KR102123123B1 - 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 플라즈마 기반 라디칼 생성을 통하여 저온창고의 저장식품을 살균하고 그들에서 생성되는 냄새를 제거하여 최적의 상품 저장상태를 유지시켜 주기 위한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치는 저온창고의 출입도어와 내부에 각각 설치되는 도어센서 및 인체센서와, 상기 도어센서 및 인체센서의 입력값과 설정값입력부의 입력값에 따라 연산처리된 플라즈마 발생 제어신호를 드라이버에 출력하는 콘트롤러와, 상기 드라이버에 의해 플라즈마를 발생하는 플라즈마발생기와, 상기 플라즈마발생기에서 발생된 빛의 파장을 TiO₂, Rh, Ag, Ni, Cu에 조사하여 5중 광촉매 산화 반응에 따른 라디칼을 생성하는 라디칼생성기와, 상기 라디칼생성기에서 생성된 라디칼을 집진 필터링후 원거리 송출하는 사이클론발생기로 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치{Deodorization and sterilization control apparatus of low temperature warehouse using radicals}

본 발명은 플라즈마 기반 라디칼 생성을 통하여 저온창고의 저장식품을 살균하고 그들에서 생성되는 냄새를 제거하여 최적의 상품 저장상태를 유지시켜 주기 위한 제어장치에 관한 것으로, 저온 창고의 내부환경을 자체 모니터링하여 탈취 및 살균을 자동수행하고 고장 발생시 고장 개소를 추적하여 알람을 발생하도록 한 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치에 관한 것이다.

일반적으로 저장창고는 창고내에 저장되는 각종 농·축산물, 어패류, 식품, 의약품, 주류, 식물 종자 등의 안전한 보관과 신선도 유지를 위해 해당 저장상품을 장기 저온보관하는데 필요한 냉각장치가 마련되고 있으며, 각각의 저장제품 별로 최적의 저장온도를 선택하고 유지하기 위한 온도조절기가 마련되고 있다.

이러한 저온 저장창고에서는 내부 공기의 흐름이 매우 중요하다. 내부공기의 흐름이 원활하지 못하면 저장된 상품의 장기간 신선도 유지에 어려움이 따르게 되므로 저온 저장창고 설계시 내부 공기 흐름에 많은 고려가 따르게 된다.

보통, 저온 저장창고의 구조는 높이에 관계없이 창고의 바닥은 도로의 높이와 거의 같고 냉장장치는 창고의 상단부에 설치되며 환풍기 역시 창고의 상단부에 설치되어 자연환기 되도록 구성되고 있다. 이때, 냉장장치는 냉각효율을 고려하여 저온 창고의 내부에 설치하는 것이 일반적인데, 이 경우 내부 냉각공기의 자연순환을 통해 창고내 냉각 분포가 일정하게 유지하는 것은 쉬운일이 아니다.

가령, 냉장장치에서 발생하는 찬공기는 하강하게 되므로 창고의 아랫 부분의 온도는 낮고 그의 윗 부분의 온도는 높아져서 창고의 아랫 부분의 영역에서 결로현상이 일어나 습기가 발생하게 된다.

발생된 습기는 저장상품의 변질 속도를 촉진시켜 부패가 빠르게 진행시키게 되고, 이와는 반대로, 창고 상부측 영역에 적재된 저장 제품에서는 높은 주위온도에 기인하여 조기 건조 및 탈수 현상을 일으키게 된다.

위와 같은 문제점은 찬공기와 더운공기의 대류현상이 아주 느리게 발생하여 전체적으로 같은 온도와 같은 습도를 유지할 수 없으며, 대류를 강하게 강제하더라도 저장물의 바닥면 까지는 유통하지 못하여 저장물의 하부 지역은 변질의 속도가 높아질 뿐만아니라, 강한 대류 유도에 따른 강 송풍에 의해 저장상품이 손상시키는 문제가 나타나게 된다.

한편, 저온 저장창고에 저장되는 상품들이 야채나 해산물 또는 과일과 같은 신선 식품들인 경우 저장창고내 온도가 지극히 낮은 온도가 아니므로 각종 세균의 번식가능성이 높고 또한 각종 세균들의 번식에 의해 다양한 종류의 악취가 쉽게 생성된다.

저장창고내에서의 세균번식에 따른 저장상품의 변질과 악취를 제거하기 위해서는 창고 저장수량에 관련된 일정 주기로 환풍 및 살균소독을 실시해야 하는데, 저장상품에 대한 살균소독의 경우 인체에 미치는 영향을 무시할 수 없고 빈번한 환풍을 실시할 경우 환풍에 따른 창고내 온도조건의 변화로 저장상품의 변질을 초래할 수 있고 또한 저온 저장창고의 정상 온도유지에도 많은 비용이 소요되게 된다.

본 발명은 위와 같은 종래 저온창고에서의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 플라즈마 기반 라디칼 생성을 통하여 저온창고의 저장식품을 살균하고 그들에서 생성되는 냄새를 제거하여 최적의 상품 저장상태를 유지시켜 주며 저온 창고의 고장 발생시 고장 개소를 추적하여 알람을 발생하도록 한 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치를 제공하는 데 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치는 저온창고의 출입도어와 내부에 각각 설치되는 도어센서 및 인체센서와, 상기 도어센서 및 인체센서의 입력값과 설정값입력부의 입력값에 따라 연산처리된 플라즈마 발생 제어신호를 드라이버에 출력하는 콘트롤러와, 상기 드라이버에 의해 플라즈마를 발생하는 플라즈마발생기와, 상기 플라즈마발생기에서 발생된 빛의 파장을 TiO₂, Rh, Ag, Ni, Cu에 조사하여 5중 광촉매 산화 반응에 따른 라디칼을 생성하는 라디칼생성기와, 상기 라디칼생성기에서 생성된 라디칼을 집진 필터링후 원거리 송출하는 사이클론발생기로 구성된 것을 특징으로 한다.

본 발명은 플라즈마 빔 파장을 TiO2 등의 광촉매물질에 조사하는 것으로 라디칼을 생성하고 이를 송풍팬을 이용하여 저온창고내의 대기중에 휘산시키게 되므로 넓은 범위에 걸쳐서 효율적으로 창고내 탈취 및 살균을 실시할 수 있다.

이와 같은 라디칼 송풍방식의 저온창고 살균 및 탈취 기술은 기존의 공기 흡입을 통한 살균 및 탈취 방식에서 나타나는 흡입필터내 흡착세균 문제를 해소할 수 있어 살균 효과를 높일 수 있다.

게다가 본 발명의 라디칼 송풍방식은 살균이나 탈취가 필요한 벽면이나 천정 등과 같이 특정 개소에 라디칼을 직접 프로젝트할 수 있어 살균타겟 지역이나 부분에 대한 집중적인 살균을 실시할 수 있다.

또한 본 발명의 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치에 부가된 통신모듈은 원격지의 관리자가 저온창고의 탈취 및 살균 실행정보 및 상태 확인이 가능하고 필요시 살균 및 탈취를 위한 라디칼 생성을 원격제어를 수행할 수 있어 저온창고의 관리를 편리하게 한다.

도 1은 본 발명의 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치의 블록구성도이다.
도 2는 본 발명의 라디칼 생성과정을 설명하는 흐름도이다.

첨부한 도면을 참고로하여 본 발명을 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명의 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치의 블록구성도이다.

여기에서 참고되는 바와 같이 저온창고의 출입도어와 내부에는 각각 도어센서(18) 및 인체센서(19)를 설치하여 이들 도어센서와 인체센서에 의해 각각 검지되는 도어오픈 신호와 인체감지 신호가 콘트롤러(10)에 인가되게 연결한다.

상기 도어센서(18)는 온/오프 접점 스위치로 구성할 수 있고 상기 인체센서(19)는 초전도 센서 또는 적외선 센서를 이용할 수 있다.

상기 콘트롤러(10)에는 라디칼 생성 주기 등을 시간값으로 입력할 수 있는 설정값입력부(11)의 설정입력값이 인가되게 연결한다. 또한 이 설정값입력부(11)는 상기 라디칼 생성 온/오프 타임 입력값 외에, 통신모듈의 활성화 이벤트 주기 값, 알람값, 가스센서 센싱농도 기준값 등을 정하여 상기 콘트롤러(10)에 입력되게 할 수 있다.

상기 콘트롤러(10)에는 가스센서(17)에 의해 검지된 암모니아 가스 또는 황화수소 가스 등의 악취 센싱값이 인가되게 연결하여 이 콘트롤러에서 연산처리된 후 설정값입력부에 의해 설정 등록된 센싱농도 기준값에 비교되어 설정 기준값에 이르게 되면 상기 라디칼생성기(14)를 구동하기 위한 제어신호를 드라이버(12)에 출력하게 연결하여 구성한다.

상기 라디칼생성기(14)는 플라즈마발생기(13)에서 고온 또는 고전압에 의해 발생되는 플라즈마 빔의 파장을 광촉매에 조사시켜 산화반응을 통해 라디칼을 생성하게 구성하며, 이때 광촉매재로서 TiO2, Rh, Ag, Ni, Cu를 사용할 수 있다.

상기 라디칼생성기에서 생성된 라디칼은 사이클론발생기(15)가 주변 공기를 끌어들여 만들게 되는 회오리바람 형태의 캐리어 방사 풍량에 실려 저온저장창고의 원거리 영역까지 방출 투사되게 구성하며, 상기 라디칼생성기에서 발생된 라디칼을 실어 투사 방출하기 위해 상기 사이클론에서 인접공기를 끌어들일 때 유입된 공기중에 포함된 먼지를 포함한 오염물질은 사이클론발생기(15)를 거치면서 집진부(16)에 집진되어 저장창고내 순환공기 중에 포함된 이물질이 걸러지게 구성한다.

한편, 상기 콘트롤러(10)는 내부의 메모리(도시생략)에 각각 도어센서(18)와 인체센서(19)의 센싱에 따른 일련의 센싱정보에 대한 이벤트 값과 가스센서(17)로 검지되는 악취센싱 정보에 대한 이벤트 값이 저장되게 되며, 이러한 메모리내 각 이벤트별 저장정보는 앞서 설명한 설정값입력부(11)에 의해 설정등록한 값(예를 들면, 라디칼 생성 온/오프 타임 입력값 외에, 통신모듈의 활성화 이벤트 주기 값, 알람값, 가스센서 센싱농도 기준값 등)과 함께 통신모듈(21)을 통해 원격지의 관리자에게 무선 전송하게 구성하고, 또한 원격지의 관리자에 의한 저온창고의 원격제어 신호도 상기 통신모듈을 통해 콘트롤러에 전송되어 실행되게 구성함으로써 저온저장창고 관리의 무인화를 가능하게 할 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 작용을 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 저온창고에 관리자 또는 자업자가 진입하기 위해 출입문 도어를 열게되면 그 출입문에 설치된 도어센서(18)의 스위치 접점이 발생하게 되므로 콘트롤러(10)는 플라즈마 발생과 라디칼 발생을 중단시키기 위해 드라이버 출력을 차단 제어한다. 또한 콘트롤러(10)는 인체센서(19)에 의한 인체감지 정보가 입력되는 경우에도 마찬가지로 플라즈마 등의 발생을 제한한다. 이는 플라즈마나 라디칼이 저온창고에 진입한 관리자나 작업자의 인체에 미칠 수 있는 위해 가능성을 원천적으로 차단할 뿐만아니라, 저장창고의 출입문 오픈으로 인한 비효율적인 라디칼 생성 및 휘산을 조건이 되어 에너지 효율이 저하되는 것을 방지한다.

가스세서(17)는 탈취 동작조건을 감지하기 위한 수단으로 활용될 수 있다. 저장창고내에서의 악취는 저장창고내 식품이나 생물들이 산소 등과 반응하면서 발생하는 가스에 기인하게 되며 대표적으로 암모니아 가스와 황화수소 가스를 들 수 있다.

상기 콘트롤러(10)는 주로 암모니아 가스와 황화수소 가스에 반응하는 가스센서(17)로부터의 가스 감지 입력값을 연산처리하여 설정값입력부(11)에 의해 설정등록된 기준값에 대입 비교하는 것으로 악취발생 여부를 판단하게 되며, 악취발생시 상기 설정값입력부(11)에 의해 라디칼 자동제어모드로 선택된 경우라면, 즉시 플라즈마발생기(13)와 라디칼생성기(14)를 가동제어하여 라디칼을 저장창고내에 휘산 분출시키는 것으로 탈취(살균 포함)를 실행하게 된다.

이를 위해 한편, 상기 콘트롤러(10)는 내부의 메모리(도시생략)에 각각 도어센서(18)와 인체센서(19)의 센싱에 따른 일련의 센싱정보에 대한 이벤트 값과 가스센서(17)로 검지되는 악취센싱 정보에 대한 이벤트 값을 저장하게 되며, 이러한 메모리내 각 이벤트별 저장정보는 설정값입력부(11)에 의해 설정등록한 값인 라디칼 생성 온/오프 타임 입력값, 통신모듈의 활성화 이벤트 주기 값, 알람값, 가스센서 센싱농도 기준값 등과 함께 통신모듈(21)을 통해 원격지의 관리자가 무선 전송받을 수 있게 되므로 저온창고 현장에 관리자가 상주해야 하는 부담을 벗을 수 있다.

또, 원격지의 관리자에 의한 저온창고의 탈취 및 살균 원격제어도 가능하게 되므로 저온저장창고 관리의 무인화도 가능하게 된다.

한편, 저온창고 내에서의 자동탈취는 가스센서(17)를 이용하여 악취발생을 실시간으로 모니터링하여 실행할 수 있게 되지만 자동살균은 세균의 창궐이나 확산 여부를 실시간 모니터링이 어려움으로 상기 설정값입력부(11)의 타이 설정값에 따라 비주기적으로 또는 주기적으로 실행시키게 된다.

만일 저장창고내 세균의 확산에 따른 식품이나 생물의 부패 진행으로 악취가 발생한다면 이때는 상기 가스센서(17)가 이를 감지하게 될 것이므로 자동 살균 및 탈취가 실행되게 된다.

도 2는 상기 콘트롤러(10)에 의한 라디칼 생성 제어과정을 설명하는 흐름도로서, 상기 콘트롤러(10)가 드라이버(12)를 통하여 플라즈마발생기(13)를 작동시키기 위해 이 플라즈마발생기에 고전압(또는 고열)을 걸어주게 되면 여기에서는 플라즈마가 생성되게 되며, 이때 라디칼 생성기 내에 TiO₂, Rh, Ag, Ni, Cu의 촉매를 투입하여 이들 5종의 광촉매에 상기 플라즈마발생기에서 생성된 빔을 조사하는 것으로 광촉매 반응에 따른 라디칼이 생성된다.

상기 플라즈마발생기는 라디칼 생성을 목적으로 광촉매에 유효한 특정 파장대의 빔을 발생하면 충분하므로 해당 파장대의 빔을 발생하는 광대역램프로 대체하는 것이 가능하다.

이렇게 생성된 라디칼은 원자형태의 물질로서 살균효과가 매우우수한 성질을 가지게 된다. 이는 지금까지 알려진 공기청정기류의 살균기는 주변 공기를 흡입하여 살균하게 되므로 주변공기의 흡입 필터링시에 축적된 살균전 이물질이 필터에 걸려 남겨진 상태로 흡입 필터링 공기를 살균하고 있기 때문에 필터에 축적된 세균은 살균되지 못하고 생존상태를 유지하게 되는 단점을 가지게 되지만, 본 발명은 대기 휘산방식에 의한 살균이 이루어지게 되므로 대기중 또는 저장창고내 공기를 거의 완벽하게 살균할 수 있게 되는 것이다.

이후 라디칼 생성기에서 생성된 라디칼은 집진 필터링후 라디칼의 저장창고내 원거리 송출을 위한 사이클론발생기를 거쳐 저장창고내 멀리까지 빠른 속도로 휘산되게 된다.

실제로, 상기 라디칼생성기에서 생성된 라디칼은 사이클론발생기(15)가 주변 공기를 끌어들여 만들게 되는 회오리바람 형태에 캐리어 방사 풍량에 실려 저온저장창고의 원거리 영역까지 송풍 방출되어 휘산되게 된다.

라디칼생성기에서 발생된 라디칼을 실어 원거리까지 휘산시키기 위한 캐리어 사이클론이 사이클론발생기에서 생성될 때, 주변 공기를 끌어들이게 되는데 이때 유입된 공기중에 포함된 저장창고내 오염물질은 사이클론발생기를 거치면서 그의 집진부(16)에 집진되게 되며, 이렇게 사이클론생성 및 송풍 과정에서 추출된 저온창고내 부유 오염물질의 집진물은 간단한 집진물 분리추출 과정을 거쳐 제거할 수 있게 되므로 저온창고의 탈취와 살균동작과 함께 저온창고내 공기를 청정시킬 수 있다.

10 : 콘트롤러
11 : 설정값입력부
12 : 드라이버
13 : 플라즈마발생기
14 : 라디칼생성기
15 : 사이클론발생기
16 : 집진부
17 : 가스센서
18 : 도어센서
19 : 인체센서
20 : 알람부
21 : 통신모듈

Claims (5)

1. 저온창고의 출입도어와 내부에는 각각 도어센서(18) 및 인체센서(19)를 설치하여 이들 도어센서와 인체센서에 의해 각각 검지되는 도어오픈 신호와 인체감지 신호가 라디칼생성기(14)를 갖는 콘트롤러(10)에 인가되게 연결하되, 상기 도어센서(18)는 온/오프 접점 스위치로, 상기 인체센서(19)는 초전도 센서 또는 적외선 센서를 적용하여 구성하고, 상기 콘트롤러(10)에는 라디칼생성기(14)에 의한 라디칼 생성 주기 등을 시간값으로 입력할 수 있는 설정값입력부(11)의 설정입력값이 인가되게 연결하되, 이 설정값입력부(11)는 라디칼 생성 온/오프 타임 입력값 외에, 통신모듈의 활성화 이벤트 주기 값, 알람값, 가스센서 센싱농도 기준값 등을 정하여 상기 콘트롤러(10)에 입력되게 연결하여 구성하고, 또한 상기 콘트롤러(10)에는 가스센서(17)에 의해 검지된 암모니아 가스 또는 황화수소 가스 등의 악취 센싱값이 인가되어 연산처리된 후 설정값입력부에 의해 설정 등록된 센싱농도 기준값에 비교되어 설정 기준값에 이르게 되면 상기 라디칼생성기(14)를 구동하기 위한 제어신호를 발생하게 구성한 저온창고 제어장치에 있어서,
   상기 라디칼생성기(14)는 플라즈마발생기(13)에서 고온 또는 고전압에 의해 발생되는 플라즈마 빔의 파장을 광촉매재인 TiO2, Rh, Ag, Ni, Cu 중 어느 하나에 조사시켜 산화반응을 통해 라디칼을 생성하게 구성하고, 상기 라디칼생성기에서 생성된 라디칼은 사이클론발생기(15)가 주변 공기를 끌어들여 만들게 되는 회오리바람 형태의 캐리어 방사 풍량에 실려 저온저장창고의 원거리 영역까지 방출 투사되게 구성하는 것을 특징으로 하는 라디칼을 이용한 저온창고의 탈취 및 살균 제어장치.
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