KR20090085629A - 공기 정화장치 - Google Patents

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KR20090085629A
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마사히코 아사노
히토시 야기
코지 야마나카
하루요 스즈키
마사시 후지타
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미사와 홈스 컴파니 리미티드
오르가노 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 공기 정화장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 흡기구와 연통됨과 동시에 배기구와도 연통된 내부공간이 설치된 세척탑과; 상기 흡기구로부터 세척탑의 내부공간으로 공기를 흡입하여 상기 배기구로부터 세척탑 외부로 송풍하는 송풍기와; 상기 세척탑의 내부공간에 배치되어 세척탑의 내부공간에서 물을 산포하는 노즐을 포함하는 공기 정화장치에 있어서, 상기 노즐로부터 산포되는 물이 상기 세척탑 내에서 송풍기로부터 송풍되는 공기와 접촉한다.
정화장치, 세척탑, 송풍기

Description

공기 정화장치{Air purifier}
본 발명은 공기 정화장치에 관한 것으로, 특히 주택 등에 공급되는 공기를 정화하는 기술에 관한 것이다.
일반적으로 주택에는 환기장치가 설치되어 있어 그 환기장치에 의하여 그 주택 내에 외부공기를 유입하여 그 주택 내를 환기한다. 그러나, 외부 공기에는 NOx, SOx, NH4 등 가스나 먼지가 포함되어 있어 환기시 이런 기체 역시 환기장치에 의하여 주택 내로 유입되게 된다. 먼지를 제거하기 위하여 필터를 구비한 환기장치가 주택 내에 설치되고, 그 필터에 의하여 먼지가 제거되어 정화된 공기가 주택 내로 유입된다(예를 들면, 일본국 특허 공개공보 제2003-21375호 참조).
또한, 필터를 사용하지 않고 물을 사용하여 공기를 정화하는 장치로서 주수식(注水式) 공기 정화장치가 있다. 주수식 공기 정화장치는 수조 내 밑부분에 일정한 양의 물을 저장하여 공기를 그 물속으로 불어넣음으로써 공기와 물이 접촉하게 하는 것이다.
그러나, 필터가 구비된 환기장치에 의하여 외부공기를 지속적으로 끌어들이면 먼지에 의해 필터가 막히게 된다. 따라서, 자주 필터를 청소하거나 교체해야 하므로 유지 보수하는데 많은 일손과 비용이 들어가게 된다. 또한, 필터는 외부공기 중의 NOx, SOx, NH4 등 가스나 악취의 근원이 되는 가스를 충분히 제거할 수 없으므로 NOx, SOx, NH4 등 가스가 주택 내로 유입된다.
또한, 주수식 공기 정화장치는 공기를 물속에 불어넣는 과정에 있어서 저항이 크고 물속에 공기를 불어넣기 위해 높은 출력의 송풍기가 필요하다.
따라서, 본 발명은 필터의 청소/교환을 거의 필요로 하지 않고, NOx, SOx, NH4 등 가스나 악취의 근원이 되는 가스를 제거하여 공기를 주택 내로 유입할 수 있고, 또한 낮은 출력의 송풍기로도 공기를 정화할수 있는 공기 정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시형태에 따르면, 흡기구와 연통됨과 동시에 배기구와도 연통된 내부공간을 갖춘 세척탑과, 상기 흡기구로부터 세척탑의 내부공간으로 공기를 흡입하여 상기 배기구로부터 세척탑 외부로 송풍하는 송풍기와, 상기 세척탑의 내부공간에 배치되어 세척탑의 내부공간내에 물을 산포하는 노즐을 포함하고, 상기 노즐로부터 산포되는 물은 상기 송풍기로부터 상기 세척탑내에서 송풍되는 공기와 접촉하는 공기 정화장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제2 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 제3 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 4는 흡기구 및 배기구의 공기중에 포함된 NOx의 농도측정결과를 표시한 그래프이다.
도 5는 본 발명의 제4 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 6은 제4 실시형태에 따른 공기 정화장치의 기액 접촉구조에 구비된 그물박스를 나타낸 사시도이다.
도 7은 본 발명의 제5 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 8은 제5 실시형태에 따른 공기 정화장치의 기액 접촉구조에 구비된 그물박스을 나타낸 사시도이다.
도 9는 본 발명의 제6 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제7 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 11는 제7 실시형태에 따른 공기 정화장치의 기액 접촉구조에 구비된 판재의 변형 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 12는 제7 실시형태에 따른 공기 정화장치의 기액 접촉구조에 구비된 판재의 변형 실시예를 개략적으로 나타낸 도면이다.
도 13은 본 발명의 제8 실시형태에 따른 공기 정화장치의 단면도이다.
도 14는 흡기구 및 배기구의 공기중에 포함된 NOx의 농도 측정결과를 표시한 그래프이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시형태를 첨부된 도면에 의거하여 상세하게 설 명한다.
(제1 실시형태)
도 1은 공기 정화장치(1)의 종단면도이다. 상기 공기 정화장치(1)는 주택에 설치되어 그 공기 정화장치(1)에 의해 주택 밖의 공기가 주택 내로 유입된다.
도 1에 나타낸 바와 같이, 케이스(30)에 의해 그 내측에 공간이 형성되어 있다. 케이스(30)의 측면의 하부에는 흡기구(31)가 형성되어 있고, 케이스(30)의 측면의 상부에는 배기구(37)가 형성되어 있다. 흡기구(31)에는 루버(louver; 5)가 설치되어 있고, 배기구(37)에는 루버(6)가 설치되어 있다. 흡기구(31)는 주택 밖에 노출되어 있거나 또는 덕트를 통해 주택 외부와 연통되어 있다. 배기구(37)는 주택 안에 노출되어 있거나 또는 덕트를 통해 주택 내부와 연통되어 있다.
케이스(30)의 내측에는 흡기덕트(33), 배기관(35) 및 세척탑(40)이 설치되어 있다. 세척탑(40)은 상하방향으로 길게 설치되어 있고, 그 세척탑(40)의 내측에는 내부공간이 형성되어 있다. 세척탑(40)의 내부공간의 상하중간부가 분무실(41)로 되어있고, 세척탑(40)의 내부공간의 하부가 드레인팬(42)으로 되어 있으며, 세척탑(40)의 내부공간의 상부가 배기실(43)로 되어 있다. 분무실(41)과 드레인팬(42)이 연통되고, 배기실(43)과 분무실(41)이 연통되어 있다.
드레인팬(42)에는 물이 저장되어 있다. 또한, 드레인팬(42)에는 살균장치(15)가 설치되어 있어 드레인팬(42)에 저장된 물이 그 살균장치(15)에 의하여 살균된다.
살균장치(15)는 자외선 조사, 전해살균, 고온살균, 살균제 충전층으로 통수, 또는 본 실시형태에 따른 공기 정화장치(1)의 구조체의 적어도 일부 표면에 살균효과를 갖게 하는 표면 처리중 어느 한가지 또는 이들의 조합으로 구성된다.
자외선 조사방식은 수은등 등의 살균능력이 있는 광선을 발사하는 광원을 드레인팬(42)에 담그거나 또는 물의 순환경로의 어느 곳에 설치하여 상기 살균램프부에 물을 유통시키는 유통방식으로 진행된다. 상기 살균능력이 있는 광원으로서는 고압 또는 저압 수은등 등이 바람직하며, 조사되는 자외선으로서는 상기 램프에서 조사되는 파장이 254nm 부근 및/또는 182nm 부근의 자외선이 가장 좋은 살균효과를 달성할 수 있다. 살균에 가장 적합한 자외선 조사강도는 광원과 조사되는 물과의 거리 및 조사시간에 따라 크게 다르지만 일반적인 광원에 있어서 0.01W.s/㎠ 이상이 적합하며, 0.025~0.05W.s/㎠가 가장 바람직하다.
전해살균은 적어도 양극, 음극으로 구성된 한 쌍의 전극에 직류전압을 인가하여 드레인팬(42)에 담그거나 또는 물의 순환경로의 어느 곳에 설치하여 상기 전해살균부에 물을 유통시키는 유통방식으로 진행된다. 전해에 의한 살균에 있어서, 물에 염화물 이온이 포함된 경우에는 양극에서 생성되는 유효 염소가 주요한 살균 유효성분으로 된다. 물의 염화물 이온농도가 낮은 경우, 물에 식염, 염산, 염화칼슘 등의 염화물 이온을 포함한 약품 또는 바닷물, 간수 등의 염화물 이온을 포함한 천연물질 등을 첨가할 수 있다. 살균효과가 가장 좋은 유효 염소농도는 물의 PH수치의 영향을 받는바, 일반적으로 산성에서 살균효과가 높다. 하지만, PH수치가 산성이고 높은 농도의 유효염소를 함유한 물은 악취 및 금속재료를 부식할 수 있으므로 공기 정화장치(1)에 있어서 유효 염소농도는 0.1~100mg C1/L가 적합하고, 0.2~10mg C1/L가 가장 바람직하며, 또한 PH수치는 2~12가 적합하고 PH수치 3~10이 가장 바람직하다. 물에 염화물 이온이 포함되지 않거나 또는 염화물 이온농도가 1mg/L 이하 등의 낮은 농도의 경우, 전해살균은 양극에 있어서 물분해에 의해 생성되는 오존, 과산화수소, 수산기 등의 활성산소 또는 세균이 양극과의 접촉에 의한 양극 산화작용을 통해 살균효과를 달성한다. 이런 경우, 적어도 양극의 일부에 다공재를 사용하여 표면적을 늘이고, 그 다공재에 물을 유통시켜 물과 양극의 접촉효율을 높이면 보다 높은 살균효과를 달성할 수 있다. 전해살균에서 사용되는 음극으로는 전도성 탄소재료, 철, 스테인리스 및 기타 금속재료가 바람직하게 사용된다. 양극으로서는 백금, 금 등의 귀금속재료, 티탄기판에 백금, 이리듐, 루테늄, 로듐, 탄탈 등을 단독 또는 복수개 성분을 혼합하여 도금 또는 이들의 소결체 산화물 피막을 형성한 것이 가장 바람직하다. 물에 경도성분이 많이 존재하고, 또 유통방식 전해살균을 진행할 경우, 정기적으로 양극과 음극의 극성을 바꿈으로써 음극에 경도성분이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이때 전극재료로서는 상기 양극재료가 바람직하다. 또한, 양극에 있어서 유효 염소 생성을 효과적으로 진행하기 위해서는 양극 재료성분으로서 이리듐, 루테늄이 포함되는 것이 바람직하고, 오존 생성을 촉진하기 위해서는 양극에 이산화연이 포함되는 것이 바람직하다. 전극의 형상은 판재, 다공재, 펀칭메탈, 익스팬디드 메탈 등보다도 통수형, 침지형 등의 액체 접촉방식을 감안하여 적합하게 선택하는 것이 바람직하다. 전극간에 흐르는 전해 전류밀도는 상기의 살균구조의 차이와 목표로 하는 전극 반응에 따라 선택되는바 0.1~2.0A/d㎡가 바람직하다.
고온살균은 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상의 고온으로 물 또는 공기를 가열시키거나 또는 동일한 온도 이상으로 가열된 금속망 등의 가열체에 상기 유체를 접촉시킴으로써, 그 유체 중의 세균을 죽이는 방법을 가리킨다. 상기 공기 정화장치(1)에 있어서 순환수 유통경로의 일부를 가열시키거나 또는 공기 유통경로에 가열체를 설치하여 살균을 진행한다. 후술하는 일리미네이터(eliminator: 11)를 전기히터 등으로 가열하여 살균용 가열체로 사용할 수도 있다.
살균제 충전층으로 통수, 또는 공기 정화장치(1)의 구조체의 적어도 일부 표면에 살균효과를 갖게 하는 표면처리를 거쳐 살균하는 방식에 사용되는 살균제로는 은이나 동 등의 살균효과를 갖는 금속을 활성탄이나 비석(zeolite) 등의 흡착제에 물리 흡착시킨 것, 혹은 상기 금속을 흡착시킨 활성탄이나 비석 등의 분말을 다시 나이론 등에 섞어넣어 섬유상태로 가공시킨 것, 요소를 음이온 교환기(交換基)를 갖는 고체 표면에 이온결합에 의하여 고정화시킨 것, 4차 암모늄기를 가진 음이온 교환체, 폴리믹신을 아가로스에 결합시킨 것, 알콕시시릴기를 도입한 살균제/항균제와 단체 표면의 수산기 등을 탈알콜 반응을 통해 결합시켜 공유결합에 의해 살균제/항균제를 고정화시킨 것, 벤질기, 메틸렌기, 에스테르 등을 통하여 폴리머 체인에 살균제/항균제를 공유결합에 의해 고정화시킨 것, 또는 이들을 대상물 표면에 도포 또는 코팅하여 대상물 표면을 고정화 살균/항균제화시킨 것 등이 있다(고려관기, 화학과 생물, 26(12), 834-841(1988)). 이와 같은 살균제룰 단독으로 또는 복수개 조합하여 물순환 경로에 설치하여 살균제 충전층부를 형성하고, 그 살균제부에 물 또는 공기를 유통시키거나 상기 공기 정화장치(1)의 구조체의 적어도 일부 표면을 상기 살균제로 표면처리하고, 그 표면에 물 또는 공기를 접촉시켜 살균작용을 실현할 수 있다.
드레인팬(42)에 저장된 물을 잔류염소로 살균할 수 있다. 또한, 드레인팬(42)에 저장된 물의 유효 염소를 0.1mg/L 이상 10mg/L 이하, 보다 바람직하게는 1mg/L 이상 3mg/L 이하로 하여 물을 살균할 수 있다.
흡기덕트(33)의 일단이 흡기구(31)에 연통되고, 흡기덕트(33)의 타단은 세척탑(40)의 상하중간부에 연결되어 분무실(41)과 연통되어 있다. 흡기덕트(33)의 내측에는 프레필터(7)가 설치되고, 프레필터(7)에 의해 흡기구(31)가 폐쇄되어 있다. 프레필터(7)가 설치되는 부위는 분무실(41)과 흡기덕트(33)의 연결부와 흡기구(31)사이라면 어느 부위든 상관없다.
세척탑(40)의 상단에는 송풍기(8)가 연결되고, 그 송풍기(8)는 배기덕트(35)의 일단과 연결되며, 배기덕트(35)의 타단이 배기구(37)에 연통되어 있다. 송풍기(8)는 세척탑(40)내의 공기를 빨아들여 배기덕트(35)로 전송한다. 송풍기(8)에 의해 외부의 공기가 흡기구(31)로 흡입되고, 흡기덕트(33), 세척탑(40), 송풍기(8),배기덕트(35)를 거쳐 배기구(37)로부터 주택 내로 배출된다.
배기덕트(35)의 내측에는 필터(9)가 구비되고, 이 필터(9)에 의해 배기구(37)가 폐쇄되어 있다. 필터(9)는 프레필터(7) 보다도 그물코 크기가 작아 필터(9)는 프레필터(7)보다 작은 먼지를 막을 수 있다. 구체적으로, 필터(9)는 HEPA필터 또는 ULPA필터이다. 또한, 필터(9)가 설치되는 부위는 송풍기(8)로부터 배기구(37)까지의 사이라면 어디든 상관없다.
세척탑(40)의 내측에서 분무실(41)의 상측에는 분무기로서 복수개의 스프레이노즐(10)이 설치되어 있다. 이런 스프레이노즐(10)은 물을 안개상태로 산포하는것으로, 상기 스프레이노즐(10)로부터 하측을 향해 물이 분무된다. 보다 구체적으로 설명하면 스프레이노즐(10)은 평균입자크기가 10㎛ 이상 1000㎛ 이하의 물을 분무한다. 보다 바람직하게는, 스프레이노즐(10)은 평균입자크기가 300㎛ 이상 1000㎛ 이하의 물을 분무한다. 또한, 스프레이노즐(10)의 수량은 복수개가 아닌 1개일 수도 있다.
이때 물방울의 낙하 최종속도는 분무실(41) 내에서의 공기의 유속보다 크고 NOx, SOx, NH4등의 가용성 가스의 용해효율은 접촉하는 입자크기에 관계되는바, 물방울의 입자크기가 작을수록 가용성 가스의 용해효율이 높아진다. 이로 인해 스프레이노즐(10)로부터 분무되는 물의 평균입자크기는 10㎛ 이상 1000㎛ 이하로 하는 것이 좋다. 보다 바람직하게는, 스프레이노즐(10)로부터 분무되는 물의 평균입자크기는 300㎛ 이상 1000㎛ 이하로 하는 것이 좋다.
세척탑(40)의 내측에서 스프레이노즐(10)의 상측에는 일리미네이터(11)가 설치되고, 이 일리미네이터(11)에 의해 분무실(41)과 배기실(43)이 구분된다. 공기가 일리미네이터(11)를 통과하면, 통과하는 공기 중의 수분이 일리미네이터(11)에 부착되고, 일리미네이터(11)에 부착된 물이 물방울로 되어 드레인팬(42)에 떨어진다.
드레인팬(42)에는 압송펌프(12)가 연결되어 있다. 압송펌프(12)는 배관(13)에 의해 스프레이노즐(10)에 접속되어 있다. 압송펌프(12)는 드레인팬(42)에 저장 된 물을 빨아들여 스프레이노즐(10)로 압송한다. 압송펌프(12)에 의해 스프레이노즐(10)로 전송되는 물이 압송펌프(12)의 압력에 의해 스프레이노즐(10)로부터 분무된다.
세척탑(40)에는 공급관(16)이 접속되어 있어 공급원(17)의 물이 공급관(16)을 통해 세척탑(40) 내로 공급된다. 공급원(17)으로부터 공급되는 물은 수돗물, 순수한 물, 산성수, 알칼리성수 또는 이들 중 2가지 이상을 혼합한 것이다. 따라서, 스프레이노즐(10)로부터 분무되는 물도 수돗물, 순수한 물, 산성수, 알칼리성수 또는 이들 중 2가지 이상을 혼합한 것이다.
공급원(17)으로부터 공급되는 물이 순수한 물일 경우, 이 물은 역침투장치 또는 이온교환장치에 의해 정제한 순수한 물이다. 공급원(17)으로부터 공급되는 물이 산성수일 경우, 이 물은 역침투장치에 의해 정제한 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻어지는 상기 전해장치의 양극수거나 또는 전기 연화장치, 또는 전기재생식 탈이온장치의 양극수이다. 공급원(17)으로부터 공급되는 물이 알칼리성수일 경우, 이 물은 역침투장치에 의해 정제된 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻어지는 상기 전해장치의 음극수이거나 또는 전기 연화장치의 음극수(연수)이거나 전기 재생식 탈이온장치의 음극수 또는 연수를 전해장치에 공급하여 얻어지는 상기 전해장치의 음극수이다.
드레인팬(42)의 바닥보다 윗부분에는 배수관(14)이 접속되어 있다. 드레인팬(42)에 저장된 물의 높이가 배수관(14)의 접속부위까지 도달하면 드레인팬(42) 내의 물이 배수관(14)을 통해 배출된다.
이하, 상기 공기 정화장치(1)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 공급원(17)의 물이 공급관(16)을 통하여 드레인팬(42)에 저장된다. 이어서 압송펌프(12)가 작동하여 드레인팬(42)의 물이 스프레이노즐(10)로 압송되어, 스프레이노즐(10)로부터 물이 분무된다. 이와 같이 압송펌프(12)가 작동하는 동안 물이 순환한다. 물의 순환과정 중에는 살균장치(15)가 작동하여 순환수가 살균장치(15)에 의해 살균된다. 또한, 물의 순환과정 중에도 공급원(17)의 물이 단속적, 연속적 또는 소정 사이클로 드레인팬(42)에 공급된다.
물의 순환과정 중, 송풍기(8)가 작동하여 주택 밖의 공기가 흡기구(31)에 흡입되어, 흡기덕트(33),세척탑(40),송풍기(8) 및 배기덕트(35)를 순차적으로 통과하여 배기구(37)로부터 배출된다. 배기구(37)로부터 배출된 공기는 주택 안으로 전송된다. 이때 흡기구(31)에 흡입된 공기가 프레필터(7)를 통과하면서 벌레, 큰 먼지, 찌꺼기 등이 프레필터(7)에 포착된다.
분무실(41)에 들어간 공기가 상승하는 동안 스프레이노즐(10)로부터 분무된 물방울이 공기 중의 먼지 등과 접촉한다. 스프레이노즐(10)로부터 물이 분무되는 방향은 분무실(41) 내에서 공기가 상승하는 방향과 반대된다. 먼지 등을 포함한 물은 드레인팬(42)에 떨어지거나 일리미네이터(11)에 포착되어 드레인팬(42)에 떨어진다. 이로 인해 세척탑(40)을 통과하는 공기로부터 먼지 등이 제거된다.
세척탑(40)을 통과한 공기가 필터(9)를 통과할 때 프레필터(7)나 세척탑(40)에서 제거되지 않은 먼지가 필터(9)에 포착된다. 그리고, 필터(9)를 통과한 공기는 배기구(37)로부터 배출되어 주택 안으로 전송된다.
이상과 같이 본 실시형태에 따르면, 흡기구(31)에 흡입된 공기는 필터(9)를 통과하기 전에 세척탑(40)을 통과하여 공기 중의 먼지 등이 세척탑(40) 내의 분무에 의해 대부분 제거된다. 또한, 먼지뿐만 아니라 수용성 가스나 고체도 세척탑(40) 내의 분무에 의해 제거된다. 따라서, 공기가 필터(9)를 통과할 때 공기에는 먼지가 거의 포함되어 있지 않으므로, 필터(9)의 구멍이 막히는 것을 장기간에 거쳐 방지할 수 있다. 따라서, 필터(9)를 장기간에 거쳐 청소하지 않아도 필터(9)의 교체주기를 길게 할수 있다.
이와 같이 공기 정화장치(1)를 사용하면, 주택 안으로 유입되는 공기를 정화, 탈취할 수 있고 주택 내로의 급기도 보다 위생적으로 진행할 수 있다. 특히, 일리미네이터(11)에 의해 물이 포착되므로 주택 내에 유입되는 공기 중에 분무수가 남지 않아 보다 정화된 공기가 주택 안으로 전송될 수 있다. 또한, 드레인팬(42)의 밑부분에 저장된 물이 살균장치(15)에 의해 살균되므로 순환되는 물의 오염을 억제할 수 있다. 이로 인해 공기 정화장치(1)가 장기적으로 동작하더라도 주택 내로 전송되는 공기가 정화된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 분무되는 물에 의해 제거된 먼지 등의 일부는 드레인팬(42)에 저장된 물의 수면에 떠 있고, 그 떠 있는 먼지 등은 물과 함께 배수관(14)을 통하여 배출된다. 따라서, 순환되는 물에 먼지가 쌓이는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 흡기구(31)가 주택 밖에 노출되어 있거나 또는 덕트를 통하여 주택 밖으로 연통되어 있지만, 흡기구(31)가 주택 안에 노출되거나 또는 덕트를 통하여 주택 안으로 연통되게 할 수도 있다. 이와 같이 하면, 주택 안 의 공기가 흡기구(31)에 흡입되어 먼지 등을 제거한 공기가 배기구(37)로부터 주택 안으로 공급된다. 따라서, 주택 안의 공기를 정화할 수 있다.
또한, 흡기구(31)는 별도로 흡기구를 케이스(30)에 설치하고, 상기 별도의 흡기구와 분무실(41)을 덕트에 접속하여 별도의 흡기구를 주택 안에 노출시키거나 또는 덕트를 통하여 주택 안으로 연통되게 할 수도 있다. 이렇게 하여 흡기구(31)로부터 외기가 흡입되고, 별도의 흡기구로부터는 주택 안의 공기가 흡입되어 흡입된 공기가 세척탑(40) 내에서 정화되고, 그 정화된 공기가 배기구(37)로부터 주택으로 유입된다.
또한, 세척탑(40)의 전단과 후단에 각각 프레필터(7), 필터(9)가 설치되어 있지만, 프레필터(7)와 필터(9)중 어느 하나만 설치할 수도 있다. 또한, 프레필터(7),필터(9)중 어느 하나도 설치하지 않을 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 스프레이노즐(10)이 아래로 향해 물을 분무하지만, 스프레이노즐(10)이 위로 향해 물을 분무할 수도 있다. 또한, 상기 실시형태에서는 흡입된 공기가 분무실(41)에서 상승방향으로 흐르고 있지만, 반대로 하강방향으로 흘러도 좋다. 상기 실시형태에서는 스프레이노즐(10)로부터 분무되는 물의 방향이 분무실(41) 내에서의 공기의 흐름 방향과 반대로 되어 있지만, 이들의 흐름 방향관계는 특별히 한정되지 않고 예를 들어 스프레이노즐(10)로부터 분무되는 물의 방향이 분무실(41) 내에서의 공기의 흐름 방향과 같아도 좋고, 스프레이노즐(10)로부터 분무되는 물의 방향이 분무실(41) 내에서의 공기의 흐름 방향과 수직일 수도 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 압송펌프(12)에 의해 물을 스프레이노즐(10)로 압송하고 있지만, 물에 추가하여 압축공기를 공기압축기에 의해 스프레이노즐(10)로 전송할 수도 있다.
(제2 실시형태)
제1 실시형태의 공기 정화장치(1)에 있어서는 압송펌프(12)에 의해 드레인팬(42)의 물을 빨아올려 스프레이노즐(10)로 압송하고 있다. 이에 대해, 제2실시형태에 있어서는 도 2에 도시된 공기 정화장치(1A)와 같이 압송펌프(12A)에 의해 공급원(17)의 물을 빨아올려 스프레이노즐(10)로 압송할 수도 있다. 따라서, 이 공기 정화장치(1A)에서는 물이 순환하지 않고 스프레이노즐(10)로부터 분무되어 드레인팬(41)에 저장된 물은 배수관(14)을 통하여 배출된다. 또한, 이 공기 정화장치(1A)에 있어서는 물이 순환하지 않으므로 상기 세척탑(40) 내에는 살균장치가 설치되지 않는다.
상술한 부분 외에, 이 공기 정화장치(1A)는 제1 실시형태의 공기 정화장치 (1)와 동일한 구조를 가지며, 공기 정화장치(1A)와 공기 정화장치(1)에 있어서 서로 대응되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 이 공기 정화장치(1A)에 있어서도 주택 내에 전송되는 공기에 대해 정화/탈취할 수 있으며, 필터(9)의 교체주기를 길게 할 수 있다.
(제3 실시형태)
제3 실시형태에 있어서 도 3에 도시된 공기 정화장치(1B)와 같이 분무실(14)이 그물(91B,92B)에 의해 3개의 실(室; 41B,41C,41D)로 구분되어 있고 드레인 팬(42)이 격벽(95B,96B)에 의해 3개의 실(42B,42C,42D)로 구분되어 있다. 여기서, 그물(91B)은 격벽(95B)의 위에 연결되어 있고, 그물(92B)은 격벽(96B)의 위에 연결되어 있다. 그물(95B)은 실(41B)과 실(41C)을 구분하고 그물(96B)은 실(41C)과 실(41D)을 구분하며, 격벽(95B)은 실(42B)과 실(42C)을 구분하고, 격벽(96)은 실(42C)과 실(42B)을 구분한다. 덕트(33)는 실(41C)의 반대 측에 있어서 실(41B)과 연통되어 있다. 실(41B) 및 실(41C)의 상부는 격벽(98B)에 의해 막혀있고, 실(41D)의 상부는 개방되어 있으며, 실(41D)과 배기실(43)이 일리미네이터(11)를 거쳐 연통되어 있다.
또한, 실(41B)과 실(42B)이 상하로 연결되고, 실(41C)과 실(42C)이 상하로 연결되며, 실(41D)과 실(42D)이 상하로 연결된다. 실(41B)에는 공급관(16B)이 접속되어 있고, 공급원(17B)의 물이 공급관(16B)을 통하여 실(41B)에 공급되어 실(42B)에 저장된다. 실(41C)에는 공급원(17C)의 물이 공급관(16C)을 통하여 공급되고, 실(41D)에는 공급원(17D)의 물이 공급관(16D)을 통하여 공급된다. 공급원(17B)으로부터 공급되는 물은 산성수이고, 공급원(17C)으로부터 공급되는 물은 알칼리성수이며, 공급원(17D)으로부터 공급되는 물은 순수한 물이다. 공급원(17B,17C,17D)과 물의 종류의 조합은 특별히 한정되어 있지 않은바, 예를 들어 공급원(17B)의 물이 알칼리성수이고, 공급원(17C)의 물이 산성수이며, 공급원(17D)의 물이 순수한 물이더라도 좋다.
실(41B)의 상측에는 스프레이노즐(10B)이 설치되어 있고, 실(41C)의 상측에는 스프레이노즐(10C)이 설치되어 있으며, 실(41D)의 상측에는 스프레이노즐(10D) 이 설치되어 있다. 압송펌프(12B)는 실(42B)에 저장된 물을 빨아올려 스프레이노즐(10B)로 압송한다. 압송펌프(12C)는 실(42C)에 저장된 물을 빨아올려 스프레이노즐(10C)로 압송한다. 압송펌프(12D)는 실(42D)에 저장된 물을 빨아올려 스프레이노즐(10D)로 압송한다.
상술한 부분 이외에, 이 공기 정화장치(1B)는 제1 실시형태의 공기 정화장치(1)와 동일한 구조를 가지며, 공기 정화장치(1B)와 공기 정화장치(1)에 있어서 서로 대응되는 부분은 동일한 부호를 사용한다.
상기 공기 정화장치(1B)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 공급원(17B)의 물이 공급관(16B)을 통하여 실(42B)에 저장된다. 공급원(17C,17D)의 물도 실(42C,42D)에 각각 저장된다. 이어서 압송펌프(12B)가 작동하여 실(42B)의 물이 스프레이노즐(10b)로 압송되어, 스프레이노즐(10B)로부터 물이 분무된다. 동일하게, 실(42C,42D)의 물도 스프레이노즐(10C,10D)로부터 각각 분무된다. 압송펌프(12B,12C,12D)에 의한 물의 순환과정 중 송풍기(8)가 작동하여 주택 외의 공기가 흡기구(31)로 흡입되며, 흡기덕트(33), 실(41B), 실(41C), 실(41D), 송풍기(8) 및 배기덕트 (35)를 순차적으로 통과하여 배기구(37)로부터 배출된다. 배기구(37)로부터 배출되는 공기는 주택 안으로 유입된다.
(실시예 1)
도 1에 도시된 공기 정화장치(1)를 이용하여 NOx의 확인시험을 진행하였다.
실험실 내에 공기 정화장치(1)를 설치하고, 흡기구(31)로부터 실험실 실내공기 를 분무실(41)로 송풍기(8)에 의해 도입하였다. 분무실(41)의 크기는 300mm×300mm×300mm이고, 그 용량은 27L이다. 실내공기 도입유량을 약 100m3/hr로 하였다.
송풍기(8)를 작동시켜 실내공기를 도입한 상태에서 역침투장치에 의해 생성된 순수한 물을 스프레이노즐(10)로부터 1L/분의 분수양으로 분무하였다. 그리고, 일정한 시간마다 배기구(37)로부터 배출되는 기체를 순수한 물이 들어있는 가스 수집병으로 수집하고, 그 기체를 가스 수집병 내의 순수한 물에 용해시켜 순수한 물속의 아질산 이온(NO2 -)농도를 이온크로마토그래피 분석장치로 분석하였다. 여기서, 가스 수집병의 용량은 100㎖이고 가스수집용 순수한 물의 양은 50㎖이며 5NL/분의 유량으로 기체를 60분간 수집하였다.
비교예로서 상기의 확인시험에 있어서 일정한 시간마다 흡기구(31)에 도입되는 기체를 순수한 물이 들어있는 가스 수집병으로 수집하고, 그 기체를 가스 수집병 내의 순수한 물에 용해시켜 순수한 물 중의 아질산 이온(NO2 -)농도를 분석하였다.
그 결과를 표 1 및 도 4에 나타낸다.
시험개시부터의 시간 (=분무시간) 장치출구 아질산 이온농도(mg/m3) 장치입구 아질산 이온농도(mg/m3)
0시간 0.0070 0.0072
2시간 0.0015 0.0080
4시간 0.0026 0.0095
6시간 0.0026 0.0100
8시간 0.0016 0.0102
표 1 및 도 4로부터 명확하듯이, 스프레이노즐(10)로부터 순수한 물을 분무하는 분무실 앞뒤부분인 흡기구와 배기구의 아질산 이온농도를 비교하면, 스프레이노즐(10)로부터 순수한 물을 분무한 후인 배기구 쪽이 아질산 이온농도가 낮다. 따라서, 스프레이노즐(10)로부터 순수한 물을 분무하면, 흡기구로부터 도입된 실내공기 중의 아질산 이온농도를 낮게 억제할 수 있다.
(제4 실시형태)
도 5는 공기 정화장치(1E)의 종단면도이다. 이 공기 정화장치(1E)는 주택에 설치되어 있고, 이 공기 정화장치(1E)에 의해 주택 밖의 공기가 주택 내로 유입된다.
도 5에 나타낸 바와 같이 세척탑(30E)의 내측에 공간이 형성되어 있다. 세척탑(30E)의 측면의 하부에는 흡기구(31E)가 형성되어 있고, 세척탑(30E)의 측면의 상부에는 배기구(37E)가 형성되어 있다. 흡기구(31E)는 주택 밖에 노출되어 있거나 또는 덕트를 통하여 주택 밖으로 연통되어 있다. 배기구(37E)는 주택 내에 노출되어 있거나 또는 덕트를 통하여 주택 내로 연통되어 있다.
세척탑(30E)의 내측의 상부에는 송풍기(8E)가 설치되어 있다. 이 송풍기(8E)는 세척탑(30E)의 하측의 흡기구(31E)로부터 상측의 배기구(37E)를 향하여 송풍하고, 이 송풍기(8E)에 의하여 흡기구(31E)로부터 세척탑(30E)의 내부를 거쳐 배기구(37E)를 향해 기류가 형성된다.
흡기구(31E)는 세척탑(30E)의 하단 보다도 위에서 세척탑(30E)의 측면에 형성되어 있다. 세척탑(30E)의 내측의 공간 중 흡기구(31E) 보다도 하측의 부분(32E)(이하, 저장실(32E)라고 한다)에는 물(99E)이 저장되어 있다. 저장실(32E)에 살균장치가 설치되어 저장실(32E)에 저장된 물(99E)이 살균장치에 의해 살균처리되어도 좋다.
상기 살균장치는 자외선 조사, 전해살균, 고온살균, 살균제 충전층으로 통수, 또는 본 실시형태에 따른 공기 정화장치(1E)의 구조체의 적어도 일부 표면에 살균효과를 갖게 하는 표면 처리중 어느 한가지 또는 이들의 조합으로 구성된다.
자외선 조사방식은 수은 등 등의 살균능력이 있는 광선을 발사하는 광원을 저장실(32E)에 담그거나 또는 물의 순환경로의 어느 곳에 설치하여 상기 살균램프부에 물을 유통시키는 유통방식으로 진행된다. 상기 살균능력이 있는 광원으로서는 고압 또는 저압 수은등 등이 바람직하며, 조사되는 자외선으로서는 상기 램프에서 조사되는 파장이 254nm 부근 및/또는 182nm 부근의 자외선이 가장 좋은 살균효과를 달성할 수 있다. 살균에 가장 적합한 자외선 조사강도는 광원과 조사되는 물과의 거리 및 조사시간에 따라 크게 다르지만 일반적인 광원에 있어서 0.01W.s/cm2 이상이 적합하며, 0.025~0.05W.s/cm2 가 가장 바람직하다.
전해살균은 적어도 양극, 음극으로 구성된 한 쌍의 전극에 직류전압을 인가하여 저장실(32E)에 담그거나 또는 물의 순환경로의 어느 곳에 설치하여 상기 전해살균부에 물을 유통시키는 유통방식으로 진행된다. 전해에 의한 살균에 있어서, 물에 염화물 이온이 포함된 경우에는 양극에서 생성되는 유효 염소가 주요한 살균 유효성분으로 된다. 물의 염화물 이온농도가 낮은 경우, 물에 식염, 염산, 염화칼슘 등의 염화물 이온을 포함한 약품 또는 바닷물, 간수 등의 염화물 이온을 포함한 천연물질 등을 첨가할 수 있다. 살균효과가 가장 좋은 유효 염소농도는 물의 PH수치의 영향을 받는바, 일반적으로 산성에서 살균효과가 높다. 하지만, PH수치가 산성이고 높은 농도의 유효 염소를 함유한 물은 악취 및 금속재료를 부식할 수 있으므로 이 공기 정화장치(1E)에 있어서 유효 염소농도는 0.1~100mg C1/L가 적합하고, 0.2~10mg C1/L가 가장 바람직하며, 또한 PH수치는 2~12가 적합하고, PH수치 3~10이 가장 바람직하다. 물에 염화물 이온이 포함되지 않거나 또는 염화물 이온농도가 1mg/L 이하 등의 낮은 농도의 경우, 전해살균은 양극에 있어서 물분해에 의해 생성되는 오존, 과산화수소, 수산기 등의 활성산소 또는 세균이 양극과의 접촉에 의한 양극 산화작용을 통해 살균효과를 달성한다. 이런 경우, 적어도 양극의 일부에 다공재를 사용하여 표면적을 늘이고, 그 다공재에 물을 유통시켜 물과 양극의 접촉효율을 높이면 보다 높은 살균효과를 달성할 수 있다. 전해살균에서 사용되는 음극으로는 전도성 탄소재료, 철, 스테인리스 및 기타 금속재료가 바람직하게 사용된다. 양극으로서는 백금, 금 등의 귀금속재료, 티탄기판에 백금, 이리듐, 루테늄, 로듐, 탄탈 등을 단독 또는 복수개 성분을 혼합하여 도금 또는 이들의 소결체 산화물 피막을 형성한 것이 가장 바람직하다. 물에 경도성분이 많이 존재하고, 유통방식 전해살균을 진행할 경우, 정기적으로 양극과 음극의 극성을 바꿈으로써 음극에 경도성분이 부착되는 것을 방지할 수 있다. 이때 전극재료로서는 상기 양극재료가 바람직하다. 또한, 양극에 있어서 유효 염소 생성을 효과적으로 진행하기 위해서는 양극 재료성분으로서 이리듐, 루테늄이 포함되는 것이 바람직하고, 오존 생성을 촉진하기 위해서는 양극에 이산화연이 포함되는 것이 바람직하다. 전극의 형상은 판재, 다공재, 펀칭메탈, 익스팬디드 메탈 등 보다도 통수형, 침지형 등의 액체 접촉방식을 감안하여 적합하게 선택하는 것이 바람직하다. 전극간에 흐르는 전해 전류밀도는 상기의 살균구조의 차이와 목표로 하는 전극반응에 따라 선택되는바 0.1~2.0A/dm2 가 바람직하다.
고온살균은 60℃ 이상, 바람직하게는 80℃ 이상의 고온으로 물 또는 공기를 가열시키거나, 또는 동일한 온도 이상으로 가열된 금속망 등의 가열체에 상기 유체를 접촉시킴으로써, 유체 중의 세균을 죽이는 방법을 가리킨다. 상기 공기 정화장치(1E)에 있어서 순환수 유통경로의 일부를 가열시키거나 또는 공기 유통경로에 가열체를 설치하여 살균을 진행한다. 후술하는 일리미네이터(11E)을 전기히터 등으로 가열하여 살균용 가열체로 사용할 수도 있다.
살균제 충전층으로 통수, 또는 공기 정화장치(1E)의 구조체의 적어도 일부 표면에 살균효과를 갖게 하는 표면처리를 거쳐 살균하는 방식에 사용되는 살균제로는 은이나 동 등의 살균효과를 갖는 금속을 활성탄이나 비석 등의 흡착제에 물리흡착시킨 것, 혹은 상기 금속을 흡착시킨 활성탄이나 비석 등의 분말을 다시 나이론 등에 섞어넣어 섬유상태로 가공시킨 것, 요소를 음이온 교환기를 가진 고체 표면에 이온결합에 의하여 고정화시킨 것, 4차 암모늄기를 가진 음이온 교환체, 폴리믹신을 아가로스에 결합시킨 것, 알콕시시릴기를 도입한 살균제/항균제와 단체 표면의 수산기 등을 탈알콜 반응을 통해 결합시켜 공유결합에 의해 살균제/항균제를 고정화시킨 것, 벤질기, 메틸렌기, 에스테르 등을 통하여 폴리머 체인에 살균제/항균제를 공유결합에 의해 고정화시킨 것, 또는 이들을 대상물 표면에 도포 또는 코팅하여 대상물 표면을 고정화 살균/항균제화시킨 것 등이 있다(고려관기, 화학과 생물, 26(12),834-841(1988)). 이와 같은 살균제룰 단독으로 또는 복수개 조합하여 물순환 경로에 설치하여 살균제 충전층부를 형성하고, 그 살균제부에 물 또는 공기를 유통시키거나 상기 공기 정화장치(1E)의 구조체의 적어도 일부 표면을 상기 살균제로 표면처리하고, 그 표면에 물 또는 공기를 접촉시켜 살균작용을 실현할 수 있다.
저장실(32E)에 저장된 물을 잔류염소로 살균할 수 있다. 또한, 저장실(32E)에 저장된 물의 유효염소를 0.1mg/L 이상 10mg/L 이하, 보다 바람직하게는 1mg/L 이상 3mg/L 이하로 하여 그 물을 살균한다.
세척탑(30E)의 내측에서 저장실(32E)의 상측에는 복수개의 노즐(10E)이 설치되어 있다. 이런 노즐(10E)은 아래로 향하여 물을 산포한다. 상기 노즐(10E)은 물을 안개상태로 산포하여도 좋다. 이때 노즐(10E)은 평균입자크기가 10㎛ 이상 1000㎛ 이하의 물을 분무하는 것이 바람직하다. 또한, 노즐(10E)은 물방울을 연속적으로 낙하시키는 방식으로 물을 산포하여도 좋다. 노즐(10E)의 수량은 복수개가 아닌 1개일 수도 있다.
세척탑(30E)의 내측에서 노즐(10E)의 상측에는 일리미네이터(11E)가 설치되고, 세척탑(30E) 내의 공간이 일리미네이터(11)에 의해 상하로 구분된다. 공기가 일리미네이터(11E)를 통과하면, 통과하는 공기 중의 수분이 일리미네이터(11E)에 부착되고, 일리미네이터(11E)에 부착된 물이 물방울로 되어 아래로 떨어진다.
노즐(10E)의 산포방향 앞, 즉 노즐(10E)의 하방인 흡기구(31E)의 상방에는 기액 접촉구조(20E)가 설치되어 있다. 기액 접촉구조(20E)는 노즐(10E)로부터 산포되는 물을 포착함과 동시에 위로 향하여 그 기액 접촉구조(20E)를 통과하는 공기와 그 포착한 물을 접촉시켜 공기 중의 가용성 가스(예를 들면 NOx가스, SOx가스, NH4가스)를 물에 흡수시킨다. 기액 접촉구조(20E)는 복수개의 충전재(21E)를 충전시킨 충전층을 포함한다. 충전재(21E)로는 라시히 링, 레싱 링, 폴링, 패들새들, 인터록새들, 테라레트 등이 있다.
더욱 상세하게 설명하면, 기액 접촉구조(20E)는 도 6에 나타낸 바와 같은 구성을 가진다. 도 2에 도시된 바와 같은 그물박스(22E)가 노즐(10E)의 하방인 흡기구(31E)의 상방에 설치되고, 이 그물박스(22E) 안에는 충전재(21E)가 충전되어 있다. 그물박스(22E)는 금속망을 박스모양으로 만든 것이다.
저장실(32E)에는 펌프(12E)가 연결되어 있다. 펌프(12E)는 배관(13E)에 의해 노즐(10E)에 접속되어 있다. 펌프(12E)는 저장실(32E)에 저장된 물(99E)을 빨아들여 노즐(10E)로 전송한다. 펌프(12E)에 의해 노즐(10E)로 전송되는 물이 펌프(12E)의 압력에 의해 노즐(10E)로부터 산포된다.
세척탑(30E)에는 공급관(16E)이 접속되어 있어 공급원(17E)의 물이 공급관(16E)을 통해 세척탑(30E)로 공급된다. 공급관(16E)에는 벌브(18E)가 설치되어 있고, 벌브(18E)의 개폐에 의해 공급원의 물이 세척탑(30E) 내로 공급된다. 공급 원(17E)로부터 공급되는 물은 수돗물, 순수한 물, 산성수, 알칼리성수 또는 이것들 중 2가지 이상을 혼합한 것이다. 따라서, 노즐(10E)로부터 산포되는 물도 수돗물, 순수한 물, 산성수, 알칼리성수 또는 이것들 중 2가지 이상을 혼합한 것이다.
공급원(17E)으로부터 공급되는 물이 순수한 물일 경우, 이 물은 역침투장치 또는 이온교환장치에 의해 정제한 순수한 물이다. 공급원(17E)으로부터 공급되는 물이 산성수일 경우, 이 물은 역침투장치에 의해 정제한 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻을 수 있는 상기 전해장치의 양극수거나 전기 연화장치, 또는 전기재생식 탈이온장치의 양극수이다. 공기 중의 NH4가스 등의 알칼리성 가스의 용해효율은 접촉하는 물의 PH수치에 관계된다. 접촉하는 물의 PH수치가 낮을수록 공기 중의 NH4가스 등의 알칼리성 가스의 용해효율이 높다. 따라서, 공기 중에 알칼리성 가스가 포함될 경우 공급원(17E)으로부터 공급되는 물의 PH수치를 2~9로 하고, 보다 바람직하게는 PH수치를 3~6으로 하는 것이다.
공급원(17E)으로부터 공급되는 물이 알칼리성수일 경우, 이 물은 역침투장치에 의해 정제된 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻을 수 있는 상기 전해장치의 음극수이거나 전기 연화장치의 음극수(연수)이거나 전기 재생식 탈이온장치의 음극수 또는 연수를 전해장치에 공급하여 얻어지는 상기 전해장치의 음극수이다. 공기 중의 NOx가스, SOx가스 등의 산성가스의 용해효율은 접촉하는 물의 PH수치에 관계된다. 접촉하는 물의 PH수치가 높을수록 공기 중의 NOx가스, SOx가스 등의 산성가스의 용해효율이 높다. 따라서, 공기 중에 산성가스가 포함될 경우 공급원(17E)으로부터 공급되는 물은 PH수치를 5~12로 하고, 보다 바람직하게는 PH수치를 8~10으로 하는 것이다. 특히 수돗물을 전해장치, 전기 연화장치 또는 전기 재생식 탈이온장치에 공급하여 얻어지는 음극수일 경우, PH수치가 10을 넘으면 수산화마그네슘 등의 염화물이 생성되기 쉬우므로 PH수치를 10 이하로 하는 것이 바람직하다.
저장실(32E)의 바닥보다 위의 부분에는 배수관(14E)이 접속되어 있다. 저장실(32E)에 저장된 물(99E)의 높이가 배수관(14E)의 접속부위까지 도달하면, 저장실(32E) 내의 물(99E)이 배수관(14E)을 통해 배출된다.
이하, 상기 공기 정화장치(1E)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 공급원(17E)의 물이 공급관(16E)을 통하여 저장실(32E)에 저장된다. 이어서 펌프(12E)가 작동하여 저장실(32E)의 물(99E)이 노즐(10E)로 전송되어, 노즐(10E)로부터 물이 산포된다. 노즐(10E)로부터 산포되는 물은 기액 접촉구조(20E)에 포착되어 흡수되고, 구체적으로는 물이 충전재(21E)의 틈새에 흡수된다. 펌프(12E)가 작동하는 동안 물이 순환한다. 물의 순환과정 중에는 살균장치가 작동하여 순환수가 살균장치에 의해 살균된다. 또한, 물의 순환과정 중에도 공급원(17E)의 물이 단속적, 연속적 또는 소정 사이클로 저장실(32E)로 공급된다.
물이 순환하는 과정중, 송풍기(8E)가 작동하여 주택 밖의 공기가 흡기구(31E)에 흡입되어, 흡입된 공기가 세척탑(30E) 안에서 상승하여 배기구(37E)로부터 배출된다. 배기구(37E)로부터 배출된 공기는 주택 안으로 전송된다.
세척탑(30E)에 흡입된 공기가 상승하는 과정중에 공기가 기액 접촉구조(20E)를 통과한다. 공기가 기액 접촉구조(20E)를 통과하는 과정중에 기액 접촉구조(20E)에 흡수된 물과 공기가 접촉한다. 또한, 기류 중의 먼지가 물과 접촉한다. 따라서, 기액 접촉구조(20E)를 통과한 공기로부터 먼지 등이 제거된다. 더욱이, 기액 접촉구조(20E)를 통과하는 공기 중의 가용성 가스가 물에 용해되어 제거된다. 기액 접촉구조(20E)를 통과한 공기가 배기구(37E)로부터 배출되어 주택 안으로 전송된다.
상술한 바와 같이 본 실시형태에 따르면, 흡기구(31E)에 흡입된 공기가 기액 접촉구조(20E)를 통과하는 과정중에 공기 중의 먼지나 가용성 가스가 물에 흡수된다. 따라서 주택 안으로 전송되는 공기는 정화/탈취될 수 있고, 주택 내로의 급기도 위생적으로 진행될 수 있다. 특히, 일리미네이터(11E)에 의해 물이 포착되므로 주택 내로 전송되는 공기 중에 물이 남아있지 않고 보다 정화된 공기가 주택 내로 전송된다.
또한, 저장실(32E)의 밑부분에 저장된 물이 살균장치에 의해 살균되므로 순환되는 물의 오염을 억제할 수 있다. 따라서, 공기 정화장치(1E)가 장기적으로 동작하더라도 주택 내로 전송되는 공기가 정화된 상태를 유지할 수 있다.
또한, 기액 접촉구조(20E)중의 물에 의해 제거된 먼지 등의 일부는 저장실(32E)에 저장된 물의 수면에 떠 있고, 떠 있는 먼지 등은 물과 함께 배수관(14E)을 통하여 배출된다. 따라서, 순환되는 물에 먼지가 쌓이는 것을 억제할 수 있다.
또한, 상기 실시형태에서는 흡기구(31E)가 주택 밖에 노출되어 있거나 또는 덕트를 통해 주택 밖으로 연통되어 있지만, 흡기구(31E)가 주택 안에 노출되거나 또는 덕트를 통해 주택 안으로 연통되게 할 수도 있다. 이와 같이 하면 주택 안의 공기가 흡기구(31E)에 흡입되어 먼지, 가용성 가스 등을 제거한 공기가 배기구(37E)로부터 주택 안으로 공급된다. 따라서, 주택 안의 공기를 정화할 수 있다.
또한, 흡기구(31E)는 별도로 흡기구를 세척탑(30E)에 설치하고, 상기 별도의 흡기구를 주택 안에 노출하거나 또는 덕트를 통하여 주택 안으로 연통되게 할 수도 있다. 이렇게 함으로써, 흡기구(31E)로부터 외기가 흡입되고, 별도의 흡기구로부터는 주택 안의 공기가 흡입되어 흡입된 공기가 세척탑(30E)내에서 정화되고, 정화된 공기가 배기구(37E)로부터 주택으로 전송된다.
또한, 상기 실시형태에서는 흡입한 공기가 세척탑(30E)에서 상승방향으로 흐르고 있지만 반대로, 하강방향으로 흘러도 좋다. 상기 실시형태에서는 노즐(10E)로부터 산포되는 물의 방향이 세척탑(30E) 내에서의 공기의 흐름 방향과 반대로 되어 있지만, 이들의 흐름 방향관계는 특별히 한정되지 않고, 예를 들어 노즐(10E)로부터 산포되는 물의 방향이 세척탑(30E)내에서의 공기의 흐름 방향과 같아도 좋고, 노즐(10E)로부터 산포되는 물의 방향이 세척탑(30E) 내에서의 공기의 흐름 방향과 수직 되어도 좋다.
또한, 상기 실시형태에서는 펌프(12E)에 의해 물을 노즐(10E)로 전송하지만 물에 추가하여 압축공기를 공기압축기에 의해 노즐(10E)로 전송해도 좋다.
또한, 기액 접촉구조(20E) 내에 격판을 배치하여 기액 접촉구조(20E) 내에서 공기가 산성수, 알칼리성수, 순수한 물의 순서로 접촉하게 할 수도 있다. 또한, 기액 접촉구조(20E) 내에서 공기가 알칼리성수, 산성수, 순수한 물의 순서로 접촉하여도 좋고 알칼리성수, 순수한 물의 순서로 접촉하여도 좋다.
또한, 제1실시형태와 같이 흡기구(31E)와 세척탑(30E)의 내부공간의 사이에 프레필터를 설치하고, 배기구(37E)와 송풍기(8) 사이에 필터를 설치하여도 좋다.
(제5 실시형태)
제4 실시형태에 따른 공기 정화장치(1E)에 있어서는 기액 접촉구조(20E)가 1개의 금속박스(22E)를 가지고 있고, 금속박스(22E)는 복수개의 충전재(21E)가 충전되어 있다. 이에 대해 도 7에 도시된 제5 실시형태에 따른 공기 정화장치(1F)에 있어서는 기액 접촉구조(20F)가 도 8에 도시된 금속박스(22F)를 복수개 가지고 있고, 이런 금속박스(22F)에 충전재(21F)가 충전되어 있다. 여기서, 상기 금속박스(22F)는 판 형태 또 박스형태로 설치되어 있다. 금속박스(22F)의 두께방향이 세척탑(30E) 내의 기류의 방향과 수직된 상태에서 상기 금속박스(22F)가 노즐(10E)의 하방에 있어서 간격을 두고 배열되어 있다.
또한, 제1실시형태와 같이 흡기구(31E)와 세척탑(30E)의 내부공간의 사이에 프레필터를 설치하고, 배기구(37E)와 송풍기(8)의 사이에 필터를 설치할 수 있다.
상술한 부분 외에, 이 공기 정화장치(1F)는 제4실시형태의 공기 정화장치 (1E)와 동일한 구조를 가지며, 공기 정화장치(1F)와 공기 정화장치(1E)에 있어서 서로 대응되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 이 공기 정화장치(1F)에 있어서도 주택 내에 전송되는 공기에 대해 정화/탈취할 수 있다.
(제6 실시형태)
도 9에 나타낸 바와 같이, 제6 실시형태에 따른 공기 정화장치(1G)에 있어서는 기액 접촉구조(20G)가 복수개의 다공판(24G)을 가지고 있다. 구체적으로는, 노즐(10E)의 하방에 있어서 상기 다공판(24G)은 간격을 두고 적층되어 있고, 다공판(24G)의 두께방향이 세척탑(30E) 내의 기류방향과 평행으로 되어 있다. 다공판(24G)에는 한쪽 면으로부터 다른 쪽 면으로 관통한 복수개의 관통공이 형성되어 있다. 상기 기액 접촉구조(20G)에 있어서, 노즐(10E)로부터 산포되는 물은 이런 다공판(24G)의 관통공에 포착되여, 공기가 상방으로 각 관통구멍을 통과하는 과정중에 공기와 물이 접촉하고 공기 중의 가용성 가스(예를 들면 NOx가스, SOx가스, NH4가스)가 물에 흡수된다.
또한, 제1 실시형태와 같이 흡기구(31E)와 세척탑(30E)의 내부공간의 사이에 프레필터를 설치하고, 배기구(37E)와 송풍기(8)의 사이에 필터를 설치할 수 있다.
상술한 부분 외에, 이 공기 정화장치(1G)는 제4 실시형태의 공기 정화장치 (1E)와 동일한 구조를 가지며, 공기 정화장치(1G)와 공기 정화장치(1E)에 있어서 서로 대응되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 이 공기 정화장치(1G)에 있어서도 주택 내에 전송되는 공기에 대해 정화/탈취할 수 있다.
(제7 실시형태)
도 10에 도시한 바와 같이, 제7 실시형태에 따른 공기 정화장치(1H)에 있어서 기액 접촉구조(20H)는 복수개의 판재(25H)를 가지고 있다. 상기 판재(25H)는 선반단(棚段)형태로 배열되고, 또한 판재(25H)는 좌우로부터 교차적으로 설치되어 있다. 상기 판재(25H)는 경사지게 설치되어 있고, 이들 판재(25H)의 앞 단이 아래로 경사지게 설치되어 있다. 또한, 상기 판재(25H)를 서로 평행하게 설치할 수 있다.
상기 기액 접촉구조(20H)에 있어서, 노즐(10E)로부터 산포되는 물은 상기 판재(25H)의 위에 얹혀 포착되고 공기가 판재(25H)의 사이를 통과하는 과정중에 공기와 물이 접촉하여, 공기 중의 가용성 가스(예를 들면 NOx가스, SOx가스, NH4가스)가 물에 흡수된다.
도 11에 도시한 바와 같이 판재(25H)는 웨이브형태의 판재를 사용할 수 있고, 도 12에 나타낸 바와 같이 판재(25H)의 표면에 홈(26H)을 형성할 수 있다. 판재(25H)가 웨이브형태일 경우 노즐(10E)로부터 산포되는 물이 판재(25H)의 위에 쉽게 포착될 수 있다. 판재(25H)에 홈(26H)이 형성되었을 경우 물이 쉽게 유동할 수 있다.
또한, 제1 실시형태와 같이 흡기구(31E)와 세척탑(30E)의 내부공간의 사이에 프레필터를 설치하고, 배기구(37E)와 송풍기(8)의 사이에 필터를 설치할 수 있다.
상술한 부분 외에, 이 공기 정화장치(1H)는 제4 실시형태의 공기 정화장치 (1E)와 동일한 구조를 가지며, 공기 정화장치(1H)와 공기 정화장치(1E)에 있어서 서로 대응되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다. 이 공기 정화장치 (1H)에 있어서도 주택 내에 전송되는 공기에 대해 정화/탈취할 수 있다.
(제8 실시형태)
제8 실시형태에 있어서는 도 13에 도시한 공기 정화장치(1J)와 같이 세척탑(30E)의 내측 공간이 그물(93M, 94M)에 의해 3개의 실로 구분되고, 상기 3개의 실에는 기액 접촉구조(20J, 20K, 20L)가 설치되어 있다. 기액 접촉구조(20J~20L)는 상기 제4부터 제7의 실시형태에 있어서의 기액 접촉구조(20E, 20F, 20G, 20H)중 어느 하나와 동일하게 설치되어 있다.
기액 접촉구조(20J)의 상측에는 노즐(10J)이 설치되어 있고, 기액접촉구 조(20K)의 상측에는 노즐(10K)이 설치되어 있으며, 기액 접촉구조(20L)의 상측에는 노즐(10L)이 설치되어 있다. 노즐(10J)의 상측 및 노즐(10K)의 상측은 격벽(98M)에 의해 막혀있고, 기액 접촉구조(20J,20K)가 설치된 실이 격벽(98M)에 의해 일리미네이터(11E)로부터 구분되어 있다. 한편, 노즐(10L)의 상측은 막혀있지 않으므로 기액 접촉구조(20L)가 설치된 실이 일리미네이터(11E)와 연통되어 있다.
흡기구(31E) 보다도 하측의 영역이 격벽(95M,96M)에 의해 3개의 저장실(32J,32K,32L)로 구분되어 있다. 여기서 그물(93M)은 격벽(95M)의 위에 연결되어 있고, 그물(94M)은 격벽(96M)의 위에 연결되어 있다.
저장실(32J)에는 공급관(16J)이 접속되어 있고, 공급원(17J)의 물이 공급관(16J)을 통하여 저장실(32J)에 공급된다. 저장실(32K)에는 공급관(16K)이 접속되어 있고, 공급원(17K)의 물이 공급관(16K)을 통하여 저장실(32K)에 공급된다. 저장실(32L)에는 공급관(16L)이 접속되어 있고, 공급원(17L)의 물이 공급관(16L)을 통하여 저장실(32L)에 공급된다. 공급원(17J)으로부터 공급되는 물은 산성수이고, 공급원(17K)으로부터 공급되는 물은 알칼리성수이며, 공급원(17L)으로부터 공급되는 물은 순수한 물이다. 공급원(17J~17L)과 물의 종류의 조합은 특별히 한정되어 있지 않은바, 예를 들어 공급원(17J)의 물이 알칼리성수이고, 공급원(17K)의 물이 산성수이며, 공급원(17L)의 물이 순수한 물일 수도 있다.
펌프(12J)는 저장실(32J)에 저장된 물(99J)을 빨아올려 노즐(10J)로 전송한다. 펌프(12K)는 저장실(32K)에 저장된 물(99K)을 빨아올려 노즐(10K)로 전송한다. 펌프(12L)는 저장실(32L)에 저장된 물(99L)을 빨아올려 노즐(10L)로 전송한다.
또한, 제1실시형태와 같이 흡기구(31E)와 세척탑(30E)의 내부공간의 사이에 프레필터를 설치하고, 배기구(37E)와 송풍기(8)의 사이에 필터를 설치할 수 있다.
상술한 부분 외에, 이 공기 정화장치(1J)는 제4 실시형태의 공기 정화장치 (1E)와 동일한 구조를 가지며, 공기 정화장치(1J)와 공기 정화장치(1E)에 있어서 서로 대응되는 부분에 대해서는 동일한 부호를 사용한다.
이하, 상기 공기 정화장치(1J)의 동작에 대해 설명한다.
우선, 공급원(17J)의 물이 공급관(16J)을 통하여 저장실(32J)에 저장된다. 공급원(17K,17L)의 물도 저장실(32K,32L)에 각각 저장된다. 이어서 펌프(12J)가 작동하여 저장실(32J)의 물(99J)이 노즐(10J)로 전송되어, 노즐(10J)로부터 아래로 물이 산포되고, 산포된 물(99J)이 기액 접촉구조(20J)에 포착된다. 동일하게 저장실(32K,32L)의 물(99K,99L)도 노즐(10K,10L)로부터 각각 아래로 산포되어 기액 접촉구조(20K,20L)에 포착된다. 펌프(12J,12K,12L)에 의한 물의 순환과정중 송풍기(8E)가 작동하여 주택 밖의 공기가 흡기구(31)에 흡입되어. 기액 접촉구조 (20J,20K,20L), 일리미네이터(11E), 송풍기(8E)를 순차적으로 통과하여 배기구(37E)로부터 배출된다. 배출구(37E)로부터 배출된 공기는 주택 안으로 전송된다. 따라서, 송풍된 공기는 노즐(10J,10K,10L)의 순서로 이것들로부터 산포된 물과 접촉한다. 따라서, 이 공기 정화장치(1J)에 있어서도 주택 안으로 전송되는 공기에 대해 정화/탈취할 수 있다.
(실시예 2)
도 5에 도시된 공기 정화장치(1E)를 이용하여 NOx의 확인시험을 진행하였다.
실험실 내에 공기 정화장치(1E)를 설치하고, 흡기구(31E)로부터 실험실 실내공기를 기액 접촉구조(20E)로 송풍기(8E)에 의해 도입하였다. 기액 접촉구조(20E)의 크기는 200mm×200mm×200mm이고, 그 용량은 8L이다. 충전재(21E)는 내경 5mm×길이 5mm의 라시히링을 사용하였다. 실내공기 도입유량을 약 150m3/hr로 하였다.
송풍기(8)를 작동시켜 실내공기를 도입한 상태에서 역침투장치에 의해 생성된 순수한 물을 노즐(10E)로부터 1.5L/분의 양으로 산포하였다. 그리고, 일정한 시간마다 배기구(37E)로부터 배출되는 기체를 순수한 물이 들어있는 가스 수집병으로 수집하고, 그 기체를 가스 수집병 내의 순수한 물에 용해시켜 순수한 물속의 아질산 이온(NO2 -)농도를 이온크로마토그래피 분석장치로 분석하였다. 여기서, 가스수집병의 용량은 100㎖이고, 가스 수집용 순수한 물은 50㎖이며, 5NL/분의 유량으로 기체를 60분간 수집하였다.
비교예로서 상기의 확인시험에 있어서 일정한 시간마다 흡기구(31E)에 도입되는 기체를 순수한 물이 들어있는 가스수집병으로 수집하고, 그 기체를 가스 수집병 내의 순수한 물에 용해시켜 순수한 물 중의 아질산 이온(NO2-)농도를 분석하였다.
그 결과를 표 2 및 도 14에 나타낸다.
시험개시에서부터의 시간 (=산포시간) 장치출구 아질산 이온농도(mg/m3) 장치입구 아질산 이온농도(mg/m3)
0시간 0.0095 0.0100
2시간 0.0031 0.0105
4시간 0.0024 0.0112
6시간 0.0022 0.0105
8시간 0.0025 0.0110
표 2 및 도 14로부터 명확하듯이, 노즐(10E)로부터 순수한 물을 산포하는 기액 접촉구조(20E)의 앞뒤부분인 흡기구와 배기구의 아질산 이온농도를 비교하면, 노즐(10E)로부터 순수한 물을 산포한 후인 배기구 쪽이 아질산 이온농도가 낮다. 따라서, 노즐(10E)로부터 순수한 물을 산포하면, 흡기구로부터 도입된 실내공기 중의 아질산 이온농도를 낮게 억제할 수 있다.
지금까지 본 발명의 바람직한 실시형태에 대해 설명하였으나, 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면 흡기구(31 또는 31E)와 연통되는 동시에 배기구(37 또는 37E)와 연통되는 내부공간을 구비한 세척탑(40 또는 30E)과, 공기를 상기 흡기구(31 또는 31E)로부터 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간으로 전송하여 상기 배기구(37 또는 37E)로부터 상기 세척탑(40 또는 30E) 밖으로 내보내도록 송풍하는 송풍기(8 또는 8E)와, 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간에 배치되어 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부 공간 내에서 물을 산포하는 노즐(10 또는 10E)을 구비하여, 상기 노즐(10 또는 10E)로부터 산포되는 물이 상기 세척탑(40 또는 30E) 내에서 상기 송풍기(8 또는 8E)에 의해 송풍되는 공기와 접촉하는 공기 정화장치(1, 1A, 1B, 1E, 1F, 1H 또는 1J)가 제공된다.
따라서, 주택 내 또는 실외 등의 공기가 송풍기(8 또는 8E)에 의해 흡기구(31 또는 31E)로부터 세척탑(40 또는 40E)의 내부공간에 흡입되고, 세척탑(40 또는 40E)에 흡입된 공기가 배기구(37 또는 37E)로부터 주택 내로 전송된다. 노즐(10 또는 10E)에 의해 세척탑(40 또는 30E) 내에 물이 산포되면 송풍되는 공기 중의 먼지 등이 물과 접촉하여 공기로부터 먼지 등이 제거된다. 또한, 송풍되는 공기 중의 가용성 가스, 예를 들면 NOx 가스, SOx 가스, NH4 가스 및 악취의 원인이 되는 가스 등이 산포되는 물에 용해되어 공기로부터 가용성 가스가 제거된다. 따라서, 정화된 공기가 주택 내로 전송된다. 또한, 필터가 아니고 물과의 접촉에 의해 공기를 정화하므르 필터의 청소/교체 등이 필요하지 않다. 흡기구(31 또는 31E)로부터 세척탑(40 또는 30E)에 흡입된 공기는 물속에 불어넣는 것이 아니고 산포된 물이 분산된 환경을 통과하므로 압력손실이 적다. 따라서, 송풍기(8 또는 8E)의 출력을 높이지 않아도 된다.
바람직하게는, 상기 노즐(10)이 물을 안개상태로 산포하는 것이다. 노즐로부터 분무되는 물이 안개상태이므로 송풍되는 공기 중의 먼지, 가용성 가스 등이 물 입자와 쉽게 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 노즐이 입자크기가 10㎛ 이상 1000㎛ 이하의 물을 분무하는 것이다. 분무되는 물의 입자크기가 10㎛ 이상 1000㎛ 이하이면 송풍되는 공기 중의 먼지, 가용성 가스 등이 물 입자와 보다 쉽게 접촉할 수 있다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1E, 1F, 1H 또는 1J)가 상기 세척탑(30E)의 내부공간에 있어서 상기 노즐(10E)의 산포방향 앞에 설치되어 상기 노즐(10E)로부터 산포되는 물을 포착함과 동시에 포착한 물을 상기 송풍기(8E)로 송풍되는 공기에 접촉시키는 기액 접촉구조(20E,20F,20G 또는 20H)를 더 포함하는 것이다.
따라서, 노즐(10E)로부터 물이 산포되면 그 물이 기액 접촉구조(20E, 20F, 20G 또는 20H)에 포착된다. 이어서 주택 내 또는 실외의 공기가 송풍기(8E)에 의해 흡기구(31E)로부터 세척탑(30E)의 내부공간으로 전송되고, 세척탑(30E)에 유입된 공기가 기액 접촉구조(20E,20F,20G 또는 20H)를 통과하여 배기구(37E)로부터 주택 내로 송출된다. 세척탑(30E) 내의 공기가 기액 접촉구조(20E,20F, 20G 또는 20H)를 통과할 때, 물과 공기가 접촉하여 공기 중의 먼지가 물에 포착되거나 공기 중의 가용성 가스, 예를 들면 NOx 가스, SOx 가스, NH4 가스 등이 물에 용해된다. 이리하여, 정화된 공기가 주택 내로 유입된다.
바람직하게는, 상기 기액 접촉구조(20E 또는 20F)가 상기 노즐(10E)의 산포방향 앞에 있어서 복수개의 충전재(21E 또는 21F)를 충전시켜 구성되는 것이다. 노즐(10E)의 산포방향 앞에 복수개의 충전재(21E 또는 21F)가 충전되어 있으므로 노즐(10E)로부터 산포되는 물이 충전재(21E 또는 21F)의 틈새에 포착되고, 송풍기(8E)에 의해 흐르는 공기는 충전재(21E 또는 21F)의 틈새를 통과한다. 따라서, 공기와 물이 접촉하여 공기 중의 먼지나 가용성 가스가 제거된다.
바람직하게는, 상기 기액 접촉구조(20G)가 상기 노즐의 산포방향 앞에 다공판(24G)을 적층시켜 구성되는 것이다. 노즐(10E)의 산포방향 앞에 다공판(24G)이 적층되어 있으므로 노즐(10E)로부터 산포되는 물이 다공판(24G)의 구멍에 포착되고, 송풍기(8E)에 의해 흐르는 공기는 다공판(24G)의 구멍을 통과한다. 따라서, 공기와 물이 접촉하여 공기 중의 먼지나 가용성 가스가 제거된다.
바람직하게는, 상기 기액 접촉구조(20H)가 복수개의 판재(25H)를 선반 형태로 배열하여 구성되는 것이다. 노즐(10E)의 산포방향 앞에 복수개의 판재(25H)가 선단형태로 배치되어 있으므로 노즐(10E)로부터 산포되는 물이 판재(25H)의 표면에 얹혀 포착되고, 송풍기(8E)에 의해 흐르는 공기는 판재(25H) 사이를 통과한다. 따라서, 공기와 물이 접촉하여 공기 중의 먼지나 가용성 가스가 제거된다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1)가 상기 흡기구(31)와 상기 세척탑(40)사이에 배치된 필터(7)를 더 포함하는 것이다. 흡기구(31)와 상기 세척탑(40) 사이에 필터(7)가 설치되어 있으므로 흡기구(31)에 흡입되는 공기 중의 먼지 등이 그 필터(7)에 의해 포착된다. 따라서, 공기의 정화효율이 향상된다. 또한, 먼지 등이 제거된 공기가 세척탑(40)에 전송되므로 세척탑(40) 내에 있어서 산포되는 물이 저장 또는 배출될 경우 물속에 포함된 먼지 등이 적어지고 물의 후처리도 간단하게 진행할 수 있다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1)가 상기 송풍기(8)와 상기 배기구(37)의 사이에 배치된 필터(9)를 더 포함하는 것이다. 송풍기(8)와 상기 배기구(37)의 사이에 필터(9)가 설치되어 있으므로 세척탑(40) 내에서 제거되지 않은 먼지 등도 필터(9)에 의해 포착된다. 따라서, 공기의 정화효율이 향상된다. 또한, 세척탑(40)에서 먼지 등이 대부분 제거되므로 배기구(37)을 페쇄하는 필터(9)를 빈번하게 청소/교체하지 않아도 된다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1, 1A, 1B, 1E, 1F, 1G, 1H 또는 1J)가 상기 노즐(10 또는 10E)로 물을 이송하고, 상기 노즐(10 또는 10E)로부터 물을 산포하는 펌프(12, 12A, 12B, 12C, 12D, 12E, 12J, 12K 또는 12L)를 더 포함하는 것이다. 물이 펌프(12, 12B, 12C, 12D, 12E, 12J, 12K 또는 12L)에 의해 노즐(10 또는 10E)로 전송되면 노즐(10 또는 10E)로부터 물이 산포된다.
바람직하게는, 상기 펌프(12, 12B, 12C, 12D, 12E, 12J,1 2K 또는 12L)는 상기 노즐로부터 산포되어 상기 세척탑의 내부공간의 하부에 저장되는 물을 상기 노즐(10 또는 10E)로 이송하는 것이다. 따라서, 물이 순환하므로 물의 소비를 억제할 수 있다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1)가 상기 세척탑(40)의 내부공간에 배치되어 상기 노즐(10)로부터 산포되어 상기 세척탑(40)의 내부공간의 하부에 저장되는 물에 대해 살균작용을 하는 살균장치(15)를 더 포함하는 것이다. 따라서, 순환하는 물의 오염을 억제할 수 있고, 공기 정화장치(1)가 장기적으로 동작하여도 주택 내로 전송되는 공기가 정화된 상태를 유지할 수 있다.
바람직하게는, 상기 살균장치(15)가 전해 살균장치이다.
바람직하게는, 상기 살균장치(15)가 자외선 조사장치이다.
바람직하게는, 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간의 하부에 저장된 물을 잔류염소로 살균하는 것이다.
바람직하게는, 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간의 하부에 저장되는 물의 유효 염소농도를 0.1mg/L 이상 및 10mg/L 이하로 하여 물에 대해 살균하는 것이다.
바람직하게는, 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간의 하부에 저장되는 물의 유효 염소농도를 1mg/L 이상 및 3mg/L 이하로 하여 물에 대해 살균하는 것이다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1, 1A, 1B, 1E, 1F, 1G, 1H 또는 1J)가 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간에 있어서 상기 노즐(10 또는 10E)보다 상기 배기구(37 또는 37E)쪽에 배치되어 상기 노즐(10 또는 10E)로부터 산포되는 물을 포착하는 일리미네이터(11 또는 11E)를 더 포함하는 것이다. 일리미네이터(11 또는 11E)에 의해 물이 포착되므로 주택 내로 전송되는 공기 중에 물이 잔류하는 것을 억제할 수 있다. 따라서 주택 내로 유입되는 공기가 보다 효율적으로 정화될 수 있다.
바람직하게는, 상기 공기 정화장치(1, 1A, 1B, 1E, 1F, 1G, 1H 또는 1J)가 상기 세척탑(40 또는 30E)의 내부공간의 바닥면보다 높은 곳에서 상기 세척탑(40 또는 30E)과 접속하여 그 접속위치의 수위까지 저장된 물을 배출하는 배수관(14 또는 14E)를 더 포함하는 것이다. 배수관(14 또는 14E)이 세척탑(40 또는 30E)에 접속되어 있으므로 산포된 물이 배수관(14 또는 14E)의 접속위치를 초과하는 높이까지 저장되지 않는다. 특히, 물과 접촉하는 먼지 등은 세척탑(40 또는 30E)에 저장된 물의 물 위에 떠있으므로 공기로부터 제거된 먼지 등이 물과 함께 배수관(14 또는 14E)으로부터 배출된다.
바람직하게는, 상기 노즐이 수돗물, 순수한 물, 산성수 또는 알칼리성수 또는 그중 2가지 이상을 혼합한 물을 산포하는 것이다.
바람직하게는, 상기 노즐이 역침투장치 또는 이온교환장치에 의하여 정제된 순수한 물을 산포하는 것이다.
바람직하게는, 상기 노즐이 역침투장치에 의하여 정제된 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻은 상기 전해장치의 양극수 또는 전기 연화장치, 또는 전기 재생식탈이온장치의 양극수를 산포하는 것이다.
바람직하게는, 상기 노즐이 역침투장치에 의하여 정제된 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻은 상기 전해장치의 음극수, 전기 연화장치의 음극수, 전기 재생식 탈이온장치의 음극수, 또는 연수를 전해장치에 공급하여 얻은 상기 전해장치의 음극수를 산포하는 것이다.
또한, 명세서, 특허청구범위, 첨부도면 및 요약서를 포함한 2006년 11월 1일 제출한 일본 특허출원 제2006-298122호 및 2007년 3월 1일 제출한 일본 특허출원 제2007-51539호의 개시내용 전체는 본 국제출원에서 지정한 지정국가 또는 선택한 선택국가의 국내법이 허용하는 한 그대로 인용하여 여기에 조합한다.
이상 여러 가지 전형적인 실시형태를 설명하였는데, 본 발명은 이런 실시형태에 한정되는 것이 아니다. 따라서, 본 발명의 범위는 아래의 청구범위에 의해 한정되는 것이다.
이상 설명한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시형태에 따르면, 송풍되는 공기 중의 가용성 가스, 예를 들면 NOx 가스, SOx 가스, NH4 가스, 악취의 원인이 되 는 가스 등이 산포된 물에 용해되고, 또한 공기 중의 먼지 등이 산포된 물과 접촉함으로써 공기 중의 가용성 가스 및 먼지 등을 제거할 수 있고, 정화된 공기를 주택 등으로 보낼 수 있다. 또한, 필터를 청소/교체하지 않거나 그 빈도가 낮더라도 물과 공기의 접촉에 의하여 공기를 정화할 수 있다. 또한, 흡기구로부터 세척탑으로 들어간 공기는 물이 산포되는 환경을 통과하게 되므로 압력손실을 감소할 수 있고, 따라서 송풍기의 출력을 낮출 수 있다.
본 발명은 주택 등에 유입되는 공기를 정화하는 기술에 특별히 적합하게 이용될 수 있다.

Claims (23)

  1. 흡기구와 연통됨과 동시에 배기구와도 연통된 내부공간이 설치된 세척탑과;
    상기 흡기구로부터 세척탑의 내부공간으로 공기를 흡입하여 상기 배기구로부터 세척탑 외부로 송풍하는 송풍기와;
    상기 세척탑의 내부공간에 배치되어 상기 세척탑의 내부공간 내에서 물을 산포하는 노즐을 포함하여 구성되고,
    상기 노즐로부터 산포되는 물이 상기 세척탑 내에서 상기 송풍기로부터 송풍되는 공기와 접촉하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  2. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐이 물을 안개상태로 산포하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  3. 청구항 2에 있어서,
    상기 노즐이 10㎛ 이상 1000㎛ 이하의 입자 직경으로 물을 분무하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  4. 청구항 1 내지 3중 어느 한 항에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간에 있어서 상기 노즐의 산포방향 앞에 배치되어 상기 노즐로부터 산포되는 물을 포착함과 아울러 포착한 물을 상기 송풍기에서 송풍되는 공기와 접촉시키는 기액 접촉구조를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 기액 접촉구조는 상기 노즐의 산포방향 앞에 복수개의 충전재를 충전시켜 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  6. 청구항 4에 있어서,
    상기 기액 접촉구조는 상기 노즐의 산포방향 앞에 다공판을 적층시켜 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  7. 청구항 4에 있어서,
    상기 기액 접촉구조는 복수개의 판재를 선반형태로 배열하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 흡기구와 상기 세척탑의 사이에 배치된 필터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 송풍기와 상기 배기구의 사이에 배치된 필터를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐로 물을 이송하여 상기 노즐로부터 물을 산포하는 펌프를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 펌프는 상기 노즐로부터 산포되어 세척탑의 내부공간의 하부에 저장되는 물을 상기 노즐로 이송하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  12. 청구항 11에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간에 배치되어 상기 노즐로부터 산포되어 상기 세척탑의 내부공간의 하부에 저장되는 물에 대해 살균작용을 하는 살균장치를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  13. 청구항 12에 있어서,
    상기 살균장치는 전해 살균장치인 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  14. 청구항 12에 있어서,
    상기 살균장치는 자외선 조사장치인 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  15. 청구항 11에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간의 하부에 저장되는 물을 잔류염소로 살균하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  16. 청구항 11에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간의 하부에 저장되는 물의 유효 염소농도를 0.1mg/L 이상 및 10mg/L 이하로 하여 물을 살균하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  17. 청구항 11에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간의 하부에 저장되는 물의 유효 염소농도를 1mg/L 이상 및 3mg/L 이하로 하여 물을 살균하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  18. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간에 있어서 상기 노즐보다 배기구 쪽에 배치되어 상기 노즐로부터 산포되는 물을 포착하는 일리미네이터(Eliminator)를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  19. 청구항 1에 있어서,
    상기 세척탑의 내부공간의 바닥면보다 위에서 상기 세척탑과 접속하여 그 접속위치의 수위까지 저장된 물을 배출하는 배수관을 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  20. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐이 수돗물, 순수한 물, 산성수 혹은 알칼리성수, 또는 그 중 2가지 이상을 혼합한 물을 산포하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  21. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐이 역침투장치 또는 이온교환장치에 의하여 정제된 순수한 물을 산포하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  22. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐이 역침투장치에 의하여 정제된 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻은 상기 전해장치의 양극수 또는 전기 연화장치, 또는 전기 재생식 탈이온장치의 양극수를 산포하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
  23. 청구항 1에 있어서,
    상기 노즐이 역침투장치에 의하여 정제된 농축수 또는 수돗물을 전해장치에 공급하여 얻은 상기 전해장치의 음극수, 전기 연화장치의 음극수, 전기 재생식 탈 이온장치의 음극수, 또는 연수(軟水)를 전해장치에 공급하여 얻은 상기 전해장치의 음극수를 산포하는 것을 특징으로 하는 공기 정화장치.
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