KR102611637B1

KR102611637B1 - Rotary gas-liquid mixing device that does not require sealing

Info

Publication number: KR102611637B1
Application number: KR1020220056735A
Authority: KR
Inventors: 구재삭
Original assignee: 구재삭
Priority date: 2022-05-09
Filing date: 2022-05-09
Publication date: 2023-12-07
Also published as: KR20230157130A

Abstract

본 발명은 상부에서 유입된 공기에 살균액을 혼합하여 측 방향에 연결된 기액 분리장치로 전달하는 회전형 기액 혼합장치에 관한 것이다. 구체적으로, 속이 빈 원기둥 형상을 가지며 상면을 관통하는 유입부를 통해 외부 공기가 유입되는 하우징, 하우징의 내측 상면에 고정된 고정자, 고정자와 대향하여 고정자 하단에 회전 가능하도록 배치되며 하우징의 내측 저면에서 이격되는 회전자, 하우징의 저면을 관통하여 회전자를 지지하며 모터의 회전력을 회전자에 전달하는 회전축, 하우징의 내측 저면이 하방으로 함몰되어 회전축을 중심으로 링 형상을 가지도록 형성되는 액체 포집부, 및 회전축을 중심으로 액체 포집부보다 반경 방향으로 더 안쪽에 배치되며 하우징의 내측 저면이 상방으로 돌출되어 회전축을 중심으로 링 형상을 가지도록 형성되는 차단벽을 포함한다.The present invention relates to a rotating gas-liquid mixing device that mixes a sterilizing liquid with air introduced from the top and delivers it to a gas-liquid separation device connected laterally. Specifically, a housing that has a hollow cylindrical shape and into which external air flows in through an inlet penetrating the upper surface, a stator fixed to the inner upper surface of the housing, and a rotatable arrangement at the bottom of the stator facing the stator and spaced apart from the inner bottom surface of the housing. a rotor, a rotating shaft that penetrates the bottom of the housing to support the rotor and transmit the rotational force of the motor to the rotor, a liquid collecting portion in which the inner bottom of the housing is depressed downward to form a ring shape around the rotating shaft, and a blocking wall disposed radially further inward than the liquid collecting portion around the rotation axis and having an inner bottom surface of the housing protruding upward to form a ring shape around the rotation axis.

Description

Rotary gas-liquid mixing device that does not require a sealing part {ROTARY GAS-LIQUID MIXING DEVICE THAT DOES NOT REQUIRE SEALING}

본 발명은 씰링부가 불필요한 회전형 기액 혼합장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 수직 방향의 회전축을 가진 기액 혼합장치에서 오링과 같은 씰링부를 사용하지 않고도 누수를 방지할 수 있는 회전형 기액 혼합장치에 관한 것이다.The present invention relates to a rotary gas-liquid mixing device that does not require a sealing part, and more specifically, to a rotary gas-liquid mixing device that can prevent water leakage without using a sealing part such as an O-ring in a gas-liquid mixing device with a vertical rotation axis. will be.

각종 산업시설과 환경 기초시설에서 악취와 휘발성 유기화합물(Volatile Organic Chemicals, VOCs)로 오염된 폐가스들이 대기중으로 배출되어 심각한 환경오염을 유발하고 있다. 또한, 코로나바이러스감염증-19(COVID-19)의 세계적 대유행 이후 실내 공기의 정화에도 많은 관심이 쏟아지고 있는 상황이다. 이에 다양한 방식의 공기 정화 장치들이 제안되고 있는데, 공기에 살균액을 혼합하여 오염 물질을 제거하는 방식이 대표적이다.Waste gases polluted with foul odors and volatile organic chemicals (VOCs) are discharged into the air from various industrial facilities and environmental infrastructure, causing serious environmental pollution. In addition, there is a lot of interest in purifying indoor air following the global pandemic of COVID-19. Accordingly, various types of air purification devices have been proposed, a representative method of which removes contaminants by mixing a disinfectant solution in the air.

도 1은 악취 배출 사업장에서 공기 정화를 위해 사용하고 있는 습식 스크러버를 나타내는 도면이다. 스크러버(Scrubber)는 액체를 이용해 가스 속에 부유하는 고체나 액체 입자를 포집하는 장치로, 액체를 스프레이 노즐을 통해 분무하고 액체가 상부에서 하부로 낙하하는 동안 하부에서 상부로 상승하는 기체와 접촉하여 기액 접촉에 의해 공기를 정화하는 공해방지 시설이다.Figure 1 is a diagram showing a wet scrubber used to purify air in an odor-emitting workplace. A scrubber is a device that uses liquid to collect solid or liquid particles floating in a gas. The liquid is sprayed through a spray nozzle, and while the liquid falls from the top to the bottom, it contacts the gas rising from the bottom to the top to create a gas-liquid mixture. It is a pollution prevention facility that purifies the air through contact.

도 1에 도시된 바와 같이, 습식 스크러버(10)의 하우징(11) 하부로 유입된 오염 공기는, 습식 스크러버(10) 내에서 상승하는 동안 살균액과 접촉하고 이 과정에서 공기 중의 오염 성분이 제거된다.As shown in FIG. 1, the contaminated air flowing into the lower part of the housing 11 of the wet scrubber 10 comes into contact with the sterilizing solution while rising within the wet scrubber 10, and in this process, pollutants in the air are removed. do.

보다 구체적으로, 하우징(11) 하부에는 유입구(12)가 구비되고, 상부에는 배출구(17)가 구비된다. 유입구(12)를 통해 하우징(11) 내부로 유입된 오염 공기는 상승하면서 폴링(pall ring, 13)이 채워진 패킹층(14)을 통과하게 되는데, 이 과정에서 패킹층(14) 상부의 스프레이 노즐(16)에서 분사된 살균액과 혼합됨으로써 공기 중의 오염 성분이 제거될 수 있다. 그러나, 이러한 종래의 습식 스크러버(10)는 공기와 살균액의 혼합이 잘 이루어지지 않기 때문에 공기 정화 효과가 크지 않아 대형화가 필요하다는 단점이 있다.More specifically, an inlet 12 is provided in the lower part of the housing 11, and an outlet 17 is provided in the upper part. Contaminated air flowing into the housing 11 through the inlet 12 rises and passes through the packing layer 14 filled with pall rings 13. In this process, the spray nozzle on the upper part of the packing layer 14 Contaminants in the air can be removed by mixing with the sterilizing solution sprayed in (16). However, this conventional wet scrubber 10 has a disadvantage in that it does not have a significant air purification effect because air and sterilizing liquid are not mixed well, so it needs to be enlarged.

이를 해결하기 위하여 높은 전단력과 마찰력으로 미세입자의 질량을 증가시켜 관성충돌을 유도함으로써, 공기 중의 미세입자를 포집하는 방식의 소형 기액 혼합장치가 제안된 바 있다. 도 2는 수직 방향의 회전축을 가진 회전형 기액 혼합장치를 나타나낸 도면이다.To solve this problem, a small gas-liquid mixing device has been proposed that collects fine particles in the air by increasing the mass of fine particles with high shear force and friction to induce inertial collision. Figure 2 is a diagram showing a rotating gas-liquid mixing device with a vertical rotation axis.

도 2에 개시된 바와 같이, 수직 방향의 회전축을 가진 회전형 기액 혼합장치(20)는 혼합조(22) 상부에 공기 유입구(21)가 구비되고, 측면에 공기 배출구(27)가 구비된다. 혼합조(22) 내부 상단에는 고정자(25)가 구비되고, 회전축(31)에 연결된 회전자(26)가 고정자(25)와 대향하도록 설치된다. 유입된 공기는 스프레이 노즐(24)에서 분사된 살균액과 함께 A 방향으로 고정자(25)와 회전자(26) 사이의 공간으로 유입된다. 이후 모터(30)가 회전자(26)를 회전시키면 공기와 살균액의 혼합물은 원심력에 의해 환상 방향(B 방향)으로 이동하면서 균일하게 혼합될 수 있다.As shown in FIG. 2, the rotary gas-liquid mixing device 20 with a vertical rotation axis is provided with an air inlet 21 at the top of the mixing tank 22 and an air outlet 27 on the side. A stator 25 is provided at the inner top of the mixing tank 22, and a rotor 26 connected to the rotation shaft 31 is installed to face the stator 25. The introduced air flows into the space between the stator 25 and the rotor 26 in direction A along with the sterilizing liquid sprayed from the spray nozzle 24. Afterwards, when the motor 30 rotates the rotor 26, the mixture of air and sterilizing liquid can be uniformly mixed while moving in the annular direction (direction B) by centrifugal force.

한편, 회전축(31)은 혼합조(22)의 저면을 관통하여 회전자(26)에 결합되고 회전축(31) 하부에는 모터(30)가 위치하기 때문에, 회전축(31)과 혼합조(22) 사이의 기밀 유지가 중요한 이슈가 된다. C 방향으로 유입된 액체가 회전축(31)과 혼합조(22) 사이의 간극을 통해 모터(30)에 악영향을 줄 수 있기 때문이다. 이 때문에, 회전축(31) 외측면에 오링(O-ring)이나 메카니컬씰 등의 씰링부(32)를 구비하여 누수를 방지하였다.Meanwhile, the rotating shaft 31 penetrates the bottom of the mixing tank 22 and is coupled to the rotor 26, and the motor 30 is located below the rotating shaft 31, so the rotating shaft 31 and the mixing tank 22 Maintaining confidentiality becomes an important issue. This is because liquid flowing in direction C may adversely affect the motor 30 through the gap between the rotating shaft 31 and the mixing tank 22. For this reason, a sealing part 32 such as an O-ring or a mechanical seal is provided on the outer surface of the rotating shaft 31 to prevent water leakage.

그러나, 상기와 같은 씰링부는 사용에 따라 손상되거나 열화되기 때문에 지속적인 유지 관리가 요구된다는 문제가 있다. 또한, 장비가 대형화될 수록 씰링부의 가격은 기하급수적으로 증가하기 때문에 대형 장비에는 적용하기 어렵다는 단점이 있다.However, since the above-mentioned sealing part is damaged or deteriorated with use, there is a problem that continuous maintenance is required. In addition, as the equipment becomes larger, the price of the sealing part increases exponentially, so it has the disadvantage of being difficult to apply to large equipment.

본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것이다. 구체적으로 본 발명의 과제는, 오링이나 메카니컬씰과 같은 씰링부를 이용하지 않고도 수직 방향으로 연결된 회전축의 누수를 방지할 수 있는 회전형 기액 혼합장치를 제공하는 데 있다.The present invention was created to solve the above-mentioned problems. Specifically, the object of the present invention is to provide a rotating gas-liquid mixing device that can prevent water leakage from a vertically connected rotating shaft without using a sealing part such as an O-ring or mechanical seal.

다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 다양하게 확장될 수 있을 것이다.However, the problem to be solved by the present invention is not limited to the above-described problem, and may be expanded in various ways without departing from the spirit and scope of the present invention.

상술한 본 발명의 과제를 달성하기 위하여, 예시적인 실시예들에 따른 회전형 기액 혼합장치는, 속이 빈 원기둥 형상을 가지며 상면을 관통하는 유입부를 통해 외부 공기가 유입되는 하우징, 상기 하우징의 내측 상면에 고정된 고정자, 상기 고정자와 대향하여 상기 고정자 하단에 회전 가능하도록 배치되며 상기 하우징의 내측 저면에서 이격되는 회전자, 상기 하우징의 저면을 관통하여 상기 회전자를 지지하며, 모터의 회전력을 상기 회전자에 전달하는 회전축, 상기 하우징의 내측 저면이 하방으로 함몰되어 상기 회전축을 중심으로 링 형상을 가지도록 형성되는 액체 포집부, 상기 회전축을 중심으로 상기 액체 포집부보다 반경 방향으로 더 안쪽에 배치되며 상기 하우징의 내측 저면이 상방으로 돌출되어 상기 회전축을 중심으로 링 형상을 가지도록 형성되는 차단벽, 살균액이 저장된 살균액 저장조, 및 상기 하우징의 내부 중앙에 삽입되어 상기 살균액 저장조에서 공급받은 살균액을 상기 고정자와 상기 회전자 사이의 공간으로 분사하는 살균액 분사 노즐을 포함한다.In order to achieve the object of the present invention described above, a rotary gas-liquid mixing device according to exemplary embodiments includes a housing having a hollow cylindrical shape and into which external air flows through an inlet penetrating the upper surface, and an inner upper surface of the housing. A stator fixed to the stator, a rotor rotatably disposed at the bottom of the stator facing the stator and spaced apart from the inner bottom of the housing, penetrating the bottom of the housing to support the rotor, and transmitting the rotational force of the motor to the rotor. A rotating shaft for transmitting electrons, a liquid collecting portion formed by recessing the inner bottom of the housing downward to have a ring shape centered on the rotating shaft, and disposed further inward in the radial direction than the liquid collecting portion centered on the rotating shaft, A blocking wall in which the inner bottom surface of the housing protrudes upward and has a ring shape around the rotation axis, a sterilizing solution storage tank in which a sterilizing solution is stored, and a sterilizing solution inserted into the inner center of the housing and supplied from the sterilizing solution storage tank. It includes a sterilizing liquid spray nozzle that sprays liquid into the space between the stator and the rotor.

이 때, 상기 액체 포집부의 저면에는 상기 살균액 저장조와 연결되는 배수홀이 관통 형성될 수 있다.At this time, a drain hole connected to the sterilizing liquid storage tank may be formed through the bottom of the liquid collection unit.

또한, 상기 회전축을 중심으로 하였을 때, 상기 액체 포집부의 반지름은 상기 회전 디스크의 반지름보다 더 작을 수 있다.Additionally, when centered on the rotation axis, the radius of the liquid collecting part may be smaller than the radius of the rotating disk.

또한, 상기 차단벽은, 상기 회전축을 중심으로 하였을 때, 상기 액체 포집부의 반경 방향 내측에 접하는 제1 차단벽, 및 상기 제1 차단벽보다 상기 회전축에 더 가까이 위치하는 제2 차단벽을 가질 수 있다.In addition, the blocking wall may have a first blocking wall in contact with the radial inner side of the liquid collecting unit when the rotation axis is centered, and a second blocking wall located closer to the rotation axis than the first blocking wall. there is.

일 실시예에 있어서, 상기 고정자는, 상기 하우징의 내측 상면에 고정된 원판 형상의 고정 디스크, 및 상기 고정 디스크에서 상기 회전자를 향해 돌출된 복수개의 고정 날개들을 포함할 수 있다. 상기 회전자는, 상기 회전축에 의해 지지되며 상기 고정 디스크에 대향하는 원판 형상의 회전 디스크, 및 상기 회전 디스크에서 상기 고정자를 향해 돌출된 복수개의 교반 날개들을 포함할 수 있다.In one embodiment, the stator may include a disc-shaped fixed disk fixed to the inner upper surface of the housing, and a plurality of fixed blades protruding from the fixed disk toward the rotor. The rotor may include a disk-shaped rotating disk supported by the rotating shaft and facing the fixed disk, and a plurality of stirring blades protruding from the rotating disk toward the stator.

이 경우에 있어서, 상기 복수개의 고정 날개들은 상기 고정 디스크의 중심에서 제1 반지름을 가진 가상의 원주 상에 서로 이격 배치되고, 상기 복수개의 교반 날개들은 상기 회전 디스크의 중심에서 상기 제1 반지름과 크기가 다른 제2 반지름의 가상의 원주 상에 서로 이격 배치될 수 있다.In this case, the plurality of fixed blades are spaced apart from each other on an imaginary circumference having a first radius from the center of the fixed disk, and the plurality of stirring blades have a size and the first radius from the center of the rotating disk. may be arranged spaced apart from each other on a virtual circumference of a different second radius.

본 발명의 예시적인 실시예들에 따른 회전형 기액 혼합장치는 오염된 공기를 살균액과 접촉시켜 유해물질을 제거하되, 고정자와 회전자로 구성된 회전형의 기액 혼합부를 이용하여 공기 입자와 살균액 입자를 미립화함으로써, 공기와 살균액의 혼합도를 극대화시킬 수 있다.The rotating gas-liquid mixing device according to exemplary embodiments of the present invention removes harmful substances by contacting contaminated air with a sterilizing liquid, and uses a rotating gas-liquid mixing unit consisting of a stator and a rotor to mix air particles and sterilizing liquid. By atomizing particles, the degree of mixing between air and sterilizing solution can be maximized.

특히, 오링이나 메카니컬씰과 같은 씰링부를 이용하지 않고도 회전축으로 유입되는 살균액을 원천적으로 차단할 수 있다. 따라서, 장비를 대형화하더라도 값비싼 대형 씰링부를 사용할 필요가 없기 때문에 장비 가격을 크게 낮출 수 있다. 또한, 사용에 따라 씰링부를 교체할 필요가 없기 때문에 유지 관리에 필요한 비용과 노력을 절감할 수 있다.In particular, it is possible to fundamentally block the sterilizing solution flowing into the rotating shaft without using sealing parts such as O-rings or mechanical seals. Therefore, even if the equipment is enlarged, the price of the equipment can be significantly reduced because there is no need to use large, expensive sealing parts. Additionally, since there is no need to replace the sealing part depending on use, the cost and effort required for maintenance can be reduced.

도 1은 종래의 습식 스크러버를 나타내는 도면이다.
도 2는 종래의 회전형 기액 혼합장치를 나타내는 도면이다.
도 3은 본 발명에 따른 회전형 기액 혼합장치를 나타내는 도면이다.
도 4는 도 3의 고정자를 나타내는 도면이다.
도 5는 도 3의 회전자를 나타내는 도면이다.
도 6은 도 4의 고정자와 도 5의 회전자가 결합된 모습을 나타내는 도면이다.
도 7은 도 3의 기액 혼합부 내에서 발생하는 미세입자 제거 과정을 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 도 3의 하우징 저면을 나타내는 평면도이다.1 is a diagram showing a conventional wet scrubber.
Figure 2 is a diagram showing a conventional rotary gas-liquid mixing device.
Figure 3 is a diagram showing a rotating gas-liquid mixing device according to the present invention.
Figure 4 is a diagram showing the stator of Figure 3.
Figure 5 is a diagram showing the rotor of Figure 3.
Figure 6 is a diagram showing the stator of Figure 4 and the rotor of Figure 5 combined.
FIG. 7 is a diagram for explaining the fine particle removal process occurring within the gas-liquid mixing section of FIG. 3.
Figure 8 is a plan view showing the bottom of the housing of Figure 3.

본문에 개시되어 있는 본 발명의 실시예들에 대해서, 특정한 구조적 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있으며 본문에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 된다.Regarding the embodiments of the present invention disclosed in the text, specific structural and functional descriptions are merely illustrative for the purpose of explaining the embodiments of the present invention, and the embodiments of the present invention may be implemented in various forms. It should not be construed as limited to the embodiments described in.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.Since the present invention can be subject to various changes and have various forms, specific embodiments will be illustrated in the drawings and described in detail in the text. However, this is not intended to limit the present invention to a specific disclosed form, and should be understood to include all changes, equivalents, and substitutes included in the spirit and technical scope of the present invention.

제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.Terms such as first, second, etc. may be used to describe various components, but the components should not be limited by the terms. The above terms may be used for the purpose of distinguishing one component from another component. For example, a first component may be referred to as a second component, and similarly, the second component may be referred to as a first component without departing from the scope of the present invention.

어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.When a component is said to be "connected" or "connected" to another component, it is understood that it may be directly connected to or connected to the other component, but that other components may exist in between. It should be. On the other hand, when it is mentioned that a component is “directly connected” or “directly connected” to another component, it should be understood that there are no other components in between. Other expressions that describe the relationship between components, such as "between" and "immediately between" or "neighboring" and "directly adjacent to" should be interpreted similarly.

본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시 된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.The terms used in this application are only used to describe specific embodiments and are not intended to limit the invention. Singular expressions include plural expressions unless the context clearly dictates otherwise. In this application, terms such as “comprise” or “have” are intended to designate the presence of a described feature, number, step, operation, component, part, or combination thereof, but are not intended to indicate the presence of one or more other features or numbers. It should be understood that this does not preclude the existence or addition of steps, operations, components, parts, or combinations thereof.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미이다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미인 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.Unless otherwise defined, all terms used herein, including technical or scientific terms, have the same meaning as commonly understood by a person of ordinary skill in the technical field to which the present invention pertains. Terms such as those defined in commonly used dictionaries should be interpreted as having a meaning consistent with the meaning in the context of the related technology, and unless clearly defined in the present application, should not be interpreted as having an ideal or excessively formal meaning. .

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in more detail with reference to the attached drawings. The same reference numerals are used for the same components in the drawings, and duplicate descriptions for the same components are omitted.

도 3은 본 발명에 따른 회전형 기액 혼합장치를 나타내는 도면이다. 도 4는 도 3의 고정자를 나타내는 도면이고, 도 5는 도 3의 회전자를 나타내는 도면이며, 도 6은 도 4의 고정자와 도 5의 회전자가 결합된 모습을 나타내는 도면이며, 도 7은 도 3의 기액 혼합부 내에서 발생하는 미세입자 제거 과정을 설명하기 위한 도면이다. 그리고, 도 8은 도 3의 하우징 저면을 나타내는 평면도이다.Figure 3 is a diagram showing a rotating gas-liquid mixing device according to the present invention. FIG. 4 is a view showing the stator of FIG. 3, FIG. 5 is a view showing the rotor of FIG. 3, FIG. 6 is a view showing the stator of FIG. 4 and the rotor of FIG. 5 combined, and FIG. 7 is a view showing the stator of FIG. This is a diagram to explain the fine particle removal process occurring within the gas-liquid mixing section in Figure 3. And, Figure 8 is a plan view showing the bottom of the housing of Figure 3.

도 3 내지 도 8을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 회전형 기액 혼합장치(40)는 공기가 유입되는 유입부(100), 살균액을 저장하는 살균액 저장조(200), 유입부(100)로 유입된 공기와 살균액의 혼합도(degree of mixing)를 증가시키는 기액 혼합부(300), 공기와 살균액의 혼합물을 배출하는 배출부(400), 및 공기와 살균액의 혼합물에서 살균액을 제거하는 기액 분리부(500)를 포함한다.3 to 8, the rotary gas-liquid mixing device 40 according to an embodiment of the present invention includes an inlet 100 through which air flows, a sterilizing solution storage tank 200 for storing a sterilizing solution, and an inlet. A gas-liquid mixing part 300 that increases the degree of mixing of the air and sterilizing solution introduced into (100), a discharge part 400 that discharges a mixture of air and sterilizing solution, and a mixture of air and sterilizing solution. It includes a gas-liquid separation unit 500 that removes the sterilizing solution.

유입부(100)는 오염된 공기를 흡입하여 기액 혼합부(300)로 제공하며, 공기를 흡입하기 위한 흡입팬(도시되지 않음)을 포함할 수 있다. 유입부(100)는 기액 혼합부(300)의 상면 중앙에 연결될 수 있다. 이에 따라, 유입부(100)를 통해 유입된 오염 공기는 기액 혼합부(300) 내부 중앙으로 공급될 수 있다.The inlet 100 sucks in contaminated air and provides it to the gas-liquid mixing part 300, and may include a suction fan (not shown) for sucking in the air. The inflow part 100 may be connected to the center of the upper surface of the gas-liquid mixing part 300. Accordingly, the contaminated air introduced through the inlet 100 may be supplied to the center of the gas-liquid mixing unit 300.

살균액 저장조(200)는 오염된 공기를 정화하기 위한 살균액을 저장하고, 저장된 살균액을 기액 혼합부(300)로 제공할 수 있다. 여기서, 살균액은 공기 중의 바이러스를 제거하기 위한 치아염소산(HClO) 수용액, 구연산 수용액, 페녹시에탄올(C₈H₁₀O₂) 수용액 등일 수 있으며, 그 농도는 필요에 따라 적절히 선택될 수 있다.The sterilizing liquid storage tank 200 may store a sterilizing liquid for purifying contaminated air, and provide the stored sterilizing liquid to the gas-liquid mixing unit 300 . Here, the sterilizing solution may be an aqueous hypochlorous acid (HClO) solution, an aqueous citric acid solution, an aqueous phenoxyethanol (C ₈ H ₁₀ O ₂ ) solution, etc. to remove viruses in the air, and the concentration may be appropriately selected according to need.

이와 달리, 상기 살균액은 공기 중의 악취 물질을 제거하기 위한 물질일 수 있으며, 예를 들면 황산 등의 산성 약액, 수산화나트륨 등의 알칼리성 약액, 및 염소계 약액 등을 포함할 수 있다. 즉, 본 발명에 따른 회전형 기액 혼합장치(40)는 공기 정화의 목적에 따라 살균액의 종류를 선택할 수 있다.In contrast, the sterilizing solution may be a substance for removing malodorous substances in the air, and may include, for example, an acidic chemical such as sulfuric acid, an alkaline chemical such as sodium hydroxide, and a chlorine-based chemical. That is, the rotary gas-liquid mixing device 40 according to the present invention can select the type of sterilizing solution depending on the purpose of air purification.

살균액 저장조(200)에 저장된 살균액은 제1 유로(220)를 통해 기액 혼합부(300)까지 이송되며, 살균액 분사 노즐(210)을 통해 기액 혼합부(300) 내부로 분사될 수 있다. 살균액 분사 노즐(210)은 기액 혼합부(300)의 내부 중앙에 위치하며, 반경 방향 외측을 향해 살균액을 분사할 수 있다.The sterilizing solution stored in the sterilizing solution storage tank 200 is transferred to the gas-liquid mixing part 300 through the first flow path 220, and can be injected into the gas-liquid mixing part 300 through the sterilizing solution spray nozzle 210. . The sterilizing liquid spray nozzle 210 is located at the inner center of the gas-liquid mixing unit 300 and can spray the sterilizing liquid toward the outside in the radial direction.

기액 혼합부(300)는 유입된 오염 공기와 살균액을 혼합하되, 살균액을 미세화하여 혼합도를 극대화시키기 위한 구성이다. 즉, 공기와 살균액은 기액 혼합부(300) 내에서 보다 균일하게 혼합되며, 이에 따라 공기 중에 포함된 오염 물질 제거 효과가 극대화될 수 있다.The gas-liquid mixing unit 300 is configured to mix the introduced contaminated air and the sterilizing liquid, and to maximize the degree of mixing by micronizing the sterilizing liquid. In other words, the air and the sterilizing liquid are mixed more uniformly within the gas-liquid mixing unit 300, and thus the effect of removing contaminants contained in the air can be maximized.

구체적으로, 기액 혼합부(300)는 속이 빈 원기둥(Cylinder) 형상의 하우징(310), 하우징(310)의 내측 상면에 고정된 고정자(320), 회전 가능하도록 고정자(320)와 대향하는 위치에 이격 설치되는 회전자(330), 하우징(310)의 저면을 관통하여 모터(345)의 회전력을 회전자(330)로 전달하는 회전축(340), 하우징(310)의 저면에 구비되어 액체를 포집하는 액체 포집부(350), 및 하우징(310)의 저면에서 돌출되어 회전축(340)을 향해 이동하는 액체의 이동을 차단하는 차단벽(360, 365)을 포함한다.Specifically, the gas-liquid mixing unit 300 includes a housing 310 in the shape of a hollow cylinder, a stator 320 fixed to the inner upper surface of the housing 310, and a position opposite to the stator 320 so as to be rotatable. A rotor 330 installed separately, a rotation shaft 340 that penetrates the bottom of the housing 310 and transmits the rotational force of the motor 345 to the rotor 330, and is provided on the bottom of the housing 310 to collect liquid. It includes a liquid collecting part 350 that protrudes from the bottom of the housing 310 and blocking walls 360 and 365 that block the movement of liquid moving toward the rotation axis 340.

하우징(310)은 속이 빈 원기둥 형상을 가지며, 상면 중앙은 유입부(100)에 연통될 수 있다. 회전축(340)은 하우징(310)의 저면을 관통하는 개구(315)를 통해 회전자(330)에 연결될 수 있다. 하우징(310) 내부에는 고정자(320)와 회전자(330)가 수용되며, 공기와 살균액은 고정자(320)와 회전자(330) 사이에서 균일하게 혼합될 수 있다. 균일하게 혼합된 공기와 살균액 혼합물은 하우징(310)의 측면에 연결된 배출부(400)를 통해 기액 분리부(500)로 공급될 수 있다.The housing 310 has a hollow cylindrical shape, and the center of the upper surface may communicate with the inlet 100. The rotation shaft 340 may be connected to the rotor 330 through an opening 315 penetrating the bottom of the housing 310. A stator 320 and a rotor 330 are accommodated inside the housing 310, and air and a sterilizing solution can be uniformly mixed between the stator 320 and the rotor 330. The uniformly mixed mixture of air and sterilizing liquid may be supplied to the gas-liquid separation unit 500 through the discharge unit 400 connected to the side of the housing 310.

고정자(320)는 회전하지 않고 고정된 상태를 유지하며, 원판 형상의 고정 디스크(322), 및 고정 디스크(322)에서 하방으로 돌출된 복수개의 고정 날개들(323)을 포함할 수 있다.The stator 320 maintains a fixed state without rotating and may include a disc-shaped fixed disk 322 and a plurality of fixed wings 323 protruding downward from the fixed disk 322.

고정 디스크(322)는 하우징(310)의 내측 상면에 고정 결합되며, 필요에 따라 생략될 수도 있다. 즉, 고정 날개들(323)이 하우징(310)의 내측 상면에서 돌출됨으로써, 하우징(310)의 내측 상면이 고정 디스크(322)로서 기능할 수도 있다.The fixing disk 322 is fixedly coupled to the inner upper surface of the housing 310 and may be omitted as needed. That is, as the fixed wings 323 protrude from the inner upper surface of the housing 310, the inner upper surface of the housing 310 may function as the fixed disk 322.

도 4에 도시된 바와 같이, 고정 날개(323)는 복수개의 고정 날개들(323)이 원형으로 이격 배치된 제1 고정 날개열(323a) 및 제2 고정 날개열(323b)을 포함할 수 있다. 제1 고정 날개열(323a)은 고정 디스크(322)의 중심에서 제3 반지름(R3)을 가진 가상의 원주 상에 배치되며, 제2 고정 날개열(323b)은 상기 제3 반지름(R3)보다 더 큰 제4 반지름(R4)을 가진 가상의 원주 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 고정 날개열(323a)과 제2 고정 날개열(323b)을 구성하는 각각의 고정 날개들(323)은 단면 형상이 사각형인 사각 기둥일 수 있다. 즉, 고정 디스크(322)의 중심에서 제3 반지름(R3)을 가진 가상의 원주 상에 사각 기둥 형상의 고정 날개들이 복수개 돌출하여 제1 고정 날개열(323a)을 형성하고, 제4 반지름(R4)을 가진 가상의 원주 상에 사각 기둥 형상의 고정 날개들이 복수개 돌출하여 제2 고정 날개열(323b)을 형성하는 것이다.As shown in FIG. 4, the fixed blades 323 may include a first fixed blade array 323a and a second fixed blade array 323b in which a plurality of fixed blades 323 are spaced apart in a circle. . The first fixed blade array 323a is disposed on an imaginary circumference with a third radius R3 from the center of the fixed disk 322, and the second fixed blade array 323b is disposed on an imaginary circumference having a third radius R3. It can be placed on an imaginary circumference with a larger fourth radius R4. Additionally, each of the fixed blades 323 constituting the first fixed blade array 323a and the second fixed blade array 323b may be a square pillar with a square cross-sectional shape. That is, a plurality of square column-shaped fixed blades protrude from the center of the fixed disk 322 on an imaginary circumference having a third radius (R3) to form a first fixed blade array (323a), and a fourth radius (R4) ) A plurality of square column-shaped fixed blades protrude on an imaginary circumference to form a second fixed blade array 323b.

한편, 도 4에서는 고정 날개(323)가 두 쌍의 고정 날개열들(323a, 323b)을 가지며, 각 고정 날개들의 단면은 사각형인 것이 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 제2 고정 날개열(323b) 외곽에 제3 고정 날개열(도시되지 않음)이 추가로 배치되거나 또는, 제2 고정 날개열(323b) 없이 하나의 고정 날개열(323a)만으로 구성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 각각의 고정 날개들은 그 단면 형상이 원형, 타원형, 다각형 형상 등 필요에 따라 다양한 형상으로 변경될 수도 있다. 즉, 고정 디스크 중심에서 고정 날개열 까지의 거리(R3, R4), 고정 날개열의 개수, 각 고정 날개들 사이의 간격, 및 각 고정 날개들의 형상은 공기의 유량, 회전자(330)의 회전 속도, 살균액의 종류와 농도, 기액 혼합부(300) 내부의 온도 등에 따라 적절히 설계 변경될 수 있다.Meanwhile, in FIG. 4, the fixed blade 323 is shown to have two pairs of fixed blade rows 323a and 323b, and the cross-section of each fixed blade is shown to be square. However, this is for convenience of explanation and the present invention does not apply to this. It is not limited. For example, a third fixed blade array (not shown) is additionally disposed outside the second fixed blade array 323b, or is composed of only one fixed blade array 323a without the second fixed blade array 323b. It could be. In addition, the cross-sectional shape of each fixed blade may be changed to various shapes as needed, such as circular, oval, or polygonal shapes. That is, the distance (R3, R4) from the center of the fixed disk to the fixed blade row, the number of fixed blade rows, the spacing between each fixed blade, and the shape of each fixed blade are determined by the air flow rate and the rotation speed of the rotor 330. , the design can be appropriately changed depending on the type and concentration of the sterilizing solution, the temperature inside the gas-liquid mixing unit 300, etc.

회전자(330)는 고정자(320)와 대향하도록 고정자(320) 하방에 위치하며, 일정한 속도로 회전하여 공기와 살균액의 혼합도(degree of mixing)를 증가시킬 수 있다.The rotor 330 is located below the stator 320 to face the stator 320, and rotates at a constant speed to increase the degree of mixing between the air and the sterilizing solution.

구체적으로, 회전자(330)는 고정 디스크(322)와 대향하는 원판 형상의 회전 디스크(331), 및 회전 디스크(331)에서 고정 디스크(322)를 향해 돌출된 복수개의 교반 날개들(333)을 포함할 수 있다.Specifically, the rotor 330 includes a disk-shaped rotating disk 331 facing the fixed disk 322, and a plurality of stirring blades 333 protruding from the rotating disk 331 toward the fixed disk 322. may include.

회전 디스크(331)는 하우징(310)의 내측 저면에서 이격되도록 회전축(340)에 의해 지지될 수 있다. 모터(345)에 연결된 회전축(340)은 회전 디스크(331)의 저면 중앙에 연결되며, 모터(345)의 회전력을 회전 디스크(331)로 전달할 수 있다.The rotating disk 331 may be supported by the rotating shaft 340 to be spaced apart from the inner bottom surface of the housing 310. The rotating shaft 340 connected to the motor 345 is connected to the center of the bottom of the rotating disk 331 and can transmit the rotating force of the motor 345 to the rotating disk 331.

도 5에 도시된 바와 같이, 교반 날개(333)는 복수개의 교반 날개들(333)이 원형으로 이격 배치된 제1 교반 날개열(333a), 제2 교반 날개열(3233b), 및 제3 교반 날개열(333c)을 포함할 수 있다. 제1 교반 날개열(333a)은 회전 디스크(331)의 중심에서 제5 반지름(R5)을 가진 가상의 원주 상에 배치되며, 제2 교반 날개열(333b)은 상기 제5 반지름(R5)보다 더 큰 제6 반지름(R6)을 가진 가상의 원주 상에 배치되며, 제3 교반 날개열(333c)은 상기 제6 반지름(R6)보다 더 큰 제57 반지름(R7)을 가진 가상의 원주 상에 배치될 수 있다. 또한, 제1 내지 제3 교반 날개열들(333a, 333b, 333c)을 구성하는 각각의 교반 날개들(333)은 블레이드 형상일 수 있다. 즉, 회전 디스크(331)의 중심에서 제5 반지름(R5)을 가진 가상의 원주 상에 블레이드 형상의 교반 날개들이 복수개 돌출하여 제1 교반 날개열(333a)을 형성하고, 제6 반지름(R6)을 가진 가상의 원주 상에 블레이드 형상의 교반 날개들이 복수개 돌출하여 제2 교반 날개열(333b)을 형성하고, 제7 반지름(R7)을 가진 가상의 원주 상에 블레이드 형상의 교반 날개들이 복수개 돌출하여 제3 교반 날개열(333c)을 형성하는 것이다.As shown in FIG. 5, the stirring blades 333 include a first stirring blade array (333a), a second stirring blade array (3233b), and a third stirring blade array in which a plurality of stirring blades 333 are spaced apart in a circle. It may include a wing row 333c. The first stirring blade array 333a is disposed on an imaginary circumference with a fifth radius R5 from the center of the rotating disk 331, and the second stirring blade array 333b is disposed on an imaginary circumference having a fifth radius R5. It is disposed on an imaginary circumference with a larger sixth radius (R6), and the third stirring blade row (333c) is located on an imaginary circumference with a 57th radius (R7) larger than the 6th radius (R6). can be placed. Additionally, each of the stirring blades 333 constituting the first to third stirring blade rows 333a, 333b, and 333c may have a blade shape. That is, a plurality of blade-shaped stirring blades protrude from the center of the rotating disk 331 on an imaginary circumference having a fifth radius (R5) to form a first stirring blade array (333a), and a sixth radius (R6) A plurality of blade-shaped stirring blades protrude on an imaginary circumference having a second stirring blade array 333b, and a plurality of blade-shaped stirring blades protrude on an imaginary circumference having a seventh radius R7. A third stirring blade array 333c is formed.

일 실시예에 있어서, 각각의 교반 날개들(333)은 상기 가상의 원주의 접선(n)에 대하여 일정한 각도(θ)로 기울어지도록 배치될 수 있다. 이는 회전 디스크(331)의 중심으로 공급된 공기와 살균액 혼합물이 회전 디스크(331) 외곽에 위치한 배출부(400) 방향으로 이동할 수 있도록 가이드하기 위한 것이다. 즉, 공기와 살균액 혼합물이 회전 디스크(331)의 중심에서 외곽 방향으로 이동하도록, 교반 날개(333)가 마치 송풍기와 같은 역할을 수행하게 되는 것이다.In one embodiment, each of the stirring blades 333 may be arranged to be inclined at a certain angle (θ) with respect to the tangent (n) of the virtual circumference. This is to guide the air and sterilizing solution mixture supplied to the center of the rotating disk 331 to move toward the discharge portion 400 located on the outside of the rotating disk 331. That is, the stirring blade 333 acts like a blower so that the air and sterilizing solution mixture moves from the center of the rotating disk 331 toward the outside.

한편, 도 5에서는 교반 날개(333)가 세 쌍의 교반 날개열들(333a, 333b, 333c)을 가지며, 각 교반 날개들(333)은 일정한 각도(θ)로 기울어진 것이 도시되어 있으나, 이는 설명의 편의를 위한 것이며 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니다. 예를 들면, 제3 교반 날개열(333c) 외곽에 제4 교반 날개열(도시되지 않음)이 추가로 배치되거나 또는, 교반 날개(333)가 두 쌍의 교반 날개열(333a, 333b) 만으로 구성될 수도 있다. 뿐만 아니라, 교반 날개들(333)의 각도(θ) 역시 필요에 따라 적절히 변경될 수 있다. 즉, 회전 디스크(331) 중심에서 교반 날개열 까지의 거리(R5, R6, R7), 교반 날개열의 개수, 각 교반 날개들 사이의 간격, 및 각 교반 날개들의 각도는 공기의 유량, 회전자(330)의 회전 속도, 살균액의 종류와 농도, 기액 혼합(300) 내부의 온도 등에 따라 적절히 설계 변경될 수 있다.Meanwhile, in Figure 5, the stirring blade 333 has three pairs of stirring blade rows 333a, 333b, and 333c, and each stirring blade 333 is shown to be inclined at a certain angle θ. This is for convenience of explanation and the present invention is not limited thereto. For example, a fourth stirring blade array (not shown) is additionally disposed outside the third stirring blade array (333c), or the stirring blades (333) consist of only two pairs of stirring blade arrays (333a, 333b). It could be. In addition, the angle θ of the stirring blades 333 may also be appropriately changed as needed. That is, the distance (R5, R6, R7) from the center of the rotating disk 331 to the stirring blade row, the number of stirring blade rows, the spacing between each stirring blade, and the angle of each stirring blade are determined by the air flow rate and the rotor ( The design may be appropriately changed depending on the rotation speed of 330), the type and concentration of the sterilizing solution, the temperature inside the gas-liquid mixture 300, etc.

한편, 고정 날개(323)와 교반 날개(333)는 디스크들(322, 331)의 중심에서 외곽 방향으로 서로 번갈아 배치될 수 있다. 예를 들면, 디스크들(322, 331)의 중심에서 가장 가까운 곳에 제1 교반 날개열(333a)이 배치되고, 그보다 외곽에 제1 고정 날개열(323a), 제2 교반 날개열(333b), 제2 고정 날개열(323b), 제3 교반 날개열(333c)이 순차적으로 배치될 수 있다(R5<R3<R6<R4<R7). 이것이 도 6에 도시되어 있다. 이와 다르게, 고정 날개(323)가 세 쌍의 날개열을 가지고 교반 날개(333)는 두 쌍의 날개열을 가지는 경우에는, 디스크들(322, 331)의 중심에서 외곽 방향으로 제1 고정 날개열, 제1 교반 날개열, 제2 고정 날개열, 제2 교반 날개열, 제3 고정 날개열이 순차적으로 배치될 수 있을 것이다. 이와 같이 고정 날개(323)와 교반 날개(333)를 번갈아 배치함으로써, 공기와 살균액 혼합물의 이동 거리를 증가시킬 수 있고, 살균 효과를 극대화시킬 수 있는 것이다.Meanwhile, the fixed blades 323 and the stirring blades 333 may be alternately arranged from the center to the outer edge of the disks 322 and 331. For example, the first stirring blade array (333a) is disposed closest to the center of the disks (322, 331), and on the outside thereof, the first fixed blade array (323a), the second stirring blade array (333b), The second fixed blade array 323b and the third stirring blade array 333c may be arranged sequentially (R5<R3<R6<R4<R7). This is shown in Figure 6. On the other hand, when the fixed blade 323 has three pairs of blade rows and the stirring blade 333 has two pairs of blade rows, the first fixed blade row is formed from the center of the disks 322 and 331 toward the outside. , the first stirring blade array, the second fixed blade array, the second stirring blade array, and the third fixed blade array may be arranged sequentially. By alternately arranging the fixed blades 323 and the stirring blades 333 in this way, the moving distance of the air and sterilizing solution mixture can be increased and the sterilizing effect can be maximized.

상술한 구조를 가지는 본 발명의 기액 혼합부(300)는 공기와 살균액의 혼합도(degree of mixing)를 증가시켜 살균 효과를 극대화할 수 있다.The gas-liquid mixing unit 300 of the present invention having the above-described structure can maximize the sterilizing effect by increasing the degree of mixing between air and the sterilizing solution.

구체적으로, 오염된 공기는 고정 디스크(322) 중앙을 관통하는 유입부(100)를 통해 고정부(320)와 회전부(330) 사이로 유입되고, 살균액 분사 노즐(210)에서 분사된 살균액과 혼합된다. 공기와 살균액의 혼합물은 원심력에 의해 고정 날개(323)와 교반 날개(333) 사이에서 환상 방향으로 이동하게 된다. 이 때, 회전하는 회전자(330)와 고정된 고정자(320) 사이에는 높은 전단력(Shear Force)이 발생하게 되며, 상기 전단력에 의해 공기와 살균액 입자는 매우 작은 크기로 분쇄되어 미립화될 수 있다. 따라서, 기액 혼합부(300)를 통과하는 과정에서 미립화된 공기 입자와 살균액 입자간에 유효 충돌 값이 증가하게 되고, 이는 공기와 살균액의 혼합도(degree of mixing)를 증가시켜 살균 효과를 극대화시킬 수 있다. 이러한 과정이 도 7에 상세하게 개시되어 있다.Specifically, the contaminated air flows between the fixed part 320 and the rotating part 330 through the inlet 100 penetrating the center of the fixed disk 322, and the sterilizing liquid sprayed from the sterilizing liquid spray nozzle 210 and mixed. The mixture of air and sterilizing solution moves in an annular direction between the stationary blade 323 and the stirring blade 333 by centrifugal force. At this time, a high shear force is generated between the rotating rotor 330 and the fixed stator 320, and the shear force causes air and disinfectant particles to be pulverized into very small sizes and atomized. . Therefore, in the process of passing through the gas-liquid mixing unit 300, the effective collision value between atomized air particles and sterilizing liquid particles increases, which increases the degree of mixing between air and sterilizing liquid to maximize the sterilizing effect. You can do it. This process is disclosed in detail in Figure 7.

도 7에 개시된 바와 같이, 고정자(320)와 회전자(330) 사이에서 공기 입자(50)과 살균액은 회전 운동을 하게 된다. 이 때, 회전자(330)와 고정자(320) 사이의 높은 전단력에 의해 살균액은 미세화되고, 공기 입자(50) 내부에 미립화된 살균액 입자(60)가 생성될 수 있다. 또한, 살균액 입자(60)는 더욱 미립화되어 수증기 입자(61)가 다수 생성될 수 있다(도 7(a)).As shown in FIG. 7, the air particles 50 and the sterilizing solution rotate between the stator 320 and the rotor 330. At this time, the sterilizing solution is micronized by the high shear force between the rotor 330 and the stator 320, and micronized sterilizing solution particles 60 may be generated inside the air particles 50. In addition, the disinfectant solution particles 60 may be further atomized to generate a large number of water vapor particles 61 (FIG. 7(a)).

미립화된 공기 입자(50)와 수증기 입자(61)간에 유효 충돌 값이 증가하고, 공기 입자(50) 내부의 바이러스나 세균과 같은 미세 입자(51)는 수증기 입자(61)와 결합하여 질량이 증가할 수 있다(도 7(b)). 질량이 증가된 미세 입자(51)와 수증기 입자(61)의 혼합물은 회전 운동의 법선 방향으로 더욱 큰 원심력을 받게되므로 공기 입자(50) 외부로 배출될 수 있다(도 7(c)).The effective collision value between the atomized air particles 50 and the water vapor particles 61 increases, and the fine particles 51 such as viruses or bacteria inside the air particles 50 combine with the water vapor particles 61 to increase their mass. It can be done (Figure 7(b)). The mixture of fine particles 51 and water vapor particles 61 with increased mass is subject to greater centrifugal force in the normal direction of the rotational movement, and thus may be discharged to the outside of the air particles 50 (FIG. 7(c)).

이에 따라, 공기 입자(50)에 포함된 미세 입자(51)가 제거될 수 있으며, 외부로 배출된 미세 입자(51)는 살균액의 살균 작용을 통해 제거될 수 있다(도 7(d)).Accordingly, the fine particles 51 contained in the air particles 50 can be removed, and the fine particles 51 discharged to the outside can be removed through the sterilizing action of the sterilizing solution (FIG. 7(d)) .

고정 날개들(323) 사이의 간극 및 교반 날개들(3323) 사이의 간극을 따라 디스크들(322, 331)의 외각 방향으로 이동한 혼합물은 회전자(330) 측면에 구비된 배출부(400)를 통해 기액 분리부(500)로 이동할 수 있다.The mixture moving in the outer direction of the disks 322 and 331 along the gap between the fixed blades 323 and the gap between the stirring blades 3323 is discharged to the discharge portion 400 provided on the side of the rotor 330. You can move to the gas-liquid separation unit 500 through .

상기와 같이, 본 발명의 기액 혼합부(300)는 높은 전단력을 발생시켜 공기입자와 살균액 입자를 미립화함으로써 혼합도를 극한으로 증가시킬 수 있다. 또한, 복수개가 배치된 고정 날개(323) 및 교반 날개(333)가 공기 흐름을 방해하여 이동 시간을 증가시킴으로써 공기와 살균액 간에 충분한 반응 시간을 확보할 수 있다. 이에 따라, 공기 중에 포함된 바이러스와 같은 유해물질을 보다 확실하게 제거할 수 있다. 이후 기액 분리부(500)에서는 유해물질이 제거된 공기로부터 살균액을 분리하게 된다. 이는 다량의 살균액 성분은 인체에 유해할 수 있기 때문에, 살균액 성분이 제거된 공기만을 실내 공간으로 환원시키기 위함이다. 기액 분리부(500)에서 공기와 분리된 살균액은 제3 유로(240)를 통해 살균액 저장조(200)로 환원될 수 있다.As described above, the gas-liquid mixing unit 300 of the present invention can generate a high shear force to atomize air particles and sterilizing liquid particles, thereby extremely increasing the degree of mixing. In addition, a plurality of fixed blades 323 and stirring blades 333 are disposed to impede the air flow, thereby increasing movement time, thereby ensuring sufficient reaction time between air and the sterilizing solution. Accordingly, harmful substances such as viruses contained in the air can be removed more reliably. Thereafter, the gas-liquid separator 500 separates the sterilizing liquid from the air from which harmful substances have been removed. This is to return only the air from which the disinfectant components have been removed to the indoor space, since a large amount of disinfectant components can be harmful to the human body. The sterilizing liquid separated from air in the gas-liquid separation unit 500 may be returned to the sterilizing liquid storage tank 200 through the third flow path 240.

한편, 회전자(330)에 의해 발생하는 원심력으로 인해 대부분의 기액 혼합물은 원심 방향의 배출구(400)를 향해 이동하게 되지만, 일부는 회전자(330) 하방으로 유입될 수 있다. 예를 들면, 회전 디스크(331)의 표면을 따라 회전하던 살균액 액적이 하우징(310)의 내벽과 충돌하여 회전 디스크(331) 아래로 유입되거나, 또는 고정자(320)와 회전자(330) 사이에서 원심 방향으로 이동해 배출구(400)로 빠져나가던 살균액 액적의 일부가 하우징(310) 내벽에 반발되어 회전자(330) 아래로 밀려들어오는 경우이다. 이 경우 회전자(330) 하방으로 유입된 액체가 회전축(340) 방향으로 이동할 수 있다.Meanwhile, due to the centrifugal force generated by the rotor 330, most of the gas-liquid mixture moves toward the outlet 400 in the centrifugal direction, but some may flow downward to the rotor 330. For example, a droplet of sterilizing liquid rotating along the surface of the rotating disk 331 collides with the inner wall of the housing 310 and flows under the rotating disk 331, or between the stator 320 and the rotor 330. This is a case where a portion of the sterilizing liquid droplet that moves in the centrifugal direction and exits the outlet 400 is repelled by the inner wall of the housing 310 and is pushed under the rotor 330. In this case, liquid flowing below the rotor 330 may move in the direction of the rotation axis 340.

도 2에 개시된 종래의 회전형 기액 혼합장치(20)에서는 오링 등을 이용해 회전축으로의 누수를 방지하였으나, 본 발명에 따른 회전형 기액 혼합장치(40)에서는 액체 포집부(350)와 차단벽(360, 365)을 이용하여 회전축(340)으로의 누수를 방지한다.In the conventional rotary gas-liquid mixing device 20 disclosed in FIG. 2, water leakage to the rotating shaft was prevented using an O-ring, etc., but in the rotating gas-liquid mixing device 40 according to the present invention, the liquid collecting part 350 and the blocking wall ( 360, 365) is used to prevent water leakage to the rotating shaft 340.

구체적으로, 하우징(310)의 내측 저면에는 액체를 포집하기 위한 액체 포집부(350)가 구비되고, 액체 포집부(350)의 내측에는 적어도 하나의 차단벽(360, 365)이 구비될 수 있다. 액체 포집부(350)는 하우징(310)의 저면이 하방으로 함몰되어 형성될 수 있고, 차단벽(360, 365)은 하우징(310)의 저면이 상방으로 돌출되어 형성될 수 있다. 한편, 도 3 및 도 7에는 하나의 액체 포집부와 두 개의 차단벽을 가진 예가 도시되어 있으나 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 더 많은 수의 액체 포집부와 차단벽을 배치할 수도 있다.Specifically, a liquid collecting part 350 for collecting liquid is provided on the inner bottom of the housing 310, and at least one blocking wall 360 and 365 may be provided inside the liquid collecting part 350. . The liquid collection unit 350 may be formed by the bottom of the housing 310 being depressed downward, and the blocking walls 360 and 365 may be formed by the bottom of the housing 310 protruding upward. Meanwhile, Figures 3 and 7 show an example with one liquid collection unit and two blocking walls, but the present invention is not limited thereto, and a larger number of liquid collecting units and blocking walls may be arranged as needed. there is.

먼저, 액체 포집부(350)는 하우징(310)의 저면이 하방으로 함몰되어 형성되며, 회전축(340)을 중심으로 하는 링(ring) 형상을 가질 수 있다. 또한, 액체 포집부(350)의 반지름(R1)은 회전 디스크(331)의 반지름(R2)보다 더 작을 수 있다. 따라서, 회전 디스크(331) 하부로 유입된 액체는 회전축(340)을 향해 흐르는 과정에서 액체 포집부(350)에 포집될 수 있다.First, the liquid collection unit 350 is formed by recessing the bottom of the housing 310 downward, and may have a ring shape centered on the rotation axis 340. Additionally, the radius (R1) of the liquid collecting unit 350 may be smaller than the radius (R2) of the rotating disk 331. Accordingly, the liquid flowing into the lower part of the rotating disk 331 may be collected in the liquid collecting unit 350 while flowing toward the rotating shaft 340.

액체 포집부(350)의 저면에는 배수홀(355)이 구비되며, 배수홀(355)은 제2 유로(230)를 통해 살균액 저장조(200)에 연결될 수 있다. 따라서, 액체 포집부(350)로 유입된 살균액은 살균액 저장조(200)로 곧바로 환원될 수 있다. 뿐만 아니라, 기액 혼합부(300) 내부 압력이 살균액 저장조(200) 내부 압력과 동일하게 유지되므로, 회전축(340) 주변에서 압력차로 인한 누수 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있다.A drain hole 355 is provided on the bottom of the liquid collection unit 350, and the drain hole 355 may be connected to the sterilizing solution storage tank 200 through the second flow path 230. Accordingly, the sterilizing solution flowing into the liquid collection unit 350 can be directly returned to the sterilizing solution storage tank 200. In addition, since the internal pressure of the gas-liquid mixing unit 300 is maintained the same as the internal pressure of the sterilizing liquid storage tank 200, water leakage due to pressure difference around the rotating shaft 340 can be prevented from occurring.

한편, 회전자(330) 하부로 유입된 대부분의 액체는 액체 포집부(350)에서 제거될 수 있으나, 경우에 따라서는 액체 포집부(350)에 포집된 액체가 회전축(340) 방향으로 넘어갈 수 있다. 이러한 문제를 방지하기 위하여, 액체 포집부(350) 안쪽에 돌출된 차단벽(360, 365)을 설치하였다. 상기 차단벽(360)은 하우징(310)의 내측 저면보다 상방으로 돌출되기 때문에, 회전축(340)으로의 액체 유입을 이중으로 차단하는 효과를 가질 수 있다. 차단벽(360, 365) 역시 액체 포집부(350)와 마찬가지로 회전축(340)을 중심으로 하는 링(ring) 형상을 가질 수 있다.Meanwhile, most of the liquid flowing into the lower part of the rotor 330 can be removed from the liquid collection unit 350, but in some cases, the liquid collected in the liquid collection unit 350 may pass in the direction of the rotation axis 340. there is. In order to prevent this problem, protruding blocking walls 360 and 365 were installed inside the liquid collection unit 350. Since the blocking wall 360 protrudes upward from the inner bottom surface of the housing 310, it can have the effect of doubly blocking the inflow of liquid into the rotating shaft 340. Like the liquid collection unit 350, the blocking walls 360 and 365 may also have a ring shape centered on the rotation axis 340.

포집부(350)에서 차단벽(360, 365) 방향으로 넘어간 액적은 미세한 액적이 튀어서 넘어간 것으로 미량이므로, 회전자(300)의 고속 회전 기류에 의해 증발되어 제거될 수 있다. 일 실시예에 있어서, 회전자(330)의 저면과 하우징(310)의 내측 저면 사이의 거리는 약 5mm 내지 10mm일 수 있고, 차단벽(360, 365)의 돌출 높이는 약 2mm 내지 3mm일 수 있다. 또한, 회전축(340)에는 오링 등의 씰링부재가 불필요하며, 이중 베어링으로 지지하는 것으로 충분할 수 있다.Since the droplets that have passed from the collection unit 350 toward the blocking walls 360 and 365 are small droplets that bounced over, they can be evaporated and removed by the high-speed rotating airflow of the rotor 300. In one embodiment, the distance between the bottom of the rotor 330 and the inner bottom of the housing 310 may be about 5 mm to 10 mm, and the protrusion height of the blocking walls 360 and 365 may be about 2 mm to 3 mm. Additionally, the rotating shaft 340 does not need a sealing member such as an O-ring, and supporting it with a double bearing may be sufficient.

도 3 및 도 8에는 총 두 개의 차단벽이 순차적으로 설치된 예가 도시되어 있다. 제1 차단벽(360)은 액체 포집부(350)의 반경 방향 내측에 접하고, 제2 차단벽(365)은 제1 차단벽(360)보다 반경 방향으로 더욱 안쪽에 위치할 수 있다. 상기 제1 차단벽(360)은 액체 포집부(350)의 액체가 내측으로 유입되는 것을 1차로 방어할 수 있고, 상기 제2 차단벽(365)은 액체가 회전축(340)으로 유입되는 것을 최종적으로 방어할 수 있다.Figures 3 and 8 show an example in which a total of two blocking walls are installed sequentially. The first blocking wall 360 is in contact with the radial inner side of the liquid collecting unit 350, and the second blocking wall 365 may be located further inside the first blocking wall 360 in the radial direction. The first blocking wall 360 can primarily prevent liquid from flowing into the liquid collection unit 350, and the second blocking wall 365 ultimately prevents liquid from flowing into the rotating shaft 340. It can be defended with.

기액 혼합부(300)에서 균일하게 혼합된 공기와 살균액의 혼합물은, 기액 혼합부(300) 측면에 연결된 배출부(400)를 통해 기액 분리부(500)로 공급될 수 있다. 상기 기액 분리부(500)는 액적 상태의 살균액을 공기로부터 분리할 수 있으며, 예를 들면, 사이클론 장치일 수 있다. 분리된 살균액은 제3 유로(240)를 통해 살균액 저장조(200)로 회수될 수 있으며, 정화된 공기는 외부로 배출될 수 있다.The mixture of air and sterilizing liquid uniformly mixed in the gas-liquid mixing unit 300 may be supplied to the gas-liquid separating unit 500 through the discharge unit 400 connected to the side of the gas-liquid mixing unit 300. The gas-liquid separator 500 can separate the sterilizing liquid in the form of droplets from air, and may be, for example, a cyclone device. The separated sterilizing solution can be returned to the sterilizing solution storage tank 200 through the third flow path 240, and the purified air can be discharged to the outside.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 회전형 기액 혼합장치(40)는 회전하는 회전자(330) 하부에 액체 포집부(350)와 차단벽(360, 365)을 설치함으로써 오링이나 메카니컬씰과 같은 씰링부를 별도로 설치하지 않더라도 회전축(340)으로 액체가 유입되는 것을 방지할 수 있다. 따라서, 기액 혼합장치를 대형화하더라도 값비싼 대형 오링을 사용할 필요가 없기 때문에 장비 가격을 크게 낮출 수 있다. 또한, 회전형 기액 혼합장치(40)의 사용 시간이 증가하더라도 오링을 교체할 필요가 없기 때문에, 유지 관리의 측면에서도 이점을 가질 수 있다.As described above, the rotating gas-liquid mixing device 40 according to the present invention installs a liquid collection part 350 and a blocking wall 360, 365 at the lower part of the rotating rotor 330 to form a seal such as an O-ring or a mechanical seal. Even if a sealing part is not installed separately, liquid can be prevented from flowing into the rotating shaft 340. Therefore, even if the gas-liquid mixing device is enlarged, the cost of the equipment can be greatly reduced because there is no need to use large, expensive O-rings. In addition, even if the usage time of the rotary gas-liquid mixing device 40 increases, there is no need to replace the O-ring, which can be advantageous in terms of maintenance.

이상에서는 본 발명의 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구의 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.Although the present invention has been described above with reference to embodiments, those skilled in the art can make various modifications and changes to the present invention without departing from the spirit and scope of the present invention as set forth in the claims below. You will understand that it is possible.

10: 습식 스크러버 13: 폴링
20: 수직축을 가진 종래의 회전형 기액 혼합장치
30: 모터 31: 회전축
32: 씰링부 33: 베어링
40: 회전형 기액 혼합장치 100: 유입부
200: 살균액 저장조 210: 살균액 분사 노즐
300: 기액 혼합부 310: 하우징
320: 고정자 330: 회전자
340: 회전축 345: 모터
350: 액체 포집부 360, 365: 차단벽
400: 배출부 500: 기액 분리부10: wet scrubber 13: polling
20: Conventional rotary gas-liquid mixing device with a vertical axis
30: motor 31: rotation shaft
32: sealing part 33: bearing
40: Rotating gas-liquid mixing device 100: Inlet
200: Sterilizing liquid reservoir 210: Sterilizing liquid spray nozzle
300: gas-liquid mixing unit 310: housing
320: stator 330: rotor
340: rotation axis 345: motor
350: liquid collection unit 360, 365: barrier
400: Discharge unit 500: Gas-liquid separation unit

Claims

In the rotary gas-liquid mixing device that mixes the sterilizing liquid with the air introduced from the top and delivers it to a gas-liquid separation device connected laterally,
A housing having a hollow cylindrical shape and into which external air flows in through an inlet penetrating the upper surface;
a stator fixed to the inner upper surface of the housing;
a rotor disposed to be rotatable at the bottom of the stator, facing the stator, and spaced apart from the inner bottom of the housing;
a rotation shaft that passes through the bottom of the housing to support the rotor and transmits the rotational force of the motor to the rotor;
a liquid collecting portion formed by recessing an inner bottom surface of the housing downward to have a ring shape centered on the rotation axis; and
It includes a blocking wall disposed radially further inward than the liquid collecting part around the rotation axis, and the inner bottom surface of the housing protrudes upward to have a ring shape around the rotation axis,
When centered on the rotating axis, the radius of the liquid collecting part is smaller than the radius of the rotating disk, so that the liquid flowing into the lower part of the rotating disk is collected in the liquid collecting part while flowing toward the rotating axis, and the blocking wall is formed by the When centered on the rotation axis, a first blocking wall that contacts the radial inside of the liquid collection unit and primarily prevents liquid from flowing into the liquid collection unit, and is located closer to the rotation axis than the first blocking wall and liquid It includes a second blocking wall that ultimately protects the liquid from flowing into the rotating shaft, and since it protrudes upward from the inner bottom of the housing, it doubly blocks the inflow of liquid into the rotating shaft, and the blocking wall in the liquid collecting part The droplets that passed in this direction are small droplets that bounced and are small in amount, so they are evaporated and removed by the high-speed rotating airflow of the rotor,
The stator includes a disc-shaped fixed disk fixed to the inner upper surface of the housing, and a plurality of fixed blades protruding from the fixed disk toward the rotor, the rotor is supported by the rotating shaft, and the fixed disk It includes a disk-shaped rotating disk opposing the disk, and a plurality of stirring blades protruding from the rotating disk toward the stator, so as to increase the moving distance of the air and sterilizing solution mixture and maximize the sterilizing effect. Stationary blades and stirring blades are alternately arranged from the center of the stationary disk and the rotating disk to the outside, respectively, and the plurality of stationary vanes are spaced apart from each other on an imaginary circumference having a first radius from the center of the stationary disk. The plurality of stirring blades are arranged to be spaced apart from each other on an imaginary circumference of a second radius having a size different from the first radius at the center of the rotating disk, and are arranged to be inclined at a certain angle with respect to a tangent of the imaginary circumference. A rotary gas-liquid mixing device, characterized in that it guides the air and sterilizing liquid mixture supplied to the center of the rotating disk to move toward the discharge portion located on the outside of the rotating disk.

According to paragraph 1,
A sterilizing solution storage tank in which the sterilizing solution is stored; and
A rotary gas-liquid mixing device further comprising a sterilizing liquid spray nozzle inserted into the inner center of the housing and spraying the sterilizing liquid supplied from the sterilizing liquid storage tank into the space between the stator and the rotor.

The rotary gas-liquid mixing device according to claim 2, wherein a drain hole connected to the sterilizing liquid storage tank is formed through the bottom of the liquid collection unit.

delete