KR102116381B1 - 다중이용시설용 습식공기정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 기체를 유입하기 위한 1개 이상의 기체유입홀을 포함하는 기체유입부,
상기 유입된 기체를 정화하기 위한 1개 이상의 정화수단을 포함하는 공기정화부, 상기 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체를 저장하는 액체저장탱크, 상기 액체저장탱크에 저장된 액체를 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체이송펌프 및 정화된 기체를 배출하기 위한 기체배출홀을 포함하는 기체배출부를 포함하는 습식공기정화장치에 관한 것이다.

Description

다중이용시설용 습식공기정화장치 {Wet air purification system for Public use facilities}

본 발명은 개방된 야외공간이나 지하역사 등의 다중이용시설에서 대규모로 공기 내 포함된 오염물질(분진, 미세먼지, 미생물 등)을 처리하는 습식공기정화장치에 관한 것이다. 흡입팬을 통해 공기를 흡입하고 흡착액을 공기에 분무하고 흡착액이 도포된 흡착포에 공기를 접촉시켜 오염물질을 제거하는 습식공기정화장치에 관한 것이다.

미세먼지가 큰 환경문제로 대두되면서 국민들의 건강에 대한 우려와 관심이 급증되면서 사람들이 주로 생활하는 가정집이나 사무실 등에는 필터방식의 공기정화장치(공기청정기)를 설치하는 등 미세먼지를 저감하는 데 노력을 기울이고 있다. 가정용 공기정화장치 기술을 살펴보면 대부분이 HEPA(High Efficiency Particulate Air) 필터를 사용하여 0.3㎛ 이상의 크기를 미세먼지를 높은 효율(99.97%) 제거하는 방식을 사용하고 있다. 하지만 장시간 사용 시 미세먼지와 같은 입자가 필터의 공극을 막게 되며 주기적으로 필터를 교체해 줘야 하는 단점이 있다. 가정집과 같은 작은 공간에서는 필터의 교체주기가 6~12개월로 길어 필터방식이 사용하는 데 적합하다 할 수 있지만, 사람들이 자주 이용하는 다중이용시설(놀이공원 등과 같은 개방된 야외공간이나 지하역사, 쇼핑몰 등 넓은 공간)에서는 처리해야 하는 공기의 양이 가정집과 비교하면 월등히 많으므로 HEPA 필터방식을 사용 시 필터가 단시간에 막히게 되며 교체주기가 빨라 경제성이 맞지 않으며 필터 자체의 조밀성으로 인해 압력강하가 높아 대규모의 공기를 처리하기에는 적합하지 않다. 따라서 다중이용시설의 경우 개방된 야외공간엔 별도의 공기정화장치를 사용하지 않고 있으며 건물 내부 등에는 급기시설에 큰 공극을 가지는 데미스터, 부직포와 같은 필터를 설치하여 대규모의 공기를 처리하고 압력강하를 최소화하지만 크기가 큰 먼지를 제거하는 수준이며 미세먼지와 같은 작은 크기의 입자를 제거하기는 어려운 실정이다. 또한, 공극이 큰 데미스터, 부직포마저 단시간에 막힘 현상이 발생하기 때문에 주기적으로 물을 이용하여 세척을 시행하게 된다. 또 다른 방법으로 전기집진기술을 이용하여 대전 된 전극에 미세먼지가 흡착되는 방식을 사용하고 있지만 이마저도 전극표면에 미세먼지가 달라붙어 효율이 감소하기 때문에 주기적인 청소를 해줘야 한다. 이로 인해 다중이용시설 이용자들은 건강을 위협받고 있으며 이를 해결하기 위해 대용량의 공기를 단시간에 처리하면서 미세먼지와 같은 작은 입자까지 제거할 수 있는 공기정화장치에 대한 수요가 높다.

한국 공개특허 제10-2009-0124453호 한국 등록실용신안 제20-0470792호

본 발명은 처리해야 되는 공기의 양이 많은 다중이용시설에 설치하여 공기 중 다양한 오염물질을 제거하여 깨끗한 공기를 제공하는 장치에 관한 것이다. 이러한 다중이용시설에 사용하기 위해서는 단시간에 많은 공기를 처리할 수 있어야 하며 그러기 위해서는 압력강하가 적어야 하며 다양한 오염물질을 높은 효율로 제거할 뿐만 아니라 경제적이고 추후 유지관리 측면에서 용이해야 한다. 따라서 흡착액 분사장치, 흡착액이 도포되고 공기와 평행하게 배열되어 압력강하가 적은 흡착포, 흡착액과 오염물질의 접촉효율을 높이기 위한 충전물을 이용하고 일정 시간이 지난 후 흡착포는 쉽게 꺼내 세척할 수 있을 뿐만 아니라 흡착액은 지속해서 재순환하여 경제적이고 유지관리 측면이 용이한 장치에 관한 것이다.

상기 선행기술문헌의 경우 다중이용시설에서 흡입된 공기에 물을 이용하여 오염물질을 흡착하여 제거하는 원리를 채택하고 있다. 선행기술문헌의 경우 공기에 지속적으로 흐르는 물을 접촉시켜 공기에 오염물질을 흡착하는 방식을 이용하고 있다. 흐르는 물 방식 또한 물 표면과 접촉하는 일부의 공기에서만 제거가 일어나게 된다.

또 다른 선행기술문헌의 경우 대전된 물을 이용하여 메쉬망에 수막필터를 형성하여 오염물질을 흡착시켜 제거하는 원리를 채택하였으나 본 발명인 다중이용시설용 공기정화장치로 사용하기에는 에너지소모가 크며 공기의 흐름과 수막필터가 직각방향이기 때문에 압력강하에 따라 대용량 공기를 처리하는데 한계점이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에서는 기체를 유입하기 위한 1개 이상의 기체유입홀을 포함하는 기체유입부, 상기 유입된 기체를 정화하기 위한 1개 이상의 정화수단;을 포함하는 공기정화부, 상기 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체를 저장하는 액체저장탱크, 상기 액체저장탱크에 저장된 액체를 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체이송펌프 및 정화된 기체를 배출하기 위한 기체배출홀을 포함하는 기체배출부를 포함하여, 상기기술문헌의 문제점을 해결하는 것에 있다.

또한, 상기 정화수단은 액체분사장치, 흡착포, 충전물을 포함하는 충전물층 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 충전물층의 충전물은 흡착포로 둘러싸여 있을 수 있다.

또한, 상기 액체분사장치는 노즐 및 분무 디스크 중 어느 하나 이상을 1개 이상 포함할 수 있다.

또한, 상기 충전물층 내부의 충전물은 고분자수지 및 플라스틱, 금속 등 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 충전물층 내부의 충전물은 도넛형(Doughnut), 톱-도넛형(saw-doughnut), 구형(sphere-packs), 나선형(heilex), 폴링형(pall ring), 안장형(intalox saddles), 링형(ring) 중 어느 하나 이상의 형태일 수 있다.

또한, 상기 기체배출부는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 기체유입부는 기체를 유입시키기 위해 기체유입홀 내부 및 외부 어느 한 곳 이상에 흡입팬, 블로워 중 어느 하나 이상으로 이루어진 제1기체흡입수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 기체배출부는 기체를 배출시키기 위해 기체배출홀 내부 및 외부 어느 한 곳 이상에 흡입팬, 블로워 중 어느 하나 이상으로 이루어진 기체배출수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 액체는 물 및 점성을 갖는 물질 중 어느 하나 이상일 수 있다.

또한, 상기 공기정화부의 흡착포는 대용량의 공기를 처리할 수 있도록 압력강하가 적고, 기체흐름을 방해하지 않는 구조를 갖을 수 있다.

또한, 상기 흡착포는 표면을 따라 흘러내리는 액체가 흡착포에 부착된 오염물질이 축적되지 않으며, 잦은 주기로 세척이 필요하지 않은 구조를 갖을 수 있다.

또한, 기체유입부 및 상기 기체배출부 중 어느 한 곳 이상에 건식 필터를 추가로 설치 가능할 수 있다.

본 발명에 따른 공기정화장치를 이용하여 다중이용시설을 이용하는 이용자들에게 다량의 공기 중 오염물질(미세먼지, 폼알데히드, 꽃가루, 바이오 미세먼지(박테리아, 바이러스, 곰팡이 등))을 빠른시간 내에 효과적으로 제거하여 깨끗한 공기를 제공하여 건강을 증진할 수 있으며 이를 통해 외출을 꺼려하는 이용자들에게 방문을 유도하여 해당시설 뿐만 아니라 주변시설에 활성화를 기대할 수 있다. 또한, 구조나 구성이 간단하여 초기설치비가 저렴하고 흡착포는 흡착액에 의해 세척되며 흡착액은 지속적으로 순환하여 사용할 수 있으므로 별도의 많은 유지비용이 필요하지 않는다.

도 1은 본 발명인 습식공기정화장치를 나타낸 것이다.
도 2는 흡착액이 공기에 분사장치에 의해 분사되는 모식도이다.
도 3은 흡입된 공기 내의 오염물질이 흡착포에 도포된 흡착액에 흡착되어 제거되는 모식도이다.
도 4는 흡입된 공기 내의 오염물질이 흡착포로 둘러싸이고 흡착액이 도포된 충전물 표면에서 접촉이 일어나 제거되는 모식도이다.
도 5는 흡착포로 둘러싸여 있는 충전물 제작에 관한 도면이다.

본 발명인 습식공기정화장치에 있어서, 기체를 유입하기 위한 1개 이상의 기체유입홀을 포함하는 기체유입부, 상기 유입된 기체를 정화하기 위한 1개 이상의 정화수단;을 포함하는 공기정화부, 상기 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체를 저장하는 액체저장탱크, 상기 액체저장탱크에 저장된 액체를 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체이송펌프 및 정화된 기체를 배출하기 위한 기체배출홀을 포함하는 기체배출부를 포함하고 있다.

상기 정화수단은 액체분사장치, 흡착포, 충전물을 포함하는 충전물층 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있다.

또한, 상기 흡착포는 흡착액이 도포 되어 있을 수 있다.

또한, 상기 흡착포는 유입된 기체의 흐름과 평행하게 배치될 수 있으며, 상기와 같이 평행하게 배치될 경우, 기체의 압력강하를 줄여 대용량의 공기를 처리할 수 있다.

또한, 상기 충전물층의 충전물은 흡착포로 둘러싸여 있을 수 있다.

또한, 상기 액체분사장치는 노즐 및 분무디스크 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 상기 노즐은 기체-액체 복합 복사형 노즐일 수 있다.

또한, 상기 노즐을 통한 액체 분사 방향은 공기의 흐름과 같은 방향부터 반대 방향까지 다양하게 구성될 수 있다.

또한, 상기 노즐의 형태 및 압력, 분무디스크의 회전수 및 분무홀 크기는 액체를 미세하게 분사하기 위해서 조절될 수 있다.

또한, 상기 분무디스크는 축으로 체결되어 회전동력수단에 의해 운전될 수 있으며, 상기 회전동력수단은 모터가 바람직할 수 있으나, 회전동력을 발생시킬 수 있는 것이라면 어느 것이라도 이용될 수 있다.

상기 액체저장탱크에서 이송펌프를 통해 분사되는 액체는 물, 오일, 글레세린 중 어느 하나 이상을 이용할 수 있으나, 물 또는 점성을 갖는 액체라면 어느 것이라도 이용할 수 있다.

또한, 상기 액체저장탱크와 정화수단의 연결은 파이프, 튜브, 주름관 중 어느 하나 이상이 이용될 수 있다.

또한, 상기 충전물층 내부의 충전물은 고분자수지 및 플라스틱, 금속 등 중 어느 하나 이상을 포함할 수 있으며, 도넛형(Doughnut), 톱-도넛형(saw-doughnut), 구형(sphere-packs), 나선형(heilex), 폴링형(pall ring), 안장형(intalox saddles), 링형(ring) 중 어느 하나 이상의 형태일 수 있다.

또한, 기체배출부는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단을 포함할 수 있으며, 상기 수분제거수단으로, 데미스터나 실리카겔, 수분필터가 이용될 수 있다.

또한, 액체저장탱크는 상기 공기정화부에서 분사된 액체가 재사용될 수 있도록 상부가 개방된 형태이거나, 일측면에 1개 이상의 액체유입홀을 포함할 수 있다.

또한, 기체유입부는 기체를 유입시키기 위해 기체유입홀 내부 및 외부 어느 한 곳 이상에 흡입팬, 블로워 중 어느 하나 이상으로 이루어진 제1기체흡입수단(120)을 포함할 수 있으며, 기체배출부는 기체를 배출시키기 위해 기체배출홀 내부 및 외부 어느 한 곳 이상에 흡입팬, 블로워 중 어느 하나 이상으로 이루어진 기체배출수단을 포함할 수 있다.

또한, 상기 기체유입부 및 상기 기체배출부 어느 한 곳 이상에 건식필터를 구비할 수 있다.

또한, 상기 습식공기정화장치의 기체배출부에 공기조화장치를 추가로 연결할 수 있다.

또한, 상기 습식공기정화장치는 다중이용시설 및 가정용 공기청정기에 이용 가능하다.

상기 습식공기정화장치는 급기 설비와 같은 곳에 설치하는 경우 기존 설치된 블로워에 배관을 연결하여 공기정화장치에 오염물질을 포함한 기체를 유입시킬 수 있으며, 흡입된 기체에 포함된 오염물질은 상기 공기정화부의 액체분사장치를 통해 분사된 액체에 의해 1차 접촉이 일어나며, 상기 1차 접촉을 통해 오염물질을 1차 제거할 수 있다.

상기 1차 제거된 기체가 흡착포 사이를 통과하면서 2차 접촉을 통해 오염물질의 2차 제거가 진행된다.

상기 분사된 액체가 1차 제거에 이용된 후 중력에 의해 흡착포 사이로 이동하게 되면서 상기 흡착포의 표면을 따라 도포하는 형태로 흘러내리게 되는데, 상기 2차 제거를 통해 흡착포 표면에 흡착된 오염물질과 같이 흘러내리는 효과가 있고, 추가로 충전물충을 지나 액체저장탱크에 모이게 되어 재사용될 수 있다.

추가로, 상기 흡착포 표면을 따라 흡착된 오염물질과 같이 흘러내리는 효과를 통해, 추가적으로 세척이 필요하지 않거나, 주기적인 세척 횟수를 감소시키는 효과가 있다.

상기 2차 제거를 거친 기체는 충전물로 이루어진 충전물층을 지나면서 충전물 표면에서 3차 제거가 일어나게 된다.

상기 3차 제거까지 지나 정화된 기체를 습식공기정화장치의 내부의 유로를 통해 수분제거장치를 거쳐 외부로 배출되게 된다.

상기 흡착포는 부직포가 이용될 수 있으나, 액체가 스며들거나 표면에 붙어 있을 수 있는 형태라면 어느 것이라도 이용될 수 있다.

또한, 기체유입부 및 상기 기체배출부 중 어느 한 곳 이상에 건식 필터를 추가로 설치 가능할 수 있다.

또한, 상기 습식공기정화장치는 미세먼지 배출 농도를 더 낮추기 위해, 습식, 건식 및 기타 복합 운전이 가능할 수 있다.

1: 습식공기정화장치
100: 기체유입부
110: 기체유입홀
120: 제1기체흡입수단
200: 공기정화부
210; 정화수단
211: 액체분사장치
212: 흡착포
213: 충전물층
300: 액체저장탱크
400: 액체이송펌프
500: 기체배출부
510: 기체배출홀
520: 수분제거수단

Claims (13)

1. 습식공기정화장치(1)에 있어서,
   기체를 유입하기 위한 1개 이상의 기체유입홀(110)을 포함하는 기체유입부(100);
   상기 유입된 기체를 정화하기 위해 액체분사장치(211), 기체의 흐름과 평행하게 배치된 흡착포(212) 및 충전물을 포함하는 충전물층(213)으로 이루어진 정화수단(210);을 1개 이상 포함하는 공기정화부(200);
   상기 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 물 및 점성을 포함하는 물질 중 어느 하나 이상의 액체를 저장하는 액체저장탱크(300);
   상기 액체저장탱크에 저장된 액체를 공기정화부의 정화수단에 공급하기 위한 액체이송펌프(400); 및
   정화된 기체를 배출하기 위한 기체배출홀(510)을 포함하는 기체배출부(500);를 포함하는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,
   상기 충전물층의 충전물은 흡착포로 둘러싸여 있는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
4. 제 1항에 있어서,
   상기 액체분사장치는 노즐 및 분무 디스크 중 어느 하나 이상을 1개 이상 포함하는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
5. 제 1항에 있어서,
   상기 충전물층 내부의 충전물은 고분자수지 및 플라스틱, 금속 등 중 어느 하나 이상을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
6. 제 1항에 있어서,
   상기 충전물층 내부의 충전물은 도넛형(Doughnut), 톱-도넛형(saw-doughnut), 구형(sphere-packs), 나선형(heilex), 폴링형(pall ring), 안장형(intalox saddles), 링형(ring) 중 어느 하나 이상의 형태인 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
7. 제 1항에 있어서,
   상기 기체배출부는 수분을 제거하기 위한 수분제거수단(520)을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
8. 제 1항에 있어서,
   상기 기체유입부는 기체를 유입시키기 위해 기체유입홀 내부 및 외부 어느 한 곳 이상에 흡입팬, 블로워 중 어느 하나 이상으로 이루어진 제1기체흡입수단(120)을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
9. 제 1항에 있어서,
   상기 기체배출부는 기체를 배출시키기 위해 기체배출홀 내부 및 외부 어느 한 곳 이상에 흡입팬, 블로워 중 어느 하나 이상으로 이루어진 기체배출수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
10. 삭제
11. 제 1항에 있어서,
    상기 공기정화부의 흡착포는 대용량의 공기를 처리할 수 있도록 압력강하가 적고, 기체흐름을 방해하지 않는 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
12. 제 1항에 있어서,
    상기 흡착포는 표면을 따라 흘러내리는 액체가 흡착포에 부착된 오염물질이 축적되지 않으며, 잦은 주기로 세척이 필요하지 않은 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
13. 제 1항에 있어서,
    상기 기체유입부 및 상기 기체배출부 중 어느 한 곳 이상에 건식 필터를 추가로 설치 가능한 것을 특징으로 하는 습식공기정화장치.
    

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