KR20120100331A - 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 관공서, 병원, 실험실, 축산 농가 등지에 시설된 간이 에어부스에 시설되어, 간이 에어부스의 공압 세정에 의해 다량의 전염성 미생물이나 먼지 등의 오염물질이 혼입된 가스를 재처리하는 에어 부스용 가스 재처리 장치에 관한 것으로, 본 발명에서는 가스를 토출하여 오염물질을 공압 세정하는 간이 에어 부스에 설치되어, 세정공간으로부터 회수되는 가스의 오염물질을 제거하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치에 있어서,
흡기로와 배기로가 형성된 터널형 함체와; 에어 부스에서 회수된 가스를 흡기로를 통해 터널형 함체 내로 유입 및 통과시켜 배기로로 강제 배출하는 송풍기를 포함하여 구성되며, 상기 터널형 함체 내에는 흡기로를 통해 유입되는 가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생모듈을 포함하여 구성된 전처리부와; 아크 발생기에서 생성되는 글라이딩 아크를 통해 플라즈마 활성입자와 자외선을 생성하는 플라즈마 반응층과, 상기 플라즈마 반응층에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층을 통해 전처리부에서 유입되어진 오존이 혼입된 가스를 산화/분해하여 오염물질을 제거하는 주처리부; 및 상기 주처리부를 통과하면서 미처리된 가스의 잔류 오존을 제거하는 후처리부가 순차 배치되는 한편, 상기 후처리부는 광촉매망을 통해 자외선 램프의 외측을 감싼 형태의 자외선 발생모듈과, 오존 분해 촉매필터와 잔류 오염물질 분해 촉매필터가 적층된 흡착 촉매 필터층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
흡기로와 배기로가 형성된 터널형 함체와; 에어 부스에서 회수된 가스를 흡기로를 통해 터널형 함체 내로 유입 및 통과시켜 배기로로 강제 배출하는 송풍기를 포함하여 구성되며, 상기 터널형 함체 내에는 흡기로를 통해 유입되는 가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생모듈을 포함하여 구성된 전처리부와; 아크 발생기에서 생성되는 글라이딩 아크를 통해 플라즈마 활성입자와 자외선을 생성하는 플라즈마 반응층과, 상기 플라즈마 반응층에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층을 통해 전처리부에서 유입되어진 오존이 혼입된 가스를 산화/분해하여 오염물질을 제거하는 주처리부; 및 상기 주처리부를 통과하면서 미처리된 가스의 잔류 오존을 제거하는 후처리부가 순차 배치되는 한편, 상기 후처리부는 광촉매망을 통해 자외선 램프의 외측을 감싼 형태의 자외선 발생모듈과, 오존 분해 촉매필터와 잔류 오염물질 분해 촉매필터가 적층된 흡착 촉매 필터층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
Description
본 발명은 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 관공서, 병원, 실험실, 축산 농가 등지에 시설된 에어부스에 시설되어, 에어부스의 공압 세정에 의해 다량의 전염성 미생물이나 먼지 등의 오염물질이 혼입된 가스를 재처리함으로써, 가스에 혼입된 전염성 미생물이나 먼지 등의 오염물질을 신속하고 안정되게 제거하는 에어 부스용 가스 재처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로 관공서, 병원, 실험실, 축산 농가 등지에는 방문객의 피부나 의복 등지에는 잔류하는 유해세균 등의 다양한 미생물과 먼지 악취입자 등의 오염물질을 세정하거나 살균, 소독하는 다양한 소독 또는 세정장치들이 시설되고 있다. 특히, 최근 가축성 전염병인 구제역이 전국 전역에 창궐함에 따라, 이러한 세정장치들의 필요성이 더욱 부각되고 있다.
대표적인 소독 또는 세정장치에는, 살균 소독액을 직접 방문객에게 미립되게 분사하여 살균 소독액을 통해 방문객의 의복이나 피부에 부착된 오염물질을 살균 소독하는 분무 세정형태와, 밀폐된 부스 내에 가스를 고압으로 토출시켜 가스를 통해 오염물질을 세정하는 공압 세정형태가 있다.
여기서, 후자인 공압 세정형태는 방문객에게 살균 소독액을 직접 분사하지 아니하는 관계로, 전자와 달리 살균 소독액에 의한 잔류감이나 이물감의 발생이 없고, 단 시간에 방문객의 피부나 의복에 잔류된 오염물질을 제거할 수 있는 이점을 갖고, 또 구조가 간단하여 이동식 등 간이 형태로 제작되어서 관공서나, 병원, 실험실, 축산 농가 등지에 간편하고 신속한 시설이 가능한 이점도 갖는다.
그런데, 방문객의 피부나 의복에 잔류된 오염물질을 제거하여 배출되는 가스는 유해세균 등의 다양한 미생물과 먼지 악취입자 등의 오염물질을 혼입하고 있는 관계로, 오염물질의 제거과정 없이 이를 대기 중에 방출시키면 인근에 위치한 사람이나 가축들이 다량의 오염물질에 노출되고, 또 에어부스 내로 재투입 하면 추후 방문객이 다량의 오염물질에 직접 노출되는 문제점이 야기되므로, 안정된 세정이나 방역효과를 기대하기 어렵고, 오히려 방문객의 세정을 위해 토출되는 고압의 공기가 각종 전염병의 2차 오염의 매개체로 작용할 수도 있다.
이를 해소하기 위해 당 분야에서는 에어부스에, 에어세정을 마친 가스에 물을 미립되게 분무하는 가스 재처리 장치를 시설하여, 가스에 물을 미립되게 분무하는 수처리를 통해 가스에 혼입된 오염물질을 제거하고 있으나, 이러한 수처리를 통해서는 가스에 포함된 다량의 오염물질을 안정되게 제거하지 못하는 한계성을 갖고, 또 수처리 방식의 가스 처리장치는 연속적인 물의 공급이 요구되고 부피가 비대하여 이동이 어려운 관계로, 간이 에어부스용으로는 적합하지 아니하다.
따라서, 당 분야에서는 이동이 용이한 간이 에어 부스에서 배출된 가스에 혼입되어진 다량의 오염물질을 신속하고 안정되게 제거할 수 있는 개량된 형태의 에어 부스용 가스 재처리 장치의 개발 및 보급이 요구되고 있는 실정이다.
상기한 요구에 의해 안출된 본 발명의 목적은, 에어부스에서 회수된 가스를 재처리 하여, 가스에 혼입된 유해세균 등의 다양한 미생물과 분진 악취입자 등의 오염물질을 산화 분해, 및 흡착을 반복적으로 교번하여 가스의 안정된 청결상태를 유지시키고, 산화 분해를 촉진하기 위해 투입된 오존의 안정적인 제거를 도모하여 잔류 오존이 에어부스 또는 대기 중으로 방출되는 것을 억제하도록 한 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치를 제공함에 있다.
상기한 목적은, 본 발명에서 제공되는 하기 구성에 의해 달성된다.
본 발명에 따른 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치는,
가스를 토출하여 오염물질을 공압 세정하는 간이 에어 부스에 설치되어, 세정공간으로부터 회수되는 가스의 오염물질을 제거하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치에 있어서,
흡기로와 배기로가 형성된 터널형 함체와; 에어 부스에서 회수된 가스를 흡기로를 통해 터널형 함체 내로 유입 및 통과시켜 배기로로 강제 배출하는 송풍기를 포함하여 구성되며, 상기 터널형 함체 내에는 흡기로를 통해 유입되는 가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생모듈을 포함하여 구성된 전처리부와; 아크 발생기에서 생성되는 글라이딩 아크를 통해 플라즈마 활성입자와 자외선을 생성하는 플라즈마 반응층과, 상기 플라즈마 반응층에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층을 통해 전처리부에서 유입되어진 오존이 혼입된 가스를 산화/분해하여 오염물질을 제거하는 주처리부; 및 상기 주처리부를 통과하면서 미처리된 가스의 잔류 오존을 제거하는 후처리부가 순차 배치되는 한편, 상기 후처리부는 광촉매망을 통해 자외선 램프의 외측을 감싼 형태의 자외선 발생모듈과, 오존 분해 촉매필터와 잔류 오염물질 분해 촉매필터가 적층된 흡착 촉매 필터층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 후처리부에는 가스에 방향족 탄화수소를 투입시켜, 방향족 탄화 수소를 통해 가스에 혼입된 잔류 오존을 분해하는 방향족 탄화수소 분무모듈이 부가된다.
보다 바람직하게는, 상기 아크 발생기는 전방에 유입구가 형성되고 후방에 배기구가 형성된 방전관와; 상기 방전관의 중공에 경사면을 갖는 둘 이상의 방전극을 이격되게 배치한 아크 생성부와; 상기 방전관의 중공에 수용되게 설치되어 아크 생성부의 외측을 감싸는 유도부재를 포함하여 구성되고,
상기 유도부재는 측벽에 복수의 주배기공들이 형성된 망상몸체로, 후방에는 방전관의 유입구와 연통하는 유입구가 형성되고 전방에는 유입구를 통해 유입된 가스 중 일부를 배출하는 유도 배기공이 형성되어서, 상기 유입구를 통해 아크 생성부로 유입된 가스 중, 일부 가스는 전방으로 직진 이송하여 전방에 형성된 유도 배기공으로 배출되면서 방전극 사이에 생성된 아크를 전방으로 글라이딩시켜 글라이딩 아크를 생성하고, 나머지 가스는 아크 생성부를 순환한 다음 측부로 진행방향을 전환하여 주배기공으로 배출되도록 구성한다.
그리고, 상기 아크 발생기들은 카트리지 본체에 배설되어 플라즈마 필터 카트리지를 형성하고, 터널형 함체 내에 형성된 카트리지 장입부에 각각 진입하여 플라즈마 반응층을 형성하도록 구성된다.
또한, 상기 방전관의 후방에는 아크 생성부의 외측으로 통과하는 가스를 글라이딩 아크가 생성되는 아크 생성부 내로 유도하여 이송하는 가스 유도편이 배치된다.
전술한 바와 같이 본 발명에서는, 터널형 함체 내에 전처리부와 주처리부 및 후처리부를 순차적으로 배치함에 있어, 상기 주처리부에 복수의 아크 발생기를 갖는 플라즈마 반응층과, 광촉매 필터를 갖는 광촉매 필터층이 상호 교번되게 적층시켜, 터널형 함체 내로 유입된 가스가 플라즈마 반응층의 각 아크 발생기와 광촉매 필터층을 반복적으로 통과하도록 하고 있다.
이에 따라, 상기 주처리부에 통과하는 가스는 전자, 이온, 활성원자, 분자, 자외선, OH 라디컬을 포함하는 각종 플라즈마 반응입자에 의해 오염물질이 산화/분해작용에 의해 탈취 및 살균하여 배출될 수 있고, 또 상기 플라즈마 반응층의 아크 발생기는 가스에 혼입된 오존과 반응하여 OH 라디컬을 생성하는 자외선을 생성하므로, 주처리부에 오존의 분해를 위한 별도의 자외선 램프를 배치하는 것이 불필요하다.
그리고, 각 플라즈마 반응층의 아크 발생기에는 유도부재가 배치되어, 가스가 아크 생성부에 체류 및 순환하면서 산화/분해되므로, 글라이딩 아크를 통한 가스에 포함된 오염물질의 안정적인 제거가 가능하고, 또 플라즈마 반응층과, 광촉매 필터층을 포함하는 각 필터층은 카트리지 구조로 터널형 함체 내에 형성되므로, 유지보수에 따른 신속성과 편리성을 갖는다.
특히, 후처리부는 자외선 램프를 광촉매망이 감싼 형태의 고효율의 자외선 발생모듈과, 오존 분해 촉매필터와 오염물질 분해 촉매필터를 포함하는 다단의 필터층, 및 탄화수소 분사모듈에 의해, 허용 기준치 보다 낮은 농도로 잔류 오존과 각종 오염물질의 처리가 가능하다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스에 본 실시예에 따른 가스 재처리 장치를 시설한 시공상태를 보여주는 것이고,
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치의 세부 구성과, 가스의 재처리 과정을 보여주는 것이고,
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치에 있어, 아크 발생기의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이다.
도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치의 세부 구성과, 가스의 재처리 과정을 보여주는 것이고,
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치에 있어, 아크 발생기의 세부 구성 및 작용상태를 보여주는 것이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치를 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스에 본 실시예에 따른 가스 재처리 장치를 시설한 시공상태를 보여주는 것이고, 도 2는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치의 세부 구성과, 가스의 재처리 과정을 보여주는 것이다.
본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치(1)는, 도 1에서 보는 바와 같이 간이 에어 부스(100)의 세정공간(110)으로부터 회수되는 가스의 오염물질을 제거하는 것으로, 상기 가스에는 통상 분진, 기체 상태의 유해 무기물, 휘발성 유기 화합물, 및 세균 등의 각종 오염물질이 다량 잔류한다.
그리고, 상기 간이 에어부스(100)에서 회수된 가스의 오염물질을 제거하는 본 고안은, 도 2에서 보는 바와 같이 흡기로(11a)와 배기로(11b)가 형성된 터널형 함체(10)와; 상기 흡입로(11a)를 통해 터널형 함체(10) 내로 가스를 유입시켜 배기로(11b)를 통해 강제 배출하는 송풍기(12)를 포함한다.
상기 터널형 함체(10) 내에는, 에어부스(100)의 세정공간에서 회수된 가스의 오염물질을 제거하는 전처리부(20)와 주처리부(30) 및 후처리부(40)가 각각 순차적으로 배치되며, 간이 에어부스(100)에서 터널형 함체(10) 내로 회수된 가스는 이들 각 처리부(20, 30, 40)를 순차적으로 통과하면서 오염물질이 제거되어 안정된 청결상태를 확보한다.
그리고, 각 처리부(20, 30, 40)를 통과하면서 재 처리된 가스는 대기 중으로 방출할 수도 있지만, 본 실시예에서는 도 1과 같이 배기로(11b)를 따라 배출되는 재 처리된 가스를 간이 에어부스(100) 내로 재 투입시켜 공압 세정에 재 사용하도록 하고 있다.
한편, 상기 전처리부(20)는 흡기로(11a)를 통해 유입되는 가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생모듈(21)과, 가스에 혼입된 유/수분 및 입자가 큰 분진을 제거하는 디미스터 필터(22)를 포함하여 구성되어, 흡기로(11a)를 통해 회수하여 유입된 가스는 오존 발생모듈(21)에 의해 다량의 오존이 혼입되는 한편, 디미스터 필터(22)를 통과하면서 유/수분 및 분진 등이 여과된다.
그리고, 상기 오존 발생모듈(21)을 통해 유입된 오존 중 일부는 전처리부(20)를 통한 여과과정 중에 가스에 포함된 일부의 오염물질과 직접 산화 반응하고, 나머지는 가스에 혼입된 상태로 주처리부(30)로 유입되어 후술되는 플라즈마 반응층(31)과, 광촉매 필터층(33)을 통과하면서 오존 보다 훨씬 강력한 산화력을 갖지만 수명이 매우 짧은(예: 만분의 1초 이하) 플라즈마 반응 입자 (산소 원자, OH 라디컬)로 전환되어서, 가스에 혼입된 오염물질과 순간적으로 반응하여 무해 또는 무취한 물질로 전환된다.
그리고, 직접 오염물질 제거에 사용되지 않은 수명이 짧은 플라즈마 반응 산소 입자들은 주위의 산소, 질소 분자들과 충돌 반응해서 수명이 긴 오존, 수소 산화물, 질소 산화물로 전환되어 후술되는 후처리부(40)의 자외선 발생모듈(41)과, 후처리 촉매필터층(42), 방향족 탄화수소 분무모듈(43)을 통과하면서 이들 유해 물질들은 오존, 수소 산화물, 질소 산화물에 의해 추가로 산화 분해된다.
한편, 상기 주처리부(30)에는 도 1과 도 2에서 보는 바와 같이 글라이딩 아크방전을 통해 고에너지 전자(1-5 eV, 1 eV=전자 온도 11,500 도 K)와, 자외선을 발생시키는 플라즈마 반응층(31)과, 상기 플라즈마 반응층(31)에서 생성된 자외선에 의해 OH 라디컬 및 플라즈마 활성반응입자를 생성시키는 광촉매 필터층(33)이 각각 배치된다.
여기서, 상기 플라즈마 반응층(31)에서 생성되는 고에너지 전자는 가스에 포함된 수분 및 공기와 충돌하면서 활성 탄화수소, 활성산소, 활성수소, 활성질소, 오존, OH 라디컬, 과산화수소 및 NOx 등 플라즈마 활성 입자를 다량 생산하고, 글라이딩 아크방전에서 방출되는 600- 900의 열과 다량의 자외선에 의해 광촉매 필터층(33)은 오염물질을 분해하는 활성 산소 원자를 생성하여 이들 생성물과 가스에 포함된 오염물질 사이의 산화/환원 반응을 통해 가스에 포함된 오염물질을 분해한다.
본 실시예에서는 이러한 복수의 플라즈마 반응층(31)과 복수의 광촉매 필터층(33)을 터널형 함체(10) 내에 다단으로 교번하여 적층시켜, 전처리부(20)를 통과한 가스가 교번하여 적층된 플라즈마 반응층(31)과 광촉매 필터층(33)을 순차적으로 통과하면서 오염물질이 반복하여 제거되도록 함으로써, 오염물질의 제거에 따른 향상된 효율성을 갖도록 하고 있다.
상기 광촉매 필터층(33)은, 여과공(33b-a)들이 형성된 담체에 TiO2를 코팅한 광촉매 필터(33b)를 포함하여 구성되고, 상기 플라즈마 반응층(31)은 후방에 유입구(32a-a)가 형성되고 전방에 배기구(32a-b)가 형성된 방전관(32a)의 중공에, 둘 이상의 방전극(32b-a)이 이격되게 배치된 형태의 아크 생성부(32b)를 수용시켜, 이들 방전극(32b-a) 사이의 아크 방전을 통해 플라즈마 활성 반응입자와 자외선을 생성하는 복수의 아크 발생기(32)들이 배치된 형태로 구성된다.
본 실시예에서는 총 4개의 아크 발생기(32)를 배치한 플라즈마 반응층(31)과, 광촉매 필터(33b)를 포함하여 구성된 광촉매 필터층(33)을 터널형 함체(10) 내에 교번되게 다단으로 적층시킨 형태의 주처리부(30)를 형성하고 있다.
이와 같이 복수의 플라즈마 반응층(31)과 광촉매 필터층(33)을 터널형 함체(10) 내에 다단으로 교번되게 적층시키면, 가스에 포함된 오염물질들은 플라즈마 반응층(31) 및 광촉매 필터층(33)을 순차 통과하면서 반복적으로 여과되므로, 가스에 포함된 오염물질의 보다 안정적인 제거가 가능하다.
그리고, 본 실시예에서는 상기 아크 발생기(32)들을 터널형 함체(10) 내에 직접 고정하여 플라즈마 반응층(31)을 터널형 함체(10)에 일체로 형성하지 아니하고, 복수의 아크 발생기(32)들을 카트리지 본체(31a)에 고정하여 플라즈마 반응 카트리지(31')를 형성하고, 이 플라즈마 반응 카트리지(31')를 터널형 함체(10) 내에 형성된 카트리지 장입부(11c)에 진입시켜 터널형 함체(10) 내에, 복수의 아크 발생기(32)를 갖는 플라즈마 반응층(31)을 형성하고 있다.
그리고, 상기 광촉매 필터층(33)도 마찬가지로, 카트리지 본체(33a)에 하나 이상의 광촉매 필터(33b)를 배치하여 광촉매 필터카트리지(33')를 형성하고, 이 광촉매 필터카트리지(33')를 터널형 함체(10) 내에 형성된 카트리지 장입부(11c)에 각각 진입시켜 광촉매 필터층(33)을 형성하도록 하고 있다.
이와 같이 터널형 함체(10) 내에 플라즈마 반응층(31)과 광촉매 필터층(33)을 각 카트리지(31',33')를 통해 형성하면, 추후 아크 발생기(32)의 방전극(32b-a)의 교체나, 광촉매 필터(33b)의 청소를 포함하는 플라즈마 반응층(31)과 광촉매 필터층(33)의 신속하고 간편한 유지 보수가 가능한 이점을 갖게 된다. 물론, 전처리부(20)의 디미스터 필터(22)도 카트리지 형태 제작되어 터널형 함체(10)에 장입하여 설치될 수 있다.
도 3과 도 4는 본 발명에서 바람직한 실시예로 제안하고 있는 간이 에어부스용 가스 재처리 장치에 있어, 아크 발생기의 전체 구성 및 작용상태를 보여주는 것으로, 본 실시예에서는 상기 플라즈마 반응층(31)에 개량된 아크 발생기(32)들을 배치하여, 이들 아크 발생기(32)에 의해 가스가 아크 생성부(33b)에 체류 및 순환하면서 혼입된 다량의 오염물질이 산화 분해되도록 하고 있다.
상기 아크 발생기(32)는, 도 3과 도 4에서 보는 바와 같이 전방에 유입구(32a-a)가 형성되고 후방에 배기구(32a-b)가 형성된 방전관(32a)과; 상기 방전관(32a)의 중공에 경사면을 갖는 둘 이상의 방전극(32b-a)을 이격되게 배치한 아크 생성부(32b)를 포함하여 구성된다.
도면을 보면 상기 방전극(32b-a)은, 애자(32d)를 통해 방전관(32a)의 천공(32a-c)에 단자부를 절연구조로 고정하여, 각 방전극(32b-a)은 전원 공급장치(31b)에서 인가되는 고전압의 전류를 방전관(32a)의 외부에 노출된 단자부를 통해 인가받아 글라이딩 아크를 생성한다.
그리고, 상기 방전관(32a)의 후방에는 아크 생성부(32b)의 외측으로 이송되는 가스의 이송을 방해하여 글라이딩 아크가 생성되는 아크 생성부(32b) 내로 유도하여 이송하는 가스 유도편(32e)이 배치된다.
따라서, 상기 아크 생성부(32b)의 외측으로 이송되는 가스는 가스 유도편(32e)에 의해 아크 생성부(32b) 내로 유도하여 유입되므로, 아크 생성부(32b)를 통과하면서 오염물질의 안정적인 제거가 이룩된다.
그리고, 각 방전극(32b-a) 사이는 유입구(32a-a)가 형성된 후방에서 배기구(32a-b)가 형성된 전방으로 갈수록 점진적으로 간격이 넓어지는 형태로 구성되며, 이에 따라 상기 방전극(32b-a) 사이에 고전압의 전류가 방전되어 아크가 생성되면, 이 아크는 유입구(32a-a)를 통해 후방에서 전방으로 강제 이송되는 가스에 의해 후방에서 전방으로 반복적으로 글라이딩되어 넓은 면적의 글라이딩 아크영역을 형성한다.
이때, 상기 방전극(32b-a)의 사이의 최단 간극거리는 0.2mm 이상이고 최장 간극거리는 0.5 내지 2.0mm의 범위로 설정되며, 또 방전극의 두께는 0.5 내지 4.0mm의 범위로 설정되는데, 이러한 방전극 사이의 간극거리와 두께는 인가되는 전압이나 전류, 주파수 등의 고전압 조건, 아크 발생을 억제하는 세라믹, 고온용 고분자 합성물질(polymer composite)로 제작된 절연 연결 피팅에 따라 변경된다.
그리고, 본 실시예에서는 이러한 아크 발생기(32)를 구현함에 있어, 상기 방전관(32a)의 중공에 수용되게 설치되어 아크 생성부(32b)의 외측을 감싸는 유도부재(32c)를 부가하여, 이 유도부재(32c)에 의해 아크 생성부(32b)에 가스가 체류 및 순환하면서 오염물질이 안정되게 제거되도록 한다.
여기서, 상기 유도부재(32c)는 측벽에 복수의 주배기공(32c-a)들이 형성된 망상몸체로 구성되며, 후방에는 방전관(32a)의 유입구(32a-a)와 연통하는 유입구(32c-b )가 형성되고 전방에는 유입구(32c-b)를 통해 유입된 가스를 일부 배출시켜, 방전극(32b-a) 사이에 생성된 아크의 글라이딩을 도모하는 유도 배기공(32c-c)이 형성된 형태로 구성된다.
본 실시예에 따르면, 상기 유도부재(32c)의 주배기공(32c-a)을 나선형으로 제작하거나, 주배기공을 후방으로 경사지게 천공하여 형성하면, 주배기공을 통해 배출되는 가스는 와류를 형성하면서 신속히 배출되므로, 아크 생성부를 통과하여 오염물질이 분해된 가스의 신속한 배출이 이룩될 수 있다.
따라서, 상기 유도부재(32c)의 유입구(32c-b)를 통해 아크 생성부(32b) 내로 유입된 가스 중, 일부는 전방에 형성된 유도 배기공(32c-c)으로 배출되면서 방전극(32b-a) 사이에 생성된 아크를 전방으로 글라이딩하여 글라이딩 아크를 생성하고, 나머지는 아크 생성부(32b)를 순환한 다음 측벽에 형성된 주배기공(32c-a)을 통해 측부로 배출된 다음, 방전관(32a)의 배기구(32a-b)를 따라 전방으로 배출된다.
그리하여, 본 실시예에 따른 아크 발생기(32)는 유도부재(32c)에 의해 유입구(32c-b)를 통해 후방에서 유입된 모든 가스가 전방으로 배출되지 아니하고, 아크 생성부(32b)에 가스가 체류 및 순환하면서 오염물질이 안정되게 제거된 다음, 측벽에 형성된 주배기공(32c-a)을 통해 배출되므로, 오염물질의 제거에 따른 보다 향상된 효율성을 갖는다.
그런데, 상기 다단으로 교번하여 적층된 플라즈마 반응층(31)들과 광촉매 필터층(33)들을 순차적으로 통과하면서 배출되는 가스에는 오존과, 미세먼지와 수용성 중간 산화 부산 생성물을 포함하는 미처리된 오염물질들이 잔류할 수 있다.
특히, 본 실시예에서는 재 처리된 가스를 간이 에어 부스(100)의 세정공간에 재 투입시켜 세정에 재 사용하는 관계로, 미 분해된 잔류 오존을 완전히 제거하지 아니한 가스를 간이 에어 부스(100)에 투입하면 잔류 오존 자체의 독성에 의해 방문객의 건강을 해칠 수도 있다.
이를 고려하여 본 실시예에서는 후처리부(40)를, 주처리부(30)를 통과한 가스에 잔류하는 오존을 안정되게 분해하고, 미세먼지와 수용성 중간 산화 부산 생성물 및 미처리된 오염물질들을 안정되게 제거하는 자외선 발생모듈(41)과, 후처리 촉매필터층(42), 및 방향족 탄화수소 분무모듈(43)로 구성된다.
여기서, 상기 자외선 발생모듈(41)은 자외선 램프(41a)의 외측에 표면에 광촉매층이 형성된 광촉매망(41b)을 배치하여 자외선 램프(41)의 외측이 광촉매망(41b)에 의해 감싸진 형태로 구성되며, 후처리부(40)의 자외선 발생모듈(41)이 위치되는 터널형 함체(10)의 내벽에 광촉매로 코팅 처리하는 것이 바람직하다.
그리고, 상기 방향족 탄화수소 분무모듈(43)을 통해 분사되는 방향족 탄화수소로는 우수한 살균력을 갖는 피톤치드나 향수에 사용되는 터펜 계열의 물질 등이 채택될 수 있다.
또한, 상기 후처리 촉매필터층(42)은 분리하여 형성되는 오존 분해 촉매필터(42a)와 잔류 오염물질 분해 촉매필터(42b)를 포함하여 구성된다.
본 실시예에서는, 이러한 후처리 촉매필터층(42)을 주처리부의 플라즈마 생성부(31)와 광촉매 필터층(33)과 마찬가지로, 카트리지 본체(42c)에 오존 분해 촉매필터(42a)와 잔류 오염물질 분해 촉매필터(42b)를 고정하여 후처리 필터 카트리지(42')를 형성하고, 이 후처리 필터카트리지(42')를 터널형 함체(10)에 형성된 카트리지 장입부(11c)에 설치하여 후처리 촉매필터층(42)을 형성하도록 함으로써, 추후 유지보수에 따른 편리성을 갖도록 하고 있다.
그리고, 이들 각 촉매필터(42a, 42b)의 담체로는 코디에라이트 세라믹, Porous 섬유, 금속재질이 사용되고, 상기 오존 분해 촉매필터의 촉매로는 주로 5 내지 50%의 이산화망간, 구리, 코발트 산화물, 또는 이산화망간/구리산화물을 주성분으로 하는 금속 산화물이 채택될 수 있고, 잔류 오염가스 분해 촉매필터의 촉매로는 Graphite, Zeolite 또는 실리카-알루미나 촉매, 고가금속(Pt, Au, Ag) 및 저가금속(Ti, Sn, W)을 함유하는 산화물 촉매들이 채택될 수 있다.
따라서, 본 실시예에 따른 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치(1)는 송풍기(12)의 송풍작용에 의해 간이 에어부스(100)에서 세정을 마친 가스가 회수하여 전처리부(20)로 유입되면, 이 가스에는 오존 발생모듈(21)에 의해 오존이 혼입됨과 동시에, 디미스터 필터(42)에 의해 유/수분 및 입자가 큰 분진이 여과된다.
이후, 상기 전처리 과정을 마친 가스는 주처리부(30)에 다단으로 교번하여 형성된 플라즈마 반응층(31)들의 각 아크 발생기(32)와, 광촉매 필터층(33)을 순차적으로 통과하면서, 이들 플라즈마 반응층(31)과 광촉매 필터층(33)에서 생성되는 활성입자(O, N, C, H 등의 결합이온), OH, HO2, NO2 라디컬에 의해 각종 오염물질이 산화 분해된다.
그리고, 가스에 포함된 잔류 오존은 후처리부(40)에 배치되는 자외선 램프(41a)를 광촉매망(41b)이 감싼 형태의 자외선 발생모듈(41)을 통과하면서 대부분 제거되고, 미 분해된 소량의 잔류 오존과, 미세먼지와 수용성 중간 산화부산 생성물들을 포함하는 미처리된 오염물질들은 후처리 촉매필터층(42)과 방향족 탄화수소 분무모듈(43)을 순차적으로 통과하면서 기준치 이하로 제거되고, 최종적으로 배기로(11b)를 통해 대기로 방출되거나 에어부스(100)로 재 유입되어 방문객의 세정에 재 사용된다.
1. 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치
10. 터널형 함체
11a. 흡기로 11b. 배기로
11c. 카트리지 장입부 12. 송풍기
20. 전처리부
21. 오존 발생모듈 22. 디미스터
30. 주처리부
31. 플라즈마 반응층 31'. 플라즈마 반응카트리지
31a. 카트리지 본체 31b. 전류 공급유닛
32. 아크 발생기
32a. 방전관 32a-a. 유입구
32a-b. 배기구 32a-c. 천공
32b. 아크 생성부 32b-a. 방전극
32c. 유도부재 32c-a. 주배기공
32c-b. 유입구 32c-c. 유도 배기공
32d. 애자 32e. 가스 유도편
33. 광촉매 필터층 33'. 광촉매 필터카트리지
33a. 카트리지 본체 33b. 광촉매 필터 33b-a. 여과공
40. 후처리부 41. 자외선 발생모듈
41a. 자외선 램프 41b. 광촉매망
42. 후처리 촉매필터층 42a. 오존 분해 촉매필터
42b. 잔류 오염물질 분해 촉매필터 42c. 카트리지 본체
43. 방향족 탄화수소 분무모듈
10. 터널형 함체
11a. 흡기로 11b. 배기로
11c. 카트리지 장입부 12. 송풍기
20. 전처리부
21. 오존 발생모듈 22. 디미스터
30. 주처리부
31. 플라즈마 반응층 31'. 플라즈마 반응카트리지
31a. 카트리지 본체 31b. 전류 공급유닛
32. 아크 발생기
32a. 방전관 32a-a. 유입구
32a-b. 배기구 32a-c. 천공
32b. 아크 생성부 32b-a. 방전극
32c. 유도부재 32c-a. 주배기공
32c-b. 유입구 32c-c. 유도 배기공
32d. 애자 32e. 가스 유도편
33. 광촉매 필터층 33'. 광촉매 필터카트리지
33a. 카트리지 본체 33b. 광촉매 필터 33b-a. 여과공
40. 후처리부 41. 자외선 발생모듈
41a. 자외선 램프 41b. 광촉매망
42. 후처리 촉매필터층 42a. 오존 분해 촉매필터
42b. 잔류 오염물질 분해 촉매필터 42c. 카트리지 본체
43. 방향족 탄화수소 분무모듈
Claims (6)
- 가스를 토출하여 오염물질을 공압 세정하는 간이 에어 부스에 설치되어, 세정공간으로부터 회수되는 가스의 오염물질을 제거하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치에 있어서,
흡기로와 배기로가 형성된 터널형 함체와; 에어 부스에서 회수된 가스를 흡기로를 통해 터널형 함체 내로 유입 및 통과시켜 배기로로 강제 배출하는 송풍기를 포함하여 구성되며, 상기 터널형 함체 내에는 흡기로를 통해 유입되는 가스에 오존을 혼입시키는 오존 발생모듈을 포함하여 구성된 전처리부와; 아크 발생기에서 생성되는 글라이딩 아크를 통해 플라즈마 활성입자와 자외선을 생성하는 플라즈마 반응층과, 상기 플라즈마 반응층에서 발산되는 자외선에 의해 활성 산소 원자를 생성하는 광촉매 필터층을 통해 전처리부에서 유입되어진 오존이 혼입된 가스를 산화/분해하여 오염물질을 제거하는 주처리부; 및 상기 주처리부를 통과하면서 미처리된 가스의 잔류 오존을 제거하는 후처리부가 순차 배치되는 한편, 상기 후처리부는 광촉매망을 통해 자외선 램프의 외측을 감싼 형태의 자외선 발생모듈과, 오존 분해 촉매필터와 잔류 오염물질 분해 촉매필터가 적층된 흡착 촉매 필터층을 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치. - 제 1항에 있어서, 상기 후처리부에는 가스에 방향족 탄화수소를 투입시켜, 방향족 탄화 수소를 통해 가스에 혼입된 잔류 오존을 분해하는 방향족 탄화수소 분무모듈이 부가된 것을 특징으로 하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치.
- 제 1항에 있어서, 상기 복수의 아크 발생기들이 배치된 플라즈마 반응층과 광촉매 필터가 배치된 광촉매 필터층은, 터널형 함체 내에 다단으로 교번하여 적층되어 주처리부를 형성한 것을 특징으로 하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 아크 발생기는 전방에 유입구가 형성되고 후방에 배기구가 형성된 방전관와; 상기 방전관의 중공에 경사면을 갖는 둘 이상의 방전극을 이격되게 배치한 아크 생성부와; 상기 방전관의 중공에 수용되게 설치되어 아크 생성부의 외측을 감싸는 유도부재를 포함하여 구성되고, 상기 유도부재는, 측벽에 복수의 주배기공들이 형성된 망상몸체로, 후방에는 방전관의 유입구와 연통하는 유입구가 형성되고 전방에는 유입구를 통해 유입된 가스 중 일부를 배출하는 유도 배기공이 형성되어서, 상기 유입구를 통해 아크 생성부로 유입된 가스 중, 일부 가스는 전방으로 직진 이송하여 전방에 형성된 유도 배기공으로 배출되면서 방전극 사이에 생성된 아크를 전방으로 글라이딩시켜 글라이딩 아크를 생성하고, 나머지 가스는 아크 생성부를 순환한 다음 측부로 진행방향을 전환하여 주배기공으로 배출되도록 구성한 것을 특징으로 하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 아크 발생기들은 카트리지 본체에 배설되어 플라즈마 필터 카트리지를 형성하고, 터널형 함체 내에 형성된 카트리지 장입부에 각각 진입하여 플라즈마 반응층을 형성하도록 구성된 것을 특징으로 하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치.
- 제 3항에 있어서, 상기 방전관의 후방에는 아크 생성부의 외측으로 통과하는 가스를 글라이딩 아크가 생성되는 아크 생성부 내로 유도하여 이송하는 가스 유도편이 배치된 것을 특징으로 하는 간이 에어 부스용 가스 재처리 장치.
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2011
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