KR102127413B1 - 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 오염원에 설치되어 상기 오염원에서 발생하는 복합오염물질을 흡입하고 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 이동형 여과집진기와, 상기 이동형 여과집진기에 결합되고 광산화 처리를 통해 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 광산화 공기정화기와, 상기 복합오염물질의 유입속도 및 압력을 조절할 수 있는 구동부를 포함하는 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치를 제공한다.
Description
본 발명은 오염물질 처리장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 압력 상승에 따른 전력비를 개선하고, 기류 흐름에 의한 소음·진동을 개선하는 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치에 관한 것이다.
최근 대기오염의 심각성으로 인해 대기오염물질 배출규제가 더욱 강화되어 짐에 따라 각 산업체에 설치되어 있는 대기오염방지시설의 교체 및 보완을 위한 저비용·고효율 집진장치의 개발이 절실히 요구되고 있으며, 이에 따른 연구개발이 국내·외적으로 활발히 진행되고 있다.
현재 사용되는 있는 고효율 집진장치로는 여과 집진장치가 있으나 각각 장·단점을 가지고 있어 이를 개선하기 위한 연구가 필요한 실정이다.
또한, 장치의 대형화에서 소형화 설계의 필요성과 고정식에서 이동식으로 전화하는 설계 및 제작 방식이 무엇보다도 필요한 시점이다.
이에 지금 현재 상용화된 집진시설의 특징을 조사한 바에 따르면, 작업조건에 따라 포착거리 또는 포착속도를 감지하거나, 작업 실내의 유해기류의 발생 또는 농도변화에 따른 작업환경개선 자동시스템이 되어 있지 않아 산업재해가 발생하는 경우가 많다. 특히, 밀폐공간에서의 산소농도 감소, 일산화탄소 및 이산화탄소 증가로 인한 자동감지 되어 이를 자동 제어할 수 있는 시스템이 구성되어 있지 않아 작업자의 안전 상태를 보장하기 힘들었다.
한편, 다중이용시설에 대해 살펴보면, 환경부는 다중이용실 등의 [실내공기질관리법] 개정하여 다중이용시설 자가측정 주기를 변경(시행 2017년 1월 1일)하여 관련 규정을 강화하고 있다.
이러한 자가 측정 유지기준 항목 중에서 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데하이드, 총부유세균, 일산화탄소 등의 5개 항목은 매 1년에 1회씩 시행하도록 하고, 권고기준 항목 중에서 이산화질소, 라돈, 총휘발성유기화합물, 석면, 오존 등의 5개 항목(2018년 1월 1일 시행에서 5개 항목 중에서 석면과 오존은 미세먼지(PM2.5)와 곰팡이로 변경됨)은 매 2년 마다 1회씩 하도록 하고 있다. 또한, 다중이용시설의 소유자 등은 시설의 실내공기질을 자가측정대행업체로부터 측정을 받도록 규정되어 있으며, 자가측정 주기는 동일시하되 시설별로 측정기간 설정하도록 하고 있다.
이는 산업화 시대를 지나 정보화 시대에 이르는 인간의 생활방식에서 실내에서의 거주시간이 증가함에 따라 새로운 환경문제가 나타나고 있고, 실제로 하루 대부분이 교통시설, 일반사무실, 실내작업장, 공공건물, 상점, 유흥업소 등의 실내에서 생활하는 것으로 나타나고 있어, 현대인에 있어서 실내 환경의 건강 영향에 대한 평가가 중요시되고 있다. 가령, 실내오염공기를 유발하는 주요 물질은 각종 가스상 물질(SOx, NOx, CO, CO2 등), 휘발성물질(VOCs), 방사선물질(라돈, 전자파 등), 먼지(PM10, PM2.5), 흡연, 훈연, 포름알데히드, 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs), 포름알데히드(HCHO), 다환성방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs), 미생물학적인 유해물질 등이다. 특히, 미세먼지인 경우 일정부분의 미생물로 구성되어 있다. 이러한 물질 중 Staphylococcus(포도상구균종), Streptococcus(연쇄상 구균종)은 건조한 상태에서도 매우 잘 생존하고 먼지 속에서 오랜 기간 동안 생존하는 것으로 나타났다.
이에 실내오염공기 유발하는 물질을 제어하는 방식은 여과 필터에 의한 것으로 그 성능과 기술이 0.3㎛ 이상 입자에 대하여 99.7%의 집진율을 갖는 장치가 보급되고 있다.
하지만, 대부분 고가이면서 산업체 중심으로 설계되어 있어 장치규격이 매우 크고, 고정형으로써 이동이 어렵다.
또한, 에너지 비용(전력비)이 많이 소요되어 일반적인 주택이나 다중이용시설의 적용하기에 한계가 있었으며, 대부분의 미세먼지 제어에만 활용되고 있어, 일반 사무실, 학교, 연구소 등의 직장인, 학생, 연구원들은 업무의 특성상 집중을 요하는 업무 종사자들이다. 따라서, 실내공기질 상황에 매우 민감할 수밖에 없다. 이러한 직종의 업무종사자들은 실내 활동에 있어 많은 업무 특성상 피로감과 무기력함에 노출되어 있다.
이에 산업체 시설 및 다중이용시설의 실내 공기질 개선을 위해 작업자 중심으로 실내공기 오염물질을 저감할 수 있는 방법 및 시스템에 대한 요구가 있다.
본 발명은 전술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 산업체 및 다중이용시설에서의 실내 공기질 개선을 위해 작업자의 중심으로 실내공기 오염물질을 새로운 제어방식으로 저감할 수 있는 복합오염물질 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 입자상 및 가스상 물질을 포함하고, 이중 CO 및 CO2를 광촉매로 이용하여 제어하는 방식으로 에너지를 획기적으로 저감할 수 있는 복합오염물질 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 난류성 기류 유입은 장치 hole zone 통과하면서 빠른 분사 기류를 형성하여 다단의 집진판를 통과할 대 편류를 저감하여 압력 상승에 따른 전력비를 개선하고, 기류 흐름에 의한 소음·진동을 개선하는 복합오염물질 처리장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
이를 위해, 본 발명은 오염원에 설치되어 상기 오염원에서 발생하는 복합오염물질을 흡입하고 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 이동형 여과집진기와, 상기 이동형 여과집진기에 결합되고 광산화 처리를 통해 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 광산화 공기정화기와, 상기 복합오염물질의 유입속도 및 압력을 조절할 수 있는 구동부를 포함하는 복합오염물질 처리장치를 제공한다.
또한, 상기 이동형 여과집진기는, 상기 오염원에서 발생하는 복합오염물질을 흡입하는 그릴 하우징과, 상기 그릴 하우징의 하부에 형성되고, 플레이트의 하단에는 바퀴와 브레이크를 구비하고, 상기 플레이트 상단에 외주면을 따라 소정 간격을 두고 소정 깊이의 홈을 갖는 주름선을 형성하여 상기 그릴 하우징과 결합하는 이동형 플레이트 사이와, 상기 그릴 하우징에 삽입되고 표면여과방식으로 상기 그릴 하우징을 통해 흡입된 복합오염물질을 흡착하는 흡착필터와, 상기 흡착 필터가 장착되고 상기 그릴 하우징을 통해 흡입된 복합오염물질을 정전기적으로 흡착 포집하는 마그네틱 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡착 필터는, 상기 그릴 하우징을 통해 유입된 복합오염물질을 흡착하는 흡착판과, 상기 흡착판을 측면에서 커버하고 소정 간격을 두고 공극 또는 구멍을 형성한 필터 케이스와, 상기 흡착판을 커버하는 상/하부 필터 가이드와, 상기 상/하부 필터 가이드의 중앙에 형성되는 먼지 제거 핸들과, 상기 흡착판의 내부에 삽입되고 상기 먼지 제거 핸들과 연결되는 먼지 제거 스프링을 포함할 수 있다.
또한, 상기 마그네틱 필터는, 표면에 자석 도금을 하여 자기력에 의한 상기 복합오염물질 흡착이 가능한 마그네틱 필터 플레이트와, 상기 마그네틱 필터 플레이트의 바닥판 상단에 형성된 필터 고정 바를 포함하고, 상기 마그네틱 필터 플레이트에 상기 흡착 필터를 장착하고 상기 필터 고정 바를 통해 고정시키는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 광산화 공기정화기는, 광원으로서 UV-램프와, 상기 UV 램프로부터 UV 광원을 조사받아 양이온을 발생시키는 광촉매와, 상기 이동형 여과집진기를 커버하는 제1 분리판의 에어홀과 연결되고 상기 에어홀을 통해 유입된 복합오염물질이 이동하는 통로로서 공기 파이프와, 상기 UV 램프 및 광촉매를 내부에 장착하고 상기 공기 파이프와 연결되어 유입된 복합오염물질을 상기 광촉매를 통해 광산화 처리하여 정화시키는 에어 홀더를 포함할 수 있다.
또한, 내부에 빈공간을 형성하고 상기 빈공간에 상기 광산화부을 장착하는 덮개식 하우징 구조로 형성된 광산화 하우징 플레이트와, 상기 광산화부를 통해 정화되고 나서 2차적으로 배출된 가스를 흡착하는 방출 흡착 필터와, 상기 방출 흡착 필터를 통해 정화된 공기 또는 가스를 배출하는 구멍 또는 공극을 갖는 그릴 형태의 배출구로서 방향 조절이 가능하며 배출유량을 분배하고 토출 유속을 감소시키는 방출 그릴 게이트와, 상기 광산화 하우징 플레이트의 빈공간을 분할하고 분할된 공간에 상기 방출 그릴 게이트를 지지하는 광산화 하우징 고정트랙과, 덮개식 하우징 구조의 광산화 하우징 플레이트를 하부의 이동형 여과집진기(200) 및 제1 분리판에 고정시키거나 분리시키는 오픈 도어 락 스티커를 포함할 수 있다.
또한, 외겹은 그물망으로 구성되어 있고, 광산화 하우징을 커버하는 제2 분리판에 지지되는 흡착 최종 필터를 더 포함할 수 있다.
이를 통해, 본 발명은 이동식 다단 여과 및 광촉매 산화를 통해 일반산업공정에서의 분진, 휘발성 유기화합물(VOCs), 질소산화물(NOx), 황산화물(SOx), 악취, 산소(O2), 일산화탄소(CO), 이산화탄소(CO2) 등을 자동 제어할 수 있다.
가령, 주물공정의 산화규소, 산화카드뮴, 흄 등이 빠르게 확산 또는 휘발될 때 이를 자동 감지하여 자동 포착속도를 증가시킴으로써 1차 다단 여과방식 입자상 물질을 제어하고, 이어 2차 광촉매 산화방식에서는 가스상 물질을 제어하여 99% 이상 제거효율을 갖는 장치를 제공할 수 있다.
또한, 난류성 기류 유입은 장치 hole zone 통과하면서 빠른 분사 기류를 형성하여 다단의 집진판를 통과할 대 편류를 저감하여 압력 상승에 따른 전력비를 개선하고, 기류 흐름에 의한 소음·진동을 개선할 수 있다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 분해 사시도,
도 2a 내지 도 2c는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 이동형 플레이트 사이(Moving Plate Thigh)를 나타낸 개략도, 평면도 및 측면도,
도 3a 내지 도 3c는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 그릴 하우징(GRILL 또는 Punch inlet)을 나타낸 개략도, 측면도 및 정면도,
도 4a 내지 도 4d는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 흡착 필터부를 나타낸 개략도, 투명도, 평면도 및 정면도,
도 5a 내지 도 5d는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 마그네틱 필터를 나타낸 개략도, 평면도, 정면도 및 좌우측면도,
도 6a 내지 도 6c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 여과집진기(200)의 제1 분리판(partition plate)(250)을 나타낸 개략도, 평면도, 및 좌우측면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 광산화부(Photo oxidation)(330)을 나타낸 개략도, 평면도, 정면도 및 좌우측면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 광산화 하우징(310)를 나타낸 개략도, 평면도 및 정면도이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 흡착 최종 필터(Adsorption final filter)(340)를 나타낸 개략도 및 평면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 배기가스 검출부(Exhaust Detector)(320)를 나타낸 개략도, 평면도, 저면도 및 정면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 팬 및 모터(FAN & MOTOR)의 구동부(350)을 나타낸 개략도, 평면도 및 정면도이다.
도 12는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 제2 분리판(362)을 나타낸 개략도, 정면도 및 좌우측단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 제3 분리판(361)를 나타낸 개략도 및 정면도이다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 이동형 플레이트 사이(Moving Plate Thigh)를 나타낸 개략도, 평면도 및 측면도,
도 3a 내지 도 3c는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 그릴 하우징(GRILL 또는 Punch inlet)을 나타낸 개략도, 측면도 및 정면도,
도 4a 내지 도 4d는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 흡착 필터부를 나타낸 개략도, 투명도, 평면도 및 정면도,
도 5a 내지 도 5d는 각각 도 1의 이동형 여과집진기의 마그네틱 필터를 나타낸 개략도, 평면도, 정면도 및 좌우측면도,
도 6a 내지 도 6c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 여과집진기(200)의 제1 분리판(partition plate)(250)을 나타낸 개략도, 평면도, 및 좌우측면도이다.
도 7a 내지 도 7d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 광산화부(Photo oxidation)(330)을 나타낸 개략도, 평면도, 정면도 및 좌우측면도이다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 광산화 하우징(310)를 나타낸 개략도, 평면도 및 정면도이다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 흡착 최종 필터(Adsorption final filter)(340)를 나타낸 개략도 및 평면도이다.
도 10a 내지 도 10d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 배기가스 검출부(Exhaust Detector)(320)를 나타낸 개략도, 평면도, 저면도 및 정면도이다.
도 11a 내지 도 11c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 팬 및 모터(FAN & MOTOR)의 구동부(350)을 나타낸 개략도, 평면도 및 정면도이다.
도 12는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 제2 분리판(362)을 나타낸 개략도, 정면도 및 좌우측단면도이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 제3 분리판(361)를 나타낸 개략도 및 정면도이다.
이하에서, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)의 각 구성요소를 분해하여 나타낸 분해 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 복합오염물질 처리장치(100)는 크게, 오염원에 설치되어 상기 오염원에서 발생하는 복합오염물질을 흡입하고 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 이동형 여과집진기(200)와, 상기 이동형 여과집진기(200)에 결합되고 광산화 처리를 통해 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 광산화 공기정화기(300)로 구성된다.
또한, 상기 광산화 공기정화기(300)에서 모터와 팬으로 구성되는 송풍기(350)를 구비하여, 무소음 무진동 배풍시스템을 구현한다.
이때, 오염원은 전술한 복합오염물질을 발생시키는 산업시설의 작업장과, 고기집 또는 음식점 등의 다중이용시설 등을 말하며, 이하, '오염원'이라 통칭한다. 또한, 복합오염물질은 상기 오염원에서 발생하는 질소산화물, 황산화물, 훈연, 수증기, 휘발성유기화합물(VOCs), 포름알데히드(HCHO), 다환성방향족탄화수소(PAHs), 환경성담배연기(ETS), 일산화탄소 (CO), 이산화탄소(CO2), 오존(O3), 미세먼지(PM10)와 초미세먼지(PM2.5) 등이 해당될 수 있고, 이하 '복합오염물질'이라 통칭한다.
도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)는, 이동형 여과집진기(200)와, 광산화 공기정화기(300)는 크게 2단의 개별 분리가 가능하며, 각 구성부의 조립식 분리가 가능하다.
일반적인 산업시설의 작업장 내 또는 다중이용시설에 사용되고 있는 대기오염 정화장치는 송풍기 풍량에 비례하여 장치규모가 매우 크고 무겁다.
또한, 다중시설인 경우 사람의 이동과 밀접되는 장소로서 공간 확보가 중요하다. 그러나, 종래 대부분의 공기정화방식은 후드(HOOD) 포집형으로 설치공간이 많이 사용되는 고정형 후드를 사용하고 있다. 이에 후드 이동의 어려워 극소 포집이 불가능하고 많은 설치비와 에너지 비용이 많이 드는 문제점이 있으므로, 본 발명에서는 이동형 여과집진기(200)를 통해 개선할 수 있다.
도 2 내지 도 6을 참조하여, 이동형 여과집진기(200)의 각 구성요소에 대해 자세히 살펴본다.
도 2a 내지 도 2c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 이동형 여과집진기(200)의 이동형 플레이트 사이(Moving Plate Thigh)(210)를 나타낸 개략도, 평면도 및 측면도이다.
도 2a 내지 도 2c를 참조하면, 본 발명은 이동형 플레이트 사이(210)를 통해 원거리 이동이 매우 편리하도록 구성한다. 즉, 상기 플레이트(plate)(211)의 하단에는 바퀴(2바퀴 또는 4바퀴)(미도시)와 브레이크(제동기)(미도시)가 구비되어, 바퀴를 통해 거리 이동 및 360°회전이 가능하고 브레이크를 소정 위치에 고정할 수 있다. 이에, 플레이트(211) 상에 이동형 여과집진기(200)의 각 구성요소를 탑재하여 여과집진기를 이동형으로 구성할 수 있다.
즉, 플레이트(211) 상단에 외주면을 따라 소정 간격을 두고 소정 깊이의 홈을 갖는 주름선(Furrow)(212)을 형성하고, 상기 주름선(212)의 홈에 여과집진기(200)의 필터 등의 각 구성요소가 탑재되는 그릴 하우징(220)의 돌기가 결합되는 홈-돌기 결합형태로 탈부착이 가능하다.
도 3a 내지 도 3c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 이동형 여과집진기(200)의 그릴 하우징(GRILL 또는 Punch inlet)(220)을 나타낸 개략도, 측면도 및 정면도이다.
도 3a 내지 도 3c를 참조하면, 그릴 하우징(220)은 내부는 빈 공간(222)으로 상기 빈 공간(222)에는 필터 등의 여과집진기(220)의 각 구성요소가 장착되고, 외부는 소정 크기(가령, 10mm×20mm)을 갖는 펀치(punch) 구멍을 소정 간격을 두고 형성하여 그릴(grill) 망(221) 구조를 형성한다. 이때, 도 3c의 정면도를 참조하면, 그릴 망(221)은 다수개의 펀치 구멍이 n×m 행렬로 배열된 구성을 보여준다.
이에, 상기 그릴 망(211)을 통해 산업 공정의 작업 환경에서 발생하는 비교적 큰 입자상 물질(파쇄 비닐, 나무 조각 등)등이 1차적으로 제어된다. 이처럼, 입자성 물질 중 비교적 큰 입자에 대하여는 그릴 망(211)에서 제어되므로 2차적인 장치부하가 발생되지 않는다.
또한, 그릴 하우징(220)의 형태는 그 단면이 원형, 타원형의 원통형 또는 사각형의 육면체로 다양한 형태가 가능하나, 내부에 빈공간을 형성하여 상기 빈공간 필터 등을 각종 부품이 장착될 수 있어야 한다.
또한, 비교적 큰 입자상 오염물질이 그릴 망(211)으로 흡입되도록 송풍량을 조절하는 팬 및 모터을 구비한 송풍기를 슬림 타입 모터(slim type motor) 시스템으로 구현하여, 후드 없이 그릴 망(211)의 개부로 바로 포집할 수 있도록 한다.
도 4a 내지 도 4d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 이동형 여과집진기(200)의 흡착 필터부(adsorption filtration)(230)을 나타낸 개략도, 투명도, 평면도 및 정면도이다.
도 4a 내지 도 4d를 참조하면, 흡착 필터부(230)는 일반적인 HAPA FILTER의 형태로 평판형 구조로 되어있다. 이 경우 표면적이 작고, 기류 흐름이 일직선(straight) 방향으로 유입될 때 필터의 관성력 증가와 정압이 증가하면서 압력손실 및 전력손실이 증가된다. 또한, 표면적을 높이기 위해 원형 타입의 필터가 개발되고 있지만 이를 적용할 경우 기류편향과 유입압력에 의해 Deflection(휨)이 발생되어 필터 경계 에지(Filter Border Edge) 부분에 공극이 발생되면서 기류가 누출되면서 처리효율을 저하시키는 문제점이 있었다. 이에, 최근에는 이를 보완하기 위해 경계 에지 부분에 고무(Rubber) 밴드 처리함으로써 밀폐하였으나, 이는 고온성 및 부식성 가스상 물질에 의해 경화되는 현상이 발생되면서 일반 산업의 화학·기계 제조 공정과 가정 주방에서의 환기시스템으로 적용하는데 한계가 있었다. 또한 유지관리측면의 어려움과 유지비용 측면에서의 사용된 Filter는 소모성으로만 사용해 왔다. 또한, 필터 재사용 시에 먼지탈진을 위해 추가적인 탈진장치가 필요하였으며, 이로 인한 설치비 및 에너지비용이 많이 들었다. 또한, 탈진장치의 대부분 형식은 Air 충격 탈진방식으로써 별도의 공기 유압장치가 필요하고, 이를 이용하여 탈진할 경우 먼지의 재 비산이 발생되어 유지보수 시 주변 환경의 청결함을 유지하기가 매우 어려웠다.
이에, 본 발명에서는 일반 산업공정 및 가정용 주방시설, 공공장소의 다중이용시설 등의 다목적으로 적용할 수 있도록 흡착 필터의 형태를 실린더(Cylinder) 형태로 구성하고, 그릴 하우징(220)의 내부 빈 공간(222)에 실린더 형태의 흡착 필터(230)를 장착할 수 있으므로 쉽게 탈부착이 가능하다.
도 4a 내지 도 4d에 도시된 바와 같이, 흡착 필터(230)는 전체적으로 실린더 형태로 2개 구성될 수 있고, 각 실린더 형태의 흡착 필터(230)는 표면여과방식으로 실린더 내부에 흡착을 위해 구비되는 충진물, 여과포 또는 흡착판(233)(이하, '흡착판'이라 한다)과, 상기 흡착판(233)을 측면에서 커버하여 보호하는 필터 케이스(234)와, 상기 실린더 형태의 바닥(bottom) 또는 탑(top)에 형성되어 상기 흡착판(233)을 커버하는 상/하부 필터 가이드(232)와, 상기 상/하부 필터 가이드(232)의 중앙에 형성되어 십자형(+)으로 사용자가 손쉽게 잡을 수 있는 손잡이 형태의 먼지 제거 핸들(Dust Elimination Handle)(231)을 구비한다. 또한, 상기 흡착판(233)은 내부에 먼지 제거 스프링(Dust Elimination Spring)(235)이 삽입되고 이를 커버하는 형태로 구성되고, 상기 먼지 제거 스프링(235)은 먼지 제거 핸들(231)과 연결된다.
따라서, 사용자가 먼지 제거 핸들(231)을 먼지 제거 스프링(235)을 통해 상/하로 잡아당겨 꺼집어 내어 필터 내부에 흡착된 먼지 등을 제거할 수 있다. 또는, 사용자가 먼지 제거 핸들(231)을 잡아당기거나 흔들어 충격을 줌으로써 인력의 힘만으로 상기 충격 탈진을 할 수 있으며, 필터 내부에 별도의 집진판(미도시)을 형성하여 상기 집진판에 흡착된 먼지가 적재되게 할 수 있다.
또한, 필터 케이스(234)는 흡착판(233)을 보호하는 플레이트이나, 상기 플레이트에 소정 간격을 두고 공극 또는 구멍(PORE)을 형성하여, 상기 공극 또는 구멍의 틈새 공간을 통해 기류가 필터의 하부에서 상부로 유입될 때 공기 저항을 최소화시킴으로써 입자상 물질의 이동성 방해를 해소할 수 있다. 또한, 상/하부 필터 가이드(232)에도 소정 간격을 두고 공극 또는 구멍을 형성하여, 상기 공극 또는 구멍의 틈새 공간을 통해서도 복합오염물질이 흡입되어 필터를 통해 정화될 수 있다.
또한, 실린더 형태의 흡착 필터(230)를 구성하는 흡착판(233)과, 필터 케이스(234)와, 상/하부 필터 가이드(232)와, 먼지 제거 핸들(231)과, 먼지 제거 스프링(235)은 홈-돌기 결합 또는 볼트-너트 결합 등(그 외 다양한 형태의 결합 형태가 가능함)으로 유지보수를 위해 부품 분해가 용이하도록 설계/제작한다.
도 5a 내지 도 5d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 이동형 여과집진기(200)의 마그네틱 필터(Dust Magnetic Scavening)(240)을 나타낸 개략도, 평면도, 정면도 및 좌우측면도이다.
도 5a 내지 도 5d를 참조하면, 실린더 형태의 흡착 필터(230)는 마그네틱 필터(Dust Magnetic Scavening)(240)에 장착된다. 즉, 마그네틱 필터(240)는 'ㅗ' 형태의 플레이트 표면에 자석 도금을 하여 자기력에 의한 먼지 흡착이 가능한 마그네틱 필터 플레이트(241)와 상기 마그네틱 필터 플레이트(241)의 바닥판 상단에 2개 형성된 필터 고정 바(242)를 구비한다. 이에, 2개의 실린더 형태 흡착 필터(230)는 각각 필터 고정 바(242)에 의해 고정된다.
이때, 각각의 필터 고정 바(242)는 4개의 고리형 막대 형태의 바가 실린더 형태의 흡착 필터(230)을 4면에서 필터 고정 바(242)의 고리형(또는 걸쇠형)으로 고정시킬 수 있다. 또한, 필터 고정 바(242)는 실린더 형태의 흡착 필터(230)를 안쪽으로 끼워서 고정하도록 360°회전이 가능하며, 이를 위해 필터 고정 바(242)는 마그네틱 필터 플레이트(241)의 바닥판 상단에 회전판 형태로 고정되어 360°회전이 가능하게 한다. 또한, 필터 고정 바(242)의 재질은 탄성력 있는 고무 또는 플라스틱 재질로 실린더 형태의 흡착 필터(230)의 고정시에 유연성을 주고 접촉시의 파손을 방지할 수 있다.
일반적으로 사용되는 초미세 먼지를 제거하는 고효율 여과 집진방식은 백필터 여과방식과 전기적 집진방식을 사용한다. 가장 많이 상용된 여과 집진기는 산업용인 경우 air 역기류 충격방식으로 장치 내부에 설계/제작되어있다. 이 방식은 퇴적함(DUST BOX)이 장착되어 있지만 탈진 후 먼지의 낙진 거리와 퇴적함의 먼지퇴적 상태에 따라 비산 정도가 달라진다. 또한, 탈진 후 먼지가 퇴적함에 누적될 경우 날씨 조건에 따라한 정전기 발생되어 화재가 발생하는 경우도 있었다. 또한, 많은 전력비 및 장치가 지원되어야만 탈진장치를 자동적으로 할 수 있으며, 탈진을 계속적으로 반복할 경우 탈진과정에서 여과포의 마모가 많이 발생되어 유지보수비용이 많이 든다.
이에, 본 발명에서는 탈진방식은 앞에서 언급한 바와 같이, 실린더 형태의 흡착 필터(230)에서 먼지 제거 핸들(231)을 상·하로 잡아당겨 필터 내부에 충격을 줌으로써 별도의 동력 없이 탈진이 가능하다. 또한, 흡착 필터(230)는 마그네틱 필터(240)에 장착되는데, 여과 과정 및 탈진과정에서 마그네틱 필터(240)에 의해 정전기적으로 흡착 포집되어진다. 따라서, 재비산에 의한 실내 환경오염을 충분히 제어할 수 있다. 이때, 마그네틱 필터(240)의 흡착 여과 방식은 정전기적으로 자성을 갖는 자석 필터 플레이트(241)에 복합오염물질 입자를 흡착시키는 원리이다. 이는 건조한 날씨에 비중이 공기보다 가벼울 경우 인체의 폐 안착이 쉽고 깊어져 인체에 매우 유해하므로, 이러한 건조한 먼지는 온도에 따라 입자가 대전되면서 미세한 전하를 갖게 되는데 이는 정전기를 발생시킨다. 이런 원리로 대전된 입자의 전하성과 흡착성을 이용하여 마그네틱 필터 플레이트(241)에 쉽게 흡착시킬 수 있도록 하였다. 일반적인 입자를 대전하기 위해선 전기에너지가 필요하므로, 입자를 대전하는 음극판과 음극으로 대전된 입자를 포집하는 양전하를 갖는 집진판이 필요하다. 이 경우 입자를 빠르게 대전해야만 집진효율이 높아지므로 이를 위해 입자의 음극판과 양극판 사이에 통과하는 체류시간이 길어야 하고 많은 전하량도 필요하다. 하지만 많은 전력 사용의 부담은 유지관리비 증가원인으로 작용하고 있고, 입자의 대전 중 오존이 발행하는 경우가 있어 작업자 안전에 매우 회의적이고, 감전사고 및 먼지에 의한 화재가 발생하는 경우가 많았다. 또한, 먼지퇴적에 따른 집진판 유지보수 시 전문용역 통해 할 수 있어 유지관리가 매우 어려웠다.
이에 본 발명에서는 별도의 전력 사용 없이 마그네틱 필터 플레이트(241)을 형성하여 정전기적으로 입자를 충분히 흡착시킬 수 있다. 또한, 유사시 유입되는 복합오염물질 입자의 자력을 높이기 위해 실린더 흡착 필터(230) 내에 이온 촉매( IONIZATION CATALYSER)(미도시) 추가하여 해결할 수 있다. 따라서, 유입되는 입자상 물질 중에서 0.3㎛ 입자의 인체에 매우 해로운 초미세적인 입자에 대해서도 마그네틱 필터(240)에 의해 제거할 수가 있다.
가령, 다중이용시설 또는 가정용인 경우는 탈진방식이 없는 것이 대부분이어서 사용 분리 후 청소관리를 통해 수동으로만 먼지를 제거해야만 한다. 특히, 건조한 날씨의 청소관리는 먼지가 비산되기 쉽어 주변의 환경정리 불편과 인체의 호흡기 계통을 통해 흡인된다.
본 발명에서는 탈진방식을 반자동 방식으로 실린터 형태 흡착필터(230)와 마그네틱 필터(240)를 통한 흡착 필터링을 통해 여과과정 또는 충격탈진과정을 반복을 할 때 비산되는 먼지를 정전기적으로 흡착시키고, 이를 유지보수 시 세정액으로 세척할 수 있도록 코팅 페이퍼를 개발하여 부착하였다.
또한, 일반적으로 금속성 자석판을 세척할 경우 자성력이 떨어지면서 부식이 발생하므로, 일반적인 세척을 할 수 없어 별도의 특수 전용 세척액을 사용해야만 한다. 이때, 이 세척액은 산성 및 알칼리성을 가진 세정액으로써 일반 가정에서 취급하기 매우 어렵고, 보관 방법에 있어 매우 위험하다. 이에, 본 발명에서는 일반적인 세척을 이용하여 사용할 수 있도록 코팅층(코팅페이퍼)를 마그네틱 필터 플레이트(241) 또는 필터 고정 바(242)에 형성하고, 상기 코팅층은 투명 페이퍼로써 일반세척이 가능하다.
도 6a 내지 도 6c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 여과집진기(200)의 제1 분리판(partition plate)(250)을 나타낸 개략도, 평면도, 및 좌우측면도이다.
도 6a 내지 도 6c를 참조하면, 제1 분리판(250)은 실린더 형태의 흡착 필터(230) 및 마그네틱 필터(240)가 장착되는 그릴 하우징(220)의 상부면 커버로서 기능하고, 상기 그릴 하우징(220)의 상부면과 제1 분리판(250)의 하부면이 홈-돌기 형태로 결합하는 탈부착식 형태로 구성된다. 반면에, 상기 그릴 하우징(220)의 하부면은 이동형 플레이트 사이(210)와 결합하고, 전술한 바와 같이 탈부착이 가능하다.
또한, 상기 제1 분리판(250)은 본체로서 그릴 하우징(220)의 상부면과 대칭하는 캡 플레이트(cap plate)(251)과 상기 캡 플레이트(251)의 양측으로 2개의 에어홀(air hole)(252)을 형성하여, 그릴 하우징(220)을 통한 유체유입시 에어홀(252)을 통해 양방향으로 배출하여 유입압력에 따른 압력손실을 분산시키고 장치 내 이송속도를 낮추도록 한다.
또한, 상기 캡플레이트(251)의 외주면을 둘러싸는 제1 분리판 패킹(RUBBER PARKING)(253)을 형성하고, 상기 제1 분리판 패킹(253)의 재질은 내열, 내한, 내유, 내약품성이 뛰어난 고무로서, 트리플루오로클로로에틸렌(30~50%)과 플루오르화비닐리덴(70~45%)의 혼성 중합체, Viton : 헥사플루오로프로필렌과 플루오르화비닐리덴의 혼성 중합체 폴리아크릴로니트릴계 혼성 중합체로서 주로 내열용 고무가 바람직하다.
한편, 대기중 복합오염물질은 처리하는데 있어, 도 2 내지 도 6에서 설명한 이동형 여과집진기에 가스상 복합오염물질을 필터 없이 광산화 과정(UV 램프)을 통해 세균까지 제어할 수 있게 한다.
도 7 내지 도 13을 참조하여, 광산화 공기정화기(300)의 각 구성요소에 대해 자세히 살펴본다.
도 7a 내지 도 7d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 광산화부(Photo oxidation)(330)을 나타낸 개략도, 평면도, 정면도 및 좌우측면도이다.
일반적인 대기오염 처리장치의 경우에는, 복합오염물질의 입자상 가스상 물질 등을 동시에 처리할 수 있는 방법으로는 장치 후단에 별도의 시설을 추가하여야만 가능하였다. 또한, 일반적인 광촉매는 TiO2(이산화티타늄)을 물에 녹여야만 물의 산소와 태양의 빛이 반응하여 산소가 발생하는 원리로 일반적으로 수질공학에서 물정화에 이용되어 왔다. 그것을 산소를 가지고 있는 수분이 절대적으로 필요했기 때문이다.
이에, 도 7a 내지 도 7d를 참조하면, 광산화부(330)는, 광원으로서 UV-램프(lamp)(331)와, 상기 UV 램프로부터 UV 광원을 조사받아 양이온을 발생시키는 광촉매(PHOTO CATALYSER)(332)와, 엘보우(elbow) 형태로 형성되어 상기 제1 분리판(250)의 에어홀(252)과 연결되고 상기 에어홀을 통해 유입된 복합오염물질이 이동하는 통로로서 공기 파이프(rubber pipe)(334)와, 상기 UV 램프(331) 및 광촉매(332)를 내부에 장착하고 상기 공기 파이프(334)와 연결되어 유입된 복합오염물질을 상기 광촉매를 통해 광산화 처리하여 정화시키는 에어 홀더(AIR HOLDER)(333)를 구비한다. 또한, UV 램프(331)에서 조사되는 UV 광에너지를 조절하는 광조절부(335)와, 상기 공기 파이프(334)를 고정하는 STS 밴드(band)(336)을 더 구비한다.
여기서, 광조절부(335)는 콘덴서(condenser)로서 PBC 보드로 구현되고, 공기 파이프(334)의 재질은 고무(rubber) 재질이 바람직하며 복합오염물질의 기류 조절과 유입구 역할을 수행한다.
이때, TiO2(이산화티타늄)를 코팅제로 만들어 이를 에어 홀더(333) 내벽에 도포한다. 또한, 유리섬유 육각 공극(벌집)형 광촉매를 개발/제작하여, 광촉매 공극 내에 TiO2 코팅제 수조에 잠겨서 도포한 투명 광총매제를 개발하였다. 즉, 에어 홀더 및 광촉매에 상기 TiO2 코팅제를 코팅하여 사용한다.
이는, 투명 광촉매(332)를 에어 홀더(333)에 장착하고 공기를 유입시켰을 때 광촉매에서 UV-램프에서 빛을 받아 +이온(양이온)을 발생시킨다. 발생된 +이온은 공기중 산소(O2-) 음이온과 결합하면서 슈터 옥사이드 -이온(음이온)이 형성시킨다. 또한, 광촉매 표면에는 강력한 +이온(양이온) 발생하면서 공기중 수분과 결합하여 수산화 라디칼을 형성하는데 이는 유기물 분해와 악취 및 유해균을 없애고 살균까지 할 수 있다.
이때, 개발된 광촉매는 대기오염대표물질인 NOx, SOx, CO 등은 물론, VOCs(휘발성 유기화합물), 포름알데히드(HCHO), 다환성방향족탄화수소(Polycyclic Aromatic Hydrocarbons, PAHs) 등을 제거하는데 널리 적용할 수 있다.
또한, 광촉매의 산화력을 높이기 위해 광원램프(UV-LAMP)에 나오는 광원을 광촉매에 투과하였을 때에 광조절부(335)를 통해 빛의 강도와 조사량을 두배로 증가시키면 산화력을 높일 수 있다. 즉, 광촉매에 광원이 투과할 경우 육각 공극표면에 입사하면서 거울과 같은 구조로 빛을 반사할 수 있도록 설계 및 제작된다. 따라서, 빛이 투과될수록 빛 반사회수와 확산량이 증가되도록 육각표면 내 볼록구조와 오목구조의 곁층으로 구성하였다.
도 8a 내지 도 8c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 광산화 하우징(310)를 나타낸 개략도, 평면도 및 정면도이다
도 8a 내지 도 8c를 참조하면, 광산화 하우징(310)은 내부에 빈공간을 형성하고 상기 빈공간에 상기 광산화부(330)을 장착하는 덮개식 하우징 구조로 형성된 광산화 하우징 플레이트(314)와, 상기 광산화부(330)를 통해 정화되고 나서 2차적으로 배출된 가스를 흡착하는 방출 흡착 필터(311)와, 상기 방출 흡착 필터(311)를 통해 정화된 공기 또는 가스를 배출하는 구멍 또는 공극을 갖는 그릴 형태의 배출구로서 방향 조절이 가능하며 배출유량을 분배하고 토출 유속을 감소시키는 방출 그릴 게이트(emission grill gate)(313)와, 상기 광산화 하우징 플레이트(314)의 빈공간을 분할하고 분할된 공간에 상기 방출 그릴 게이트(313)를 지지하는 광산화 하우징 고정트랙(emission clear table fixed track)(316)과, 덮개식 하우징 구조의 광산화 하우징 플레이트(314)를 하부의 이동형 여과집진기(200) 및 제1 분리판(250)에 고정시키거나 분리시키는 오픈 도어 락 스티커(offen door lock sticker)(315)를 구비한다.
또한, 상기 광산화 하우징(310)은 하부의 제1 분리판(250)에 의해 지지되고, 상부의 제2 분리판(362)에 의해 커버된다.
또한, 방출 흡착 필터(311)는 광촉매에 의해 일부 생성된 광산화성 물질을 제어할 수 있도록 상부 또는 측면의 유출방향 모두에 설치될 수 있고, 상부의 경우에는 플로어 플레이트(316)에 의해 지지될 수 있고, 상기 플로어 플레이트(316)는 광산화 하우징(310)의 상부 커버로서 기능할 수 있다.
또한, 광산화 하우징(310)을 분리할 수 있도록 하여 유지보수가 편리하고, 방출 흡착필터(311)도 상기 플로어 플레이트(316)에 탈부착식 고정할 수 있고, 소모품 교체시 상기 오픈 도어 락 스티커(315)를 소정의 락(lock) 위치에서 탈리하면 쉽게 분리된다.
또한, 방출 그릴 게이트(313)에서 배출 개구부 조절이 가능하여 운전조건에 따라 배출량을 조절할 수 있다.
도 9a 및 도 9b는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 흡착 최종 필터(Adsorption final filter)(340)를 나타낸 개략도 및 평면도이다
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 흡착 최종 필터(Absorption final filter)(340)는 외겹은 그물망(mesh net)으로 구성되어 있고, 광산화 하우징(310)을 커버하는 제2 분리판(362)에 지지된다.
또한, 흡착 최종 필터(340)는 최종 배출구에 장착하여 최종 흡착성 물질을 제거하는 역할을 수행할 뿐만 아니라 상부에 형성된 배기가스 검출부(320)가 전자 회로의 PCB BOARD 이므로 상기 배기가스 검출부(320)의 각종 전자부품(EPS 및 전기 패널 등)에 대한 흡착 제습을 통해 유해가스로부터 보호할 수 있다.
도 10a 내지 도 10d는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 광산화 공기정화기(300)의 배기가스 검출부(Exhaust Detector)(320)를 나타낸 개략도, 평면도, 저면도 및 정면도이다.
도 10a 내지 도 10d를 참조하면, 배기가스 검출부(320)는 상기 흡착 최종 필터(340)를 통해 최종 정화된 배기가스가 유출되는 배기가스의 최종 배출구로서 상부에 형성된 그릴 형태의 공극을 형성하여 개구부 온/오프가 가능한 최종 방출 그릴 게이트(321)와, 각종 기능키를 구비한 조작부(322)와, 흡착 최종 필터(340)가 지지하는 최종 흡착 필터 케이스(333)과 작업 조건에 따라 분리식과 배기가스 검출부 고정으로 구분하는 라운드 퍼로(fix round furrow)(324)를 구비한다.
상기 조작부(322)는 배출부 내 CO2 측정기와 온도계가 부착되어 통해 실내공기 질 상황을 램프에 표시된다.
일반적인 산업용 및 주택, 다중이용시설인 경우 사용되는 공기정화장치는 실내 오염도를 측정할 수 있는 시스템이 구축되어 있지 않다. 특히, CO2(이산화탄소) 및 O2(산소) 등을 실내에서 측정하는 경우는 대부분이 없다. 이는 실내 작업자의 작업환경에서 안전사고와 연관성이 매우 높다. 즉, 밀폐된 실내에서 O2 농도가 낮고 CO2 농도가 높을 경우 무기력증과 집중력이 떨어지면서 재해사고가 번번이 발생되고
있다. 특히, 중고교 학교인 실내 CO2농도와 O2 농도에 따라 집중력이 달라진다. 이는 학업 집중력이 실내공기질에 따라 크게 작용한다.
본 발명에서는 최종 흡착 필터(340)가 장착된 최종 배출구(321)에서 CO2 및 O2 농도를 감지할 수 있도록 lamp와 alarm 기능을 부가시켜 교내의 학업분위기 조성을 크게 기여할 수 있도록 하였다. 또한, 적정 농도기준을 설정하여 alarm과 동시에 환기시스템이 가동되도록 하였고, 장치이동이 편리하도록 벽걸이 이동형으로 구성한다.
한편, 기존 공기정화장치의 경우 송풍량 대비 상대적으로 소음 및 진동이 매우 크다. 이는 FAN balance와 재질에 따라 공기 마찰에 의해 생성되는 경우가 많은데, 이는 정화장치의 지면의 기울기에 따라 FAN의 기울기도 변화되면서 장치 내 유체의 배출 방향이 바뀌면서 압력변화에 따른 마찰 방향이 바뀌기 때문이다. 이러한 이유로 압력손실과 전력 손실이 증가 되면서 에너지 비용이 많이 소요된다.
따라서, 본 발명은 송풍량은 증대되고, 무게와 크기는 감소하면서 무소음 무진동 배풍시스템 및 저압 흡입시스템이 장착된 에너지 절감형 대기오염정화장치를제공한다.
이러한 무소음 무진동 배풍시스템 및 저압 흡입 시스템을 도 11 내지 도 13을 참조하여 설명한다.
도 11a 내지 도 11c는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 팬 및 모터(FAN & MOTOR)의 구동부(350)을 나타낸 개략도, 평면도 및 정면도이다.
도 11a 내지 도 11c를 참조하면, 구동부(350)는 유입되는 복합오염물질의 유입속도 및 압력 조절할 수 있도록 한다. 이를 위해, 모터는 인버터(INVERTER) 구성으로 3단 속도의 단계별 속도 제어가 가능하다.
또한, 팬은 하향식으로 구성하고, 송풍 시스템의 토출 방향이 선회할 수 있도록 15° 곡선 파이프 라인을 구성한다. 이를 통해, 구동부(350)는 광산화 하우징(310)의 내부에 장착되고, 광산화 하우징(310)의 광산화 하우징 플레이트(314)의 벽면에 기류가 선회하면서 체류시간을 증가시켜 방출 흡착필터(311)에 의한 2차 제거 방식이 가능하다.
또한, 경량화된 고압 모터 & 팬을 이용하고, bolt없이 탈부착이 가능하도록 구성하였다.
도 12는 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 제2 분리판(362)을 나타낸 개략도이다.
도 12를 참조하면, 제2 분리판(362)은 광산화 하우징(310)의 상부 커버로서 상기 광산화 하우징(310)의 내부를 밀폐시켜 내부에 장착되는 팬 및 모터의 구동부(350)에서 나오는 소음 및 진동 누출을 차단한다. 또한, 탈부착 형태이며, joint 없이 부착형으로, 배기가스 검출부(320)의 분리할 수 있다.
또한, 제2 분리판(362)에 에어 홀을 형성하여 방출 흡착필터(311)에 의해 정화된 기류가 배출되는 통로가 되며, 단일 에어 홀과 연계하여 배출 속도를 증가시킨다.
또한, 제2 분리판(362)의 외주면을 따라 탄성이 있는 고무 밴드로 rounding 처리하여, 팬 및 모터가 구동될 때 흔들림 또는 소음 및 진동을 차단할 수 있는 밀폐식이다.
도 13a 및 도 13b는 각각 도 1의 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치(100)에서 제3 분리판(361)를 나타낸 개략도 및 정면도이다.
도 12a 및 도 12b를 참조하면, 제3 분리판(361)은 구동부(350)의 소음 및 진동 차단(Anti-Vibration) 조작부로서 흔들림과 소음·진동을 제어하기 위하여 광산화 하우징(310)의 내부에 장착되는 구동부(350)를 하단에서 지지하며, 탈부착형으로 내장되어 있다. 이에 상기 제3 분리판(361)은 상기 광산화 하우징 플레이트(314)의 빈공간을 분할하고 분할된 공간에 상기 방출 그릴 게이트(313)를 지지하는 광산화 하우징 고정트랙(emission clear table fixed track)(316)을 대체할 수 있다.
또한, 제3 분리판(361)에 에어 홀을 형성하여 광산화부(330)에 의해 광산화 후 기류가 배출되는 통로가 되며, 단일 에어 홀과 연계하여 배출 속도를 증가시킨다.
또한, 제3 분리판(361)의 외주면을 따라 탄성이 있는 고무 밴드로 rounding 처리하여, 팬 유입구에 진동 및 흔들림을 방지하기 위하여 net 식 조임과 완충용 고무소켓을 이용하여 연결한다. 이를 통해, 팬 및 모터가 구동될 때 흔들림 또는 소음 및 진동을 차단할 수 있는 밀폐식이다.
한편, 흡착 필터(230) 및 마그네틱 필터(240)를 통한 입자상 물질 정화와, 광산화부(330) 및 최종 흡착 필터부(340)를 통한 가스상 물질 정화를 구체적으로 설계한 예를 통해 제거 효율을 구체적으로 파악할 수 있다.
가령, 도 4a를 참조하여, 흡착 필터(230)에 대해서는 직경 150mm × 길이 300mm(L)로 설정하고, 도 12a를 참조하여, 최종 흡착필터(340)에 대해서는 직경 900mm(왼쪽1/2 + 오른쪽 1/2) × 길이 300mm(L) × 2(양면)으로 설정한다.
이에 따라, 본 발명은 입자상 물질은 고효율 표면여과 방식(실린더 필터) 및 정전기적 입자대전 흡착방식(자기 필터 플레이트)를 통해 정화하고, 가스상 물질은 광촉매에 의한 광산화방식(광산화, Photo Oxidation) 및 흡착제에 의한 물리적 흡착방식(흡착 최종 필터)를 통해 정화시킨다.
또한, 탈진 제어는 정전기적 흡착포집 방식(dust magnetic Scavening)을 통해 정화시킨다.
이러한 입자상 및 가스상 물질의 제거효율을 산출해보면 다음과 같다.
(1) 입자상 물질
① 제거효율 흐름도(1atm, 25℃, PM2.5)
미세먼지 최초유입 |
→ | ADSORPTION FILTRATION부  |
→ | ADSORPTION FINAL FILTER부 |
→ | 최종배출 |
|||
| ↓ | ↓ |
 |
↓ | ↓ | |||||
 |
  |
  |
 |
||||||
② 최종 집진효율 산정
- 
= 
- 
- 
∴99.997%
(2) 가스상 물질(CH4 기준)
① 제거효율 흐름도(1atm, 25℃)
최초 유입농도 |
→ | PHOTO OXIDATION  |
→ | ADSORPTION FINAL FILTER |
→ | 최종배출 |
|||
| ↓ | ↓ |
 |
↓ | ↓ | |||||
 |
  |
  |
 |
||||||
② 최종 집진효율 산정
- 
= 
- 
- 
∴99%
이와 같이, 본 발명을 통한 입자상 물질은 99.997% 필터링 되고, 가스상 물질은 99% 필터링될 수 있어, 완전한 제거가 가능함을 확인할 수 있다.
상기한 바와 같은, 본 발명의 실시예들에서 설명한 기술적 사상들은 각각 독립적으로 실시될 수 있으며, 서로 조합되어 실시될 수 있다. 또한, 본 발명은 도면 및 발명의 상세한 설명에 기재된 실시예를 통하여 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서, 본 발명의 기술적 보호범위는 첨부된 특허청구범위에 의해 정해져야 할 것이다.
100: 복합오염물질 처리장치
200: 이동형 여과집진기
300: 광산화 공기정화기
200: 이동형 여과집진기
300: 광산화 공기정화기
Claims (7)
- 오염원에 설치되어 상기 오염원에서 발생하는 복합오염물질을 흡입하고 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 이동형 여과집진기와,
상기 이동형 여과집진기에 결합되고 광산화 처리를 통해 유입된 복합오염물질을 여과 필터링하여 정화시키는 광산화 공기정화기와,
상기 복합오염물질의 유입속도 및 압력을 조절할 수 있는 구동부를 포함하고,
상기 이동형 여과집진기는,
상기 오염원에서 발생하는 복합오염물질을 흡입하는 그릴 하우징과,
상기 그릴 하우징의 하부에 형성되고, 플레이트의 하단에는 바퀴와 브레이크를 구비하고, 상기 플레이트 상단에 외주면을 따라 소정 간격을 두고 소정 깊이의 홈을 갖는 주름선을 형성하여 상기 그릴 하우징과 결합하는 이동형 플레이트 사이와,
상기 그릴 하우징에 삽입되고 표면여과방식으로 상기 그릴 하우징을 통해 흡입된 복합오염물질을 흡착하는 흡착필터와,
상기 흡착 필터가 장착되고 상기 그릴 하우징을 통해 흡입된 복합오염물질을 정전기적으로 흡착 포집하는 마그네틱 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합오염물질 처리장치. - 삭제
- 제1항에 있어서,
상기 흡착 필터는,
상기 그릴 하우징을 통해 유입된 복합오염물질을 흡착하는 흡착판과,
상기 흡착판을 측면에서 커버하고 소정 간격을 두고 공극 또는 구멍을 형성한 필터 케이스와,
상기 흡착판을 커버하는 상/하부 필터 가이드와,
상기 상/하부 필터 가이드의 중앙에 형성되는 먼지 제거 핸들과,
상기 흡착판의 내부에 삽입되고 상기 먼지 제거 핸들과 연결되는 먼지 제거 스프링을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합오염물질 처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 마그네틱 필터는,
표면에 자석 도금을 하여 자기력에 의한 상기 복합오염물질 흡착이 가능한 마그네틱 필터 플레이트와,
상기 마그네틱 필터 플레이트의 바닥판 상단에 형성된 필터 고정 바를 포함하고,
상기 마그네틱 필터 플레이트에 상기 흡착 필터를 장착하고 상기 필터 고정 바를 통해 고정시키는 것을 특징으로 하는 복합오염물질 처리장치. - 제1항에 있어서,
상기 광산화 공기정화기는,
광원으로서 UV-램프와, 상기 UV 램프로부터 UV 광원을 조사받아 양이온을 발생시키는 광촉매와, 상기 이동형 여과집진기를 커버하는 제1 분리판의 에어홀과 연결되고 상기 에어홀을 통해 유입된 복합오염물질이 이동하는 통로로서 공기 파이프와, 상기 UV 램프 및 광촉매를 내부에 장착하고 상기 공기 파이프와 연결되어 유입된 복합오염물질을 상기 광촉매를 통해 광산화 처리하여 정화시키는 에어 홀더를 구비한 광산화부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합오염물질 처리장치. - 제5항에 있어서,
상기 광산화부를 커버하는 광산화 하우징은,
내부에 빈공간을 형성하고 상기 빈공간에 상기 광산화부을 장착하는 덮개식 하우징 구조로 형성된 광산화 하우징 플레이트와,
상기 광산화부를 통해 정화되고 나서 2차적으로 배출된 가스를 흡착하는 방출 흡착 필터와,
상기 방출 흡착 필터를 통해 정화된 공기 또는 가스를 배출하는 구멍 또는 공극을 갖는 그릴 형태의 배출구로서 방향 조절이 가능하며 배출유량을 분배하고 토출 유속을 감소시키는 방출 그릴 게이트와,
상기 광산화 하우징 플레이트의 빈공간을 분할하고 분할된 공간에 상기 방출 그릴 게이트를 지지하는 광산화 하우징 고정트랙과,
덮개식 하우징 구조의 광산화 하우징 플레이트를 하부의 이동형 여과집진기 및 제1 분리판에 고정시키거나 분리시키는 오픈 도어 락 스티커를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합오염물질 처리장치. - 제6항에 있어서,
외겹은 그물망으로 구성되어 있고, 상기 광산화 하우징을 커버하는 제2 분리판에 지지되는 흡착 최종 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합오염물질 처리장치.
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| KR1020180089557A KR102127413B1 (ko) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치 |
Applications Claiming Priority (1)
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| KR1020180089557A KR102127413B1 (ko) | 2018-07-31 | 2018-07-31 | 에너지 절감형 복합오염물질 처리장치 |
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| KR20200014106A KR20200014106A (ko) | 2020-02-10 |
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-
2018
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Patent Citations (1)
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|---|---|---|---|---|
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