KR101974994B1 - 에틸렌 제거장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 에틸렌 제거장치에 관한 것이다.
이를 위하여 본 발명은 하면에는 유입구가 형성되고, 상면에는 유출구가 형성되며 전체적으로 밀폐된 형상을 지니는 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되어 진공 자외선(Vacuum UV)을 발생시키는 VUV 발생부; 및 상기 케이스의 내부에 구비되되, 상기 VUV 발생부의 상부와 상기 유출구의 하부 사이에 구비되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도하는 유도팬을 포함하는 공기유도부;를 포함한다.
이로써, VUV 발생부가 진공 자외선을 발생시켜 공기 중의 수증기와 산소를 분해하여 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마가 에틸렌 분자를 이산화탄소와 물로 연속적으로 분해함으로써 에틸렌 제거의 효율을 향상시킬 수 있다.

Description

에틸렌 제거장치{Ethylene Removal Device}
본 발명은 에틸렌 제거장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 하면과 상면에 각각 유입구와 유출구가 형성되는 케이스의 내부에 진공 자외선(Vacuum UV)을 발생시키는 VUV 발생부가 구비되고, 상기 케이스의 내부에 VUV 발생부의 상부와 상기 유출구의 하부 사이에 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도하는 공기유도팬이 구비되어 공기 중의 에틸렌이 진공 자외선에 의하여 연속적으로 분해되는 에틸렌 제거장치에 관한 것이다.
에틸렌은 식물 호르몬의 일종으로, 과일 성숙 호르몬 또는 스트레스 호르몬으로도 불리는 천연 호르몬이다. 1800년대 가스관에서의 가스 누출로 인하여 나뭇잎이 일찍 갈변하여 떨어지는 현상이 관찰되었고, 그 후 조기 성숙현상의 원인이 에틸렌(Ethylene)에 있음이 밝혀졌다.
에틸렌은 식물의 생체에서만 발현되는 것은 아니며, 공업적으로 생산할 수 도 있으나, 식물 호르몬으로서 에틸렌은 대부분의 식물들의 생체에서 발현되는 특징이 있다. 특히 망고, 바나나, 오렌지, 사과와 같은 열대지방의 식물들에서 많이 발현되는 것으로 알려져 있으며, 가뭄이나 산소부족, 냉해 등 식물에게 스트레스가 되는 요인들에 의하여 활발하게 생산되므로 스트레스 호르몬으로 불리기도 한다.
에틸렌(
Figure 112017108781760-pat00001
)의 주요한 물리적 성질로서, 하나의 분자당 2개의 탄소(C)원자와 4개의 수소(H)원자가 결합하여 형성되므로 분자량이 28.03g/mol, 밀도가 1.26/10³g/cm³로서 공기보다 가벼운 특성이 있으며, 끓는점이 -103℃ 정도로 상온에서는 항상 기체로 존재한다. 화학적 성질로서 산화되어 아세트알데하이드를 생성하거나 산화 에틸렌을 생성할 수 있으며, 특히 물과 반응시에는 에탄올이 생산될 수 있다.
식물 호르몬으로서 에틸렌은 0.1ppm의 낮은 농도에서도 식물의 성장과 발생에 중요한 영향을 끼치는 물질이기에 과일을 재배하는 농가에 있어서는 양날의 검과 같은 존재이다. 적절 양의 에틸렌은 잘 활용하는 경우 과일의 성숙도를 향상시켜 더욱 먹음직스러운 과일을 생산하도록 보조하는 기능을 수행할 수도 있으나, 과도한 에틸렌의 농도는 밀폐된 장소에서 보관중인 과일들을 상하게 하는 부작용의 원인이 될 수 있다.
이러한 이유로 과일과 같은 농작물의 보관과 관련하여 에틸렌의 농도를 적절하게 유지하기 위한 에틸렌 제거장치와 관련된 다수의 선행기술문헌들이 이미 제안된 바 있다.
그 중 하나의 기술로서 일본 등록특허 제3,819,167호의 "방출 유기 가스의 분해 처리 및 살균 작용에 의한 저장 신선 농산물의 선도 유지 장치 및 그 장치를 이용한 저장고"(2006. 6. 23. 등록, 이하 '선행기술문헌 1'이라 한다)가 제안된 바 있다.
상기 선행기술문헌 1은 양 전극 간에 부유 전극을 설치하여 불꽃방전을 바탕으로 플라즈마를 발생시키고, 송기수단을 가동함으로써 공기가 순환되어 에틸렌 가스의 분해 처리 및 살균 작용을 실현함으로써 저장고의 신선도를 유지하는 기술사상을 개시하고 있다.
그러나 상기 선행기술문헌 1은 플라즈마를 발생하기 위하여 양 전극 간에 부유 전극을 설치하여 이를 불꽃방전하는 기술을 사용함에 따라 효율이 떨어지고, 화재의 위험이 존재하는 한계가 있었다.
또 다른 기술로서 대한민국 등록특허 제1,694,113호의 "에틸렌 처리장치 및 이를 이용한 에틸렌 처리방법"(2017. 1. 3. 등록, 이하 '선행기술문헌 2'라 한다)이 제안된 바 있다.
상기 선행기술문헌 2는 전극부를 이용한 방전을 바탕으로 플라즈마를 발생시키되, 촉매가 담지된 흡착제를 추가적으로 구비하여 에틸렌 제거와 미생물의 멸균의 목적을 함께 달성할 수 있도록 하는 기술사상을 제안하고 있다. 그러나 상기 선행기술문헌 2도 여전히 플라즈마를 발생함에 있어 전극부의 방전 기술을 사용하는 기술적 한계가 있었다.
특히, 상기 선행기술문헌 1과 2는 에틸렌을 제거하기 위한 공기 순환 구조를 형성함에 있어서 공기와 에틸렌의 상대적인 밀도차는 물론 공기의 방전에 의하여 발생된 플라즈마의 밀도도 전혀 고려하지 않아 에틸렌 제거의 효율성이 저하될 수 밖에 없었다.
또한, 선행기술문헌들은 공기 상태를 측정하고, 이를 바탕으로 에틸렌 제거에 가장 유리한 조건으로 환경을 가변 적용함이 없이 획일적인 조건에서 반복적인 플라즈마 생산만을 수행하는 장치만 제안한 한계가 있었다.
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 진공 자외선(VUV)을 이용하여 플라즈마를 생성하여 연속적이고 안정적으로 에틸렌을 분해할 수 있으며, 에틸렌과 공기의 밀도차는 물론 플라즈마의 분자량을 고려하여 효율적인 공기 순환 구조를 형성하고, 케이스의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지함과 동시에 사용자가 진공 자외선에 노출되는 것을 예방하면서도 연속적인 공기 순환 구조가 가능하도록 하며, 공기 상태를 실시간으로 체크할 수 있고, 이를 바탕으로 가장 이상적인 조건에서 에틸렌 제거가 이루어질 수 있도록 가동 조건을 제어할 수 있는 에틸렌 제거장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 목적을 달성하기 위해 본 발명의 에틸렌 제거장치(D)는, 하면에는 유입구(11)가 형성되고, 상면에는 유출구(12)가 형성되며 전체적으로 밀폐된 형상을 지니는 케이스(10); 상기 케이스(10)의 내부에 구비되어 진공 자외선(Vacuum UV)을 발생시키는 VUV 발생부(20); 상기 케이스(10)의 내부에 구비되되, 상기 VUV 발생부(20)의 상부와 상기 유출구(12)의 하부 사이에 구비되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도하는 유도팬(31)을 포함하는 공기유도부(30); 상기 케이스(10)의 하부에는 유입구(11)로 공기 흐름이 유도되도록 형성되는 복수의 스페이서(40); 및 상기 케이스(10)의 상부에는 유출구(12)로 노출되는 진공 자외선(VUV)이 차단되도록 형성되는 커버부(50);를 포함하되, 상기 커버부(50)는 공기가 유출될 수 있도록 간격재(51)에 의하여 상기 유출구(12)로부터 일정 간격 이격되게 형성되는 것을 특징으로 한다.
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또한, 상기 케이스(10)의 유출구(12)는 복수의 유출공(12a)으로 형성되고, 상기 커버부(50)에는 상기 유출공(12a)의 대응되는 위치에 복수의 커버 유출공(52)이 형성되어 공기의 흐름이 연속되도록 형성될 수 있다.
또한, 상기 케이스(10)의 내부에는 상기 VUV 발생부(20)를 에워싸되, 상부 개방공(61)과 하부 개방공(62)이 형성된 공기통로(60)가 형성되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도할 수 있다.
또한, 상기 케이스(10)의 유입공(11)으로 유도되는 공기 상태를 측정하는 센서부(70); 및 상기 센서부(70)가 측정한 공기 상태 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절하거나, 상기 공기유도부(30)의 회전 속도를 조절하는 제어부(80);를 포함할 수 있다.
또한, 상기 센서부(70)는 공기 중의 에틸렌 농도를 측정하는 에틸렌 측정기(71)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 에틸렌 농도 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절할 수 있다.
또한, 상기 센서부(70)는 공기 온도를 측정하는 온도 측정기(72)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 미리 입력된 공기 상태에 따른 진공 자외선(VUV) 파장 범위 및 공기유도부(30)의 회전 속도에 대한 데이터베이스(81)를 포함하여 상기 센서부(70)가 측정한 에틸렌 농도 및 온도 정보를 바탕으로, 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위 및 공기유도부(30)의 회전 속도를 조절할 수 있다.
그리고 상기 센서부(70)는 공기 중의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 측정기(73)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 이산화탄소 농도 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절할 수 있다.
상기한 해결수단에 의해 본 발명의 에틸렌 제거장치는, 케이스의 내부에 구비되는 VUV 발생부가 진공 자외선(Vacuum UV)을 발생시켜 공기 중의 수증기와 산소를 분해하여 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마가 에틸렌 분자를 이산화탄소와 물로 연속적으로 분해함으로써 에틸렌 제거의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 VUV 발생부가 발생시키는 진공 자외선은 방전 방식에 비하여 안정적이어서 화재의 위험성을 미연에 방지할 수 있다.
나아가, 상기 케이스를 밀폐형으로 형성하되, 하면과 상면에 각각 유입구와 유출구가 형성되도록 하여 상대적으로 밀도가 높은 공기가 상부로 순환하면서 플라즈마를 생성하고, 생성된 플라즈마가 상부에 부유하는 에틸렌과 반응하여 에틸렌을 분해함으로써 효율적인 공기 순환 구조를 형성함과 동시에 연속적인 분해가 가능하도록 한다.
뿐만 아니라, 케이스의 상부에는 커버부가 구비되어 케이스의 내부로 이물질이 유입되는 것을 방지함과 동시에 사용자가 진공 자외선에 노출되는 것을 예방할 수 있다.
이때, 커버부가 공기 순환을 방해하지 않도록 하부에 간격재를 형성하여 연속적인 공기 순환 구조가 유지될 수 있다.
또한, VUV 발생부를 에워싸도록 상,하부 개방공이 형성된 공기통로를 형성하여 하부에서 상부로의 보다 안정적인 공기 흐름을 형성할 수 있다.
한편, 본 발명의 에틸렌 제거장치는 센서부를 바탕으로 에틸렌 농도나 온도와 같은 공기 상태를 실시간으로 체크할 수 있고, 이를 바탕으로 가장 이상적인 조건에서 에틸렌 제거가 이루어질 수 있도록 VUV 발생부와 공기유도부의 가동 조건을 제어할 수 있다.
그리고 센서부가 이산화탄소의 농도를 측정함으로써 에틸렌의 상대적인 농도를 예측함은 물론 과실의 숙성도를 효과적으로 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 에틸렌 제거장치는 에틸렌의 제거에만 한정되지 않고, 공기를 오염시키는 각종 유,무기성분, 이물질, 곰팡이 등의 미생물을 효과적으로 정제, 소독, 살균할 수 있는 추가적인 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치를 도시한 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치를 도시한 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치의 공기 순환 구조를 도시한 개념도.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치의 디스플레이부를 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치의 작동원리를 도시한 블록도.
이하에서는 도면을 바탕으로 본 발명에 따른 에틸렌 제거장치(D)의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 에틸렌 제거장치(D)의 전체적인 형상을 도시한 사시도로, 전체적으로 밀폐된 형상을 지니는 케이스(10)와 상기 케이스(10)의 내부에 구비되는 진공 자외선(Vacuum UV, VUV)을 발생시키는 VUV 발생부(20) 및 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도하는 공기유도부(30)를 포함한다.
상기 VUV 발생부(20)가 발생시키는 진공 자외선(Vacuum UV, VUV)은 10 내지 200nm 범위의 파장을 지니는 자외선으로 파장 범위 10 내지 121nm의 극자외선(EUV)를 포함할 수 있으나, 많은 부분 122 내지 200nm의 원자외선(FUV)를 발생시킨다. 본 발명의 VUV 발생부(20)은 바람직하게는 100 내지 200nm의 파장 범위를 발생시킬 수 있다.
상기 진공 자외선(Vacuum UV, VUV)은 X선 보다는 낮은 주파수를 지니는 파장 범위로 대기 중의 산소에 강력하게 흡수되는 특성이 있지만 150 내지 200nm의 파장 범위에서는 질소를 통해 전파될 수 있는 특징이 있다.
상기 진공 자외선은 공기 중에 존재하는 산소와 수증기 분자를 해리하여
Figure 112017108781760-pat00002
,
Figure 112017108781760-pat00003
,
Figure 112017108781760-pat00004
,
Figure 112017108781760-pat00005
,
Figure 112017108781760-pat00006
,
Figure 112017108781760-pat00007
,
Figure 112017108781760-pat00008
,
Figure 112017108781760-pat00009
등의 플라즈마를 생성한다. 뿐만 아니라, 진공 자외선 자체도 순환 공기 중에 존재하는 각종 바이러스, 박테리아, 곰팡이, 악취 등을 일차적으로 제거할 수 있다.
한편, 진공 자외선에 의하여 형성된 플라즈마는 공기 중의 각종 바이러스, 박테리아, 곰팡이의 단백질 세포층과 반응함은 물론 에틸렌과 같은 유해 가스와도 반응하여 이를 분해 제거하게 된다.
특히, 에틸렌(
Figure 112017108781760-pat00010
)은 광해리에 의하여 형성된 하이드록실 라디칼(
Figure 112017108781760-pat00011
)과 다음과 같은 화학반응식에 의하여 분해될 수 있다.
Figure 112017108781760-pat00012
나아가, 유해물질이 분해 제거된 이후에도 그 결과물로서 추가적으로 하이드록실 라디칼이 증산될 수 있으며, 이는 더욱 활발한 연쇄 분해작용을 일으키게 된다.
상술한 바와 같이 본 발명의 에틸렌 제거장치(D)가 다루는 유해물질은 공기 중의 바이러스, 박테리아, 곰팡이는 물론 각종 유해 가스를 포함한다. 다만, 유해 가스 중에서도 주요한 제거 대상이 되는 에틸렌은 분자량이 28.03g/mol, 밀도가 1.26/10³g/cm³로서 공기보다 가벼운 특성이 있으며, 끓는점이 -103℃ 정도로 상온에서는 항상 기체로 존재한다.
즉, 에틸렌은 공기보다는 상대적으로 상부에서 부유하는 특성이 있으며, 에틸렌을 분해하여 제거하기 위해서는 진공 자외선에 의하여 생성되는 플라즈마가 상부로 공급되는 것이 바람직하다.
따라서, 본 발명의 에틸렌 제거장치(D)에 있어서, 상기 케이스(10)는 전체적으로 밀폐된 형상을 지니되, 상기 케이스(10)의 하면에는 유입구(11)가 형성되어 수증기와 산소 분자를 포함하는 공기를 공급하고, 상면에는 유출구(12)가 형성되어 수증기와 산소 분자가 분해되어 생성되는 다량의 플라즈마가 공급될 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 VUV 발생부(20)는 케이스(10)의 내부에 구비되어 진공 자외선(Vacuum UV, VUV)을 발생시키는 것으로, 진공 자외선은 장기간 노출시 인체에 각종 피부질환과 피부병을 유발할 수 있고, 특히 육안에 노출시 각종 질환의 위험성이 있으므로 상기 케이스(10)의 내부에 구비되어 외부로 노출되지 않도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 공기유도부(30)는 상기 케이스(10)의 내부에 구비되는 유도팬(31)을 포함할 수 있으며, 상기 유도팬(31)은 상기 VUV 발생부(20)의 상부와 상기 유출구(12)의 하부 사이에 구비되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도한다.
이로써, 공기는 케이스(10)의 하면에 형성된 유입구(11)를 바탕으로 유입되고, 상기 VUV 발생부(20)에 의하여 다량의 플라즈마를 생성하게 되고, 플라즈마를 포함한 공기가 케이스(10)의 상면에 형성된 유출구(12)를 통해 유출될 수 있어 연속적인 공기 순환 구조를 형성할 수 있으며, 생성된 플라즈마가 에틸렌 분자를 이산화탄소와 물로 연속적으로 분해함으로써 에틸렌 제거의 효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 상기 VUV 발생부(20)가 발생시키는 진공 자외선은 방전 방식에 비하여 안정적이어서 화재의 위험성을 미연에 방지할 수 있는 추가적인 이점이 있다.
다만, 상기 VUV 발생부(20)에 의하여 발생되는 진공 자외선이 외부로 노출되는 것을 방지하기 위하여 상기 유출구(12)는 상부 일측으로 어긋나게 위치하는 것이 바람직하며, 이를 위하여 상기 공기유도부(30)의 유도팬(31)도 유출구(12)의 위치에 대응되도록 상부 일측으로 어긋나게 위치하는 것이 바람직하다.
나아가, 도 2 및 도 3에 도시된 바와 같이 상기 공기유도부(30)는 케이스(10)의 하면에 형성된 유입구(11) 상부에 보조유도팬(32)이 구비될 수 있다. 상기 보조유도팬(32)은 케이스(10) 외부에 존재하는 공기를 상기 유입구(11)로 유도하는 역할을 수행하는 것으로, 상기 유도팬(31)의 공기 순환기능을 보조하도록 기능할 수 있다.
한편, 상기 케이스(10)의 하부에는 유입구(11)로 공기 흐름이 유도되도록 복수의 스페이서(40)가 형성될 수 있다.
상기 케이스(10)는 다양한 밀폐형 구조로 제작될 수 있으나, 상면과 하면이 형성되어 상기 유출구(12)와 유입구(11)가 형성되도록 제작하는 것이 바람직하다.
이 경우, 하면에 형성된 유입구(11)는 공기가 유입되는 것이 방해받지 않도록 지지면으로부터 일정 간격 이격되도록 지지하는 스페이서(40)가 형성되는 것이 바람직하다.
상기 스페이서(40)를 바탕으로 지지면과 케이스(10)의 하면에 형성된 유입구(11)간에 이격된 공간이 형성될 수 있고, 이를 바탕으로 공기의 유입이 효과적으로 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 상기 케이스(10)의 상부에는 유출구(12)로 노출되는 진공 자외선(VUV)이 차단되도록 커버부(50)가 형성될 수 있다. 상술한 바와 같이 유출구(12)는 VUV 생성부(20)를 통해서 생성된 다량의 플라즈마를 포함한 공기가 유출되는 구성이나, 자칫 상기 VUV 생성부(20)를 통해서 노출된 진공 자외선이 인체에 유해한 영향을 미칠 수 있으므로, 상기 커버부(50)를 형성함으로써 간접적으로 진공 자외선을 차단할 수 있다.
다만, 상기 커버부(50)가 연속적인 공기 순환 구조를 저해하지 않도록 구비되어야 하므로, 공기가 유출될 수 있도록 간격재(51)에 의하여 상기 유출구(12)로부터 일정 간격 이격되게 형성될 수 있다. 이로써, 간격재(51)에 의하여 유출구(12)와 커버부(50) 사이에 개방된 공간이 형성되고, 상기 개방된 공간을 바탕으로 공기의 연속적인 순환 구조가 이루어지도록 한다.
이때, 상기 케이스(10)의 유출구(12)는 복수의 유출공(12a)으로 형성되고, 상기 커버부(50)에는 상기 유출공(12a)의 대응되는 위치에 복수의 커버 유출공(52)이 형성되어 공기의 흐름이 연속되도록 형성할 수 있다.
복수로 구성되는 유출공(12a)을 바탕으로 유출구(12)를 형성함으로써 공기의 순환은 가능토록 하면서도 진공 자외선의 노출을 최소화할 수 있다. 다만, 상기 간격재(51)를 바탕으로 상기 커버부(50)와 유출구(12) 사이에 형성되는 개방된 공간을 바탕으로 연속적인 공기 흐름을 형성할 수도 있으나, 추가적으로 상기 복수의 유출공(12)으로 유출되는 공기가 상기 커버부(50)에 형성된 커버 유출공(52)을 바탕으로 연속적인 유출이 가능하도록 제작할 수 있다. 이로써, 보다 연속적이면서도 안정적인 공기 배출을 유도할 수 있다.
또한, 상기 유입구(11)도 복수의 유입공(11a)으로 형성되어 공기의 유입을 허용하면서도 불필요한 이물질의 유입을 방지할 수 있다.
한편, 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이 상기 케이스(10)의 내부에는 상기 VUV 발생부(20)를 에워싸되, 상부 개방공(61)과 하부 개방공(62)이 형성된 공기통로(60)가 형성되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도할 수 있다.
상기 공기통로(60)는 측면이 밀폐된 형상을 지니는 것으로, 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선을 1차적으로 차단하고, 다만 상,하부 개방공(61)(62)에 의하여 공기의 흐름이 이루어질 수 있다.
상기 공기통로(60)는 하부에서 상부로 순환하는 공기의 흐름을 더욱 가속화시킬 수 있고, 이를 바탕으로 안정적이고 연속적인 공기의 순환 구조가 이루어질 수 있다. 더욱이나, 상기 공기통로(60)는 상,하부에 형성된 상부 개방공(61) 및 하부 개방공(62)과 상기 케이스(10)의 하면과 상면에 각각 형성된 유입공(11)과 유출공(12)과의 유기적 결합관계를 바탕으로 연속적인 공기의 순환 구조를 형성하게 된다.
한편, 도 6에 도시된 바와 같이 본 발명의 에틸렌 제거장치(D)는 상기 케이스(10)의 유입공(11)으로 유도되는 공기 상태를 측정하는 센서부(70)와, 상기 센서부(70)가 측정한 공기 상태 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절하거나, 상기 공기유도부(30)의 회전 속도를 조절하는 제어부(80)를 포함할 수 있다.
상기 센서부(70)의 위치는 케이스(10) 내,외부의 특정 위치로 한정되지 않고 다양하게 설계변경이 가능하나, 유입구(11)를 통하여 유입되는 공기 상태를 측정하는 것이 보다 정확한 공기의 상태를 파악할 수 있으므로 VUV 발생부(20)의 하부에 위치하는 것이 바람직하며, 보다 바람직하게는 유입구(11)에 인접하여 위치할 수 있다.
상기 센서부(70)가 측정하는 공기 상태 정보는 공기 중의 에틸렌 농도, 공기의 온도 그 밖에 에틸렌이 분해함에 따라 생성되는 이산화탄소나 수증기 일 수 있으나, 그 밖에도 본 발명의 에틸렌 제거장치(D)가 적용되는 산업분야에 따라서는 세포벽을 형성하는 단백질의 분해에 따른 질소 산화물일 수도 있다.
상기 제어부(80)는 공기유도부(30)를 구성하는 유도팬(31)의 회전 속도(rpm)를 조절할 수 있으며, 그 밖에도 VUV 발생부(20)로부터 발생되는 진공 자외선의 파장 범위일 수도 있다.
또한, 공기유도부(30)가 유도팬(31)과 보조유도팬(32)을 포함하는 경우, 상기 유도팬(31)의 회전 속도는 물론, 상기 보조유도팬(32)의 회전 속도도 아울러 함께 조절할 수 있다.
상기 제어부(80)는 사용자의 수작업에 의하여 조절될 수 있다. 예컨데, 상기 센서부(70)를 통하여 얻어지는 공기 상태 정보를 바탕으로, 온도가 높거나 에틸렌 농도가 높은 경우, 상기 공기유도부(30)의 유도팬(31)의 회전 속도(rpm)를 높이므로써 보다 적극적인 공기 순환 구조를 유도할 수 있으며, 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선의 파장 범위를 조절할 수도 있다.
뿐만 아니라, 상기 제어부(80)는 센서부(70)로부터 전달되는 공기 상태 정보를 바탕으로 자동으로 VUV 발생부(20)나 공기유도부(30)의 작동 상태를 조절할 수 있다.
즉, 사용자는 공기 상태를 실시간으로 체크할 수 있고, 이를 바탕으로 자동이나 수동으로 가장 이상적인 조건에서 에틸렌 제거가 이루어질 수 있도록 VUV 발생부(20)와 공기유도부(30)의 가동 조건을 제어할 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이 상기 센서부(70)가 측정하는 공기 상태 정보와 제어부(80)가 조절하는 진공 자외선의 파장 범위 또는 공기유도부(30)의 회전 속도는 실시간으로 디스플레이부(90)를 통하여 표시할 수 있다. 상기 디스플레이부(90)는 케이스(10)의 일측 외부에 노출되도록 구비될 수 있다.
일 실시예로서, 상기 센서부(70)는 공기 중의 에틸렌 농도를 측정하는 에틸렌 측정기(71)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 에틸렌 농도 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절할 수 있다.
본 발명의 에틸렌 제거장치(D)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)은 100 내지 200nm의 파장 범위를 가지는 것으로 단파장일 수록 높은 에너지를 지니는 특성을 지니는 바, 공기 중의 에틸렌의 농도가 높다면 발생되는 진공 자외선의 파장 범위를 짧게 하여 높은 에너지를 발생시켜 플라즈마의 생성도를 향상시킬 수 있다.
다만, 지나치게 낮은 파장 범위를 설정하는 경우 케이스(10)의 외부로 노출되는 진공 자외선에 의하여 전력 소모가 증가되고, 기타 사용자의 인체 손상 등 부작용이 발생될 수 있으므로 적정 범위로 조절하는 것이 바람직하다.
따라서, 공기 중의 에틸렌 농도가 비교적 낮다면 진공 자외선의 파장 범위를 상대적으로 길게 유지함으로써, 적정 수준의 플라즈마의 생성도를 확보하고, 불필요한 전력 소모를 방지하고, 인체에 유해한 진공 자외선의 노출을 줄이는 것이 바람직하다.
다른 실시예로, 상기 센서부(70)는 공기 온도를 측정하는 온도 측정기(72)를 포함할 수 있다.
또한, 상기 제어부(80)는 미리 입력된 공기 상태에 따른 진공 자외선(VUV) 파장 범위 및 공기유도부(30)의 회전 속도에 대한 데이터베이스(81)를 포함하여 상기 센서부(70)가 측정한 에틸렌 농도 및 온도 정보를 바탕으로, 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위 및 공기유도부(30)의 회전 속도를 조절할 수 있다.
상기 테이터베이스(81)는 사용자가 에틸렌 제거장치(D)가 구비되는 공간의 평수에 대응되도록 적정하게 수정할 수 있으며, 제어부(80)는 데이터베이스(81)에 미리 저장된 공기 상태 정보와 그에 따른 VUV 발생부(20) 및 공기유도부(30)의 가동 조건을 자동으로 조절할 수 있다.
이로써, 본 발명의 에틸렌 제거장치(D)는 단순히 에틸렌 농도에서 더 나아가 온도까지 함께 유기적으로 고려하되, 그에 따른 최적의 VUV 발생부(20) 및 공기유도부(30)의 가동 조건을 부합시킴으로써 최적의 효율을 꾀할 수 있다.
한편, 본 발명의 상기 센서부(70)는 공기 중의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 측정기(73)를 포함할 수 있다. 이산화탄소는 에틸렌이 플라즈마와 반응하여 분해되는 생성되는 산물로서, 공기 중에는 이미 소량의 이산화탄소가 포함되어 있으므로 통상적인 이산화탄소 농도와의 차이에 해당하는 만큼 에틸렌이 분해된 것으로 판단할 수 있다.
다만, 상기 이산화탄소는 에틸렌과는 반대로 식물의 성숙과 노화를 상대적으로 낮추는 기능을 수행하는 것으로 알려져 있다. 따라서, 공기 중의 이산화탄소 농도를 측정함으로써, 에틸렌의 분해 정도를 판단할 수 있음은 물론 적극적으로 과일의 보관 기간이 연장될 수 있도록 제어하는 기능도 함께 수행할 수 있다.
따라서, 본 발명의 상기 제어부(80)는 상술한 바와 같이 이산화탄소 농도 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절함으로써, 에틸렌의 제거 효율을 제어할 수 있음은 물론 더 나아가서는 과일의 보관 기간을 간접적으로 제어할 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명에 따른 에틸렌 제거장치(D)는 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양하게 변경하여 실시할 수 있는 범위까지 청구범위의 보호범위에 속하는 것으로 보아야 할 것이다.
D:에틸렌 제거장치 10:케이스
11:유입구 12:유출구
12a:유출공 20:VUV 발생부
30:공기유도부 31:유도팬
32:보조유도팬 40:스페이서
50:커버부 51:간격재
52:커버 유출공 60:공기통로
61:상부 개방공 62:하부 개방공
70:센서부 71:에틸렌 측정기
72:온도 측정기 73:이산화탄소 측정기
80:제어부 81:데이터베이스
90:디스플레이부

Claims (9)

  1. 하면에는 유입구(11)가 형성되고, 상면에는 유출구(12)가 형성되며 전체적으로 밀폐된 형상을 지니는 케이스(10);
    상기 케이스(10)의 내부에 구비되어 진공 자외선(Vacuum UV)을 발생시키는 VUV 발생부(20);
    상기 케이스(10)의 내부에 구비되되, 상기 VUV 발생부(20)의 상부와 상기 유출구(12)의 하부 사이에 구비되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도하는 유도팬(31)을 포함하는 공기유도부(30);
    상기 케이스(10)의 하부에는 유입구(11)로 공기 흐름이 유도되도록 형성되는 복수의 스페이서(40); 및
    상기 케이스(10)의 상부에는 유출구(12)로 노출되는 진공 자외선(VUV)이 차단되도록 형성되는 커버부(50);를 포함하되,
    상기 커버부(50)는 공기가 유출될 수 있도록 간격재(51)에 의하여 상기 유출구(12)로부터 일정 간격 이격되게 형성되는 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(10)의 유출구(12)는 복수의 유출공(12a)으로 형성되고, 상기 커버부(50)에는 상기 유출공(12a)의 대응되는 위치에 복수의 커버 유출공(52)이 형성되어 공기의 흐름이 연속되도록 형성된 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(10)의 내부에는 상기 VUV 발생부(20)를 에워싸되, 상부 개방공(61)과 하부 개방공(62)이 형성된 공기통로(60)가 형성되어 하부에서 상부로의 공기 흐름을 유도하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 케이스(10)의 유입공(11)으로 유도되는 공기 상태를 측정하는 센서부(70); 및
    상기 센서부(70)가 측정한 공기 상태 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절하거나, 상기 공기유도부(30)의 회전 속도를 조절하는 제어부(80);
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 센서부(70)는 공기 중의 에틸렌 농도를 측정하는 에틸렌 측정기(71)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 에틸렌 농도 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 센서부(70)는 공기 온도를 측정하는 온도 측정기(72)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 미리 입력된 공기 상태에 따른 진공 자외선(VUV) 파장 범위 및 공기유도부(30)의 회전 속도에 대한 데이터베이스(81)를 포함하여 상기 센서부(70)가 측정한 에틸렌 농도 및 온도 정보를 바탕으로, 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위 및 공기유도부(30)의 회전 속도를 조절하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
  9. 제6항에 있어서,
    상기 센서부(70)는 공기 중의 이산화탄소 농도를 측정하는 이산화탄소 측정기(73)를 포함하고, 상기 제어부(80)는 이산화탄소 농도 정보를 바탕으로 상기 VUV 발생부(20)에서 발생되는 진공 자외선(VUV)의 파장 범위를 조절하는 것을 특징으로 하는 에틸렌 제거장치.
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