KR101705223B1 - 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치 - Google Patents

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Abstract

옥수수 속대를 활용한 악취제거장치가 개시된다. 본 발명에 따른 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치는, 악취 발생원과 연통되어 악취분자를 포함한 가스가 유입되는 가스유입관; 상기 가스유입관과 연통되고, 일측에 구비된 플라즈마발생장치에 의해 발생된 플라즈마 아크를 통해 상기 악취분자를 분해하는 플라즈마처리부; 상기 플라즈마처리부와 연통되고, 옥수수 속대를 소정 크기로 세절한 옥수수칩을 포함한 충전재를 내부에 수용하여 상기 악취분자를 흡착하는 악취제거여과기; 상기 악취제거여과기와 연통되고, 일측에 구비된 음이온발생장치에 의해 발생된 음이온을 통해 상기 악취분자의 화학반응을 촉진시키는 음이온처리부; 및 상기 음이온처리부와 연통되어 상기 악취분자가 제거된 상기 가스를 외부로 송출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 플라즈마처리부 및 음이온처리부에 의한 악취 제거와, 소정의 코팅이 이루어진 옥수수칩을 충전재로 한 악취제거여과기에 의한 악취 제거가 중복적으로 이루어짐으로써, 친환경적으로 자원의 재활용을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 악취제거의 효율성을 증대할 수 있고, 신속한 악취제거를 수행할 수 있다.

Description

옥수수 속대를 활용한 악취제거장치{Device to remove odors using the chips made from corn cob}
본 발명은 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 다수의 기공으로 인해 표면적이 넓은 옥수수 속대를 냄새 흡착물질로 활용하는 필터모듈 처리와 함께 플라즈마 처리 및 음이온 처리를 함께 병행하여 악취를 제거하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치에 관한 것이다.
대도시를 중심으로 배출되는 생활 쓰레기 중 음식물 쓰레기는 하루에도 엄청난 양이 발생되어 수거되고 있는데, 그 양을 줄이는 방안과 더불어 그 처리와 관련하여 친환경적이면서도 자원의 재활용을 도모할 수 있는 다양한 연구 및 개발이 근래에 들어 활발하게 이루어지고 있다.
이러한 흐름 속에서 음식물 쓰레기는 처리장치를 통해 비료나 가축용 사료 등으로 탈바꿈되어 유용한 자원으로 활용되고 있지만, 음식물 쓰레기를 처리하는 과정에서 필연적으로 발생하는 악취나 유해가스는 해당 처리장치의 주변 환경에 심각한 악영향을 미침에 따라 이를 제거하기 위한 다양한 솔루션이 제시되고 있다.
이러한 악취나 유해가스를 제거하기 위한 솔루션의 큰 줄기는 처리장치 내에서 발생된 악취 등을 소정의 관로로 유도하여 악취냄새 분자를 산화시키거나 흡착시키는 방식으로 필터링하여 주변환경에 무해하도록 한 후 배출하는 일련의 과정으로 이루어지게 된다.
이러한 선행기술 중에서 대한민국공개특허 제10-2015-0093073호(공개일: 2015.08.17)는 매립장의 가연성 쓰레기를 이용한 고형연료의 제조방법에 대한 기술을 개시하고 있다. 본 선행기술의 요지는 가연성 쓰레기를 매립장에서 수거하여 이물과 금속물질을 제거하고, 파쇄한 하수 슬러지와 음식물쓰레기에 옥수수대, 콩깍지, 코코넛, 팜, 왕겨 등의 바이오 메스를 1차 혼합하고, 탈수를 수행하면서 함수율을 조절한 후, 각각 분쇄하여 섞은 황토분말, 맥반석분말, 제올라이트분말, 게르마늄석분말 및 장석분말의 첨가제를 2차 혼합하면서 성형기를 경유하는 중에 소정 형태의 고형연료를 압축 성형하는 것이다.
이러한 선행기술은, 음식물쓰레기로부터 고형연료를 생산할 수 있다는 장점이 있지만, 쓰레기에서 발생하는 악취를 제거하기 위한 방안으로 제오라이트를 1mm 이하의 크기로 분쇄하여 혼합하는 방식만을 이용하고 있어서, 완벽한 악취제거가 어렵고 자원의 재활용이나 친환경적인 측면과는 다소 거리 먼 문제가 있다.
따라서 자원의 재활용에 기여할 뿐만 아니라 친환경적인 요소가 부가되면서도 악취제거의 효율성이 증대될 수 있고 신속한 악취제거가 이루어질 수 있는 방안의 모색이 현재 악취제거기술에 있어 요구되고 있는 실정이다.
대한민국공개특허 제10-2015-0093073호(공개일: 2015.08.17)
본 발명의 목적은, 먹고 남은 옥수수 속대를 친환경적으로 활용하여 자원의 재활용을 도모하면서도 악취제거의 효율성이 증대될 수 있고 신속한 악취제거가 이루어질 수 있는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치를 제공하는 것이다.
상기 목적은, 악취 발생원과 연통되어 악취분자를 포함한 가스가 유입되는 가스유입관; 상기 가스유입관과 연통되고, 일측에 구비된 플라즈마발생장치에 의해 발생된 플라즈마 아크를 통해 상기 악취분자를 분해하는 플라즈마처리부; 상기 플라즈마처리부와 연통되고, 옥수수 속대를 소정 크기로 세절한 옥수수칩을 포함한 충전재를 내부에 수용하여 상기 악취분자를 흡착하는 악취제거여과기; 상기 악취제거여과기와 연통되고, 일측에 구비된 음이온발생장치에 의해 발생된 음이온을 통해 상기 악취분자의 화학반응을 촉진시키는 음이온처리부; 및 상기 음이온처리부와 연통되어 상기 악취분자가 제거된 상기 가스를 외부로 송출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치에 의해 달성된다.
상기 충전재는, 산화망간분말, 산화동분말 및 전기석분말 중 적어도 어느 하나와 접착용 수지가 혼합된 코팅제에 의해 1cm 크기로 세절된 상기 옥수수칩이 코팅된 후 건조되어 이루어질 수 있다.
상기 악취제거여과기는, 양단에 개구부가 마련되어 상기 플라즈마처리부와 결합하고, 내부에 수용공간이 마련된 파이프형상으로 이루어지며, 내측면은 상기 코팅제에 의해 코팅된 외통; 상기 수용공간에 마련되는 상기 충전재; 상기 개구부와 각각 결합되고, 다수의 통기공이 형성된 한 쌍의 백금촉매판을 포함할 수 있다.
상기 외통은, 상기 수용공간에 수용된 상기 충전재를 교체할 수 있도록, 상기 외통 일측에 형성된 출납공; 및 상기 출납공을 개폐하는 덮개를 포함하여 이루어지는 출납부가 더 형성될 수 있다.
상기 덮개는, 상기 수용공간을 외부에서 볼 수 있도록, 투명부재로 이루어질 수 있다.
상기 악취제거여과기는, 양단에 제1 개구부가 마련되어 상기 플라즈마처리부와 결합하고, 내부에 제1 수용공간이 마련된 파이프형상의 외통; 상기 제1 수용공간에 내에 회전 가능하게 구비되되, 외주면 일측을 따라 치차가 형성되고, 양단에 제2 개구부가 마련되고 내부에 제2 수용공간이 마련된 파이프형상으로 이루어지며, 내측면은 상기 코팅제에 의해 코팅된 내통; 상기 내통의 회전을 유도하고 상기 외통과 상기 내통 사이를 밀폐하기 위해 상기 외통과 상기 내통 사이에서 한 쌍으로 개재되는 베어링; 상기 제2 수용공간에 마련되는 상기 충전재; 상기 제2 개구부와 각각 결합되고, 다수의 통기공이 형성된 한 쌍의 백금촉매판; 및 상기 외통 일측에 구비되고, 상기 내통에 회전력이 제공되도록 상기 치차와 치합되는 구동축기어를 회전시키는 구동부를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마처리부는, 상기 가스유입관과 연통되는 파이프형상으로 이루어지고, 외주면 일측에 상기 플라즈마발생장치가 결합되는 설치공이 형성된 하우징; 및 상기 플라즈마 아크가 상기 가스의 유입방향 쪽을 지향하도록, 상기 악취제거여과기 쪽으로 소정각도 기울어진 상태로 상기 설치공과 결합하는 상기 플라즈마발생장치를 포함할 수 있다.
상기 플라즈마발생장치는, 2개로 이루어지고 상기 하우징의 길이방향을 기준으로 대각선상에 각각 위치하여 상기 가스의 유입방향 쪽으로 상기 플라즈마 아크를 발생시킬 수 있다.
본 발명에 의하면, 플라즈마처리부 및 음이온처리부에 의한 악취 제거와, 소정의 코팅이 이루어진 옥수수칩을 충전재로 한 악취제거여과기에 의한 악취 제거가 중복적으로 이루어짐으로써, 친환경적으로 자원의 재활용을 도모할 수 있을 뿐만 아니라 악취제거의 효율성을 증대할 수 있고, 신속한 악취제거를 수행할 수 있는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치를 제공할 수 있게 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 악취제거장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 분해사시도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마처리부의 작동을 도시한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 악취제거여과기의 구조 및 작동을 도시한 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 악취제거여과기의 구조 및 작동을 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세하게 설명하면 다음과 같다. 다만, 본 발명을 설명함에 있어서, 이미 공지된 기능 혹은 구성에 대한 설명은, 본 발명의 요지를 명료하게 하기 위하여 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 악취제거장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 분해사시도이고, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마처리부의 작동을 도시한 단면도이고, 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 악취제거여과기의 구조 및 작동을 도시한 단면도이고, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 악취제거여과기의 구조 및 작동을 도시한 단면도이다.
본 발명에 따른 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치(100)는, 음식물쓰레기처리장치, 음식물쓰레기사료화장치, 축산분뇨처리장치, 폐기물처리장치 등과 같이 악취 발생원과 필연적으로 함께 사용되는 각종 장치들과 연결되어 사용될 수 있는 장치이다.
본 발명에 따른 악취제거장치(100)는, 악취분자가 포함된 가스가 플라즈마처리부(120), 악취제거여과기(130) 및 음이온처리부(140)로 구성된 3단계의 악취분자 저감구성을 거치도록 함으로써, 악취제거의 효율성 증대와 신속한 악취제거를 이룰 수 있게 된다. 아울러, 악취제거여과기(130)의 충전재(M)로 버려지는 옥수수 속대를 활용함에 따라 친환경적으로 자원의 재활용이 도모될 수 있다.
이러한 본 발명의 악취제거장치(100)를 설명하기에 앞서 악취의 특성, 종류, 발생원 및 제거방식에 관하여 간단하게 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 악취란, 인간에게 불쾌감을 주고 정신 신경계통을 자극해 정서생활 및 건강상의 피해를 주는 물질을 말하며, 우리나라의 대기환경보전법에는 “황화수소, 메르캅탄류, 아민류, 기타 자극성 있는 기체상 물질이 사람의 후각을 자극하여 불쾌감과 혐오감을 주는냄새”로 정의하고 있다.
그리고 악취분자의 종류와 주요 발생원은, 다음의 <표 1> 과 같다.
악취분자 주요 발생원
Ammonia
(NH3)		 목축업, 화학공업, 전분공업, 어류가공업, 폐수처리업, 화학비료공업, 금속도금공업, 육가공업
Hydrogen Sulfide
(H2S)		 비스코스레이온공업, 목축업, 가죽처리공업, 크라프트펄프공업, 셀로판공업, 어류가공, 석유정제업
Methyl Mercaptan
(CH3SH)		 크라프트펄프공업, 화학공업, 석유화학공업, 어류가공업, 폐수처리업, 오염토양처리시설, 금속도금공업
Methyl Sulfide
((CH3)S)		 크라프트펄프공업, 화학공업, 어류가공, 토양오염처리시설, 폐수처리장치, 하수처리장치,
Trimethyl Amine
((CH3)3N)		 목축업, 화학공업, 화학비료공업, 어류가공업, 수산물통조림가공업
Methyl Disulfide
((CH3)S2)		 크라프트펄프공업, 화학공업, 어류가공업, 폐수처리장치, 오염토양처리시설
Acetaldehyde
(CH3CHO)		 화학공업, 금속공업, 코우크스공업, 석유정제공업, 하수처리장치, 인쇄공업
Styrene
(C6H5CH=CH2)		 스티렌 단량체 제조업, 합성수지공업, FRP제조공업, 플라스틱제조공업, 석유정제공업, 하수처리장치
그리고 악취분자의 제거방식은, 그 발생원에 따라 성분이 다르기 때문에 성분의 특성에 적합한 탈취방법이 개별적으로 적용되는 것이지만, 일반적으로 탈취처리 방법은 크게 물리적 처리방법(흡착, 냉각), 화학적 처리방법(약액 세정, 화학흡착, 연소, 중화 등) 및 생물학적 처리방법(미생물, 슬러지 처리)으로 분류될 수 있다.
이 중에서 물리적 방법인 흡착법과, 화학적 방법인 약액세정법, 연소법 등이 주로 사용되어 왔는데, 흡착법은 흡착제(충전재로 활성탄, 제올라이트)의 재생과 그 과정에서 열화로 폐기되는 흡착제의 처리, 약액세정법은 폐액에 의한 2차 오염, 연소법은 연료비나 폭발의 위험성 등에 문제점이 있다.
반면에 오존산화법은 전력과 물 사용량이 적고 유지관리가 용이한 장점이 있지만 고농도에서 탈취성능이 불충분한 경우가 많아 약액 세척방식과 병용하기도 한다.
이와 같은 종래의 악취분자의 제거방법은 장치의 대형화, 자동화, 내부구조의 복잡화, 고액의 설치비용 및 악취 발생원에 대한 적용방식에 있어 많은 문제가 있다. 또한, 설치 후에도 잦은 부식과 이에 따른 고장, 고비용의 운용비가 소요되며, 처리농도가 높을 경우 1개의 처리방식에 의해서만 완전히 악취를 제거하는 것이 용이하지 않은 문제가 있었다.
따라서, 상술한 바와 같은 문제를 해소하고, 화학적 방법과 물리적 방법을 통합하여 본연의 기능을 충실히 구현하기 위해 본 발명에 따른 악취제거장치(100)는, 대략 가스유입관(110), 플라즈마처리부(120), 악취제거여과기(130), 음이온처리부(140) 및 배출부(150) 등을 포함하여 구성된다. 여기서 플라즈마처리부(120), 악취제거여과기(130) 및 음이온처리부(140)는 도면상에서 상기의 순서로 처리되는 것으로 도시하였으나, 그 순서는 필요에 따라 변형되어 적용될 수 있음은 물론이다.
이하에서는 상술한 각 구성에 대하여 구체적으로 설명한다.
가스유입관(110)은, 악취 발생원을 처리하는 음식물쓰레기처리장치 등과 직결되어 악취분자를 포함하는 가스가 본 발명에 따른 악취제거장치(100)로 유입되도록 하기 위해 마련되는 구성요소로서, 음식물쓰레기처리장치 등과 연통되는 파이프형상으로 이루어진다.
이때, 가스유입관(110)은 음식물쓰레기처리장치 등의 배치나 구조에 따라 직선형태의 관이나 엘보우형태의 관으로 제작될 수 있으며, 악취분자를 포함하는 가스에 의한 부식 방지를 위해 합성수지나 스테인리스와 같은 금속으로 제작될 수 있다.
물론, 이하에서 설명할 구성 중에서 악취분자를 포함한 가스와 직접 접촉하게 되는 구성들 역시도 부식 방지를 위해 합성수지나 스테인리스와 같은 금속으로 제작함이 바람직하다.
도면에서 도시하지 않았지만, 악취 발생원으로부터 원활한 가스의 유입을 유도하고 일정수준의 송출압으로 가스를 유입하기 위해, 음식물쓰레기처리장치 등과 가스유입관(110) 사이에 흡기팬이 추가적으로 장착될 수도 있다.
또한, 음식물쓰레기처리장치 등과 가스유입관(110) 사이의 결합 틈새로 가스가 유출되지 않도록 소정의 패킹이나 실링부재가 사용될 수 있음은 물론이다.
플라즈마처리부(120)는, 화학적 탈취를 구현하기 위해 일측에 플라즈마발생장치(122)를 마련하고 여기에서 발생된 플라즈마 아크(PA)가 악취분자를 포함한 가스를 향해 방사되도록 하여 악취분자를 분해하는 구성요소로서, 상술한 가스유입관(110)과 기밀을 이루며 연통되도록 결합된다.
플라즈마발생장치(122)는, 고전압의 인가를 통해 2개의 금속 사이에서 전기적인 방전, 즉 플라즈마 아크(PA)가 발생되도록 하는 장치이다. 이렇게 고전압의 인가에 의해 전기적인 방전을 만드는 기술은 공지된 기술인바, 구체적인 원리 등에 대한 설명은 생략한다. 다만, 플라즈마 아크(PA)에 의한 악취분자 분해반응과 관련하여 간단하게 설명하면 다음과 같다.
플라즈마 아크(PA)를 통한 악취분자의 분해반응은, 플라즈마 아크(PA)에서 방사되는 강한 에너지를 갖는 자유전자가 직접 악취분자와 충돌하여 이루어지기도 하지만, 일반적으로는 자유전자가 공기 중의 N2, O2, H2O의 분자들과 충돌함에 따라 다량으로 발생되는 라디칼이온인 O, N, OH, O3 등에 의해 주로 이루어지게 된다.
즉, 화학적으로 활성이 강한 라디칼이온이 악취분자와 화학 결합함으로써, 악취분자를 무해한 가스나 입자로 분해하거나 산화시키게 되는 것이다. 다양한 악취분자들과 라디칼에 의한 구체적인 화학반응식은 이미 알려진 것이므로 이에 대한 설명은 생략한다.
본 발명에 따른 플라즈마처리부(120)는, 제1 하우징(121)과 플라즈마발생장치(122)를 포함하여 구성되며, 이때, 제1 하우징(121)은 가스유입관(110)과 연통되는 파이프형상으로 이루어지되 외주면 일측에는 플라즈마발생장치(122)가 결합되는 설치공(121a)이 형성된다. 그리고 플라즈마발생장치(122)는 플라즈마 아크(PA)가 가스의 유입방향 쪽을 지향하도록, 후술할 악취제거여과기(130) 쪽으로 소정각도 기울어진 상태로 설치공(121a)과 결합하게 된다.
이러한 플라즈마처리부(120)의 구조 내지 배치는, 유입되는 가스와 플라즈마 아크(PA) 간의 강한 충돌을 유도하여 분자들이 보다 높은 수준의 활성화에너지를 획득할 수 있게 함으로써, 악취분자와의 분해반응이 촉진되도록 하기 위함이다.
도 3을 참조하여 대략적인 플라즈마발생장치(122)의 구조와 작동원리를 살펴보면, 플라즈마발생장치(122)는 아크발생부(123a)가 단부에 형성된 제1 전극(123)과, 제1 전극(123)을 내부에 수용되는 파이프형상의 제2 전극(124)(124)을 포함하여 이루어지며, 제1,2 전극(123,124)에 대략 6kV 내지 10kV의 전압을 인가하면 아크발생부(123a)에서는 제1 하우징(121)의 내측을 향하는 플라즈마 아크(PA)가 방사되게 된다. 이때, 원활한 플라즈마 아크(PA)의 발생과 탈취효율 증대를 위해 아크발생부(123a)의 외주면과 설치공(121a) 간의 이격거리는 1 ~ 4mm가 되도록 함이 바람직하다.
한편, 본 발명의 실시예에 따른 플라즈마발생장치(122)는, 2개로 구성될 수 있다. 이때, 2개로 구성된 플라즈마발생장치(122)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이 제1 하우징(121)의 길이방향을 기준으로 각각 대각선상에 위치하게 되며, 가스의 유입방향 쪽으로 플라즈마 아크(PA)를 발생시키기 위해 악취제거여과기(130) 쪽으로 소정각도 기울어진 상태로 설치공(121a)과 결합이 이루어진다.
이렇게 2개로 구성된 플라즈마발생장치(122)의 구조 내지 배치는, 1개로 구성된 경우와 마찬가지로 악취분자와의 분해반응을 촉진할 뿐만 아니라 다량의 악취분자를 신속하게 분해할 수 있다.
악취제거여과기(130)는, 물리적 탈취를 구현하기 위해 마련된 구성요소로서, 플라즈마처리부(120)와 기밀을 이루며 연통되도록 결합되며, 옥수수 속대를 소정 크기로 세절한 옥수수칩을 포함한 충전재(M)를 통해 유입된 악취분자를 흡착하는 방식으로 탈취작용을 수행한다.
여기서 옥수수칩은, 옥수수 알맹이를 제거한 옥수수 속대에서 중앙의 심부분을 제거한 후 소정 크기로 세절하여 만들어진 것으로, 인공적으로 만들어진 발포합성수지나 부직포 못지않게 미세한 공기층이 규칙적으로 형성되어 있어 그 표면적이 상당히 큰 특징이 있다. 이러한 옥수수칩의 특징은 유입된 악취분자와의 흡착반응을 촉진하게 된다.
한편, 사용된 옥수수칩은 폐기하더라도 환경오염을 유발하지 않을 뿐만 아니라 가정용이나 산업용 연료로 사용될 수 있다는 점에서 친환경적인 부재라 할 수 있다. 이는 물리적 방법 중 활성탄을 이용한 흡착법은, 탈취에 사용된 활성탄의 재생의 어려움 및 재생과정에서 열화(劣化)로 폐기되는 활성탄의 처리와 관련된 문제 등을 고려할 때 더욱 주목할만한 것이다.
아래의 <표 2> 는 이러한 활성탄을 충전재(M)로 한 흡착법과 옥수수칩을 충전재(M)로 한 흡착법에 의한 탈취율만을 각각 동일한 조건하에서 실험하여 얻은 것이다. 즉, 동일한 악취제거여과기(130)를 사용하여 온도, 가스 송출압력 및 투입되는 악취분자(암모니아) 농도를 모두 동일하게 한 다음 악취제거여과기(130)에서 배출된 악취분자의 농도를 각각 5회 측정하여 평균내는 방식으로 각각의 탈취율을 산출하였다.
옥수수칩 활성탄
탈취율
(%, (투입농도-배출농도)/투입농도*100)
76.5%
65.4%
위와 같은 효과는 활성탄을 대체할 수 있을 정도의 유의한 효과이며, 옥수수칩이 환경오염을 유발하지 않는 친환경적인 부재라는 점에서 더욱 그렇다.
본 발명의 실시예에 따른 충전재(M)는, 산화망간분말, 산화동분말 및 전기석분말 중 적어도 어느 하나와 접착용 수지를 혼합한 코팅제(C)를 이용하여 1cm 크기로 세절된 옥수수칩을 상술한 코팅제(C)로 도포 내지 코팅한 후 건조함으로써 제작된다. 이는 상술한 옥수수칩 자체에 의한 흡착과 같은 물리적 탈취뿐만 아니라 상술한 산화제를 통한 화학적 방식의 탈취도 동시에 구현하기 위한 것으로, 이를 통해 탈취효과를 더욱 증대할 수 있게 된다.
여기서 산화망간분말, 산화동분말 및 전기석분말은 산화제로서, 악취분자의 산화를 촉진하여 무취의 무해한 가스나 입자로의 분해를 촉진하는 역할을 하게 된다. 이때, 산화망간분말, 산화동분말, 전기석분말 및 접착용 수지의 혼합비율은 옥수수칩의 건조상태나 악취분자의 종류 등을 고려하여 적절하게 변경될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 악취제거여과기(130)는, 구체적으로 도 4에 도시된 바와 같이, 외통(131), 상술한 충전제(M) 및 백금촉매판(134) 등을 포함하여 구성된다.
외통(131)은 양단에 개구부가 마련되고 내부에 수용공간이 마련된 파이프형상의 구성요소로서, 상술한 플라즈마처리부(120)와 기밀 결합한다. 이때, 외통(131)의 내측면에는 상술한 코팅제(C)가 코팅 내지는 도포된다. 이렇게 외통(131)의 내측면에도 코팅제(C)가 코팅됨에 따라 악취제거여과기(130) 내부에서는 전체적으로 악취분자의 화학적 탈취가 촉진될 수 있다. 여기서의 충전재(M)는 상술한 바와 같다.
그리고 백금촉매판(134)은 외통(131)의 개구부와 각각 기밀 결합하는 한 쌍으로 이루어지되, 다수의 통기공(134a)이 형성된 판재형상으로 제작된다. 여기서 백금은 주지된 바와 같이 유입된 가스 내에 포함된 수소나 산소를 흡수하여 이를 활성화하게 되므로 산화환원의 촉매로서의 역할을 수행하게 된다. 따라서 백금촉매판(134)과 충돌하는 가스에 포함된 악취분자는 백금의 반응성으로 인해 분해가 촉진되게 된다. 이에 따른 구체적인 화학반응식 등은 이미 널리 알려진 것이므로, 자세한 설명은 생략한다.
한편, 외통(131)은 내부 수용공간에 수용된 충전재(M)를 용이하고 원활하게 교체할 수 있도록 하기 위해 마련된 출납부(136)가 더 형성될 수 있다. 이러한 출납부(136)는, 외통(131) 일측에 형성된 출납공(136a)과, 이러한 출납공(136a)을 개폐하는 덮개(136b)를 포함하여 이루어진다.
이때, 덮개(136b)는 출납공(136a)에 대응하는 형상으로 이루어져 일측에 경첩과 같은 회전식 결합수단을 통해 고정되어 개폐될 수 있으며, 덮개(136b) 가장자리와 출납공(136a) 가장자리 중 어느 한 쪽에는 고무 패킹과 같은 기밀부재가 장착될 수 있음은 물론이다.
이러한 덮개(136b)는 외통(131) 내의 수용공간을 외부에서 용이하게 볼 수 있도록, 투명부재로 이루어질 수 있으며, 이는 악취제거여과기(130)를 분해하지 않고도 충전재(M)인 옥수수칩의 흡착 정도를 육안으로 쉽게 확인할 수 있도록 함으로써, 옥수수칩의 교체시기를 판단함에 도움을 주기 위함이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 악취제거여과기(130)는, 악취분자가 가스 유입방향 쪽의 일부 옥수수칩에서만 과다하게 흡착되지 않도록 하기 위해 안출된 것으로, 내부에 수용된 충전재(M)인 옥수수칩이 회전에 의해 골고루 섞이도록 하는 구조로 구현된다.
즉, 이러한 회전구조를 이루기 위해 본 발명의 다른 실시예에 따른 악취제거여과기(130)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 외통(131), 내통(132), 베어링(133), 충전재(M), 백금촉매판(134) 및 구동부(135)를 포함하여 구성된다.
여기서 외통(131)은, 악취제거여과기(130)의 외부 바디를 이루는 구성요소로서, 양단에 제1 개구부가 마련되어 플라즈마처리부(120)와 기밀결합하고, 내부에 제1 수용공간이 마련된 파이프형상으로 제작된다.
그리고 내통(132)은, 내부에 충전재(M)를 수용하는 구성요소로서, 제1 수용공간에 내에 회전 가능하게 구비되되, 외주면 일측을 따라 치차(132a)가 형성되고, 양단에 제2 개구부가, 내부에는 제2 수용공간이 마련된 파이프형상으로 제작된다. 이때, 내통(132)의 내측면에는 상술한 코팅제(C)가 도포 내지 코팅된다. 이렇게 내통(132)의 내측면에도 코팅제(C)가 코팅됨에 따라 내통(132) 내부에서는 코팅된 충전재(M)를 포함하여 전체적으로 악취분자의 화학적 탈취가 촉진되게 된다.
베어링(133)은 외통(131)에 대하여 내통(132)이 원활하게 상대회전할 수 있도록 하기 위해 마련되는 구성요소로서, 외통(131)과 내통(132) 사이에서 한 쌍으로 개재되어 내통(132)의 회전을 유도함과 동시에 외통(131)과 내통(132) 사이를 밀폐하도록 설치된다. 이렇게 베어링(133)에 의해 내통(132)의 외주면과 외통(131)의 내주면 사이가 기밀상태가 유지됨에 따라 플라즈마처리부(120)를 통해 유입된 가스는 온전히 내통(132)쪽으로 유입될 수 있다.
여기서의 충전제(M)는 상술한 내통(132)의 제2 수용공간에 마련되게 되며, 상술한 바와 같은 구성과 코팅이 이루어지며, 백금촉매판(134)도 마찬가지이다.
구동부(135)는, 내통(132)의 회전을 통해 내부의 충전재(M)(옥수수칩)가 골고루 섞일 수 있도록 구동력을 제공하는 구성요소로서, 외통(131) 일측에 구비되되, 내통(132)에 형성된 치차(132a)와 치합되는 구동축기어(135a)에 회전력을 제공하는 역할을 한다. 이러한 구동부(135)는 회전축에 구동축기어(135a)가 장착된 전기 모터로 구현될 수 있으며, 별도의 제어부(미도시)를 통해 구동부(135)인 전기 모터의 회전수, 방향 및 작동주기와 같은 다양한 제어가 이루어지게 된다.
한편, 도 5에서 도시하지 않았지만, 충전재(M)의 보다 원활한 섞임을 유도하기 위해 내통(132)의 내주면에는 나사산과 같은 나선형의 돌출부를 더 형성할 수 있다.
음이온처리부(140)는, 플라즈마처리부(120) 및 악취제거여과기(130)에 의한 탈취 방식과는 다르게 음이온을 이용한 화학반응이 잔류 악취분자에 대하여 이루어지고, 앞선 과정에서 발생하는 오존 등을 제거하기 위해 마련되는 구성요소로서, 악취제거여과기(130)와 기밀을 이루며 연통되도록 결합된다.
즉, 음이온처리부(140)를 통해, 앞선 방식에도 불구하고 가스에 잔류된 나머지 악취분자의 처리(중성화를 통한 탈취)가 이루어짐에 따라 악취제거의 효율성이 극대화될 수 있다. 아울러 오존, 포름알데히드, 톨루엔 등과 같은 유해물질과 음이온 간의 결합에 의한 중성화가 이루어짐에 따라 친환경적인 목적을 도모할 수 있게 된다.
이러한 기능을 충실히 수행하기 위해 본 발명에 따른 음이온처리부(140)는, 음이온처리부(140)의 외부 바디를 이루고 상술한 악취제거여과기(130)와 기밀 결합하는 제2 하우징(141)과, 제2 하우징(141) 일측에 구비되어 유입된 가스에 대해 음이온을 방출하는 음이온발생장치(142)를 포함하여 구성된다.
전원을 공급받아 음이온을 방출하는 음이온발생장치(142)와 관련된 기술은 이미 공지된 기술이고, 다양한 제품이 시판되고 있는바, 구체적인 발생원리나 구조 등에 대한 설명은 생략한다. 또한, 음이온에 의한 악취분자 분해반응 및 유해물질 중화와 관련된 반응식 등도 이미 알려진 것이므로 이에 대한 설명도 생략하기로 한다.
다만, 도면에 도시된 바와 같이, 음이온발생장치(142)는 처리되어야 할 악취분자(유해물질 포함)의 농도 및 종류에 따라 선택적으로 2개 이상이 제2 하우징(141)의 외주면을 따라 구비될 수 있다.
배출부(150)는 상술한 음이온처리부(140)와 기밀을 이루며 연통되도록 결합되어 악취분자가 제거된 가스를 외부로 송출하기 위해 마련되는 구성요소로서, 음이온처리부(140)와 연통될 수 있는 파이프형상으로 이루어진다.
이때, 배출부(150)는 본 발명에 따른 악취제거장치(100)가 적용된 음식물쓰레기처리장치 등의 배치나 구조에 따라 직선형태의 관이나 엘보우형태의 관으로 제작될 수 있으며, 외부로 배출되는 가스에 의한 부식 방지를 위해 합성수지나 스테인리스와 같은 금속으로 제작될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 음이온처리부(140)로부터 전달된 가스를 일정수준의 배출압으로 배기하기 위해, 음이온처리부(140)와 배출부(150) 사이 또는 배출부(150) 단부에 배기팬(152)이 추가적으로 장착될 수도 있다.
또한, 음이온처리부(140)과 배출부(150) 사이의 결합 틈새로 가스가 유출되지 않도록 소정의 패킹이나 실링부재가 사용될 수 있음은 물론이다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 유기적으로 결합된 3가지 구성 즉, 플라즈마처리부(120), 악취제거여과기(130) 및 음이온처리부(140)를 통해 총 3단계로 이루어지는 다양한 방식의 탈취과정이, 여러 종류의 악취분자에 대하여 각각 선택적으로 적용됨과 동시에 연속적으로 적용됨에 따라, 악취제거의 효율성 증대와 신속한 악취제거가 도모될 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명한 일이다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 기술적 사상이나 관점으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 되며, 변형된 실시예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.
M: 충전제(옥수수칩)
C: 코팅제
PA: 플라즈마 아크
100: 본 발명에 따른 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치
110: 가스유입관
120: 플라즈마처리부
121: 제1 하우징
121a: 설치공
122: 플라즈마발생장치
123: 제1 전극
123a: 아크발생부
124: 제2 전극
130: 악취제거여과기
131: 외통
132: 내통
132a: 치차
133: 베어링
134: 백금촉매판
134a: 통기공
135: 구동부
135a: 구동축기어
136: 출납부
136a: 출납공
136b: 덮개
140: 음이온처리부
141: 제2 하우징
142: 음이온발생장치
150: 배출부
152: 배기팬

Claims (8)

  1. 악취 발생원과 연통되어 악취분자를 포함한 가스가 유입되는 가스유입관;
    상기 가스유입관과 연통되고, 일측에 구비된 플라즈마발생장치에 의해 발생된 플라즈마 아크를 통해 상기 악취분자를 분해하는 플라즈마처리부;
    상기 플라즈마처리부와 연통되고, 옥수수 속대를 소정 크기로 세절한 옥수수칩을 포함한 충전재를 내부에 수용하여 상기 악취분자를 흡착하는 악취제거여과기;
    상기 악취제거여과기와 연통되고, 일측에 구비된 음이온발생장치에 의해 발생된 음이온을 통해 상기 악취분자의 화학반응을 촉진시키는 음이온처리부; 및
    상기 음이온처리부와 연통되어 상기 악취분자가 제거된 상기 가스를 외부로 송출하는 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 충전재는,
    산화망간분말, 산화동분말 및 전기석분말 중 적어도 어느 하나와 접착용 수지가 혼합된 코팅제에 의해 1cm 크기로 세절된 상기 옥수수칩이 코팅된 후 건조되어 이루어진 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 악취제거여과기는,
    양단에 개구부가 마련되어 상기 플라즈마처리부와 결합하고, 내부에 수용공간이 마련된 파이프형상으로 이루어지며, 내측면은 상기 코팅제에 의해 코팅된 외통;
    상기 수용공간에 마련되는 상기 충전재;
    상기 개구부와 각각 결합되고, 다수의 통기공이 형성된 한 쌍의 백금촉매판을 포함하는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 외통은,
    상기 수용공간에 수용된 상기 충전재를 교체할 수 있도록,
    상기 외통 일측에 형성된 출납공; 및
    상기 출납공을 개폐하는 덮개를 포함하여 이루어지는 출납부가 더 형성되는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 덮개는,
    상기 수용공간을 외부에서 볼 수 있도록, 투명부재로 이루어진 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  6. 제2항에 있어서,
    상기 악취제거여과기는,
    양단에 제1 개구부가 마련되어 상기 플라즈마처리부와 결합하고, 내부에 제1 수용공간이 마련된 파이프형상의 외통;
    상기 제1 수용공간에 내에 회전 가능하게 구비되되, 외주면 일측을 따라 치차가 형성되고, 양단에 제2 개구부가 마련되고 내부에 제2 수용공간이 마련된 파이프형상으로 이루어지며, 내측면은 상기 코팅제에 의해 코팅된 내통;
    상기 내통의 회전을 유도하고 상기 외통과 상기 내통 사이를 밀폐하기 위해 상기 외통과 상기 내통 사이에서 한 쌍으로 개재되는 베어링;
    상기 제2 수용공간에 마련되는 상기 충전재;
    상기 제2 개구부와 각각 결합되고, 다수의 통기공이 형성된 한 쌍의 백금촉매판; 및
    상기 외통 일측에 구비되고, 상기 내통에 회전력이 제공되도록 상기 치차와 치합되는 구동축기어를 회전시키는 구동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 플라즈마처리부는,
    상기 가스유입관과 연통되는 파이프형상으로 이루어지고, 외주면 일측에 상기 플라즈마발생장치가 결합되는 설치공이 형성된 하우징; 및
    상기 플라즈마 아크가 상기 가스의 유입방향 쪽을 지향하도록, 상기 악취제거여과기 쪽으로 소정각도 기울어진 상태로 상기 설치공과 결합하는 상기 플라즈마발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 플라즈마발생장치는,
    2개로 이루어지고 상기 하우징의 길이방향을 기준으로 대각선상에 각각 위치하여 상기 가스의 유입방향 쪽으로 상기 플라즈마 아크를 발생시키는 것을 특징으로 하는 옥수수 속대를 활용한 악취제거장치.
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