KR102350297B1

KR102350297B1 - 미세먼지 저감장치

Info

Publication number: KR102350297B1
Application number: KR1020200088790A
Authority: KR
Inventors: 임공영
Original assignee: 주식회사 조흥
Priority date: 2020-07-17
Filing date: 2020-07-17
Publication date: 2022-01-12

Abstract

본 발명은 저렴하면서도 흡착력이 매우 우수한 미세먼지 저감장치를 개시한다. 본 발명에 따른 미세먼지 저감장치는, 소수성 발포수지 알갱이를 투입할 수 있는 알갱이 투입구와, 상기 소수성 발포수지 알갱이 표면에 미세 물방울을 형성할 물을 투입할 수 있는 물 투입구와, 미세먼지가 포함된 외부 공기를 강제로 투입할 수 있는 공기 투입구와, 투입된 공기 중의 미세먼지가 상기 소수성 발포수지 알갱이들의 기공을 통과하면서 미세 물방울에 포집된 후 정화된 공기가 외부로 배출되는 공기 배출구가 관통하여 형성된 중공용기와, 겉보기 기공들이 다수 형성되어 있고, 상기 중공용기 내부에 가득 채워지며, 투입된 하기의 물에 의하여 표면에 미세 물방울이 맺히는 소수성 발포수지 알갱이와, 상기 물 투입구를 통해 상기 중공용기 내부에 투입되어 소수성 발포수지 알갱이 표면에 미세 물방울을 형성하는 물과, 상기 공기 투입구에 연결되어 외부의 공기를 압축하여 강제로 상기 중공 몸통 내부에 투입하는 공기 강제 투입 수단을 포함한다.

Description

미세먼지 저감장치{FINE DUST REDUCTION DEVICE}

본 발명은 미세먼지 저감장치에 관한 것으로, 더 상세하게는 차량의 마후라에 연결해서 사용하거나 지하실 등에서 사용할 수 있는 미세먼지 저감장치에 관한 것이다.

한국 등록특허공보 제10-2097748호에는, 통체 구조를 가지고 유입구를 통해 미세먼지를 포함한 배기가스가 유입되고 배출구를 통해 미세먼지가 제거된 유체가 배출되는 유체 이동 공간을 제공하는 하우징; 하우징 내부 유입구 후단부에 구성되고 유입구 내부로 이동되는 배기가스가 하우징 내부 단면에 대하여 확산되도록 하는 확산수단; 확산수단의 후단부에 구성되고 하우징 내부에 확산된 배기가스에 포함된 오염물질이 흡착 제거되도록 하는 데미스터필터수단; 데미스터필터수단의 후단부에 구성되고 배출구를 향해 배출되는 미세먼지를 포함한 배기가스가 응축 또는 결로되면서 미세먼지가 흡착 제거되도록 하는 응축필터수단; 및 배출구에 연통 구성되고 오염물질 및 미세먼지가 제거된 유체만이 외부로 배출되도록 하는 배기수단을 포함하는 미세먼지 저감장치가 개시되어 있다. 한국 등록특허공보 제10-2097748호는, 데미스터필터 통과 후 응축필터를 통과하면서 응축수에 의하여 미세먼지를 포집한다는 장점이 있지만, 배기가스가 하우징에 유입된 후 배출되기 까지 데미스터필터수단과의 접촉경로가 짧고 응축필터수단에서의 흡착면적이 좁다는 단점이 있다. 따라서, 배기가스에 포함된 미세먼지 중 일부만 제거되고 나머지는 그대로 배출된다. 뿐만 아니라 응축수에 의한 수막발생으로 응축필터수단에 의한 배기가스의 막힘이 빈번하게 발생하여 배기가스가 원활히 배출되지 못하는 문제점도 있다.

한국등록특허공보 제10-2116132호는, 혼합된 공기를 이용하여 미세먼지를 흡착하는 미세먼지 저감 장치로서, 외부의 공기를 유입하여 혼합하고 미세먼지의 흡착을 통해 제거하는 장치본체; 상기 장치본체의 일부분에 구비되어 외부공기유입과 헬륨가스를 혼합하는 밀폐형의 공기 혼합유닛; 상기 장치본체의 일부분에 구비되며 미세먼지를 흡착하는 흡착용액을 제조하는 흡착용액 제조유닛; 상기 공기 혼합유닛에 연결되면서 상기 흡착용액 제조유닛에 연결되어 상기 흡착용액을 이용하여 외부로 발산되는 기포를 생성하는 기포 생성유닛; 상기 공기 혼합유닛 및 상기 기포 생성유닛에 각각 연결되며 공기의 유동을 제어하여 상기 기포 생성유닛에서의 기포생성을 유도하는 유동제어유닛; 및 상기 장치본체의 일부분에 설치되며 상기 공기 혼합유닛, 흡착용액 제조유닛, 기포생성유닛 및 유동제어유닛에 각각 연결되어 상기 공기 혼합유닛, 흡착용액 제조유닛, 기포생성유닛 및 유동제어유닛의 작동을 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 경량 혼합공기를 이용한 미세먼지 저감 장치를 제안하고 있다. 한국등록특허공보 제10-2116132호는 하부에서 공기방울을 방출하고 상부는 흡착패드를 설치하여 미세먼지를 흡착하고 소포된 액상의 계면활성제 수용액은 기기의 하부로 떨어뜨려 재순환시키는 구조이나, 기기 내에서의 공기의 흐름은 원활할 수 있으나 미세먼지와 공기방울의 접촉확률이 떨어지고, 헬륨가스를 공기와 혼합하기 위하여 공기 교반조나 발열부재를 필요로 하고, 기포 생성을 위하여 회전수차 등을 필요로 하기 때문에 미세먼지 흡착 효율과 대비하여 구조가 너무 복잡하고 제조 단가가 지나 높은 단점이 있다.

한국등록특허공보 제10-1983506호에는, 미세먼지 저감 장치 및 이를 이용한 미세먼지 저감 방법으로 흡입부, 살수부, 무기질 미립자 점토광물 흡착 담체를 포함한 여과부 및 제1배출부로 이루어져 외부의 공기를 장치 내부로 흡입하여 살수되는 물과 공기 중의 미세먼지를 접촉시켜 공기 중의 미세먼지를 물과 함께 씻겨 공기의 미세먼지가 저감되는 미세먼지 저감장치가 개시되어 있다. 한국등록특허공보 제10-1983506호에 의하면, 무기질 미립자 점토광물 흡착 담체로 사용하는 데, 이러한 흡착 담체는 물이 뿌려지면 표면에 수막이 형성되어, 메시망 등에 이들을 채울경우 공기의 흐름이 제약 받고, 실제 미세먼지의 흡착은 여과부 상면에서만 주로 일어나게 되므로, 미세먼지 흡착 효률이 현저하게 낮다.

한국등록특허공보 제10-2097748호 (등록일자 : 2020.03.31) 한국등록특허공보 제10-2116132호 (등록일자 : 2020.05.21) 한국등록특허공보 제10-1983506호 (등록일자 : 2019.05.22)

본 발명은 상술한 미세먼지 저감장치들이 갖는 문제점을 해결하기 위하여 이루어진 것으로, 본 발명이 해결하고자 하는 제1과제는, 공기 흡입구를 통해 기기 내부로 유입된 공기 중의 미세먼지가 공기 배출구로 배출되기 전에 공기 흡입구와 공기 배출구 사이의 이동경로 전구간에서 지속적이고 반복적으로 물에 흡착될 수 있는 기회가 발생할 수 있는 미세먼지 저감장치를 제공하는 데 있다.

상술한 본 발명의 과제는, 소수성 발포수지 알갱이를 투입할 수 있는 알갱이 투입구와, 상기 소수성 발포수지 알갱이 표면에 미세 물방울을 형성할 물을 투입할 수 있는 물 투입구와, 미세먼지가 포함된 외부 공기를 강제로 투입할 수 있는 공기 투입구와, 투입된 공기 중의 미세먼지가 상기 소수성 발포수지 알갱이들의 기공을 통과하면서 미세 물방울에 포집된 후 정화된 공기가 외부로 배출되는 공기 배출구가 관통하여 형성된 중공용기와, 겉보기 기공들이 다수 형성되어 있고, 상기 중공용기 내부에 가득 채워지며, 투입된 하기의 물에 의하여 표면에 미세 물방울이 맺히는 소수성 발포수지 알갱이와, 상기 물 투입구를 통해 상기 중공용기 내부에 투입되어 소수성 발포수지 알갱이 표면에 미세 물방울을 형성하는 물과, 상기 공기 투입구에 연결되어 외부의 공기를 압축하여 강제로 상기 중공 몸통 내부에 투입하는 공기 강제 투입 수단을 포함하는 미세먼지 저감장치에 의하여 해결할 수 있다.

상기 소수성 발포수지 알갱이는 발포폴리프로필렌 알갱이인 것이 가장 바람직하다.

상기 발포폴리프로필렌 알갱이의 겉보기 기공률은 80%이상인 것이 가장 바람직하다.

본 발명은, 발포폴리프로필렌 등과 같은 기공이 무수히 열린 소수(疏水性) 발포수지 알갱이의 경우, 물이 표면에 닿아도 수막이 형성되지 않고 미세한 물방울로 응집되는 현상을 이용한다. 본 발명에서와 같이, 발포폴리프로필렌과 같은 소수(疏水性) 발포수지 알갱이를 중공용기 내부에 가득 채우고, 물을 투입하면, 겉보기 기공률이 큰 발포수지 알갱이들 표면에는 무수히 많은 미세 물방울이 형성되고 동시에 공기가 통과할 수 있는 통로도 형성된다. 따라서, 중공용기 내부 전체에 공기가 통과할 수 있는 다공성의 미세 물방울 필터가 형성되는 것과 같다. 미세먼지가 포함된 공기는 이 공기 통로를 통과하면서, 미세 먼지가 물방울에 흡착된다.

본 발명에 따른 미세먼지 저감장치는 공기 흐름에 대한 저항이 적기 때문에 차량의 마후라에 연결해서 사용할 수도 있고, 호스를 연결하면 실외에 설치하여 실내 공기를 정화시킬 수 있으므로 건물 지하실, 미세먼지가 많은 공장 등 작업 현장 등의 공기 정화에도 유용하게 사용할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 저감장치의 중공용기에 대한 분해사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 저감장치의 중공용기에 대한 결합사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 미세먼지 저감장치의 중공용기에 대한 종단면도이다.
도 4는 도 3에 도시된 중공용기에 발포폴리프로필렌 알갱이와 물을 채운 본 발명에 따른 미세먼지 저감장치의 종단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 미세먼지 저감장치의 중공용기에 대한 결합사시도이다.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 미세먼지 저감장치의 구체적인 실시 예를 상세히 설명한다.

도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 중공용기(1,3a,3b)는 통형 용기이고, 원통형이든 사각통이든 상관 없으나, 도 5에 도시된 바와 같이 바닥 드레인(drain)을 위해서 원통형이 가장 바람직하다. 중공용기(1,3a,3b)의 재질은 스테인레스 용기 등 강철 용기가 가장 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 상기 중공용기(1,3a,3b)는 원통형 용기 몸통(1)와 용기 몸통(1)의 양단에 부착되는 용기 측벽(3a,3b)으로 구성하고 용기 측벽(3a,3b)의 하단은 수평면이 되게 형성하여 바닥에 정착하게 하는 것이 바람직하다. 공기 투입구(7)를 통해 투입된 공기가 가능한 긴 경로를 이동한 후 배출되게 하기 위하여, 상기 용기 몸통(1)의 내부에는 용기 몸통(1) 내경에 부합하는 크기 및 형상이고 하단 또는 상단에 절단부(6)가 형성되어 공기의 유로를 형성할 수 있는 격벽(5a,5b,5c)을 절단부(6)가 상방 또는 하방으로 교대로 교체되게 설치하는 것이 바람직하다.

중공용기(1,3a,3b)에는 소수성 발포수지 알갱이(도 4의 부호 25)를 투입할 수 있는 알갱이 투입구(11)와, 상기 소수성 발포수지 알갱이(25) 표면에 미세 물방울을 형성할 물(도 4의 부호 27)을 투입할 수 있는 물 투입구(13)와, 미세먼지가 포함된 외부 공기를 강제로 투입할 수 있는 공기 투입구(7)와, 투입된 공기 중의 미세먼지가 상기 소수성 발포수지 알갱이(25)들의 기공을 통과하면서 미세 물방울에 포집된 후 정화된 공기가 외부로 배출되는 공기 배출구(9)가 관통하여 형성된다. 또한, 상기 알갱이 투입구(11)에는 알갱이 투입구 마개(19)를 결합할 수 있고, 상기 물 투입구(13)에는 물 투입구 밸브(21)를 결합할 수 있고, 상기 공기 투입구(7)에는 공기 투입관(15)을 연결할 수 있고, 상기 공기 배출구(9)에는 공기 배출관(17)을 연결할 수 있다.

도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 소수성 발포수지 알갱이(25)는 표면에 겉보기 기공들이 다수 형성되어 있고, 상기 중공용기(1,3a,3b) 내부에 가득 채워진다. 중공용기(1,3a,3b) 내부에 가득 채워진 소수성 발포수지 알갱이(25)들 사이의 간극에는 물(27)이 채워진다. 투입된 물은 소수성 발포수지 알갱이(25)의 표면에 응집하여 미세 물방울을 형성한다. 물(27)은 상기 물 투입구(13)를 통해 상기 중공용기(1,3a,3b) 내부에 투입되어 소수성 발포수지 알갱이(25)들 사이로 스며들고, 소수성 발포수지 알갱이(25)의 소수성으로 인하여 수막을 형성하지 못하고 표면에 미세 물방울을 형성하게 되는 것이다. 상기 소수성 발포수지 알갱이(25)는 발포폴리프로필렌 알갱이인 것이 가장 바람직하다. 소수성이 크고 가격이 겉보기 기공률 조절이 쉬울 뿐만 아니라 가격이 매우 싸기 대문이다. 상기 발포폴리프로필렌 알갱이의 겉보기 기공률은 80%이상인 것이 바람직하다. 중공용기(1,3a,3b) 내부에서의 유로의 공기 저항이 너무 크지 않아야 하기 때문이다.

상기 공기 투입구(7) 또는 공기 투입관(15)에는 공기 강제 투입 수단이 연결된다. 공기 강제 투입 수단(미도시)은 미세먼지로 오염된 외부의 공기를 압축하여 강제로 상기 중공 몸통 내부에 투입한다. 상기 공기 강제 투입 수단(미도시)으로는 공지의 에어콤프레셔나 송풍기를 사용할 수 있다.

도 5에 도시된 바와 같이, 용기 내부에 수집된 미세먼지는 중공용기(1,3a,3b) 하단에 물 드레인 밸브(23)를 마련하고, 물 드레인 밸브(23)를 개방한 상태로 물 투입구(13)를 물을 투입하여 배출할 수 있다.

이와 같이, 발포폴리프로필렌과 같은 소수(疏水性) 발포수지 알갱이(25)를 중공용기(1,3a,3b) 내부에 가득 채우고, 물을 투입하면, 겉보기 기공률이 큰 발포수지 알갱이들 표면에는 무수히 많은 미세 물방울이 형성되고 동시에 공기가 통과할 수 있는 통로도 형성된다. 따라서, 중공용기 내부 전체에 공기가 통과할 수 있는 다공성의 미세 물방울 필터가 형성되는 것과 같다. 미세먼지가 포함된 공기는 이 공기 통로를 통과하면서, 미세 먼지가 물방울에 흡착된다. 본 발명에 따른 미세먼지 저감장치는 공기 흐름에 대한 저항이 적기 때문에 차량의 마후라에 연결해서 사용할 수도 있고, 호스를 연결하면 실외에 설치하여 실내 공기를 정화시킬 수 있으므로 건물 지하실, 미세먼지가 많은 공장 등 작업 현장 등의 공기 정화에도 유용하게 사용할 수 있다. 본 발명에 의하면, 저렴하면서도 흡착력이 매우 우수한 미세먼지 저감장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

1 : 용기 몸통
3a,3b : 용기 측벽
4 : 측벽 바닥
5a,5b,5c : 내부격벽
6 : 격벽 절단부
7 : 공기 투입구
9 : 공기 배출구
11 : 알갱이 투입구
13 : 물 투입구
15 : 공기 투입관
17 : 공기 배출관
19 : 알갱이 투입구 마개
21 : 물 투입구 밸브
23 : 물 드레인 밸브
25 : 소수성 발포수지 알갱이
27 : 물

Claims

소수성 발포수지 알갱이를 투입할 수 있는 알갱이 투입구와, 상기 소수성 발포수지 알갱이 표면에 미세 물방울을 형성할 물을 투입할 수 있는 물 투입구와, 미세먼지가 포함된 외부 공기를 강제로 투입할 수 있는 공기 투입구와, 투입된 공기 중의 미세먼지가 상기 소수성 발포수지 알갱이들의 기공을 통과하면서 미세 물방울에 포집된 후 정화된 공기가 외부로 배출되는 공기 배출구가 관통하여 형성된 중공용기;
겉보기 기공들이 다수 형성되어 있고, 상기 중공용기 내부에 가득 채워지며, 투입된 하기의 물에 의하여 표면에 미세 물방울이 맺히는 소수성 발포수지 알갱이;
상기 물 투입구를 통해 상기 중공용기 내부에 투입되어 소수성 발포수지 알갱이 표면에 미세 물방울을 형성하는 물; 및
상기 공기 투입구에 연결되어 외부의 공기를 압축하여 강제로 상기 중공 몸통 내부에 투입하는 공기 강제 투입 수단;을 을 포함하고,
공기 투입구를 통해 투입된 공기가 가능한 긴 경로를 이동한 후 배출되게 하기 위하여, 상기 용기 몸통의 내부에는 용기 몸통 내경에 부합하는 크기 및 형상이고 하단 또는 상단에 절단부가 형성되어 공기의 유로를 형성할 수 있는 격벽을 절단부가 상방 또는 하방으로 교대로 교체되게 설치하고,
상기 발포폴리프로필렌 알갱이의 겉보기 기공률은 80%이상으로 하여 소수성 발포수지 알갱이가 가득 찬 중공용기 내부에서의 유로의 공기 저항을 적게 한 것을 특징으로 하는 미세먼지 저감장치.
제1항에 있어서,
상기 소수성 발포수지 알갱이는 발포폴리프로필렌 알갱이인 것을 특징으로 하는 미세먼지 저감장치.
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