KR101134573B1

KR101134573B1 - 살균수 나노 분사 장치

Info

Publication number: KR101134573B1
Application number: KR1020100074521A
Authority: KR
Inventors: 안현구; 김학수
Original assignee: 안현구
Priority date: 2010-08-02
Filing date: 2010-08-02
Publication date: 2012-04-13
Also published as: KR20120012534A

Abstract

본 발명은 내부에 전기분해될 용액이 채워지는 전해조를 구비하고, 상부에 서로 마주보는 방향으로 공기 흡입구 및 공기 배출구가 형성된 본체; 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 중 적어도 하나에 설치되어 상기 공기 흡입구를 통해 공기가 흡입되고 상기 공기 배출구를 통해 공기가 배출되도록 하는 송풍팬; 상기 전해조 내부에 설치되고, (+)극 및 (-)극으로 이루어진 한 쌍의 전극판; 및 상기 본체의 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치되고, 복수의 미세 기공을 구비한 나노 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균수 나노 분사 장치에 관한 것으로서, 복수의 나노 멤브레인을 통해 살균수를 미립화한 후, 이를 분사함으로써 살균 범위를 증가시킬 수 있고, 인체와 접촉되어도 피부를 통해 감지하기 어렵기 때문에, 불쾌감을 해소할 수 있다.

Description

살균수 나노 분사 장치{Apparatus for Injecting Nanoparticle Sterilization Water}

본 발명은 살균수 나노 분사 장치에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 간단한 과정을 통해 살균수를 생성하고, 생성된 살균수를 나노미터 크기의 입자로 미립화시켜 분사함으로써 살균 범위를 증가시킴과 동시에 사람이 느낄 수 있는 불쾌감을 해소할 수 있는 살균수 나노 분사 장치에 관한 것이다.

일반적으로 세균이나 이물질의 유입이 차단되어야하는 실내에는 작업자가 출입하기 전에 작업자의 몸과 손, 발을 약품에 의하여 살균, 소독하도록 하고 있다. 특히, 주기적인 살균, 소독이 이루어져야 하는 장소인 학교, 병원, 요양소, 호텔, 사우나, 목욕탕 등의 공공시설물과 식품가공시설, 공업용수 냉각타워, 육류의 가공 설비, 음식과 식품 준비 기구 등의 다양한 장소에서 항상 살균, 소독이 이루어지고 있다.

이러한 살균 소독제로서 흔히 사용되고 있는 것이 오존수이다. 이러한 오존수는 산소를 전기 방전, 프라즈마, 화학분해, 자외선을 이용한 산소분해 등의 방법으로 오존을 만들어 물에 녹인 물이다.

그러나, 이러한 오존수를 이용한 살균제는 산소를 포집하고 이를 처리하는 과정이 복잡하다는 문제점이 있다.

또한, 종래의 살균 장치는 오존수와 같은 살균제를 노즐 등의 수단을 통해 분사하는 방법으로서 인체에 닿으면 수분이 그대로 피부와 접촉되어 사용자로 하여금 불쾌함을 느끼게 할 수 있는 문제점이 있다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 발명된 것으로서, 간단한 과정을 통해 살균수를 생성하고, 생성된 살균수를 나노미터 크기의 입자로 미립화시켜 분사함으로써 살균 범위를 증가시킴과 동시에 사람이 느낄 수 있는 불쾌감을 해소할 수 있는 살균수 나노 분사 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 내부에 전기분해될 용액이 채워지는 전해조를 구비하고, 상부에 서로 마주보는 방향으로 공기 흡입구 및 공기 배출구가 형성된 본체; 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 중 적어도 하나에 설치되어 상기 공기 흡입구를 통해 공기가 흡입되고 상기 공기 배출구를 통해 공기가 배출되도록 하는 송풍팬; 상기 전해조 내부에 설치되고, (+)극 및 (-)극으로 이루어진 한 쌍의 전극판; 및 상기 본체의 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치되고, 복수의 미세 기공을 구비한 나노 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 용액은 물과 염산의 혼합물, 물과 식염수의 혼합물 또는 수돗물 중 어느 하나이고, 상기 용액의 전기 분해 결과 차아염소산수가 생성되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 나노 멤브레인은 직물인 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 나노 멤브레인은, 중앙에 관통공이 형성되고 상기 본체의 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치된 복수의 지지대에 지지되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 상기 지지대는 상기 본체의 측면에 형성된 슬롯에 삽입되어 지지되고, 상기 나노 멤브레인은 하단이 상기 전해조에 수용된 용액에 잠기도록 상기 지지대에 지지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치는 복수의 나노 멤브레인을 통해 살균수를 미립화한 후, 이를 분사함으로써 살균 범위를 증가시킬 수 있고, 인체와 접촉되어도 피부를 통해 감지하기 어렵기 때문에, 불쾌감을 해소할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치는 간단한 과정을 통해 수돗물만으로도 살균수를 생성할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 사시도,
도 2는 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 정면도,
도 3은 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 측면도,
도 4는 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 평면도,
도 5는 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치의 전기 분해 과정을 도식화한 도면으로서, 약산성 차아염소산수의 생성 과정을 도시한 도면,
도 6은 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치의 전기 분해 과정을 도식화한 도면으로서, 강산성 차아염소산수의 생성 과정을 도시한 도면,
도 7은 pH에 따른 차아염소산수 분자의 비율을 나타낸 도면.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치의 바람직한 실시예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 정면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 측면도이고, 도 4는 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치를 도시한 평면도이다.

도면에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치는 박스 형상의 본체(110), 본체(110)의 양측면에 각각 설치된 송풍팬(120), 전해조(130) 내부에 설치되고 수용된 용액을 전기 분해하는 전극판(140) 및 전해조(130)를 통해 생성된 살균수를 나노미터 크기의 입자로 미세화하는 나노 멤브레인(150)을 포함한다.

구체적으로, 본체(110)는 그 내부에 전기 분해될 용액이 채워지는 전해조(130)를 구비한다. 이 전해조(130)는 본체(110)의 내측 하부에 설치되어 수돗물, 물과 염산의 혼합물, 또는 물과 식염수의 혼합물과 같이 전기분해 과정을 통해 차아염소산수염을 생성할 수 있는 용액을 수용한다. 그리고, 본체(110)의 상부에는 서로 마주보는 방향으로 공기 흡입구(111) 및 공기 배출구(112)가 형성된다. 여기서, 본체(110)는 측면이 유리, 아크릴 등의 투명 재질로 이루어져, 내부에 채워진 용액의 양을 육안으로 확인할 수 있도록 되어 있다.

송풍팬(120)은 본체(110)의 상부에 서로 마주보는 방향으로 형성된 공기 흡입구(111) 및 공기 배출구(112)에 각각 설치되어 외부로부터 본체(110) 내부로 공기가 유입된 후, 공기 배출구를 통해 외부로 배출되도록 한다.

이때, 송풍팬(120)은 공기 흡입구(111) 측에만 설치되어도 무방하지만, 원활한 공기 배출을 위해 공기 흡입구(111) 및 공기 배출구(112) 모두에 설치되는 것이 바람직하다.

전극판(140)은 (+)극 전극판과 (-)극 전극판으로 이루어지고, 전해조(130)의 바닥에 서로 나란하게 설치되어, 전원이 인가됨에 따라 전해조(130)에 수용된 용액을 전기 분해한다.

나노 멤브레인(150)은 전해조(130)를 통해 전기 분해되어 생성된 살균수를 미세 입자로 만드는 역할을 한다. 이 나노 멤브레인(150)은 본체(110)의 공기 흡입구(111) 및 공기 배출구(112)에 각각 설치된 송풍팬들(120) 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치된다. 그리고, 나노 멤브레인(150)은 복수의 미세 기공을 구비한다. 이 미세 기공들은 송풍팬(120)에 의해 유동되는 공기와 전해조(130)에서 생성된 살균수가 통과되는 부분으로서, 미세 기공들을 통과하면서 살균수는 점점 크기가 작아져 공기 배출구를 통과할때는 나노미터 크기의 미세 입자가 되어 외부로 배출된다.

한편, 앞에서 잠시 언급한 것처럼, 전해조(130)에 수용되는 용액은 물(H₂O)과 염산(HCl)의 혼합물, 물(H₂O)과 식염수(NaCl)의 혼합물 또는 수돗물 중 어느 하나이고, 이 용액의 전기 분해 결과 살균수인 차아염소산수(HOCl)가 생성된다.

일반적으로 차아염소산수는 소독제 및 세정제로서 사용되는 것으로서, 다음의 화학 반응식에서 알 수 있듯이, 염소(Cl)를 포함한 물(H₂O)을 전기 분해하여 얻을 수 있다.

Cl ₂ + H ₂ O → HCl + HClO

도 5 및 도 6에 도시된 것처럼, 전해조(130)에서 전기 분해를 통해 생성되는 차아염소산수는 전해질의 차이에 따라 약산성 차아염소산수 또는 강산성 차아염소산수가 생성될 수 있다.

약산성 차아염소산수는 원수(H₂O)와 9 ~ 21%의 염산 용액을 혼합하여 희염산 용액(2 ~ 8%)으로 만든 후, 전해조(130)에서 희염산 용액을 전기 분해하여 얻을 수 있다. 여기서, 희염산 용액을 전기 분해하여 생성된 차아염소산수는 물로 희석하여 약산성 차아염소산수가 된다. 이러한 화학 반응은 도 5에 함께 도시된 화학 반응식을 참고하도록 한다.

강산성 차아염소산수는 원수(H₂O)와 식염수 또는 소금 용액을 혼합한 후, 전해조(130)에서 이 용액을 전기 분해하여 얻을 수 있다. 이러한 화학 반응 역시 도 6에 함께 도시된 화학 반응식을 참고하도록 한다.

한편, 수돗물에는 수도관의 불완전한 급배구 시설에 의해 발생될 수 있는 오염을 방지하기 위해 살균제로서 사용되는 염소를 포함하고 있기 때문에, 수돗물을 전기 분해하는 경우에는 별도의 염산, 식염수 또는 소금 용액을 사용하지 않고도 차아염소산수를 생성할 수 있다.

도 7은 pH에 따른 차아염소산수 분자의 비율을 그래프로 나타낸 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, pH 2 ~3의 영역에서는 강산성 차아염소산수로서, 최대 80% 정도의 차아염소산수를 함유한다. pH 8 ~ 9의 영역에서는 차아염소산나트륨으로서, 최대 20%의 차아염소산수를 함유한다. 그리고, pH 5 ~ 6.5의 영역에서는 미산성 차아염소산수로서, 최대 100%의 차아염소산수가 함유되어 있어 저농도로 사용하여도 강력한 살균 효과를 얻을 수 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 참조하면, 나노 멤브레인(150)은 미세 기공이 형성되도록 가공한 별도의 소재를 사용할 수 있지만, 일반적인 천과 같은 직물을 사용하여도 무방하다. 이러한 직물은 자체적으로 미세 기공들을 가지고 있으며, 전해조(130)에 수용된 용액, 즉 차아염소산수를 흡수할 수 있다.

바람직하게는, 직물 즉 나노 멤브레인(150)은 본체(110) 내부에 서로 일정간격 나란하게 이격되어 설치된 복수의 지지대(160)에 지지된다. 이 지지대(160)는 중앙에 관통공이 형성되고, 나노 멤브레인(150)은 지지대(160)의 관통공을 덮는 방식으로 지지대(160)에 고정되어 지지된다. 이때, 지지대(160)는 공기 흡입구(111) 및 공기 배출구(112) 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는, 즉 수직한 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치된다.

더 바람직하게는, 복수의 지지대(160)는 본체(110)의 내부 양측면에 형성된 슬롯(170)에 삽입되어 지지되고, 나노 멤브레인(150), 즉 직물은 전해조(130)에 수용된 용액(차아염소산수)에 하단이 잠기도록 지지대(160)에 고정되어 지지된다.

이하, 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치의 작동 원리를 설명한다.

먼저, 전해조(130) 내부에 수돗물(또는 희염산 용액, 식염수, 소금 용액)을 채우고, 음극 및 양극으로 이루어진 한 쌍의 전극판(140)에 전원을 인가한다. 그러면, 전기 분해 반응을 통해 물(H₂O)과 염소(Cl)의 반응에 의해 차아염소산수(HOCl)가 생성된다. 그리고, 생성된 차아염소산수는 천 등의 직물로 이루어진 나노 멤브레인(150)으로 흡수된다.

이렇게 흡수된 차아염소산수는 공기 흡입구(111)에 설치된 송풍팬(120)의 작동에 의해 유동되는 공기와 함께 복수의 나노 멤브레인(150)을 통과하면서 점점 미립화되어 나노미터 크기까지 미립화되고, 나노미터 크기의 차아염소산수는 공기 배출구에 설치된 숭풍팬(120)의 작동에 의해 외부로 배출된다.

이와 같이, 나노미터 크기로 미립화된 차아염소산수는 일반적인 크기의 차아염소산수에 비해 더욱 멀리 비산되어 살균 침투 범위가 증가된다.

또한, 차아염소산수의 입자 크기가 매우 작기 때문에, 인체에 접촉되어도 사람이 피부로 느끼기 매우 힘들다. 따라서, 피부와 수분의 접촉으로 인한 불쾌감을 해소할 수 있다.

지금까지 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치에 대해 설명하였는데, 이와 같은 살균수 나노 분사 장치는 살균 및 소독이 필요한 식품 제조 공장, 축산 농가 및 의료 시설의 출입구에 설치된 에어커튼(air curtain) 등의 장치와 연결되어, 출입자를 살균 및 소독시킬 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 살균수 나노 분사 장치는 가정의 실내 살균 시스템, 의료 현장(예를 들면, 치아 세정)의 국부 살균 시스템 등 다양한 분야에 적용이 가능하다.

이상에서 설명된 본 발명의 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 보여준 것에 불과하며, 본 발명의 보호 범위는 이하 특허청구범위에 의하여 해석되어야 마땅할 것이다. 또한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것인 바, 본 발명과 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

110: 본체 120: 송풍팬
130: 전해조 140: 전극판
150: 나노 멤브레인 160: 지지대
170: 슬롯

Claims

내부에 전기분해될 용액이 채워지는 전해조를 구비하고, 상부에 서로 마주보는 방향으로 공기 흡입구 및 공기 배출구가 형성된 본체;
상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 중 적어도 하나에 설치되어 상기 공기 흡입구를 통해 공기가 흡입되고 상기 공기 배출구를 통해 공기가 배출되도록 하는 송풍팬;
상기 전해조 내부에 설치되고, (+)극 및 (-)극으로 이루어진 한 쌍의 전극판; 및
상기 본체의 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치되고, 복수의 미세 기공을 구비한 나노 멤브레인을 포함하는 것을 특징으로 하는 살균수 나노 분사 장치.
제1항에 있어서,
상기 용액은 물과 염산의 혼합물, 물과 식염수의 혼합물 또는 수돗물 중 어느 하나이고, 상기 용액의 전기 분해 결과 차아염소산수가 생성되는 것을 특징으로 하는 살균수 나노 분사 장치.
제1항에 있어서,
상기 나노 멤브레인은 직물인 것을 특징으로 하는 살균수 나노 분사 장치.
제1항에 있어서,
상기 나노 멤브레인은, 중앙에 관통공이 형성되고 상기 본체의 상기 공기 흡입구 및 공기 배출구 사이에서 공기의 유동 방향과 대면하는 방향으로 서로 나란하게 일정간격 이격되도록 설치된 복수의 지지대에 지지되는 것을 특징으로 하는 살균수 나노 분사 장치.
제4항에 있어서,
상기 지지대는 상기 본체의 측면에 형성된 슬롯에 삽입되어 지지되고, 상기 나노 멤브레인은 하단이 상기 전해조에 수용된 용액에 잠기도록 상기 지지대에 지지되는 것을 특징으로 하는 살균수 나노 분사 장치.