KR20190087872A - 부유미생물 측정장치 및 이를 구비한 공기조화시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 부유미생물 측정장치 및 이를 구비한 공기조화시스템에 관한 것이다. 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치에는 제 1 미생물이 포집되는 제 1 포집부, 상기 제 1 미생물과 상이한 제 2 미생물이 포집되는 제 2 포집부 및 상기 제 1 포집부 및 상기 제 2 포집부가 설치되는 측정케이스가 포함되고, 상기 측정케이스에는, 서로 마주보는 제 1 면 및 제 2 면 및 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 연결하는 제 3 면이 포함되고, 상기 제 1 포집부는 상기 제 1 면에 설치되고, 상기 제 2 포집부는 상기 제 3 면에 설치된다.
Description
본 발명은 부유미생물 측정장치 및 이를 구비한 공기조화시스템에 관한 것이다.
최근 건물들은 에너지 절감을 위하여 외부 기체의 도입을 최소화하고 기밀화됨에 따라, 실내공기 오염이 점점 심각해지는 추세이다. 이에 따라, 실내 오염 물질에 대한 각종 법적 규제가 점차 강화되고 있다.
상기 실내 오염물질에는, (1) 미세 먼지, 석면 등과 같은 입자상 오염 물질, (2) 이산화탄소, 포름알데히드, 휘발성 유기화합물(VOC, volatile organic comopounds) 등과 같은 기체상 오염 물질, 및 (3) 바이러스, 박테리아, 곰팡이 등의 생물학적 오염 물질이 포함될 수 있다.
특히, 상기 생물학적 오염물질은, 사용자의 건강에 악영향을 미칠 수 있다. 최근에는, 이러한 생물학적 오염물질의 양을 측정하고, 이에 기초하여 실내공기를 정화하는 기술이 개발되고 있다.
이러한 기술과 관련된 선행문헌 정보는 아래와 같다.
(1) 제 1 선행문헌 : 등록특허 제10-1694895호 (2016년 12월 30일 등록), 충돌법에 의한 세균 및 바이러스 동시 채취 및 검출방법
상기 제 1 선행문헌은 공기 중의 세균과 바이러스를 충돌법을 통해 동시에 채취 및 검출하는 방법을 제공한다.
(2) 제 2 선행문헌 : 공개특허 제2003-0085829호 (2003년 11월 07일 공개), 임핀저를 이용한 에어로졸 바이러스 포집방법
상기 제 2 선행문헌은 임핀저 내에 바이러스 농축 물질을 넣어서 대기 중의 에어로졸 바이러스를 포집하기 위한 방법을 제공한다.
이러한 선행문헌에 따른 종래의 부유미생물 측정장치에 의하면, 아래와 같은 문제점이 발생한다.
(1) 종래의 부유미생물 측정장치는 세균과 바이러스를 함께 포집함에 따라 동시성장으로 인한 간섭이 발생될 수 있으며, 그에 따라 부유미생물의 정확한 측정이 불가능하다는 문제점이 있다. 또한, 각 미생물들의 존부 및 양을 알 수 없기 때문에 효과적으로 실내공기를 조화시킬 수 없다는 문제점이 있다.
(2) 또한, 종래의 부유미생물 측정장치는 저농도에서 충분한 포집이 이루어지지않으며 측정되어도 정량분석이 불가능하다는 문제점이 있다. 따라서, 사용자에게 신뢰성을 주지 못하고 측정의 제한이 발생되는 문제점이 있다.
(3) 또한, 종래의 부유미생물 측정장치는 다소 복잡한 구조 및 많은 부품이 필요하며, 고가의 레이저 및 렌즈 등을 사용하게 되어 장치를 제작하는 비용이 많이 투입되어야 하는 문제점이 있었다.
(4) 그리고, 종래의 부유미생물 측정장치는 그 부피가 크고, 단일의 장치로서 특정의 장소에 위치되어야 하므로, 설치자유도가 제한되는 문제점이 있었다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 실내공기 중 세균과 바이러스를 분리하여 측정하는 부유미생물 측정장치 및 이를 구비한 공기조화시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
또한, 비교적 간단한 구성으로 구비되며, 비교적 저농도에서도 부유미생물을 측정할 수 있는 부유미생물 측정장치 및 이를 구비한 공기조화시스템을 제안하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치에는 제 1 미생물이 포집되는 제 1 포집부, 상기 제 1 미생물과 상이한 제 2 미생물이 포집되는 제 2 포집부 및 상기 제 1 포집부 및 상기 제 2 포집부가 설치되는 측정케이스가 포함되고, 상기 측정케이스에는, 서로 마주보는 제 1 면 및 제 2 면 및 상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 연결하는 제 3 면이 포함되고, 상기 제 1 포집부는 상기 제 1 면에 설치되고, 상기 제 2 포집부는 상기 제 3 면에 설치된다.
특히, 상기 제 1 포집부에는 제 1 전압이 인가되는 제 1 전압인가부가 포함되고, 상기 제 2 포집부에는 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가되는 제 2 전압인가부가 포함될 수 있다. 즉, 상기 제 1 포집부 및 상기 제 2 포집부에는 서로 다른 전압이 인가된다.
상기 측정케이스는 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면이 상면 및 하면으로 구성되고, 상기 제 3 면이 측면으로 구성된 내부공간을 갖는 원통 형상으로 마련될 수 있다. 이때. 상기 제 2 포집부는 상기 제 3 면을 따라 연장된 링 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과 마주하도록 상기 제 3 면에 설치되는 필터가 더 포함될 수 있다. 상기 필터는 상기 제 1 미생물 및 상기 제 2 미생물이 통과되고, 상기 제 1 미생물 및 상기 제 2 미생물과 상이한 제 3 미생물이 포집되도록 구비될 수 있다. 상기 필터는 상기 제 2 포집부보다 상기 제 2 면에 인접하게 설치될 수 있다.
또한, 상기 측정케이스의 내부로 공기가 유입되도록, 상기 제 2 면에 형성되는 유입구와 상기 측정케이스에서 외부로 공기가 토출되도록, 상기 제 3 면에 형성되는 토출구가 더 포함될 수 있다. 이때, 상기 토출구는 상기 제 2 포집부보다 상기 제 1 면에 인접하게 형성될 수 있다. 특히, 상기 토출구는 상기 유입구보다 더 큰 면적으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측정케이스의 내부에 고전압 이온을 발생시키도록, 상기 제 3 면에 설치되는 하전부가 더 포함될 수 있다. 상기 하전부는 상기 제 2 포집부보다 상기 제 2 면에 인접하게 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 공기조화시스템에는, 실내 공간의 공기를 조화시키는 공기조화시스템에 있어서, 상기 실내 공간을 가습 및 제습하는 습도조절장치, 상기 실내 공간에 존재하는 부유미생물을 측정하는 부유미생물 측정장치 및 상기 부유미생물 측정장치에서 측정된 부유미생물의 정보를 통해 상기 습도조절장치를 제어하는 중앙제어장치가 포함되고, 상기 부유미생물 측정장치는 상기 실내 공간에 존재하는 서로 다른 종류의 제 1 미생물 및 제 2 미생물을 분리하여 각각 측정한다.
상기 중앙제어장치는, 상기 제 1 미생물이 제 1 기준치 이상으로 측정되는 경우 상기 실내 공간의 습도를 높이도록 상기 습도조절장치를 제어하고, 상기 제 2 미생물이 제 2 기준치 이상으로 측정되는 경우 상기 실내 공간의 습도를 낮추도록 상기 습도조절장치를 제어할 수 있다.
제안되는 실시 예에 따르면, 서로 다른 종류의 부유미생물을 각 미생물의 성질에 따른 전기력 및 관성력을 이용하여 분리하여 포집하고 측정할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 종래에 작은 크기로 인해 포집율이 낮은 미생물(바이러스)의 경우에도, 관성력 및 전기력을 이용하여 포집율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
특히, 유입구와 토출구의 면적을 상이하게 마련하여 공기의 유속을 변화시키고, 포집부에 비교적 큰 전압을 인가하여 전기력의 영향을 비교적 크게 받아 포집율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 포집부와 상기 유입구를 일 직선상에 배치하여, 유입되는 공기의 속도에 의한 관성력의 영향을 비교적 크게 받아 포집율을 높일 수 있다는 장점이 있다.
또한, 각 포집부는 각 미생물을 포집하여 바로 숙주와 배양되도록 구성되어, 따로 미생물 입자를 샘플링하여 다시 배양하는 과정을 생략할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 필터를 설치하여 비교적 크기가 큰 이물질을 필터링하여 포집율을 높이고, 보다 정확한 결과를 도출할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 상기 필터에 비교적 크기가 큰 다른 종류의 부유미생물이 포집되도록 형성하여, 다양한 종류의 부유미생물을 분리하여 포집 및 측정할 수 있다는 장점이 있다.
또한, 각 미생물의 성질에 따라 서로 다른 방식으로 제거할 수 있다는 장점이 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치를 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치에 의한 부유미생물 측정과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화시스템을 도시한 도면이다.
도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면이다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치에 의한 부유미생물 측정과정을 도시한 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치를 도시한 도면이다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화시스템을 도시한 도면이다.
이하에서는 도면을 참조하여, 본 발명의 구체적인 실시 예를 설명한다. 다만, 본 발명의 사상은 제시되는 실시 예에 제한되지 아니하며, 본 발명의 사상을 이해하는 당업자는 동일한 사상의 범위 내에서 다른 실시 예를 용이하게 제안할 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치를 도시한 도면이고, 도 2는 도 1의 단면을 도시한 도면이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 부유미생물 측정장치(100)에는, 외관을 형성하는 측정케이스(110)가 포함된다.
이때, 상기 측정케이스(110)는 내부공간을 갖는 원통 형상으로 마련된다. 그에 따라, 상기 측정케이스(110)는 원형 평판으로 구성된 하면 및 상면과, 상기 하면과 상기 상면을 연결하는 측면으로 구성된다. 이하, 설명의 편의상 하면, 상면 및 측면을 제 1 면(112), 제 2 면(114) 및 제 3 면(116)으로 명칭한다.
이와 같은 상기 측정케이스(110)의 형상은 예시적인 것으로 상기 측정케이스(110)는 내부공간을 갖는 다양한 형상으로 마련될 수 있다. 다만, 상기 측정케이스(110)는 서로 마주보는 제 1 면(112) 및 제 2 면(114)과, 상기 제 1 면(112)과 상기 제 2 면(114)을 연결하는 제 3 면(116)으로 구성된다.
또한, 도면 상에서 상기 제 1 면(112) 및 상기 제 2 면(114)이 수직방향으로 배치되었으나, 이는 예시적인 것으로 상기 측정케이스(110)는 다양한 방향으로 배치될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 면(112) 및 상기 제 2 면(114)이 수평방향으로 배치되거나, 상기 제 1 면(112)이 상부에 배치될 수 있다.
또한, 상기 측정케이스(110)는 수평방향보다 수직방향으로 더 연장된 형상으로 마련될 수 있다. 즉, 상기 제 1 면(112)과 상기 제 2 면(114) 사이의 이격거리가 상기 제 1 면(112) 및 상기 제 2 면(114)의 직경보다 크게 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 면(112)과 상기 제 2 면(114) 사이의 이격거리가 상기 제 1 면(112) 및 상기 제 2 면(114)의 직경의 2배로 마련될 수 있다.
또한, 상기 제 1 면(112), 상기 제 2 면(114) 및 상기 제 3 면(116)은 설명의 편의상 구분된 것으로 서로 일체로 형성될 수 있다. 즉, 상기 측정케이스(110)는 내부공간 및 복수의 면으로 구성된 일체 형상으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 측정케이스(110)에는 상기 측정케이스(110)의 내부로 공기가 유입되는 유입구(120)와 상기 측정케이스(110)에서 외부로 공기가 토출되는 토출구(130)가 형성된다. 즉, 소정의 공기가 상기 유입구(120)를 통해 상기 측정케이스(110)로 유입되어, 상기 토출구(130)를 통해 토출될 수 있다
이때, 상기 부유미생물 측정장치(100)에는 이와 같은 공기의 유동을 형성하기 위한 팬 및 팬 모터(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이와 같은 구성은 상기 부유미생물 측정장치(100)에서 별도로 구비되거나, 상기 부유미생물 측정장치(100)가 설치된 다른 장치에 구비될 수 있다.
또한, 상기 유입구(120)와 상기 토출구(130)는 상기 측정케이스(110) 내에 서로 다른 면에 형성될 수 있다. 자세하게는, 상기 유입구(120)는 상기 제 2 면(114)에 형성되고, 상기 토출구(130)는 상기 제 3 면(116)에 형성된다.
즉, 상기 유입구(120)와 상기 토출구(130)는 서로 수직한 방향으로 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 측정케이스(110) 내의 공기의 유동은 수직한 방향으로 형성된다. 도면을 참고하면, 상기 유입구(120)를 통해 상부에서 하부로 유동된 공기가 상기 토출구(130)를 통해 측면 외측으로 유동될 수 있다.
또한, 상기 토출구(130)는 상기 유입구(120)보다 더 큰 면적으로 형성될 수 있다. 이때, 상기 면적은 상기 토출구(130) 및 상기 유입구(120)가 복수 개로 형성되는 경우, 전체 면적을 의미한다.
예를 들어, 도 1, 2를 참고하면, 상기 토출구(130)는 상기 제 3 면(116)을 따라 이격된 복수 개로 형성된다. 특히, 상기 토출구(130)는 90도 간격으로 이격된 4개로 형성될 수 있다. 또한, 상기 유입구(120)는 상기 제 2 면(114)의 중심에 한 개로 형성될 수 있다. 또한, 각 토출구(130)는 상기 유입구(120)보다 큰 직경을 갖도록 형성될 수 있다.
이와 같은 유입구(120) 및 토출구(130)의 형상으로 인해, 상기 측정케이스(110) 내에서 공기의 유동속도가 변화된다. 즉, 상기 유입구(120)를 통과하는 공기의 속도가 상기 토출구(130)를 통과하는 공기의 속도보다 빠르다.
상기 측정케이스(110)의 내부에는 다양한 구성들이 설치될 수 있다. 각 구성들은 상기 측정케이스(110)의 내면에 각각 설치되며, 이하 이에 대하여 자세하게 설명한다.
본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치(100)에는 제 1 미생물(a)이 포집되는 제 1 포집부(200)와 제 2 미생물(b)이 포집되는 제 2 포집부(300)가 포함된다. 이때, 상기 제 1 미생물(a)과 상기 제 2 미생물(b)을 서로 다른 종류의 미생물에 해당된다.
즉, 상기 부유미생물 측정장치(100)에는 서로 다른 종류의 미생물을 분리하여 포집하는 복수의 포집부(200, 300)가 구비된다. 서로 다른 종류의 미생물은 서로 다른 특성을 갖기 때문에, 각 미생물을 제거하기 위한 방안이 상이하다. 그에 따라, 서로 다른 미생물의 존부 및 양을 파악하여, 보다 효과적인 제거방안을 취할 수 있다.
이때, 상기 제 1 미생물(a)은 바이러스에 해당되고, 상기 제 2 미생물(b)은 박테리아에 해당될 수 있다. 상기 바이러스와 상기 박테리아는 서로 다른 성질을 갖는 미생물에 해당된다.
특히, 상기 바이러스와 상기 박테리아는 그 크기가 상이하다. 예를 들어, 상기 바이러스의 입경은 100~1000nm에 해당되고, 상기 박테리아의 입경은 1~5μm에 해당된다. 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치는 이와 같은 특징을 이용하여 상기 바이러스와 상기 박테리아를 분리하여 포집할 수 있다.
자세하게는, 상기 제 1 포집부(200) 및 상기 제 2 포집부(300)는 상기 측정케이스(110) 내에 서로 다른 면에 설치된다. 예를 들어, 상기 제 1 포집부(200)는 상기 제 1 면(112)에 설치되고, 상기 제 2 포집부(300)는 상기 제 3 면(116)에 설치된다.
도면을 참조하면, 상기 제 1 포집부(200)와 상기 제 2 포집부(300)은 서로 수직한 방향으로 배치될 수 있다. 또한, 상기 제 1 포집부(200)는 평판형상의 제 1 면(112)에 배치되기 때문에 소정의 형상을 갖는 평판으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 면(112)과 대응되는 원형의 평판으로 형성될 수 있다.
또한, 상기 제 2 포집부(300)는 상기 제 3 면(116)을 따라 연장된 링 형상으로 형성될 수 있다. 특히, 상기 제 2 포집부(300)는 상기 제 1 포집부(200)와 동일한 간격으로 배치되도록, 도면상 수평방향으로 연장되어 형성될 수 있다.
또한, 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치(100)에는 상기 측정케이스(110)의 내부에 고전압 이온을 발생시키는 하전부(140)가 구비된다. 상기 하전부(140)는 외부에 마련된 고전압 발생장치와 연결되도록, 상기 측정케이스(110)를 관통하여 설치될 수 있다.
특히, 상기 하전부(140)는 (-)이온을 발생시킬 수 있다. 예를 들어, 상기 하전부(140)는 carbon brush로 형성될 수 있으며, 약 -7.5kV의 전압이 인가될 수 있다.
또한, 상기 하전부(140)는 상기 제 3 면(116)에 설치될 수 있다. 도면을 참조하면, 상기 하전부(140)는 상기 제 3 면(116)을 따라 복수 개가 설치될 수 있으며 그라운드 전극을 포함할 수 있다. 상기 하전부(140)의 개수는 설계에 따라 달라질 수 있다.
이때, 상기 하전부(140)는 상기 제 2 포집부(300)보다 상기 제 2 면(114)에 인접하게 설치된다. 즉, 상기 하전부(140)는 상기 유입구(120)와 인접하게 형성될 수 있다. 그에 따라, 상기 유입구(120)로 유입된 공기가 상기 하전부(140)가 설치된 부분을 통과한 후, 상기 제 2 포집부(300)가 설치된 부분으로 유동된다.
또한, 상기 제 1 포집부(200) 및 상기 제 2 포집부(300)에 서로 다른 전압을 인가하여 각 미생물을 포집한다. 이때, 상기 제 1 포집부(200) 및 상기 제 2 포집부(300)에 인가되는 전압은 (+)전압으로 상기 하전부(140)와 다른 극성에 해당된다.
특히, 상기 제 1 포집부(200)에는 제 1 전압이 인가되는 제 1 전압인가부(210)가 포함되고, 상기 제 2 포집부(300)에는 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가되는 제 2 전압인가부(310)가 포함될 수 있다.
이때, 상기 제 2 전압은 제 1 미생물인 바이러스는 포집되지 않으나 제 2 미생물인 박테리아는 포집가능한 전압에 해당된다. 또한, 상기 제 1 전압 및 상기 제 2 전압값은 상기 측정케이스(110)의 크기, 각 포집부(200, 300)의 위치 및 상기 하전부(140)의 전압에 따라 다르게 설계될 수 있다.
또한, 상기 제 1 포집부(200) 및 상기 제 2 포집부(300)에는, 포집된 미생물이 안착되는 제 1 안착부(220) 및 제 2 안착부(320)와, 상기 제 1 안착부(220) 및 상기 제 2 안착부(320)에 안착된 미생물을 감지하는 제 1 검출부(230) 및 제 2 검출부(330)가 포함된다.
이때, 상기 제 1 안착부(220) 및 상기 제 2 안착부(320)는 영양 배지에 해당될 수 있다. 즉, 각 미생물을 포집하여 바로 숙주와 배양할 수 있다. 그에 따라, 따로 미생물 입자를 샘플링하여 다시 배양하는 과정을 생략할 수 있다.
또한, 상기 제 1 검출부(230) 및 상기 제 2 검출부(330)는 미세전류감지센서에 해당될 수 있다. 그에 대응하여, 상기 제 1 전압인가부(310) 및 상기 제 2 전압인가부(330)에는 센서 전극이 구비될 수 있다. 이를 통하여 각 미생물의 정량측정이 가능하며, 바이러스의 경우 PFU(Plaque-Forming Unit)정량측정을 할 수 있다.
도면에 도시된 바와 같이, 상기 안착부(220, 320), 상기 전압인가부(210, 310) 및 상기 검출부(230, 330)가 차례로 배치될 수 있다. 또한, 각 구성의 크기 및 개수는 서로 상이하게 마련될 수 있다. 이와 같은 구성을 통해, 미생물의 포집 및 정량화의 과정을 단순화하고 측정시간을 단축할 수 있다.
도 2를 참고하여 전체적인 구성의 배치를 설명하면, 상기 제 1 면(112)에는 상기 제 1 포집부(200)가 설치된다. 또한, 상기 제 2 면(114)에는 상기 유입구(120)가 형성된다.
또한, 상기 제 3 면(116)에는 상기 하전부(140), 상기 제 2 포집부(300), 상기 토출구(130)가 차례로 설치 및 형성된다. 특히, 상기 토출구(130)는 상기 제 1 면(112)과 인접하게 형성되고, 상기 하전부(140)는 상기 제 2 면(114)과 인접하게 설치된다.
또한, 상기 하전부(140)와 상기 제 2 포집부(300) 사이에는 상기 제 3 면(116)에서 내측으로 돌출된 가이드부(118)가 형성될 수 있다. 상기 가이드부(118)는 상기 측정케이스(110)를 형성하는 상기 제 3 면(116)의 일부 구성을 이해될 수 있다.
상기 가이드부(118)는 상기 유입구(120)로 유입된 공기 중 부유미생물이 상기 하전부(140)에서 발생된 (-)입자와 결합될 수 있는 공간을 형성할 수 있다. 또한, 상기 하전부(140)에서 발생된 (-)입자가 부유미생물과 결합되지 않고 상기 제 1 포집부(200) 및 상기 제 2 포집부(300)로 이동되는 것을 방지할 수 있다.
이와 같은 구성을 바탕으로 제 1 미생물(a) 및 제 2 미생물(b)을 분리하여 포집하는 과정에 대하여 자세하게 설명한다.
도 3 내지 도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치에 의한 부유미생물 측정과정을 도시한 도면이다.
도 3은 상기 유입구(120)를 통해 공기가 유입되고, 공기 중 부유미생물이 상기 하전부(140)에서 발생된 (-)입자와 결합되는 과정을 도시한 도면이다.
이때, 유입되는 공기에 서로 다른 종류의 제 1 미생물(a)과 제 2 미생물(b)이 모두 포함된 경우를 도시하였다. 또한, 이해를 돕기 위하여, 제 1 미생물(a)과 제 2 미생물(b)을 동일한 크기 및 개수로 도시하였다.
상기 제 1 미생물(a)과 상기 제 2 미생물(b)은 (-)입자와 결합되어 하전된다. 이때, 하전된 제 1 미생물(a')과 하전된 제 2 미생물(b')은 (-)입자와 미생물 입자가 각각 하나씩 결합된 상태로 도시하였다.
앞서 설명한 바와 같이, 상기 유입구(120)에서 공기의 속도가 상기 토출구(130)에서 공기의 속도보다 빠르다. 따라서, 상기 제 1 미생물(a)과 상기 제 2 미생물(b)은 비교적 빠른 속도로 상기 유입구(120)에서 도면상 하부방향으로 이동하여 하전될 수 있다.
도 4는 하전된 제 2 미생물(b')이 상기 제 2 포집부(300)에 포집되는 과정을 도시한 도면이고, 도 5는 하전된 제 1 미생물(a')이 상기 제 1 포집부(200)에 포집되는 과정을 도시한 도면이다.
이때, 상기 제 2 미생물(b)은 상기 제 1 미생물(a)에 비하여 큰 질량을 가짐으로 비교적 작은 전압에도 포집이 가능하다. 앞서 설명한 바와 같이, 상기 제 2 포집부(300)에는 상기 제 1 미생물(a)을 통과되며 상기 제 2 미생물(b)은 포집되는 전압이 인가된다.
그에 따라, 하전된 제 2 미생물(b')은 전기력에 의해 상기 제 2 포집부(300)에 포집되고, 하전된 제 1 미생물(a')은 상기 제 2 포집부(300)를 통과할 수 있다. 또한, 상기 제 2 포집부(300)를 통과한 하전된 제 1 미생물(a')은 관성력 및 전기력에 의해 상기 제 1 포집부(200)에 포집된다.
이때, 상기 제 1 미생물(a)의 입자크기가 매우 작은 경우에도 효과적으로 포집될 수 있다. 이는, 상기 토출구(130)와 상기 제 1 포집부(200)가 인접하게 배치되기 때문에, 상기 제 1 포집부(200)의 근방의 유속이 느리다. 그에 따라, 상기 제 1 포집부(200)의 높은 전압에 의한 전기력의 영향을 비교적 크게 받을 수 있다. 또한, 상기 제 1 포집부(200)가 상기 유입구(120)와 일 직선상에 배치되어, 유입되는 공기의 속도에 의한 관성력의 영향을 비교적 크게 받을 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 일 실시 예에 따른 부유미생물 측정장치를 도시한 도면이다. 도 6은 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치의 다른 실시 예로, 도 2 내지 도 5에 도시되고 앞서 설명한 구성 및 내용은 생략하고 그를 인용한다.
도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치(100)에는 필터(150)가 더 포함된다. 상기 필터(150)는 상기 제 1 면(112) 및 상기 제 2 면(114)과 마주하도록 상기 제 3 면(116)에 설치될 수 있다.
상기 필터(150)는 상기 하전부(140)보다 상기 제 2 면(114)에 인접하게 배치될 수 있다. 따라서, 상기 제 3 면(116)에는 상기 필터(150), 상기 하전부(140), 상기 가이드부(118), 상기 제 2 포집부(300) 및 상기 토출구(130)가 차례로 배치 및 형성된다.
특히, 상기 필터(150)는 상기 제 3 면(116)의 단면적과 대응되는 크기로 구비된다. 즉, 상기 제 1 면(112) 및 상기 제 2 면(114)과 대응되는 원형으로 형성될 수 있다.
그에 따라, 상기 유입구(120)로 유입되는 공기는 상기 필터(150)를 통과하여 유동될 수 있다. 즉, 상기 필터(150)는 공기의 이물질을 필터링하여 부유미생물을 하전 및 포집하도록 설치된 구성에 해당될 수 있다.
이때, 상기 필터(150)는 메쉬망 등으로 마련되어, 비교적 큰 이물질이 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이와 같은 이물질을 필터링하여 부유미생물의 포집율을 증대시키고 보다 정확한 결과를 확보할 수 있다.
한편, 상기 필터(150)는 비교적 크기가 큰 부유미생물을 포집하는 기능을 하도록 마련될 수 있다. 즉, 상기 필터(150)는 상기 제 1 미생물(a) 및 상기 제 2 미생물(b)이 통과되고, 제 3 미생물(c)이 포집되도록 구비될 수 있다.
상기 제 3 미생물(c)은 상기 제 1 미생물(a) 및 상기 제 2 미생물(b)과 상이한 종류의 부유미생물에 해당될 수 있다. 특히, 상기 제 3 미생물(c)은 상기 제 1 미생물(a) 및 상기 제 2 미생물(b)보다 크기가 큰 미생물에 해당될 수 있다. 예를 들어, 상기 제 3 미생물(c)은 입경이 3~30μm에 해당되는 곰팡이 포자일 수 있다.
또한, 상기 필터(150)에는 상기 필터(150)에 포집된 상기 제 3 미생물(c)을 감지하는 제 3 검출부(160)가 구비된다. 상기 제 3 검출부(160)는 미세전류감지센서에 해당될 수 있으며, 이를 통하여 제 3 미생물(c)의 정량측정이 가능하다.
즉, 본 발명의 사상에 따른 부유미생물 측정장치는 서로 다른 3종류의 부유미생물을 분리하여 포집하고 측정할 수 있다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기조화시스템을 도시한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 사상에 따른 공기조화시스템에는, 실내 공간의 공기를 조화시키는 다양한 장치들이 포함될 수 있다. 특히, 상기 공기조화시스템에는, 앞서 설명한 부유미생물 측정장치(100)가 포함된다.
또한, 상기 공기조화시스템에는, 상기 실내 공간을 가습 및 제습하는 습도조절장치(400, 500), 상기 실내 공간을 난방 및 냉방하는 온도조절장치(700) 및 상기 실내 공간을 청정하는 청정장치(600) 등이 포함된다.
이때, 각 장치들은 하나의 모듈에 함께 구비되거나 각각의 모듈로 구비될 수 있다. 예를 들어, 상기 습도조절장치는 하나의 장치로 구비되거나, 도 7에 도시된 바와 같이 제습장치(400) 및 가습장치(500)로 각각 구비될 수 있다. 또한, 상기 온도조절장치(700)는 도 7에 도시된 바와 같이 하나의 장치로 구비되거나, 냉방장치 및 난방장치로 별도로 구비될 수 있다.
또한, 상기 공기조화시스템에는 각 장치를 제어하는 중앙제어장치(C, control unit)가 포함된다. 상기 중앙제어장치(c)는 각 장치와 통신가능하게 마련된다. 이때, 통신방법에는 Wi-Fi, 블루투스 등 다양한 통신방식이 모두 포함될 수 있다.
예를 들어, 도 7에서는 상기 중앙제어장치(c)를 모바일 기기로 도시하였다. 이는 예시적인 것으로 중앙제어장치(c)는 다양한 장치로 구비될 수 있다. 또한, 상기 중앙제어장치(c)는 별도의 기기로 구비되지 않고 장치간의 통신을 통해 정보를 주고 받음으로 구성될 수 있다.
이하에서는 상기 중앙제어장치(c)가 사용자에 의해 조작가능한 모바일 기기인 것으로 설명한다.
상기 중앙제어장치(c)는 상기 부유미생물 측정장치(100)가 공기 중 부유미생물을 측정하도록 작동시킬 수 있다. 그에 따라, 상기 부유미생물 측정장치(100)는 상기 실내 공간에 존재하는 서로 다른 종류의 미생물을 분리하여 각각 측정한다. 이때, 공기 중 제 1 미생물 및 제 2 미생물이 존재하는 것으로 가정한다.
이때, 상기 중앙제어장치(c)는 상기 부유미생물 측정장치(100)에서 측정된 결과에 따라 다른 장치를 제어할 수 있다. 예를 들어, 상기 중앙제어장치(c)는, 상기 제 1 미생물이 제 1 기준치 이상으로 측정되는 경우, 상기 실내 공간의 습도를 높이도록 상기 습도조절장치, 특히 상기 가습장치(400)를 제어할 수 있다.
반면, 상기 제 2 미생물이 제 2 기준치 이상으로 측정되는 경우, 상기 실내 공간의 습도를 낮추도록 상기 습도조절장치, 특히 상기 제습장치(500)를 제어할 수 있다. 또한, 상기 제 1 미생물 및 상기 제 2 미생물이 모두 제 1 기준치 및 제 2 기준치 이상으로 측정되는 경우 상기 청정장치(600)를 제어할 수 있다.
이때, 상기 제 1 기준치 및 상기 제 2 기준치는 각 미생물에 따른 독립적인 값에 해당되며 구분을 위한 명칭으로 이해될 수 있다.
이는 상기 제 1 미생물은 습도가 높은 경우 생존율이 떨어지며 상기 제 2 미생물은 습도가 낮은 경우 생존율이 떨어지는 각 미생물을 특성을 이용한 제거방안으로 이해될 수 있다. 또한, 각 미생물을 특징을 활용하여 상기 실내 공간의 온도를 높이거나 낮추는 방안을 통해 미생물을 제거할 수 있다.
종래에 단순히 미생물을 측정하고 청정하는 방안보다 효과적이고 능동적으로 공기 중 미생물을 제거하여 청정한 공기를 제공할 수 있다. 특히, 상기 청정장치(600)를 구동하지 않고도 해당 미생물을 제거할 수 있다.
또한, 각 미생물의 존부 및 정량을 사용자에게 가시화하고 그에 따른 방안을 제공함에 따라 사용자의 신뢰성을 높일 수 있다. 예를 들어, 상기 제 1 미생물이 제 1 기준치이상으로 측정되는 경우, 사용자에게 상기 가습장치(400) 또는 상기 청정장치(600) 중 어느 하나를 택하도록 제시할 수 있다.
이와 같이, 서로 다른 종류의 미생물을 측정함에 따라, 서로 다른 방안으로 미생물을 제거할 수 있다.
100 : 부유미생물 측정장치
110 : 측정케이스
120 : 유입구 130 : 토출구
140 : 하전부 150 : 필터
200 : 제 1 포집부 300 : 제 2 포집부
a : 제 1 미생물 b : 제 2 미생물
120 : 유입구 130 : 토출구
140 : 하전부 150 : 필터
200 : 제 1 포집부 300 : 제 2 포집부
a : 제 1 미생물 b : 제 2 미생물
Claims (15)
- 제 1 미생물이 포집되는 제 1 포집부;
상기 제 1 미생물과 상이한 제 2 미생물이 포집되는 제 2 포집부; 및
상기 제 1 포집부 및 상기 제 2 포집부가 설치되는 측정케이스;가 포함되고,
상기 측정케이스에는,
서로 마주보는 제 1 면 및 제 2 면; 및
상기 제 1 면과 상기 제 2 면을 연결하는 제 3 면;이 포함되고,
상기 제 1 포집부는 상기 제 1 면에 설치되고, 상기 제 2 포집부는 상기 제 3 면에 설치되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 포집부에는 제 1 전압이 인가되는 제 1 전압인가부가 포함되고,
상기 제 2 포집부에는 상기 제 1 전압보다 낮은 제 2 전압이 인가되는 제 2 전압인가부가 포함되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정케이스는 상기 제 1 면 및 상기 제 2 면이 상면 및 하면으로 구성되고, 상기 제 3 면이 측면으로 구성된 내부공간을 갖는 원통 형상으로 마련되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 3 항에 있어서,
상기 제 2 포집부는 상기 제 3 면을 따라 연장된 링 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 제 1 면 및 상기 제 2 면과 마주하도록 상기 제 3 면에 설치되는 필터가 더 포함되는 부유미생물 측정장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 필터는 상기 제 1 미생물 및 상기 제 2 미생물이 통과되고, 상기 제 1 미생물 및 상기 제 2 미생물과 상이한 제 3 미생물이 포집되도록 구비되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 5 항에 있어서,
상기 필터는 상기 제 2 포집부보다 상기 제 2 면에 인접하게 설치되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정케이스의 내부로 공기가 유입되도록, 상기 제 2 면에 형성되는 유입구가 더 포함되는 부유미생물 측정장치. - 제 8 항에 있어서,
상기 측정케이스에서 외부로 공기가 토출되도록, 상기 제 3 면에 형성되는 토출구가 더 포함되는 부유미생물 측정장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 토출구는 상기 제 2 포집부보다 상기 제 1 면에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 9 항에 있어서,
상기 토출구는 상기 유입구보다 더 큰 면적으로 형성되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 제 1 항에 있어서,
상기 측정케이스의 내부에 고전압 이온을 발생시키도록, 상기 제 3 면에 설치되는 하전부가 더 포함되는 부유미생물 측정장치. - 제 12 항에 있어서,
상기 하전부는 상기 제 2 포집부보다 상기 제 2 면에 인접하게 형성되는 것을 특징으로 하는 부유미생물 측정장치. - 실내 공간의 공기를 조화시키는 공기조화시스템에 있어서,
상기 실내 공간을 가습 및 제습하는 습도조절장치;
상기 실내 공간에 존재하는 부유미생물을 측정하는 부유미생물 측정장치; 및
상기 부유미생물 측정장치에서 측정된 부유미생물의 정보를 통해 상기 습도조절장치를 제어하는 중앙제어장치;가 포함되고,
상기 부유미생물 측정장치는 상기 실내 공간에 존재하는 서로 다른 종류의 제 1 미생물 및 제 2 미생물을 분리하여 각각 측정하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템. - 제 14 항에 있어서,
상기 중앙제어장치는,
상기 제 1 미생물이 제 1 기준치 이상으로 측정되는 경우 상기 실내 공간의 습도를 높이도록 상기 습도조절장치를 제어하고,
상기 제 2 미생물이 제 2 기준치 이상으로 측정되는 경우 상기 실내 공간의 습도를 낮추도록 상기 습도조절장치를 제어하는 것을 특징으로 하는 공기조화시스템.
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|---|---|---|---|---|
| CN113280467A (zh) * | 2021-06-17 | 2021-08-20 | 宁波奥克斯电气股份有限公司 | 一种采样控制方法、装置及空调器 |
| KR20220041971A (ko) * | 2020-09-25 | 2022-04-04 | 연세대학교 산학협력단 | 매미날개구조 생체모방 나노스파이크 충돌판이 적용된 전기적 임팩터 |
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2018
- 2018-01-17 KR KR1020180006232A patent/KR20190087872A/ko not_active Application Discontinuation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220041971A (ko) * | 2020-09-25 | 2022-04-04 | 연세대학교 산학협력단 | 매미날개구조 생체모방 나노스파이크 충돌판이 적용된 전기적 임팩터 |
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