KR102131705B1 - 라돈 저감 유기용매 순환장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 라돈 저감 장치에 있어서, 라돈 기체가 포함된 외부공기를 유입시켜 유기용매와 혼합함으로써 상기 라돈 기체를 상기 유기용매에 용해시켜 제거한 후 외부로 배출하는 라돈 제거부, 상기 라돈 기체가 용해된 유기용매에서 상기 라돈 기체를 제거하는 라돈 포집부, 일측은 상기 라돈 제거부와 연결되고 타측은 상기 라돈 포집부와 연결되어 상기 라돈 제거부에서 라돈 기체가 용해된 유기용매가 상기 라돈 포집부로 이동하는 통로인 제 1 유기용매 순환통로 및 일측은 상기 라돈 포집부의 상기 제 1 유기용매 순환통로 반대쪽과 연결되고 타측은 상기 라돈 제거부와 연결되어 라돈 기체가 제거된 유기용매가 이동하는 통로인 제 2 유기용매 순환통로를 포함하는 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치에 관한 것이다.

Description

라돈 저감 유기용매 순환장치{Radon Reduction Organic Solvent Circulation Device}
본 발명은 유기용매를 이용하여 공기중의 라돈 기체를 제거하는 순환장치에 관한 것이다.
라돈(Rn)은 자연에 존재하는 라듐(Ra)의 붕괴산물인 방사성 원소로 무색, 무취, 무미의 기체이다. 표준상태(STP: 0℃, 1기압)에서의 밀도는 9.73 g/L 로 공기밀도(1.217 g/L)보다 약 8배 크다.
라돈은 다른 물질과 화학적 반응을 하지 않는 불활성기체이나 방사선을 내는 성질이 있다. 세계보건기구 산하 국제암연구센터(IARC)에서는 라돈을 1급 발암물질로 규정하고 있으며, 2009년 세계보건기구에서 다수의 국가를 대상으로 한 라돈의 인체영향에 관한 연구결과에서는 라돈이 전 세계 폐암 발병원인의 3~14%를 차지한다고 보고한 바 있다.
라돈 기체의 발생원인은 대부분 주택하부의 토양이며 그외 콘크리트, 석고보드, 석면 슬레이트 등 건축자재 중에 존재하기도 한다. 대부분의 실내공기 중의 라돈 기체는 토양과 실내에서 사용하는 지하수를 통하여 유입된다. 따라서 실내공기 정화를 위하여 라돈 저감장치가 요구되고 있다.
종래의 라돈 저감장치들은 활성탄이나 전도체로 구성된 라돈 흡착 필터를 이용하여 공기중의 라돈을 제거하는 방식으로 이루어지고 있다. 국내공개특허공보 제10-2016-0109826(라돈 저감용 스마트 공기청정기), 제 10-2018-0086070호(라돈 흡착 필터를 포함하는 라돈 저감 장치)에서는 공기중의 라돈을 흡착 필터를 이용하여 제거하는 방법이 개시되어 있으나, 라돈 제거 효율이 낮고 비용이 많이 소요되는 단점이 있다.
한편, 올리브유와 같은 유기용매는 일상 생활에서 저렴한 가격으로 쉽게 구할 수 있는 물질이며 라돈 기체의 용해도가 다른 물질에 비해 높다. 따라서 올리브유와 같은 유기용매를 이용할 경우 저렴한 비용에 효과적으로 공기중의 라돈을 제거할 수 있다.
따라서 이와 같은 문제점을 해결하기 위한 요구된다.
한국 공개특허 10-2015-0034944 한국 공개특허 10-2017-0010005
본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 발명으로서, 올리브유와 같은 유기용매를 이용하여 공기중의 라돈을 제거하고 깨끗한 공기를 배출하며 유기용매는 장치 내부에서 순환하여 지속적으로 사용 할 수 있는 라돈 저감 장치를 제공하기 위한 발명이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명은 공기중의 라돈을 효과적으로 제거하기 위한 라돈 저감 유기용매 순환장치로서 라돈 기체가 포함된 외부공기를 유입시켜 유기용매와 혼합함으로써 상기 라돈 기체를 상기 유기용매에 용해시켜 제거한 후 외부로 배출하는 라돈 제거부, 상기 라돈 기체가 용해된 유기용매에서 상기 라돈 기체를 제거하는 라돈 포집부, 일측은 상기 라돈 제거부와 연결되고 타측은 상기 라돈 포집부와 연결되어 상기 라돈 제거부에서 라돈 기체가 용해된 유기용매가 상기 라돈 포집부로 이동하는 통로인 제 1 유기용매 순환통로, 일측은 상기 라돈 포집부의 상기 제 1 유기용매 순환통로 반대쪽과 연결되고 타측은 상기 라돈 제거부와 연결되어 라돈 기체가 제거된 유기용매가 이동하는 통로인 제 2 유기용매 순환통로를 포함한다.
또한, 상기 유기용매는 라돈 기체의 용해도가 가장 높은 유기용매인 올리브유인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 라돈 제거부는 외부 공기가 유입되는 공기 유입구, 상기 공기 유입구와 연결되고 유기용매가 유입되어 노즐을 통해 상기 외부공기에 상기 유기용매가 분사되는 벤츄리관, 상기 벤츄리관과 연결되고 상기 외부공기와 상기 유기용매가 섞여 외부 공기에 혼합된 라돈 기체가 유기용매에 용해됨으로써 라돈 기체를 제거하는 교반통 및 상기 교반통의 상단부 헤드에 연결되어 상기 라돈 기체가 제거된 공기에서 산패취를 제거하여 외부로 배출하는 정화기를 포함할 수 있다.
또한, 상기 라돈 포집부는 상기 제 1 유기용매 순환통로로부터 라돈 기체가 용해된 유기용매가 유입되고 초음파를 발생시켜 유기용매에 용해된 라돈 기체를 탈기시키는 초음파 발생기, 탈기된 라돈 기체가 빠져나오는 라돈 배출 구멍 및 바닥에 부착되어 상기 라돈 배출 구멍으로부터 빠져나온 라돈 기체를 포집하는 라돈 흡착제를 포함하는 라돈 포집 장치로 이루어 질 수 있다.
또한, 상기 벤츄리 관은 유기용매를 밀어내는 프로펠러, 상기 프로펠러를 구동하는 모터 및 상기 벤츄리관의 벽에 연결되어 상기 모터를 고정시키는 지지대를 포함할 수 있다.
또한, 상기 정화기는 상기 정화기 내부에 산패취를 제거하는 산패취 제거제, 체 구조로 이루어져 상기 산패취 제거제가 외부로 유출되는 것을 방지하는 필터를 포함할 수 있다.
또한, 상기 흡착제의 재질은 라돈 흡착력이 우수하다고 알려진 제올라이트(zeolite) 또는 활성탄 중 어느 하나로 할 수 있다.
상기한 과제를 해결하기 위한 본 발명의 라돈 저감 유기용매 순환장치는 다음과 같은 효과가 있다.
첫째, 라돈 기체가 유기용매에 용해되는 성질을 이용하여 공기중의 라돈 기체를 제거하는 방식에 의하므로 기존의 활성탄 등을 이용한 라돈 저감 장치에 비해서 라돈 기체의 제거 효율이 높은 장점이 있다.
둘째, 유기용매는 순환통로를 통해 장치 내부에서 지속적으로 순환하기 때문에 관리가 용이하고 저렴한 비용으로 라돈 기체를 제거할 수 있는 장점이 있다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 라돈 저감 유기용매 순환장치의 내부 모습을 보여주는 도면,
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 라돈 저감 유기용매 순환장치의 벤츄리 관의 내부 모습을 보여주는 도면,
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정화기의 내부 모습을 보여주는 도면,
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 라돈 포집통의 내부 모습을 보여주는 도면,
도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 라돈 포집통의 위쪽에서 바라본 도면 및 측면도를 나타낸 도면이다.
이하, 본 발명의 일부 실시 예들을 예시적인 도면을 통해 상세하게 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 실시예에 대한 이해를 방해한다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1 은 본 발명의 실시예에 따른 라돈 저감 유기용매 순환장치의 내부 모습을 보여주는 도면이다.
도 1 에 도시된 바와 같이, 본 발명인 라돈 저감 유기용매 순환장치는 라돈 기체가 포함된 외부공기를 유입시켜 유기용매와 혼합함으로써 상기 라돈 기체를 상기 유기용매에 용해시켜 제거한 후 외부로 배출하는 라돈 제거부, 상기 라돈 기체가 용해된 유기용매에서 상기 라돈 기체를 제거하는 라돈 포집부, 일측은 상기 라돈 제거부와 연결되고 타측은 상기 라돈 포집부와 연결되어 상기 라돈 제거부에서 라돈 기체가 용해된 유기용매가 상기 라돈 포집부로 이동하는 통로인 제 1 유기용매 순환통로, 일측은 상기 라돈 포집부의 상기 제 1 유기용매 순환통로 반대쪽과 연결되고 타측은 상기 라돈 제거부와 연결되어 라돈 기체가 제거된 유기용매가 이동하는 통로인 제 2 유기용매 순환통로를 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 라돈 제거부는 외부 공기가 유입되는 공기 유입구, 상기 공기 유입구와 연결되고 유기용매가 유입되어 노즐을 통해 상기 외부공기에 상기 유기용매가 분사되는 벤츄리관, 상기 벤츄리관과 연결되고 상기 외부공기와 상기 유기용매가 섞여 외부 공기에 혼합된 라돈 기체가 유기용매에 용해됨으로써 라돈 기체를 제거하는 교반통 및 상기 교반통의 상단부 헤드에 연결되어 상기 라돈 기체가 제거된 공기에서 산패취를 제거하여 외부로 배출하는 정화기를 포함할 수 있다.
또한, 라돈 포집부는 제 1 유기용매 순환통로로부터 라돈 기체가 용해된 유기용매가 유입되고 초음파를 발생시켜 유기용매에 용해된 라돈 기체를 탈기시키는 초음파 발생기, 탈기된 라돈 기체가 빠져나오는 라돈 배출 구멍, 바닥에 부착되어 상기 라돈 배출 구멍으로부터 빠져나온 라돈 기체를 포집하는 라돈 흡착제를 포함하는 라돈 포집 장치를 포함할 수 있다.
공기 유입구는 라돈이 포함된 외부 공기가 라돈 저감 장치로 유입되는 통로이며 공기가 흐르는 덕트와 같은 구조로 이루어질 수 있다. 공기 유입구는 유입된 공기 위로 유기용매가 분사될 수 있도록 벤츄리관의 노즐 하단에 연결된다.
도 2 는 본 발명의 실시예에 따른 라돈 저감 유기용매 순환장치의 벤츄리관의 내부 모습을 보여주는 도면이다.
도 2 에 도시된 바와 같이, 벤츄리관은 유기용매가 유입되어 공기 유입구를 통해 유입된 외부공기에 유기용매를 분사시키는 장치이다. 유기용매를 효과적으로 분사하기 위하여 벤츄리관의 가운데 부분의 직경이 좁은 벤츄리 형상으로 이루어질 수 있다. 벤츄리관은 상단에 유기용매가 유입되는 제 2 유기용매 순환통로가 연결되어 있고, 유기용매가 분사되는 노즐을 포함할 수 있다. 공기 유입구는 노즐보다 하단에 연결되어 있을 수 있다. 따라서 노즐을 통해 유기용매가 외부공기 위로 분사될 수 있다.
유기용매는 벤츄리관 상단부에서 유입되어 직경이 좁은 구간에서 속도가 빨라지는 벤츄리 효과에 의해 효과적으로 유기용매를 외부공기에 분사시킬 수 있다.
벤츄리관은 유기용매를 보다 효과적으로 분사시키기 위하여 유기용매의 흐름을 보조하는 프로펠러를 더 포함할 수 있다. 벤츄리관 벽에 연결된 지지대에 프로펠러를 구동하는 모터가 연결되어 고정될 수 있다. 프로펠러가 회전하면서 유기용매를 밀어내는 힘에 의하여 노즐에서 분사되는 유기용매의 압력을 증가 시킬 수 있다.
라돈 기체가 포함된 외부공기가 공기 유입구를 통해 벤츄리관으로 유입되면 벤츄리관에서 분사되는 유기용매와 혼합될 수 있다. 공기와 혼합된 유기용매는 벤츄리관 하부를 통과하여 교반통으로 유입된다.
공기와 혼합된 유기용매가 지속적으로 교반통으로 유입되면 교반통에 유기용매가 점차 차오르게 된다. 교반통에서 유기용매와 외부공기가 혼합되면서 외부공기에 포함되어 있는 라돈은 유기용매에 용해될 수 있다. 유기용매와 외부공기가 효과적으로 혼합되도록 교반통에 와류를 발생시키는 교반장치(미도시)를 포함할 수 있다.
도 3 은 본 발명의 실시예에 따른 정화기의 내부 모습을 보여주는 도면이다.
도 3 에 도시된 바와 같이, 교반통에서 라돈이 제거된 외부공기는 상승하여 교반통의 상단부 헤드에 연결된 정화기로 유입된다. 정화기 내부에는 유기용매가 산패되면서 발생하는 산패취를 제거하는 산패취 제거제가 있을 수 있다. 산패취 제거제는 커피 찌꺼기 등 냄새를 흡수할 수 있는 기능을 가지는 공지의 어떤것도 가능하다.
정화기의 입구에는 산패취 제거제가 넘치는 것을 방지하기 위하여 체(sieve) 구조로 구성된 필터를 포함할 수 있다. 체 구조는 얇은 와이어가 서로 교차하면서 꼬여진 그물망 형태로 체구멍은 산패취 제거제보다 작아야 한다. 산패취가 제거된 공기는 공기 배출구를 통해 외부로 배출된다.
교반통의 라돈이 용해된 유기용매는 교반통의 상단부에 연결된 제 1 유기용매 순환통로를 통해 유기용매가 라돈 포집통으로 유입된다. 제 1 유기용매 순환통로는 일측은 교반통에 연결되고 타측은 라돈 포집통에 연결된 유기용매의 이동통로이다.
도 4 는 본 발명의 실시예에 따른 라돈 포집통의 내부 모습을 보여주는 도면이고, 도 5 는 본 발명의 실시예에 따른 라돈 포집통의 위쪽에서 바라본 도면 및 측면도를 나타낸 도면이다.
도 4 및 도 5 에 도시된 바와 같이, 라돈 포집통은 유기용매에 용해된 라돈을 제거하는 장치이다. 라돈 포집통은 라돈이 용해된 유기용매가 유입되는 제 1 유기용매 순환통로부터 시작하여 반대쪽에는 라돈이 탈기된 유기용매가 배출되는 제 2 유기용매 순환통로로 연결되는 라돈 이동 통로를 포함할 수 있다.
라돈 포집통은 초음파 발생기, 라돈 배출 구멍, 라돈 흡착제를 포함할 수 있다. 초음파 발생기는 초음파를 발생시켜 라돈이 용해된 유기용매에서 라돈을 탈기시킬 수 있다. 유기용매에서 탈기된 라돈 기체는 라돈 배출 구멍을 통해 라돈 포집통으로 유출된다. 도 4 에 도시된 바와 같이, 라돈을 효과적으로 제거하기 위하여 해당 과정을 여러 번 거치도록 장치를 중복하여 구성할 수 있다.
라돈 기체는 표준상태에서 밀도가 9.73g/L로 공기밀도보다 약 8배 크기 때문에 라돈 배출 구멍을 통해 배출된 라돈 기체는 아래로 가라앉게 된다. 라돈 포집통 바닥에는 라돈 흡착제를 깔아두어 라돈을 흡착하도록 하고 주기적으로 라돈 흡착제를 갈아주기만 하면 지속적으로 라돈을 제거할 수 있다.
라돈 흡착제는 라돈 기체 분자가 흡착될 수 있는 다공성 결정구조를 갖는 재료이면 어떤 것이든 가능하다. 일반적으로 라돈 흡착 효과가 우수한 것으로 알려진 제올라이트(zeolite) 또는 활성탄 등을 사용할 수 있다.
라돈 기체가 탈기된 유기용매는 제 1 유기용매 순환통로로 유입되어 다시 벤츄리관으로 이동하게 된다. 벤츄리관에서 다시 외부공기로 분사되어 지속적으로 라돈 기체를 용해하는 역할을 하며 순환하게 된다.
하기의 표에서 나타난 바와 같이 라돈 기체는 다른 유기용매보다 올리브유에 대한 용해도가 월등히 높다. 따라서 라돈 기체가 포함된 외부 공기가 올리브유와 섞이게 될 경우 공기중의 라돈 기체는 올리브유에 용해되어 제거할 수 있게 된다. 또한 올리브유는 일상적으로 쉽게 구할 수 있고 가격도 저렴한 장점이 있다. 따라서 유기용매를 올리브유로 선택할 경우 효능, 비용 측면에서 장점이 있다.
Figure 112018107799860-pat00001
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
1 : 라돈 저감 장치
10 : 공기 유입구
20 : 벤츄리관
21 : 노즐
22 : 프로펠러
23 : 모터
24 : 지지대
30 : 교반통
40 : 정화기
41 : 필터
50 : 제 1 유기용매 순환통로
60 : 라돈 포집장치
61 : 유기용매 유입구
62 : 초음파 발생기
63 : 라돈 배출 구멍
64 : 라돈 흡착제
65 : 유기용매 배출구
70 :제 2 유기용매 순환통로

Claims (7)

  1. 라돈 저감 장치에 있어서,
    라돈 기체가 포함된 외부공기를 유입시켜 유기용매와 혼합함으로써 상기 라돈 기체를 상기 유기용매에 용해시켜 제거한 후 외부로 배출하는 라돈 제거부;
    상기 라돈 기체가 용해된 유기용매에서 상기 라돈 기체를 제거하는 라돈 포집부;
    일측은 상기 라돈 제거부와 연결되고 타측은 상기 라돈 포집부와 연결되어 상기 라돈 제거부에서 라돈 기체가 용해된 유기용매가 상기 라돈 포집부로 이동하는 통로인 제 1 유기용매 순환통로; 및
    일측은 상기 라돈 포집부의 상기 제 1 유기용매 순환통로 반대쪽과 연결되고 타측은 상기 라돈 제거부와 연결되어 라돈 기체가 제거된 유기용매가 이동하는 통로인 제 2 유기용매 순환통로가 포함되고,
    상기 라돈 제거부는,
    외부 공기가 유입되는 공기 유입구;
    상기 공기 유입구와 연결되고 유기용매가 유입되어 노즐을 통해 상기 외부공기에 상기 유기용매가 분사되는 벤츄리관;
    상기 벤츄리관과 연결되고 상기 외부공기와 상기 유기용매가 섞여 외부 공기에 혼합된 라돈 기체가 유기용매에 용해됨으로써 라돈 기체를 제거하는 교반통; 및
    상기 교반통의 상단부 헤드에 연결되어 상기 라돈 기체가 제거된 공기에서 산패취를 제거하여 외부로 배출하는 정화기;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유기용매는 올리브유인 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치.
  3. 삭제
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 라돈 포집부는 상기 제 1 유기용매 순환통로로부터 라돈 기체가 용해된 유기용매가 유입되고 초음파를 발생시켜 유기용매에 용해된 라돈 기체를 탈기시키는 초음파 발생기;
    탈기된 라돈 기체가 빠져나오는 라돈 배출 구멍; 및
    바닥에 부착되어 상기 라돈 배출 구멍으로부터 빠져나온 라돈 기체를 포집하는 라돈 흡착제를 포함하는 라돈 포집 장치;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 벤츄리 관은 유기용매를 밀어내는 프로펠러;
    상기 프로펠러를 구동하는 모터; 및
    상기 벤츄리관의 벽에 연결되어 상기 모터를 고정시키는 지지대;
    를 포함하는 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 정화기는 상기 정화기 내부에 산패취를 제거하는 산패취 제거제;
    체 구조로 이루어져 상기 산패취 제거제가 외부로 유출되는 것을 방지하는 필터;
    를 포함하는 것을 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 흡착제는 재질이 제올라이트(zeolite) 또는 활성탄 중 어느 하나로 이루어진 것을 특징으로 하는 라돈 저감 유기용매 순환장치.
KR1020180131843A 2018-10-31 2018-10-31 라돈 저감 유기용매 순환장치 KR102131705B1 (ko)

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