KR20090013061U - 플라즈마 탈취장치 - Google Patents

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Abstract

본 고안은 플라즈마 탈취장치에 관한 것으로, 특히 밀폐공간에서도 암모니아, 황화수소, 메르캅탄, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등 다양한 악취 원인 물질과 세균 등을 함유한 오염공기를 먼저 필터링하고 계속해서 플라즈마를 이용하여 분해하고 산화 환원한 다음 미처리 잔류가스는 이산화망간 활성탄 복합 촉매필터를 이용하여 인체에 무해한 가스로 변환 배출하게 하는 연속적인 촉진 처리 공정으로 필터링, 냄새탈취와 살균 기능을 동시에 수행할 수 있게 할 수 있어 오염 공기의 처리성능이 종래 기술에 비하여 대폭 향상된 플라즈마 탈취장치에 관한 것이다.
플라즈마 탈취장치, 이산화망간 광촉매, 플라즈마 방전관, 고압 트랜스, 전압 조정기, 흡입 덕트, 주름관, 탈취, 정화, 살균

Description

플라즈마 탈취장치{PLASMA ODOR REMOVER}
본 고안은 플라즈마 탈취장치에 관한 것으로, 특히 밀폐공간에서도 암모니아, 황화수소, 메르캅탄, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등 다양한 악취 원인 물질과 세균 등을 함유한 오염공기를 먼저 필터링하고 계속해서 플라즈마를 이용하여 분해하고 산화 환원한 다음 미처리 잔류가스는 이산화망간 활성탄 복합 촉매필터를 이용하여 인체에 무해한 가스로 변환 배출하게 하는 연속적인 촉진 처리 공정으로 필터링, 냄새탈취와 살균 기능을 동시에 수행할 수 있게 할 수 있어 오염 공기의 처리성능이 종래 기술에 비하여 대폭 향상된 플라즈마 탈취장치에 관한 것이다.
악취물질 및 휘발성 유기화합물질( V.O.C )은 입자(분자)가 휘발, 확산, 희석되면서 사람의 코를 자극하여 냄새를 느끼게 하고, 동식물에 호흡곤란, 성장 장애를 일으키고 있는바, 탈취기 또는 악취제거장치로 사용되는 방법으로는 일반적으로 흡착법, 오존산화법, 광촉매 산화법, 스크러버 세정법, 생물학적 필터에 의한 탈취법, 플라즈마 발생에 악취제거법 등이 있다.
상기한 종래의 탈취 기술 중에서,
초기투자비가 비교적 저렴한 활성탄흡착방식은 활성탄의 미세한 기공의 활성탄 흡착능력을 이용한 것으로서 그 장치구조가 간단한 장점은 있으나 활성탄소모가 잦아 유지관리비가 증가할 뿐만 아니라, 고농도 암모니아의 제거효율이 떨어지는 단점을 내포하고 있으며,
악취물질을 약액에 흡수시켜 제거하는 화학적 산화환원 작용에 의한 중화처리법은 악취제거효율이 좋은 장점은 있으나 높은 초기 설치비 및 설치공간이 필요하고 중저농도 악취처리에 부적합하고,
미생물 담체에 의한 생물학적 산화분해의 바이오 필터법도 역시 높은 초기 설치비 및 설치공간이 필요하고 저농도 악취처리에 적합하지 않은 문제점이 있었다.,
그리고 플라즈마(PLASMA)를 이용한 산업상의 응용분야가 증가함에 따라 플라즈마 방전을 일으켜 악취를 분해하는 플라즈마 발생장치에 의한 악취 처리방법도 다양하게 개발되고 있으나 플라즈마를 발생시키는 기술이 미흡하여 플라스마 방전의 세기가 미약하게 되므로 효율적인 악취제거 또는 탈취를 이루지 못하는 단점이 있다.
또한 강력한 산화작용으로 휘발성 유기화합물, 세균 및 악취 제거를 할 수 있게하는 광촉매를 이용하는 방법도 저농도의 휘발성 유기화합물 제거에 국한되고 악취제거에는 성능이 높지 않으며 따라서 소비자의 관심을 끌지 못하고 있다.
이에 본 고안자는 축사나 식품공장, 도장 공장 등 악취 발생 장소에 적용하여 하나의 간단한 구조 플라즈마 탈취 시스템 장치로 복합적인 악취 원인물질에 광범위하게 대응하여 처리할 수 있으며 악취 등 오염 공기의 필터링과, 악취제거기능 살균작용을 고효율, 저비용으로 동시 구현할 수 있는 플라즈마 탈취장치를 개발하고자 노력한 결과 본 고안을 완성하게 된 것이다.
전술한 바와 같이 종래의 악취 제거 장치는 제반 문제점을 가지고 있는바,
본 고안은 상기와 같은 종래의 활성탄 흡착법 및 생물학적 악취 처리법 등의 문제점을 보완하여 암모니아, 황화수소, 메르캅탄, 휘발성유기화합물(VOCs) 등 악취냄새물질과 세균 등을 포함한 저,중,고 농도의 모든 오염공기를 플라즈마를 이용하여 분해 산화환원하고 잔류가스는 이산화망간 활성탄 복합 촉매필터를 이용하여 인체에 무해한 가스로 배출하게 함으로써 전처리의 필터링 기능과 함께 냄새 탈취와 살균 기능을 동시에 수행할 수 있게 하는 플라즈마 탈취장치를 구현하고자 하였다.
따라서 본 고안은 전술한 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로서,
상기와 같은 저,중,고 농도의 모든 오염공기의 난분해성 악취를 제거하기 위하여 전처리 장치로서 공기혼합 프리 필터 장치를 이용 오염된 악취나 유해가스 가스를 전단에서 흡착하여 분자량이 큰 먼지 등을 필터링 제거하고, 강력한 산화력을 가지는 플라즈마 이온 및 라디칼을 발생시키는 플라즈마 발진신호를 내는 후단의 아크 플라즈마 발생장치로 암모니아, 황화수소, 메르캅탄, 휘발성유기화합물(VOCs) 등 악취 원인물질과 세균 등을 함유한 오염공기를 플라즈마로 산화 환원하여 악취 제거와 동시에 살균작용을 수행하고, 이산화망간 활성탄촉매 복합 필터를 이용하여 미량 발생되는 미처리 잔류 오존, 잔류 오염가스, 잔류 질화 산화물 등을 무해한 청정 가스로 변환 배출케 하는 플라즈마 탈취장치를 제공하는데 목적이 있다.
이와 같이 된 본 고안은,
하나의 복합 기능 장치로 난분해성의 암모니아, 황화수소, 메르캅탄, 휘발성 유기화합물(VOCs) 등 복합 악취 원인물질과 세균 등을 함유한 오염공기 중의 분자량이 큰 먼지 등을 전처리 필터 장치에서 1차로 제거하고,
후단의 플라즈마 발생장치에서 악취 원인물질과 세균 등을 함유한 오염공기를 플라즈마로 산화 환원하여 악취 제거와 동시에 살균작용을 수행한 다음,
전단계에서 미처리된 미량의 잔류 오존, 잔류 오염가스, 잔류 질화 산화물 등을 광촉매로 최종 처리하여,
인체에 무해한 청정 가스로 변환 배출케 하는 효과가 있어서,
축사나 식품공장 및 도장 공장 등 악취발생장소에 광범위하고 포괄적으로 적용하여 밀폐공간에서 연속 사용하더라도 안전하며 쾌적한 환경을 만들 수 있게 하는 실용적 효과가 있다.
결국 본 발명은 전치리 필터링 공정, 오염공기의 플라즈마 방전에 의한 분해로 악취 제거 및 살균처리 공정, 광촉매 장치에 의한 미처리 가스 제거 공정 등 완벽한 유기적 구성으로 하나의 장치에서 공기정화 기능을 통합 수행하므로서 피처 리성분의 분해를 촉진하고 장치의 처리성능을 향상시킬 수 있게 되는 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 고안의 구성을 첨부 도면에 의해 상세하게 설명하면 다음과 같으며 본 고안의 요지를 불명료하게 흐릴 수 있는 공지의 구성요소에 대한 구체적인 설명은 생략한다.
본 고안은 전면에 도어(111)가 장착된 직사각형 함체 형상의 몸체(110) 일측 외측면에 필터가 구비되어 외부의 공기를 내부로 흡입하는 과정에서 분자량이 큰 공기 중의 각종 먼지를 제거하는 다수 개의 흡입 덕트(51)가 장착되고 대향되는 타측에는 유출구(112)를 통하여 정화공기를 배출시키는 주름관(70), 전면 일측에는 다수 개의 조작키(11)와 디스플레이 액정 화면(LCD)(12)을 각각 구비하는 조작 판넬(PLC)(10)이 장착된 플라즈마 탈취장치(100)로서,
소정의 제어 프로 그램이 입력된 조작 판넬(PLC)(10) 제어를 받는 장치로서 상기 몸체(110) 내측으로는 흡입덕트(51)와 연통되는 제어판(52)이 연결되어 원격 동작하는 전처리 필터장치(50),
콘트롤러 장치인 조작 판넬(PLC)(10) 제어 신호로 전원부(미도시함)에서 입력되는 전압을 지시된 세기로 발생시켜 원격 제어하기 위한 원격 가변 전압 조정기(20)와,
전단에서 조정된 교류전압을 승압하고 일정한 세기의 전압을 방전관(40)에 인가하는 고전압 트랜스(30)와,
고전압 트랜스(30)로부터 인가된 전압으로 고전압을 가해 무성방전을 일으킴으로써 오존을 발생시키는 방전관(40),
정화 공기 유출구(112)측에 장착되어 전단계에서 미처리된 미량의 잔류 오존, 잔류 오염가스, 잔류 질화 산화물 등을 최종 처리하는 이산화망간 광촉매 장치(60)가 장착되어,
오염 공기의 먼지 등 흡입 여과기능, 악취 제거와 살균기능, 미량의 잔류 오존 및 미분해 가스 처리 기능의 복합 기능을 하나의 장치로 수행하여 청정 공기를 실내로 공급하는 플라즈마 탈취장치이다.
이하 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부 도면에 의하여 상세히 설명한다.
본 발명은 전술한 바와 같이 직사각 함체 형상의 케이스 형 몸체(110) 전면도어(111)와 조작 판넬(10)이, 일측에는 다수 개의 흡입 덕트(51), 타측에는 길다랗게 연장 형성되는 주름관(70)이 장착되어 외부 공기 흡입 덕트(51)로 흡입한 오염 공기를 정화시켜 주름관(70)을 통하여 축사나 공장 등 수요처(200) 실내로 송풍시키게 하는 구성이다.
상기 흡입 덕트(51)에는 필터(미도시함)가 장착되어 흡입 과정에서 여과기능을 동시에 수행하게 되며 내측에 장착된 원격 제어 제어판(52)과 더불어 전처리 필 터장치(50)를 구성하게 된다.
상기 전처리 필터 장치(50)의 후단에는 원격 가변 전압 조정기(20)가 장착되어 있어 조작 판넬(PLC)(10) 제어 신호로 전원부(미도시함)에서 입력되는 전압을 지시된 세기로 발생시키고 후단의 고전압 트랜스(30)로 출력하게 된다.
상기 고압 트랜스(30)는 전단에서 조정된 교류전압을 승압하고 일정한 세기의 전압을 방전관(40)에 인가하게 된다.
고압 트랜스(30)에서 인가된 전압으로 고전압을 가해 무성방전을 일으켜서 오존을 발생시키는 플라즈마 방전관(40)의 주변 부품은 공지의 것으로서 서로 마주보도록 형성되는 복수 개의 전극판(31) 즉, 유전체 내부의 고전압 전극과 유전체 외부표면에 일정 간격으로 장치한 외부의 접지 전극 사이에 고전압을 가해 무성방전(코로나 방전)을 일으킴으로써 오존을 발생시키게 되는데,
그 원리는 일정 파장을 가지는 자외선과 오존을 발생시켜, 자외선에너지에 의해 오존이 광분해되는 과정에서 OH 래디컬(Radical)이 다량 생성되어 산화처리하는 방법으로 실내공기를 살균, 탈취, 정화시키게 되는 것으로서, 이와 같이 공지된 전기적 구성은 생략한다.
또한 이산화망간 광촉매 장치는(60) 정화 공기 유출구(112)측에 장착되어 전 단계에서 미처리된 미량의 잔류 오존, 잔류 오염가스, 잔류 질화 산화물 등을 최종 처리하게 되는데 이산화 망간이 코팅된 미세한 피치의 미세공이 형성된 금속 타공망으로 형성함으로써 접촉 비표면적을 증가시키고 공기의 유로를 일정하게 형성하여 공기 정화 효율을 더욱 향상시키게 하는 것이 바람직하며 광촉매 반응의 효율을 높이기 위하여 타공망을 몸체 내벽에 일정 간격 이격시켜 설치하게 되는데 종래 공기청정기에 비하여 살균기능이 강화되어 일반 세균이나 곰팡이 균의 완전 제거를 완벽하게 제거할 수 있으며 휘발성 유기화합물의 완전 산화분해가 가능하며 자주 교체하여야 하는 활성탄 필터에 비하여 수명이 연장되어 경제적인 효과가 있으며 플라즈마방전에 의해 장치 내에 발생한 활성종(부생성물)이 장치 외부로 방출되는 것을 방지할 수 있게 된다.
조작 판넬(10)은 상기한 본 고안의 장치 전체를 제어하게 되는데,
디스플레이 수단으로서 액정 패널(12), on/off 신호의 키입력부로서 다수 개의 조작키(11)가 구비되며, 소정의 프로토콜로 운영되는 프로그램이 장착되어 장치를 지능적으로 제어하게 되는데, 도시하지는 않았으나 타이머, 전원부, 송풍 팬 등을 총괄적으로 제어하여 동작 전원 및 플라즈마 발생량, 시간설정 등을 관리할 수 있으며 무선 리모컨(적외선)을 사용할 수도 있으며 공기 질을 측정하는 공기질 센서와 연결할 수도 있다.
물론 처리되는 오염 가스를 일정한 압력과 유량으로 정,역회전하여 혼합 공 급하고 배출하는 유도 송풍장치로서 다수개의 흡입 및 배출용 송풍 팬을 구비하는 것은 당연하다.
본 고안에 있어서 상기 광촉매 장치(60)와 플라즈마 방전관(40)은 서로 다른 활성특성으로 복합된 냄새성분을 효과적으로 분해할 수 있게 되어 처리 성능이 종래 기술에 비하여 대폭 향상되는 것이다.
또한 상기와 같이 정화 및 살균 처리된 공기는 신축성 있고 길다란 주름관(70)을 통하여 축사 등의 사용처(200)에 공급되므로서 간단한 장치와 저비용으로 실내공기를 쾌적하게 할 수 있는 것이다.
본 발명은 전술한 바와 같이,
오염된 공기 및 가스가 전처리 필터장치(50)를 통하여 먼지나 분진 등 입자성 물질이 일차로 제거되고, 상기 전처리 필터장치(50)를 통하여 제거되지 아니한 오염된 공기 및 가스는 플라즈마 방전관(30)의 방전에 의하여 살균과 동시에 악취가 제거되며, 잔류 오염물질은 광촉매 장치(60)가 최종적으로 완전 분해 처리하여청정 공기를 외부로 공급할 수 있게 하는 것이다.
결국 플라즈마 방전관(40)에서 고압의 아크(전기방전)에 의하여 발생된 전자가 오염가스의 분자와 충돌하여 가스분자의 외곽 전자상태가 변하면서 반응성이 풍 부한 라디칼(OH, COOH,CHO 등 둘 이상의 원자단으로 전기를 띤 것), 여기 분자, 이온(N,O,H 등 전기를 띤 원자) 등이 양 또는 음으로 하전되어 전기적으로 중성상태의 가스로 전환된 활성기등이 유해물질 분자의 분해를 촉진하여 오염물질을 제거하게 되며, 광촉매로 최종 처리한 가스는 송풍팬(미도시함)에 의하여 일정한 압력과 유량으로 수요처에 정화공기를 배출 공급할 수 있게 되는 것이다.
이상에서 설명한 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 있어서 본 고안의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위내에서 여러 가지 치환, 변경이 가능하므로 전술한 실시 예에 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 고안의 전체적 구성을 나타낸 사시도
도 2는 본 고안의 전체적 구성을 나타낸 투시도
도 3은 본 고안의 사용상태를 나타낸 단면 예시도
도 4는 본 고안의 간략한 회로 구성도
〈도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명〉
100:플라즈마 탈취장치 110:몸체
111:도어 112:유출구
200:수요처
10:조작판넬 20:전압 조정기
30:고압 트랜스 40:플라즈마 방전관
50:전처리 필터장치 51:흡입 덕트
52:제어판 60:광촉매 장치
70:주름관

Claims (1)

  1. 전면에 도어(111)가 장착된 직사각형 함체 형상의 몸체(110) 일측 외측면에 필터가 구비되어 외부의 공기를 내부로 흡입하는 과정에서 분자량이 큰 공기 중의 각종 먼지를 제거하는 다수 개의 흡입 덕트(51)가 장착되고 대향되는 타측에는 유출구(112)를 통하여 정화공기를 배출시키는 주름관(70), 전면 일측에는 다수 개의 조작키(11)와 디스플레이 액정 화면(LCD)(12)을 각각 구비하는 조작 판넬(PLC)(10)이 장착된 플라즈마 탈취장치(100)로서,
    소정의 제어 프로 그램이 입력된 조작 판넬(PLC)(10) 제어를 받는 장치로서 상기 몸체(110) 내측으로는 흡입덕트(51)와 연통되는 제어판(52)이 연결되어 원격 동작하는 전처리 필터장치(50),
    콘트롤러 장치인 조작 판넬(PLC)(10) 제어 신호로 전원부(미도시함)에서 입력되는 전압을 지시된 세기로 발생시켜 원격 제어하기 위한 원격 가변 전압 조정기(20)와,
    전단에서 조정된 교류전압을 승압하고 일정한 세기의 전압을 방전관(40)에 인가하는 고전압 트랜스(30)와,
    고전압 트랜스(30)로부터 인가된 전압으로 고전압을 가해 무성방전을 일으킴으로써 오존을 발생시키는 방전관(40),
    정화 공기 유출구(112)측에 장착되어 전단계에서 미처리된 미량의 잔류 오존, 잔류 오염가스, 잔류 질화 산화물 등을 최종 처리하는 이산화망간 광촉매 장치(60)가 장착되어,
    오염 공기의 먼지 등 흡입 여과기능, 악취 제거와 살균기능, 미량의 잔류 오존 및 미분해 가스 처리 기능의 복합 기능을 하나의 장치로 수행하여 청정 공기를 수요처로 공급함을 특징으로 하는 플라즈마 탈취장치
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