KR100782163B1 - 광합성균을 이용한 공기정화장치 - Google Patents

광합성균을 이용한 공기정화장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 광합성균을 이용한 공기정화장치에 관한 것으로서, 내부에 수용공간을 형성하며 하부에 공기가 유입될 수 있도록 형성되는 공기유입부와, 상부에 공기가 토출될 수 있게 형성되는 공기토출부를 구비하고 내부에 빛이 유입될 수 있게 형성되는 탱크와; 상기 탱크의 내부 수중에 배치되어 상기 공기유입부를 통해 유입되어 수중에 용해된 유해물질을 제거하는 광합성균을 포함하는 것을 특징으로 한다. 이에 의해, 사료 등에 의해 발생되는 먼지, 배설물 등에 기인한 암모니아 등의 악취성분 및 부유성 세균 등 축사 내 공기 중에 존재하는 유해물질을 제거하여 정화된 공기를 축사에 제공함으로써, 축사 내의 가축 및 작업자의 건강을 보존할 수 있으며, 유해물질을 대기로 방출하는 것을 방지할 수 있는 광합성균을 이용한 공기정화장치가 제공된다.

Description

광합성균을 이용한 공기정화장치{AIR CLEANER USING PHOTOSYNTHETIC BACTERIA}
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광합성균을 이용한 공기정화장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면,
도 2는 도 1의 요부확대도,
도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도,
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광합성균을 이용한 공기정화장치의 단면도이다.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 탱크 111 : 공기유입부
112 : 공기흡입유로 115 : 흡입팬
121 : 공기토출부 122 : 공기토출유로
125 : 송풍팬 135 : 탱크커버
141 : 급수관 143 : 플로팅밸브
145 : 급수밸브 151 : 배수관
153 : 배수밸브 161 : 우드칩
163 : 칩보호망 171 : 분사부
173 : 메인관 175 : 분지관
176 : 분사공
본 발명은, 광합성균을 이용한 공기정화장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 저렴한 비용으로 공기를 정화할 수 있으며 유해물질을 대기 중에 방류하지 아니하도록 한 광합성균을 이용한 공기정화장치에 관한 것이다.
일반적으로 축사의 내부에는 가축의 배설물 등에 의해 암모니아 등의 악취 성분이 다량 존재하게 되어 가축은 물론 작업자의 건강에 악영향을 끼치게 된다.
이러한 축사 내의 악취 성분을 제거하는 방법으로는 축사 내의 악취성분을 팬으로 흡입하여 대기 중에 방출하는 방법이 이용되고 있다. 그런데 이러한 악취 제거 방법은 축사 내의 악취는 제거할 수 있으나 악취 성분을 대기 중에 별도의 처리 없이 그대로 방출하게 되어 축사 주변의 공기를 오염시키게 되는 문제점이 있다.
또한, 일부에서는 가축의 사료에 활성탄을 섞어 가축이 사료와 함께 활성탄을 취식하여 가축의 배설물의 악취성분을 활성탄이 흡착하게 하여 악취성분을 감소시키는 방법이 사용되고 있다. 그런데 이러한 활성탄을 이용한 악취 제거 방법은 고가의 활성탄이 소요되므로 경제적이지 못하다고 하는 지적이 있다.
따라서, 본 발명은, 저렴한 비용으로 공기를 정화할 수 있고 유해물질을 대기중으로 방출하지 아니하는 광합성균을 이용한 공기정화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 축사 내 악취, 먼지 및 부유병원균을 제거할 수 있는 광합성균을 이용한 공기정화장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
또한, 본 발명은, 난방비를 절감할 수 있으며 가습효과를 얻을 수 있는 광합성균을 이용한 공기정화장치를 제공하는 데 또 다른 목적이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 목적 달성을 위해, 내부에 수용공간을 형성하며 하부에 공기가 유입될 수 있도록 형성되는 공기유입부와, 상부에 공기가 토출될 수 있게 형성되는 공기토출부를 구비하고 내부에 빛이 유입될 수 있게 형성되는 탱크와; 상기 탱크의 내부 수중에 배치되어 상기 공기유입부를 통해 유입되어 수중에 용해된 유해물질을 제거하는 광합성균을 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치를 제공한다.
즉, 정화될 공기를 공기유입부를 통해 탱크의 내부의 물속을 통과하게 하여 공기 중의 유해 물질(예를 들면, 먼지, 악취 성분 및 부유성 병원균)을 물에 용해시켜 공기를 정화하고 공기토출부를 통해 토출된 정화된 공기를 축사 등에 제공하는 한편, 물속에 용해된 유해 물질은 수중에 있는 탄소, 질소, 황화합물을 제거하는 기능을 가지고 있으며 비용이 저렴한 광합성균(Photosynthetic Bacteria), 즉 클로로비움(Chlorobium), 클로로필(Chlorophyll) 등의 녹색유황세균, 박테리오클로로필 에이 (Bacterochlorophyll a) 등의 홍색유황세균 또는 박테리오클로로필 에이 또는 비(Bacterochlorophyll a or b) 등의 홍색비유황세균에 의해 제거되도록 함으로써 저렴한 비용으로 공기 중의 유해물질을 제거할 수 있고 이에 의해 유해 물질이 대기 중으로 방출되는 것을 억제할 수 있게 된다.
상기 공기정화장치는 복수의 분사공을 구비하여 상기 탱크의 내부 수중 하부에 상기 공기유입부와 연결되어 공기를 분사하는 분사부를 더 포함하여 구성된다. 이는 정화될 공기를 탱크의 내부 수중에 골고루 분사함으로써 공기중의 유해 물질이 수중에 잘 용해되도록 하기 위함이다.
이 때, 상기 분사부는, 상대적으로 큰 직경을 가지는 메인관과, 상기 메인관에서 분지된 복수의 분기관을 구비하도록 구성하고, 상기 메인관과 각 복수관에는 미세한 기포가 형성될 수 있도록 미세공이 형성되도록 구성하는 것이 바람직하다.
상기 탱크는 상향 개구되어 있으며, 상기 탱크의 상부 개구를 개폐하는 탱크커버를 더 포함하도록 구성된다. 이 때, 상기 탱크 및 탱크커버 중 적어도 어느 하나에는 내부로 광이 투과될 수 있도록 광투과영역, 예를 들면 투광창을 구비하거나, 광이 투과할 수 있는 투광부재로 형성하는 것이 바람직하다.
상기 공기정화장치는, 일 측은 축사 내부에 배치되고 타 측은 상기 공기유입부에 연결되는 공기흡입유로와, 상기 공기흡입유로 중에 배치되는 흡입팬을 더 포함하여 구성된다. 또한, 상기 공기정화장치는, 일 측은 상기 공기토출부에 연결되고 타 측은 상기 축사에 연결되어 상기 탱크를 경유한 공기를 상기 축사로 제공하는 공기토출유로를 더 포함하여 구성된다. 이에 의해, 공기 정화 처리 시 발생되는 소음으로부터 축사 내의 가축을 보호할 수 있고, 축사 내의 공기를 인출하여 정 화 처리하고, 정화된 공기를 다시 축사 내부로 제공함으로써 공기 중의 유해 물질로부터 가축 및 작업자를 보호할 수 있을 뿐만 아니라 열손실을 줄일 수 있어 동절기에 난방비용을 절감할 수 있다. 더욱이 정화된 공기 중에는 수분이 함유되어 있어 축사 내부에 습도를 높일 수 있어 가습효과가 제공된다.
상기 공기정화장치는, 상기 광합성균의 담체로 상기 탱크의 내부에 배치되는 우드칩을 더 포함하며, 상기 우드칩의 하측에서 상기 우드칩의 침강을 억제하는 보호망을 더 포함하여 구성된다.
상기 공기정화장치는, 상기 공기토출부와 연결되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 물을 분사하는 물분사부를 구비하여 상기 공기토출부를 통해 토출되는 공기를 세정하는 세정기를 더 포함하여 구성된다. 이는 탱크의 공기토출부를 통해 토출되는 공기 중의 부유물질 또는 악취성분을 추가로 걸러 제거하기 위함이다. 이 때, 상기 세정기는, 일 측은 상기 물분사부에 연결되고 타 측은 상기 탱크의 내부에 배치되는 물공급관과, 상기 물공급관에 연결되어 물을 펌핑하는 펌프를 더 포함하여 구성된다. 여기서, 물공급관은 별도의 정수장치에 연결되게 구성할 수도 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 광합성균을 이용한 공기정화장치의 사용상태를 설명하기 위한 도면이고, 도 2는 도 1의 요부확대도이며, 도 3은 도 2의 Ⅲ-Ⅲ 선에 따른 단면도이다. 이들 도면에 도시된 바와 같이, 본 광합성균을 이용한 공기정화장치는, 내부에 수용공간을 형성하며 하부에 공기가 유입될 수 있도록 형 성되는 공기유입부(111)와, 상부에 공기가 토출되는 공기토출부(121)가 형성되는 탱크(110)와; 상기 탱크(110)의 내부에 배치되어 상기 탱크(110)의 내부에 수용된 물 중의 유해물질을 제거하는 광합성균(미도시)을 포함하여 구성되어 있다.
탱크(110)는 상단에 개구(131)가 형성되어 있으며, 탱크(110)의 상단에는 개구(131)를 개폐할 수 있도록 탱크커버(135)가 결합되어 있다. 탱크커버(135)는 내부로 빛이 투과할 수 있도록 투광성부재로 형성되어 있다. 여기서, 탱크커버(135)는 불투광성부재로 형성할 수도 있으며, 이 경우 일 영역에 광이 투과할 수 있게 투광창이 형성되도록 구성할 수도 있다.
탱크(110)의 일 측 상부영역에는 내부에 물을 공급할 수 있도록 급수관(141)이 설치되어 있으며, 급수관(141)에는 급수관(141)을 개폐하는 급수밸브(145)가 구비되어 있다. 급수관(141)의 단부에는 탱크(110)의 내부 수위에 따라 급수관(141)을 개폐할 수 있도록 플로터(144)를 구비한 플로팅밸브(143)가 설치되어 있다. 탱크(110)의 하부영역에는 탱크(110)의 내부의 물을 배수할 수 있도록 배수관(151)이 형성되어 있으며, 배수관(151)에는 배수밸브(153)가 구비되어 있다.
한편, 탱크(110)의 내부 상부영역에는 수중에 있는 탄소, 질소, 황화합물을 제거하는 기능을 가지는 광합성균(미도시)이 서식하는 담체로서 우드칩(161)이 수용되어 있다. 우드칩(161)의 하측에는 우드칩(161)이 침강하는 것을 방지할 수 있도록 칩보호망(163)이 설치되어 있다. 칩보호망(163)에는 물 또는 공기가 통과할 수 있도록 복수의 관통공(165)이 형성되어 있다. 여기서, 광합성균으로는 클로로비움(Chlorobium), 클로로필(Chlorophyll) 등의 녹색유황세균, 박테리오클로로필 에이(Bacterochlorophyll a) 등의 홍색유황세균 또는 박테리오클로로필 에이 또는 비(Bacterochlorophyll a or b) 등의 홍색비유황세균이 이용된다.
탱크(110)의 하부 일측에는 처리될 공기가 유입될 수 있도록 공기유입부(111)가 형성되어 있으며, 탱크(110)의 상단에는 처리된 공기가 토출될 수 있도록 공기토출부(121)가 형성되어 있다.
공기유입부(111)에는 일 측이 축사(105)의 내부에 배치되는 공기흡입유로(112)의 타 단이 연결되어 있으며, 공기흡입유로(112)에는 축사(105)의 내부의 공기를 흡입하여 탱크(110)의 내부로 송풍할 수 있도록 흡입팬(115)이 설치되어 있다. 축사(105)의 내부에 배치되는 공기흡입유로(112)에는 축사(105)의 내부의 공기를 흡입할 수 있도록 복수의 흡입공(113)이 형성되어 있다.
탱크(110)의 내부의 하부영역에는 공기흡입유로(112)를 통해 유입된 공기가 미세한 기포의 형태로 탱크(110)의 내부에 고르게 산포될 수 있도록 분사부(171)가 설치되어 있다. 분사부(171)는, 공기흡입유로(112)에 연결되는 메인관(173)과, 메인관(173)으로부터 분기된 복수의 분지관(175)을 구비하고 있다. 메인관(173) 및 분지관(175)에는 다수의 분사공(176)이 각각 형성되어 있다.
탱크(110)의 상단의 공기토출부(121)에는 처리된 공기를 공기토출부(121)에는 처리된 공기를 축사(105)로 제공할 수 있도록 일 측이 축사(105)에 연결된 공기토출유로(122)의 타단이 연결되어 있다. 공기토출유로(122)에는 처리된 공기를 축사(105)의 내부로 송풍할 수 있도록 송풍팬(125)이 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 흡입팬(115)이 구동되면 축사(105)의 내부의 공기가 공기흡입유로(112)를 따라 탱크(110)측으로 유동되고, 탱크(110)의 내부로 유입된 공기는 분사부(171)의 분사공(176)을 통해 분사된다. 분사된 공기는 미세한 기포의 형태로 되어 상향 유동되면서 공기 중의 먼지, 부유성 세균 및 악취성분은 물에 용해된다. 유해 물질이 제거된 공기는 송풍팬(125)에 의해 공기토출유로(122)를 따라 축사(105)의 내부로 제공된다.
한편, 우드칩(161)에 서식하는 광합성균은 수중에 용해된 유해물질 중 부유성 세균과, 주요 악취성분인 암모니아를 제거하여 물이 포화상태로되는 것을 억제함으로써, 공기흡입유로(112)를 따라 유동되어 수중으로 분사되는 공기 중의 유해물질이 계속해서 용해될 수 있도록 한다. 공기 중에 용해된 사료가루 등의 먼지는 탱크(110)의 저부로 침강하여 퇴적된다. 일정 기간(대략 2개월 정도)이 경과되면 급수밸브(145)를 차단하고, 배수밸브(153)를 개방하여 탱크(110)의 저부에 퇴적된 오니를 탱크(110)의 외부로 배출되도록 한다. 탱크(110)의 내부의 물이 모두 배수되면 배수밸브(153)를 차단하고, 급수밸브(145)를 개방하여 탱크(110)의 내부에 물이 수용되도록 하고, 이 때 광합성균을 추가로 투입한다. 광합성균의 투입량은 물 4000리터(ℓ)에 광합성균 배양액 대략 40리터(ℓ) 정도가 되도록 한다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 광합성균을 이용한 공기정화장치의 단면도이다. 전술 및 도시한 구성과 동일 및 동일 상당부분에 대해서는 도면 설명의 편의상 도시를 생략하고, 동일한 참조부호를 인용하여 설명하기로 한다. 도시된 바와 같이, 본 광합성균을 이용한 공기정화장치는, 내부에 수용공간을 형성하며 하부에 공기가 유입될 수 있도록 형성되는 공기유입부(111)와, 상부에 공기가 토출되 는 공기토출부(121)가 형성되는 탱크(110)와; 상기 탱크(110)의 내부에 배치되어 상기 탱크(110)의 내부에 수용된 물 중의 유해물질을 제거하는 광합성균(미도시)과; 상기 공기토출부(121)와 연결되는 하우징(183)과, 상기 하우징(183)의 내부에 물을 분사하는 물분사부(185)를 구비하여 상기 공기토출부(121)를 통해 토출되는 공기를 세정하는 세정기(181)를 포함하여 구성되어 있다.
탱크(110)의 상단에는 개구(131)가 형성되어 있으며, 개구(131)에는 투광성부재로 형성된 탱크커버(135)가 분리가능하게 결합되어 있다.
탱크(110)의 일측에는 급수관(141) 및 배수관(151)이 각각 구비되어 있으며, 내부 상부영역에는 광합성균이 서식할 수 있도록 우드칩(161)이 수용되어 있다. 우드칩(161)의 하측에는 칩보호망(163)이 설치되어 있다.
탱크(110)의 하부 및 상부에는 공기유입부(111) 및 공기토출부(121)가 각각 형성되어 있으며, 탱크(110)의 내부 하부영역에는 공기유입부(111)를 통해 유입된 공기를 미세한 기포 형태로 분사할 수 있도록 분사공(176)을 구비한 분사부(171)가 설치되어 있다.
한편, 탱크(110)의 상측에는 공기토출부(121)를 통해 토출되는 공기를 추가로 세정할 수 있도록 세정기(181)가 설치되어 있다. 세정기(181)는 일단이 공기토출부(121)와 상호 연통되게 연결되는 하우징(183)과, 하우징(183)의 내부에 상부영역에 배치되어 하우징(183)의 내부에 물을 분사하는 물분사부(185)를 구비하고 있다. 하우징(183)의 타 단에는 일 단이 축사(105)에 연결된 공기토출유로(122)의 타 단이 연결되어 있다.
물분사부(185)는 물을 공급받을 수 있도록 일 단이 탱크(110)의 내부 수중에 배치되는 물공급관(187)의 타단에 연통되게 연결되어 있으며, 물공급관(187)에는 탱크(110)의 내부의 물을 펌핑할 수 있도록 펌프(188)가 설치되어 있다.
이러한 구성에 의하여, 흡입팬(115)이 구동되면 축사(105)의 내부의 공기가 공기흡입유로(112)를 따라 유동되어 분사부(171)를 통해 탱크(110)의 내부로 분사된다. 분사된 공기는 물과 접촉되면서 상향 유동되는 과정에서 공기 중의 유해물질이 제거되고, 수면의 상측으로 이동된다. 탱크(110) 내부의 상부의 공기는 송풍팬(125)의 구동에 의해 하우징(183)의 내부로 유입되고, 이 때 펌프(188)에 의해 펌핑되어 물공급관(187)을 따라 유동된 물은 물분사부(185)를 통해 하우징(183)의 내부로 분사된다. 이에 의해 공기 중의 악취성분 등이 추가로 제거되어 더욱 세정되고, 더욱 세정된 공기는 송풍팬(125)을 경유하여 축사(105)의 내부로 제공된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 사료 등에 의해 발생되는 먼지, 배설물 등에 기인한 암모니아 등의 악취성분 및 부유성 세균 등을 제거하여 축사에 정화된 공기를 제공함으로써, 축사 내의 가축 및 작업자의 건강을 보존할 수 있으며, 유해물질을 대기로 방출하는 것을 방지할 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 동절기 시 축사내의 공기를 처리한 후 다시 축사의 내부로 제공함으로써 열손실을 억제하여 난방비를 저감할 수 있을 뿐만 아니라 공기 정화 시 공기 중에 수분이 함유되어 축사내의 습도를 높임으로써 가습효과를 얻을 수 있다.
또한, 본 발명에 따르면, 비용이 저렴한 광합성균과, 소정의 물과, 흡입팬 및 송풍팬의 구동에 소요되는 소정의 전력만이 소요되므로 공기 정화 시 비용을 현저하게 줄일 수 있다.

Claims (10)

  1. 내부에 수용공간을 형성하며 하부에 공기가 유입될 수 있도록 형성되는 공기유입부와, 상부에 공기가 토출될 수 있게 형성되는 공기토출부를 구비하고 내부에 빛이 유입될 수 있게 형성되는 탱크와; 상기 탱크의 내부 수중에 배치되어 상기 공기유입부를 통해 유입되어 수중에 용해된 유해물질을 제거하는 광합성균을 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  2. 제1항에 있어서,
    복수의 분사공을 구비하여 상기 탱크의 내부 수중 하부에 배치되고, 상기 공기유입부와 연결되어 공기를 분사하는 분사부를 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 분사부는, 상대적으로 큰 직경을 가지는 메인관과, 상기 메인관에서 분지된 복수의 분기관을 구비한 것을 특징으로 하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 탱크는 상향 개구되어 있으며, 상기 탱크의 상부 개구를 개폐하는 탱크커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  5. 제1항에 있어서,
    일 측은 축사 내부에 배치되고 타 측은 상기 공기유입부에 연결되는 공기흡입유로와, 상기 공기흡입유로 중에 배치되는 흡입팬을 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  6. 제5항에 있어서,
    일 측은 상기 공기토출부에 연결되고 타 측은 상기 축사에 연결되어 상기 탱크를 경유한 공기를 상기 축사로 제공하는 공기토출유로를 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 광합성균의 담체로 상기 탱크의 내부 수중에 배치되는 우드칩을 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 우드칩의 하측에서 상기 우드칩의 침강을 억제하는 보호망을 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  9. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 공기토출부와 연결되는 하우징과, 상기 하우징의 내부에 물을 분사하는 물분사부를 구비하여 상기 공기토출부를 통해 토출되는 공기를 세정하는 세정기를 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 세정기는, 일 측은 상기 물분사부에 연결되고 타 측은 상기 탱크의 내부에 배치되는 물공급관과, 상기 물공급관에 연결되어 물을 펌핑하는 펌프를 더 포함하는 광합성균을 이용한 공기정화장치.
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