KR20140030124A

KR20140030124A - 원하지 않는 성분들로부터 공기를 정화하고 그 성분들을 제거하기 위한 장치 및 방법

Info

Publication number: KR20140030124A
Application number: KR1020137018181A
Authority: KR
Inventors: 베이코 일마리 일마스티
Original assignee: 아비 테크놀로지스 리미티드
Priority date: 2011-01-12
Filing date: 2011-07-14
Publication date: 2014-03-11
Also published as: SG191170A1; HK1177607A1; CA2823669C; IL227446A; MY166128A; FI123025B; LT2663403T; CY1122890T1; AU2011355199A1; EP2663403B1; PL2663403T3; MX347409B; CN102791381A; GEP20156279B; CU20130097A7; EA201391022A1; WO2012095549A1; PT2663403T; US20130269518A1; IL227446A0

Abstract

본 발명은 원하지 않는 가스 및 입자로부터, 예컨대, 원자력 발전소의 경우에는 방사선 입자 및 가스상 요오드부터, 공기를 정화할 뿐만 아니라, 공기로부터 미생물을 박멸하고 제거하기 위한 장치에 관한 것이다. 상기 장치는 정화하고자 하는 공기가 통과하도록 배열된 복수의 챔버로 구성된다. 구조적으로 접지된 정화 챔버 내에서, 이온화된 공기(1)는, 예컨대, 과산화수소(6)에 의해 그리고 오존을 발생시키기 위해 이온화 전압 수준을 증대시킴으로써 산화될 수 있는 워터 더스트 또는 수증기로 도입되고, 수집면(9)으로 토출되는 연속적인 이온 제트를 생성하며 고전압으로 작동하는 이온 블래스트 팁(8)으로 더 도입되고, 연속적인 이온 제트는 수집면으로부터 액적 및 입자 물질과 이들에 연결된 가스상 성분을 모두 제거한다. 정화하고자 하는 공기의 체적은 정화 장치의 형상과 체적을 결정한다. 사용시, 섬유 여과에 비해 에너지도 상당히 절감된다.

Description

원하지 않는 성분들로부터 공기를 정화하고 그 성분들을 제거하기 위한 장치 및 방법{DEVICE AND METHOD FOR PURIFYING AIR FROM NON-DESIRED COMPONENTS AND FOR ELIMINATING SUCH COMPONENTS}

본 발명은 원하지 않는 가스, 미생물, 액적, 나노 사이즈 이상의 입자로부터 공기를 정화하기 위한 공기 정화 장치에 관한 것으로, 상기 공기 정화 장치는 정화하고자 하는 공기가 통과하도록 배열된 정화 챔버로서, 정화하고자 하는 공기가 워터 더스트(water dust) 또는 수증기를 통과하도록 배열된 구역을 가진 정화 챔버와, 수집면을 향하여 배열된 이온 블래스트 팁을 가진 이온 블래스트 챔버를 포함하고, 이에 따라, 정화하고자 하는 공기에 포함된 액적 또는 입자 물질이 상기 이온 블래스트 팁으로부터 토출되는 이온 제트를 통과하면서 접지되어 있는 상기 수집면에 충돌하게 되고, 정화된 공기가 정화 챔버로부터 배출됨과 동시에, 상기 수집면에 수집된 질량체(mass)가 정화 챔버의 바닥으로 흘러내린 다음 그 바닥으로부터 배출구로 흘러내리게 된다.

또한, 본 발명은, 원하지 않는 가스, 미생물, 액적, 나노 사이즈 이상의 입자로부터 공기를 정화하기 위한 공기 정화 방법으로서, 정화하고자 하는 공기를 워터 더스트 또는 수증기 구역을 통과시킨 다음 이온 블래스트 챔버를 통과시키는 단계를 포함하고, 정화하고자 하는 공기에 포함된 액적 또는 입자 물질이 이온 블래스트 팁으로부터 토출되는 이온 제트를 통과하면서 접지되어 있는 수집면에 충돌하게 되고, 정화된 공기가 배출됨과 동시에, 상기 수집면에 수집된 질량체가 정화 챔버의 바닥으로 흘러내린 다음 그 바닥으로부터 배출구로 흘러내리게 되는, 공기 정화 방법에 관한 것이기도 하다.

실습과 실험에 따르면, 1밀리미터 이상의 사이즈를 가진 입자와 아울러, 나노 사이즈의 입자와 증기도 이온 블래스트 기술로 분리할 수 있는 것으로 나타났다. 공지의 방법에서는 냄새와 가스의 분리가 문제가 되었다. 이온 블래스트 기술과 같이 그 자체가 공지된 공기 정화법을 많은 핀란드와 미국 특허에서 찾을 수 있다.

예를 들어, 핀란드 특허 공개 번호 FI-116122호에 대응하는 국제 공개 번호 WO 2005/092510호에는, 공기로부터 바람직하지 않은 가스와 입자를 제거하기 위해 그 자체가 공지된 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이 특허문헌의 1페이지 32행 내지 33행에는 "실험에 따르면, 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의하면 정화하고자 하는 공기로부터 냄새를 효과적으로 제거할 수 있다"라고 기술되어 있다.

다른 예로서, 핀란드 특허 공개 번호 FI-121165호에는 원하지 않는 가스 및 입자로부터 공기를 정화하기 위한 장치 및 방법이 개시되어 있다. 이 공개특허의 2페이지 6행 내지 11행에 기술되어 있는 이 발명에 따른 장치 및 방법의 특징을 영어로 번역하면, "강력한 공기 산화 구역이 정화 챔버의 공기 입구 개구 또는 입구 구역에 제공됨으로써, 예컨대, 과산화수소를 함유한 워터 더스트에 의해 산화가 이루어진다"는 것이다. 냄새의 제거 이외에도, 바이러스, 박테리아, 포자 및 다른 미생물과 같은 마이크로브(microbe)의 박멸과, 수집면 상의 입자 오염과 함께 생물이 없는 질량체의 제거도 산화에 의해 실현될 수 있다. 그러나, 강하고 불쾌한 냄새가 어느 정도까지는 장치를 통과하게 되고, 충분히 강력한 산화제를 사용하는 것이 항상 가능한 것은 아니다.

본 발명의 목적은 이러한 단점을 제거하면서도, 강력한 산화 없이 냄새를 효과적으로 분리할 수 있는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.

이 목적은, 정화하고자 하는 공기가 워터 더스트 또는 수증기 구역을 통과하기 전에, 정화를 위해 도입되는 공기를 이온화시키기 위한 이온화 토출 팁을 가진 이온화 챔버가 정화 챔버의 입구 단부 내에 마련되고, 정화 챔버의 입구에는 정화 챔버의 전기 및 제어 센터에 연결된 가스 센서가 마련되며, 상기 전기 및 제어 센터는 가스 센서로부터의 신호에 기초하여 이온화 전하를 음전하 또는 양전하로 결정하도록 배열된 것을 특징으로 하는 장치 및 방법에 의해 달성된다. 이에 따라, 워터 더스트 구역 앞에 있는 정화 챔버의 입구 구역에서 강력한 공기 이온화가 이루어지고, 가스 센서로부터의 신호에 기초하여, 오존을 원하는 수준으로 발생시키는 전압 수준으로 이온화를 조절할 수도 있다.

가스의 제거와 미생물의 박멸을 강화하기 위해, 워터 더스트 구역의 워터 더스트를 위해 사용되는 물을 과산화수소로 산화시킬 수 있는 것이 바람직하다. 이온화기가 매우 저렴하고 운영비가 매우 낮기 때문에, 가스의 효과적인 제거와, 바이러스, 박테리아, 포자 및 다른 미생물과 같은 마이크로브의 박멸을 워터 더스트의 낮은 산화로 이미 구현할 수 있다.

정화 챔버의 입구에 있는 가스 센서로부터의 신호에 기초하여, 전기 및 제어 센터는 워터 더스트 구역에서 워터 더스트의 산화 수요를 결정할 수도 있다. 워터 더스트 구역에서 워터 더스트의 액적 크기는 20㎛ 이하인 것이 바람직하다.

워터 더스트 대신, 예컨대, +200℃의 온도를 가진 증기가 본 발명에서 사용될 수도 있다.

실험에 따르면, 본 발명에 따른 장치 및 방법에 의해 정화하고자 하는 공기로부터 냄새를 효과적으로 분리할 수 있는 것으로 나타났다. 아울러, 나노 사이즈 이상의 입자가 공기로부터 거의 100% 제거될 것이다.

바람직한 실시예에 따르면, 공기는 정화 챔버로 도입되기 전에 음전하 또는 양전하로 이온화된다. 전기적으로 대전된 공기는, 필요한 경우, 과산화수소 또는 다른 산화제가 혼합될 수 있는 워터 더스트 또는 수증기로 도입된다. 20㎛ 이하의 워터 더스트의 입자 크기가 기능적으로 가장 바람직하다. 이온 블래스트 현상을 발생시키며 고전압으로 작동하는 정화 챔버 내의 팁은 수집면에 대해 수백만개의 이온으로 이루어진 연속적인 제트를 생성하며, 이 제트는 정화하고자 하는 공기로부터 나노 사이즈 이상의 입자, 액적, 마이크로브, 다른 미생물 및 원하지 않는 가스를 제거한다. 이러한 점에서 본 발명의 방법은 전자 필터와 다르기 때문에, 에어로졸의 대전 능력은 중요하지 않다. 수집면에 충돌한 액적들은 연속적으로 세척되어 배출구를 향해 수집면으로부터 하방으로 흘러내린다. 접지된 수집면도 실제 정화 작업을 방해하지 않고 수세식으로 세척될 수 있다.

담체로서 물을 가진 과산화수소는 전세계에서 일반적으로 사용되는 소독제이며, 마이크로브와 미생물을 죽일 수 있다. 과산화수소의 사용은, 다른 산화제를 사용할 경우에는 발생할 수도 있는, 가스 또는 화학적 잔여물의 발생과 같은 문제와 연관되지 않는다.

이하, 첨부도면을 참조하여, 본 발명의 예를 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 일 실시예를 개략적으로 도시하고 있다.

공기 정화 장치는 다음과 같은 사항을 포함한다. 정화하고자 하는 공기(1)가 도입되며, 여러 가지 가스를 센서(2)가 검출한다. 정화하고자 하는 공기는 이온화 토출 팁(4)을 구비한 이온화 챔버(3)로 도입된다. 모든 공기 처리 구역으로부터 배출구 또는 탱크(5)로 물이 제거된다. 구역(6)은 워터 더스트 구역이며, 이 구역 속으로 워터 더스트 또는 이온화된 워터 더스트 또는 수증기가 생성되고, 가장 바람직한 액적의 크기는 20㎛ 이하이다. 이온 블래스트 챔버(7)에서는 이온 블래스트 팁(8)으로부터의 이온 제트가 수집면을 향해 토출되어 접지된 수집면(9)에 충돌하게 된다. 정화 챔버의 바닥은 물을 배출구(5)로 유도한다. 전기 및 제어 센터(10)는 바람직하게는 10㎸ 내지 36㎸인 음의 전압 또는 양의 전압에 의한 제어에 따라 이온화하기 위한 전압 센터와, 이온 블래스트를 위해 바람직하게는 16㎸ 내지 150㎸인 고전압 센터와, 초음파 발진기 또는 다른 더스트 생성 장치를 위한 전류 소오스와, 더스트 장치를 위한 물 공급 자동화기를 포함한다.

본 발명에 따른 장치 및 방법은 공기에 의해 운반되는 냄새, 가스, 마이크로브 및 나노 사이즈 또는 그 이상의 입자를 공기로부터 분리하기 위한 응용예에 적합하다. 본 발명에 따른 방법의 큰 장점은 응용예에 따라 정화되는 공기의 양을 증대시킬 수 있다는 것이다. 본 발명에 따른 장치 및 방법은 가정용 공기 정화뿐만 아니라 주택, 호텔, 공공 건물 또는 공장과 같은 대규모 공간의 공기 정화에도 적합하다. 본 발명에 따른 방법은 원자력 발전소로부터의 공기 토출물에서 방사선 입자 및 가스상 요오드의 분리에 적합하며, 이와 같이 건강에 유해한 오염물질을 거의 100% 정화한다. 본 발명에 따른 방법은 매우 비용 효율적이며, 섬유 여과 방법에 비해, 에너지 소비량이 낮고 운영 및 유지 보수 비용이 낮다.

Claims

원하지 않는 가스, 미생물, 액적, 나노 사이즈 이상의 입자로부터 공기를 정화하기 위한 공기 정화 장치로서, 상기 공기 정화 장치는 정화하고자 하는 공기(1)가 통과하도록 배열된 정화 챔버로서, 정화하고자 하는 공기가 워터 더스트 또는 수증기를 통과하도록 배열된 구역(6)을 가진 정화 챔버와, 수집면(9)을 향하여 배열된 이온 블래스트 팁(8)을 가진 이온 블래스트 챔버(7)를 포함하고, 이에 따라, 정화하고자 하는 공기에 포함된 액적 또는 입자 물질이 상기 이온 블래스트 팁(8)으로부터 토출되는 이온 제트를 통과하면서 접지되어 있는 상기 수집면(9)에 충돌하게 되고, 정화된 공기가 정화 챔버로부터 배출됨과 동시에, 상기 수집면에 수집된 질량체가 정화 챔버의 바닥으로 흘러내린 다음 그 바닥으로부터 배출구(5)로 흘러내리게 되는 공기 정화 장치에 있어서,
정화하고자 하는 공기가 워터 더스트 또는 수증기 구역(6)을 통과하기 전에, 정화를 위해 도입되는 공기(1)를 이온화시키기 위한 이온화 토출 팁(4)을 가진 이온화 챔버(3)가 정화 챔버의 입구 단부 내에 마련되고, 정화 챔버의 입구에는 전기 및 제어 센터(10)에 연결된 가스 센서(2)가 마련되며, 상기 전기 및 제어 센터는 가스 센서로부터의 신호에 기초하여 이온화 전하를 음전하 또는 양전하로 결정하도록 배열된 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제1항에 있어서,
정화하고자 하는 공기(1)를 검출하는 센서는 이온화 전압도 자동으로 제어할 수 있으며, 이에 따라, 필요한 만큼 많은 이온을 발생시킬 수 있는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제2항에 있어서,
상기 장치는 가스상 요오드, 이산화탄소 및 암모니아를 공기로부터 효과적으로 제거하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제2항에 있어서,
워터 더스트 구역(6)의 워터 더스트를 위해 사용되는 물은 가스의 제거와 미생물의 박멸을 강화하기 위해 과산화수소로 산화되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제4항에 있어서,
가스 센서로부터의 신호에 기초하여, 전기 및 제어 센터가 워터 더스트 구역(6)의 워터 더스트의 산화 수요(oxidation demand)를 결정하도록 배열된 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제1항에 있어서,
워터 더스트 구역(6)에서 워터 더스트의 액적 크기는 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
원하지 않는 가스, 미생물, 액적, 나노 사이즈 이상의 입자로부터 공기를 정화하기 위한 공기 정화 방법으로서, 정화하고자 하는 공기(1)를 워터 더스트 또는 수증기 구역(6)을 통과시킨 다음 이온 블래스트 구역(7)을 통과시키는 단계를 포함하고, 정화하고자 하는 공기에 포함된 액적 형상의 물질 또는 입자 물질이 이온 블래스트 팁(8)으로부터 토출되는 이온 제트를 통과하면서 접지되어 있는 수집면(9)에 충돌하게 되고, 정화된 공기가 배출됨과 동시에, 상기 수집면에 수집된 질량체가 정화 챔버의 바닥으로 흘러내린 다음 그 바닥으로부터 배출구(5)로 흘러내리게 되는, 공기 정화 방법에 있어서,
정화를 위해 도입되는 공기(1)가 워터 더스트 또는 수증기 구역(6)을 통과하기 전에, 정화를 위해 도입되는 공기가 이온화됨으로써, 상기 워터 더스트 또는 수증기 구역(6)을 통과하기 전에, 정화를 위해 도입되는 상기 공기가 가스 센서(3)와 접촉하게 되고, 전기 및 제어 센터(10)가 상기 센서로부터의 신호에 기초하여 이온화 전하를 음전하 또는 양전하로 결정하게 되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 방법.
제7항에 있어서,
워터 더스트 구역(6)의 워터 더스트를 위해 사용되는 물은 가스의 제거와 미생물의 박멸을 강화하기 위해 과산화수소로 산화되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 방법.
제8항에 있어서,
가스 센서(2)로부터의 신호에 기초하여, 전기 및 제어 센터(10)가 워터 더스트 구역(6)의 워터 더스트의 산화 수요를 결정하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 방법.
제7항에 있어서,
워터 더스트 구역(6)에서 워터 더스트의 액적 크기는 20㎛ 이하인 것을 특징으로 하는 공기 정화 방법.
제7항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
정화된 공기가 배출되기 전에, 바이러스, 박테리아, 포자, 곰팡이 등과 같은 미생물이 박멸되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 방법.