KR102226500B1

KR102226500B1 - 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기

Info

Publication number: KR102226500B1
Application number: KR1020190020861A
Authority: KR
Inventors: 정진영
Original assignee: 주식회사 유진테크
Priority date: 2019-02-22
Filing date: 2019-02-22
Publication date: 2021-03-12
Also published as: KR20200103213A

Abstract

본 발명은 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 싸이클론 챔버에서 와류를 형성하면서 산화력이 우수한 마이크로 버블을 함유한 처리수를 분사함으로써, 악취 성분의 분해와, 살균 효율을 극대화할 수 있는 마이크로 버블 탈취기에 관한 것이다.

Description

탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기{Advanced microbubble deodorizer}

본 발명은 악취를 제거하는 탈취기술로 특히 고온의 쓰레기에서 분리되는 공기로부터 악취를 처리하기 위하여 싸이클론 챔버에서 와류를 형성하면서 산화력이 우수한 마이크로 버블을 함유한 처리수를 분사함으로써, 악취 성분의 분해와, 살균 효율을 극대화할 수 있는 마이크로 버블 탈취기에 관한 것이다.

음식물 쓰레기는 전체 중량의 약 80 내지 90%가 수분이므로 이를 줄이기 위해 가열 건조 및 미생물반응의 발효 과정을 거쳐 처리하는 경우가 많고, 처리 과정에서 다량의 수분과 고농도의 악취가 발생하게 된다. 간접 가열식 음식물 처리기의 본체부 내부의 공기는 각종 유해 가스와 악취를 포함하고 있으므로 그대로 대기 중으로 방출된다면 사용자의 건강을 해칠 우려가 있고, 특히 황화수소와 같은 산성 계 가스와 암모니아와 같은 염기성계 가스는 인체에 악영향을 미친다.

통상의 탈취 방법으로 알려지기로는 활성탄 흡착법, 세정법, 미생물탈취법, 오존산화법 등이 있고 촉매를 이용한 탈취방법이 효과적인 것으로 알려져 있으나 대부분의 탈취 처리방식은 활성탄 흡착법만을 사용하기 때문에 암모니아 등 유해가스는 대기중으로 그대로 방출되고 있는 문제가 있다.

한편 휘발성 유기화합물(VOCs, Volatile Organic Compounds)은 대기중에 휘발되어 악취를 발생시키는 탄화수소화합물로서 호흡기를 통해 신경장애를 일으키는 톨루엔, 포름알데하이드, 자일렌 등을 통칭하며, 주로 석유화학공장이나 도료 공장의 제조 및 저장과정, 자동차 배기가스, 폐인트나 접착제 등 건축자재, 주유소 저장탱크 등에서 발생하는 것을 알려져 있는데, 인체에 유해한 이를 효과적으로 해결할 마땅 방법이 개발되지 않았다.

이를 해결하기 위한 방법으로 대한민국 등록특허 제10-1000306호는 공기유입구(11)와 배기구(12)를 구비한 본체(10); 상기 공기유입구(11)를 통해 유입된 오염된 공기 중의 미세 고형물질을 제거하는 전처리 필터부(20) 및 중간 필터부(30); 오염된 공기 중의 악취성분을 자외선 램프와 광촉매의 광산화 및 촉매산화반응에 의해 제거하는 다수 개의 공기정화부재(50)를 내장한 카트리지 필터부(40); 상기 카트리지 필터부(40)를 통해 분해된 가시의 재결합을 방지하는 흡착필터부(60);로 이루어지는 탈취장치에 있어서, 상기 카트리지 필터부(40)는 필터를 구성하기 위한 고정프레임(43); 상기 고정프레임(43)의 상당에 위치하여 연결되는 고정프레임 덮개(41); 상기 고정프레임 덮개(41)와 고정프레임(43)을 결합하여 고정하고, 분해될 수 있도록 형성된 결착부재(42); 상기 고정프레임(43)에 체결되어 악취로 오염된 공기를 광촉매 반응에 의해 악취성분을 제거할 수 있도록 하는 공기정화부재(50); 상기 고정프레임상에 형성되어 UV램프(55)가 용이하게 공기정화부재(50) 내부로 인입되게 하는 UV램프공(44);으로 구성됨을 특징으로 하는 자외선과 광촉매를 이용한 탈취장치가 개시되어 있으나 탈취 효율이 높이 않은 문제가 있다.

다른 예인 등록특허 제652969호는 초음파를 이용한 회절식 스크러버 기술로 초음파를 냄새 제거에 이용한 것이며, 등록특허 제10-0948652호는 하부로부터 악취 가스를 주입하며 세정액이 분출되면서 다수의 천공판을 거치도록 하고 펌프를 이용하여 세정액을 순환시키도록 한 특징이 있으나 이들 모두 악취 제거를 위해 단순 세정액을 이용하며 초음파나 기계적 설계변경 정도의 기술에 그침으로써 탈취 효과가 크게 높지 않은 문제가 있었다.

이를 개선한 특허 제10-1883659호는 내부가 중공인 몸체에 미스트 포집부와 정화가스 배출구, 가스 분배실 및 가스 유입관이 구비된 본체와, 제1, 2 세정부로 이루어지며 가스 분배실 내부에 복수의 악취가스 균일분배판으로 이루어진 악취가스 균일분배수단을 더 설치함으로써 균일분배 및 반복적 처리를 통한 효과를 개선한 점이 있으나 이 기술 또한 가스를 세정액을 이용하에서 처리하는 점에서 종래 기술과 다를 바 없었다.

또 다른 개선 기술로서 공개특허 제10-2010-97501호는 다공성 지지체에 접착제와 탈취제를 따로 분리하여 도포함으로써 접착제가 탈취제의 표면 또는 기공을 덮지 않고 공기와의 접촉면적을 넓게 하며 악취 유발물질을 효율적으로 제거할 수 있는 필터기술을 개시하고 있으나 단순 접촉면적을 넓힌다는 일반적 기술을 적용한 것일 뿐이어서 업계 통상의 개선 정도에 그치는 문제가 있었다.

음식 쓰레기와 같이 악취 성분이 다량 함유되고 공기 유입 속도가 빨라지거나 유입량이 많은 경우에는 광촉매의 효과적 작용이 어렵고 미처리된 악취 성분이 증가하므로 고효율, 고용량의 탈취기능을 개량한 탈취기 개발이 시급한 실정이다.

대한민국 등록특허 제10-1860875호 대한민국 등록특허 제10-1000306호

본 발명은 상기와 같은 문제를 해결하기 위하여 개발된 것으로 특히 고온의 공기로부터 악취를 효과적으로 제거하고자 한다. 또한 본 발명은 고온의 공기로부터 열에너지를 재활용할 수 있는 장치를 제공하고자 한다.

이를 위해 본 발명은 일측에 악취 공기가 유입되는 악취 공기 유입구가 마련되며 악취 공기를 1차 탈취 처리하는 싸이클론 챔버와; 상기 싸이클론 챔버와 연통되며 1차 탈취처리된 악취 공기를 상하로 이동시키면서 2차 탈취 처리하는 세정 챔버와; 상기 싸이클론 챔버에 마이크로 버블이 함유된 제1처리수를 공급하는 제1처리수 공급부와; 상기 세정 챔버에서 이동하는 악취 공기에 제2처리수를 공급하는 제2처리수 공급부;를 포함하는 마이크로 버블 탈취기로서, 상기 싸이클론 챔버는, 원통 형상으로 이루어지며, 하측에는 악취 공기 유입구가 마련되고, 하단에는 처리수 배출구가 마련되며, 상기 싸이클론 챔버 내주면에는 유입되는 악취 공기가 와류를 형성하도록 유도하는 나선 형태의 와류 가이드부재가 형성되고, 상기 악취 공기 유입구는, 상기 와류 가이드부재의 나선 방향에 대응하도록 상기 싸이클론 챔버의 중심에서 일측으로 편향하도록 배치하되, 상기 싸이클론 챔버 또는 와류 가이드부재에는 방오 코팅 또는 발수 코팅되는 것을 특징으로 하는 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기를 제공할 수 있다.
또한 상기 세정 챔버는, 내부 공간에 하단이 개방된 제1격벽, 상단이 개방된 제2격벽, 하단이 개방된 제3격벽이 순차적으로 설치되어 제1공간부 내지 제4공간부로 구획하고, 상기 싸이클론 챔버의 상단에서 유입되는 악취 공기가 상기 제1격벽 내지 제3격벽의 안내에 따라 제1공간부 내지 제4공간부를 거쳐 상기 제4공간부의 상단에 마련된 탈취 공기 배출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 제공할 수 있다.
또한 상기 제1처리수 공급부는, 물이 수용된 제1수조와, 상기 제1수조에 설치되어 마이크로 버블을 생성하는 마이크로 버블 생성기와, 상기 악취 공기 유입구에 관입되어 상기 제1수조에서 공급되는 제1처리수를 상기 싸이클론 챔버 내로 분사하는 제1처리수 분사노즐로 이루어지는 것을 특징으로 제공할 수 있다.
또한 상기 제2처리수 공급부는, 물이 수용된 제2수조와, 상기 제2수조에 설치되어 물을 냉각하는 냉각기와, 상기 세정 챔버 내부의 제2공간부 및 제3공간부 중 적어도 어느 하나의 공간부 상단에 배치되어 상기 제2수조에서 공급되는 제2처리수를 분사하는 다수의 분사 노즐로 이루어지는 것을 특징으로 제공할 수 있다.

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이상과 같은 구성의 본 발명에 따른 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기는 싸이클론 챔버에서 와류를 형성하면서 산화력이 우수한 마이크로 버블을 함유한 처리수를 분사함으로써, 악취 성분의 분해와, 살균 효율을 극대화할 수 있는 효과가 있다.

본 발명의 효과는 이상에서 언급된 것들에 한정되지 않으며, 언급되지 아니한 다른 효과들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해되어 질 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 2는 본 발명의 싸이클론 챔버 내에서 악취 공기 유입되어 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 상세히 설명하면 다음과 같다.

본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 판례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기의 구조를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 싸이클론 챔버 내에서 악취 공기 유입되어 회전하는 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.

도 1을 참조하면, 본 발명에 따른 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기(100)는 쓰레기에서 발생한 고온의 악취 공기(111a)를 탈취하는 것으로서, 일측에 상기 악취 공기(111a)가 유입되는 악취 공기 유입구(111)가 마련되며 악취 공기(111a)를 1차 탈취 처리하는 싸이클론 챔버(110)와, 상기 싸이클론 챔버(110)와 연통되며 1차 탈취처리된 악취 공기를 상하로 이동시키면서 2차 탈취 처리하는 세정 챔버(120)와, 상기 싸이클론 챔버(110)에 마이크로 버블이 함유된 제1처리수(135a)를 공급하는 제1처리수 공급부(130)와, 상기 세정 챔버(120)에서 이동하는 악취 공기에 제2처리수(143a)를 공급하는 제2처리수 공급부(140)를 포함하여 구성된다.

상기 싸이클론 챔버(110)는 원통 형상으로 이루어지며, 하측에는 악취 공기 유입구(111)가 마련되고, 하단에는 처리수 배출구(113)가 마련되며, 상기 싸이클론 챔버(110) 내주면에는 유입되는 악취 공기(111a)가 와류를 형성하도록 유도하는 나선 형태의 와류 가이드부재(115)가 형성된다.

상기 악취 공기 유입구(111)를 통해 유입된 악취 공기(111a)는 싸이클론 챔버(110) 내벽에 형성된 나선 형태의 와류 가이드부재(115)를 따라 회전하면서 상승하여 와류가 형성된다. 그리고 상기 악취 공기 유입구(111)는 상기 와류 가이드부재(115)의 나선 방향에 대응하도록 도 2에 도시된 바와 같이 상기 싸이클론 챔버(110)의 중심에서 일측으로 편향되게 배치하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 싸이클론 챔버(110) 내에서 와류를 형성하면서 상승하는 악취 공기는 상기 제1처리수 공급부(130)를 통해 분사되는 제1처리수(135a)와 접촉하면서 악취 공기에 함유된 악취 성분이 탈취된다.

상기 와류 가이드부재(115)는 금속, 플라스틱 소재를 띠 형상으로 성형하여 싸이클론 챔버(110) 내벽에 나선 형태로 부착하는 것을 예시할 수 있는데, 그 표면에는 분진이나 악취 성분이 흡착되는 것을 방지하도록 방오 코팅 또는 초발수 코팅할 수 있다. 또한, 상기 코팅층에는 실리카 또는 알루미나 등의 세라믹 입자가 포함되어 내식성을 향상시키는 것이 바람직한데, 이는 제1처리수에 함유된 마이크로 버블이 고분자 유기물을 분해하는 성질을 가지고 있기 때문이다. 이러한 코팅은 싸이클론 챔버(110)나 세정 챔버(120)의 내벽에도 형성될 수 있다.

상기 와류 가이드부재(115)가 플라스틱 소재인 경우 내열성과, 내식성, 내노화성이 우수한 폴리술폰(PSF), 폴리에테르술폰(PES), 폴리에테르이미드(PEI), 폴리페닐렌술포이드(PPS) 등으로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

상기 싸이클론 챔버(110)의 일측 상단은 1차 탈취 처리된 악취 공기가 세정 챔버(120)로 이동할 수 있도록 개방되어 있다.

상기 처리수 배출구(113)를 통해 배출되는 제1처리수(135a)는 여과조(150)를 거쳐 재사용될 수 있다.

상기 제1처리수 공급부(130)는 물이 수용된 제1수조(131)와, 상기 제1수조(131)에 설치되어 마이크로 버블을 생성하는 마이크로 버블 생성기(133)와, 상기 악취 공기 유입구(111)에 관입되어 상기 제1수조(131)에서 공급되는 제1처리수(135a)를 상기 싸이클론 챔버(110) 내로 분사하는 제1처리수 분사노즐(135)로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

마이크로 버블은 통상적으로 기포 직경이 50μm 이하의 기포를 말하며, 일반 기포에 비해 부력이 적어 1분에 약 3mm 정도 상승하여 장기간 수중에 체류하고 축소되어 소멸될 때 완전 용해가 된다.

상기 마이크로 버블은 나노 사이즈의 나노 버블 형태로 축소 전환되고, 소멸하면서 오존 대비 2,000배의 산화력을 갖는 프리라디칼을 발생하기 때문에 악취 성분을 분해하여 탈취하게 된다. 그리고 마이크로 버블은 살균력이 뛰어나기 때문에 처리수 배출구를 통해 배출되는 제1처리수의 수질 정화에도 큰 도움이 되며, 별도의 수질 정화 장치 없이 간단한 여과 과정만을 거친 다음 재사용할 수 있다.

상기 마이크로 버블 생성기(133)는 크게 캐비테이션 방식, 가압 용해 방식, 난류 전단 방식, 고속 회전 교반 방식 또는 선회류 방식으로 마이크로 버블을 생성하는 것을 예시할 수 있다.

한편, 마이크로 버블 생성기(133)에는 오존(O3) 가스 등을 보관한 가스보관용기와 연결되는 가스혼합기를 부가, 설치함으로써 기능성 버블을 생성하여 제공할 수 있다. 이를 통해 처리 대상인 악취의 종류에 따라 다양한 기능성 가스를 맞춤형으로 사용함으로써 탈취 효과를 극대화할 수 있도록 지원한다. 오존은 고온 반응성이 저온에 비해 매우 뛰어나기 때문에 고온의 악취 제거시 탁월한 효과가 있다.

상기 제1처리수 분사노즐(135)은 일단은 제1수조(131)에 연결되고 타단은 상기 악취 공기 유입구(111)에 삽입되어 상기 싸이클론 챔버(110)에 공급되는 악취의 공급방향과 같은 방향으로 분사될 수 있다.

상기 세정 챔버(120)는 싸이클론 챔버(110)에서 1차 탈취 처리된 악취 공기를 2차로 탈취하고 공기를 냉각시키는 기능을 하는 장소로, 그 내부 공간에는 하단이 개방된 제1격벽(123a), 상단이 개방된 제2격벽(123b), 하단이 개방된 제3격벽(123c)이 순차적으로 설치되어 세정 챔버(120) 내부 공간을 제1공간부(124a) 내지 제4공간부(124d)로 구획하며 세정 챔버(120)의 하단에는 제2처리수 배출구(121)가 하나 이상 마련된다.

상기 싸이클론 챔버(110)의 상단에서 유입되는 악취 공기가 상기 제1격벽 내지 제3격벽의 안내에 따라 제1공간부(124a) 내지 제4공간부(124d)를 거쳐 순차 처리된 후 제4공간부(124d) 상단에 마련된 탈취 공기 배출구(122)를 통해 외부로 배출된다.

또한 상기 제4공간부(124d)의 내벽에는 광촉매 코팅층(125)이 형성되고, 내벽에는 상기 광촉매 코팅층(125)에서 광촉매 활성을 발휘하도록 자외선을 조사하는 자외선 램프(126)가 설치되는 것을 예시할 수 있다. 이는 자외선과 광촉매의 작용에 의해 미처리된 악취 성분을 최종적으로 분해함으로써 탈취효과를 최대한 높여 마무리하는 기능을 한다.

상기 제2처리수 공급부(140)는 물이 수용된 제2수조(141)와, 상기 제2수조(141)에 설치되어 물을 냉각하는 냉각기(142)와, 상기 세정 챔버(120) 내부의 제2공간부(124b) 및 제3공간부(124c) 중 적어도 어느 하나의 공간부 상단에 배치되어 상기 제2수조(141)에서 공급되는 제2처리수(143a)를 분사하는 다수의 분사 노즐(143)로 이루어지는 것을 예시할 수 있다.

상기 제2처리수(143a)는 상기 냉각기(142)에서 냉각된 것이기 때문에 상기 싸이클론 챔버(110)에서 1차 탈취된 고온의 악취 공기를 빠르게 냉각함과 동시에 2차로 탈취 수단으로 작용하게 된다.

한편 상기 제2처리수(143a)는 제1처리수와 마찬가지로 마이크로 버블이 함유된 것을 사용할 수 있고, 버블 생성기(133)에 오존(O3) 가스 등을 보관한 가스보관용기와 연결되는 가스혼합기를 설치하여 기능성 버블을 생성하여 제공할 수 있으며, 탈취 및 살균효과가 알려진 차아염소산 등 화학 성분이나 피톤치드 함유 편백나무 추출물 등 천연 성분을 용해시켜 기능성을 제공할 수 있다.

본 발명의 상세한 설명 및 도면에서는 구체적인 실시예에 관해 설명하였으나 본 발명은 개시된 실시예에 한정되지 않고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 안되며 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라 이 특허청구범위와 균등한 것들을 포함하는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100 : 탈취기 110 : 싸이클론 챔버
111 : 악취 공기 유입구 111a : 악취 공기
113 : 처리수 배출구 115 : 와류 가이드부재
120 : 세정 챔버 121 : 제2처리수 배출구
122 : 탈취 공기 배출구 123a : 제1격벽
123b : 제2격벽 123c : 제3격벽
124a : 제1공간부 124b : 제2공간부
124c : 제3공간부 124d : 제4공간부
125 : 광촉매 코팅층 126 : 자외선 램프
130 : 제1처리수 공급부 131 : 제1수조
133 : 마이크로 버블 생성기 135 : 제1처리수 분사노즐
135a : 제1처리수 140 : 제2처리수 공급부
141 : 제2수조 142 : 냉각기
143 : 분사 노즐 143a : 제2처리수
150 : 여과조

Claims

일측에 악취 공기가 유입되는 악취 공기 유입구가 마련되며 악취 공기를 1차 탈취 처리하는 싸이클론 챔버와; 상기 싸이클론 챔버와 연통되며 1차 탈취처리된 악취 공기를 상하로 이동시키면서 2차 탈취 처리하는 세정 챔버와; 상기 싸이클론 챔버에 마이크로 버블이 함유된 제1처리수를 공급하는 제1처리수 공급부와; 상기 세정 챔버에서 이동하는 악취 공기에 제2처리수를 공급하는 제2처리수 공급부;를 포함하는 마이크로 버블 탈취기에 있어서,
상기 싸이클론 챔버는, 원통 형상으로 이루어지며, 하측에는 악취 공기 유입구가 마련되고, 하단에는 처리수 배출구가 마련되며, 상기 싸이클론 챔버 내주면에는 유입되는 악취 공기가 와류를 형성하도록 유도하는 나선 형태의 와류 가이드부재가 형성되고, 상기 악취 공기 유입구는, 상기 와류 가이드부재의 나선 방향에 대응하도록 상기 싸이클론 챔버의 중심에서 일측으로 편향하도록 배치하되,
상기 싸이클론 챔버 또는 와류 가이드부재에는 방오 코팅 또는 발수 코팅되는 것을 특징으로 하는, 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기.
제1항에 있어서,
상기 세정 챔버는, 내부 공간에 하단이 개방된 제1격벽, 상단이 개방된 제2격벽, 하단이 개방된 제3격벽이 순차적으로 설치되어 제1공간부 내지 제4공간부로 구획하고, 상기 싸이클론 챔버의 상단에서 유입되는 악취 공기가 상기 제1격벽 내지 제3격벽의 안내에 따라 제1공간부 내지 제4공간부를 거쳐 상기 제4공간부의 상단에 마련된 탈취 공기 배출구를 통해 외부로 배출되는 것을 특징으로 하는, 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기.
제1항에 있어서,
상기 제1처리수 공급부는,
물이 수용된 제1수조와, 상기 제1수조에 설치되어 마이크로 버블을 생성하는 마이크로 버블 생성기와, 상기 악취 공기 유입구에 관입되어 상기 제1수조에서 공급되는 제1처리수를 상기 싸이클론 챔버 내로 분사하는 제1처리수 분사노즐로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기.
제2항에 있어서,
상기 제2처리수 공급부는,
물이 수용된 제2수조와, 상기 제2수조에 설치되어 물을 냉각하는 냉각기와, 상기 세정 챔버 내부의 제2공간부 및 제3공간부 중 적어도 어느 하나의 공간부 상단에 배치되어 상기 제2수조에서 공급되는 제2처리수를 분사하는 다수의 분사 노즐로 이루어지는 것을 특징으로 하는, 탈취기능이 개선된 마이크로 버블 탈취기.
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