KR20190012543A - 공기소독용 약액을 증발시키는 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 노즐몸체의 선단부 중앙에 액체분출구, 상기 액체분출구를 에워싸되 액체분출구 앞의 초점을 향하게 개구된 기체분출구 및 상기 액체분출구를 에워싼 상태에서 상기 액체분출구와 평행하게 개구된 열풍분출구를 마련한 공기소독용 약액을 증발시키는 장치에 관한 것이다.

Description

공기소독용 약액을 증발시키는 장치{apparatus for vapouring chemical treatment liquid to disinfecting air}
본 발명은 공기소독용 약액을 증발시키는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 액체분출구에서 분출되는 약액기둥 형상의 액체를 액체분출구의 외측에 설치된 기체분출구를 통하여 분출되는 기류에 의해 미세하게 분쇄하여 미립자화 된 액체 알갱이로 하고, 이 미립자화 된 액체 알갱이를 유도가열에 의해 가열된 열풍에 포위되게 하여 증발시켜서 초미세 액체 알갱이로 하는 공기소독용 약액 증발장치에 관한 것이다.
2015년 여름 한국에서 메르스(MERS) 감염 환자가 여러 병원을 방문함으로써 메르스(MERS) 바이러스에 많은 사람들이 감염되어 수십명이 사망한 사건이 발생하였다.
이를 해결하기 위해 감염환자가 발생된 병원과 감염 의심자를 격리 조치하였지만 신속하게 메르스사태를 조기에 막지 못하였다.
그 이유는 메르스 감염 환자로부터 나온 메르스 바이러스가 공기를 통해, 또는 병원에 마련된 환풍기를 통하여 많은 사람들의 호흡기에 침투하였기 때문이다.
따라서 감염된 공간을 신속하게 멸균시킬 수 있는 공기소독장치에 관심이 집중되고 있는 추세에 있다.
과거에는 비점(10oC)이 낮은 에틸렌옥사이드 가스(EO gas)를 이용하여 공간소독을 시행해 왔지만, 이 물질은 1급 발암물질로 판명되어 더 이상 사용을 할 수 없게 되었다.
또한 이 방법은 소독을 위해 사용된 에틸렌옥사이드 가스를 제거하는 공정(에어레이션: aeration)이 별도로 필요하게 되어 소독공정이 길어진다.
이를 해결하기 위한 방안이 과산화수소수이다. 과산화수소수는 살균성을 가지며, 저농도 즉, 0.01증량% ∼ 0.10중량%의 과산화수소수가 의약품 포장물품을 소독하는 데 사용되고 있다.
기화된 과산화수소수를 이용한 소독은 100 ~ 700 (과산화수소)ppm의 가스상 과산화수소수를 사용할 경우에, 80℃ 이하에서 30분 내지 4시간의 소독시간이 걸리는 것으로 알려져 있다.
과산화수소수는 과산화수소와 물의 혼합물이며, 이를 기화시키기 위해서는 과산화수소의 비점이 150℃이고 물은 비점이 100℃이기 때문에, 예전에는 고온의 표면에 이 혼합물의 소량을 적하하여 급속하게 기화시키는 방법에 의해 수행되어 왔다.
이러한 수행은 분사개구마다/분당/ 5그램의 분사율로 고온 표면에 적하시켜야 하기 때문에 대량의 소독에는 문제가 있고, 또 소독되는 물품 또는 표면에서 기화 과산화수소수가 응축되어 버리는 문제가 있었다.
따라서 멸균할 물품 또는 표면에서 응축되지 않는 농도에서 대량으로 과산화수소 증기를 만드는 장치가 필요로 한다.
이러한 공기소독장치가 본 발명자에 의해 출원되어 특허등록된 특허등록 10-1633274 및 10-1633272호에 개시되어 있다.
상기 개시된 공기소독장치에는 챔버 내의 중앙에 배치된 초점에 압축공기에 의해 약액을 미립화시켜 분사시키는 이체류 노즐과, 코일히터에 의해 가열된 열풍을 와류로 바꾸어서 상기 이체류 노즐에서 분사되는 약액에 접촉시켜 약액을 증발시키는 가열와류 형성부가 포함되어 있다.
하지만, 상기 개시된 공기소독장치에서는 공기를 코일히터에 의해 가열하여 고온의 와류의 열풍을 만들기 위해서는 공기와 코일히터 간의 접촉면적과 시간을 증대시켜야 하기 때문에 가열와류 형성부가 비대해지고, 또 챔버 내에 배치된 복수개의 이체류 노즐들이 챔버 내의 중앙 초점에 맞추어 지기 위해서 상기 이체류 노즐들이 가열와류형성부의 관형부에서 확경되어 상기 관형부에 접촉되어 있기 때문에 챔버의 크기가 비대해지므로, 공기소독장치의 전체 크기가 커져서 제조단가를 증대시키고 설치점유면적을 증대시키는 문제를 가진다.
또한 상기의 이체류 노즐들이 장비의 내부에 위치하므로 이들로부터 분사되어 증기화된 살균소독제가 공기소독장치의 다른 부위에 직접적으로 접촉이 될 경우 응결되어 다시 액체로 돌아가는 문제도 가진다.
본 발명은 상기에 제기된 문제점, 즉 제품을 구성하는 증발챔버의 크기가 비대해져서 공기소독장치의 크기가 커지는 문제점 및 분사된 살균소독제가 공기소독장치의 다른 부분에 접촉됨으로써 응결되는 문제점을 해결하려는 것이다.
본 발명은 노즐몸체의 선단부 중앙에 액체분출구, 상기 액체분출구를 에워싸되 액체분출구 앞의 초점을 향하게 개구된 기체분출구 및 상기 액체분출구를 에워싼 상태에서 상기 액체분출구와 평행하게 개구된 열풍분출구를 마련함으로써 상기의 과제를 해결할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상기 기체분사구의 내측에 설치된 액체분출구에서 분출되어 생성된 액기둥 형상의 액체는 우선 초점영역에서, 기체분출구에서 분출되는 기류에 의해서 분쇄되어 미립자 상의 액체 알갱이로 되고, 그 후 미립자 상의 액체 알갱이는 유도가열에 의해 만들어진 대량의 열풍에 의해 증발되어, 더욱 미세한 초미립자(나노화)의 증기로 되어, 실내의 공중이나 표면에 붙어 있는 병원균과의 접촉 가능성이 증가되어 소독의 효율이 증가되며, 또 분무 토출 중에 일부 합체된 미립자 액체 알갱이들이 응집하여 응결되는 것이 방지된다.
도 1은 본 발명의 실시예에서 공기소독용 약액을 증발시키는 장치의 개념도.
도 2는 도 1의 분사 노즐부를 도시한 단면도.
도 3은 도 2의 분사 노즐부의 선단을 확대하여 도시한 단면도로서 토출된 분사 약액 알갱이들이 충격을 받아 미립자화 되는 것을 도시한 도면.
도 4는 도 2의 분사 노즐부에서 미립자화 된 약액 알갱이들이 열풍에 의해 더욱 쪼개어지는 현상을 도시한 모식도.
이하, 본 발명에 따른 공기소독용 약액을 증발시키는 장치가 도 1 내지 도 4를 참조하여 상세히 설명될 것이다.
상기 공기소독용 약액을 증발시키는 장치는 열풍공급관(200)의 선단 밖으로 열풍이 토출될 수 있게 상기 열풍공급관(200)의 선단에 장착된 분사 노즐부(100)를 포함하고 있다. 따라서 상기 열풍공급관(200)의 선단은 상기 분사 노즐부(100)가 점유하고 있는 부위 이외의 부위가 개구되어 있다.
상기 분사 노즐부(100)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 조립을 용이하게 하기 위해, 제1몸체(110), 제2몸체(120) 및 돔형상의 캡(130)을 탈착가능하게 포함하고 있다.
상기 제1몸체(110)는, 도시되지 않은 압축공기원에 접속된 압축공기유입로(101), 도시되지 않은 약액공급원에 접속된 약액유입로(102), 및 상기 약액유입로(102)의 출구와 유통하면서 상기 제1몸체(110)의 중앙에 배치되고 T자형 단면 형상을 가진 약액공간(104), 그리고 상기 약액공간(104)에서 상기 제1몸체(110)의 폭방향에서 이격되게 배치되어 상기 압축공기유입로(101)의 출구와 유통하는 압축공기공간(103)을 구획하여 구비하고서 위로 개방된 하부보어(106)를 구비한다.
상기 캡(130)은 상기 하부보어(106)를 구획형성하는 벽부의 윗면에 시일(S1)을 개재하여 얹어 놓여 체결고정되는 플랜지(131), 상기 하부보어(106)와 유통하게 마주하여 위와 아래로 개방되어 있고 절두 원추형 형상을 가진 관통구멍(132)을 구비한다.
상기 제2몸체(120)는, 상기 캡(130)의 관통구멍(132) 내벽과 협력하여 압축공기통로(133)를 구획 형성하도록 상기 관통구멍(132)을 구획 형성하는 내벽에 대하여 반경방향 안쪽으로 이격되어 상기 관통구멍(132)의 중앙에 배치된 상태에서, 하단이 상기 약액공간(104)에 시일(S2)을 개재하여 암수 결합될 수 있는 크기와 형상으로 되어 있고, 상단이 상단으로 갈수록 반경이 좁아지게 테이퍼져 있고, 하단에서 상단으로 관통되어 상기 약액유입로(102)와 유통하는 약액통로(121)를 중앙에 구비하고 있다.
상기 압축공기통로(133)의 상단은 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2몸체(120)의 상단과 상기 캡(130)의 상단과 협력하여 경사진 유로(130a)로 되어 있는 상태에서, 약액통로(121)의 토출구(119a)의 위에 위치된 촛점(F)을 향하여 분사되게 개구되어 있되, 베르누이 정리에 의거하여 상기 토출구(119a)와 상기 촛점(F) 사이에 음압이 형성되어 약액공급원의 약액이 상기 토출구(119a)로 토출되도록 상기 토출구(119a)보다 아래에 위치되어 있다.
상기 압축공기유입로(101)와 상기 약액유입로(102)는 상기 열풍공급관(200)의 선단에 배치되어 상기 열풍공급관(200)의 반경 방향으로 뻗어서 상기 열풍공급관(200)의 벽부를 관통하여 있다.
상기와 같이 구성된 공기소독용 약액을 증발시키는 장치에서는 경사진 유로(130a)의 토출구에서 토출되는 압축공기가 상기 토출구(119a)의 앞에서 촛점(F)을 향하여 분사되게 되고, 이에 의해 상기 토출구(119a) 앞에서는 경사진 유로(130a)에서 토출되는 압축공기의 기류에 의해 속도 수두가 높아져 압력수두가 낮아져 약액공급원의 약액이 상기 토출구(119a)에서 촛점(F)을 향하여 분사되게 되고, 이에 의해 경사진 유로(130a)의 토출구에서 분사되는 상기 압축공기의 기류에 의해 상기 토출구(119a)에서 분사되는 약액이 상기 초점(F) 위치에서 충격을 받아서 순간적으로 분쇄되어, 미립자화 된 약액 알갱이로 분무되게 되며, 이 상태에서 상기 압축공기기류의 충격에 의해 미립자화 된 약액이 열풍기류 안에 포위되어 있어서 상기 미립자화 된 약액이 더욱 미세하게 쪼개어져(나노 사이즈 정도) 용이하게 증발됨과 동시에 상기 미립자화 된 약액 알갱이는 열풍공급관(200)에서 토출된 열풍에 에워싸여 있어서, 분무 중에 응결되어 바닥으로 떨어지는 현상이 최대한으로 방지된다.
그 이유는, 압축공기기류의 충격에 의해 미립자화 된 약액 알갱이는 분무 상태에 있고, 복수개의 알갱이들 각각은, 상기 열풍공급관(200)에서 분사되는 열풍의 분위기 속에 위치되게 되어, 상기 열풍에 의해 가온 되어서 증발되어, 도 4에 도시된 바와 같이, 수 없이(수억 내지 수 조개 이상) 쪼개어져 나노 크기의 알갱이로 되며, 상기 약액 알갱이들 중에 목표하는 수준으로 미립자화 되지 않은 액체 알갱이나, 분무 토출 중에 일부 합체되어 사이즈가 커진 액체 알갱이들이 응축되는 것을 열풍에 의해 재차 증발시켜 응결됨이 방지되기 때문이다.
결국, 상기 공기소독용 약액을 증발시키는 장치는 상기 소독액체의 보다 많은 알갱이들이 사방에서 실내의 공중이나 표면에 붙어 있는 병원균과 접촉할 가능성을 증대시켜 소독처리효율을 증대시킬 수 있다.
또한, 상기 실시예의 공기소독용 약액을 증발시키는 장치는 약액을 더 미립화하기 위해, 상기 제2몸체(120)의 선단 부위와 상기 관통구멍(132)의 선단 부위의 내벽 사이에 개재된 복수개의 줄의 나선형 날개(140)를 더 구비하고 있다.
상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(140)의 기단은 상기 제2몸체(120)에 고정되어 있고 선단이 상기 관통구멍(132)의 내벽에 접촉되어 있다.
상기 나선형 날개부(140)는 압축공기를 와류로 만들어서, 경사진 유로(130a)의 토출구에서 분사되게 하여 이 압축공기의 와류기류에 의해 상기 토출구(119a)에서 분사되는 약액의 기둥이 상기 초점(F) 위치에서 충격과 비틀림력을 받아서 순간적으로 더 분쇄되어, 더 미립자화 된 약액 알갱이로 분무되게 하는 작용을 한다는 관점에서 상기 나선형 날개부가 공기소독용 약액을 증발시키는 장치에 구비되면 바람직하다.
또한, 상기 실시예의 공기소독용 약액을 증발시키는 장치는 약액을 더 미립화하기 위해, 상기 열풍공급관(200)의 선단에 복수개의 줄의 나선형 날개부(150)를 더 구비하고 있다.
상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(150) 중 반경방향으로 마주하는 2개의 나선형 날개부(150a)의 반경 안쪽방향의 기단이 상기 제1몸체(110)의 양측벽에 고정되어 있는 상태에서 상기 2개의 나선형 날개부(150a)의 반경 바깥방향 선단이 상기 열풍공급관(200)의 내벽에 접촉되어 있고, 그리고 상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(150) 중 반경방향으로 마주하는 나머지 2개의 나선형 날개부(150b)의 상단이 상기 제1몸체(110)의 밑면에 고정되어 있는 상태에서 상기 나머지 2개의 나선형 날개부(150b)의 반경 바깥방향 선단이 상기 열풍공급관(200)의 내벽에 접촉되어 있다.
또한, 상기 2개의 나선형 날개부(150a)의 기단이 고정된 상기 제2몸체(110)의 양측벽 중에서 상기 2개의 나선형 날개부(150a)를 사이에 둔 4개의 벽부에는 상기 나머지 나선형 날개부(150b)의 곡률과 동일한 곡률로 절취된 유선형 면(110a)으로 되어 있어서, 상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(150)에 의해 형성된 열풍와류의 흐름이 상기 제1몸체(110)에 의해 흐트러지는 것을 방지할 수 있다.
상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(150)는 열풍을 와류로 만들어서, 상기 압축공기기류의 충격에 의해 미립자화 된 약액이 열풍와류 안에 포위되게 하여, 상기 미립자화 된 약액이 더욱 미세하게 쪼개어져(나노 사이즈 정도) 용이하게 증발되게 하여 더우 미립자화된 약액 알갱이로 만들며, 이 상태에서 상기 미립자화 된 약액 알갱이들이 상기 열풍와류를 타고 상기 분사 노즐부(100)에서 멀리 비산하게 하여 열풍와류와의 접촉시간을 증대시켜서 분무 중에 응결되어 바닥으로 떨어지는 현상이 더욱 더 방지할 수 있다는 관점에서 바람직하다.
약액 알갱이들이 상기 열풍와류를 타고 상기 분사 노즐부(100)에서 멀리 비산하는 원리는 총신 내에 나선형 홈을 형성시켜 총알이 멀리 날아가게 하는 원리와 같다.
100: 분사 노즐부, 200: 열풍 발생관

Claims (7)

  1. 열풍공급관(200)의 선단 밖으로 열풍이 토출될 수 있게 상기 열풍공급관(200)의 선단에 장착된 분사 노즐부(100)를 구비하여 공기소독용 약액을 증발시키는 장치에 있어서,
    상기 분사 노즐부(110)는, 약액공급원에 접속된 약액통로(12)의 선단에 구비된 약액 토출구(119a); 및 압축공기공급원에 접속된 상태에서 상기 약액 토출구(119a)에 대하여 방사 바깥방향으로 이격되어 둘레방향으로 에워싸고 있는 압축공기통로(133)를 포함하고,
    상기 압축공기통로(133)의 선단은 상기 토출구(119a)의 위에 위치된 촛점(F)을 향하여 분사되게 경사 개구되어 경사진 유로(130a)로 되어 있고,
    상기 열풍공급관(200)의 선단은 경사진 유로(130a)의 반경 바깥방향으로 이격되어 개구되어 있는 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 경사진 유로(130a)의 선단은 상기 토출구(119a)보다 아래에 위치된 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 열풍공급관(200)의 선단에는 상기 분사 노즐부(100)와 상기 열풍공급관(200) 사이에 복수개의 줄의 나선형 날개부(150)가 개재된 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    압축공기통로(133)의 선단에는 복수개의 줄의 나선형 날개부(140)가 형성된 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 분사 노즐부(100)는, 제1몸체(110), 제2몸체(120) 및 돔형상의 캡(130)을 탈착가능하게 포함하고 있고,
    상기 제1몸체(110)는, 압축공기원에 접속된 압축공기유입로(101), 약액공급원에 접속된 약액유입로(102), 및 상기 약액유입로(102)의 출구와 유통하면서 상기 제1몸체(110)의 중앙에 배치되고 T자형 단면 형상을 가진 약액공간(104) 그리고 상기 약액공간(104)에서 상기 제1몸체(110)의 폭방향에서 이격되게 배치되어 상기 압축공기유입로(101)의 출구와 유통하는 압축공기공간(103)을 구획하여 구비하고서 위로 개방된 하부보어(106)를 구비하고,
    상기 캡(130)은 상기 하부보어(106)를 구획형성하는 벽부의 윗면에 시일(S1)을 개재하여 얹어 놓여 체결고정되는 플랜지(131), 상기 하부보어(106)와 유통하게 마주하여 위와 아래로 개방되어 있고 절두 원추형 형상을 가진 관통구멍(132)을 구비하고,
    상기 제2몸체(120)는, 상기 캡(130)의 관통구멍(132) 내벽과 협력하여 압축공기통로(133)를 구획 형성하도록 상기 관통구멍(132)을 구획 형성하는 내벽에 대하여 반경방향 안쪽으로 이격되어 상기 관통구멍(132)의 중앙에 배치된 상태에서, 하단이 상기 약액공간(104)에 시일(S2)을 개재하여 암수 결합될 수 있는 크기와 형상으로 되어 있고, 상단이 상단으로 갈수록 반경이 좁아지게 테이퍼져 있고, 하단에서 상단으로 관통되어 상기 약액유입로(102)와 유통하는 약액통로(121)를 중앙에 구비하고,
    상기 압축공기통로(133)의 상단은 상기 제2몸체(120)의 상단과 상기 캡(130)의 상단과 협력하여 경사진 유로(130a)로 되어 있는 상태에서, 약액통로(121)의 토출구(119a)의 위에 위치된 촛점(F)을 향하여 분사되게 개구되어 있되, 상기 토출구(119a)보다 아래에 위치되어 있고,
    상기 압축공기유입로(101)와 상기 약액유입로(102)는 상기 열풍공급관(200)의 선단에 배치되어 상기 열풍공급관(200)의 반경방향으로 뻗어서 상기 열풍공급관(200)의 벽부를 관통하여 있는 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
  6. 제 5항에 있어서,
    상기 열풍공급관(200)의 선단에 복수개의 줄의 나선형 날개부(150)를 더 구비하고,
    상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(150) 중 반경방향으로 마주하는 2개의 나선형 날개부(150a)의 반경 안쪽방향의 기단이 상기 제1몸체(110)의 양측벽에 고정되어 있는 상태에서 상기 2개의 나선형 날개부(150a)의 반경 바깥방향 선단이 상기 열풍공급관(200)의 내벽에 접촉되어 있고, 그리고 상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(150) 중 반경방향으로 마주하는 나머지 2개의 나선형 날개부(150b)의 상단이 상기 제1몸체(110)의 밑면에 고정되어 있는 상태에서 상기 나머지 2개의 나선형 날개부(150b)의 반경 바깥방향 선단이 상기 열풍공급관(200)의 내벽에 접촉되어 있고,
    상기 2개의 나선형 날개부(150a)의 기단이 고정된 상기 제1몸체(110)의 양측벽 중에서 상기 2개의 나선형 날개부(150a)를 사이에 둔 4개의 벽부에는 상기 나머지 나선형 날개부(150b)의 곡률과 동일한 곡률로 절취된 유선형 면(110a)으로 되어 있는 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
  7. 제 5항 또는 제 6항에 있어서,
    상기 제2몸체(120)의 선단 부위와 상기 관통구멍(132)의 선단 부위의 내벽 사이에 개재된 복수개의 줄의 나선형 날개(140)를 더 구비하고,
    상기 복수개의 줄의 나선형 날개부(140)의 기단은 상기 제2몸체(120)에 고정되어 있고 선단이 상기 관통구멍(132)의 내벽에 접촉되어 있는 것을 특징으로 하는 공기소독용 약액을 증발시키는 장치.
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