KR20210110115A - Air cleaning apparatus - Google Patents

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KR20210110115A
KR20210110115A KR1020200025636A KR20200025636A KR20210110115A KR 20210110115 A KR20210110115 A KR 20210110115A KR 1020200025636 A KR1020200025636 A KR 1020200025636A KR 20200025636 A KR20200025636 A KR 20200025636A KR 20210110115 A KR20210110115 A KR 20210110115A
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Abstract

Disclosed is a complex air purifier capable of removing fine dust-causing substances, formaldehyde, bacteria, and mold, which cannot be removed with ordinary filters. According to the present invention, the air purifier comprises: a housing in which a solution is accommodated; a wet scrubber aggregating fine dust particles floating in the air into a mist; a fine particle separator installed in the housing, diffusely separating the fine dust particles in the mist, and diluting the separated fine dust particles in the solution; a first filter unit installed on a flow path of the air passing through the housing and filtering fine dust diluted in the solution or contained in the air; a flexible plasma electrode having a fabric structure discharged in the atmosphere without external gas supply; and a molecular recognition polymer filter filtering ultrafine dust contained in the air passing through the first filter unit.

Description

공기청정장치{AIR CLEANING APPARATUS}Air cleaning device {AIR CLEANING APPARATUS}

본 발명은 공기청정장치에 관한 것으로, 상세하게는 일반 필터로는 제거할 수 없는 미세먼지 원인물질과 폼알데히드, 박테이라와 곰팡이균을 제거할 수 있도록 된 복합형 공기청정장치에 관한 것이다.The present invention relates to an air purifier, and more particularly, to a complex type air purifier capable of removing fine dust-causing substances, formaldehyde, bacteria and mold that cannot be removed with a general filter.

국내의 경우, 건축물의 설비기준 등에 관한 규칙 (건축물 설비기준 제 11조 4항, 학교보건법 시행규칙 제3조 1항, 실내공기질 관리법 시행규칙 제4조)에 따라 고성능 외기청정 설비를 갖추고, 시간당 0.5회에 상응하는 환기횟수가 가능한 환기설비를 갖추어야 한다.In the case of Korea, high-performance outdoor air cleaning equipment is installed in accordance with the rules on facility standards for buildings (Building Equipment Standards Article 11, Paragraph 4, School Health Act Enforcement Rule Article 3 Paragraph 1, Indoor Air Quality Management Act Enforcement Rule Article 4) Ventilation equipment capable of ventilating equivalent to 0.5 times shall be provided.

또한 해외의 일 규정을 살펴보면, 공동주택 및 다중이용시설의 환기설비 기준에 따라, 사무실의 환기 회수는 6∼12 회/h, 병원은 6∼15회/h, 식당은 6회/h, 교실은 6회/h 등의 환기를 필요로한다.Also, looking at overseas work regulations, according to the ventilation system standards for apartment houses and multi-use facilities, the number of ventilation in offices is 6-12 times/h, hospitals 6-15 times/h, restaurants 6 times/h, and classrooms. requires ventilation of 6 times/h, etc.

종래의 공기청정장치를 살펴보면, 크게 헤파필터 기반 공기청정장치, 마이크로 탄소섬유를 이용한 습식 공기정화장치, 조합형 집진장치, 광촉매를 활용한 미세먼지 저감 건설기술, 무필터 공기청정장치 등이 있다. 이들 각각의 장단점을 살펴보면 다음과 같다.Looking at the conventional air purifier, there are largely a HEPA filter-based air purifier, a wet air purifier using micro carbon fiber, a combination dust collector, a fine dust reduction construction technology using a photocatalyst, and a filter-free air purifier. The pros and cons of each of these are as follows.

1. 헤파필터 기반 공기청정장치1. HEPA filter based air purifier

도 1은 일반적인 헤파필터 제작과정을 보인 개략도이다. 도 1을 참조하면 현재 사용되고 있는 미세먼지 헤파필터는 마이크로미터 크기의 섬유를 기반으로 하는 필터링 방식으로 미세먼지 포집효율이 좋아 널리 사용되고 있다. 하지만 압력손실이 높아 공기를 정화하는데 필요한 송풍장치의 전력 소모량이 크고 소음과 진동이 발생하는 단점이 있다.1 is a schematic diagram showing a typical HEPA filter manufacturing process. Referring to FIG. 1 , the currently used fine dust HEPA filter is a filtering method based on micrometer-sized fibers and is widely used because of its good fine dust collection efficiency. However, due to the high pressure loss, the power consumption of the blower required to purify the air is large, and noise and vibration are generated.

2. 마이크로 탄소섬유를 이용한 습식 공기정화 장치2. Wet air purification device using micro carbon fiber

본 기술은 필터없이 물과 정전기만으로 초미세먼지(PM2.5)를 제거할 수 있는 기술이다. 즉, 마이크로 탄소섬유 방전극을 이용해 미세먼지를 하전 시킨 뒤, 고강도의 전기장이 형성된 집진패널로 포집한다. 극미세 마이크로 탄소섬유 다발에 상대적으로 낮은 전압을 가하여 오존 발생 없이 미세입자를 하전시킬 수 있으며, 금속 집진패널 또는 유전체 코팅 집진패널로 하전 입자를 포집시키는 기능을 결합한다. 전하를 띤 미세먼지 입자는 물이 흘러내리도록 설계된 수막형 집진극에 의해 수막과 함께 하단부의 수조로 이동시켜 제거한다. 즉, 전기집진판을 항상 깨끗하게 유지할 수 있어 2차 오염을 방지할 수 있고, 공기 정화와 가습이 동시에 가능하며, 필터가 필요없어 반영구적으로 사용이 가능하다는 장점이 있다.This technology is a technology that can remove ultrafine dust (PM2.5) only with water and static electricity without a filter. That is, after charging fine dust using a micro carbon fiber discharge electrode, it is collected by a dust collecting panel in which a high-strength electric field is formed. By applying a relatively low voltage to the ultra-fine micro carbon fiber bundle, it can charge fine particles without ozone generation, and combines the function of collecting charged particles with a metal dust collecting panel or a dielectric coated dust collecting panel. Charged fine dust particles are removed by moving the water film together with the water film to the water tank at the bottom by the water film-type dust collecting pole designed to allow water to flow down. That is, the electrostatic precipitator can always be kept clean to prevent secondary contamination, air purification and humidification are possible at the same time, and there is no need for a filter, so it can be used semi-permanently.

3. 조합형 집진장치3. Combination type dust collector

도 2는 200CMH급 Pecked Filter System 조합형 집진기 및 조합형 집진기의 성능 평가 결과를 나타낸 도면이다.2 is a view showing the performance evaluation results of the 200CMH class Pecked Filter System combined dust collector and the combined dust collector.

입자상 초미세먼지 배출농도를 줄이기 위해 이중벽 구조의 저압손 사이클론과 필터 재생 시스템을 결합하여 초미세먼지를 90% 이상 제거할 수 있는 기술이 개발되고 있다. 도 2를 참조하면, 1차 집진부인 저압손 사이클론에서 유입되는 먼지가 70%이상 제거 된 후, 나머지 먼지가 2차 집진부인 백필터 집진기로 유입되어 여과 필터의 부하량을 감소시키는 원리를 이용한다. 사이클론은 운전 시 압력손실이 많아 에너지 소비가 많고 마모성 분진에 취약하다는 한계가 있으나 해당 기술은 압력손실을 70%이상 감소시켜 에너지 효율을 향상시키고 기계적 마모를 줄일 수 있다. 또한 2차 집진부인 백필터 집진기로 먼지가 유입되기 때문에 여과 필터의 부하량을 감소시킬 수 있으며, 필터의 재생공정 주기가 길어지면서 필터 수명도 늘어날 것으로 기대된다. 뿐만 아니라 고온가스 재순환 방법과 환원제 열분해 방식을 이용하여 가스상 초미세먼지 유발물질인 질소산화물과 황산화물제거 효율도 향상시킬 수 있을 것으로 예상된다. 초미세먼지와 미세먼지 유발 전구물질(前驅物質)을 복합적으로 처리할 수 있기 때문에 해당기술은 향 후 폐기물에너지 자원화 설비, 화력발전소, 도로 공사장에도 확대 적용될 수 있다. In order to reduce the emission concentration of particulate ultrafine dust, a technology that can remove more than 90% of ultrafine dust by combining a double-walled low pressure loss cyclone with a filter regeneration system is being developed. Referring to FIG. 2 , after 70% or more of the dust flowing in from the low-pressure loss cyclone, which is the primary dust collecting unit, is removed, the remaining dust flows into the secondary dust collecting unit, the bag filter dust collector, to reduce the load of the filtration filter. Cyclone has a limitation in that it consumes a lot of energy and is vulnerable to abrasive dust due to a large pressure loss during operation, but the technology can reduce pressure loss by more than 70% to improve energy efficiency and reduce mechanical wear. In addition, since dust enters the secondary dust collecting unit, the bag filter dust collector, the load on the filtration filter can be reduced, and the filter life is expected to increase as the filter regeneration process cycle becomes longer. In addition, it is expected that the removal efficiency of nitrogen oxides and sulfur oxides, which are gaseous ultrafine dust-causing substances, can be improved by using the high-temperature gas recirculation method and the reducing agent pyrolysis method. Because it can complexly treat ultrafine dust and its precursors, the technology can be applied to waste energy resources, thermal power plants, and road construction sites in the future.

4. 광촉매를 활용한 미세먼지저감 건설 기술4. Fine dust reduction construction technology using photocatalyst

도 3은 광촉매 콘크리트 미세먼지 제거 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면이다. 도 3을 참조하면, 대기 중의 미세먼지 전구물질(NOx, SOx)을 제거할 수 있는 광촉매 기반의 도로 시설물용 건설자재 및 적용 기술(광촉매 도장재료, 가시광선 반응형 광촉매 건설자재, 광촉매 패브릭 및 타일, 광촉매 단열, 흡음 등 다기능 건축자재, 광촉매 공기정화 필터 및 공조기기 등) 개발과 상용화가 추진되고 있다. 구체적으로 광촉매 재료 분말도 10㎛ 이하, 산화질소 제거율 50%를 만족하고, 기존 제품 대비 가격이 50% 저렴한 저비용 고성능 광촉매 생산 기술 개발을 목표로 하고 있다.3 is a schematic view for explaining a photocatalytic concrete fine dust removal principle. Referring to FIG. 3 , photocatalyst-based construction materials and application technologies for road facilities that can remove fine dust precursors (NOx, SOx) in the atmosphere (photocatalyst coating materials, visible light reactive photocatalyst construction materials, photocatalyst fabrics and tiles) , photocatalyst multifunctional building materials such as insulation and sound absorption, photocatalyst air purification filters and air conditioning equipment) development and commercialization are being promoted. Specifically, it aims to develop a low-cost, high-performance photocatalyst production technology that satisfies a photocatalyst material powder of 10㎛ or less, a nitrogen oxide removal rate of 50%, and is 50% cheaper than existing products.

저비용 고성능 광촉매는 도로포장분야, 도로 부속시설물로 분류되어 있는 중앙분리대, 방음벽 및 도로흡음 자재, 보행자 보도 블록 뿐만 아니라 터널 및 지하공간의 환기를 위한 공조시설에 활용 가능하다. The low-cost, high-performance photocatalyst can be used in the road pavement field, median partitions classified as road ancillary facilities, soundproof walls and road sound-absorbing materials, pedestrian sidewalk blocks, as well as air conditioning facilities for ventilation of tunnels and underground spaces.

5. 무필터 공기청정장치5. Filter-free air purifier

도 4a는 물을 이용한 초미세먼지의 응축성장 및 조대입자의 관성충돌 제거 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 대전형 무필터 초미세먼지 공기정청기를 보인 개략적인 도면이다.4A is a view for explaining the principle of condensed growth of ultrafine dust using water and the removal of inertial collision of coarse particles, and FIG. 4B is a schematic view showing a charging type filterless ultrafine dust air purifier.

도 4a를 참조하면, 응축 성장형 무필터 초공기청정장치는 물을 이용한 초미세먼지의 고속 응축 성장을 통해 조대화된 입자를 제거하는 원리를 이용한다. 수냉식 판형 열교환 응축기 및 단열팽창 응축기 등 두 가지 유형을 통해 100㎛ 이하의 초미세입자를 2㎛이상으로 성장시키고, 조대입자 제거장치 및 수분증발기를 거쳐 초기농도 대비 90% 이상의 효율로 초미세먼지를 제거할 수 있는 것이 특징이다. 하지만 포화부에서 액적 증발을 위한 물이 추가로 소모되며, 단열 팽창에 의한 냉각효과를 얻기 위해 사용된 멀티 노즐이 팬 부하의 상승을 가져와 활용범위가 제한적이라는 것이 단점이다.Referring to FIG. 4A , the condensation growth type filter-free ultra air purifier uses the principle of removing coarse particles through high-speed condensation growth of ultrafine dust using water. It grows ultra-fine particles of 100 μm or less to 2 μm or more through two types of water-cooled plate heat exchanger condensers and adiabatic expansion condensers, and removes ultra-fine dust with an efficiency of over 90% compared to the initial concentration through a coarse particle removal device and moisture evaporator. It is characterized by being able to However, water for droplet evaporation is additionally consumed in the saturation part, and the multi-nozzle used to obtain a cooling effect by adiabatic expansion increases the fan load, and thus the range of application is limited.

도 4b를 참조하면, 도 4a에 따른 장치의 개선안으로 대전기의 최적화 설계를 통해 이온 생성량을 극대화하고, 초미세입자의 대전효율을 향상시키는 방안이 도입되고 있다. 이를 통해 압력손실을 경감시키고 소음문제를 해결하며, 포화부를 생략하여 설치 부피를 줄일 수 있는 대전형 무필터 초공기청정장치를 개발되고 있다.Referring to FIG. 4B , as an improvement plan of the device according to FIG. 4A , a method of maximizing the amount of ions generated through an optimized design of a charger and improving the charging efficiency of ultrafine particles is introduced. Through this, a charge-free filter-free ultra-air purifier that can reduce pressure loss, solve noise problems, and reduce the installation volume by omitting the saturation part is being developed.

본 발명은 일반 필터로는 제거할 수 없는 미세먼지 원인물질과 폼알데히드, 박테이라와 곰팡이균을 제거할 수 있도록 된 복합형 공기청정장치를 제공하는데 일 목적이 있다.An object of the present invention is to provide a complex type air purifier capable of removing fine dust-causing substances, formaldehyde, bacteria and mold that cannot be removed with a general filter.

또한 본 발명은 상기한 복합형 공기청정장치를 적용한 가로등주에 탈부착 가능한 가로등주용 공기청정장치를 제공하는데 다른 목적이 있다.Another object of the present invention is to provide an air cleaning device for a street light pole that is detachable to a street light pole to which the above-described complex type air cleaning device is applied.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 공기청정장치에 있어서, 내부에 용해액이 수용되는 하우징과; 공기 중에 부유하는 미세먼지 입자를 미스트 형태로 응집하는 습식 스크러버와; 상기 하우징에 설치되며, 상기 미스트 내의 미세먼지 입자를 확산 분리시키고, 이 분리된 미세먼지 입자가 상기 용해액 내에 희석되도록 하는 미세입자 분리기와; 상기 미세입자 분리기를 경유한 공기의 유동 경로 상에 설치되는 것으로, 상기 용해액 내에 희석되거나 상기 공기 내에 포함된 미세먼지를 여과하는 제1필터부와; 외부 기체 공급없이 대기 중에서 방전되는 직물 구조의 플라즈마 유연전극과; 상기 제1필터부를 통과한 공기에 포함된 초미세먼지를 여과하는 분자인식 고분자 필터를 포함할 수 있다.In order to achieve the above object, the present invention provides an air purifier comprising: a housing in which a solution is accommodated; a wet scrubber that aggregates fine dust particles suspended in the air in a mist form; a fine particle separator installed in the housing to diffusely separate fine dust particles in the mist and dilute the separated fine dust particles in the solution; a first filter unit installed on a flow path of air passing through the fine particle separator and filtering fine dust diluted in the solution or contained in the air; Plasma flexible electrode having a fabric structure that is discharged in the atmosphere without external gas supply; It may include a molecular recognition polymer filter for filtering ultrafine dust contained in the air that has passed through the first filter unit.

상기 습식 스크러버는, 내부에 분무용액이 수용된 수조와; 상기 분무용액으로부터 미스트를 생성하는 미스트 발생기와; 상기 미스트 발생기에 의해 생성된 미스트를 오염된 공기 상에 분사하는 분사부와; 상기 수조 내에 수용되며, 요오드화은이 코팅된 다수의 살균볼을 포함할 수 있다.The wet scrubber includes: a water tank containing a spray solution therein; a mist generator for generating mist from the spray solution; a spraying unit for spraying the mist generated by the mist generator onto the contaminated air; It is accommodated in the water tank and may include a plurality of sterilization balls coated with silver iodide.

상기 분자인식 고분자 필터는, 부직포와; 상기 부직포 상에 형성되며, 초미세먼지를 여과하는 분자인식 고분자 기능성 폴리머를 포함하며, 상기 분자인식 고분자 기능성 폴리머는 자외선 광에 의해 나노 크기로 다공성으로 천공된다.The molecular recognition polymer filter, a nonwoven fabric; It is formed on the nonwoven fabric and includes a molecular recognition polymer functional polymer that filters ultrafine dust, and the molecular recognition polymer functional polymer is perforated in a nano-sized porosity by ultraviolet light.

본 발명에 따른 공기청정장치는 미세먼지와 초미세먼지를 제거하는 하이브리드 필터를 적용함으로써, 일반 필터로는 제거할 수 없는 미세먼지 원인물질과 폼알데히드, 박테이라와 곰팡이균을 제거할 수 있다.By applying a hybrid filter that removes fine dust and ultra-fine dust, the air purifier according to the present invention can remove substances that cause fine dust, formaldehyde, bacteria and mold that cannot be removed with a general filter.

또한 본 발명에 따른 가로등주에 탈부착 가능한 가로등주용 공기청정장치는 도심 및 일반 도로등에 설치된 모든 가로등주에 적용 가능하다. 특히, 미세먼지가 심한 지역이나 미세먼지가 많이 발생되는 도심지역에 집중 설치 가능하다. 나아가 가로등주에 대해 탈부착이 가능하므로, 미세먼지 발생 시기와 지역의 필요에 따라 이동 설치가 가능하다. 또한가로등주를 활용하여 공기정화기를 설치함으로써, 도심에서 설치 공간 확보가 용이하게 유지 관리가 편리하다는 이점이 있다.In addition, the air purifier for a street light pole detachable to the street lamp pole according to the present invention is applicable to all street light poles installed in the city center and general roads. In particular, it can be installed in an area with severe fine dust or in an urban area where a lot of fine dust is generated. Furthermore, since it is possible to attach and detach the lamp post, it can be moved and installed according to the time of occurrence of fine dust and the needs of the region. In addition, by installing an air purifier using a streetlight pole, there is an advantage in that it is easy to secure an installation space in the city center and maintenance is convenient.

도 1은 일반적인 헤파필터 제작과정을 보인 개략도.
도 2는 200CMH급 Pecked Filter System 조합형 집진기 및 조합형 집진기의 성능 평가 결과를 나타낸 도면.
도 3은 광촉매 콘크리트 미세먼지 제거 원리를 설명하기 위한 개략적인 도면.
도 4a는 물을 이용한 초미세먼지의 응축성장 및 조대입자의 관성충돌 제거 원리를 설명하기 위한 도면이고, 도 4b는 대전형 무필터 초미세먼지 공기정청기를 보인 개략적인 도면.
도 5a 및 도 5b 각각은 본 발명의 실시예에 따른 공기청정장치를 보인 개략적인 도면.
도 6a 내지 도 6c 각각은 먼지 입자의 크기 각각에 따른 여과 기능을 설명하기 위한 도면.
도 7은 미세먼지 입자 크기와 포집 효율과의 상관관계를 나타낸 그래프.
도 8a 및 도 8b 각각은 공기와 액적을 발생하는 분무기와 미세유체시스템 각각을 나타낸 개략적인 사시도.
도 9은 필터에 충진되는 링클 메디아를 보인 사시도.
도 10는 본 발명의 실시예에 따른 공기청정장치의 살균볼 제조 공정을 나타낸 개략적인 도면.
도 11a은 본 발명의 실시예에 따른 공기청정장치의 나노필터를 보인 개략적인 도면이고, 도 11b는 도 11a의 확대도.
도 12a 및 도 12b 각각은 본 발명의 실시예 따른 공기청정장치의 유연전극을 보인 개략적인 도면.
도 13은 분자인식 고분자 필터를 보인 부분 단면 사시도.
도 14는 도 13의 분자인식 고분자 필터의 제조 공정을 보인 개략적인 도면.
도 15 내지 도 18은 본 발명의 다른 실시예에 따른 가로등주형 공기정화기를 보인 개략적인 도면.
1 is a schematic diagram showing a typical HEPA filter manufacturing process.
Figure 2 is a view showing the performance evaluation results of the 200CMH class Pecked Filter System combination type dust collector and the combination type dust collector.
3 is a schematic view for explaining a photocatalytic concrete fine dust removal principle.
FIG. 4A is a view for explaining the principle of condensed growth of ultrafine dust using water and the removal of inertial collision of coarse particles, and FIG. 4B is a schematic view showing a charging type filterless ultrafine dust air purifier.
5a and 5b are each a schematic view showing an air purifier according to an embodiment of the present invention.
6A to 6C are views for explaining a filtering function according to each size of dust particles.
7 is a graph showing the correlation between fine dust particle size and collection efficiency.
8A and 8B are each a schematic perspective view showing a nebulizer and a microfluidic system for generating air and droplets, respectively.
9 is a perspective view showing the wrinkle media filled in the filter.
Figure 10 is a schematic view showing a sterilization ball manufacturing process of the air cleaning device according to an embodiment of the present invention.
Figure 11a is a schematic view showing a nano-filter of the air cleaning device according to an embodiment of the present invention, Figure 11b is an enlarged view of Figure 11a.
12a and 12b are each a schematic view showing a flexible electrode of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
13 is a partial cross-sectional perspective view showing a molecular recognition polymer filter.
14 is a schematic view showing a manufacturing process of the molecular recognition polymer filter of FIG. 13;
15 to 18 are schematic views showing a street lamp type air purifier according to another embodiment of the present invention.

이하, 첨부한 도면들을 참고하여 본 발명의 실시예들을 상세하게 설명하기로 한다. 도면에서 본 발명을 명확하게 설명하기 위해서 설명과 관계없는 부분은 생략하였으며, 명세서 전체를 통하여 동일 또는 유사한 구성요소에 대해서는 동일한 참조 부호를 사용하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to clearly explain the present invention in the drawings, parts irrelevant to the description are omitted, and the same reference numerals are used for the same or similar components throughout the specification.

도 5a 및 도 5b 각각은 본 발명의 실시예에 따른 공기청정장치를 보인 개략적인 도면이다. 도 5a 및 도 5b를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 공기청정장치는 미세먼지 및 초미세먼지를 효율적으로 제거하는 하이브리드 필터를 포함하는 것으로, 주거공간 또는 사무공간 등과 같은 실내 공간에 설치될 수 있다. 여기서 실외공기(OA)는 공기청정장치의 하이브리드 필터(예를 들어, 헤파필터)를 통과하면서 정화된 공급공기(SA) 형태로 실내로 공급 즉 급기된다. 또한 실내공기(RA)는 공기청정장치를 통과한 후 실외로 배출 즉 배기(EA) 된다. 이하 하이브리드 필터에 대해 상세히 설명하기로 한다.5a and 5b are each a schematic view showing an air purifier according to an embodiment of the present invention. 5A and 5B, the air purifier according to an embodiment of the present invention includes a hybrid filter that efficiently removes fine dust and ultra-fine dust, and may be installed in an indoor space such as a residential space or an office space. can Here, outdoor air (OA) is supplied to the room in the form of purified supply air (SA) while passing through a hybrid filter (eg, HEPA filter) of the air purifier, that is, supplied to the room. In addition, the indoor air (RA) is discharged to the outside after passing through the air purifier, that is, exhausted (EA). Hereinafter, the hybrid filter will be described in detail.

1. 미세먼지 및 초미세먼지 포집용 하이브리드 필터1. Hybrid filter for collecting fine dust and ultra-fine dust

본 실시예에 있어서, 공기 중의 미세먼지를 포집하기 위한 하이브리드 필터 기술은 액적을 이용하여 먼지입자를 조대화하여 중력침강 시키는 방법과 미세입자의 관성효과, 확산효과, 차단효과에 의한 포집 메카니즘을 활용한다.In this embodiment, the hybrid filter technology for collecting fine dust in the air utilizes a method of coarsening dust particles using droplets to cause gravitational sedimentation, and a collection mechanism by the inertial effect, diffusion effect, and blocking effect of the fine particles. do.

여기서 미세먼지 입자의 관성효과는 공기의 흐름을 타고 섬유에 접근한 입자는 자기의 관성에 의해 기류로부터 벗어나 필터섬유에 충돌되어 포집된다. 입자가 공기와 같은 속도로 장애물에 접근할 때 공기는 필터섬유 주위를 통과하기 위하여 가속과 방향전환을 한다. Here, the inertial effect of fine dust particles is that the particles approaching the fibers riding on the air flow escape from the airflow due to their inertia and collide with the filter fibers and are collected. As particles approach an obstacle at the same speed as air, the air accelerates and deflects to pass around the filter fiber.

도 6a 내지 도 6c 각각은 먼지 입자의 크기 각각에 따른 여과 기능을 설명하기 위한 도면이다.6A to 6C are diagrams for explaining a filtering function according to each size of dust particles.

도 6a를 참조하면, 질량이 큰 입자(예를 들어, 1 ㎛ 초과하는 입자)는 관성에 의해 직진운동을 계속하려 하지만 공기는 입자를 옆으로 유도하려 한다. 관성효과는 먼지 입경과 공기속도에 비례한다.Referring to FIG. 6A , particles with a large mass (eg, particles exceeding 1 μm) tend to keep moving in a straight line due to inertia, but air tries to guide the particles to the side. The inertial effect is proportional to the particle size of the dust and the air velocity.

도 6b를 참조하면, 미세먼지 입자(예를 들어, 0.1 ㎛ 내지 1㎛ 범위의 입자)는 공기의 흐름과 관계없이 브라운 운동을 하면서 확산한다. 따라서 기류를 타고 여재 사이를 통과하는 큰 입자까지도 여재사이를 통과하는 거리가 길고 방향성이 없기 때문에 섬유에 걸려 포집된다. 확산에 의한 입자의 포집효과는 먼지 입경과 유속에 반비례한다.Referring to FIG. 6B , fine dust particles (eg, particles in the range of 0.1 μm to 1 μm) diffuse while performing Brownian motion regardless of air flow. Therefore, even large particles that pass through the media in the air stream are caught by the fibers because the distance passing between the media is long and there is no directionality. The particle trapping effect by diffusion is inversely proportional to the particle size of the dust and the flow rate.

도 6c를 참조하면, 초미세먼지 입자(예를 들어, 100 nm 미만의 입자)의 차단효과는 어떤 입자가 필터 섬유소를 근접하여 지나갈 때 섬유표면에서 입자반경 이내로 먼지입자의 중심이 통과할 때 확산, 관성, 중력 또는 전기적으로 섬유에 포획된다. 이러한 직접포획에 의한 효과는 입자의 직경 대 섬유의 직경 비가 클 때 크게 나타난다.Referring to FIG. 6C , the blocking effect of ultrafine dust particles (eg, particles of less than 100 nm) is diffused when the center of the dust particles passes within the particle radius from the fiber surface when a certain particle passes close to the filter fiber , inertial, gravitational or electrically trapped in the fiber. The effect of such direct trapping is large when the ratio of particle diameter to fiber diameter is large.

도 7은 미세먼지 입자 크기와 포집 효율과의 상관관계를 나타낸 그래프이다. 도 7을 참조하면 미세먼지 입자의 포집기술에서 관성효과와 차단효과는 0.4㎛ 보다 큰 먼지가 걸러지게 되고, 확산효과는 0.1㎛ 보다 작은 먼지가 주로 걸러지게 된다. 그러므로 0.3㎛ 부근 입자들은 이런 원리가 모두 약하게 적용되어 잘 안 걸러진다. 필터원리가 모두 약하게 적용되는 0.3㎛ 부근의 입자 크기를 MPPS(Most Penetrating Particle Size)라고 부르며 포집효과 기준을 0.3㎛의 입자로 잡는다.7 is a graph showing the correlation between the particle size of fine dust and the collection efficiency. Referring to FIG. 7 , in the fine dust particle collection technology, dust larger than 0.4 μm is filtered through the inertial effect and blocking effect, and dust smaller than 0.1 μm is mainly filtered through the diffusion effect. Therefore, particles around 0.3㎛ are difficult to filter because all of these principles are weakly applied. The particle size around 0.3㎛ to which all the filter principles are weakly applied is called MPPS (Most Penetrating Particle Size), and the standard of the trapping effect is set to 0.3㎛ particles.

(1) 하이브리드 필터의 중력침강 기능 개요(1) Overview of gravity sedimentation function of hybrid filter

도 8a 및 도 8b 각각은 공기와 액적을 발생하는 분무기와 미세유체시스템 각각을 나타낸 개략적인 사시도이다. 도면들을 참조하면, 분무기는 미세먼지가 포함된 공기와 액적을 혼합 분사하며, 이 분사된 물질은 미세유체시스템(microfluidics)을 통과한다. 이때 미세유체시스템은 초미세먼지의 입자를 고르게 조대화시킨다. 8A and 8B are each a schematic perspective view showing an atomizer and a microfluidic system for generating air and droplets, respectively. Referring to the drawings, the atomizer mixes and sprays air and droplets containing fine dust, and the sprayed material passes through a microfluidics. At this time, the microfluidic system coarsens the particles of ultrafine dust evenly.

도 9은 필터에 충진되는 링클 메디아를 보인 사시도이다. 조대화된 먼지입자의 중력침강을 통한 미세먼지 포집을 위하여, 조대화된 미세먼지 입자는 도 9에 도시된 바와 같은 링클 메디아(47)가 충진된 필터를 통과한다. 여기서 링클 메디아(47)는 PVC재질로 만들어지며, 단위 부피 공간에 비표면적을 극대화한 구조로 가공한다. 링클 메디아를 충진한 필터의 두께와 공기속도를 통하여 공기 흐름의 길이를 조절하여 포집효율을 높인다.9 is a perspective view showing the wrinkle media filled in the filter. In order to collect fine dust through gravitational sedimentation of the coarse dust particles, the coarse particles pass through a filter filled with a wrinkle media 47 as shown in FIG. 9 . Here, the wrinkle media 47 is made of a PVC material, and is processed into a structure that maximizes the specific surface area in a unit volume space. Through the thickness of the filter filled with the wrinkle media and the air velocity, the length of the air flow is adjusted to increase the collection efficiency.

한편, 입자의 조대화를 위하여 사용되는 물의 수질 개선을 하기 위하여 다음과 같이 고안된 수질 개선용 살균볼(도 10의 23)을 사용한다. 이 살균볼은 초미량 농도에서도 살균특성은 99.9 %이상이며, Ag+ 농도는 먹는 물 수질 기준의 1/5이하이며, UV법, 오존 및 염소 살균법에 비해 살균 지속력이 좋아야 할 뿐만 아니라, 병원성 세균에 대한 내성이 없어야 한다.On the other hand, in order to improve the water quality of water used for coarsening the particles, a water quality improvement sterilization ball (23 in FIG. 10) designed as follows is used. This sterilization ball has sterilization properties of over 99.9% even at ultra-trace concentrations, and the Ag + concentration is less than 1/5 of the drinking water quality standards. It should not be resistant to bacteria.

도 10은 살균볼의 제조 공정을 보인 개략적인 도면이다. 도 10를 참조하면, 알루미나 볼(23a)을 준비하고, 무전해 은도금을 통하여 알루미나 볼(23a)의 표면에 소정 두께로 은(Ag)코팅피막(23b)을 형성한다. 이어서, 은코팅피막(23b)에 대해 요오드화 반응을 통하여 요오드화은(AgI)코팅피막(23c)을 형성한다. 10 is a schematic view showing a manufacturing process of a sterilization ball. Referring to FIG. 10 , an alumina ball 23a is prepared, and a silver (Ag) coating film 23b is formed to a predetermined thickness on the surface of the alumina ball 23a through electroless silver plating. Subsequently, a silver iodide (AgI) coating film 23c is formed through an iodination reaction with respect to the silver coating film 23b.

수조 내에 다수의 살균볼(23)을 투입함으로써, 물속에서 요오드(I) 성분과 은(Ag) 성분이 이온으로 존재할 수 있게 된다. 이때, 물속에 녹아 있는 은(Ag) 성분은 각종 미생물에 대한 살균작용을 한다.By putting a plurality of sterilization balls 23 in the water tank, the iodine (I) component and the silver (Ag) component can exist as ions in the water. At this time, the silver (Ag) component dissolved in the water has a sterilizing action against various microorganisms.

(2) 하이브리드 필터의 관성, 확산, 차단 효과 개요 (2) Overview of Inertia, Diffusion, and Blocking Effects of Hybrid Filters

반응성 이온에칭 공정기술을 전기 방사된 고분자 나노섬유 소재에 적용하여 섬유의 두께를 현저히 줄여 압력손실을 줄이고, 주입된 산소가스를 통해 화학적 표면 처리를 함으로써 상용 헤파 필터와 동일한 수준의 집진효율을 갖는 기능성 나노섬유 기반의 미세먼지 포집필터 적용한다.Reactive ion etching process technology is applied to the electrospun polymer nanofiber material to significantly reduce the thickness of the fiber to reduce pressure loss, and chemical surface treatment through injected oxygen gas has the same level of dust collection efficiency as commercial HEPA filters A nanofiber-based fine dust collecting filter is applied.

도 11a은 본 발명의 실시예에 따른 공기청정장치의 나노필터를 보인 개략적인 도면이고, 도 11b는 도 11a의 확대도이다.11A is a schematic view showing a nanofilter of an air purifier according to an embodiment of the present invention, and FIG. 11B is an enlarged view of FIG. 11A.

도 11a 및 도 11b를 참조하면, 나노필터(41)는 메쉬 형상의 베이스(41a)와, 상기 베이스(41a) 상에 형성되는 나노섬유층(41b)을 포함할 수 있다. 나노섬유층(41b)은 용해액 내에 희석된 미세먼지를 흡착한다. 또한 나노필터(41)는 나노섬유층(41b) 상에 형성되는 코팅층(41c)을 더 포함할 수 있다. 이 코팅층(41c)에는 2차원 행렬 방향으로 배열 된 다수의 개구가 형성되고, 이 개구를 통하여 나노섬유층(41b)이 외부에 노출된다. 따라서 나노필터(41)는 나노섬유층(41b)을 통한 먼지 흡착 성능을 유지하면서도, 장시간 사용시 나노섬유층(41b)이 분리되는 것을 억제할 수 있다. 이와 같이 구성된 나노필터(41)는 물로 세척 가능한 구조를 가지는 것으로, 오염시 용이하게 세정할 수 있다는 이점이 있다.11A and 11B , the nanofilter 41 may include a mesh-shaped base 41a and a nanofiber layer 41b formed on the base 41a. The nanofiber layer 41b adsorbs fine dust diluted in the solution. In addition, the nanofilter 41 may further include a coating layer 41c formed on the nanofiber layer 41b. A plurality of openings arranged in a two-dimensional matrix direction are formed in the coating layer 41c, and the nanofiber layer 41b is exposed to the outside through the openings. Therefore, the nano-filter 41 can suppress the separation of the nano-fiber layer 41b when used for a long time while maintaining the dust adsorption performance through the nano-fiber layer 41b. The nanofilter 41 configured as described above has a structure that can be washed with water, and has the advantage that it can be easily cleaned when contaminated.

2. 미세먼지 원인물질 제어 기술2. Fine dust causative material control technology

미세먼지란 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 입자상 물질로, 화석연료의 연소과정이나 공장, 자동차 등의 배출 과정에서 발생하는 먼지 등을 의미한다. 여기서 발생원은 자연적인 것(흙먼지, 꽃가루 등)과 인위적인 것(산업장, 발전시설, 자동차 배기가스, 공사장 등)으로 구분된다. 또한 미세먼지는 고체 상태로 직접 배출되는 1차적 생성물과, 대기 중 반응에 의하여 간접배출되는 2차적 생성물로 구분할 수 있다. 여기서, 2차적 생성물은 전체 미세먼지의 약 70% 차지한다. 또한 2차적 생성물은 사업장 배출 SOx, 자동차 배출 NOx 등이 대기 중 수증기, 암모니아 등과 화학반응하여 간접적으로 생성된다. 또한 각종 유기용제와 석유정제 및 석유화학제품 제조시설에서 배출되는 휘발성유기화합물(VOCs) 등이 초미세먼지를 만든단. 따라서 미세먼지 원인물질을 포집할 필요가 있음.Fine dust is particulate matter that floats or is blown down in the atmosphere, and refers to dust generated during the combustion process of fossil fuels or the process of emissions from factories and automobiles. Here, the sources are divided into natural (soil dust, pollen, etc.) and artificial ones (industrial sites, power generation facilities, automobile exhaust gas, construction sites, etc.). In addition, fine dust can be divided into a primary product that is directly emitted in a solid state and a secondary product that is indirectly emitted by a reaction in the atmosphere. Here, secondary products account for about 70% of the total fine dust. In addition, secondary products are indirectly generated by chemical reaction of business-site SOx and automobile emission NOx with water vapor and ammonia in the atmosphere. In addition, various organic solvents and volatile organic compounds (VOCs) emitted from petroleum refining and petrochemical manufacturing facilities make ultra-fine dust. Therefore, it is necessary to collect fine dust causative substances.

(1) 저온 대기압 플라즈마에 의한 NOx, SOx, 바이러스 제거(1) NOx, SOx, virus removal by low-temperature atmospheric pressure plasma

이를 위하여, 본 발명은 저온 대기압 플라즈마에 의한 NOx, SOx, 바이러스 제거한다.To this end, the present invention removes NOx, SOx, and viruses by low-temperature atmospheric pressure plasma.

양 전극을 일정 간격을 띄우고 두 전극간에 수백 볼트에서 수십 킬로볼트의 교류 전원을 인가하게 되면 플라즈마 방전 현상을 통해 대기압 플라즈마가 발생된다. 이때 플라즈마 내의 전자나 각종 기능성 이온들은 공기 또는 물 등과 방전영역 내에서 만나 이온화되고 분해되면서 산화력이 우수한 활성 라디칼이 형성되며, 이때 형성된 라디칼은 반응성이 매우 커서 질소산화물, 황산화물, 바이러스 등의 처리가 가능하다.When both electrodes are spaced apart and AC power of hundreds of volts to tens of kilovolts is applied between the two electrodes, atmospheric pressure plasma is generated through a plasma discharge phenomenon. At this time, electrons or various functional ions in the plasma meet in the discharge region with air or water, etc. to be ionized and decomposed to form active radicals with excellent oxidizing power. possible.

공간(1기압)에서 방전하는 대기압 플라즈마는 90년대 이후 많은 연구가 진행되고 있으며 방전구조와 방전모드에 따라 유전체 장벽 방전(Dielectric Barrier Discharge, DBD ), 코로나 제트(Corona Jet), 글로우 방전(Glow Discharge), 아크 토치(Arc Torch), 미세공동음극방전(Micro Hollow Cathode Discharge, MHCD), 자기유도 플라즈마(Inductively Coupled Plasma, ICP)등 다양하게 구분된다. 대기압 플라즈마는 비교적 방전전압이 낮은 헬륨이나 알곤 기체를 이용한 소형 DBD 나 코로나 제트 타입 플라즈마에 대한 연구가 90% 이상이고, 방전용으로 공급하는 헬륨이나 알곤 등의 기체 소모가 많아 공급가스 설비가 추가적으로 필요해 시스템의 단순화가 요구된다.Atmospheric pressure plasma discharged in space (1 atm) has been studied a lot since the 1990s, and depending on the discharge structure and discharge mode, Dielectric Barrier Discharge (DBD), Corona Jet (Corona Jet), Glow Discharge (Glow Discharge) ), Arc Torch, Micro Hollow Cathode Discharge (MHCD), and Inductively Coupled Plasma (ICP). For atmospheric pressure plasma, more than 90% of research on small DBD or corona jet type plasma using helium or argon gas, which has relatively low discharge voltage, consumes gas such as helium or argon supplied for discharge, so additional supply gas facilities are needed. Simplification of the system is required.

방전용 기체대신 공기를 이용한 공기 대기압 플라즈마 연구는 DBD 구조나 토치 타입의 전극구조가 대부분이지만 전극 간격이 작거나 플라즈마의 처리 단면적이 작아, 전력효율을 높이면서 대면적 방전을 일으키기 위한 새로운 전극 설계가 요구된다. Most of the research on air atmospheric pressure plasma using air instead of gas for discharge has a DBD structure or a torch type electrode structure, but the electrode spacing is small or the plasma treatment cross-sectional area is small. is required

또한 단일 플라즈마 젯만을 이용할 경우에는 대기의 유동, 대기의 온도, 확산효과 등으로 인해 지속적으로 오염 표면을 직접 접촉시키거나 매우 많은 양을 계속적으로 발생시켜 생성된 반응성 라디칼을 고농도로 유지시키기 어려워 표면 오염 성분을 99.9% 이상의 높은 효율로 신속하게 제거하는 데 한계가 있다.In addition, when using only a single plasma jet, it is difficult to maintain a high concentration of reactive radicals generated by continuous direct contact with the contaminated surface or by continuously generating a very large amount due to the flow of the atmosphere, the temperature of the atmosphere, and the diffusion effect. There is a limit to rapidly removing components with a high efficiency of 99.9% or more.

이와 같은 처리면적의 한계를 극복하기 위한 플라즈마 토치 어레이와 롤 공전을 결합해 평편한 대면적의 표면을 처리하기 위한 연구가 진행되고 있다.In order to overcome this limitation of the treatment area, research is being conducted to treat a flat large area surface by combining a plasma torch array and roll revolution.

그러나 상기에서 언급한 플라즈마를 발생시키기 위한 전극으로 대부분 비유연전극의 형태를 이용하여 전체적인 플라즈마 시스템 설계를 하고 있으며, 따라서 다양한 응용을 위한 전극 설계 시 비유연전극으로 인한 전체 시스템의 부피와 설계 등에 한계가 존재한다.However, most of the electrodes for generating plasma mentioned above are designing the overall plasma system using the shape of a non-flexible electrode. Therefore, when designing electrodes for various applications, there are limitations in the volume and design of the entire system due to the non-flexible electrode. exists

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 도 12a에 도시된 바와 같이 와이어 타입의 외부 기체 공급없이 대기 중에서 방전되는 유연전극을 이용하여 대면적 혹은 다양한 형태의 플라즈마 직물로 구성될 수 있다.In order to solve this problem, the present invention can be composed of a large area or various types of plasma fabrics using flexible electrodes that are discharged in the air without a wire-type external gas supply as shown in FIG. 12a. .

이 와이어 타입의 유연 전극(도 12b 참조)은 다음과 같이 구성된다.This wire-type flexible electrode (refer to FIG. 12B) is configured as follows.

선형 유연 플라즈마 발생장치는 동축케이블과 유사한 형태를 가지며, 중심전극을 유연한 유전체로 감싸고, 접지되는 외부 전극을 편조율을 조정하여 유전체의 주변을 감싸 마치 외부전극이 유전체를 사이에 두고 중심전극을 에워싸는 위성형태를 가진다. 중심 전극과 외부 전극사에 교류 파형이나 펄스형태의 고전압을 인가하면 플라즈마를 방전, 이때 약 수 KV 의 전압을 KHz 로 인가할 경우 공기 플라즈마를 얻을 수 있다. 또한 지속적으로 플라즈마가 방전되면 전극의 저항과 플라즈마 반응기의 커패시턴스와 임피던스 등의 영향과 플라즈마의 공기 이온화에 따른 플라즈마 기체의 온도 상승은 공기청정기의 습식공정에서 공급되는 액적으로 냉각된다.The linear flexible plasma generator has a shape similar to a coaxial cable, wraps the center electrode with a flexible dielectric, and adjusts the braid ratio of the grounded outer electrode to wrap around the dielectric as if the outer electrode surrounds the center electrode with the dielectric in between. It has a satellite form. Plasma is discharged when AC waveform or pulse high voltage is applied between the center electrode and the outer electrode. At this time, when a voltage of about several KV is applied at KHz, air plasma can be obtained. In addition, if the plasma is continuously discharged, the effect of the resistance of the electrode, the capacitance and impedance of the plasma reactor, and the temperature rise of the plasma gas due to the air ionization of the plasma are cooled by droplets supplied in the wet process of the air purifier.

(2) 분자인식 고분자 (MIP, Molecular Imprinted Polymer) 필터에 의한 포름알데히드 제거 (2) Formaldehyde removal by molecular recognition polymer (MIP, Molecular Imprinted Polymer) filter

분자인식 고분자는 각인될 수 있는 분자(탬플릿)와 수소결합, 전자적 상호작용, 금속이온의 배위결합에 의해 탬플릿과 반응할 수 있는 기능을 가진 단위체(기능성 단분자)와 고분자 매트릭스를 가교 결합할 수 있는 기능을 가진 과량의 불활성 단위체(cross-linker)의 혼합물을 중합함으로써 이루어지며, 이렇게 만들어진 고분자에서 템플릿 분자를 제거함으로써 화학적 기능과 탬플릿의 3차원적인 구조가 상호 보완적으로 구성된 결합자리가 형성되며, 이 고분자를 분자인식 고분자 필터라 한다.Molecular recognition polymers can cross-link a polymer matrix with a molecule that can be imprinted (a template) and a unit (functional monomolecule) that has the function of reacting with the template by hydrogen bonding, electronic interaction, and coordination of metal ions. It is made by polymerizing a mixture of an excess of inert cross-linker with a specific function, and by removing the template molecule from the polymer made in this way, a binding site is formed with the chemical function and the three-dimensional structure of the template complementary to each other. , this polymer is called a molecular recognition polymer filter.

도 13은 분자인식 고분자 필터를 보인 부분 단면 사시도이다. 도 13을 참조하면, 분자인식 고분자 필터(50)는 부직포(51)와, 이 부직포(51) 상에 형성되어 초미세먼지를 여과하는 분자인식 고분자 기능성 폴리머(55)를 포함한다. 이 분자인식 고분자 기능성 폴리머(55)에는 자외선 광에 의해 나노 크기로 다공성으로 천공된 캐비티(55a)가 형성된다.13 is a partial cross-sectional perspective view showing a molecular recognition polymer filter. Referring to FIG. 13 , the molecular recognition polymer filter 50 includes a nonwoven fabric 51 and a molecular recognition polymer functional polymer 55 formed on the nonwoven fabric 51 to filter ultrafine dust. In the molecular recognition polymer functional polymer 55 , a cavity 55a perforated to a nano size and porosity is formed by ultraviolet light.

도 14은 도 13의 분자인식 고분자 필터의 제조 공정을 보인 개략적인 도면이다. 도 14을 참조하면, 일면에 분자인식 고분자(Molecular Imprinting Polymer) 수지(MIP Resin)가 형성된 부직포(Nonwoven fabric)를 준비한다. 고분자 필터 제조시, 상기한 부직포는 소정 구동유닛에 의해 소정 속도로 움직임 가능하게 장착된다. 상기 MIP 레진 상에는 롤 형상의 나노몰드(Roll Mounted working Nano-mold)에 의해 나노 크기의 다공성 캐비티가 형성된다. 여기서 나노몰드는 자외선(UV) 광을 투과시킬 수 있는 수정 롤(Quartz roll)과, 이 수정 롤 내에 내장된 UV 광원을 포함할 수 있으며, 제조 공정시 롤 프린팅 시스템을 통하여 UV 광을 MIP 레진 표면에 소정 간격으로 조사함으로써, 상기한 캐비티를 형성할 수 있다.14 is a schematic view showing a manufacturing process of the molecular recognition polymer filter of FIG. 13 . Referring to FIG. 14 , a nonwoven fabric in which a Molecular Imprinting Polymer resin (MIP Resin) is formed on one surface is prepared. In manufacturing the polymer filter, the nonwoven fabric is mounted to be movable at a predetermined speed by a predetermined driving unit. A nano-sized porous cavity is formed on the MIP resin by a roll-mounted working nano-mold. Here, the nano-mold may include a quartz roll capable of transmitting ultraviolet (UV) light, and a UV light source embedded in the quartz roll, and during the manufacturing process, UV light is transmitted through the roll printing system to the surface of the MIP resin. The cavity can be formed by irradiating it at predetermined intervals.

즉, 주형분자(템플릿)을 용매(porogen)에 용해시킨 후 주형분자 일부분과 결합할 수 있는 작용기를 가진 중합 가능한 기능성 단위체의 복합체를 형성시키며, 이 단계에서 주형분자 주위에 기능성 단위체가 결합자리에 미리 정렬되어 결합 된다. 주형 분자와 결합된 기능성 단위체의 배열을 유지하기 위해 과량의 가교제와 중합 개시제를 첨가하여 고분자 중합(polymerisation) 시킨다. 중합된 고분자에서 템플릿을 제거함으로써 주형분자와 일치하는 입체 특이적인 공극을 가진 분자인식 고분자가 합성 제조된다.That is, after dissolving the template molecule (template) in a solvent (porogen), a complex of polymerizable functional units having a functional group capable of binding to a part of the template molecule is formed. pre-sorted and combined. Polymerisation is carried out by adding an excess of a crosslinking agent and a polymerization initiator in order to maintain the alignment of the functional unit bound to the template molecule. By removing the template from the polymerized polymer, a molecular recognition polymer with stereospecific voids consistent with the template molecule is synthesized.

상기한 분자인식 고분자필터는 휘발성유기화합물(VOCs) 등의 초미세먼지에 대하여 폴리머 반응을 통하여 포집한다. 즉, 기능적 모노머(Funtional Monomer)는 VOCs 등의 템플릿에 대해 셀프-어셈블리(Self-assembly) 과정을 통하여 폴리머 매트릭스를 형성함으로써 VOCs 등을 포집함으로써 초미세먼지를 여과한다. 이와 같이 포집된 초미세먼지는 세정 등의 제거 공정을 통하여 분자인식 고분자필터로부터 제거할 수 있다. 상기한 바와 같이 구성된 공기청정장치는 분자인식 고분자 필터를 채용함으로써, 구성을 단순화하면서도 PM2.5 수준의 초미세먼지를 집진할 수 있다는 이점이 있다.The molecular recognition polymer filter collects ultrafine dust such as volatile organic compounds (VOCs) through a polymer reaction. That is, the functional monomer forms a polymer matrix through a self-assembly process with respect to a template such as VOCs, and filters ultrafine dust by collecting VOCs and the like. The ultrafine dust collected in this way can be removed from the molecular recognition polymer filter through a removal process such as washing. The air purifier configured as described above has the advantage of being able to collect ultrafine dust of PM2.5 level while simplifying the configuration by employing a molecular recognition polymer filter.

이하, 도 15 내지 도 18 각각을 참조하면서, 가로등주형 공기정화기를 설명하기로 한다.Hereinafter, a street lamp-type air purifier will be described with reference to each of FIGS. 15 to 18 .

도 15는 가로등 및 이에 탈부착 가능한 가로등주형 공기정화기를 보인 사시도이다. 도 15를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 가로등주형 공기정화기는 도심 및 일반 도로등에 설치된 모든 가로등주에 적용 가능하다. 특히, 미세먼지가 심한 지역이나 미세먼지가 많이 발생되는 도심지역에 집중 설치하다.15 is a perspective view showing a street lamp and a street lamp type air purifier detachable thereto. Referring to FIG. 15 , the street lamp-type air purifier according to the embodiment of the present invention is applicable to all street lamp poles installed in the city center and general roads. In particular, intensive installation is carried out in areas with severe fine dust or in urban areas where a lot of fine dust is generated.

도 16을 참조하여 볼 때, 가로등주형 공기정화기는 가로등에 대해 탈부차이 용이한 구조를 가짐과 아울러, 각 구성요소간의 분리가 용이하다. 그러므로, 가로등주에 대해 탈부착이 가능하므로, 미세먼지 발생 시기와 지역의 필요에 따라 이동 설치가 가능하다.Referring to FIG. 16 , the street lamp type air purifier has a structure that can be easily detached from the street lamp, and can be easily separated from each other. Therefore, since it is possible to attach and detach the street lamp pole, it is possible to move and install it according to the time of occurrence of fine dust and the needs of the region.

여기서, 가로등주형 공기정화기는 상기한 도 1 내지 도 14를 참조하여 설명한 공기정화기를 적용할 수 있다. 즉, 도 17을 참조하면, 공기정화기는 마이크로 유체 응집처리를 통하여 습식형 미세먼지를 처리하고, 건조 시킴으로써 이형 먼지를 처리한다. 이후, 초미세먼지 필터를 통하여 건식으로 먼지를 처리하고, 탈취/정화 등 기능형으로 공기를 처리한다.Here, the street lamp-type air purifier can be applied to the air purifier described with reference to FIGS. 1 to 14 above. That is, referring to FIG. 17 , the air purifier processes the wet-type fine dust through a microfluidic coagulation process, and processes the release dust by drying it. Thereafter, the dust is treated in a dry manner through an ultrafine dust filter, and the air is treated in a functional type such as deodorization/purification.

여기서, 이형 먼지를 처리함에 있어서, 도 18에 도시된 바와 같이, 사이클론 원리를 이용하여 먼지를 분리할 수 Here, in treating the release dust, it is possible to separate the dust using the cyclone principle, as shown in FIG. 18 .

상기한 바와같이 가로등주를 활용하여 공기정화기를 설치함으로써, 도심에서 설치 공간 확보가 용이하게 유지 관리가 편리하다는 이점이 있다.As described above, by installing an air purifier using a street lamp pole, there is an advantage in that it is easy to secure an installation space in the city center and maintenance is convenient.

상기한 실시예들은 예시적인 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상에 의해 정해져야만 할 것이다.The above-described embodiments are merely exemplary, and various modifications and equivalent other embodiments are possible from those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains. Therefore, the true technical protection scope of the present invention will have to be determined by the technical idea of the invention described in the claims.

41: 나노필터
47: 담체
50: 분자인식 고분자 필터
41: nano filter
47: carrier
50: molecular recognition polymer filter

Claims (3)

공기청정장치에 있어서,
내부에 용해액이 수용되는 하우징과;
공기 중에 부유하는 미세먼지 입자를 미스트 형태로 응집하는 습식 스크러버와;
상기 하우징에 설치되며, 상기 미스트 내의 미세먼지 입자를 확산 분리시키고, 이 분리된 미세먼지 입자가 상기 용해액 내에 희석되도록 하는 미세입자 분리기와;
상기 미세입자 분리기를 경유한 공기의 유동 경로 상에 설치되는 것으로, 상기 용해액 내에 희석되거나 상기 공기 내에 포함된 미세먼지를 여과하는 제1필터부와;
외부 기체 공급없이 대기 중에서 방전되는 직물 구조의 플라즈마 유연전극과;
상기 제1필터부를 통과한 공기에 포함된 초미세먼지를 여과하는 분자인식 고분자 필터를 포함하는 공기청정장치.
In the air purifier,
a housing in which the solution is accommodated;
a wet scrubber that aggregates fine dust particles suspended in the air in a mist form;
a fine particle separator installed in the housing to diffusely separate fine dust particles in the mist and dilute the separated fine dust particles in the solution;
a first filter unit installed on a flow path of air passing through the fine particle separator and filtering fine dust diluted in the solution or contained in the air;
Plasma flexible electrode having a fabric structure that is discharged in the atmosphere without external gas supply;
An air purifier comprising a molecular recognition polymer filter for filtering ultra-fine dust contained in the air that has passed through the first filter unit.
제1항에 있어서,
상기 습식 스크러버는,
내부에 분무용액이 수용된 수조와;
상기 분무용액으로부터 미스트를 생성하는 미스트 발생기와;
상기 미스트 발생기에 의해 생성된 미스트를 오염된 공기 상에 분사하는 분사부와;
상기 수조 내에 수용되며, 요오드화은이 코팅된 다수의 살균볼을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정장치.
According to claim 1,
The wet scrubber,
a water tank containing a spray solution therein;
a mist generator for generating mist from the spray solution;
a spraying unit for spraying the mist generated by the mist generator onto the contaminated air;
The air purifier comprising a plurality of sterilization balls accommodated in the water tank and coated with silver iodide.
제1항 또는 제2항에 있어서,
상기 분자인식 고분자 필터는,
부직포와;
상기 부직포 상에 형성되며, 초미세먼지를 여과하는 분자인식 고분자 기능성 폴리머를 포함하며,
상기 분자인식 고분자 기능성 폴리머는 자외선 광에 의해 나노 크기로 다공성으로 천공되는 것을 특징으로 하는 공기청정장치.
3. The method of claim 1 or 2,
The molecular recognition polymer filter,
non-woven fabric;
It is formed on the nonwoven fabric and contains a molecular recognition polymer functional polymer that filters ultra-fine dust,
The molecular recognition polymer functional polymer is an air purifier, characterized in that it is perforated in a nano-sized porosity by ultraviolet light.
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