KR102407348B1

KR102407348B1 - Liquefaction collection device and liquefaction collection system comprising the same

Info

Publication number: KR102407348B1
Application number: KR1020200080338A
Authority: KR
Inventors: 정재희
Original assignee: 세종대학교산학협력단
Priority date: 2020-06-30
Filing date: 2020-06-30
Publication date: 2022-06-10
Also published as: KR20220001876A

Abstract

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치는 포집 대상물을 포함하는 공기 및 액체가 주입되는 제1 몸체; 및 상기 제1 몸체의 하부에 형성되며, 상기 액체에 의해 포집된 상기 포집 대상물이 배출되는 제2 몸체;를 포함하며, 상기 공기의 진행 방향을 따라 상기 공기에 작용하는 원심력이 증가하도록 상기 제2 몸체의 내면은 점진적으로 감소하는 직경을 가지는 원추 형태로 마련되고, 상기 포집 대상물은 상기 액체에 의해 상기 제2 몸체의 내면에 전체적으로 균일하게 형성된 액막에 포집될 수 있다.A liquefied collection device according to an embodiment of the present invention includes: a first body into which air and liquid containing a collection object are injected; and a second body formed in a lower portion of the first body and from which the collection object collected by the liquid is discharged; The inner surface of the body may be provided in the form of a cone having a gradually decreasing diameter, and the collection object may be collected in a liquid film uniformly formed on the inner surface of the second body by the liquid.

Description

Liquefaction collection device and liquefaction collection system including the same

본 발명은 공기 중의 미세먼지 또는 부유미생물을 포함하는 포집 대상물을 입자 관성력과 초친수 표면처리를 이용하여 고농축으로 액화 포집하는 액화 포집 장치 및 이를 포함하는 액화 포집 시스템을 제공한다.The present invention provides a liquefaction trapping device for liquefying and liquefying a collection target including fine dust or airborne microorganisms in the air at high concentration using particle inertia and super-hydrophilic surface treatment, and a liquefaction collection system including the same.

공기 중에 포함되어 있는 미세먼지 또는 부유미생물과 같은 에어로졸(aerosol)을 측정 및 검출하기 위하여, 에어로졸을 포집하기 위한 다양한 방법들이 개발되어 왔다. In order to measure and detect aerosols such as fine dust or airborne microorganisms contained in the air, various methods for collecting aerosols have been developed.

가장 보편적인 에어로졸 포집 방법은 필터를 이용한 방식으로, 필터에 부착된 에어로졸을 수집하는 것이다. 그러나, 에어로졸을 탐지 및 검출하는 방법에 따라서, 액상의 시료를 사용해야하는 경우가 많다. 이 경우, 필터를 이용한 방식은 필터에 부착된 에어로졸을 액상으로 변환하기 위한 추가 처리 공정이 필요하다. 이러한 추가 처리 공정은 에어로졸 측정 및 검출을 비연속적으로 만들고, 측정 및 검출 시간을 늘리며, 비용을 발생시킨다. 또한, 부유미생물의 경우, 살아있는 미생물의 중요한 고유 특성인 생명성을 유지하기 어렵다. The most common aerosol collection method is to collect the aerosol adhering to the filter by using a filter. However, depending on the method of detecting and detecting an aerosol, it is often necessary to use a liquid sample. In this case, the method using the filter requires an additional treatment process to convert the aerosol attached to the filter into a liquid phase. This additional processing process makes aerosol measurement and detection discontinuous, increases measurement and detection time, and incurs costs. In addition, in the case of airborne microorganisms, it is difficult to maintain vitality, which is an important intrinsic characteristic of living microorganisms.

한편, 대표적인 액상 에어로졸 포집 장치인 임핀져(Impinger)는 물과 같은 액체에 입자를 포집하는 원리를 이용하는데, 기존의 필터 방식의 에어로졸 포집 방법과 비교하여, 액상 변환을 위한 추가 처리 공정은 필요하지 않다. 그러나, 에어로졸 액상 포집과정에서 액막의 불균일성으로 인해 입자 손실이 발생하며 농축비가 낮은 문제점을 가지고 있다.On the other hand, a representative liquid aerosol collecting device, the Impinger, uses the principle of collecting particles in a liquid such as water. not. However, particle loss occurs due to the non-uniformity of the liquid film in the aerosol liquid collection process, and there is a problem that the concentration ratio is low.

따라서, 공기 중의 미세먼지 또는 부유미생물과 같은 에어로졸을 고농축으로 액상 포집할 수 있는 액화 포집 장치에 대한 개발이 필요하다.Therefore, it is necessary to develop a liquefied collection device capable of collecting aerosols such as fine dust or airborne microorganisms in the air at high concentration in liquid phase.

본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명을 제안하게 되었다.The present applicant has proposed the present invention in order to solve the above problems.

한국공개특허 제10-2017-0012259호(2017.02.02.)Korean Patent Publication No. 10-2017-0012259 (2017.02.02.)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 공기 중의 에어로졸을 입자 관성력과 초친수 액막을 이용하여 고농축으로 액화 포집할 수 있는 액화 포집 장치 및 이를 포함하는 액화 포집 시스템을 제공한다. The present invention has been devised to solve the above problems, and provides a liquefaction collection device capable of liquefying an aerosol in the air at a high concentration using particle inertia and a super-hydrophilic liquid film, and a liquefaction collection system including the same.

상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치는 포집 대상물을 포함하는 공기 및 액체가 주입되는 제1 몸체; 및 상기 제1 몸체의 하부에 형성되며, 상기 액체에 의해 포집된 상기 포집 대상물이 배출되는 제2 몸체;를 포함하며, 상기 공기의 진행 방향을 따라 상기 공기에 작용하는 원심력이 증가하도록 상기 제2 몸체의 내면은 점진적으로 감소하는 직경을 가지는 원추 형태로 마련되고, 상기 포집 대상물은 상기 액체에 의해 상기 제2 몸체의 내면에 전체적으로 균일하게 형성된 액막에 포집될 수 있다.A liquefied collection device according to an embodiment of the present invention for achieving the above object includes: a first body into which air and liquid containing a collection object are injected; and a second body formed in a lower portion of the first body and from which the collection object collected by the liquid is discharged; The inner surface of the body may be provided in the form of a cone having a gradually decreasing diameter, and the collection object may be collected in a liquid film uniformly formed on the inner surface of the second body by the liquid.

상기 제2 몸체의 내면에는 초친수층이 마련될 수 있다.A superhydrophilic layer may be provided on the inner surface of the second body.

상기 초친수층은 산화티타늄, 산화규소, 산화아연, 나트륨, 칼륨, 리튬 또는 세슘 중 어느 하나를 포함하는 초친수성 표면처리물질로 형성될 수 있다.The superhydrophilic layer may be formed of a superhydrophilic surface treatment material including any one of titanium oxide, silicon oxide, zinc oxide, sodium, potassium, lithium or cesium.

상기 초친수층은 상기 초친수성 표면처리물질을 상기 제2 몸체의 내면에 반복 코팅하거나 반복 적층하여 형성될 수 있다.The superhydrophilic layer may be formed by repeatedly coating or repeatedly laminating the superhydrophilic surface treatment material on the inner surface of the second body.

상기 초친수성 표면처리물질은 평균 직경이 27 nm인 입자 형태로 상기 제2 몸체의 내면에 반복 코팅되거나 반복 적층될 수 있다.The superhydrophilic surface treatment material may be repeatedly coated or repeatedly laminated on the inner surface of the second body in the form of particles having an average diameter of 27 nm.

상기 초친수성 표면처리물질은 20 wt% 이상의 농도로 상기 제2 몸체의 내면에 반복 코팅 또는 반복 적층될 수 있다.The superhydrophilic surface treatment material may be repeatedly coated or repeatedly laminated on the inner surface of the second body at a concentration of 20 wt% or more.

상기 초친수성 표면처리물질이 코팅 또는 적층된 상태에서 상기 제2 몸체의 내면의 접촉각은 42도 이하가 될 수 있다.In a state in which the superhydrophilic surface treatment material is coated or laminated, the contact angle of the inner surface of the second body may be 42 degrees or less.

상기 제2 몸체는 투명한 재질로 마련되거나 상기 초친수성 표면처리물질과의 결합력이 큰 재질로 마련될 수 있다.The second body may be made of a transparent material or a material having a high bonding strength with the superhydrophilic surface treatment material.

상기 제2 몸체의 내면과 상기 초친수성 표면처리물질 사이의 결합력을 높이거나 상기 초친수성 표면처리물질이 코팅 또는 적층된 표면이 거친 표면이 되도록 최소 100 ℃의 온도에서 상기 초친수성 표면처리물질이 열처리 될 수 있다.To increase the bonding force between the inner surface of the second body and the superhydrophilic surface treatment material or to make the surface coated or laminated with the superhydrophilic surface treatment material a rough surface, the superhydrophilic surface treatment material is heat treated at a temperature of at least 100 ° C. can be

최소 100 ℃의 온도에서 열처리된 상기 초친수성 표면처리물질이 코팅 또는 적층된 상태에서 상기 제2 몸체의 내면의 접촉각은 10도 이하가 될 수 있다.In a state in which the superhydrophilic surface treatment material heat treated at a temperature of at least 100° C. is coated or laminated, the contact angle of the inner surface of the second body may be 10 degrees or less.

상기 제2 몸체는 폴리카보네이트 재질로 마련될 수 있다.The second body may be made of a polycarbonate material.

상기 초친수성 표면처리물질은 산화규소 또는 실리카로 마련될 수 있다.The superhydrophilic surface treatment material may be made of silicon oxide or silica.

한편, 본 발명은 상기 액화 포집 장치; 상기 포집 대상물을 포함하는 공기를 상기 액화 포집 장치에 공급하는 공기 주입부; 상기 액체를 상기 액화 포집 장치에 공급하는 액체 주입부; 상기 액체에 의해 포집된 상기 포집 대상물이 배출되는 포집 대상물 배출부; 및 상기 포집 대상물이 제거되고 남은 공기가 배출되는 공기 배출부;를 포함하는 액화 포집 시스템을 제공할 수 있다.On the other hand, the present invention is the liquefied collection device; an air injection unit for supplying the air containing the collection object to the liquefied collection device; a liquid injection unit for supplying the liquid to the liquefaction collection device; a collection object discharge unit through which the collection object collected by the liquid is discharged; And it is possible to provide a liquefied collection system comprising a; and an air outlet from which the remaining air is discharged after the object to be collected is removed.

본 발명에 따른 액화 포집 장치 및 이를 포함하는 액화 포집 시스템은 공기 중 일정 크기 범위의 에어로졸을 선별하여 고농축으로 액상 포집할 수 있으므로, 낮은 농도로 존재하는 실내 및 대기 에어로졸 측정 및 검출의 정확도를 높일 수 있다. The liquefaction collection device and the liquefaction collection system including the same according to the present invention can select aerosols in a certain size range in the air and collect liquids at high concentration, so that the accuracy of measurement and detection of indoor and atmospheric aerosols present at low concentrations can be increased have.

본 발명은 공기 중 에어로졸 포집 과정에서 포집되는 에어로졸의 크기와 농축비를 조절할 수 있다. The present invention can control the size and concentration ratio of the aerosol collected during the aerosol collection process in the air.

본 발명은 연속적이며 실시간으로 액화 포집된 에어로졸을 제공함에 따라, 실내 및 대기 에어로졸 측정 및 검출의 빈도를 높일 수 있고 신속히 대응할 수 있다.As the present invention provides continuous and real-time liquefied captured aerosol, it is possible to increase the frequency of indoor and atmospheric aerosol measurement and detection and to respond quickly.

본 발명은 액화 포집 장치의 내면에 안정적으로 균일한 액막을 형성할 수 있도록 내벽에 초친수성 표면처리를 적용하여 얇고 균일한 액막을 형성함에 따라 에어로졸 포집 효율을 높이고, 에어로졸 액화 포집 농축비를 향상시킬 수 있다.The present invention applies superhydrophilic surface treatment to the inner wall to form a stable and uniform liquid film on the inner surface of the liquefaction collection device to form a thin and uniform liquid film, thereby increasing the aerosol collection efficiency and improving the aerosol liquefaction collection and concentration ratio. can

본 발명은 연동펌프를 자동화하여 액체 저장소로부터 액체를 액체 주입부를 통해 액화 포집 장치의 내부로 연속적으로 정량 공급해 주고, 액화 포집된 에어로졸 시료를 추출해줌으로써 실내 및 대기 에어로졸 측정 및 검출 분석 용이하다.The present invention automates a peristaltic pump to continuously supply a fixed quantity of liquid from a liquid reservoir to the inside of a liquefaction collection device through a liquid injection unit, and extracts a liquefied collected aerosol sample to facilitate indoor and atmospheric aerosol measurement and detection analysis.

본 발명은 항온 장치와 결합하는 경우에는 날씨나 계절에 관계없이 최적의 물리적, 생물학적 수집환경을 제공할 수 있다.When the present invention is combined with a thermostat, it is possible to provide an optimal physical and biological collection environment regardless of weather or season.

본 발명은 무선통신 방식의 원격 장치를 통해 장치를 원격으로 감시 및 제어할 수 있다.The present invention can remotely monitor and control a device through a wireless communication type remote device.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템의 구성을 예시적으로 보여주는 도면이다.
도 2는 도 1에 따른 시스템에 포함된 액화 포집 장치를 보여주는 도면이다.
도 3은 도 2에 따른 액화 포집 장치의 작동 모습을 보여주는 사진이다.
도 4는 도 1에 따른 액화 포집 장치의 내면에 형성된 초친수층을 초친수성 표면처리물질의 농도에 따라 보여주는 사진이다.
도 5는 도 4에 따른 초친수성 표면처리물질이 산화규소인 경우에, 산화규소의 농도에 따른 액화 포집 장치 내면의 접촉각과 산화규소의 무게 변화를 보여주는 그래프이다.
도 6은 액화 포집 장치의 내면에 표면처리된 산화규소의 입자 형상 및 크기를 보여주는 사진 및 그래프이다.
도 7은 액화 포집 장치의 내면에 표면처리된 산화규소의 열처리 유무에 따른 산화규소의 변화를 보여주는 사진 및 그래프이다.
도 8은 액화 포집 장치의 내면에 표면처리된 산화규소의 열처리 온도에 따른 초친수 특성 및 코팅면의 내구성을 보여주는 그래프이다.
도 9는 액화 포집 장치에 공급되는 액체의 유량과 배출되는 액체의 유량 관계를 보여주는 그래프(a), 포집 대상물인 에어로졸의 크기에 따른 포집 성능을 보여주는 그래프(b)이다.
도 10은 도 1에 따른 액화 포집 시스템의 주요 구성요소를 보여주는 구성도이다. 1 is a diagram exemplarily showing the configuration of a liquefied collection system according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a view showing a liquefied collection device included in the system according to FIG. 1 .
3 is a photograph showing an operation state of the liquid collection device according to FIG.
FIG. 4 is a photograph showing the superhydrophilic layer formed on the inner surface of the liquefaction collection device according to FIG. 1 according to the concentration of the superhydrophilic surface treatment material.
FIG. 5 is a graph showing the change in the weight of the silicon oxide and the contact angle of the inner surface of the liquefaction collection device according to the concentration of silicon oxide when the superhydrophilic surface treatment material according to FIG. 4 is silicon oxide.
6 is a photograph and graph showing the particle shape and size of silicon oxide surface-treated on the inner surface of the liquefied collection device.
7 is a photograph and graph showing the change of silicon oxide according to the presence or absence of heat treatment of the silicon oxide surface-treated on the inner surface of the liquefaction collection device.
8 is a graph showing the superhydrophilic properties and durability of the coated surface according to the heat treatment temperature of the silicon oxide surface-treated on the inner surface of the liquefied collection device.
9 is a graph (a) showing the relationship between the flow rate of the liquid supplied to the liquefaction collection device and the flow rate of the discharged liquid, and a graph (b) showing the collection performance according to the size of the aerosol as a collection object.
10 is a block diagram showing the main components of the liquefied collection system according to FIG.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일, 유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Hereinafter, the embodiments disclosed in the present specification will be described in detail with reference to the accompanying drawings, but the same or similar reference numerals are assigned to the same or similar components, and overlapping descriptions thereof will be omitted. The suffix "part" for the components used in the following description is given or mixed in consideration of only the ease of writing the specification, and does not have a meaning or role distinct from each other by itself. In addition, in describing the embodiments disclosed in the present specification, if it is determined that detailed descriptions of related known technologies may obscure the gist of the embodiments disclosed in this specification, the detailed description thereof will be omitted. In addition, the accompanying drawings are only for easy understanding of the embodiments disclosed in the present specification, and the technical idea disclosed herein is not limited by the accompanying drawings, and all changes included in the spirit and scope of the present invention , should be understood to include equivalents or substitutes.

제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.Terms including an ordinal number such as 1st, 2nd, etc. may be used to describe various elements, but the elements are not limited by the terms. The above terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected” to another component, it may be directly connected to the other component, but it should be understood that other components may exist in between.

단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.The singular expression includes the plural expression unless the context clearly dictates otherwise.

본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.In the present application, terms such as "comprises" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, operation, component, part, or a combination thereof described in the specification exists, but one or more other features It should be understood that this does not preclude the existence or addition of numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다. It is noted that the drawings are schematic and not drawn to scale. Relative dimensions and proportions of parts in the drawings are shown exaggerated or reduced in size for clarity and convenience in the drawings, and any dimensions are illustrative only and not limiting. And the same reference numerals are used to denote like features to the same structure, element, or part appearing in two or more drawings.

본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.The embodiments of the present invention specifically represent ideal embodiments of the present invention. As a result, various modifications of the drawings are expected. Accordingly, the embodiment is not limited to a specific shape of the illustrated area, and includes, for example, a shape modification by manufacturing.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템의 구성을 예시적으로 보여주는 도면, 도 2는 도 1에 따른 시스템에 포함된 액화 포집 장치를 보여주는 도면, 도 3은 도 2에 따른 액화 포집 장치의 작동 모습을 보여주는 사진, 도 4는 도 1에 따른 액화 포집 장치의 내면에 형성된 초친수층을 초친수성 표면처리물질의 농도에 따라 보여주는 사진, 도 5는 도 4에 따른 초친수성 표면처리물질이 산화규소인 경우에, 산화규소의 농도에 따른 액화 포집 장치 내면의 접촉각과 산화규소의 무게 변화를 보여주는 그래프, 도 6은 액화 포집 장치의 내면에 표면처리된 산화규소의 입자 형상 및 크기를 보여주는 사진 및 그래프, 도 7은 액화 포집 장치의 내면에 표면처리된 산화규소의 열처리 유무에 따른 산화규소의 변화를 보여주는 사진 및 그래프, 도 8은 액화 포집 장치의 내면에 표면처리된 산화규소의 열처리 온도에 따른 초친수 특성 및 코팅면의 내구성을 보여주는 그래프, 도 9는 액화 포집 장치에 공급되는 액체의 유량과 배출되는 액체의 유량 관계를 보여주는 그래프(a), 포집 대상물인 에어로졸의 크기에 따른 포집 성능을 보여주는 그래프(b), 도 10은 도 1에 따른 액화 포집 시스템의 주요 구성요소를 보여주는 구성도이다. 1 is a view exemplarily showing the configuration of a liquefaction collection system according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a view showing a liquefaction collection device included in the system according to FIG. 1, FIG. 3 is a liquefaction collection system according to FIG. 2 A photograph showing the operation of the device, FIG. 4 is a photograph showing the superhydrophilic layer formed on the inner surface of the liquefied collection device according to FIG. 1 according to the concentration of the superhydrophilic surface treatment material, FIG. 5 is the superhydrophilic surface treatment material according to FIG. In the case of this silicon oxide, a graph showing the change in the weight of the silicon oxide and the contact angle of the inner surface of the liquefaction trapping device according to the concentration of silicon oxide, FIG. 6 is a graph showing the particle shape and size of silicon oxide surface-treated on the inner surface of the liquefaction trap 7 is a photograph and graph showing the change of silicon oxide according to the presence or absence of heat treatment of the silicon oxide surface-treated on the inner surface of the liquefaction trapping device, FIG. A graph showing the superhydrophilic properties and durability of the coating surface according to the graph (a), a graph showing the relationship between the flow rate of the liquid supplied to the liquefaction collection device and the flow rate of the discharged liquid A graph showing (b), FIG. 10 is a configuration diagram showing the main components of the liquefied collection system according to FIG.

도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)은, 액화 포집 장치(110); 포집 대상물을 포함하는 공기를 상기 액화 포집 장치에 공급하는 공기 주입부(130); 액체를 상기 액화 포집 장치에 공급하는 액체 주입부(140); 액체에 의해 포집된 상기 포집 대상물이 배출되는 포집 대상물 배출부(150); 및 포집 대상물이 제거되고 남은 공기가 배출되는 공기 배출부(160);를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 1 , a liquefied collection system 100 according to an embodiment of the present invention includes a liquefied collection device 110 ; an air injection unit 130 for supplying air containing a collection object to the liquefied collection device; a liquid injection unit 140 for supplying a liquid to the liquefaction collection device; a collection object discharge unit 150 through which the collection object collected by the liquid is discharged; and an air discharge unit 160 from which the collection object is removed and the remaining air is discharged.

이하에서, 포집 대상물은 공기 중에 있는 바이러스, 세균, 곰팡이와 같은 부유미생물을 포함하는 바이오에어로졸, 미세먼지 등의 에어로졸을 포함하는 개념으로서, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)에 의해서 액화 포집되는 물체(물질)를 의미한다.Hereinafter, the collection object is a concept including an aerosol such as a bio-aerosol and fine dust containing airborne microorganisms such as viruses, bacteria, and fungi in the air, and the liquefaction collection device 110 according to an embodiment of the present invention. It means an object (substance) that is liquefied by

도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)은, 주입된 공기에 포함되어 있는 포집 대상물이 원심력에 의한 관성력 작용으로 인하여 액막에 의해 포집되는 액화 포집 장치(110), 액화 포집 장치(110)와 연결되어 에어로졸 등의 포집 대상물을 포함한 공기가 흡입되는 통로를 구비하는 공기 주입부(130), 액화 포집 장치(110)와 연결되어 액체를 주입하기 위한 액체 주입부(140), 액화 포집 장치(110)와 연결되어 포집 대상물이 액화 포집되고 남은 공기가 배출되는 공기 배출부(160) 및 액화 포집 장치(110)와 연결되어 액막에 포집 대상물이 포집된 액체를 배출하기 위한 포집 대상물 배출부(150)를 포함할 수 있다.As shown in FIG. 1 , the liquefaction collection system 100 according to an embodiment of the present invention is a liquefaction collection device ( 110), an air injection unit 130 connected to the liquefaction collection device 110 and having a passage through which air containing an object to be collected such as aerosol is sucked, and a liquid injection unit connected to the liquefaction collection device 110 to inject a liquid It is connected to the unit 140, the liquefaction collection device 110 and the air discharge unit 160 through which the collection target is liquefied and collected and the remaining air is discharged, and the liquefaction collection device 110 to remove the collected liquid in the liquid film. It may include a collection object discharge unit 150 for discharging.

도 2를 참조하면, 액화 포집 장치(110)는 제1 몸체(111) 및 제1 몸체(111)의 하부에 마련되는 제2 몸체(120)를 포함할 수 있다.Referring to FIG. 2 , the liquid collection device 110 may include a first body 111 and a second body 120 provided under the first body 111 .

제1 몸체(111)와 제2 몸체(120)는 일체로 형성될 수도 있지만, 별개로 분리 형성된 후 결합되는 것이 바람직하다.Although the first body 111 and the second body 120 may be integrally formed, it is preferable to be separately formed and then combined.

도 2에 도시된 바와 같이, 제1 몸체(111)는 원통 형태로 형성되고 제2 몸체(120)는 원추 형태 또는 깔때기 형태로 형성될 수 있다. 여기서, 제1 몸체(111)와 제2 몸체(120)의 내부 공간에서 주입된 공기(포집 대상물을 포함하는 공기)가 유동하게 되는데, 공기가 유동하는 공간을 형성하는 제1 몸체(111)의 내면이 원통면을 형성하고 제2 몸체(120)의 내면이 원추면을 형성하면 충분하고, 제1 몸체(111)의 외면이 원통 형태를 가지거나 제2 몸체(120)의 외면까지 원추 형태를 가져야 하는 것은 아니다.As shown in FIG. 2 , the first body 111 may have a cylindrical shape and the second body 120 may have a cone shape or a funnel shape. Here, the air (air including the collection object) injected from the inner space of the first body 111 and the second body 120 flows, and the first body 111 forming a space in which the air flows. It is sufficient if the inner surface forms a cylindrical surface and the inner surface of the second body 120 forms a conical surface, and the outer surface of the first body 111 has a cylindrical shape or has a conical shape up to the outer surface of the second body 120 is not doing

액화 포집 장치(110)의 제1 몸체(111)에 공기 주입부(130) 및 액체 주입부(140)가 연결될 수 있다. 이때, 공기 주입부(130)는 1개의 유로(미도시)를 통해 제1 몸체(111)에 연결되는 반면 액체 주입부(140)는 3개의 유로(미도시)를 통해 제1 몸체(111)에 연결되는 것이 바람직하다. 이때, 상기 4개 유로 중 이웃하는 유로 사이의 각도는 90도가 되도록 제1 몸체(111)와 연결되며, 공기 주입부(130)를 통해 주입된 공기(포집 대상물을 포함하는 공기)가 제1 몸체(111)와 제2 몸체(120)의 내부를 유동하면서 원심력이 발생할 수 있도록 상기 4개의 유로는 제1 몸체(111)의 반경 상에 위치하는 것이 아니라 제1 몸체(111)의 중심에서 편심되거나 원주면과 인접한 위치에 마련되는 것이 바람직하다. 제1 몸체(111)의 상면은 공기 배출부(160)와 연결될 수 있다.The air injection unit 130 and the liquid injection unit 140 may be connected to the first body 111 of the liquefaction collection device 110 . At this time, the air injection unit 130 is connected to the first body 111 through one flow path (not shown), while the liquid injection unit 140 is connected to the first body 111 through three flow paths (not shown). It is preferable to connect to At this time, it is connected to the first body 111 so that the angle between the adjacent flow passages among the four flow passages is 90 degrees, and the air injected through the air injection unit 130 (air including the object to be collected) flows into the first body. The four flow paths are not located on the radius of the first body 111, but are eccentric from the center of the first body 111 so that centrifugal force can be generated while flowing in the 111 and the second body 120. It is preferable to be provided at a position adjacent to the circumferential surface. The upper surface of the first body 111 may be connected to the air outlet 160 .

공기 주입부(130)는 공기 중 100 마이크론 이상의 큰 입자를 제거하기 위한 분리망(미도시) 또는 임팩터(미도시)를 포함할 수 있다.The air injection unit 130 may include a separation network (not shown) or an impactor (not shown) for removing large particles of 100 microns or more in the air.

제2 몸체(120)는 그 내면을 따라서 공기가 나선형 흐름(S)을 형성할 수 있도록 충분한 길이를 가지는 원추 형태로 마련되는 것이 바람직하다. 액체 주입부(140)에서 주입된 액체는 제2 몸체(120)의 내면에 액막(L)을 형성하게 되는데, 제2 몸체(120)의 내면에 초친수층이 형성되기 때문에 액막(L)이 제2 몸체(120)의 내면 전체에 걸쳐서 고르게 형성될 수 있다. 제1 몸체(111)를 통해 유입된 공기는 제2 몸체(120)의 하부에 형성된 배출공(122)을 향해 진행하면서 공기에 포함된 포집 대상물(A)은 액막(L)에 포집되어 액체와 함께 배출공(122)을 통해 배출된 뒤 포집 대상물 배출부(150)로 전달된다. 포집 대상물(A)이 포집되어 제거된 남은 공기는 공기 배출부(160)로 이동하게 된다.The second body 120 is preferably provided in the form of a cone having a sufficient length so that the air can form a spiral flow (S) along the inner surface. The liquid injected from the liquid injection unit 140 forms a liquid film L on the inner surface of the second body 120 . Since a superhydrophilic layer is formed on the inner surface of the second body 120 , the liquid film L is formed. It may be formed evenly over the entire inner surface of the second body 120 . As the air introduced through the first body 111 proceeds toward the discharge hole 122 formed in the lower portion of the second body 120, the object (A) contained in the air is collected in the liquid film (L), and the liquid and After being discharged through the discharge hole 122 together, it is transmitted to the collection object discharge unit 150 . The remaining air removed by collecting the object A is moved to the air discharge unit 160 .

상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)는 내면에 고르게 형성된 액막(L)에 의해서 포집 대상물(A)을 제거하는 습식 사이클론(cyclone) 장치이다.As described above, the liquid collection apparatus 110 according to an embodiment of the present invention is a wet cyclone apparatus that removes the collection object A by the liquid film L evenly formed on the inner surface.

한편, 에어로졸 등 포집 대상물을 포함하는 공기는 공기 주입부(130)를 통과한 후 밸브(170)를 통과하여 액화 포집 장치(110)로 이송될 수 있다. 이 때, 포집되는 공기 유량은 액화 포집 장치(110)에 연결되어 있는 공기 펌프(161)에 의해 결정될 수 있다. On the other hand, the air including the collection object such as an aerosol may pass through the air injection unit 130 and then through the valve 170 to be transferred to the liquefied collection device (110). At this time, the flow rate of the collected air may be determined by the air pump 161 connected to the liquefied collection device 110 .

액화 포집 장치(110)에 주입되는 액체는 주입 액체 보관소(148)에서 연동펌프(141)를 통해 액화 포집 장치(110)로 이송된다. 공기 중 포집 대상물은 액체 주입부(140)에서 액화 포집 장치(110)에 주입되는 액체에 의해 포집되며, 액화 포집된 포집 대상물은 액화 포집 장치(110)에 연결된 연동펌프(151)를 통해 포집 액체 보관소(158)로 이동될 수 있다. The liquid injected into the liquefaction collection device 110 is transferred from the injection liquid storage 148 to the liquefaction collection device 110 through the peristaltic pump 141 . The object to be collected in the air is collected by the liquid injected into the liquefaction collection device 110 from the liquid injection unit 140 , and the object to be collected by liquefaction is collected through a peristaltic pump 151 connected to the liquefaction collection device 110 . It may be moved to storage 158 .

각 연동펌프(141,151)를 제어함으로서 주입되고 배출되는 액체의 유량을 조절할 수 있다. 상기 연동펌프(141,151)는 On/Off 기능을 가지기 때문에 단방향 밸브 역할을 할 수 있다.By controlling each of the peristaltic pumps 141 and 151, the flow rate of the liquid injected and discharged can be adjusted. Since the peristaltic pumps 141 and 151 have an On/Off function, they may serve as a one-way valve.

또한, 액화 포집 장치(110)의 내부를 세척하기 위한 필터(180)를 더 포함할 수도 있다. 필터(180)는 밸브(170)와 연결되거나 공기 주입부(130)와 연결될 수 있고, 깨끗한 공기를 액화 포집 장치(110)에 주입할 수 있도록 HEPA필터로 마련될 수 있다. 이와 같이, 필터(180)를 통하여 깨끗한 공기가 액화 포집 장치(110)로 주입됨에 따라 액화 포집 장치(110)를 세척할 수 있다. In addition, a filter 180 for cleaning the inside of the liquefied collection device 110 may be further included. The filter 180 may be connected to the valve 170 or connected to the air injection unit 130 , and may be provided as a HEPA filter to inject clean air into the liquefied collection device 110 . In this way, as clean air is injected into the liquid collection apparatus 110 through the filter 180 , the liquid collection apparatus 110 may be washed.

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)의 각 펌프(161,141,151)와 밸브(170)는 제어부(190)에 의해 제어될 수 있다. 여기서, 제어부(190)는 유선 통신부 또는 무선 통신부를 구비할 수 있다.Meanwhile, each of the pumps 161 , 141 , 151 and the valve 170 of the liquefied collection system 100 according to an embodiment of the present invention may be controlled by the controller 190 . Here, the control unit 190 may include a wired communication unit or a wireless communication unit.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)은 펌프(161,141,151)와 밸브(170) 등에 전원을 공급하는 전원부(미도시)를 포함할 수 있다.The liquefaction collection system 100 according to an embodiment of the present invention may include a power supply unit (not shown) for supplying power to the pumps 161 , 141 , 151 and the valve 170 .

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)은 액화 포집 장치(110)의 내벽이 초친수성 물질로 코팅 처리되기 때문에 포집 대상물을 고농축 상태로 포집할 수 있다. 이하에서는 액화 포집 장치(110)에 대해서 보다 자세하게 설명한다. The liquefaction collection system 100 according to an embodiment of the present invention can collect the collection object in a highly concentrated state because the inner wall of the liquefaction collection device 110 is coated with a superhydrophilic material. Hereinafter, the liquid collection device 110 will be described in more detail.

도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)는 포집 대상물을 포함하는 공기 및 액체가 주입되는 제1 몸체(111) 및 제1 몸체(111)의 하부에 형성되며 액체에 의해 포집된 포집 대상물이 배출되는 제2 몸체(120)를 포함할 수 있다. 여기서, 주입된 공기(포집 대상물을 포함하는 공기)의 진행 방향을 따라 공기에 작용하는 원심력이 증가하도록 제2 몸체(120)의 내면은 점진적으로 감소하는 직경을 가지는 원추 형태로 마련되고, 포집 대상물은 액체에 의해 제2 몸체(120)의 내면에 전체적으로 균일하게 형성된 액막에 포집될 수 있다.As shown in FIG. 2 , the liquefaction collection device 110 according to an embodiment of the present invention is a first body 111 and a lower portion of the first body 111 into which air and liquid containing a collection object are injected. It is formed and may include a second body 120 from which the collection object collected by the liquid is discharged. Here, the inner surface of the second body 120 is provided in the form of a cone having a gradually decreasing diameter so that the centrifugal force acting on the air increases along the moving direction of the injected air (air including the object to be collected), and the object to be collected Silver may be collected in a liquid film uniformly formed on the inner surface of the second body 120 by the liquid.

액화 포집 장치(110) 내로 주입된 포집 대상물은 제2 몸체(120)의 원추형 내면을 따라 공기와 함께 이동하며 원심력을 받게 된다. 이때, 제2 몸체(120)의 내면에는 액막이 형성되어 있는데, 내면에 초친수 표면처리기술을 적용함으로써 균일하고 안정한 상태의 액막을 만들 수 있다. 즉, 제2 몸체(120)의 내면 전체에 걸쳐서 고르게 액막을 형성할 수 있다.The collection object injected into the liquid collection device 110 moves along with the air along the conical inner surface of the second body 120 and receives a centrifugal force. At this time, a liquid film is formed on the inner surface of the second body 120 , and a liquid film in a uniform and stable state can be made by applying a superhydrophilic surface treatment technology to the inner surface. That is, the liquid film may be evenly formed over the entire inner surface of the second body 120 .

포집 대상물은 원심력 및 입자 관성력에 의해 제2 몸체(12)의 반경 방향으로 이동하며, 최종적으로 액막 표면에 포집될 수 있다. The object to be collected moves in the radial direction of the second body 12 by centrifugal force and particle inertia force, and may be finally collected on the surface of the liquid film.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)은 최적화된 공기 유량과 주입 액체 유량 조건 및 초친수 표면처리에 의해 포집 대상물의 포집 성능을 향상시키며, 주입되는 액체의 양을 현저히 줄일 수 있다. 포집된 포집 대상물의 농축비는 주입되는 공기 유량과 주입되는 액체의 유량으로 결정되므로, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)에서는 포집 대상물의 농축비를 현저히 증가시킬 수 있다.The liquefaction collection system 100 according to an embodiment of the present invention improves the collection performance of the object to be collected by the optimized air flow rate and injection liquid flow rate conditions and super-hydrophilic surface treatment, and can significantly reduce the amount of injected liquid. . Since the concentration ratio of the collected objects is determined by the flow rate of the injected air and the injected liquid, in the liquefied collection system 100 according to an embodiment of the present invention, the concentration ratio of the objects to be collected can be significantly increased.

도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100) 내의 액화 포집 장치(110)의 작동 모습을 보여주는 사진이다. 원추 형태 또는 깔때기 형태의 내면을 가지는 제2 몸체(120)는 포집 대상물을 포함한 공기가 배출공(122)을 향해 아래 방향으로 진행할수록 원심 반경이 작아짐에 따라 원심력을 증가시킨다. 작용하는 원심력이 커지기 때문에 공기에 포함된 포집 대상물은 제2 몸체(120)의 내면 쪽으로 이동하게 되고, 제2 몸체(120)의 내면에 전체적으로 고르게 형성된 액막에 포집 대상물이 포집될 수 있다. 3 is a photograph showing an operation state of the liquefied collection device 110 in the liquefied collection system 100 according to an embodiment of the present invention. The second body 120 having a conical or funnel-shaped inner surface increases the centrifugal force as the centrifugal radius decreases as the air including the collecting object proceeds downward toward the discharge hole 122 . Since the centrifugal force acting increases, the object to be collected contained in the air moves toward the inner surface of the second body 120 , and the object to be collected may be collected in a liquid film formed evenly on the inner surface of the second body 120 .

한편, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)에는 액체가 연속적으로 주입될 수 있다. 도 3에서는 액화 포집 장치(110)에 주입되는 액체를 가시화 하기 위해 파란색 염료를 이용하여 액체를 나타내었다. 액체를 주입하는 유로가 90도 간격으로 분산 배치되기 때문에 액화 포집 장치(110) 내로 고르게 액체 주입이 이루어질 수 있다. 포집 대상물이 포집된 후 남은 공기는 제1 몸체(111)의 상부를 통해 배출되고, 액막에 포집된 포집 대상물은 제2 몸체(120)의 하부로 이동되어 배출공(122)을 통해 액체와 함께 배출된다. On the other hand, the liquid may be continuously injected into the liquid collection device 110 according to an embodiment of the present invention. In FIG. 3 , a blue dye is used to visualize the liquid injected into the liquefaction collecting device 110 . Since the flow passages for injecting the liquid are dispersedly arranged at intervals of 90 degrees, the liquid may be evenly injected into the liquefied collection device 110 . The air remaining after the collection object is collected is discharged through the upper part of the first body 111 , and the collection object collected in the liquid film is moved to the lower part of the second body 120 and is together with the liquid through the discharge hole 122 . is emitted

도 3은 파란색 염료가 제2 몸체(120)의 내면에 고르게 존재함을 보여주고 있다. 이로부터, 제2 몸체(120)에 내면에는 액막이 제2 몸체(120)의 내면 전체에 걸쳐서 고르게 형성됨을 알 수 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)의 원추형 내면에 액막이 전체적이고 고르게 형성되는 이유는 원추형 내면에 초친수 표면처리가 되기 때문이다. 즉, 제2 몸체(120)의 내면에는 초친수층(super hydrophilic layer)이 형성될 수 있다.3 shows that the blue dye is evenly present on the inner surface of the second body 120 . From this, it can be seen that the liquid film is evenly formed on the inner surface of the second body 120 over the entire inner surface of the second body 120 . As described above, the reason that the liquid film is overall and evenly formed on the conical inner surface of the liquefaction collecting device 110 according to an embodiment of the present invention is that the conical inner surface is treated with a super-hydrophilic surface. That is, a super hydrophilic layer may be formed on the inner surface of the second body 120 .

상기 초친수층은 초친수성 표면처리물질을 제2 몸체(120)의 내면에 코팅 또는 도포하여 형성될 수 있다.The superhydrophilic layer may be formed by coating or applying a superhydrophilic surface treatment material to the inner surface of the second body 120 .

상기 초친수성 표면처리물질은 산화티타늄(TiO₂), 산화규소(SiO₂), 산화아연(ZnO), 나트륨(Na), 칼륨(K), 리튬(Li) 또는 세슘(Cs) 중 어느 하나가 이용될 수 있다. 즉, 상기 초친수층은 산화티타늄, 산화규소, 산화아연, 나트륨, 칼륨, 리튬 또는 세슘 중 어느 하나를 포함하는 초친수성 표면처리물질로 형성될 수 있다. 또한, 상기 초친수성 표면처리물질은 SnO₂-TiO₂ 또는 금이 코팅된 실리카(Silica-coated AU)가 이용될 수도 있다.The superhydrophilic surface treatment material is titanium oxide (TiO ₂ ), silicon oxide (SiO ₂ ), zinc oxide (ZnO), sodium (Na), potassium (K), lithium (Li) or cesium (Cs) any one can be used That is, the superhydrophilic layer may be formed of a superhydrophilic surface treatment material including any one of titanium oxide, silicon oxide, zinc oxide, sodium, potassium, lithium, or cesium. In addition, as the superhydrophilic surface treatment material, SnO ₂ -TiO ₂ or gold-coated silica (Silica-coated AU) may be used.

이하에서는, 상기 초친수성 표면처리물질이 산화규소(SiO₂, Silica)인 경우를 예로써 설명한다. 다만, 상기 초친수성 표면처리물질이 산화규소에 한정되는 것은 아니다.Hereinafter, a case in which the superhydrophilic surface treatment material is silicon oxide (SiO ₂ , Silica) will be described as an example. However, the superhydrophilic surface treatment material is not limited to silicon oxide.

상기 초친수층은 제2 몸체(120)의 내면에 상기 초친수성 표면처리물질을 반복 코팅(coating)하거나 반복 적층(stacking)하여 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 초친수성 표면처리물질을 포함하거나 녹은 용매에 제2 몸체(120)를 넣어서 제2 몸체(120)의 내면 전체에 용매를 묻힌 후 건조시키면 초친수성 표면처리물질이 제2 몸체(120)의 내면에 코팅될 수 있다. 이 상태에서 제2 몸체(120)를 용매에 다시 담근 후 건조시키는 과정을 반복하면, 제2 몸체(120)의 내면에 초친수성 표면처리물질이 반복 코팅 또는 반복 적층되어 초친수층이 형성될 수 있다. The superhydrophilic layer may be formed by repeatedly coating or repeatedly stacking the superhydrophilic surface treatment material on the inner surface of the second body 120 . For example, when the second body 120 is put in a solvent containing or melted with the superhydrophilic surface treatment material and the solvent is immersed on the entire inner surface of the second body 120, and then dried, the superhydrophilic surface treatment material becomes the second body ( 120) may be coated on the inner surface. In this state, if the second body 120 is immersed in a solvent again and the process of drying is repeated, the superhydrophilic surface treatment material is repeatedly coated or repeatedly laminated on the inner surface of the second body 120 to form a superhydrophilic layer. have.

상기 초친수성 표면처리물질의 농도가 증가할수록 상기 초친수층이 코팅된 제2 몸체(120) 내면의 친수성이 증가하게 된다. 도 4는 액화 포집 장치(110) 내지 제2 몸체(120)의 내면에 형성된 초친수층을 보여주는 사진인데, 초친수성 표면처리물질의 농도에 따라 초친수층을 보여주는 주사전자현미경(SEM: Scanning Electron Micrograph) 촬영 사진이다. 도 4의 경우, 초친수층에 사용된 초친수성 표면처리물질은 산화규소(실리카, Silica)이다.As the concentration of the superhydrophilic surface treatment material increases, the hydrophilicity of the inner surface of the second body 120 coated with the superhydrophilic layer increases. 4 is a photograph showing the superhydrophilic layer formed on the inner surface of the liquefied collection device 110 to the second body 120, and a scanning electron microscope (SEM) showing the superhydrophilic layer according to the concentration of the superhydrophilic surface treatment material. Micrograph) is a photograph taken. In the case of FIG. 4 , the superhydrophilic surface treatment material used for the superhydrophilic layer is silicon oxide (silica).

도 4를 참조하면, 산화규소의 농도가 증가할수록 산화규소 입자들이 표면을 점점 더 많이 코팅한다는 것을 확인할 수 있고, 산화규소의 농도가 20 wt%인 경우부터 모든 면이 코팅된 것을 확인할 수 있다. 좀더 자세히 살펴보면, 도 4의 (a)는 산화규소의 농도가 0.5 wt%인 경우에 제2 몸체(120)의 내면에 코팅된 산화규소의 SEM 사진을 보여주는데, 산화규소가 내면에 코팅된 부분과 코팅되지 않은 부분이 확연하게 구분되고 있다. 이때의 접촉각은 73도이다.Referring to FIG. 4 , it can be seen that as the concentration of silicon oxide increases, more and more silicon oxide particles coat the surface, and it can be confirmed that all surfaces are coated from the case where the concentration of silicon oxide is 20 wt%. Looking more closely, (a) of FIG. 4 shows an SEM photograph of silicon oxide coated on the inner surface of the second body 120 when the concentration of silicon oxide is 0.5 wt%, and the portion coated with silicon oxide on the inner surface and The uncoated parts are clearly distinguished. The contact angle at this time is 73 degrees.

도 4의 (b)는 산화규소의 농도가 5 wt%인 경우에 제2 몸체(120)의 내면에 코팅된 산화규소의 SEM 사진을 보여주는데, (a) 보다는 산화규소가 코팅되지 않은 부분이 적지만 제2 몸체(120)의 내면 전체를 코팅한 상태는 아니다. 이때의 접촉각은 48도이다.(b) of FIG. 4 shows an SEM photograph of silicon oxide coated on the inner surface of the second body 120 when the concentration of silicon oxide is 5 wt%. However, the entire inner surface of the second body 120 is not coated. The contact angle at this time is 48 degrees.

도 4의 (c)는 산화규소의 농도가 20 wt%인 경우에 제2 몸체(120)의 내면에 코팅된 산화규소의 SEM 사진이고, 도 4의 (d)는 산화규소의 농도가 40 wt%인 경우에 제2 몸체(120)의 내면에 코팅된 산화규소의 SEM 사진을 보여주는데, 제2 몸체(120)의 내면 전체가 거의 산화규소로 코팅된 것을 확인할 수 있다. 이때의 접촉각은 각각 42도와 30도이다.(c) of FIG. 4 is an SEM photograph of silicon oxide coated on the inner surface of the second body 120 when the concentration of silicon oxide is 20 wt%, and (d) of FIG. 4 is when the concentration of silicon oxide is 40 wt% % shows an SEM photograph of silicon oxide coated on the inner surface of the second body 120, it can be seen that almost the entire inner surface of the second body 120 is coated with silicon oxide. The contact angles at this time are 42 degrees and 30 degrees, respectively.

한편, 도 5는 도 4에 따른 초친수성 표면처리물질이 산화규소인 경우에, 산화규소의 농도에 따른 액화 포집 장치 내면의 접촉각과 산화규소의 무게 변화를 보여주는 그래프이다.Meanwhile, FIG. 5 is a graph showing the change in the weight of the silicon oxide and the contact angle of the inner surface of the liquefaction collection device according to the concentration of silicon oxide when the superhydrophilic surface treatment material according to FIG. 4 is silicon oxide.

도 5에 있어서, 가로축은 산화규소의 농도를 나타내고, 좌측 세로축은 액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)의 내면에서의 접촉각을 나타내며, 우측 세로축은 산화규소의 코팅된 무게 증가량을 나타낸다. In FIG. 5 , the horizontal axis represents the concentration of silicon oxide, the left vertical axis represents the contact angle on the inner surface of the liquid collection device 110 or the second body 120 , and the right vertical axis represents the increase in the coated weight of silicon oxide .

도 5를 참조하면, 우선, 초친수성 표면처리 물질인 산화규소의 농도가 증가함에 따라 친수 특성이 향상되는 것을 확인할 수 있다. 즉, 초친수성 표면처리 물질인 산화규소의 농도가 증가할수록 액화 포집 장치(110) 내면에서의 접촉각이 작아지는 것을 확인할 수 있다.Referring to FIG. 5 , it can be confirmed that, first, as the concentration of silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material, increases, the hydrophilic property is improved. That is, it can be seen that as the concentration of silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material, increases, the contact angle on the inner surface of the liquefaction collecting device 110 decreases.

도 5를 참조하면, 초기에 산화규소의 농도가 증가함에 따라 친수 성능이 향상되지만(접촉각이 작아지지만), 10~20 wt%의 농도에서는 친수 성능의 변화가 거의 없다가 (접촉각이 거의 42도를 유지하다가), 그 후 농도가 증가함에 따라 다시 친수 성능이 향상됨(접촉각이 30도까지 감소함)을 확인할 수 있다. 이와 같이, 산화규소의 농도가 10~20 wt%인 과정 동안 액화 포집 장치(110)의 모든 내면이 산화규소로 코팅되고, 이후 농도에서는 내면을 코팅하고 남은 입자들이 코팅면 위에 추가로 축적되면서 거친 표면을 형성하여 접촉각의 감소를 일으킬 수 있다. 액화 포집 장치(110)의 내면의 거칠기가 증가하면 친수성 표면은 더욱 더 친수성 표면으로 변화하게 된다.Referring to FIG. 5, initially, as the concentration of silicon oxide increases, the hydrophilic performance is improved (the contact angle becomes small), but at a concentration of 10 to 20 wt%, there is little change in the hydrophilic performance (the contact angle is almost 42 degrees) ), and thereafter, as the concentration increases, it can be seen that the hydrophilic performance is improved again (the contact angle is reduced to 30 degrees). In this way, during the process in which the concentration of silicon oxide is 10 to 20 wt%, all the inner surfaces of the liquefied collection device 110 are coated with silicon oxide, and at a subsequent concentration, the particles remaining after coating the inner surface are additionally accumulated on the coating surface, causing rough Formation of a surface can cause a decrease in the contact angle. When the roughness of the inner surface of the liquid collection device 110 increases, the hydrophilic surface is changed to a more hydrophilic surface.

도 5에 있어서, 산화규소의 농도가 0~10 wt%인 구간을 제1 구간, 농도가 10~20 wt%인 구간을 제2 구간, 농도가 20~40 wt%인 구간을 제3 구간이라고 하면, 제1 구간은 초친수성 표면처리물질(산화규소)이 내면을 코팅하면서 친수 성능이 향상되는 구간(코팅에 의한 친수화 과정 구간)이고, 제2 구간은 초친수성 표면처리물질(산화규소)이 내면을 완전히 코팅하여 접촉각이 안정화되는 구간이며, 제3 구간은 초친수성 표면처리물질(산화규소)이 내면을 충분히 코팅한 후 초친수성 코팅층 위에 추가로 코팅되며 거친 표면을 형성하고 이로 인해 친수 성능이 향상되는 구간(거친 표면 형성으로 인한 친수화 과정 구간)이다.In FIG. 5, the section in which the concentration of silicon oxide is 0 to 10 wt% is called the first section, the section in which the concentration is 10 to 20 wt% is the second section, and the section in which the concentration is 20 to 40 wt% is the third section. If, the first section is a section in which the hydrophilic performance is improved while the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide) coats the inner surface (the section in the hydrophilization process by coating), and the second section is the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide) The inner surface is completely coated to stabilize the contact angle, and in the third section, the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide) is sufficiently coated on the inner surface and then additionally coated on the super-hydrophilic coating layer to form a rough surface, resulting in hydrophilic performance This is the improvement section (the section of the hydrophilization process due to the formation of a rough surface).

따라서, 도 4 및 도 5를 참조하면, 액화 포집 장치(110)의 내면을 완전히 코팅하기 위한 초친수성 표면처리물질(산화규소)의 최소 농도는 20 wt%임을 알 수 있다. 이때의 접촉각은 42도이며, 단위면적당 161.25 ㎍/cm²의 초친수성 표면처리물질이 코팅될 수 있다. Therefore, referring to FIGS. 4 and 5 , it can be seen that the minimum concentration of the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide) for completely coating the inner surface of the liquefied collection device 110 is 20 wt%. At this time, the contact angle is 42 degrees, and a superhydrophilic surface treatment material of 161.25 μg/cm ² per unit area may be coated.

도 6의 (a)는 액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)의 내면에 코팅된 초친수성 표면처리물질인 산화규소의 입자 형상을 보여주는 투사전자현미경(TEM: Transmission Electron Microscope) 사진이고, (b)는 산화규소의 입자 크기를 보여주는 그래프이다.Figure 6 (a) is a transmission electron microscope (TEM: Transmission Electron Microscope) photograph showing the particle shape of silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material coated on the inner surface of the liquid collection device 110 or the second body 120, , (b) is a graph showing the particle size of silicon oxide.

도 6의 (a)를 참조하면, 투사전자현미경(TEM) 촬영을 통해 관찰된 초친수성 표면처리물질인 산화규소는 구형의 형태를 띠고 있음을 확인할 수 있었다. 또한, 원소분석(EDS: Dispersive X-ray Spectometer) 결과 초친수성 표면처리물질로 사용된 산화규소는 순수한 규소(Si)와 산소(O)로 이루어진 입자임을 확인할 수 있었다. Referring to (a) of FIG. 6 , it was confirmed that silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material, observed through a projection electron microscope (TEM) has a spherical shape. In addition, as a result of elemental analysis (EDS: Dispersive X-ray Spectometer), it was confirmed that the silicon oxide used as the superhydrophilic surface treatment material was a particle composed of pure silicon (Si) and oxygen (O).

도 6의 (b)를 참조하면, 이미지 분석을 통해 초친수성 표면처리물질인 산화규소의 평균 직경은 27 nm라는 것을 확인할 수 있었다. 이는 나노입도분석기(Zetasizer)를 통한 입자크기 분석 결과와 동일하다.Referring to (b) of FIG. 6 , it was confirmed that the average diameter of silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material, was 27 nm through image analysis. This is the same as the particle size analysis result through the nano particle size analyzer (Zetasizer).

도 6의 (b)에 있어서, 좌측 세로축 Intensity(%)는 나노입도분석기(Zetasizer)의 측정장비를 활용하여 산화규소의 입자를 측정하였을 때 입자 사이즈 별로 관측된 비율을 나타내고, 우측 세로축 Number(%)는 투사전자현미경(TEM)으로 촬영한 이미지에서 측정된 입자들의 크기를 분석하였을 때 입자 사이즈 별로 측정된 수의 비율을 의미하며, 가로축 Particle size(nm)는 산화규소 입자의 크기를 의미한다. 여기서, "Peak"는 농도가 가장 많은 양이 분포하고 있는 산화규소의 입자 사이즈를 의미한다. 즉, 최대 분포 입자 사이즈로서 평균 직경이 27 nm라는 것을 의미한다.In Figure 6 (b), the left vertical axis Intensity (%) represents the ratio observed for each particle size when measuring the silicon oxide particles using the measuring equipment of the nano particle size analyzer (Zetasizer), the right vertical axis Number (%) ) means the ratio of the number of particles measured for each particle size when the size of the particles measured in the image taken with a projection electron microscope (TEM) is analyzed, and the abscissa particle size (nm) means the size of the silicon oxide particles. Here, "Peak" refers to the particle size of silicon oxide in which the highest concentration is distributed. That is, it means that the average diameter is 27 nm as the maximum distributed particle size.

도 6에서 알 수 있듯이, 나노입도분석기와 투사전자현미경을 활용하여 산화규소 입자들의 크기 별로 분포를 살펴보았을 때 입자들의 크기가 27 nm라는 것을 확인할 수 있었다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)의 내면에 수십 나노 크기의 산화규소(실리카) 입자를 반복 코팅 또는 반복 적층(layer-by-layer) 방식으로 결합함으로써, 액화 포집 장치(110)의 내면에 균일하고 안정한 액막을 형성하기 위한 초친수 표면처리를 할 수 있다.As can be seen from FIG. 6 , when the size distribution of the silicon oxide particles was examined using a nanoparticle size analyzer and a projection electron microscope, it was confirmed that the size of the particles was 27 nm. As described above, by combining silicon oxide (silica) particles with a size of several tens of nanometers on the inner surface of the liquid collection device 110 according to an embodiment of the present invention in a repeated coating or layer-by-layer method, liquefaction is collected A super-hydrophilic surface treatment for forming a uniform and stable liquid film on the inner surface of the device 110 may be performed.

한편, 액화 포집 장치(110)의 내면에 초친수성 표면처리물질(산화규소)가 코팅된 상태에서 저온 열처리를 하지 않은 경우에는 초친수성 표면처리물질의 농도가 증가하더라도 초친수성 표면을 만들 수 없다. 이와 같이, 상기 초친수층 또는 초친수성 표면처리물질(산화규소)에 열처리를 가하여 액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)의 내면과 상기 초친수층 또는 상기 초친수성 표면처리물질의 결합력을 높일 수 있다. 여기서, 액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)의 내면과 상기 초친수층 또는 상기 초친수성 표면처리물질의 결합력은 열처리 온도에 영향을 받을 수도 있고 액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)의 재질에 영향을 받을 수도 있다.On the other hand, when the low-temperature heat treatment is not performed in a state in which the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide) is coated on the inner surface of the liquefaction collection device 110, even if the concentration of the superhydrophilic surface treatment material increases, the superhydrophilic surface cannot be formed. In this way, by applying heat treatment to the superhydrophilic layer or the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide), the inner surface of the liquefied collection device 110 or the second body 120 and the superhydrophilic layer or the superhydrophilic surface treatment material bonding force can increase Here, the bonding force between the inner surface of the liquefaction collection device 110 or the second body 120 and the superhydrophilic layer or the superhydrophilic surface treatment material may be affected by the heat treatment temperature, and the liquefaction collection device 110 or the second body (120) may be affected by the material.

도 7은 산화규소 나노 입자를 액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)의 내면에 코팅한 후, 열처리의 유무에 따른 변화를 보여주고 있다. 7 shows the changes according to the presence or absence of heat treatment after the silicon oxide nanoparticles are coated on the inner surface of the liquid collection device 110 or the second body 120 .

도 7의 (a)에 도시된 바와 같이 상온(25 ℃)과 100 ℃에 노출된 산화규소 나노 입자의 코팅 표면을 보면, 상온에서는 입자의 평균 입경이 3.96 nm이고 100 ℃에서는 평균 입경이 8.16 nm이다. 또한, 전자현미경 사진에서도 코팅 표면이 상당히 거칠어졌다는 것을 확인할 수 있다. 이는, 고온(100 ℃)에서 입자의 응집 현상으로 인해 생긴 것으로 이러한 거친 표면은 친수성을 증가시키고 액화 포집 장치(110)의 내면과 산화규소 간의 결합력을 증가시킬 수 있다.As shown in (a) of FIG. 7 , looking at the coated surface of silicon oxide nanoparticles exposed to room temperature (25° C.) and 100° C., the average particle diameter of the particles is 3.96 nm at room temperature and 8.16 nm at 100° C. to be. In addition, it can be confirmed that the coating surface is considerably roughened in the electron micrograph. This is caused by the agglomeration of particles at high temperature (100° C.), and this rough surface may increase hydrophilicity and increase the bonding force between the inner surface of the liquefied collection device 110 and silicon oxide.

도 7의 (b)를 참조하면, 100 ℃에서 입자의 높이 변화가 상대적으로 심한 것을 볼 수 있는데, 이는 100 ℃인 경우 코팅 표면이 거칠다는 것을 의미한다.Referring to (b) of Figure 7, it can be seen that the change in the height of the particles at 100 ℃ relatively severe, which means that at 100 ℃, the coating surface is rough.

도 8의 (a)는 열처리 온도에 따른 향상된 초친수 특성을 보여주고, 도 8의 (b)는 열처리 온도에 따른 코팅면의 내구성을 보여준다.Fig. 8 (a) shows the improved superhydrophilic properties according to the heat treatment temperature, and Fig. 8 (b) shows the durability of the coated surface according to the heat treatment temperature.

우선, 내구성 테스트를 위해 초친수 처리된 표면(코팅면)을 초음파분쇄기(Sonicator)에서 넣은 후, 30분간 작동시켰을 때의 접촉각의 변화를 측정하였으며, 테스트 전후의 결과를 비교하여 코팅면의 내구성(Durability, %)을 평가하였다. 50 ℃ 이상 온도에서의 열처리는 초음파분쇄기를 이용한 내구성 테스트에도 버틸 수 있는 초친수성 표면처리물질(산화규소)의 결합력을 부여한다. First, for the durability test, the change in contact angle was measured when the super-hydrophilic treated surface (coated surface) was put in a sonicator and then operated for 30 minutes. By comparing the results before and after the test, the durability ( Durability, %) was evaluated. Heat treatment at a temperature of 50 ℃ or higher gives the bonding strength of the superhydrophilic surface treatment material (silicon oxide) that can withstand the durability test using an ultrasonic grinder.

그 결과, 도 8의 (b)에 도시된 바와 같이, 초음파분쇄기 테스트 전후로 접촉각의 변화가 크지 않는다는 것을 확인하였다. 그러나, 50 ℃에서 열처리만으로는 접촉각이 10도 정도가 되기 때문에 초친수성 표면을 만들 수 없다. 따라서, 10도 이하의 접촉각을 가지는 초친수성 표면을 형성함과 동시에 코팅면의 내구성도 가지기 위해서는 100 ℃가 최적의 열처리 온도라는 것을 알 수 있다. As a result, as shown in (b) of Figure 8, it was confirmed that the change in the contact angle before and after the ultrasonic crusher test was not large. However, since the contact angle is about 10 degrees only by heat treatment at 50° C., it is not possible to create a super-hydrophilic surface. Therefore, it can be seen that 100° C. is the optimal heat treatment temperature in order to form a superhydrophilic surface having a contact angle of 10 degrees or less and to have durability of the coated surface at the same time.

또한, 액화 포집 장치(110)에 사용되는 소재와 산화규소의 상호작용으로 인해 저온 열처리 공정만으로 손쉽게 내구성 있는 초친수성 표면을 만들 수 있다. 이를 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)는 폴리카보네이트(Polycarbonates)를 포함하여 투명한 소재로 마련될 수 있다. 액화 포집 장치(110)를 투명한 소재로 형성함으로써 액화 포집 장치(110)의 내부에서 일어나는 포집 대상물의 액화 포집 과정을 가시화할 수 있다.In addition, due to the interaction between the material used for the liquefaction collection device 110 and silicon oxide, it is possible to easily create a durable superhydrophilic surface only by a low-temperature heat treatment process. To this end, the liquid collection device 110 according to an embodiment of the present invention may be made of a transparent material including polycarbonates. By forming the liquefaction collection device 110 with a transparent material, it is possible to visualize the liquefaction collection process of the object to be collected occurring inside the liquefaction collection device 110 .

액화 포집 장치(110)는 제1 몸체(111)와 제2 몸체(120)가 모두 폴리카보네이트와 같은 투명한 재질로 마련되거나, 적어도 제2 몸체(120)가 폴리카보네이트와 같은 투명한 재질로 마련될 수 있다.In the liquefied collection device 110, both the first body 111 and the second body 120 may be made of a transparent material such as polycarbonate, or at least the second body 120 may be made of a transparent material such as polycarbonate. have.

액화 포집 장치(110) 또는 제2 몸체(120)는 내부의 가시화가 가능하도록 투명한 재질로 마련되거나 초친수성 표면처리물질인 산화규소와의 결합력이 큰 재질로 마련될 수 있다.The liquid collection device 110 or the second body 120 may be made of a transparent material so that the inside can be visualized or a material having a high bonding strength with silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material.

다만, 경우에 따라서 액화 포집 장치(110)는 알루미늄 또는 스테인리스 스틸(SUS) 등의 금속 재질로 마련될 수도 있다.However, in some cases, the liquid collection device 110 may be made of a metal material such as aluminum or stainless steel (SUS).

도 9의 (a)는 액화 포집 장치에 공급되는 액체의 유량과 배출되는 액체의 유량 관계를 보여주고, 도 9의 (b)는 포집 대상물인 에어로졸의 크기에 따른 포집 성능을 보여준다.Fig. 9 (a) shows the relationship between the flow rate of the liquid supplied to the liquefaction collection device and the flow rate of the discharged liquid, and Fig. 9 (b) shows the collection performance according to the size of the aerosol, which is the collection object.

도 9의 (a)를 참조하면, 액화 포집 장치(110)에 주입되는 공기(포집 대상물을 포함하는 공기)의 유량은 960 L/h로 고정하였다. 유량 관계식은 액화 포집 장치(110) 내부에서 공기와 액체가 안정화 되는 조건을 나타낸다. 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)는 포집 대상물의 고농축 액화 포집이 가능하다. 여기서 농축의 정의는 주입되는 공기 유량과 배출되는 액체 유량의 비(ratio)로서 결정된다. 즉, 공기 유량이 고정되면 배출되는 액체 유량을 조절함으로써 포집 농축비를 제어할 수 있다. Referring to FIG. 9A , the flow rate of the air (air including the collection target) injected into the liquefied collection device 110 was fixed at 960 L/h. The flow rate relationship represents a condition in which air and liquid are stabilized inside the liquefied collection device 110 . The liquefaction collection device 110 according to an embodiment of the present invention is capable of collecting highly concentrated liquefied objects of the collection object. Here, the definition of enrichment is determined as the ratio of the inlet air flow rate to the exiting liquid flow rate. That is, when the air flow rate is fixed, the collection and concentration ratio can be controlled by adjusting the discharged liquid flow rate.

본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 장치(110)는 주입 공기 및 배출 액체 유량을 조절함으로써, 최대 960만배의 농축비를 얻을 수 있다. 현재 기존 문헌 상에 보고되고 있는 세계 최고 농축비는 70만배 수준 (Texas A&M Univ., USA)임을 고려할 때, 농축 성능이 월등히 높음을 보여준다.The liquefaction collection device 110 according to an embodiment of the present invention can obtain a concentration ratio of up to 9.6 million times by controlling the flow rate of the injected air and the discharged liquid. Considering that the world's highest concentration ratio reported in the existing literature is 700,000 times (Texas A&M Univ., USA), it shows that the concentration performance is very high.

도 9의 (b)를 참조하면, 배출되는 액체 유량이 증가함에 따라 포집 성능이 향상되는 것을 알 수 있다. 약 0.4 mL/h의 배출 액체 유량에서 약 99%의 효율을 보여준다.Referring to (b) of FIG. 9 , it can be seen that the collection performance is improved as the flow rate of the discharged liquid increases. It shows an efficiency of about 99% at a discharge liquid flow rate of about 0.4 mL/h.

이하에서는, 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 액화 포집 시스템(100)의 액화 포집 구동 형태에 대해서 설명한다.Hereinafter, with reference to FIG. 10, a description will be given of a liquid collection drive form of the liquid collection system 100 according to an embodiment of the present invention.

첫 번째의 액화 포집 구동 형태를 설명한다. 먼저, 각각의 주입부(130,140)와 배출부(150,160)는 포집 대상물(에어로졸)을 액화 포집하는 동안 지속적으로 포집 대상물을 포함하는 공기 및 액체를 주입하고 배출한다. 이로부터 연속적인 액화 포집 시료를 얻을 수 있다. 이 경우, 포집 대상물을 포함하는 공기 주입 유량과 포집 대상물이 포집된 배출 액체 유량의 비로서 농축비가 결정된다. 연속적인 액화 포집 시료로부터, 시간 변화에 따른 연속적인 포집 대상물 액화 포집이 가능하다. 후단에 검출 및 탐지부(미도시)가 연결된다면, 시간 변화에 따른 연속적인 포집 대상물 모니터링도 가능하다. The first type of liquefaction capture drive will be described. First, each of the injection units 130 and 140 and the discharge units 150 and 160 continuously injects and discharges air and liquid containing the collection object while the collection object (aerosol) is liquefied and collected. From this, a continuous liquefied collection sample can be obtained. In this case, the concentration ratio is determined as the ratio of the flow rate of the air injection containing the object to be collected and the flow rate of the discharge liquid containing the object to be collected. From the continuous liquefied collection sample, it is possible to continuously liquefy the collection object according to time change. If a detection and detection unit (not shown) is connected to the rear end, it is also possible to continuously monitor objects to be captured according to time change.

두 번째의 액화 포집 구동 형태를 설명한다. 첫 번째 구동 형태와 달리, 액화 포집된 포집 대상물 배출부를 밸브(미도시)를 통해 잠근다. 이 경우, 액화 포집 장치(110)에는 균일하고 안정적인 액막을 형성하기 위한 최소 부피의 액체가 주입되며, 포집 대상물의 액화 포집 동안 액체 증발에 의해 보충해야 하는 액체 유량만 주입한다. 이 경우, 첫 번째 구동 형태에서의 포집 대상물 액화 농축비는 포집 시간에 비례하여 증가하게 된다. 두 번째 구동 형태는 포집 주기가 길며, 보다 고농축 포집을 필요로 하는 경우에 활용될 수 있다.The second type of liquefaction trapping drive will be described. Unlike the first driving type, the liquefied collection object discharge unit is closed through a valve (not shown). In this case, a liquid of a minimum volume for forming a uniform and stable liquid film is injected into the liquefaction collection device 110 , and only a flow rate of the liquid that needs to be replenished by liquid evaporation during liquefaction collection of the object to be collected is injected. In this case, the liquefaction concentration ratio of the object to be collected in the first driving mode increases in proportion to the collection time. The second driving type has a long collection cycle and can be utilized when more highly concentrated collection is required.

이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다. As described above, in one embodiment of the present invention, specific matters such as specific components, etc., and limited embodiments and drawings have been described, but these are only provided to help a more general understanding of the present invention, and the present invention is not limited to the above embodiments. It is not limited, and various modifications and variations are possible from these descriptions by those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Therefore, the spirit of the present invention should not be limited to the described embodiments, and not only the claims described below, but also all of the claims and equivalents or equivalent modifications will fall within the scope of the spirit of the present invention.

100: 액화 포집 시스템 110: 액화 포집 장치
130: 공기 주입부 140: 액체 주입부
150: 포집 대상물 배출부 160: 공기 배출부
190: 제어부100: liquid collection system 110: liquid collection device
130: air injection unit 140: liquid injection unit
150: collection object discharge unit 160: air discharge unit
190: control unit

Claims

a first body into which air and liquid containing a collection object are injected; and
a second body formed on the lower portion of the first body and from which the collection object collected by the liquid is discharged;
A superhydrophilic layer formed by repeatedly coating or repeatedly laminating silicon oxide, which is a superhydrophilic surface treatment material, is provided on the inner surface of the second body,
The silicon oxide is heat treated at a temperature of at least 100° C. to increase the bonding force between the inner surface of the second body and the silicon oxide, and is coated or laminated on the inner surface of the second body,
The inner surface of the second body is provided in the form of a cone having a gradually decreasing diameter so that the centrifugal force acting on the air increases along the moving direction of the air,
The collection object is a liquefied collection device, characterized in that it is collected in a liquid film uniformly formed on the inner surface of the second body by the liquid.

delete

According to claim 1,
The silicon oxide is a liquefied collection device, characterized in that it is repeatedly coated or repeatedly laminated on the inner surface of the second body in the form of particles having an average diameter of 27 nm.

6. The method of claim 5,
The silicon oxide is repeatedly coated or repeatedly laminated on the inner surface of the second body at a concentration of at least 20 wt%, and 161.25 μg/cm ² of silicon oxide per unit area is coated.

7. The method of claim 6,
In a state in which the silicon oxide is coated or laminated, the contact angle of the inner surface of the second body is 42 degrees or less.

7. The method of claim 6,
The second body is provided with a transparent material or a liquid collection device, characterized in that provided with a material having a large bonding force with the silicon oxide.

delete

7. The method of claim 6,
The silicon oxide becomes particles with an average particle diameter of 8.16 nm due to aggregation of particles at a temperature of 100 ° C., increases the hydrophilicity of the coating surface, increases the bonding force between the inner surface of the second body and the silicon oxide, and the heat-treated In a state in which silicon oxide is coated or laminated, the contact angle of the inner surface of the second body is 10 degrees or less.

9. The method of claim 8,
The second body is a liquid collection device, characterized in that provided with a polycarbonate material.

delete

Claim 1, Claims 5 to 8, Claims 10 and 11 according to any one of the liquefaction collection device;
an air injection unit supplying the air containing the collection object to the liquefied collection device;
a liquid injection unit for supplying the liquid to the liquefaction collection device;
a collection object discharge unit through which the collection object collected by the liquid is discharged; and
The liquefied collection system comprising a; an air discharge unit for discharging the remaining air after the object to be collected is removed.