KR20140100806A

KR20140100806A - 터널 대기 정화장치

Info

Publication number: KR20140100806A
Application number: KR1020130014025A
Authority: KR
Inventors: 홍민선; 박일건; 김범석; 김흥래; 강호근
Original assignee: 아주대학교산학협력단
Priority date: 2013-02-07
Filing date: 2013-02-07
Publication date: 2014-08-18
Also published as: KR101480215B1

Abstract

본 발명은, 터널 내부에 설치되어, 터널 내 공기 중의 습기를 제거하는 제습기, 제습기와 연결되어, 제습기로부터 유입되는 공기 중의 미세먼지를 제거하는 집진기, 집진기와 연결되어, 집진기로부터 유입되는 공기 중 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하는 촉매반응기, 촉매반응기와 연결되어, 촉매반응기로부터 유입되는 공기 중 휘발성유기화합물을 코로나방전을 통해 제거하는 플라즈마반응기, 터널 내부의 공기가 제습기를 통해 유입된 후, 집진기, 촉매반응기, 플라즈마반응기로 순차 이송되도록 흡입력을 발생시키는 송풍기를 포함하는 터널 대기 정화장치를 제공한다.
이와 같이, 터널 대기 정화장치는, 제습기와 집진기를 거쳐 습기와 미세먼지가 제거된 공기가 다시 촉매반응기와 플라즈마반응기를 거치게 된다. 따라서, 터널 외부로 배출되는 공기는 촉매반응기의 촉매반응에 따른 일산화탄소의 제거 및 플라즈마반응기의 코로나 방전에 따른 휘발성유기화합물의 분해 제거가 완료된 상태가 된다.

Description

터널 대기 정화장치{Air cleaner apparatus for construction like tunnel}

본 발명은 터널 대기 정화장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 터널 내 대기 중 수분, 유분, 대기오염물질을 제거하는 터널 대기 정화장치에 관한 것이다.

일반적으로 터널은 교통, 통수 등의 목적으로 산악, 지하 또는 수저 등에 구멍을 뚫어 형성한 상당 크기의 내공 단면을 가지는 갱도를 말한다.

그런데, 터널 안의 공기는 차량 등이 내뿜는 각종 유해물질로 인해 오염되어 있으며, 특히, 산이 많은 산악지대나 고지대의 도로건설시에 필수적으로 시공하게 되는 터널의 경우에는 차량에서 발생되는 매연이나 타이어 분진 등에 의해서 내부공기의 오염도가 상당히 높아지게 된다. 이때, 유해물질로는 미세먼지, 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 휘발성 유기 화합물(VOC_S) 등이 있다.

따라서, 상기 터널에는 상기 유해물질을 상기 터널 내부로부터 제거하여 쾌적한 주행 환경을 만들기 위해, 상기 터널 내부에 제트팬을 설치하여 상기 터널 내부의 공기를 환기시키고 있다. 즉, 상기 터널의 천정부에 차량의 통행방향과 동일하게 송풍방향을 갖는 다수개의 제트팬을 설치하고, 상기 제트팬의 송풍작용에 의해 터널 내부의 오염된 공기를 터널 외부로 방출시키는 방식으로 터널 내부의 환기가 이루어진다.

그러나 이와 같은 종래의 제트팬을 이용한 환기방식은, 터널 내부의 오염된 공기가 처리되지 않은 채, 터널 주변 환경으로 방출됨에 따라 주변 환경의 오염이 필연적으로 수반된다는 문제점이 있다.

본 발명은, 터널 내부의 가스상 및 입자상 대기오염물질을 터널 내부에서 정화시킨 후 배출되게 하는 터널 대기 정화장치를 제공하는데 목적이 있다.

본 발명은, 터널 내부에 설치되어, 상기 터널 내 공기 중의 습기를 제거하는 제습기, 상기 제습기와 연결되어, 상기 제습기로부터 유입되는 상기 공기 중의 미세먼지를 제거하는 집진기, 상기 집진기와 연결되어, 상기 집진기로부터 유입되는 상기 공기 중 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하는 촉매반응기, 상기 촉매반응기와 연결되어, 상기 촉매반응기로부터 유입되는 상기 공기 중 휘발성유기화합물을 코로나방전을 통해 제거하는 플라즈마반응기, 상기 터널 내부의 상기 공기가 상기 제습기를 통해 유입된 후, 상기 집진기, 상기 촉매반응기, 상기 플라즈마반응기로 순차 이송되도록 흡입력을 발생시키는 송풍기를 포함하는 터널 대기 정화장치를 제공한다.

또한, 상기 촉매반응기 내부에는 상온촉매가 마련될 수 있다.

또한, 상기 플라즈마반응기는, 상기 공기가 유입되는 유입구 및 상기 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내측에는 상호 이격되게 한 쌍의 방전전극이 구비되고, 상기 방전전극 사이에는 고유전체가 마련된 본체와, 상기 방전전극과 연결되어, 상기 방전전극으로 전압을 공급하면서 상기 고유전체 상에서 코로나 방전이 발생되게 하는 전원공급부를 포함하며, 상기 고유전체는, 바륨티타네이트 일 수 있다.

또한, 상기 전원공급부와 상기 방전전극 사이에는 슬라이닥스를 연결 구비하며, 상기 슬라이닥스를 통해 상기 방전전극으로 공급되는 전압은 3.3 내지 3.5kV 일 수 있다.

본 발명에 따른 터널 대기 정화장치는, 제습기와 집진기를 거쳐 습기와 미세먼지가 제거된 공기가 다시 촉매반응기와 플라즈마반응기를 거치게 된다. 따라서, 터널 외부로 배출되는 공기는 촉매반응기의 촉매반응에 따른 일산화탄소의 제거 및 플라즈마반응기의 코로나 방전에 따른 휘발성유기화합물의 분해 제거가 완료된 상태가 된다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 대기 정화장치의 개략 구성도이다.
도 2는 도 1에 나타낸 촉매반응기의 개략 구조도이다.
도 3은 도 1에 나타낸 플라즈마반응기의 개략 구조도이다.

이하 첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예들을 상세히 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 터널 대기 정화장치의 개략 구성도이다. 도 1을 참조하면, 일실시예에 따른 상기 터널 대기 정화장치는, 제습기(100), 집진기(200), 촉매반응기(300), 플라즈마반응기(400), 송풍기(500)를 구비하고 있다.

상기 제습기(100)는 터널(도면미도시) 내부의 공기 중 습기를 제거한다. 즉, 상기 제습기(100)는 상기 터널 내부에 설치된 상태로 상기 터널 내부의 공기를 공급받아 습기를 제거한 후 이후 설명될 집진기(200)로 배출 공급되게 한다. 이러한, 상기 제습기(100)는 제습제나 제습필터 또는 가열 방식을 통해 상기 터널 내부의 공기 중 습기를 제거할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 공지의 제습수단을 선택적용 가능함은 물론이다.

이같이, 상기 제습기(100)에서 상기 터널 내부의 공기 중 습기를 제거함으로 인해, 이후 상기 촉매반응기(300)에 공급된 상기 공기 중 일산화탄소와 촉매의 접촉율을 향상시키면서 정화효율을 증대시키게 된다. 더불어, 상기 제습기(100)에는 습도감지센서(도면미도시)와, 습도조절부(도면미도시)를 구비할 수도 있다. 이렇게, 상기 습도감지센서는 상기 공기 중 습도를 감지한 후, 상기 촉매반응기(300)에서 촉매반응에 적절한 기준값과 비교하여 상기 습도조절부(도면미도시)를 제어하면서 상기 집진기(200)로 전달되는 상기 공기 중 습도를 조절할 수 있다.

상기 집진기(200)는 상기 터널 내부의 공기 중 미세먼지를 제거한다. 즉, 상기 집진기(200)는 상기 제습기(100)와 연결된 상태로 상기 제습기(100)를 통해 습기가 제거된 상기 공기를 공급받아 미세먼지를 제거한 후 이후 설명될 촉매반응기(300)로 배출 공급되게 한다. 이러한, 상기 집진기(200)는 여과필터나 싸이클론 또는 전기집진 방식을 통해 상기 제습기(100)로부터 공급되는 상기 공기 중 미세먼지를 제거할 수 있으나, 이에 한정하지 않고 공지의 집진수단을 선택적용 가능함은 물론이다.

상기 촉매반응기(300)는 상기 터널 내부의 공기 중 일산화탄소를 제거한다. 즉, 상기 촉매반응기(300)는 상기 집진기(200)와 연결된 상태로 상기 집진기(200)를 통해 미세먼지가 제거된 상기 공기를 공급받아 일산화탄소를 제거한 후 이후 설명될 플라즈마반응기(400)로 배출 공급되게 한다. 이러한, 상기 촉매반응기(300)는 상기 집진기(200)로부터 공급되는 상기 공기 중 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하게 된다. 여기서, 도 2를 참조하면, 상기 촉매반응기(300)의 통 형상 몸체(301) 내부에는 상온촉매(310)가 삽입 설치된다, 이때, 상기 상온촉매(310)는 상기 몸체(301)의 유입구(301)에서 유입된 후 배출구(302)를 통해 이후 설명될 플라즈마반응기(400)로 배출 이송되는 상기 공기 중 일산화탄소를 25℃이하의 저온에서도 촉매반응을 통한 제거효율을 유지되게 한다.

상기 플라즈마반응기(400)는 상기 터널 내부의 공기 중 휘발성유기화합물을 제거한다. 즉, 상기 플라즈마반응기(400)는 상기 촉매반응기(300)와 연결된 상태로 상기 촉매반응기(300)를 통해 일산화탄소가 제거된 상기 공기를 공급받아 휘발성유기화합물을 제거한 후 상기 터널 외부로 배출되게 한다. 이러한, 상기 플라즈마반응기(400)는 상기 촉매반응기(300)로부터 공급되는 상기 공기 중 휘발성유기화합물을 플라즈마반응으로 제거하게 된다.

여기서, 도 3을 참조하면, 상기 플라즈마반응기(400)는 내부에 고유전체(414)가 마련된 본체(410)와, 상기 고유전체(414)로 코로나방전이 발생되도록 전압을 공급하는 전원공급부(420)를 포함한다. 상기 본체(410)는 내부에 공간부를 가지는 통 형상 구조물로, 일측에는 상기 촉매반응기(300)와 연결되어 상기 공기를 유입되게 하는 유입구(411)가 형성되고, 타측에는 내부로 유입된 상기 공기를 외부로 배출되게 하는 배출구(412)가 형성된다. 그리고, 상기 본체(410) 내부에는 상호 이격되게 한 쌍의 방전전극(413)이 마련된 상태로 상기 고유전체(414)가 상기 방전전극(413) 사이에 충전된다. 여기서, 상기 고유전체(414)는 바륨티타네이트(BaTiO3)를 선택 사용할 수 있다. 상기 전원공급부(420)는 방전전극(413)과 연결되어 상기 방전전극(413)으로 전압을 공급하여, 상기 고유전체(414)에서 코로나 방전을 발생되게 한다. 그리고, 상기 전원공급부(420)와 상기 방전전극(413) 사이에는 슬라이닥스(도면미도시)를 연결 구비할 수 있다. 이러한, 상기 슬라이닥스는 상기 방전전극(413)으로 공급되는 전압을 3.3 내지 3.5kV로 유지되게 한다.

이같이, 상기 플라즈마반응기(400)는 상기 방전전극(413) 사이에 충전된 고유전체(414) 상에서 코로나 방전을 발생되게 하면서, 상기 본체(410) 내부로 유입된 상기 공기가 상기 고유전체(414)를 통과시, 상기 공기 내 휘발성유기화합물을 분해 제거하게 된다.

여기서, 일실시예에 따른 상기 터널 대기 정화장치는, 상기 집진기(200)를 통과한 상기 공기가 상기 촉매반응기(300)를 거쳐 상기 플라즈마반응기(400)로 유입되는 순서를 통해 정화되는 것으로 설명하였으나, 이에 한정하지 않고 상기 집진기(200)를 통과한 상기 공기가 상기 플라즈마반응기(400)로 먼저 유입되어 상기 휘발성유기화합물이 제거된 상태로 상기 촉매반응기(300)에 유입되어 일산화탄소를 제거하는 순서로도 진행될 수 있음은 물론이다.

상기 송풍기(500)는 상기 터널 내부의 공기를 상기 터널 외부로 배출 이동할 수 있게 한다. 즉, 상기 송풍기(500)는 상기 터널 내 공기가 상기 제습기(100)로 유입된 후, 상기 집진기(200), 상기 촉매반응기(300), 상기 플라즈마반응기(400)를 순차적으로 이동된 후, 상기 터널 외부로 배출되도록 흡입력을 발생시킨다. 이러한, 상기 송풍기(500)는 상기 플라즈마반응기(400)의 배출구(412)와 연결되어, 상호 연결된 상기 제습기(100), 상기 집진기(200), 상기 촉매반응기(300)로 상기 공기를 순차적으로 이송되게 하는 흡입력을 발생시킬 수 있으나, 이에 한정하지 않고, 복수의 분기라인(도면미도시)을 통해 상기 제습기(100), 상기 집진기(200), 상기 촉매반응기(300)와 각각 연결되어, 상기 제습기(100), 상기 집진기(200), 상기 촉매반응기(300) 각각에서 흡입력을 발생되게 할 수도 있다.

이와 같이 구성되는 일실시예에 따른 상기 터널 대기 정화장치의 작동을 설명하면, 상기 송풍기(500)를 작동시키면 상기 터널 내부의 공기가 상기 제습기(100)로 유입된다. 이렇게, 상기 터널 내 공기가 상기 제습기(100)로 유입되면, 상기 제습기(100)에서 상기 공기 내 습기가 제거된 후 상기 집진기(200)로 이동된다.

상기 공기가 상기 집진기(200)로 유입되면, 상기 집진기(200)에서는 상기 공기 내 미세먼지를 제거한 후, 상기 촉매반응기(300)로 배출 이동시킨다. 이렇게, 상기 촉매반응기(300)로 유입된 상기 공기는 상기 촉매반응기(300) 내 상온촉매(310)의 촉매반응으로 상기 공기 내 일산화탄소가 제거된 후, 상기 플라즈마반응기(400)로 배출 이동된다.

상기 촉매반응기(300)를 통해 상기 플라즈마반응기(400)로 유입된 상기 공기는 상기 플라즈마반응기(400) 내부에서 발생된 코로나 방전에 의해 상기 공기 내 휘발성유기화합물이 분해 제거된다.

이렇게, 상기 플라즈마반응기(400)에서 배출되는 상기 공기는 상기 터널 외부로 배출이 이루어지게 된다.

이와 같이, 일실시예에 따른 상기 터널 대기 정화장치는, 상기 제습기(100)와 상기 집진기(200)를 거쳐 습기와 미세먼지가 제거된 상기 공기가 다시 상기 촉매반응기(300)와 상기 플라즈마반응기(400)를 거치게 된다. 따라서, 상기 터널 외부로 배출되는 상기 공기는 상기 촉매반응기(300)의 촉매반응에 따른 일산화탄소의 제거 및 상기 플라즈마반응기(400)의 코로나 방전에 따른 휘발성유기화합물의 분해 제거가 완료된 상태가 된다.

본 발명은 도면에 도시된 실시예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

100: 제습기 200: 집진기
300: 촉매반응기 400: 플라즈마반응기
500: 송풍기

Claims

터널 내부에 설치되어, 상기 터널 내 공기 중의 습기를 제거하는 제습기와;
상기 제습기와 연결되어, 상기 제습기로부터 유입되는 상기 공기 중의 미세먼지를 제거하는 집진기와;
상기 집진기와 연결되어, 상기 집진기로부터 유입되는 상기 공기 중 일산화탄소를 촉매반응으로 제거하는 촉매반응기와;
상기 촉매반응기와 연결되어, 상기 촉매반응기로부터 유입되는 상기 공기 중 휘발성유기화합물을 코로나방전을 통해 제거하는 플라즈마반응기; 및,
상기 터널 내부의 상기 공기가 상기 제습기를 통해 유입된 후, 상기 집진기, 상기 촉매반응기, 상기 플라즈마반응기로 순차 이송되도록 흡입력을 발생시키는 송풍기를 포함하는 터널 대기 정화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 촉매반응기 내부에는 상온촉매가 마련된 터널 대기 정화장치.
청구항 1에 있어서,
상기 플라즈마반응기는,
상기 공기가 유입되는 유입구 및 상기 공기가 배출되는 배출구가 형성되며, 내측에는 상호 이격되게 한 쌍의 방전전극이 구비되고, 상기 방전전극 사이에는 고유전체가 마련된 본체와,
상기 방전전극과 연결되어, 상기 방전전극으로 전압을 공급하면서 상기 고유전체 상에서 코로나 방전이 발생되게 하는 전원공급부를 포함하며,
상기 고유전체는, 바륨티타네이트 인 터널 대기 정화장치.
청구항 3에 있어서,
상기 전원공급부와 상기 방전전극 사이에는 슬라이닥스를 연결 구비하며,
상기 슬라이닥스를 통해 상기 방전전극으로 공급되는 전압은 3.3 내지 3.5kV인 터널 대기 정화장치.