으로 해도, 다량의 배수가 나오기 때문에 배수처리 설비능력 의 재조명이 필요하게 된다.

본 발명은 이러한 종래의 에어워셔 방식의 공기청정화 시스템의 문제를 해결하는 것을 목적으로 한 것으로서, 수질순화장치에 전기식 탈이온화 장치를 채용하여 대형의 공조 시스템에 있어서도 중소규모의 공조 시스템 수준의 비율로 스페이스 절약화와 운전 비용 저감을 꾀하는 것이다.

상기 과제를 해결하기 위해 본 발명의 음이온 공급유닛에서는 미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성하는 토출영역 형성수단과, 상기 토출영역 내에서 상기 미소 물방울의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 이끌어 상기 공기 내에 음이온을 공급하는 공기도입수단을 구비한다.

상기 음이온 공급유닛에 있어서, 상기 토출영역 형성수단은 미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성할 수 있다면 좋다.

예를 들면 토출영역 형성수단의 예로서는 물을 평면형상으로 토출하는 노즐과, 상기 노즐에 물을 압송(壓送)하는 물 공급계로 구성된 것을 들 수 있다.

또, 토출영역 형성수단의 다른 예로서는 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐과, 상기 원추토출 노즐에 물을 압송하는 물공급계로 구성된 것을 들 수 있다. 이 때, 상기 공기도입수단의 예로서는 상기 원추토출 노즐의 토출구와 대향배치되고, 상기 원추토출 노즐에서 토출된 물이 측면을 형성하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 관통구멍을 구비한 안내판으로 구성된 것을 들 수 있다. 토 출구에서 토출된 물이 방사형상으로 퍼지는 성질을 고려하면, 이 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐이 바람직하다.

또 상기 원추토출 노즐 및 물 공급계와 조합시킨 상기 공기도입수단의 다른 예로서는 상기 원추토출 노즐의 토출구를 중심선 상에 구비하고, 물 토출방향과 평행하게 배치된 안내관을 들 수 있다.

또, 상기 안내관을 이용하는 경우에는 공통의 중심선을 갖고 내부직경이 다른 대소 두 개의 관을 테이퍼부에서 결합한 결합관에 있어서, 상기 테이퍼부가 상기 토출구에서 토출된 물방울의 토출방향과 직교하는 방향으로 경사진 결합관을 상기 안내관으로서 이용할 수 있다.

상기 음이온 공급유닛에 있어서, 상기 원추토출 노즐은 60∼140°의 정각(頂角)의 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐인 것이 바람직하고, 또 90∼140°의 정각 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐인 것이 보다 바람직하다.

상기 음이온 공급유닛에 있어서, 상기 원추토출 노즐은 1.0∼3.0㎏/㎠의 토출압으로 토출하는 원추토출 노즐인 것이 바람직하다.

상기 음이온 공급유닛에 있어서, 미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성하는 토출영역 형성수단과, 상기 토출영역 내에서 상기 미소 물방울의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 이끌어 상기 공기내에 음이온을 공급하는 공기도입수단을 구비한 음이온 공급유닛과, 상기 음이온 공급유닛에 공기를 공급하는 공기공급수단과, 상기 음이온 공급유닛에서 음이온이 공급된 공기에서 액체성분을 분리하는 기액분리수단을 구비한다.

이 음이온 공기발생장치 내에 배치된 음이온 공급유닛은 상기 설명한 음이온 공급유닛이다. 따라서, 상기한 토출영역 형성수단과 공기도입수단의 예, 수치범위에 대한 설명을 그대로 이 장치에 대해서도 적용할 수 있다.

또, 이 음이온 공기발생장치에 있어서, 공기공급 장치는 상기 음이온 공급유닛에 공기를 공급하는 것이면 좋다. 예를 들면 상기 음이온 공급유닛의 공기이동방향 상류측에 배치되고, 상기 음이온 공급유닛에 공기의 양압을 미치는 팬 등을 들 수 있다. 또, 상기 음이온 공급유닛의 공기이동방향 하류측에 배치되고, 상기 음이온 공급유닛에 공기의 음압을 미치는 팬 등도 좋도, 또 상기 음이온 공급유닛의 공기이동방향 상류측 및 하류측에 각각 같은 팬을 구비해도 좋다.

상기 음이온 공기발생장치에 있어서, 기액분리수단은 상기 음이온 공급유닛에서 음이온이 공급된 공기에서 액체성분을 분리할 수 있는 것이라면 특별히 한정되지 않는다.

대표적으로는 상기 음이온 공급유닛에서 음이온이 공급된 공기를 용기에 채운 물의 표면 위를 통과시켜 상기 공기중의 굵은 물방울을 결로시키는 구조의 것을 들 수 있다.

또, 추가의 기액분리수단으로서 표면적이 커지는 형상의 충전물을 공기의 통로에 배치하고, 이 충전물의 표면을 통과할 때에 공기중의 굵은 물방울을 결로시키는 구조의 것을 또한 구비해도 좋다.

또, 상기 음이온 공급유닛이 공기이동방향에 걸쳐 적어도 2단으로 적층되어 있어도 좋다. 이 경우, 상기 음이온 공급유닛이 인접하는 음이온 공급유닛과의 사 이에서 공기이동방향과 직교방향으로 상기 관통구멍의 위치가 서로 다르게 배치되어 있는 것이 바람직하다.

본 발명의 음이온 공기발생방법은 공기중에 토출된 미소 물방울로 이루어진 토출영역에 대해 상기 물의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 공급하여 상기 미소 물방울과 공기를 접촉시켜 상기 공기내에 음이온을 공급하고, 그것에 의해 음이온을 포함하는 공기를 발생시키는 것을 특징으로 한다.

상기 음이온 공기발생방법에 있어서, 상기 토출영역이 미소 물방울을 원추측면형상으로 토출한 영역인 것이 바람직하다. 이 경우, 상기 토출영역이 60∼140°의 정각 원추측면형상으로 토출한 영역인 것이 바람직하고, 90∼140°의 정각 원추측면형상으로 토출한 영역인 것이 더욱 바람직하다.

또, 상기 토출영역이 1.0∼3.0㎏/㎠의 토출압으로 토출된 영역인 것이 바람직하다.

본 발명에서는 미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성시키고, 이 토출영역 내에서 상기 미소 물방울의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 이끌고 있기 때문에, 토출노즐에서 토출된 미소 물방울은 반드시 공급된 공기와 접촉한다. 그 때문에, 토출된 미소 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아져 작은 면적에서도 다량의 음이온을 발생할 수 있다.

특히, 상기 토출영역 형성수단으로서 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐을 이용하는 경우에는 원추토출 노즐의 토출구에서 토출된 물은 토출구를 중심으로 한 원 또는 부채꼴로 퍼지기 때문에, 이 토출구를 중심으로 한 원내에 공 기를 관통시키는 것에 의해 토출된 물과 공기와의 접촉효율이 높아져 소면적으로 다량의 음이온을 발생할 수 있다.

또, 상기 공기도입수단으로서 상기 원추토출 노즐의 토출구와 대향배치되고, 상기 원추토출 노즐에서 토출된 물이 측면을 형성하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 관통구멍을 구비한 안내판을 사용하는 경우에는 안내판의 관통구멍에 의해 공기가 원추토출 노즐의 토출구를 중심으로 하는 원내에 모아진다. 그 결과, 토출된 물과 공기와의 접촉효율이 높아진다. 또, 원추토출 노즐에서 토출된 물 가운데 기세가 있는 물방울은 상기 안내판의 관통구멍 주위의 판형상 부분에 충돌하기 때문에, 여기에서도 물방울이 미세화되어 보다 미세한 물방울이 형성된다.

또, 상기 공기도입수단으로서 상기 원추토출 노즐의 토출구를 중심선 상에 구비하고, 물 토출방향과 평행하게 배치된 안내관을 사용하는 경우에는 안내관에 의해 공기가 원추토출 노즐의 토출구를 중심선으로 하는 관내에 모아진다. 그 결과, 토출된 물과 공기와의 접촉효율이 높아진다. 또, 원추토출 노즐에서 토출된 물방울이 안내관의 내벽에 충돌하여 미세화되고, 이 미세화된 물방울은 안내관 내를 표류한다. 이 미세화된 물방울도 안내관을 통과하는 공기와 접촉하기 때문에 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

또, 상기 공기도입수단으로서 공통의 중심선을 갖고 내부직경이 다른 대소 두개의 관을 테이퍼부에서 결합한 결합관에 있어서, 상기 테이퍼부가 상기 토출구에서 토출된 물방울의 토출방향과 직교하는 방향에 경사되어 있는 결합관을 안내관으로서 사용하는 경우에는 상기 원추토출 노즐의 토출구에서 토출된 물은 상기 테 이퍼부와 대략 수직으로 충돌하기 때문에, 이 충돌에 의해 물방울은 더 미세화되고, 물방울의 밀도가 향상하고, 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

또, 상기 원추토출 노즐의 토출수가 형성하는 원추측면이 이루는 정각을 60∼140°, 또는 더욱 바람직한 90∼140°로 하는 경우에는 물방울의 미세화와 공기와의 접촉조건이 최적화되기 때문에, 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

또, 상기 원추토출 노즐의 토출수가 토출된 토출압을 1.0∼3.0㎏/㎠로 하는 경우에는 물방울의 미세화와 공기와의 접촉조건이 최적화되기 때문에, 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

본 발명의 음이온 공기발생장치에서는 상기한 바와 같은 음이온 공급유닛을 구비하고 있기 때문에, 스페이스 효율이 높고, 소형이고, 또 충분한 음이온 공기발생능력을 구비한 음이온 공기발생장치를 제공할 수 있다. 또, 이 음이온 공기발생장치가 발휘하는 작용효과 가운데 상기 음이온 공급유닛의 사용에 기초한 내용에 대해서는 상기 음이온 공급유닛의 작용효과와 같다.

또, 본 발명에 관련된 상기 음이온 공기발생장치에 있어서, 상기 음이온 공급유닛을 공기이동방향에 걸쳐 적어도 2단으로 적층하여 배치한 경우에는 음이온 공기발생장치에 흡입된 공기가 한 공정으로 2번 이상 걸쳐 미세화 물방울과 접촉하기 때문에, 한 단위의 공기에 공급되는 음이온의 양을 많게 할 수 있다. 또, 공기와 접촉하는 물의 양이 많아지기 때문에, 흡입된 공기의 세정효과를 기대할 수 있다.

또, 상기 음이온 공기발생장치에 있어서, 상기 음이온 공급유닛이 인접하는 음이온 공급유닛과의 사이에서 공기이동방향과 직교방향에 상기 관통구멍의 위치가 서로 다르게 배치한 경우에는 적층된 음이온 공급유닛의 안내판의 관통구멍을 공기가 통과하여 흐르기 때문에, 유로가 복잡화되어 길어져서 물방울과 공기가 혼합되면서 흐르기 때문에, 보다 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다. 또, 공기의 세정효과도 향상된다.

또, 본 발명의 공기청정화 시스템은 에어워셔 방식의 공기청정화 장치와, 상기 공기청정화 장치의 응축수를 버퍼 탱크에 회수하여 해당 버퍼 탱크에서 상기 공기청정화 장치에 에어워셔의 분사수로서 공급하는 재순환 급수장치와, 상기 공급수의 수질을 감시하는 수질 감시장치와, 상기 공기청정화 장치의 에어워셔의 공급수의 불순물 농도를 저감시키는 수질 순화장치와, 상기 수질감시장치의 출력신호에 의해 상기 수질순화장치를 제어하는 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

상기 공기청정화장치로서는 예를 들면 격벽으로 둘러싸인 공기유로와, 이 공기유로 내에 배치된 물분사 노즐과, 이 물분사 노즐의 하류에 배치된 다수의 충립(衝立)과, 상기 공기유로 내에 상기 물분사 노즐에서 상기 충립측을 향한 공기류를 형성시켜 상기 충립의 배면측에 감압영역을 형성시키는 송기 팬과, 상기 충립의 하류측에 배치된 공기류 중의 미스트를 응축제거하는 냉각수단을 갖는 것을 사용할 수 있는데, 반드시 관련된 장치에 한정된 것은 아니다.

소위, 에어워셔 방식의 공기청정화 장치이면 어떤 것이라도 사용가능하다.

물분사 노즐에서 공기류중 분사된 물방울의 입자직경은 예를 들면 10∼100㎛이고, 감압팽창에 의해 분열된 미스트의 입자직경은 예를 들면 0.001∼0.1㎛이다.

물분사 노즐에서 공기류중에 분사된 물방울은 주로 관성운동을 주체로 한 움직임에 의해 공기중의 불순물을 포착하고, 감압팽창에 의해 분열된 초미세 미스트는 브라운 운동을 주체로 한 움직임에 의해 공기중의 불순물을 포착한다.

상기 공기류의 유속은 5m/초 이상인 것이 바람직하다.

물분사 노즐에서 분사된 물방울의 분사량(l)은 공기량(㎥)에 대해 0.5∼0.7 l/㎥의 범위에 있는 것이 바람직하고, 물방울의 분사압은 0.5∼1.5㎏/㎠G인 것이 바람직하다.

이 공기청정화 장치의 에어워셔의 분사수에는 이 공기청정화 장치의 응축수를 버퍼 탱크에 수용하고, 이것을 공급하는 재순환 급수장치를 이용하여 급수하는 것이 바람직하다.

또, 본 발명에 사용하는 수질 순화장치로서는 다음과 같은 것이 예시된다.

(a) 버퍼 탱크에 수용된 물을 꺼내어 수중에 용해하는 유기물, 이온성 물질 및 미소 고체물질을 제거하여 다시 상기 버퍼 탱크에 되돌리는 초순수 공급라인.

(b) 버퍼 탱크의 물의 일부를 폐기하여 해당 버퍼 탱크에 초순수를 공급하는 초순수 공급라인.

(c) 각각 밸브를 구비한 입구관, 출구관 및 배수관을 갖는 복수의 서브 버퍼 탱크와, 각 서버 버퍼 탱크의 입구관을 병렬로 연결하여 상기 버퍼 탱크의 출구관에 접속하는 제 1 연통관과, 각 서브 버퍼 탱크의 출구관을 병렬로 연결하여 상기 공기청정화 장치의 에어워셔의 물분무 노즐의 급수관에 접속하는 제 2 연통관과, 제 1 또는 제 2 연통관에 설치한 순환 펌프와, 각 밸브를 조작하는 제어장치를 구 비한 장치.

또, 수질 감시장치로서는 예를 들면 이온 크로마토그래프, 증발잔사계 또는 도전률계 등의 수중의 이온을 계측 또는 분석가능한 장치 및 예를 들면 TOC계 등의 수중의 유기성분을 계측 또는 분석가능한 장치의 적어도 하나의 계측장치를 구비한 것이 예시된다.

또, 도전률계도 사용가능하지만, 에어워셔 방식은 공기중의 탄산가스의 용해에 의해 응축수의 도전률이 0.8∼1.0㎲/㎠까지 저하하기 때문에, 공기중의 케미컬 물질 농도를 0.1∼수㎍/㎥로 제어하는 경우에는 부적당하다.

(작용)

공기류에 대해 향류로 분사노즐에서 분사된 물방울은 미세한 미스트가 되고 분사시의 관성운동에 의해 공기중의 먼지와 가스형상의 케미컬 물질을 포착하여 미스트중에 거두어들인다. 큼직한 물방울과 미스트의 대부분은 미스트 트랩(104b)에서 응축되어 포착한 케미컬 물질과 함께 버퍼 탱크(7) 중으로 흘러내리지만, 미스트 트랩(104b)에 포착되지 않았던 일부 미스트와 100% RH 공기중의 수증기는 제습기(105)에서 응축되어 제습된다.

이 때 100% RH 중에 포함된 케미컬 물질은 미스트 트랩(104b)에서 응축하지 않기 때문에 제습된 공기와 함께 공기 덕트(102)의 출구로부터 보내진다.

초순수와 공기 양쪽이 존재하는 폐쇄계에 있어서는 케미컬 물질은 초순수와 공기중에서의 존재량이 액가스비와 온도 등의 조건에 따른 소정의 분배율이 되려고 한다.

즉, 분무한 미스트 중의 케미컬 물질농도가 공기중의 케미컬 물질농도에 비해 밸런스적으로 매우 적은 경우, 이온성분과 수용성의 유기성분 등은 용해에 의해 미스트 속에 용해되고, 난수용성의 유기성분은 헨리의 법칙에 의해 공기중의 가스분압에 비례한 농도까지 용해되려고 한다.

이와 같이 하여 미스트 중의 케미컬 물질농도가 공기중의 농도와 밸런스된 것인데, 그 폐쇄계에 있어서 그 조건하에서의 공기중의 케미컬 물질의 최종농도가 된다.

따라서, 예를 들면 에어워셔 처리전의 공기중의 케미컬 물질농도가 높은 경우에 분사수 중의 케미컬 물질농도를 낮게 제어하고, 에어워셔 처리전의 공기중의 케미컬 물질의 농도가 낮은 경우에는 분사수 중의 케미컬 물질농도를 높게 제어하는 것에 의해 처리 공기중의 케미컬 물질농도를 일정 농도로 제어할 수 있는 것이다.

에어워셔 방식의 공조 시스템인 경우에는 버퍼 탱크 내의 케미컬 물질 불순물 농도가 공기중의 케미컬 물질의 처리능력을 반영하는 것이 되고, 이 농도를 계측하여 수질 순화장치의 운전을 제어하는 것에 의해 공기 덕트(102) 출구의 불순물 농도를 일정 레벨 이하로 유지할 수 있다.

본 발명의 공기청정화 방법은 공기중에 분사된 물방울에 불순물을 포착시키고, 불순물을 포착한 상기 물방울을 냉각하여 응축수로서 회수하는 에어워셔 방식의 공기청정화 방법에 있어서, 상기 응축수를 전기식 탈이온화 프로세스로 정화하고나서 분사수로서 재이용하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 공기청정화 시스템은 에어워셔 방식의 공기청정화 장치와, 상기 공기청정화 장치의 응축수를 버퍼 탱크에 회수하고 상기 버퍼 탱크에서 상기 공기청정화 장치에 에어워셔 분사수로서 공급하는 재순환 급수장치와, 상기 공기청정화 장치의 에어워셔의 공급수의 불순물 농도를 저감시키는 수질 순화장치를 갖는 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템에 있어서, 상기 수질 순화장치가 전기식 탈이온화 장치를 갖는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 전기식 탈이온화 장치가 이온 교환 수지층의 양측에 이온교환막을 배치하고 그 바깥쪽에 직류전극을 배치하여 이루어진 것이 바람직하다.

전기식 탈이온화 프로세스는 전기적으로 활성한 매체(이온교환수지, 이온교환막)와, 이온의 이동을 일으키는 전압을 이용하여 액중에서 이온이 될 수 있는 화학종을 제거하는 것을 말한다.

전기식 탈이온화 장치는 전기 에너지를 이용하여 이온교환수지를 재생하는 전기재생 시스템을 들여넣은 장치이다.

도 13에 전기식 탈이온화 장치의 1예의 모식도를 나타낸다. 음이온 교환수지와 양이온 교환수지가 혼합된 수지층(혼합상(混合床) 이온교환수지층)(241)을 이온 교환막(242∼245) 사이에 삽입하고, 이것을 복수단 적층한 후, 가장 바깥쪽에 전극(248, 249)을 배치한다.

처리대상인 응축수를 도 13을 향하여 좌측에서 혼합상 이온교환수지층(241)에 공급하면, 최초에는 응축수 중의 음이온은 혼합상 이온교환수지층(241) 중의 음이온 교환수지에 포착되고, 양이온은 양이온 교환수지에 포착된다.

양극(248)과 음극(249) 사이에 흐르는 직류전류에 의해 음이온 교환수지에 포착된 음이온은 음이온 교환막(243)을 통과하여 양극(248)으로 향하지만, 양이온 교환막(242)이 존재하기 때문에, 농축수유로(251)에 고인다. 마찬가지로, 양이온 교환수지에 포착된 양이온은 양이온 교환막(244)을 통과하여 음극(249)으로 향하지만, 음이온 교환막(245)이 존재하기 때문에 농축수유로(252)에 고인다.

이렇게 하여 전기식 탈이온화 프로세스에 있어서는 직류전원을 에너지원으로 하여 탈이온화와 이온교환수지의 재생을 실행하고, 도전률이 수십㎲/㎝의 공급수에서 비저항 8∼17메가옴(㏁·㎝)의 초순수를 생산할 수 있다. 또, 보론성분과 분자량 300정도의 TOC(Total Organic Carbon, 전(全)유기탄소)성분을 제거하는 것도 가능하다.

이 방법에 의하면, 전기적으로 생성된 수소이온과 수산이온은 농축수유로(251, 252)에서 재결합하여 물로 되돌아가고, 필요 이상의 염을 생성하지 않는다. 따라서, 농축수는 주로 공급수(응축수)에 포함되는 염만을 포함한다.

전기식 탈이온화 장치로서는 상기한 형식 이외에도 이온교환수지층에 이온교환섬유를 이용한 것과, 농축수측에 이온교환수지를 충전한 것 등이 있고, 모두 본 발명에 적용가능하지만, 운전 비용 등의 점에서 상기한 형식이 특히 바람직하다.

전기식 탈이온화 장치는 많은 초순수 플랜트에 있어서, 혼상식(混床式) 이온교환탑 대신에 사용할 수 있다. 상기한 바와 같이, 전기식 탈이온화 프로세스에 있어서는 물의 처리와 이온교환수지의 재생이 동시에 진행되기 때문에, 종래 이온교환탑을 사용할 때에 필요했던 이온교환수지의 재생시간과 재생후의 세정시간, 이 온교환 봄베의 교환을 위한 휴지기간과 교환후의 세정시간 등이 필요없게 된다.

또, 이온교환탑과 달리, 재생용으로 화학약품을 사용할 필요가 없으므로, 이러한 화학약품을 포함하는 배출액이 발생하지 않는다.

공급수(응축수)가 칼슘을 0.1ppm보다 많이 포함하는 경우는 이온교환막의 내부에 탄산칼슘이 형성되기 때문에 전기식 탈이온화 프로세스에는 적합하지 않다. 그러나, 에어워셔 방식의 공기청정화 시스템의 수질순화장치에 있어서, 예를 들면 크린 룸과 크린 터널 등의 폐쇄공간의 공기중의 불순물을 포함하는 물을 순환처리하는 경우는 물의 칼슘 함유량이 적고, 전기식 탈이온화 프로세스에 최적이다.

도 14에 나타낸 종래예의 에어워셔 방식의 공기청정화 시스템의 분사수 탱크 내에 초순수를 보급하고 수질순화장치를 가동시키고, 통상의 외기(外氣)를 약 3시간 처리한 후의 분사수 탱크 내의 수질을 분석한 결과를 다음에 나타낸다.

도전율	1∼2㎲/㎝
CO₂	1∼2ppm
Ca	0.013ppm
TOC	0.320ppm
그 외의 불순물	0.01ppm 이하

이러한 수질은 전기식 탈이온화 프로세스에서 처리하는 물에 요구되는 수질 조건을 매우 양호하게 만족하는 것이다.

또, 전기식 탈이온화 프로세스는 이온성분의 제거만이 아니라 생균의 증식을 억제하는 작용도 갖는다. 이것은 전기식 탈이온화 장치의 공급수의 출구 부근에서 는 물이 전기분해되어 수소 이온과 수산 이온이 이온 교환수지의 표면에 발생하고, 이러한 이온으로 생균의 일부가 사멸하기 때문에, 증식을 억제한다.

상기 공기청정화 시스템으로서는 예를 들면 격벽으로 둘러싸인 공기유로와, 이 공기유로 내에 배치된 물분사 노즐과, 이 물분사 노즐의 상류에 배치된 충립과, 공기류 중의 미스트를 응축시키는 냉각장치와, 상기 공기유로 내에 상기 물분사물 노즐에서 상기 충립측을 향하는 공기류를 형성시키는 송기 팬과, 응축한 미스트를 넣는 버퍼 탱크를 갖는 것을 사용할 수 있다. 그러나, 이것에 한정된 것은 아니고, 소위 에어워셔 방식의 공기청정화 시스템이라면 어떤 것이라도 사용가능하다.

재순환장치로서는 펌프를 사용한 것이 일반적으로 이용된다.

수질순화장치에 있어서는 버퍼 탱크에 수용된 물의 일부 또는 전부를 꺼내고, 전기식 탈이온화 장치에서 물의 불순물 농도를 저감시켜 다시 버퍼 탱크에 되돌려도 좋다.

수질 순화장치에 있어서, 전기식 탈이온화 장치의 후단에 또 필터를 설치해도 좋다.

이 공기청정화 시스템에 있어서, 응축·회수된 물에 포함된 불순물의 양을 계측하는 계측장치를 설치할 수도 있다. 응축수의 불순물량은 피처리공기의 공급원인 크린 룸과 국소 크린 터널 내의 공기의 청정도와 관련된다. 따라서, 응축수의 불순물 양을 감시하는 것에 의해 크린 룸과 국소 크린 터널 내의 공기의 청정도를 감시할 수 있어 바람직하다.

(제 1 실시형태)

이하, 본 발명의 제 1 실시형태를 도면에 의해 설명한다. 또, 본 발명의 범위가 하기의 실시형태에 기재된 범위에 한정된 것으로 해석해서는 안 된다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치(1) 전체의 개략 구성을 투시도의 형태로 나타낸 사시도이다.

도 1에 나타낸 바와 같이, 이 음이온 공기발생장치(1)는 대략 직방체 형상의 하우징(2) 위에 덕트(6, 7)가 배치된 구성이다.

도 2는 본 발명의 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치(1)의 수직단면도이다.

도 2에 나타낸 바와 같이, 본 발명의 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치(1)는 크게 나누어, 상류측 통로(3), 기액분리부(4), 하류측 통로(5)로 구성되어 있고, 이러한 상류측 통로(3), 기액분리부(4) 및 하류측 통로(5)를 결합하여 전체적으로 알파벳의 「U」자형의 외관형상을 구비하고 있다. 그리고 상류측 통로(3) 및 하류측 통로(5)의 위쪽에는 각각 흡인측 덕트(6)와 분출측 덕트(7)가 부착되어 있다.

흡인측 덕트(6)는 실내와 옥외 등의 음이온 공급전의 공기를 음이온 공기발생장치(1) 내에 보내기 위한 흡인구로서 기능하는 것이고, 이 흡인측 덕트 내에는 팬(8)(공기도입수단)이 배치되어 있다.

또, 이 팬(8)은 흡인측 덕트(6)에서 공기이동방향의 더욱 상류측에 배치되어 있어도 좋고, 상류측 통로(3) 내에 배치되어 있어도 좋다. 또, 이 팬(8)은 하류측 통로(5)쪽에 공기를 흡기하는 장치로서 배치되어 있어도 좋고, 상류측 통로(3) 및 하류측 통로(5)의 양쪽에 배치되어 있어도 좋다.

상류측 통로(3)내에는 흡기된 공기에 음이온을 공급하는 음이온 공급유닛(10)이 배치되어 있다. 이 음이온 공급유닛(10)의 상세에 대해서는 후술한다.

상류측 통로(3)와 하류측 통로(5)를 장치의 바닥부에서 잇는 기액분리부(4)(기액분리수단)는 접시형상의 용기가 되고, 이 용기의 내부에 청정한 물, 예를 들면 순수를 수용한다. 도 2에 나타낸 바와 같이, 상류측 통로(3)의 하부와 하류측 통로(5)의 하부가 이 기액분리부(4) 내에 수용한 물의 표면에 대향하도록 되어 있다. 그 때문에, 음이온 공급유닛(10)을 통과해 온 공기는 이 기액분리부(4)를 통과할 때에 기액분리부(4) 내에 수용한 물의 표면에 접촉하고, 이 물의 표면을 타고 하류측 통로(5)측에 이동하도록 된다.

또, 이 기액분리부(4)의 하부에는 물이동용의 배관(41)이 배치되어 있고, 이 기액분리부(4) 내에 수용된 물을 음이온 공급유닛(10)으로 보내도록 되어 있다.

또, 이 도 2에서는 생략했지만, 이 기액분리부(4)에는 순수제조장치 등의 이미 알려진 물정화 장치가 부착되어 있어도 좋다.

하류측 통로(5) 내에는 기액분리 촉진용의 충전재(9)가 배치되어 있다. 이 충전재(9)는 상기한 기액분리부(4)를 통과해 온 공기를 또 기액분리하여 보다 건조한 공기로서 이 음이온 공기발생장치의 장치 밖으로 내보내기 위한 부재이다.

이 충전재(9)는 불소 수지 등의 화학적으로 불활성인 재료로 형성된 부재이고, 상기 재료를 그물형상, 벌집 형상, 코일 형상 등, 속을 통과할 때의 경로가 복 잡화될 수 있고, 표면적이 커지는 형상으로 성형되어 있다. 그 때문에, 이 충전재(9)를 통과하는 공기는 복잡한 경로를 거친다. 이 때에 충전재(9)의 표면과 접촉하는 것에 의해 공기중의 물방울과 수증기가 결로하기 쉬워지고, 이 충전재(9)를 통과할 때에 공기중의 물방울이 결로한다. 여기에서 결로한 물방울은 충전재(9)의 표면을 타고 그 하부에 모아지고, 이윽고 큰 물방울이 되어 떨어진다. 이 떨어진 물방울은 상기 기액분리부(4) 내에 수용되고, 기액분리부(4)의 수용수와 음이온 공급유닛(10)에서 재사용에 공급된다.

다음에, 본 실시형태에 관련된 음이온 공급유닛(10)에 대해 설명한다.

도 3은 본 실시형태에 관련된 음이온 공급유닛(10)의 수직단면도이고, 도 4는 상기 유닛(10)의 평면도이다.

도 4에 나타낸 바와 같이, 이 음이온 공급유닛(10)에서는 복수개의 원추토출 노즐(13)이 대략 수평으로 배치되어 있고, 이 원추토출 노즐(13)의 도면중 위쪽에 안내판(14)이 배치되어 있다. 이 안내판(14)에는 복수, 예를 들면 한 장의 안내판(14)에 12개의 관통구멍(15)이 뚫려 있다. 이 관통구멍(15)은 원추토출 노즐(13)의 토출구(13a)를 정점으로 하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 배치되어 있다.

한편, 원추토출 노즐(13)은 분기 도수관(導水管)(12)의 선단에 배치되어 있고, 이 분기 도수관(12)은 주도수관(11)에 지지되어 있다. 주도수관(11)은 도 2에 나타낸 바와 같이 상류측 통로(3)의 하우징을 관통하여 음이온 공기발생장치(1) 밖으로 도출되어 있다.

또 이 주도수관(11)은 음이온 공기발생장치(1) 밖에서 배수관(16)과 결합되어 있고, 이 배수관(16)은 펌프(17)를 통해 상기 배관(41)과 접속되어 있다.

또, 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같이, 이 음이온 공기발생장치(1)는 두개의 음이온 공급유닛(10, 20)이 상하 이단으로 대략 수평으로 적층되어 있다. 그리고 이러한 두개의 음이온 공급유닛(10, 20)은 관통구멍(15, 25)이 공기이동방향, 즉 도면중 상하방향에 관해 서로 다른 위치가 되도록 배치되어 있다.

다음에 본 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치(1)에서 음이온을 포함하는 공기가 만들어지는 원리에 대해 설명한다.

도 5는 기액계면에서의 전하분포의 상태를 나타낸 도면이다.

액체(물)에 높은 에너지를 주면 물(H₂O)은

H₂O→H⁺+OH^-

와 같이 전리하여 도 5와 같이 액체 내에는 전하의 2중 층이 형성되고, 공기에 접하는 액체표면에는 배향쌍극자가 음이온 바깥쪽을 향하여 배열되고, 액면 가까이에 음이온이 보다 많이 끌어 당겨진다. 여기에 어떤 방법으로 액체가 기계적으로 작은 물방울로 분열되면, 그 물방울의 정미(正味; net)의 전하는 음이 된다. 양이온 쪽은 큰 입자가 되어 액중에 남겨지고, 또는 접지를 통하여 중화된다(정전기 하운드 북, P104. 정전기 학회편, 옴사 참조).

물방울이 높은 에너지를 얻어 운동을 하는 사이에 한없이 미소화되고, 물방울 표면에서 쌍극자가 배향할 때에 기체(공기)측의 계면에 존재하는 산소(O₂)분자를 이온화하고, O₂ ^-·(H₂O)_n 으로 표시되는 마이너스 이온 분자군이 된다(정전기 하운드 북, P317. 옴사 참조).

이 마이너스 이온분자군은 물분자 부가음이온으로 불리는 것이다(기상전기학 P27 참조).

이와 같이 물에 높은 에너지를 주어 운동을 시키면, 그 운동 사이에 한없이 미소화되고, 이 미소화된 물방울은 음의 전하를 가진다. 이 음의 전하를 가진 미소 물방울에 공기를 접촉하는 것에 의해 공기중의 산소분자가 이온화되고, 물분자 부가음이온이라고 하는 음이온을 포함하는 공기를 얻을 수 있는 것이다.

따라서, 물방울을 가능한한 미소화하여 공기와 접촉하는 표면적을 크게 하는 것과, 이 미소화된 물방울과 공기를 충분히 접촉하는 것에 의해 음이온 공기의 생성량이 향상한다고 생각할 수 있다.

다음에, 이 음이온 공기발생장치(1)를 운전할 때의 각 부분의 작동상태에 대해 설명한다.

음이온 공기발생장치(1)를 기동하면 팬(8)이 회전하고, 흡인측 덕트(6)에서 공기를 흡인하기 시작한다. 흡인측 덕트(6)에서 흡인된 공기는 팬(8)을 통해 상류측 통로(3) 내를 통해 음이온 공급유닛(10, 20)에 도달한다.

한편, 음이온 공기발생장치(1)의 기동과 동시에 펌프(17)가 회전을 개시하 고, 기액분리부(4)의 물을 배관(41)을 경유하여 흡입하고, 배수관(16), 주도수관(11) 및 분기 도수관(12)을 거쳐 원추토출 노즐(13, 23)에 압송한다.

압송된 물은 원추토출 노즐(13, 23)에서 미소 물방울화되고, 잘은 안개형상이 되어 토출구(13a, 23a)에서 토출된다. 도 3에 나타낸 바와 같이, 토출된 미소 물방울은 「홀로콘」이라 불리는 원추의 측면을 형성하는 상태가 되고, 미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성한다.

그리고 이 토출영역을 형성하는 미소 물방울 가운데, 몇 개는 그대로 공기중에 비산하고, 그 이외는 안내판(14, 24)의 관통구멍(15, 25)의 둘레 테두리 부분에 충돌하여 더 자잘한 미소 물방울이 되어 공기중에 비산한다.

이 상태에서 상기 팬(8)에 흡입된 공기는 도면 중 위부터 아래를 향하여 흐르고, 음이온 공급유닛(10)의 안내판(14)의 근방에 도달한다. 이 때, 안내판(14)에는 관통구멍(15)이 설치되어 있고, 공기는 이 관통구멍(15)을 통해 도면중 아래를 향하여 흐르기 때문에, 공기의 흐름은 도 3에 나타낸 바와 같이 된다.

공기가 관통구멍(15)을 통과하여 원추토출 노즐(13) 부근까지 흘러내릴 때, 상기한 바와 같은 미소 물방울이 공기중에 토출된 대략 원추측면형상의 토출영역이 형성되기 때문에, 이 공기는 반드시 토출영역을 통과하게 되어 높은 밀도로 공기와 미소 물방울과의 접촉이 실행된다. 이 때 공기중에 음이온이 공급된다. 또, 공기와 미소 물방울이 접촉하는 것에 의해 공기중의 티끌과 먼지가 물방울에 부착하거나, 산과 알카리, 금속 이온 등의 수용성의 성분이 미소 물방울측에 용해된다. 즉, 이러한 티끌과 먼지, 불순물 등이 공기중에서 제거된다. 그 때문에 이 토출 영역을 통과할 때에 공기가 세정되고, 청정한 공기, 즉 크린 에어가 형성된다.

다음에 상단측의 음이온 공급유닛(10)이 만드는 토출영역을 통과한 공기는 더 하강하여 하단측의 음이온 공급유닛(20)에 도달한다. 이 하단측의 음이온 공급유닛(20)에서도 상기한 바와 같은 음이온의 공급과 물에 의한 세정이 실행된다. 그것과 동시에 도 3에 나타낸 바와 같이 상단측의 음이온 공급유닛(10)과 하단측의 음이온 공급유닛(20)에서는 안내판(14, 24)의 위치가 수평방향에 어긋나게 되고, 서로 틀리게 되도록 배치되어 있다. 그 때문에, 상단측의 음이온 공급유닛(10)을 통과한 공기는 하단측의 음이온 공급유닛(20)을 통과하기 위해 도 3에 나타낸 바와 같은 복잡한 경로를 거친다. 이 때, 공기와 물방울은 서로 혼합되어 접촉하기 때문에, 음이온의 공급과 물에 의한 세정이 보다 효과적으로 실행된다. 그 때문에, 작은 스페이스에서 효율적으로 음이온 공급과 물에 의한 세정이 실행된다.

다음에 상기 두개의 음이온 공급유닛(10, 20)을 통과하여 음이온의 공급과 물에 의한 세정이 실시된 공기는 더욱 상류측 통로(3) 내를 하강하여 기액분리부(4)에 도달한다.

상기 음이온 공급유닛(10, 20)을 통과한 공기는 다량의 수증기와 물방울을 포함하고 있어 소위 습한 공기이다. 이 습한 공기가 기액분리부(4)까지 흘러 내리면, 우선 이 습한 공기는 기액분리부(4)에 수용된 물의 표면에 충돌한다. 이 때 습한 공기에 포함된 물방울이 기액분리부(4)에 수용된 물 표면의 물분자와 충돌하기 때문에, 상기 물방울과 수면의 물분자가 서로 당긴다. 그 때문에, 상기 습한 공기중의 물방울의 대부분은 이 기액분리부(4)를 통과할 때에 수용된 물의 표면에 서 흡착되고, 공기중에서 수면측으로 이동하여 공기중에서 제거된다. 그 결과, 이 기액분리부(4)를 통과한 후는 통과하기 전에 비해 함유하는 물방울의 비율이 저하된 공기가 되어 더욱 음이온 공기발생장치(1) 내를 공기이동방향 하류측으로 이동한다.

기액분리부(4)를 통과한 공기는 다음에 하류측 통로(5)를 따라 도면 중 위쪽으로 이동한다. 이 위쪽으로 이동할 때에 하류측 통로(5) 내에 배치된 충전재(9)를 통과한다.

이 충전재(9)는 표면적이 커지는 형상으로 성형되어 있고, 공기가 이 충전재(9)의 더욱 위쪽에 도달하기 위해서는 충전재(9) 표면의 요철을 따라 이동하지 않으면 안 된다. 그 때문에, 복잡한 경로를 거친다. 이 복잡한 경로를 거칠 때에 공기중의 물방울은 충전재(9) 표면의 요철에 몇 번이고 충돌한다. 그 충돌시에 공기중의 물방울이 충전재(9) 표면에서 결로하여 충전재(9) 표면을 적신다.

이와 같이 하여 충전재(9)를 통과할 때에도 공기중에서 물방울이 제거되기 때문에, 이 충전재(9)를 통과하는 것에 의해 공기의 기액분리가 촉진되고, 또 물방울이 제거된 공기가 되어 충전재(9)의 위쪽에 도달한다.

한편, 충전재(9) 표면에서 결로한 물방울은 중력에 의해 충전재(9) 표면을 아래로 향하여 이동하고, 곧 큰 물방울을 형성하여 떨어뜨린다. 충전재(9)의 아래쪽에는 기액분리부(4)가 배치되어 있기 때문에 떨어뜨린 물방울은 이 기액분리부(4)에 수용된 물과 함께 재사용에 공급된다.

충전재(9)의 위쪽에 도달한 공기는 또 하류측 통로(5) 내를 도면중 위쪽에 이동하고, 덕트(7)를 경유하여 더욱 공기이동방향 하류측에 배치된 크린 룸과 각종 음이온 공기와 청정공기를 필요로 하는 장치에 공급한다.

또, 본 발명에서는 기액분리부(4)가 필수인데 대해, 상기 충전재(9)는 본 발명에서는 임의의 부재이고, 생략하는 것도 가능하다.

이와 같이 본 실시형태에 관련된 음이온 공기발생장치(1)에서는 원추토출 노즐(13, 23)과 이러한 것에 대향하는 위치에 관통구멍(15, 25)을 구비한 안내판(14, 24)을 구비한 음이온 공급유닛(10, 20)을 사용하고, 미세 물방울을 원추측면형상으로 토출시킨 토출영역을 형성하고, 이 토출 영역에 공기가 통하도록 하기 때문에, 토출된 물방울과 공기와의 접촉을 효율적으로 실행할 수 있고, 다량의 음이온을 포함한 공기를 단시간에 발생시킬 수 있다. 그 때문에 스페이스 효율이 향상하고, 작은 스페이스로 충분한 음이온 공기발생능력을 구비한 음이온 공기발생장치를 제공할 수 있다.

또, 모터에 의한 구동을 필요로 하는 부분은 팬(8)과 펌프(17) 정도이고, 공기에 원심력을 작용시키거나, 코로나(corona) 방전과 같이 전력을 공급할 필요가 없기 때문에 소비전력을 낮게 억제할 수 있다.

또, 모터로 구동하는 부분이 적고, 장치의 구조를 단순하게 할 수 있기 때문에, 고장이 적고, 보수관리도 용이하게 실행할 수 있다. 또, 장치가 소형이고 구조가 간단하기 때문에 제조비용을 저렴하게 억제할 수 있다.

또, 본 발명의 범위는 상기 실시형태의 범위에 한정된 것은 아니다.

예를 들면 상기 실시형태에서는 음이온 공급유닛(10)으로서 안내판(14)과 원 추토출 노즐(13)을 조합시킨 것을 이용했는데, 도 6에 나타낸 바와 같은 중공원통형의 안내관(30)을 이용하여 이 안내관(30)의 중심선상에 원추토출 노즐(13)을 배치한 것을 사용하는 것도 가능하다.

이 경우, 원추토출 노즐(13)에서 토출된 물방울 가운데 기세가 있는 것은 안내관(30)의 내벽(31)에 충돌하여 더욱 미세화된 물방울이 되는데, 이 충돌에 의해 생긴 물방울도 안내관(30)의 내부에 비산하기 때문에, 이 안내관(30) 내에 공기를 통과시키는 것에 의해 공기와 접촉하는 물방울의 양을 많게 할 수 있다. 그 때문에, 물방울과 공기와의 접촉효율이라는 점에서는 상기 실시형태의 안내판(14)을 이용하는 것보다도 효율이 높다.

따라서, 음이온 공급유닛에 요구하는 사항으로서 소형화라는 점보다도 물방울과 공기와의 접촉효율, 더 나아가서는 음이온을 생성하는 능력을 중시하는 경우에는 안내판보다도 안내관을 이용하는 것이 바람직하다.

또, 상기 실시형태에서는 안내판(14)의 아래쪽에 원추토출 노즐(13)을 배치하여 공기의 이동방향과 역방향으로 물을 토출하는 구성을 채용했는데, 반대로 안내판(14)의 위쪽에 원추토출 노즐을 배치하여 공기의 이동방향과 순방향으로 물을 토출하도록 해도 좋다. 그 경우에도 안내판(14)의 아래쪽에 원추토출 노즐을 배치한 경우와 동등한 음이온 발생능력을 얻을 수 있다.

마찬가지로 안내관을 이용하는 경우에도 공기의 이동방향에 대해 역방향으로 물을 토출해도 좋고, 순방향으로 토출해도 좋다.

또, 안내관과 원추토출 노즐을 조합시킨 음이온 공급유닛을 이용하는 경우에 는 상기 안내관으로서 공통의 중심선을 갖고 내부직경이 다른 대소 두개의 관을 테이퍼부에서 결합한 결합관이고, 상기 테이퍼부가 상기 토출구에서 토출된 물방울의 토출방향과 직교하는 방향으로 경사진 결합관을 이용하는 것이 더욱 바람직하다.

도 7은 이 테이퍼부에서 내부직경이 다른 대소 두개의 관을 결합한 결합관의 수직단면도이다.

이 결합관에서는 내부직경이 두꺼운 관(33)과 내부직경의 가는 관(32)이 테이퍼부(34)에서 결합되고, 이 테이퍼부보다 두꺼운 관(33)쪽에 약간 어긋난 위치에 원추토출 노즐(13)을 부착하도록 되어 있다. 그리고, 이 원추토출 노즐(13)의 토출구(13a)에서 물을 토출한 때에 토출구(13a)에서 물방울이 토출되는 방향과 대략 직교하는 각도에 상기 테이퍼부(34)가 되도록 만들어져 있다. 그 결과, 토출구(13a)에서 토출된 물방울 가운데 결합관의 내벽에 도달하는 것은 상기 테이퍼부와 대략 수직으로 충돌하기 때문에 이 충돌에 의해 더욱 미소 물방울화된다.

실시예 1

이하, 본 발명에 따른 음이온 공기발생장치를 이용하여 음이온 공기를 발생시키는 실험을 실행했다.

실험 1에서는 도 2 및 도 3에 나타낸 바와 같은 안내판과 원추토출 노즐을 이용하고, 실험 2에서는 도 6에 나타낸 바와 같은 안내관과 원추토출 노즐을 이용했다.

실험조건과 측정결과를 이하에 나타낸다.

실험 1

실험조건 노즐: 광각원추토출형(홀로콘)

충돌부분의 형상: 평판

분사압력: 2㎏/㎠

분사방향 역 역 역

구멍직경(㎜) 60 60 60

판노즐 간 거리(㎜) 30 30 30

풍속 (m/sec) 1.1 1.1 1.1

공급풍량(㎥/min) 1.23 1.23 1.23

구멍면 풍속(m/sec) 7.25 7.25 7.25

분사유무 없음 있음 있음

이온량(개/cc) -100 -35000 -35000

공급수질 없음 순수 초순수

실험 2

실험조건 노즐: 광각원추토출형(홀로콘/물토출각도 135°)

충돌부분의 형상: 파이프

분사압력: 2㎏/㎠

분사방향 역 역 역

관 직경(㎜) 60 60 60

관 전체 길이(㎜) 133 133 133

풍속 (m/sec) 1.3 1.1 1.1

공급풍량(㎥/min) 1.45 1.23 1.23

관면 풍속(m/sec) 8.56 7.25 7.25

분사유무 없음 있음 있음

이온량(개/cc) -50 -50000 -90000

불순물 제거성능

(NH₄ ⁺제거율) × 80% ×

(NO₂ ^-제거율) × 56% ×

(SO₄ ^2-제거율) × 52% ×

공급수질 없음 순수 초순수

또, 상기 실험에 있어서 이온량의 측정은 이온 계측장치로서 이온 테스터형식 KST-900(고베덴파 가부시키가이샤제)를 사용하여 실행했다.

불순물 제거성능에 대해서는 임핀저법을 사용하여 본 장치의 입구출구의 공기중의 불순물을 포집 후, 이 포집액 중의 농도를 분석하고, 제거율을 산출했다.

계산식은 다음 수학식 1로 주어진다.

상기 측정결과에서 알 수 있는 바와 같이, 노즐에서 물을 분사한 경우에는 물을 분사하지 않은 경우에 비해 음이온 생성량이 현저하게 증대했다.

또, 안내판을 이용한 실험 1에 비해 안내관을 이용한 실험 2에서는 보다 많은 음이온이 생성되었다.

또, 실험 1에서는 노즐에서 토출시킨 물로서 순수를 이용한 경우와 초순수를 이용한 경우에서 유의차는 인정되지 않았다. 한편, 실험 2에서는 노즐에서 토출시킨 물로서 순수를 이용한 경우와 초순수를 이용한 경우에서 명백한 차가 인정되고, 초순수를 이용한 경우에는 순수를 이용한 경우의 1.8배의 이온이 생성되었다.

또, 이 장치의 입구에서의 이온농도가 수㎍/㎥ ∼수십㎍/㎥인 경우에 있어서도 상기 제거율을 달성할 수 있었다.

또, 이 장치의 입구에서의 상대습도가 22∼31%인 공기를 공급한 경우에서도 출구 부근에서는 70∼90%의 상대습도를 갖는 공기를 스페이스 절약의 시스템 구성으로 달성할 수 있었다.

(제 2 실시형태)

도 8은 본 발명의 공기청정화 시스템의 한 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

상기 도면에 있어서, 부호 101은 에어워셔 방식의 공기청정화 장치이다.

이 공기청정화 장치(101)의 공기 덕트(102)의 예를 들면 크린 룸에 연결한 공기도입구 근방에는 먼지제거를 위한 프리필터(103)가 장착되고, 그 하류에 에어 워셔(104)가 배치되어 있다. 에어워셔(104)는 분사 노즐(104a)을 다수의 분사구를 상류측을 향하여 배치하는 동시에, 이 분사 노즐(104a)의 분사구에 대향하여 미스트 충돌판으로 이루어진 미스트 트랩(140b)을 배치하여 구성되어 있다. 에어워셔(104)는 분사노즐(104a)에서 다수의 분사구를 상류측을 향하여 배치하는 동시에, 이 분사노즐(104a)의 분사구에 대향하여 미스트 충돌판으로 이루어진 미스트 트랩(104b)을 배치하여 구성되어 있다.

에어워셔(104)의 하류에는 100%RH의 공기를 냉각하여 제습하는 제습기(105)가 설치되고, 또 그 하류의 출구 근방에는 공기 덕트(102)내에 5m/초 이상의 공기류를 생성시키는 송기 팬(106)이 설치되어 있다.

에어워셔(104)와 제습기(105)의 아래쪽에는 응축수를 받는 버퍼 탱크(107)가 설치되어 있다.

버퍼 탱크(107)에는 버퍼 탱크(107) 내의 응축수를 순환하면서 청정화하는 초순수 공급 라인(108)과, 에어워셔(104)의 물분무 노즐(104a)의 급수관(109)에 분사수를 공급하는 분사수 급수라인(110)이 설치되어 있다.

초순수 공급라인(108)은 펌프(111), 유량제어 밸브(112), 이 유량제어 밸브의 개도를 제어하는 제어장치(113), 자외선 조사장치(114), 이온 교환수지 봄베(115), 필터(116) 및 제어장치를 제외한 이러한 구성기기를 연결하는 배관(117)으로 구성되어 있다.

또, 분사수 급수라인(110)은 펌프(118), 냉각기(119) 및 이러한 것을 연결하는 동시에 급수관(109)에 연결하는 배관(120)으로 구성되어 있다.

또, 냉각기(119)와 분사노즐(104a) 사이의 배관(120)에서 계측용 샘플링 배관(121)이 분기하여 계측장치(122)에 샘플링된 시료수를 공급하도록 되어 있다.

계측장치(122)는 이온 크로마토그래프, TOC계 및 증발잔사계의 적어도 하나를 갖고 있고, 시료수의 수질, 특히 케미컬 물질농도를 신속하게 측정하여 신호 케이블(122a)을 통해 측정 데이터를 제어장치(113)에 공급하도록 구성되어 있다. 제어장치(113)는 이 측정 데이터에 따라 케미컬 물질농도가 높은 때는 유량제어 밸브(112)의 개도를 크게 하고, 케미컬 물질농도가 낮은 때는 개도를 작게 하는 제어를 실행하는 구성으로 하고 있다.

다음에 이 실시예의 장치의 동작에 대해 설명한다.

우선, 버퍼 탱크(107)에 초순수를 채우고, 펌프(111, 118)를 구동시켜 초순수 공급라인(108)과 분사수 급수라인(110)을 운전하면서 송기 팬(106)을 구동시키면 공기 덕트(101) 내에 공기류가 형성되는 동시에 분사노즐(104a)에서 초순수가 분사된다. 분사된 물방울은 향류에 의해 미세화되어 미스트(M)가 되고, 이 상태에서 먼지와 가스형상의 케미컬 물질을 거두어들인다. 입자직경이 큰 미스트는 미스트 트랩(104b)에 닿아서 응축하여 흘러내려 버퍼 탱크(107)속에 들어가고, 미소한 미스트와 100% RH가 된 공기가 공기류에 운반되어 제습기(105)와 접촉하여 응축하여 버퍼 탱크(107)중에 흘러내린다.

그리고, 미스트(M)에 의해 포착되지 않은 100% RH의 공기중의 가스형상의 케미컬 물질은 제습기(105)에 의해서도 응축되지 않기 때문에 공기덕트(102)의 출구에서 방출된다.

미스트에 취해진 케미컬 물질농도와 공기중에 잔류한 케미컬 물질농도는 거의 일정한 비율이 되고, 공기 덕트(102)에서 방출된 케미컬 물질의 농도는 분사수중의 케미컬 물질농도에 상관하기 때문에, 계측장치(122)에 의한 신호를 제어장치(113)에 공급하고, 이 제어장치(113)에 의해 계측값이 일정 레벨 이하가 되도록 유량제어밸브(112)의 개도를 제어하여 공급수의 수질을 일정 이상으로 유지하도록 하는 것에 의해 공기덕트(102) 출구의 공기의 청정도도 일정한 기준 이상으로 청정하게 유지할 수 있다.

(실험예)

도 8에 나타낸 공기청정화 장치를 이용하여 다음 조건으로 실험을 실행했다.

공기청정화 장치의 처리능력 … 50CMM

액가스비 … 2

분사수량 … 6㎥/h

분사수용량 … 약 1㎥

초순수 시스템 처리능력 … 1㎥/h

초순수 시스템 공급수질 … 비저항 18㏁·㎝

케미컬 물질 ≤ 1㎍/l(리틀)

(NH₄ ⁺, SO₄ ^2-, NO₃ ^-, NO₂ ^-)

계측장치(122)와 제어장치(113)를 시스템에 포함하지 않은 상태에서 초순수 시스템을 운전한 경우와 초순수 시스템을 운전하지 않은 경우의 비교실험을 실행했다.

공기청정화 장치의 운전을 6시간 계속하여 케미컬 물질의 공기중 농도와 분사수의 농도를 측정했다.

공기중의 케미컬 물질의 평가는 임핀저법을 이용하여 운전시간과 동시간 초순수에 처리공기를 포집하여 포집액을 분석하는 것에 의해 실행했다.

분사수의 수질은 초기 수질과 6시간 경과후의 수질을 분석하는 것에 의해 평가했다. 또, 분석물질은 NH₄ ⁺로 하고, 분석에는 이온 크로마토그래프를 사용했다.

결과를 표 2에 나타낸다.

실험상황	공기중 농도(㎍/㎥)		분사수 수질(㎍/l)
	외기	처리공기	초기	6시간후
초순수 시스템 정지	55	2.0	≤1	810
초순수 시스템 운전	59	≤0.1	≤1	20

표 2 결과에서 수질과 처리공기의 케미컬 물질의 농도에 상관성이 있는 것을 알 수 있다.

다음에 단시간으로 공기중의 불순물 농도를 계측하기 위해 일본 특원평 7-310604호 기재의 크린 룸 내 불순물 감시장치(약 20분에 1회의 계측이 가능)를 이용하고, 또 단시간으로 공급수 중의 케미컬 물질을 계측하기 위해 일본 특공평 6- 63961호 공보 기재의 전(全)증발잔사계(연속계측이 가능)를 이용하여 제어장치(113)와 계측장치(122)를 가동시켜 같은 실험을 실행했다.

결과를 표 3에 나타낸다.

처리공기의 계측값	분사수의 계측값(평균)
2.3㎍/㎥	290ppb(제어값 300ppb)
1.4 〃	152 〃( 〃 150 〃)
0.1 〃	28 〃( 〃 30 〃)

표 2, 표 3의 결과에서 초순수 중의 케미컬 물질 농도와, 처리공기의 케미컬 물질농도에 강한 상관관계가 있는 것 및 본 실시예의 장치에 의해 처리공기의 케미컬 물질의 농도를 제어할 수 있는 것을 알 수 있다.

실시예 2

도 9는 본 발명의 공기청정화 시스템의 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

또, 이하의 도면에 있어서 실시예와 공통하는 부분에는 동일 부호를 붙여서 중복하는 설명을 생략한다.

이 실시예의 공기청정화 시스템은 보급수 공급라인(123)에서 초순수를 버퍼 탱크(107)에 보급하고, 과잉이 된 물은 오버 플로우 라인(124)에서 방수하여 수질을 높이도록 한 것이다. 따라서, 이 실시예의 보급수 공급라인(123)은 다른 초순수 제조라인의 유스 포인트 등과 접속된다.

이 실시예에서는 실시예 1에 있어서 초순수 공급라인(108)이 생략되기 때문에 설비비용, 스페이스 효율이 개선된다.

실시예 3

도 10은 본 발명의 공기청정화 시스템의 또 다른 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.

이 실시예의 공기청정화 장치에서는 각각 밸브를 구비한 입구관(125), 출구관(126) 및 배수관(127)을 갖는 2개의 서브 버퍼 탱크(128, 129)와, 각 서브 버퍼 탱크(128, 129)의 입구관(125)을 병렬로 연결하여 버퍼 탱크(107)의 출구관에 접속하는 연통관(130)과, 각 서브 버퍼 탱크(128, 129)의 출구관(126)을 병렬로 연결하여 공기청정화 장치(101)의 에어워셔(104)의 물분무 노즐(104a)의 급수관에 접속하는 연통관(131)과, 연통관(130, 131)에 설치한 순환펌프(132)와, 계측장치(122)의 출력에 의해 입구관(125), 출구관(126) 및 배수관(127)의 각 밸브(133a, 133b, 133c, 134a, 134b, 134c)를 조작하는 제어장치(113)를 구비하고 있다.

이 장치에서는 통상 운전시에는 밸브(133c, 134a, 134b, 134c)는 닫히고, 밸브(133a, 133b)만 열리고, 운전을 정지하여 배수할 때에는 밸브(133a, 133b)가 닫히고, '133c'가 열린다. 또, 급수와 대기시에는 밸브(133a, 133b, 133c)가 모두 닫힌다.

그리고, 수질이 열화하면, 밸브(133a, 133b)와 함께 밸브(134a, 134b)도 열리고 수질의 청정화 능력이 높아진다. 또, 밸브(133a, 133b, 133c)쪽에 고장이 있으면 이러한 밸브가 폐쇄되어 밸브(133a, 133b)만 열린다.

이와 같이 이 실시예에 의하면 밸브의 전환에 의해 다양한 사태에 대응하는 것이 가능하다.

(제 3 실시형태)

이하, 도면을 참조하면서 본 발명의 제 3 실시형태에 대해 설명한다. 본 발명은 그 요지를 일탈하지 않으면 본 실시형태에 한정된 것은 아니다.

도 11은 본 발명의 공기청정화 시스템의 한 실시형태를 개략적으로 나타낸 도면이다. 본 실시예의 공기청정화 시스템은 초순수 공급라인(208)에 있어서, 자외선 살균장치(214) 및 이온교환수지 봄베(215) 대신에 전기식 탈이온화 장치(221)를 사용한 것 이외에는 도 14에 나타낸 종래예의 공기청정화 시스템과 같은 구성을 갖는다. 따라서, 도 14의 종래예와 동일한 요소에는 동일한 부호를 붙이고, 중복하는 설명은 생략한다.

공기청정화 장치(1)의 에어워셔(204)와 제습기(205)의 아래쪽에 설치된 버퍼 탱크(207)에는 초순수 공급라인(208)과, 에어워셔(204)의 물분무 노즐(204a)의 급수관(209)에 분사수를 공급하는 분사수 급수라인(210)이 설치되어 있다.

본 실시예에 있어서는 초순수 공급라인(208)은 펌프(211), 필터(216), 전기식 탈이온화 장치(221), 이 구성기기를 연결하는 배관(217)으로 구성되어 있다.

전기식 탈이온화 장치(221)에는 펌프(222)를 갖는 농축수 순환·배수라인(223)이 설치되어 있다.

도 12는 전기식 탈이온화 장치(221)의 단면을 모식적으로 나타낸 것이다. 중앙에는 음이온 교환수지와 양이온 교환수지가 혼합된 수지층(혼합상 이온교환수 지층)(221a)이 배치되어 있다. 그 양측을 이온교환막(221b)으로 좁혀지고, 농축수유로(221c)의 바깥쪽에 전극(221d)을 배치한 구조가 되고 있다. 농축수유로(221c)는 농축수 순환·배수라인(223)을 연결하고 있다.

에어워셔(204)의 분사 노즐(204a)에서 공기중에 분사된 초순수는 미세화되어 미스트(M)가 되고, 이 상태에서 공기중의 먼지와 가스형상의 케미컬 물질을 거두어들인다. 미스트(M)는 응축하여 버퍼 탱크(207)중에 흘러내린다.

먼지와 가스형상의 케미컬 물질이 제거된 공기는 공기덕트(201)의 배기구에서 배출되고, 크린 룸에 보내진다.

버퍼 탱크(207)내의 응축수의 일부는 펌프(211)에서 초순수 공급라인(208)을 순환하여 불순물 농도를 저하시킨 후, 버퍼 탱크(207)로 되돌린다.

초순수 공급라인(208)에 들어간 응축수는 필터(216)에서 미립자를 제거하고나서, 전기식 탈이온화 장치(221)의 혼합상 이온교환수지층(221a)에 도입된다. 응축수 중의 이온성분은 우선 혼합상 이온교환수지층(221a)에 포착된다. 이어서, 전극(221d)간에 흐르는 직류전류에 의해 혼합상 이온교환수지층(221a)에 포착된 이온성분은 이온교환막(221b)을 통과하여 농축수유로(221c)에 도달한다.

이와 같이 하여 응축수는 혼합상 이온교환수지층(221a)을 통과하는 사이에 이온성분을 제거한다. 또, 물의 전기분해로 생긴 수소 이온과 수산 이온으로 농축수 중의 생균은 살균되고, 중성 유기물은 이온화되어 제거된다. 농축수는 거의 중성이다.

농축수유로(221c)에서 펌프(222)로 끌어올린 농축수의 약 5%는 배수되지만, 나머지는 농축수 순환·배수라인(223)을 순환하여 다시 농축수유로(221c)에 들어간다.

혼합상 이온교환수지층(221a)을 통과하여 불순물 농도가 감소된 응축수는 배관(217)을 통해 버퍼 탱크(207)에 되돌아가고, 분사수 급수라인(210)에서 에어워셔(204)의 물분무 노즐(204a)의 급수관(209)에 분사수로서 공급된다.

예를 들면, 도 11에 나타낸 공기청정화 시스템에 있어서, 공기처리능력 800CMM의 시스템의 경우, 액가스비를 2로 하면, 분사수량은 100㎥/h이다. 이 경우에 분사수의 버퍼 탱크 내용량을 약 5㎥로 한다. 수질순화장치의 처리수량을 분사수량의 1/10으로 하면, 10㎥/h의 처리능력이 필요하다.

표 4에 도 11에 나타낸 본 실시예의 공기청정화 시스템과 종래예의 공기청정화 시스템(비재생형 이온교환 봄베 사용예 및 재생형 이온교환탑 사용예)을 상기한 조건에서 운전한 경우의 비교를 나타낸다.

	비재생형 이온교환 봄베	재생형 이온교환탑	EDI
스페이스비	1 (봄베 10개 + 부대설비)	2 (2탑 + 부대설비, 6.0×1.4×3.2m)	1 (EDI 1대 + 부대설비, 4.0×1.0×2.3m)
초기 비용비	1	1	1
운전비용비	5 (1∼2회/주(週) 교환)	3 (1회/3일 재생)	1
배출액	배출액없음	배출액있음 특별한 처리필요	배출액있음 단 특별한 처리불필요

표 4에 있어서, 「EDI」는 전기식 탈이온화 장치를 이용한 본 실시예의 공기 청정화 시스템을 나타낸다. 비재생형 이온교환 봄베로서는 노무라 카트리지 컬럼 200형(노무라 마이크로 사이언스 가부시키가이샤 제조)을 사용했다. 재생형 이온교환탑은 2탑의 혼상형(混床型) 이온교환탑을 전환하여 사용했다.

또, 본 실시예의 수질 순화장치에 의하면 비저항값 15∼18㏁·㎝의 순수를 연속공급 가능했다.

표 4에서 알 수 있는 바와 같이, 본 실시예의 공기청정화 시스템에 의하면 비재생형 이온교환 봄베와 혼상형 이온교환탑 대신에 전기식 탈이온화 장치를 사용하여 장치의 대형화를 초래하지 않고, 효율적으로 수질순화를 실행할 수 있다.

비재생형 이온교환 봄베를 이용하는 경우와 비교하면 대량의 봄베를 빈번하게 교환할 필요가 없기 때문에, 운전비용이 크게 저하한다.

혼상형 이온교환탑과 비교하면 스페이스를 반감할 수 있다. 또, 이온교환수지의 교환과 재생의 필요가 없기 때문에, 재생에 필요한 약품과 인건비 등의 비용도 저감할 수 있고, 운전비용을 중소규모 공조시스템 수준으로 억제할 수 있다. 장치의 운전을 정지시킬 필요가 없기 때문에 생산성도 높아진다.

배출액이 되는 농축수는 거의 중성이고, 그대로 통상의 배수로에 배수할 수 있다. 또, 재생처리에 약품을 사용하지 않기 때문에, 특별한 배수처리 시설은 필요없고, 장치의 비용이 저하하는 동시에 환경으로의 악영향도 방지한다.

전기식 탈이온화 프로세스는 생균의 증식억제작용을 갖기 때문에, 종래와 같이 수질순화장치에 UV살균기를 구비할 필요가 없고, 또 장치의 컴팩트화와 비용저감을 꾀할 수 있다.

청구항 1, 청구항 2 및 청구항 10에 기재한 발명에 의하면 미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성시키고, 이 토출영역 내에서 상기 미소 물방울의 토출 방향을 가로지르는 방향에 공기를 이끌기 때문에, 토출 노즐에서 토출된 미소 물방울은 반드시 공급된 공기와 접촉한다. 그 때문에, 토출된 미소 물방울과 공기와의 접촉 효율이 높아지고, 작은 면적으로도 다량의 음이온을 발생할 수 있다.

청구항 3과 청구항 11에 기재한 발명과 같이, 상기 토출영역 형성수단으로서 물을 원추측면형상에 토출하는 원추토출 노즐을 이용하는 경우에는 원추토출 노즐의 토출구에서 토출된 물은 토출구를 중심으로 한 원 또는 부채꼴로 퍼지기 때문에, 이 토출구를 중심으로 한 원 내에 공기를 통과시키는 것에 의해 토출된 물과 공기와의 접촉효율이 높아지고, 소면적으로 다량의 음이온을 발생할 수 있다.

또, 상기 공기도입수단으로서 상기 원추토출 노즐의 토출구와 대향배치되고, 상기 원추토출 노즐에서 토출된 물이 측면을 형성하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 관통구멍을 구비한 안내판을 사용하는 경우에는 안내판의 관통구멍에 의해 공기가 원추토출 노즐의 토출구를 중심으로 하는 원내에 모아진다. 그 결과, 토출된 물과 공기와의 접촉효율이 높아진다. 또, 원추토출 노즐에서 토출된 물 가운데 기세가 있는 물방울은 상기 안내판의 관통구멍 주위의 판형상 부분에 충돌하기 때문에, 여기에서도 물방울이 미세화되고, 보다 미세한 물방울이 형성된다.

청구항 4에 기재한 발명과 같이 상기 공기도입수단으로서 상기 원추토출 노 즐의 토출구를 중심선 상에 구비하고, 물토출방향과 평행하게 배치된 안내관을 사용하는 경우에는 안내관에 의해 공기가 원추토출 노즐의 토출구를 중심선으로 하는 관내에 모아진다. 그 결과, 토출된 물과 공기와의 접촉효율이 높아진다. 또, 원추토출 노즐에서 토출된 물방울이 안내관의 내벽에 충돌하여 미세화되고, 이 미세화된 물방울은 안내관 내를 표류한다. 이 미세화된 물방울도 안내관을 통과하는 공기와 접촉하기 때문에 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

또, 도 7에 나타낸 바와 같이, 상기 공기도입수단으로서 공통의 중심선을 갖고 내부직경이 다른 대소 두개의 관을 테이퍼부에서 결합한 결합관에 있어서, 상기 테이퍼부가 상기 토출구에서 토출된 물방울의 토출방향과 직교하는 방향에 경사진 결합관을 안내관으로서 사용하는 경우에는 상기 원추토출 노즐의 토출구에서 토출된 물은 상기 테이퍼부와 대략 수직으로 충돌하기 때문에, 이 충돌에 의해 물방울은 더 미세화되고, 물방울의 밀도가 향상하고, 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

또, 상기 원추토출 노즐의 토출수가 형성하는 원추측면이 이루는 정각을 60∼140°, 더 바람직하게는 90∼140°로 하는 경우에는 물방울의 미세화와 공기와의 접촉조건이 최적화되기 때문에, 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다.

청구항 5에 기재한 음이온 공기발생장치에서는 상기한 바와 같은 음이온 공 급유닛을 구비하고 있기 때문에, 스페이스 효율이 높고, 소형이고 또한 충분한 음이온 공기발생능력을 구비한 음이온 공기발생장치를 제공할 수 있다.

또, 청구항 6과 청구항 7에 기재한 발명과 같이, 상기 음이온 공기발생장치가 발휘하는 작용효과 가운데 상기 음이온 공급유닛의 사용에 기초한 내용에 대해서는 상기 음이온 공급유닛의 작용효과와 같다.

청구항 8에 기재한 발명과 같이, 상기 음이온 공기발생장치에 있어서, 상기 음이온 공급유닛을 공기이동방향에 걸쳐 적어도 2단으로 적층하여 배치한 경우에는 음이온 공기발생장치에 흡입된 공기가 한 공정으로 두번 이상에 걸쳐 미세화 물방울과 접촉하기 때문에, 한 단위의 공기에 공급되는 음이온의 양을 많게 할 수 있다. 또, 공기와 접촉하는 물의 양이 많아지기 때문에, 흡입된 공기의 세정효과를 기대할 수 있다.

청구항 9에 기재한 발명과 같이 상기 음이온 공기발생장치에 있어서, 상기 음이온 공급유닛이 인접하는 음이온 공급유닛과의 사이에서 공기이동방향과 직교방향에 상기 관통구멍의 위치가 서로 틀리게 배치한 경우에는 적층된 음이온 공급유닛의 안내판의 관통구멍을 공기가 타고 흐르기 때문에, 유로가 복잡화되어 길어지기 때문에, 물방울과 공기가 혼합되면서 흐르기 때문에, 보다 물방울과 공기와의 접촉효율이 높아진다. 또, 세정효과도 향상한다.

Claims

미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성하는 토출영역 형성수단과,

상기 토출영역내에서 상기 미소 물방울의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 이끌어 상기 공기 내에 음이온을 공급하는 공기도입수단을 구비하고,

상기 토출영역 형성수단은 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐과, 상기 원추토출 노즐에 물을 압송하는 물 공급계이고,

상기 공기도입수단은 상기 원추토출 노즐의 토출구와 대향배치되고, 상기 원추토출 노즐에서 토출된 물이 측면을 형성하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 관통구멍을 구비한 안내판인 것을 특징으로 하는 음이온 공급유닛.
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미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성하는 토출영역 형성수단과,

상기 토출영역내에서 상기 미소 물방울의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 이끌어 상기 공기 내에 음이온을 공급하는 공기도입수단을 구비하고,

상기 토출영역 형성수단은 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐과, 상기 원추토출 노즐에 물을 압송하는 물 공급계이고,

상기 공기도입수단은 상기 원추토출 노즐의 토출구를 중심선 상에 구비하고, 물 토출방향과 평행하게 배치된 안내관인 것을 특징으로 하는 음이온 공급유닛.
미소 물방울이 공기중에 토출된 토출영역을 형성하는 토출영역 형성수단과, 상기 토출영역 내에서 상기 미소 물방울의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 이끌어 상기 공기내에 음이온을 공급하는 공기도입수단을 구비한 음이온 공급유닛과,

상기 음이온 공급유닛에 공기를 공급하는 공기공급수단과,

상기 음이온 공급유닛에서 음이온이 공급된 공기에서 액체성분을 분리하는 기액분리수단을 구비한 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생장치.
제 5 항에 있어서,

상기 토출영역 형성수단이 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐과, 상기 원추토출 노즐에 물을 압송하는 물 공급계이고,

상기 공기도입수단이 상기 원추토출 노즐의 토출구와 대향배치되고, 상기 원추토출 노즐에서 토출된 물이 측면을 형성하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 관통구멍을 구비한 안내판인 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생장치.
제 5 항에 있어서,

상기 토출영역 형성수단이 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐과, 상기 원추토출 노즐에 물을 압송하는 물 공급계이고,

상기 공기도입수단이 상기 원추토출 노즐의 토출구를 중심선 상에 구비하고, 물 토출방향과 평행하게 배치된 안내관인 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생장치.
제 6 항 또는 제 7 항에 있어서,

상기 음이온 공급유닛이 공기이동방향에 걸쳐 2단 이상 적층되어 있는 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생장치.
제 8 항에 있어서,

상기 음이온 공급유닛이 인접하는 음이온 공급유닛과의 사이에서 공기이동방향과 직교방향으로 상기 관통구멍의 위치가 서로 다르게 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생장치.
공기중에 토출된 미소 물방울로 이루어진 토출영역에 대해, 상기 물의 토출방향을 가로지르는 방향으로 공기를 공급하여 상기 미소 물방울과 공기를 접촉시켜 상기 공기내에 음이온을 공급하고, 그것에 의해 음이온을 포함하는 공기를 발생시키는 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생방법에 있어서,

상기 토출영역은 물을 원추측면형상으로 토출하는 원추토출 노즐과, 상기 원추토출 노즐에 물을 압송하는 물 공급계에 의해 형성되고,

상기 원추토출 노즐의 토출구와 대향 배치되고, 상기 원추토출 노즐로부터 토출된 물이 측면을 형성하는 원추의 바닥면에 대응하는 위치에 관통구멍을 구비한 안내판에 의해 공기를 도입하여 공기내에 음이온을 공급하는 것을 특징으로 하는 음이온 공기발생방법.
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에어워셔 방식의 공기청정화 장치와,

상기 공기청정화 장치의 응축수를 버퍼 탱크에 회수하고 상기 버퍼 탱크로부터 상기 공기청정화 장치에 에어워셔의 분사수로서 공급하는 재순환 급수장치와,

상기 공급수의 수질을 감시하는 수질감시장치와,

상기 공기청정화 장치의 에어워셔의 공급수의 불순물 농도를 저감시키는 수질 순화장치와,

상기 수질감시장치의 출력신호에 의해 상기 수질 순화장치를 제어하는 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 수질순화장치가 상기 버퍼 탱크에 수용된 물을 꺼내어 수중의 불순물질을 제거하여 다시 상기 버퍼 탱크에 되돌리는 초순수 공급라인인 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 수질순화장치가 상기 버퍼 탱크의 물의 일부를 배출하여 상기 버퍼 탱크에 초순수를 공급하는 초순수 공급라인인 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.
제 12 항에 있어서,

상기 수질순화장치가 각각 밸브를 구비한 입구관 및 출구관을 갖는 복수의 서브 버퍼 탱크와, 각 서브 버퍼 탱크의 입구관을 병렬로 연결하여 상기 버퍼 탱크 의 출구관에 접속하는 제 1 연통관과, 각 서브 버퍼 탱크의 출구관을 병렬로 연결하여 상기 공기청정화 장치의 에어워셔의 물 분무노즐의 급수관에 접속하는 제 2 연통관과, 상기 제 1 또는 제 2 연통관에 설치한 순환 펌프와, 상기 각 밸브를 조작하는 제어장치를 갖는 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.
제 12 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,

수질 감시장치는 수중의 이온을 계측 또는 분석가능한 장치 및 수중의 유기성분을 계측 또는 분석가능한 계측장치를 하나 이상 구비한 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.
공기중에 분사된 물방울에 불순물을 포착시키고, 불순물을 포착한 상기 물방울을 냉각하여 응축수로서 회수하는 에어워셔 방식의 공기청정화 방법에 있어서,

상기 응축수를 전기식 탈이온화 프로세스로 정화하고나서 분사수로서 재이용하는 것을 특징으로 하는 에어워셔 방식의 공기청정화 방법.
에어워셔 방식의 공기청정화 장치와,

상기 공기청정화 장치의 응축수를 버퍼 탱크에 회수하고 상기 버퍼 탱크로부 터 상기 공기청정화 장치에 에어워셔의 분사수로서 공급하는 재순환 급수장치와,

상기 공기청정화 장치의 에어워셔의 공급수의 불순물 농도를 저감시키는 수질 순화장치를 갖는 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템에 있어서,

상기 수질순화장치가 전기식 탈이온화 장치를 갖는 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.
제 18 항에 있어서,

상기 전기식 탈이온화 장치가 이온교환수지층의 양측에 이온 교환막을 배치하고 그 바깥쪽에 직류전극을 배치하여 이루어진 것을 특징으로 하는 공기청정화 시스템.