KR20230054354A - 공기 처리 시스템 및 방법 - Google Patents
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Abstract
본 명세서에 개시된 시스템은: (a) 초기 기류를 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하고 가열된 기류를 출력하기에 충분한 가열 용량을 갖는 가열기에 초기 기류를 보내는 팬; 및 b) 상기 가열기에 도달하기 전에 상기 초기 기류를 예열하기 위해서 상기 가열된 기류를 사용하도록 위치 및 구성되는 공기 대 공기 열 교환기를 포함한다. 추가적인 시스템 및 상응하는 방법이 개시된다.
Description
본 PCT 출원은 35 U.S.C.§119(e)에 따라:
2020년 6월 24일에 출원된 발명의 명칭 "Air Treatment Systems Including a Release Orifice"의 미국 가출원 63/043,134;
2020년 6월 24일에 출원된 발명의 명칭 "Air Treatment Systems Including an Air to Air Heat Exchanger"의 미국 가출원 63/043,140;
2020년 6월 24일에 출원된 발명의 명칭 "Evaporative Cooling Air Treatment Systems"의 미국 가출원 63/043,141;
2020년 8월 13일에 출원된 발명의 명칭 "Air Treatment Systems and methods"인 미국 가출원 63/064,973;
2020년 10월 18일에 출원된 발명의 명칭 "Air Treatment Systems and methods"인 미국 가출원 63/093,217의 우선권을 주장하며;
이들 각각의 선출원 건은 본 명세서에 참조로서 완전히 포함된다.
본 발명은 공기 처리 분야에 관한 것이다.
최근 COVID-19 팬데믹으로 인해 공기 정화 시스템에 대한 수요가 증가해왔다.
WO 2019/239406은 공기 중의 병원균 및/또는 알레르겐을 파괴하도록 압력과 온도의 조합에 의존하는 공기 정화 시스템을 기술한다.
병원균 외에도, 공기 중에는 많은 비생물학적 오염 물질이 존재한다.
예를 들어, 휘발성 유기 화합물(VOC)은 특정 고체 또는 액체로부터 기체로서 방출된다. 공기 중의 VOC는 단기 및 장기적으로 건강에 악영향을 미칠 수 있다. VOC의 실내 농도는 일반적으로 동일한 화합물의 실외 농도보다 10배 더 높다. 실내 및 실외 VOC 농도의 차이는 VOC가 페인트 및/또는 광택제 및/또는 페인트 제거제 및/또는 청소 용품 및/또는 살충제 및/또는 건축 자재 및/또는 가구 및/또는 사무 기기(예로서, 복사기 및 프린터)를 포함하지만 이것으로 한정되지 않는 광범위한 제품에 의해서 방출되기 때문이다. 또한, 많은 일반적인 학용품 또는 사무용품이 VOC를 방출한다. 그 예로서 수정액 및/또는 무탄소 복사 용지 및/또는 그래픽 및 만들기 재료(예로서, 풀과 접착제) 및/또는 유성 마커를 포함하지만 이것으로 국한되지 않는다.
본 발명의 일부 구체예의 일 양태는 물을 증기로 변환하기 위해 정화된 기류 내의 열을 사용하는 것에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 정화된 공기의 가열된 흐름이 물과 접촉하게 된다. 선택적으로, 물은 증기로 변환된 다음 정화된 기류 내에 용해된다(증발식 냉각).
일부 구체예에서, 물 분사에 사용되는 물은 정화 프로세스 중에 공기로부터 제거된 물이다. 이러한 구체예에 따르면, 공기 정화 시스템으로 진입하고 시스템을 떠나는 공기 내의 수분 함량(습도)은 거의 동일하다.
본 발명의 일부 구체예의 다른 양태에 따르면, 공기는 주변 대기압에서 정화된다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 주변 대기압에서 공기에 적용되는 온도는 200℃; 225℃; 250℃; 275℃; 300℃; 325℃ 또는 그 중간 온도 또는 그보다 높은 온도이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 주변 대기압에서 공기에 적용되는 온도는 325℃; 300℃; 275℃; 250℃; 225℃; 200℃ 또는 그 중간 온도 또는 그보다 낮은 온도이다. 일부 구체예에서, 열은 공기 중의 병원균을 비활성화한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 촉매 산화기를 활성화하도록 열이 사용된다. 일부 구체예에서, 촉매 산화기는 공기 중의 휘발성 유기 화합물(VOC) 감소에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 차아염소산이 정화 프로세스의 일부로서 기류와 혼합된다. 일부 구체예에서, 차아염소산은 공기 중 휘발성 유기 화합물(VOC)의 감소 및/또는 공기 중 활성 병원균 양의 감소에 기여한다. 일부 구체예에서 차아염소산은 물 분사로 전달된다.
본 발명의 일부 구체예의 다른 양태는 차아염소산을 생성하기 위한 염이 있는 물의 전기분해에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 차아염소산의 적어도 일부가 물에 용해되어 남아있으며 물은 분무기로 보내진다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 차아염소산을 함유하는 물을 고온의 기류 내에 분사하는 것은 공기 중의 VOC 감소에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 차아염소산을 함유한 물을 고온의 기류 내에 분사하는 것은 공기의 온도 감소 및/또는 습도 증가에 기여한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 기류는 주변 압력 기류 또는 고압 기류이다.
본 발명의 일부 구체예의 다른 양태는 가열된 기류 내의 VOC를 감소시키기 위한 촉매 산화기의 사용에 관한 것이다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 기류는 주변 압력 기류 또는 고압 기류이다.
본 발명의 일부 구체예의 다른 양태는 2개의 압축 공기 흐름 사이에서 열을 전달하도록 공기 대 공기 열 교환기를 사용하는 것에 관한 것이다. 일부 구체예에서, 정화된 공기의 가열된 흐름이 공조 시스템으로 전달되기 전에 냉각된다. 선택적으로, 이러한 냉각은 공조 시스템의 효율성에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압축된 공기의 흐름이 추가 가열을 발생시키는 압력에 의한 정화에 앞서 가열된다. 선택적으로, 이러한 예열은 정화 프로세스의 효율성에 기여한다.
일부 구체예에서 135℃ 내지 200℃의 초기 온도를 갖는 압축된 공기가 열 교환기에 진입하고 초기 온도보다 20℃ 내지 50℃ 높은 온도에서 열 교환기를 빠져나간다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 정화 프로세스의 부분으로서 공기를 추가로 가열한다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 압축된 공기는 과잉 수분을 제거하기 위해 냉각되고 55℃ 내지 100℃에서 교환기에 진입한다. 이러한 구체예에 따르면 열 교환기는 압축된 공기를 150℃ 내지 200℃로 가열한다.
본 발명의 일부 구체예의 또 다른 양태는 공기 처리 시스템으로부터 가압 공기를 방출하기 위해 고정된 지름의 오리피스를 사용하는 것에 관한 것이다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 정화된 기류가 오리피스를 통해 방출됨으로써 냉각된다. 일부 구체예에서 부피가 증가함에 따라 내부 에너지가 손실되고 열 에너지가 운동 에너지로 변환된다. 오리피스는 밸브를 대체한다. 오리피스는 움직이는 부분을 갖지 않는다. 움직이는 부분의 부재는 내구성 및/또는 신뢰성의 증가 및/또는 밸브에 비하여 유지보수 필요성 감소에 기여한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 전술된 단일 양태가 사용된다. 본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 2개, 3개, 4개, 5개 또는 그보다 많은 양태가 결합된다.
전술된 다양한 양태가 공기 정화와 연관된 기술적 문제의 해결책에 관한 것임이 이해될 것이다. 구체적으로, 본 발명의 일부 구체예는 공기 중의 VOC 농도 감소와 연관된 기술적 문제에 관한 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 전술된 다양한 양태는 공조 시스템의 성능에 부정적인 영향을 미치지 않으면서 공조 시스템의 기류 내에 포함될 수 있도록 정화된 기류의 온도를 충분히 감소시키는 것과 관련된 기술적 문제의 해결책에 관한 것임이 이해될 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 전술된 다양한 양태는 공기 정화 중에 상대 습도를 유지하는 것과 관련된 기술적 문제의 해결책에 관한 것임이 이해될 것이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 전술된 다양한 양태는 공기 정화 시스템에 대한 에너지 부담을 감소시키는 것과 관련된 기술적 문제의 해결책에 관한 것임이 이해될 것이다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 시스템이 제공되고, 이 시스템은: (a) 초기 기류를 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하고 가열된 기류를 출력하기에 충분한 가열 용량을 갖는 가열기에 초기 기류를 보내는 팬; 및 (b) 가열기에 도달하기 전에 초기 기류를 예열하기 위해서 가열된 기류를 사용하도록 위치 및 구성되는 공기 대 공기 열 교환기를 포함한다. 일부 구체예에서 시스템은 가열된 기류가 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후에 가열된 기류를 추가로 냉각시키도록 위치되는 냉각 유닛을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 냉각 유닛은 열 펌프, 능동 열 교환기 및 수동 열 교환기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기능적 요소를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 물 공급원을 포함하는 증발식 냉각기를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 증발식 냉각기는 가열된 기류를 수용하도록 위치된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 증발식 냉각기는 가열된 기류가 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후에 가열된 기류를 수용하도록 위치된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 증발식 냉각기는 초기 기류가 팬을 빠져나갈 때 이를 수용하도록 위치된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 이 시스템은 가열기의 출구와 공기 대 공기 열 교환기 사이에 위치된 촉매 산화기를 포함하고, 촉매 산화기를 통과하여 흐르는 가열된 기류는 VOC가 감소된 고온 기류를 생성한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 물 저장소로부터 물 공급원으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및 유체 연통 채널을 통해 물을 물 공급원으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 물 저장소 내에 전해질 요소를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 차아염소산의 공급원을 포함한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 공기 대 공기 열 교환기는 초기 기류를 실온으로부터 적어도 150℃로 1초 이내에 예열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기는 초기 기류를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기는 초기 기류를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 열 교환기를 통과하는 가열된 기류는 초기 기류를 가열시킴에 따라 1초 이내로 냉각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 일부 구체예에서 칸막이가 체류 시간의 증가에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기에 의해 출력된 가열된 기류는 가열기를 빠져나가고 적어도 2초 후에 열 교환기에 도달한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에는 공기 정화 시스템이 제공되고, 이것은: (a) 가열된 가압 공기의 출력 흐름 기류를 제공하는 압축기 및 압력 탱크; 및 (b) 가압 공기의 출력 흐름 기류 내에 물을 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘을 포함한다. 일부 구체예에서 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 물은 상기 압축기로부터의 응축수를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 물은 차아염소산을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 압축기의 응축수 수집기 팬으로부터 물 전달 메커니즘으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및 유체 연통 채널을 통해 물을 물 전달 메커니즘으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 압축기의 응축수 수집기 팬 내에 전해질 요소를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 가압 공기의 출력 흐름 기류를 수용하도록 위치된 촉매 산화기를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 응축수 수집기 팬 내의 물을 조사(irradiating)하는 UV 램프를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가압 공기의 출력 흐름 기류의 온도는 적어도 200℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가압 공기의 출력 흐름 기류의 압력은 적어도 4기압이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 공기를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 공기를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 공기 정화 시스템이 제공되고, 이것은: (a) 가열된 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 제공하는 압축기 및 압력 탱크; (b) 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 수용하고 변화된 출력 흐름 기류를 생성하도록 위치되는 촉매 산화기; 및 (c) 물을 변화된 출력 흐름 기류에 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘을 포함한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 공기 정화 시스템이 제공되고, 이것은: (a) 가열된 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 제공하는 압축기 및 압력 탱크; (b) 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 수용하고 변화된 출력 흐름 기류를 생성하도록 위치되는 촉매 산화기; 및 (c) 물을 가열된 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류에 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘을 포함한다. 이러한 시스템의 일부 구체예에서 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 물은 압축기로부터의 응축수를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 시스템의 일부 구체예에서 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 물은 차아염소산을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 시스템의 일부 구체예는 압축기의 응축수 수집기 팬으로부터 물 전달 메커니즘으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및 유체 연통 채널을 통해 물을 물 전달 메커니즘으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 시스템의 일부 구체예는 압축기의 응축수 수집기 팬 내에 전해질 요소를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 시스템의 일부 구체예는 응축수 수집기 팬 내의 물을 조사하는 UV 램프를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 시스템의 일부 구체예에서 가압 공기의 출력 흐름 기류의 온도는 적어도 200℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 이러한 시스템의 일부 구체예에서 가압 공기의 출력 흐름 기류의 압력은 적어도 4기압이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 공기를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 상기 공기를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서: (a) 촉매 산화기를 이용하여 가열된 공기의 흐름 기류 내의 휘발성 유기 화합물을 중화하는 단계; 및 (b) 물을 증기로 변환시키도록 흐름 기류로부터의 열 에너지를 사용하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 일부 구체예에서 가열된 기류는 적어도 1.9기압으로 가압된다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 시스템이 제공되고, 이 시스템은: (a) 제습된 기류를 생성하는 제습기; (b) 제습된 기류를 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하고 가열된 기류를 출력하기에 충분한 가열 용량을 갖는 가열기; (c) 가열기에 도달하기 전에 제습된 기류를 예열하는 데에 가열된 기류를 사용하도록 위치 및 구성된 공기 대 공기 열 교환기; 및 (d) 증발식 냉각기를 포함한다. 일부 구체예에서 증발식 냉각기는 가열된 기류가 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후에 가열된 기류를 수용하도록 위치되고 물 공급원을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 증발식 냉각기는 가열된 기류를 수용하도록 위치된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 가열기의 출구와 공기 대 공기 열 교환기 사이에 위치된 촉매 산화기를 포함하고, 촉매 산화기를 통과하여 흐르는 가열된 기류는 VOC가 감소된 고온 기류를 생성한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 제습기의 응축수 수집기 팬으로부터 물 공급원으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및 유체 연통 채널을 통해 물을 물 공급원으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 제습기의 응축수 수집기 팬 내에 전해질 요소를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템은 차아염소산의 공급원을 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 공기 대 공기 열 교환기는 제습된 공기를 실온으로부터 적어도 150℃로 1초 이내에 예열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기는 제습된 기류를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기는 제습된 기류를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 열 교환기를 통과하는 가열된 기류는 제습된 기류를 가열시킴에 따라 1초 이내로 냉각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기에 의해 출력된 가열된 기류는 상기 가열기를 빠져나가고 적어도 2초 후에 상기 열 교환기에 도달한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서: (a) 공기를 제습하고 적어도 200℃의 온도까지 가열하는 단계; (b) 공기 중의 VOC 농도를 적어도 90%만큼 감소시키는 단계; 및 (c) 공기를 냉각시키고 재가습하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서: (a) 공기를 가습하고 적어도 200℃의 온도까지 가열하는 단계; (b) 공기 중의 VOC 농도를 적어도 90%만큼 감소시키는 단계; 및 (c) 공기를 냉각시키고 제습하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서: (a) 수성 차아염소산을 적어도 100℃의 온도를 갖는 기류 내에 분산시키는 단계; 및 (b) 기류를 촉매 산화기로 보내는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서: (a) 물을 증기로 변환시키기 위해 가열된 가압 공기의 흐름 기류로부터의 열 에너지를 사용하는 단계; 및 (b) 기류 내에 증기를 용해시켜 가습하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 공기 정화 시스템이 제공되고, 이것은: (a) 제 1 온도에서 가압 공기의 제 1 출력 흐름을 제공하는 압축기; (b) 더 높은 제 2 온도에서 가압 공기의 제 2 출력 흐름을 제공하는 압력 탱크; 및 (c) 제 2 출력 흐름으로부터의 열을 사용하여 제 1 출력 흐름을 가열하도록 설계 및 구성되는 공기 대 공기 열 교환기를 포함한다. 일부 구체예에서 제 1 온도는 주위 온도 플러스 25℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 제 2 온도는 120℃ 내지 190℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가압 공기는 적어도 1.9기압의 압력에 있다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 공기 대 공기 열 교환기는 상기 가압 공기를 실온으로부터 적어도 150℃; 160℃; 170℃; 180℃ 또는 그 중간 온도 또는 그보다 높은 온도로 1초 이내에 예열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 가압 기류를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 상기 가압 기류를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 상기 가압 기류를 가열시킴에 따라 상기 열 교환기를 통과하는 가열된 가압 기류는 1초 이내로 냉각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크에 의해 출력된 가열된 기류는 적어도 2초 후에 열 교환기에 도달한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 공기 처리 시스템에서 공기 대 공기 열 교환기로 향하는 기류를 가압하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 일부 구체예에서 가압 단계는 적어도 1.9기압의 압력으로 가압한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 공기 정화 시스템이 제공되고, 이것은: (a) 가압 공기의 출력 흐름을 압력을 유지하면서 공기를 가열하는 압력 탱크에 제공하는 압축기; 및 (b) 오리피스를 포함하는 부분적으로 폐쇄된 단부를 구비하고 압력 탱크와 유체 연통하는 방출 매니폴드를 포함한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 적어도 30℃의 온도에 있는 가압된 기류를 고정된 지름 오리피스를 통해 보내어 기류를 냉각시키는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 일부 구체예에서 온도는 70℃를 초과하지 않는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 오리피스의 통과는 기류를 25℃ 이하로 냉각시킨다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위의 목적을 위해, "불순물"이라는 용어는 공기 중의 병원균 및/또는 VOC를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는다. 본 명세서에 사용되는 "포함하는" 및 "포괄하는" 또는 이들의 문법적 변형은 하나 이상의 특징, 정수, 동작, 구성요소 또는 이들의 그룹의 추가를 배제하지 않고 명시된 특징, 정수, 동작 또는 구성요소의 포함을 명시하는 것으로 간주된다. 이러한 표현은 미국 특허상표청의 특허 심사 절차의 설명서에 정의된 바와 같이 "~으로 구성되는" 및 "본질적으로 ~으로 구성되는"이라는 표현보다 광범위하며 이를 포함한다. 따라서, 구체예가 특징을 "포함한다" 또는 "포괄한다"는 임의의 언급은 인용된 특징으로 "본질적으로 구성되는" 및/또는 "구성되는" 하위 구체예의 구체적인 진술이다.
"본질적으로 구성되는"이라는 표현 또는 문법적 변형이 본 명세서에 사용될 때 이는 언급된 특징, 정수, 단계 또는 구성요소를 명시하는 것으로 간주되지만 하나 이상의 추가적인 특징, 정수, 단계, 구성요소 또는 이들의 그룹의 추가를 배제하지 않으나, 추가적인 특징, 정수, 단계, 구성요소 또는 이들의 그룹이 청구된 조성, 디바이스 또는 방법의 기본적이고 신규한 특성을 물리적으로 변경하지 않는 경우에만 가능하다.
본 명세서 및 첨부된 청구범위에서 사용되는 바와 같은 "~에 적응된"이라는 표현은 이전에 인용된 구성요소에 추가적인 구조적 제한을 부과한다.
"방법"이라는 용어는 건축 및/또는 컴퓨터 과학 분야의 종사자에 의해 알려진 또는 이들에 의해 알려진 방식, 수단, 기술 및 절차로부터 쉽게 개발되는 방식, 수단, 기술 및 절차를 포함하지만 이것으로 제한되지 않는, 주어진 작업을 달성하기 위한 방식, 수단, 기술 및 절차를 지칭한다.
구체예에 따른 방법 및 시스템의 구현은 선택된 작업 또는 단계를 수동으로, 자동으로 또는 이들의 조합으로 수행하거나 완료하는 것을 포함한다. 또한, 본 발명의 방법, 장치 및 시스템의 예시적인 구체예의 실제 기구 및 장비에 따르면, 몇몇 선택된 단계는 하드웨어 또는 임의의 펌웨어의 임의의 운영 체제 상의 소프트웨어 또는 이들의 조합에 의해 구현될 수 있다. 예를 들어, 하드웨어로서, 본 발명의 선택된 단계는 칩 또는 회로로 구현될 수 있다. 소프트웨어로서, 본 발명의 선택된 단계는 임의의 적합한 운영 체제를 사용하는 컴퓨터에 의해 실행되는 복수의 소프트웨어 명령으로서 구현될 수 있다. 임의의 경우에, 본 발명의 방법 및 시스템의 선택된 단계는 복수의 명령을 실행하기 위한 컴퓨팅 플랫폼과 같은 데이터 프로세서에 의해 수행되는 것으로 기술될 수 있다.
본 발명을 이해하고 그것이 실제로 수행될 수 있는 방법을 보기 위해, 이제 구체예가 첨부된 도면을 참조하여 비제한적인 예로서 기술될 것이다. 도면에서, 하나보다 많은 도면에 등장하는 동일하거나 유사한 구조, 요소 또는 그 부분은 일반적으로 이들이 등장하는 도면에서 동일하거나 유사한 참조 부호로 라벨링된다. 도면에 도시된 구성요소의 치수 및 특징은 제시 방식의 편의 및 명료성을 위해 주로 선택되었으며 반드시 실제 축적대로 도시된 것은 아니다. 첨부된 도면에서:
도 1a는 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 1b는 본 발명의 일부 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2a는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2b는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2c는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 3은 본 발명의 일부 구체예에 따른 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 4a는 본 발명의 일부 구체예에 따른 추가적인 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 4b는 본 발명의 일부 구체예에 따른 추가적인 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 5는 본 발명의 일부 구체예에 따른 추가적인 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 6은 본 발명의 일부 구체예에 따른 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 7은 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이며;
도 8은 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다.
도 1a는 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 1b는 본 발명의 일부 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2a는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2b는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 2c는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이고;
도 3은 본 발명의 일부 구체예에 따른 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 4a는 본 발명의 일부 구체예에 따른 추가적인 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 4b는 본 발명의 일부 구체예에 따른 추가적인 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 5는 본 발명의 일부 구체예에 따른 추가적인 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 6은 본 발명의 일부 구체예에 따른 방법의 단순화된 흐름도이고;
도 7은 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이며;
도 8은 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다.
본 발명의 구체예는 공기 정화 시스템 및 방법에 관한 것이다.
구체적으로, 본 발명의 일부 구체예는 공기 정화 시스템에서 공기를 재가습하고/하거나 공기 정화 시스템으로부터 정화된 공기를 받는 공조 시스템(climate control system)에 대한 가열 부담을 감소시키도록 사용된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 일부 구체예는 공기 중의 VOC 농도를 감소시키거나 공기 중의 병원균을 비활성화하도록 사용된다.
본 발명의 예시적인 구체예에 따른 공기 정화 시스템 및 방법의 원리 및 동작은 첨부된 도면 및 설명을 참조하여 더 잘 이해될 수 있다.
본 발명의 적어도 하나의 구체예를 상세히 설명하기 전에, 본 발명은 아래의 설명에 제시되거나 예시에 의해 설명된 세부사항으로 그 적용이 한정되지 않음을 이해해야 한다. 본 발명은 다른 구체예가 가능하거나 다양한 방식으로 실시 또는 수행될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 표현 및 용어는 설명을 위한 것이며 제한적인 것으로 간주되어서는 안됨을 이해해야 한다.
예시적인 고압 시스템
도 1a는 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따라 일반적으로 참조 번호(400)로 표시된 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다.
도시된 예시적인 공기 정화 시스템(400)은 압축기(120) 및 가열된 가압 공기의 출력 흐름 기류(184)를 제공하는 압력 탱크(180)를 포함한다. 도시된 구체예에서, 압축기(120)는 하나 이상의 유형의 불순물을 운반하는 주변 공기(118)를 흡입한다. 압축기(120)는 압력 탱크(180)로 전달되는 가압 기류(122)를 생성한다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 기류(122)는 1.9기압; 3기압; 4기압; 5기압; 6기압; 7기압; 8기압; 9기압; 10기압의 압력 또는 중간 압력을 갖는다. 일부 구체예에서, 기류(122)는 8 내지 10기압의 압력을 갖는다. 기류(122)가 화살표로 도시되었지만, 일반적으로 파이프 또는 다른 도관에 의해 압력 탱크(180)로 향한다.
도시된 구체예에서, 시스템(400)은 가압 공기의 출력 기류(122)를 수용하고 압력을 유지하면서 공기를 가열하는 압력 탱크(180)를 포함한다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 압력 탱크(180)는 170℃; 180℃; 190℃; 200℃; 210℃; 220℃; 230℃; 240℃; 250℃의 온도 또는 그 중간 또는 더 높은 온도로 공기를 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(180)는 1초, 2초, 3초, 4초, 5초, 6초, 7초, 8초, 9초, 10초, 11초, 12초, 20초, 30초, 40초, 50초, 60초 또는 그 중간 또는 이보다 긴 시간 동안 공기를 목표 온도로 가열한다.
일부 구체예에서, 가압 공기의 출력 흐름 기류(184)의 온도는 적어도 200℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가압 공기의 상기 출력 흐름 기류의 압력은 적어도 1.9기압 또는 적어도 4기압이다.
도시된 구체예에서, 시스템(400)은 가압 공기의 출력 흐름 기류(184)로 물을 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘(430)을 포함한다. 도시된 구체예에서, 물 전달 메커니즘(430)은 분무기이다. 본 발명의 다른 구체예에서, 물 전달 메커니즘(430)은 네뷸라이저 또는 심지/증발 디바이스이다.
도시된 구체예에서, 물 전달 메커니즘(430)에 의해 전달된 물은 압축기(120)로부터의 응축수를 포함한다. 도시된 구체예에서, 압축기(120)로부터의 응축수는 수집 팬(410)에 수집되고 펌프(420)에 의해서 파이프(419, 421)를 통해 물 전달 메커니즘(430)으로 펌핑된다. 파이프(419) 및/또는 파이프(421)는 유체 연통 채널을 제공한다. 일부 구체예에서 UV 램프(412)가 팬(410) 내의 물에 빛을 비춘다. 일부 구체예에서 UV 조사는 물속의 미생물(예로서, 박테리아 및/또는 바이러스 입자)을 비활성화한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 물 전달 메커니즘(430)에 의해 전달된 물은 차아염소산(hypochlorous acid)을 함유한다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 응축수 수집기 팬(410)은 전해질 요소(414)를 함유한다. 이러한 구체예에 따르면 팬(410) 내의 물에 있는 이러한 염은 전기분해의 결과로서 차아염소산을 생성한다. 본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 차아염소산은 외부 공급원으로부터 제공된다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 메커니즘(430)에 의해 기류(184)로 전달된 물은 기류(184) 내의 열 에너지에 의해 증기로 변환된다. 일부 구체예에서 증기로의 물의 변환은 기류(184) 내의 공기를 냉각시킨다.
도시된 구체예에서, 시스템(400)은 출력 흐름 기류(184)를 수용하도록 위치된 촉매 산화기(480)를 포함한다. 일부 구체예에서 기류(184)의 더 높은 온도는 촉매 산화기(480)에 의한 산화의 증가에 기여한다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, (도시되지 않은) 메커니즘(430)에 의해 전달되는 물은 외부 물 공급원으로부터 나온다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, (예를 들어, 제습기에 의해) 처리된 공기로부터 추출된 (도시되지 않은) 물은 메커니즘(430)에 의해 전달된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 제습기는 건조제 또는 열전기 기반이다. 이러한 구체예에 따르면 제공된 물은 증발 냉각 효과의 향상에 기여한다.
일부 구체예에서 출력 흐름 기류(184)의 온도는 적어도 100℃; 적어도 110℃; 적어도 120℃; 적어도 130℃; 적어도 140℃; 적어도 150℃; 적어도 160℃; 적어도 170℃; 적어도 180℃; 적어도 190℃; 적어도 200℃; 적어도 210℃; 적어도 220℃; 적어도 230℃; 적어도 240℃; 적어도 250℃; 적어도 260℃; 적어도 270℃; 적어도 100℃; 적어도 280℃; 적어도 290℃; 적어도 300℃ 또는 그 중간 또는 그보다 높은 온도이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 출력 흐름 기류(184)의 압력은 적어도 1.9기압, 적어도 4기압, 적어도 5기압, 적어도 6기압, 적어도 7기압, 적어도 8기압, 적어도 9기압, 최소 10기압 또는 그 중간 또는 그보다 높은 압력이다. 본 발명의 일부 구체예에서, 촉매 산화기(480)는 파이프 전도 기류(18)와 유사한 치수를 가지며 따라서 공기가 출력 흐름 기류(184)로부터 촉매 산화기(480)로 통과할 때 공기의 부피 또는 압력의 변화가 없다.
도시된 구체예에서, 촉매 산화기(480)는 깔대기(funnel;482)의 넓은 단부(486)를 통해 기류(484)를 방출한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 기류(184)에 비해 기류(484) 내의 VOC의 양은 90%; 95%; 99%; 99.5% 또는 실질적으로 100% 또는 그의 중간 백분율만큼 감소된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면 메커니즘(430) 및/또는 촉매 산화기(480)에 의해 전달되는 차아염소산은 VOC 농도의 감소에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 주변 공기(118)에 대한 기류(184) 내의 활성 병원균의 양이 90%; 95%; 99%; 99.5% 또는 실질적으로 100% 또는 그의 중간 백분율만큼 감소된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 압축기(120) 및/또는 압력 탱크(180)에서의 압력과 온도의 조합이 이러한 감소에 기여한다.
촉매 산화기(480)에서의 VOC의 발열 반응(Exothermic reactions)은 온도 증가에 기여한다. 그러나 열 소실(dissipation)은 항상 존재하며 (예를 들어 산화기(480)의 벽을 통해) VOC 농도가 충분히 낮은 경우 산화기(480)를 나가는 기류(484)의 온도는 산화기(480)에 들어가는 기류(184)보다 낮을 수 있다.
기류(484)의 압력은 산화기(480) 내의 기류(184)와 동일하고 기류(484)가 출구 도관(482)의 원위 단부(486)에서 오리피스를 빠져나갈 때 주변 압력으로 복귀할 것으로 예상된다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 공기 온도를 감소시키기 위한 열 교환기 및/또는 다른 열 회수 요소가 기류(484)의 온도를 감소시키도록 제공된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 기류(484)가 출구 도관(482) 공기의 원위 단부(486)에 접근할 때 공기 온도는 30℃, 40℃, 50℃ 또는 그의 중간 온도이거나 그보다 낮은 온도이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 기류(484)가 출구 도관(482)의 원위 단부(486)에 접근함에 따라 상대 습도는 도관(482)에서 물이 응축하면서 100% 이상이 될 것이다. 기류(484)가 원위 단부(486) 내의 오리피스를 빠져나갈 때, 공기 내의 물은 압력 감소의 결과로서 끓게될 것이다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 압력 탱크(180)는 기류(122) 내의 공기를 0.5초 내지 1초 내에 적어도 200℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(180)는 기류(122) 내의 공기를 1초 내에 적어도 350℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(180)는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 일부 구체예에서 탱크(180) 내의 칸막이(baffles)는 체류 시간(retention time)의 증가에 기여한다.
추가의 예시적인 고압 시스템
도 1b는 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른, 일반적으로 401로 표시된 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다.
도시된 예시적인 공기 정화 시스템(401)은 압축기(120) 및 가열된 가압 공기의 출력 흐름 기류(184)를 제공하는 압력 탱크(180)를 포함한다. 도시된 구체예에서, 압축기(120)는 하나 이상의 유형의 불순물을 운반하는 주변 공기(118)를 흡입한다. 압축기(120)는 압력 탱크(180)로 전달되는 가압 기류(122)를 생성한다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면 기류(122)는 1.9기압; 3기압; 4기압; 5기압; 6기압; 7기압; 8기압; 9기압; 10기압의 압력, 또는 그의 중간 압력을 갖는다. 일부 구체예에서 기류(122)는 8기압 내지 10기압의 압력을 갖는다. 기류(122)가 화살표로 도시되었지만, 일반적으로 파이프 또는 다른 도관에 의해 압력 탱크(180)로 향한다.
도시된 구체예에서, 시스템(401)은 도 1a와 관련하여 전술된 바와 같이 가압 공기의 출력 기류(122)를 수용하고 압력을 유지하면서 공기를 가열하는 압력 탱크(180)를 포함한다. 압력 탱크(180)는 가열된 가압 기류(184)를 출력한다.
일부 구체예에서, 출력 기류(184)의 온도는 적어도 200℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가압 공기의 상기 출력 흐름 기류의 압력은 적어도 1.9기압 또는 적어도 4기압이다.
도시된 구체예에서, 시스템(401)은 출력 흐름 기류(184)를 수용하도록 위치된 촉매 산화기(480)를 포함한다.
시스템(400)과 시스템(401) 사이의 주요한 차이점은 물 전달 메커니즘(430)의 위치이다. 시스템(400)에서, 물 전달 메커니즘(430)의 위치는 촉매 산화기(480) 이전이다. 시스템(401)에서, 물 전달 메커니즘(430)의 위치는 촉매 산화기(480) 이후이다.
도 1b를 다시 참조하면, 일부 구체예에서 시스템(401)은 가열된 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류(184)를 제공하는 압축기(120) 및 압력 탱크(180) 그리고 가압 공기의 상기 초기 출력 흐름 기류(184)를 수용하고 변화된 출력 흐름 기류(484)를 생성하도록 위치된 촉매 산화기(480)를 포함한다. 일부 구체예에서, 시스템(401)은 도 1a에 도시된 바와 같이 가열된 가압 공기의 상기 초기 흐름 기류(184)로 물을 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘(430)을 포함한다.
일부 구체예에서 촉매 산화기(480) 이후의 물 전달 메커니즘(430)에서 전달된 수성(aqueous) 차아염소산은 출구 기류(484)의 온도 감소에 기여한다. 출구 기류(484)의 온도 감소는 이점이 될 수 있다.
대안적으로, 일부 구체예에서 촉매 산화기(480) 이전의 물 전달 메커니즘(430)에서 전달된 수성 차아염소산은 촉매 산화기(480)에서 산화되어 출구 내의 공기(484)가 더 적은 차아염소산을 함유한다. 출구 기류(484)에서 차아염소산 농도의 감소는 이점이 될 수 있다.
도 1a와 관련하여 전술된 바와 같이, 촉매 산화기는 기류(184)에 비해 기류(484)에서의 VOC의 감소에 기여한다.
도시된 구체예에서, 시스템(401)은 물을 시스템의 출력 흐름 기류(484)로 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘(430)을 포함한다. 본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 물 전달 메커니즘은 네뷸라이저 또는 심지/증발 디바이스이다.
도시된 구체예에서, 물 전달 메커니즘(430)에 의해 전달된 물은 압축기(120)로부터의 응축수를 포함한다. 도시된 구체예에서, 압축기(120)로부터의 응축수는 수집 팬(410)에 수집되고 펌프(420)에 의해서 파이프(419, 421)를 통해 물 전달 메커니즘(430)으로 펌핑된다. 파이프(419) 및/또는 파이프(421)는 유체 연통 채널을 제공한다. 일부 구체예에서 UV 램프(412)가 팬(410) 내의 물에 빛을 비춘다. 일부 구체예에서 UV 조사는 물속의 미생물(예로서, 박테리아 및/또는 바이러스 입자)을 비활성화한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 물 전달 메커니즘(430)에 의해 전달된 물은 차아염소산을 함유한다. 이러한 구체예에 따르면, 차아염소산은 기류(484) 내의 VOC의 감소에 기여한다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 응축수 수집기 팬(410)은 전해질 요소(414)를 함유한다. 이러한 구체예에 따르면 팬(410) 내의 물에 있는 이러한 염은 전기분해의 결과로서 차아염소산을 생성한다. 본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 차아염소산은 외부 공급원으로부터 제공된다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 메커니즘(430)에 의해 기류(184)로 전달된 물은 기류(184) 내의 열 에너지에 의해 증기로 변환된다. 일부 구체예에서 증기로의 물의 변환은 기류(184) 내의 공기를 냉각시킨다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, (도시되지 않은) 메커니즘(430)에 의해 전달되는 물은 외부 물 공급원으로부터 나온다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, (예를 들어, 제습기에 의해) 처리된 공기로부터 추출된 (도시되지 않은) 물은 메커니즘(430)에 의해 전달된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 제습기는 건조제 또는 열전기 기반이다.
일부 구체예에서 출력 흐름 기류(184)의 온도는 적어도 100℃; 적어도 110℃; 적어도 120℃; 적어도 130℃; 적어도 140℃; 적어도 150℃; 적어도 160℃; 적어도 170℃; 적어도 180℃; 적어도 190℃; 적어도 200℃; 적어도 210℃; 적어도 220℃; 적어도 230℃; 적어도 240℃; 적어도 250℃; 적어도 260℃; 적어도 270℃; 적어도 100℃; 적어도 280℃; 적어도 290℃; 적어도 300℃ 또는 그 중간 또는 그보다 높은 온도이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 출력 흐름 기류(184)의 압력은 적어도 1.9기압, 적어도 4기압, 적어도 5기압, 적어도 6기압, 적어도 7기압, 적어도 8기압, 적어도 9기압, 최소 10기압 또는 그 중간 또는 그보다 높은 압력이다.
다시, 촉매 산화기(480)에서의 VOC의 발열 반응은 온도 증가에 기여한다. 그러나 열 소실은 항상 존재하며 (예를 들어 산화기(480)의 벽을 통해) VOC 농도가 충분히 낮은 경우 산화기(480)를 나가는 기류(484)의 온도는 산화기(480)에 들어가는 기류(184)보다 낮을 수 있다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 압력 탱크(180)는 기류(122) 내의 공기를 0.5초 내지 1초 내에 적어도 200℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(180)는 기류(122) 내의 공기를 1초 내에 적어도 350℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(180)는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 일부 구체예에서 탱크(180) 내의 칸막이는 체류 시간의 증가에 기여한다.
예시적인 저압 시스템
도 2a는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따라 일반적으로 500으로 표시되는 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다.
도시된 구체예에서, 시스템(500)은 제습된 기류(550)를 생성하는 제습기(520)를 포함한다. 제습기(520)는 하나 이상의 유형의 불순물을 운반하는 주변 공기(510)를 수용한다.
도시된 예시적인 시스템(500)은 제습된 기류(522)를 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하고 가열된 기류(558A)를 출력하기에 충분한 가열 용량을 갖는 가열기를 포함한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 가열된 기류(558A)는 200℃ 초과; 225℃ 초과; 250℃ 초과; 275℃ 초과; 300℃ 초과; 325℃ 초과; 350℃ 초과 또는 그의 중간 또는 그보다 큰 온도를 갖는다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 일부 구체예에서 가열된 기류(558A)는 350℃ 미만; 325℃ 미만; 300℃ 미만; 275℃ 미만; 250℃ 미만; 225℃ 미만; 200℃ 미만; 175℃ 미만; 또는 그의 중간 또는 그보다 낮은 온도를 갖는다.
도시된 구체예에서, 가열기는 가열 요소(556) 및/또는 변성 챔버(denaturation chamber;550)의 가열 요소(552)를 포함한다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 시스템은 가열 요소(556) 또는 가열 요소(552)를 포함한다.
일부 구체예에서 가열기의 일부 가열 요소(556) 및/또는 가열 요소(552)는 외부 공급원로부터 회수된 열을 사용한다.
도시된 구체예에서, 변성 챔버(550)는 또한 절연층(554) 및 칸막이(559)를 포함한다. 일부 구체예에서 절연층(554)은 가열 요소(552) 및/또는 가열 요소(556)로부터의 열 손실을 감소시킴으로써 챔버(550)의 변성 효율에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 칸막이(559)는 챔버(550) 내의 흐름 경로의 길이를 증가시킴으로써 챔버(550)의 변성 효율에 기여한다. 일부 구체예에서 흐름 경로 길이의 증가는 챔버 내 공기의 체류 시간 증가에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 칸막이(559)는 구리와 같은 높은 열 전도성을 갖는 재료로 구성된다. 이들 구체예에 따르면, 변성 챔버(550) 내의 가열된 표면적을 증가시키는 것은 챔버에 들어가는 공기에 대한 열 전달 효율의 증가에 기여한다.
일부 구체예에서 시스템(500)은 가열기(예를 들어, 556 및/또는 552)에 도달하기 전에 제습된 기류(522)를 예열하기 위해 가열된 기류(558B)를 사용하도록 위치 및 구성된 공기 대 공기 열 교환기(540)를 포함한다.
일부 구체예에서 시스템(500)은 상기 가열된 기류가 상기 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후 가열된 기류(542)를 수용하고 물 공급원(562)을 포함하는 증발식 냉각기(560)를 포함한다. 물 공급원(562)은 분무기로서 도시되었지만, 네뷸라이저 및/또는 심지 증발 요소가 본 발명의 다른 구체예에서 사용된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템(500)은 가열된 기류(558A)를 수용하는 증발식 냉각기(560A)를 포함한다. 일부 구체예에서 증발식 냉각기(560A)의 물 공급원(도시되지 않음)은 기류(558A)에서 열에 의해 증발되는 물을 제공하고, 기류가 촉매 산화기(580)에 들어갈 때 이것을 냉각시킨다. 일부 구체예에서 증발식 냉각기(560B) 내의 물 공급원(도시되지 않음)은 기류(558B)에서 열에 의해 증발되어 촉매 산화기(580)를 떠날 때 기류를 냉각시키는 물을 제공한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 물 공급원(들)은 분무기 및/또는 네뷸라이저 및/또는 심지 증발 요소(wick evaporation element)를 포함한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 증발식 냉각기(560 및/또는 560A 및/또는 560B)에서 추가된 물은 증발식 냉각기(560)에서 증발하고 공기를 냉각시킨다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 동일한 물이 증발, 응축 및 두 번째로 증발된다. 예를 들어, 도 1a에서 물 전달 메커니즘(430)에 의해 추가된 물은 기류(184)에서 열에 의해 증발되고, 깔대기(482)에서 응축된 다음, 넓은 단부(486) 내의 오리피스를 통과하면서 다시 증발한다. 다른 예로서, 도 1b에서 물 전달 메커니즘(430)에 의해 추가된 물은 기류(484)에서 열에 의해 증발되고, 깔대기(482)에서 응축된 다음, 넓은 단부(486) 내의 오리피스를 통과하면서 다시 증발한다.
일부 구체예에서 기류(522)로부터 열 교환기(540)로의 550, 558A, 558B, 540, 542 및 560을 통한 공기의 흐름은 시스템이 "켜져" 있는 한 지속된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 증발식 냉각기(560)는 나가는 기류(570)의 습도 및/또는 온도를 주변 공기(510)의 습도 및/또는 온도의 수준으로 복구한다.
도시된 구체예에서, 시스템(500)은 가열된 기류(558A)가 VOC가 감소된 고온 기류(558B)를 생성하는 촉매 산화기(580)를 통해 흐르도록 가열기(챔버(550))의 출구와 공기 대 공기 열 교환기(540) 사이에 (즉, 기류(558A)와 기류(558B) 사이에) 위치된 촉매 산화기(580)를 포함한다. 일부 구체예에서 촉매 산화기(580) 내의 발열 반응은 기류(558A)에 대한 기류(558B)의 온도 증가에 기여한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템(500)은 제습기(520)의 응축수 수집기 팬(530)으로부터 물 공급원(562)으로 물을 보내는 유체 연통 채널(536)을 포함한다. 이러한 구체예에 따르면, (도시되지 않은) 펌프가 유체 연통 채널(536)을 통해 물 공급원(562)으로 물을 이동시키도록 구성된다. 도시된 구체예에서, 응축수 팬(530)은 UV 광원(532)을 포함한다. 일부 구체예에서 광원(532)으로부터의 UV 방사선은 팬에 수집되는 물 내의 생물학적 오염 물질을 중화시킨다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 팬(530)은 전해질 요소(534)를 함유한다. 이러한 구체예에 따르면, 팬(530) 내의 물에 있는 염은 전기분해의 결과로서 차아염소산을 생성한다. 일부 구체예에서 물 공급원(562)으로부터 분사된 물 내에서 전달되는 차아염소산은 증발식 냉각기(560)에 들어가는 기류(542) 내의 VOC의 감소에 기여한다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 차아염소산은 (도시되지 않은) 외부 공급원로부터 물 공급원(562)으로 전달된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 공기 대 공기 열 교환기(540)는 제습된 공기(522)를 1초 내에 실온으로부터 적어도 150℃로 예열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(변성 챔버)(550)는 (열 교환기(540)를 통과한 후) 제습된 기류(522)를 0.5초 내지 1초 내에 적어도 200℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)는 제습된 기류(522)를 1초 내에 적어도 350℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 열 교환기(540)를 통과하는 가열된 기류(558B)는 제습된 기류(522)를 가열시킴에 따라 1초 이내로 냉각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 일부 구체예에서 칸막이(559)가 체류 시간에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)에 의해 출력된 가열된 기류(558A)는 가열기(550)를 빠져나간 후 적어도 2초 내에 상기 열 교환기(540)에 도달한다(기류(558B) 참조).
추가의 예시적인 저압 시스템
도 2b는 본 발명의 일부 추가적인 다른 추가의 예시적인 구체예에 따라 일반적으로 501로 표시된 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다. 도시된 예시적인 시스템(501)은 유입 공기(510)를 흡입하고 초기 기류(523)를 200℃ 내지 350℃의 온도까지 기류(523)를 가열하도록 충분한 가열 용량을 갖는 가열기(556 및/또는 552)로 보내며 가열된 기류(558A)를 출력하는 팬(512)을 포함한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 기류(558A)은 전술된 바와 같은 온도를 갖는다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 팬이 542에 위치된다. 이러한 구체예에 따르면, 팬은 열 교환기(540)로부터 공기를 "끌어당기고" 이 부압(negative pressure)은 다시 523으로 전달된다.
일부 구체예에서 가열기의 가열 요소(556 및/또는 552)는 외부 공급원으로부터 회수된 열을 사용한다.
도시된 구체예에서, 시스템(501)은 가열기(556 및/또는 552)에 도달하기 전에 초기 기류(523)를 예열하기 위해 가열된 기류(558B)를 사용하도록 위치 및 구성된 공기 대 공기 열 교환기(540)를 포함한다.
도시된 구체예에서, 시스템(501)은 출력 공기(570)를 생성하기 위해 공기 대 공기 열 교환기(540)를 통과한 후에 가열된 기류(542)를 추가로 냉각시키도록 위치된 냉각 유닛(565)을 포함한다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면 냉각 유닛(565)은 열 펌프 및/또는 능동 열 교환기 및/또는 수동 열 교환기와 같은 기능적 요소를 포함한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 냉각 유닛(565)은 칠러(chiller)와 같은 외부 공급원으로부터의 냉각 능력을 사용한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 냉각 유닛(565)은 기류(542 및/또는 566)를 냉각시키기 위해 주변으로부터의 찬 공기를 사용하고, 및/또는 기류(542 및/또는 566)로부터의 열을 흡수하도록 지면을 열 싱크로서 사용하고, 및/또는 기류 내의 공기를 냉각시키기 위한 방법으로서 물을 통해 기류(542 및/또는 566)를 끓인다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 시스템(501)은 전술된 바와 같이 물 공급원(562)을 포함하는 증발식 냉각기(560)를 포함한다. 일부 구체예에서 증발식 냉각기는 상기 가열된 기류(558A 또는 558B)를 수용하도록 위치된다(560(A) 및 560(B)로서 개략적으로 도시됨).
도시된 구체예에서, 증발식 냉각기(560)는 공기 대 공기 열 교환기(540) 및/또는 냉각 유닛(565)을 통과한 후에 기류(566)를 수용하도록 위치된다. 일부 구체예에서 증발식 냉각기(560)는 냉각 유닛(565)의 일부로서 제공된다.
도시된 구체예에서, 시스템(501)은 가열된 기류(558A)가 촉매 산화기(580)를 통해 흘러 VOC가 감소된 고온 기류(558B)를 생성하도록 가열기의 출구와 공기 대 공기 열 교환기(540) 사이에 위치된 촉매 산화기(580)를 포함한다.
도시된 구체예에서, 시스템(501)은 물 저장소(531)로부터 물 공급원(562)으로 물을 보내는 유체 연통 채널(536) 및 유체 연통 채널(536)을 통해 물 공급원(562)으로 물을 이동시키도록 구성된 펌프(도시되지 않음)를 포함한다. 도시된 구체예에서, 물 저장소(531) 내의 전기분해 요소(534)는 물을 전기분해하여 차아염소산을 생성한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 물 저장소(531) 내의 UV 램프(532)는 UV 방사선을 제공한다. 일부 구체예에서 차아염소산 및/또는 UV 방사선은 저장소(531) 내의 물에서 생물학적 활성 오염 물질 및/또는 VOC의 감소에 기여한다. 본 발명의 다른 예시적인 구체예에서 차아염소산이 외부 공급원으로부터 저장소(531) 내의 물에 추가된다.
일부 구체예에서 냉각 유닛(565)은 공기로부터 습기를 제거할 수 있는 열 펌프를 포함한다. 선택적으로, 물 공급원(562)은 이러한 수분의 일부 또는 전부를 반환한다.
시스템(501)의 다른 특징은 시스템(500)(도 2a)에 대해 기술된 바와 같다.
도 2c는 본 발명의 일부 다른 추가의 예시적인 구체예에 따라 일반적으로 502로 표시된 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다. 도시된 예시적인 시스템(502)은 다음을 제외하고 도 2b의 시스템(501)과 동일하다:
증발식 냉각기(560)는 팬(512)을 빠져나갈 때 상기 초기 기류를 수용하도록 위치된다. 도시된 구체예에서, 응축수 수집기 팬(530)은 도 2b의 물 저장소(531)를 대체한다. 응축수 수집기 팬(530)은 냉각 유닛(565)에 의해 생성된 응축수를 수집한다. 도 2b에서와 같이, 도시되지 않은 펌프는 유체 연통 채널(536)을 통해 물을 물 공급원(562)으로 이동시킨다. 도 2a에서와 같이, 팬(530) 내의 물의 정화가 UV 광원(532)에 의해 및/또는 물속의 염으로부터 차아염소산을 생성하는 전해질 요소(534)에 의해 수행된다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 팬이 542에 위치된다. 이러한 구체예에 따르면, 팬은 열 교환기(540)로부터 공기를 "끌어당기고" 이러한 부압은 다시 523으로 전달된다.
시스템(501 및/또는 502)(각각 도 2b 및 도 2c)은 시스템(500)(도 2a)보다 낮은 에너지 소비에 의해 특징지어진다. 에너지 절약의 대부분은 제습기(520)(도 2a)의 제거로부터 기인한다. 냉각 유닛(565)(예로서, 열 펌프)(도 2b)은 제습기보다 적은 에너지를 소비한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 팬(512)(도 2b)은 제습기(520)(도 2a)보다 작으며, 이는 전체 시스템 크기의 감소에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 시스템(501)은 물의 처리 없이 구현될 수 있다.
다른 한편으로, 선택적인 물 공급원(562)이 없는 시스템(501)의 구현은 차아염소산의 사용을 배제하고 및/또는 주변 공기(510)와 유사한 출력 공기(570)에서 RH 달성의 어려움을 증가시키는 데에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 냉각 유닛(565)의 구현은 시스템(500)의 증발식 냉각기(560)(도 2a)가 열 펌프보다 작기 때문에 전체 시스템 크기의 증가에 기여한다.
다시 도 2b 및 2c를 동시에 참조하면, 일부 구체예에서 공기 대 공기 열 교환기(540)는 초기 기류(523)를 1초 이내에 실온으로부터 적어도 150℃로 예열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)(변성 챔버)는 초기 기류를 0.5초 내지 1초 이내에 적어도 200℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)는 초기 기류(523)를 (이것이 열 교환기(540)를 통과한 후에) 1초 이내에 적어도 350℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 열 교환기(540)를 통과하는 가열된 기류(558B)는 초기 기류(523)를 가열시킴에 따라 1초 이내로 냉각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 일부 구체예에서 칸막이(559)가 체류 시간을 증가시키는 데에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 가열기(550)에 의해 출력된 가열된 기류(558A)는 가열기를 빠져나간 후 적어도 2초 후에 열 교환기(540)에 도달한다(558B 참조).
제 1 예시적인 방법
도 3은 본 발명의 일부 구체예에 따른, 일반적으로 600으로 표시된 방법의 단순화된 흐름도이다.
도시된 구체예에서, 방법(600)은 촉매 산화기로 가열된 기류의 흐름에서 휘발성 유기 화합물을 중화하는(neutralizing) 단계(610) 및 물을 증기로 변환시키도록 흐름 기류로부터의 열 에너지를 사용하는 단계(620)를 포함한다. 일부 구체예에서, 가열된 기류가 가압된다. 일부 구체예에서 가열된 기류는 적어도 1.9기압으로 가압된다. 도 1a 및 1b의 기류(184) 뿐만 아니라 도 2a의 기류(558A/558B 및 542)는 방법(600)을 이용하여 처리된 기류의 예이다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 단계(610)가 단계(620)보다 앞서거나 또는 단계(620)가 단계(610)보다 앞선다. 일부 구체예에서, 물 내의 차아염소산은 기류의 흐름에서 VOC의 감소에 추가로 기여한다.
제 2 예시적인 방법
도 4a는 본 발명의 일부 구체예에 따른, 일반적으로 700으로 표시된 추가 방법의 단순화된 흐름도이다.
도시된 구체예에서, 방법(700)은 공기를 제습하고 적어도 200℃의 온도까지 가열하는 단계(710), 공기 중 VOC의 농도를 적어도 90%만큼 감소시키는 단계(720) 및 공기를 냉각시키고 재가습하는 단계(730)를 포함한다.
도 1a, 1b 및 2와 관련하여 전술된 바와 같이, 공기 중의 VOC 농도를 감소시키는 단계(720)는 촉매 산화기(예로서, 480; 580) 및/또는 차아염소산의 수용액을 사용하여 달성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 도 1a, 1b 및 도 2와 관련해 전술된 바와 같이 공기가 적어도 200℃의 온도까지 가열되면, (예로서 도 1a 및 1b의 압력 탱크(180) 또는 도 2의 변성 챔버(550)에서) 5초 이상 해당 온도에서 유지될 수 있다.
방법(700)은 일반적으로 단계(710)에서의 입력으로서 40% RH 내지 60% RH로 20℃ 내지 25℃의 온도의 주변 공기를 사용한다. 일부 구체예에서 RH는 단계(710)에서 5% 내지 30%로 낮아진다.
단계(730)에서 공기는 일반적으로 15℃ 내지 25℃로 냉각되고 및/또는 40% 내지 60%의 RH로 복귀된다.
제 3 예시적인 방법
도 4b는 본 발명의 일부 구체예에 따른, 일반적으로 702로 표시된 추가 방법의 단순화된 흐름도이다.
도시된 구체예에서, 방법(702)은 공기를 가습하고 적어도 200℃의 온도까지 가열하는 단계(712), 공기 중 VOC의 농도를 적어도 90%만큼 감소시키는 단계(722) 및 공기를 냉각시키고 제습하는 단계(732)를 포함한다.
도 1a, 1b 및 2a, 2b 및 2c와 관련하여 전술된 바와 같이, 공기 중의 VOC 농도를 감소시키는 단계(720)는 촉매 산화기(예로서, 480; 580) 및/또는 차아염소산의 수용액을 사용하여 달성될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 도 1a, 1b 및 도 2와 관련해 전술된 바와 같이 공기가 적어도 200℃의 온도까지 가열되면, (예로서 도 1a 및 1b의 압력 탱크(180) 또는 도 2의 변성 챔버(550)에서) 5초 이상 해당 온도에서 유지될 수 있다.
방법(702)은 일반적으로 단계(712)에서의 입력으로서 40% RH 내지 60% RH로 20℃ 내지 25℃의 온도의 주변 공기를 사용한다. 일부 구체예에서 RH는 단계(712)에서 70% 내지 75%까지 증가된다.
단계(732)에서 공기는 일반적으로 15℃ 내지 25℃로 냉각되고 및/또는 40% 내지 60%의 RH로 복귀된다.
제 4 예시적인 방법
도 5는 본 발명의 일부 구체예에 따른, 일반적으로 800로 표시된 추가 방법의 단순화된 흐름도이다.
도시된 예시적인 방법(800)은 적어도 100℃의 온도를 갖는 기류에 수성 차아염소산을 분산시키는(dispersing) 단계(810) 및 상기 기류를 촉매 산화기로 보내는(routing) 단계(820)를 포함한다.
추가의 예시적인 방법
도 6은 본 발명의 일부 구체예에 따른, 일반적으로 1200으로 표시된 공기 처리 방법의 단순화된 흐름도이다. 도시된 예시적인 방법(1200)은 물을 증기로 변환시키기 위해 가열된 가압 공기의 흐름 기류로부터의 열 에너지를 사용하는 단계(1210) 및 기류를 가습하기 위해 기류 내에 증기를 용해시키는(dissolving) 단계(1220)를 포함한다. 일부 구체예에서 가압 공기는 이것이 분사된 물의 증발에 의해 냉각된다.
추가의 예시적인 시스템
도 7은 일반적으로 2100으로 표시되는 예시적인 공기 정화 시스템이다.
도시된 구체예에서, 시스템(2100)은 제 1 온도에 있는 가압 공기의 제 1 출력 흐름(2122A)을 제공하는 압축기(2120) 및 더 높은 제 2 온도에 있는 가압 공기의 제 2 출력 흐름(2184A)을 제공하는 압력 탱크(2180)를 포함한다. 압축기(2120)는 주변 공기(2118)를 가압한다.
도시된 예시적인 시스템(2100)은 또한 상기 제 2 출력 흐름(2184A)으로부터의 열을 이용하여 제 1 출력 흐름(2122A)을 가열하도록 설계되고 구성된 공기 대 공기 열 교환기(2300)를 포함한다. 그 결과 흐름(2184B)은 흐름(2184A)보다 낮은 온도에 있으며 흐름(2122B)은 흐름(2122A)보다 높은 온도에 있다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 흐름(2122B)의 온도는 흐름(2122A)보다 40℃ 내지 100℃ 더 높다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 흐름(2184B)의 온도는 흐름(2184A)의 온도보다 50℃ 내지 100℃ 더 낮다.
일부 구체예에서 흐름(2122A)의 제 1 온도는 주위 온도 플러스 30℃ 내지 50℃이다. 이러한 구체예 중 일부에서, 제습은 흐름(2122A)의 온도 감소에 기여한다.
본 발명의 다른 예시적인 구체예에서, 흐름(2122A)의 제 1 온도는 압축기(2120)의 출구에서 120℃ 내지 180℃이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 흐름(2184A)의 제 2 온도는 170℃; 180℃; 190℃; 200℃; 210℃; 220℃; 230℃; 240℃; 250℃ 또는 그 중간 온도 또는 그보다 높은 온도이다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 흐름(2122A)은 1.9기압; 3기압; 4기압; 5기압; 6기압; 7기압; 8기압; 9기압; 10기압 또는 그 중간 압력을 갖는다. 일부 구체예에서 흐름(2122)은 8기압 내지 10기압의 압력을 갖는다. 흐름(2122)이 화살표로 도시되었지만, 일반적으로 압력 탱크(2180)로의 파이프 또는 다른 도관에 의해 안내된다. 도시된 구체예에서, 압축기(2120)는 하나 이상의 유형의 불순물(예를 들어, 바이러스 입자 및/또는 박테리아))을 운반하는 주변 공기(2118)를 끌어들인다.
도시된 구체예에서, 시스템(2100)은 가압 공기의 출력 흐름(2122)을 수용하고 압력을 유지하면서 공기를 가열하는 압력 탱크(2180)를 포함한다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 압력 탱크(2180)는 공기를 170℃; 180℃; 190℃; 200℃; 210℃; 220℃; 230℃; 240℃; 250℃ 또는 그 중간 온도 또는 그보다 높은 온도로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(2180)는 공기를 1초, 2초, 3초, 4초, 5초, 6초, 7초, 8초, 9초, 10초, 11초, 12초, 20초, 30초, 40초, 50초 또는 60초 또는 그 중간 또는 그보다 긴 시간 동안 목표 온도까지 가열한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 공기 대 공기 열 교환기(2300)는 가압 공기(2122A)를 1초 이내에 실온으로부터 적어도 150℃; 160℃; 170℃; 180℃ 또는 그 중간 또는 그보다 높은 온도까지 예열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(2180)는 가압 기류(2122B)를 0.5초 내지 1초 내에 적어도 200℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(2180)는 가압 기류(2122B)를 1초 이내에 적어도 350℃로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 열 교환기(2300)를 통과하는 가열된 기류(2184A)는 가압 기류(2122A)를 가열할 때 1초 이내에 냉각된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(2180)는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는다. 일부 구체예에서 압력 탱크(2180) 내의 칸막이는 체류 시간의 증가에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(2180)에 의해 출력된 가열된 기류(2184A)는 탱크(2180)에서 나온 적어도 2초 후에 열 교환기(2300)에 도달한다.
다른 추가의 예시적인 방법
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서 공기 처리 시스템의 공기 대 공기 열 교환기로 향하는 기류를 가압하는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 공기는 적어도 1.9기압, 적어도 4기압, 적어도 6기압, 적어도 8기압, 적어도 10기압, 적어도 12기압 또는 그 중간 또는 그보다 높은 압력으로 가압된다.
다른 추가의 예시적인 시스템
도 8은 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따른, 일반적으로 4100으로 표시되는 공기 정화 시스템의 단순화된 개략도이다.
도시된 예시적인 시스템(100)은 가압 공기의 출력 흐름(4122)을 압력 탱크(4180)에 제공하는 압축기(4120)를 포함하는 공기 정화 시스템을 포함한다. 탱크(4180)는 공기를 수용하고 압력을 유지하면서 이를 가열한다. 도시된 구체예에서, 압축기(4120)는 주변 공기(4118)를 가압시킨다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면 흐름(4122)은 1.9기압; 3기압; 4기압; 5기압; 6기압; 7기압; 8기압; 9기압; 10기압 또는 그 중간 압력을 갖는다. 일부 구체예에서 흐름(4122)은 8 내지 10기압의 압력을 갖는다. 흐름(4122)이 화살표로 도시되었지만, 일반적으로 압력 탱크(4180)로의 파이프 또는 다른 도관에 의해 안내된다. 도시된 구체예에서, 압축기(4120)는 하나 이상의 유형의 불순물(예를 들어, 바이러스 입자 및/또는 박테리아)을 운반하는 주변 공기(4118)를 끌어들인다.
도시된 구체예에서, 시스템(4100)은 가압 공기의 출력 흐름(122)을 수용하고 압력을 유지하면서 공기를 가열하는 압력 탱크(4180)를 포함한다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 압력 탱크(4180)는 공기를 170℃; 180℃; 190℃; 200℃; 210℃; 220℃; 230℃; 240℃; 250℃ 또는 그 중간 또는 그보다 높은 온도로 가열한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 압력 탱크(4180)는 1초, 2초, 3초, 4초, 5초, 6초, 7초, 8초, 9초, 10초, 11초, 12초, 20초, 30초, 40초, 50초 또는 60초 또는 그 중간 또는 그보다 긴 시간 동안 공기를 목표 온도까지 가열한다.
도시된 구체예에서, 시스템은 오리피스(4188)를 포함하는 부분적으로 폐쇄된 단부(4186)를 갖는 방출 매니폴드(4185)를 포함한다. 도시된 구체예에서, 매니폴드(4185)는 압력 탱크(4180)와 유체 연통한다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 오리피스(4188)는 탱크(4180) 상의 팽창 밸브에 대한 필요성을 제거한다. 일부 구체예에서 오리피스(4188)는 움직이는 부분이 없기 때문에 시스템의 신뢰성에 기여한다. 선택적으로, 오리피스(4188)는 시스템의 생산 및/또는 유지관리 비용의 감소에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 오리피스(4188)의 지름은 시스템 밖으로 나가는 기류(4184)의 흐름 속도를 결정(govern)한다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 오리피스(4188)를 통해 기류(4184)가 나가는 것은 압력 감소 및 온도 감소를 발생시킨다. 이러한 구체예에 따르면, 열 에너지는 부피가 증가함에 따라 운동 에너지로 변환된다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 오리피스(4188)를 통해 기류(4184)가 나가는 것은 주변 조건 또는 온도(climate) 조절을 위한 것이다.
일부 구체예에서 탱크(4180)를 빠져나갈 때 출력 흐름 기류(4184)의 온도는 적어도 100℃; 적어도 110℃; 적어도 120℃; 적어도 130℃; 적어도 140℃; 적어도 150℃; 적어도 160℃; 적어도 170℃; 적어도 180℃; 적어도 190℃; 적어도 200℃; 적어도 210℃; 적어도 220℃; 적어도 230℃; 적어도 240℃; 적어도 250℃; 적어도 260℃; 적어도 270℃; 적어도 100℃; 적어도 280℃; 적어도 290℃; 적어도 300℃ 또는 그 중간 또는 그보다 높은 온도이다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 출력 흐름 기류(4184)가 탱크(4180)를 빠져나갈 때의 압력은 적어도 1.9기압, 적어도 4기압, 적어도 5기압, 적어도 6기압, 적어도 7기압, 적어도 8기압, 적어도 9기압, 최소 10기압 또는 그 중간 또는 그보다 높은 압력이다.
일부 구체예에서 매니폴드(4185)는 기류를 35℃, 40℃, 45℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃, 또는 그 중간 또는 그보다 낮은 온도로 냉각시킨다. 일부 구체예에서 냉각은 기류에 물을 주입하는 것을 포함한다.
일부 구체예에서 기류(4184)가 오리피스(188)를 빠져나온 후 온도는 34℃, 32℃, 30℃, 29℃, 27℃, 25℃, 20℃, 18℃ 또는 그의 중간 또는 그보다 낮은 온도까지 떨어진다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 오리피스(188)를 빠져나간 후 기류(4184)의 압력은 주변 압력으로 감소된다.
일부 구체예에서 기류(4184)는 오리피스(188)를 통과할 때 팽창한다. 선택적으로, 팽창은 기류(4184)에 용해된 물이 증발하게 하여 공기 중 상대 습도 레벨을 증가시키는 데에 기여한다. 일부 구체예에서, 상대 습도의 증가는 공기 냉각에 기여한다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 오리피스(4188)를 떠난 직후 기류(4184)의 상대 습도는 40% 내지 60%이다.
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 매니폴드(4185)의 지름은 탱크(4180)보다 작거나 크다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 2개의 팽창 단계를 생성하도록 탱크(4180)와 매니폴드(4185) 사이에 추가 오리피스(도시되지 않음)가 존재한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 매니폴드(4185)는 동일한 압력 탱크(4180)를 유지하고 기류(4184)의 팽창은 매니폴드 단부에서 오리피스(4188)로부터 나온 후에만 발생한다. 일부 구체예에서 매니폴드 크기는 0이고 오리피스(4188)는 탱크(1480)의 벽에 제공된다.
다른 추가의 예시적인 방법
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에서, 고정된 지름 오리피스를 통해 적어도 30℃의 온도에서 가압 기류를 보내는 단계를 포함하는 방법이 제공된다. 선택적으로, 오리피스의 통과는 기류를 냉각시킨다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 오리피스를 통과하기 이전 기류의 온도는 35℃, 40℃, 45℃, 50℃, 60℃, 70℃, 80℃ 또는 그 중간 또는 그보다 낮은 온도이다. 일부 구체예에서 매니폴드 내의 공기에 주입된 물은 온도 감소에 기여한다. 대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면 오리피스의 통과는 기류를 34℃, 32℃, 30℃, 29℃, 27℃, 25℃, 20℃, 18℃ 또는 그 중간 또는 그보다 낮은 온도로 냉각시킨다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 기류 내의 물이 팽창하는 동안 기화한다. 일부 구체예에서 기화는 습도 레벨을 제어하고/하거나 온도를 낮추는 것을 돕는다.
예시적인 흐름 고려사항
시스템(400, 401, 500) 및/또는 방법(600, 700)은 다양한 사용 시나리오로 확장가능하다. 예를 들어, 자동차 내부와 같은 작은 공간 내의 공기 정화는 12㎥/h(200L/M)의 흐름 속도를 사용할 수 있다. 건물의 로비, 식당, 공장 또는 교통수단 터미널(예로서, 공항 또는 기차역)과 같은 넓은 공간의 경우, 공기의 정화를 위해 10000㎥/h의 공기 흐름 속도를 사용할 수 있다.
처리되는 총 부피에 더하여 다른 요인이 흐름 속도의 선택에 기여한다. 예를 들어, 혼잡 시간대의 시내버스는 피크 시간대를 벗어나 수용가능 인원의 20%만이 탑승한 동일한 버스보다 더 높은 흐름 속도를 필요로 할 수 있다.
예시적인 절연 고려사항
본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면 단열재는 관련 시스템의 다양한 파이프 및/또는 도관 및/또는 압력 탱크(180) 및/또는 산화기(480 또는 580)를 커버한다.
예시적인 이론적 고려사항
전술된 본 발명의 일부 예시적인 구체예에 따르면, 생물학적 오염 물질 내의 단백질의 변성은 이를 불활성화(inactivate)시킨다.
대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 열 및/또는 압력이 알레르겐의 형태(morphology of allergen)를 변화시켜 면역 체계가 이를 인식하지 못하도록 한다.
변성 효과에 기여하는 세 가지 요소는 온도, 시간 및 압력이다.
변성 효과를 유지하기 위해 하나의 요소가 감소될 수 있는 동시에 다른 요소를 증가시키도록 세 가지 요소 사이에는 시너지가 존재한다.
예를 들어, 공기가 (일반적으로 압력 및 온도와 관련해 정의되는) "작동 매개변수"에 도달하면 원하는 정도의 변성을 달성하는 데에 일정 시간이 필요하다. 일부 구체예에서 밸브가 원하는 압력을 유지하도록 사용된다.
체류 시간은 시스템 내 구획의 크기에 따라 결정된다.
(도 1a 및 1b에 도시된 바와 같은) 가압 시스템은 주어진 온도에서 원하는 정도의 변성을 달성하는 데에 필요한 시간을 단축시킨다. 공기가 가압되기 때문에, 처리에 필요한 챔버의 크기가 감소된다. 예를 들어, 2.5기압에서 10입방미터의 주변 공기를 처리하는 것은 4입방미터의 가압 챔버를 필요로 한다. 또한, 압력 증가는 챔버에서 필요한 체류 시간의 감소에 기여한다. 필요한 체류 시간의 감소는 필요한 챔버 크기의 추가 감소에 기여한다.
그러나 공기 가압은 높은 에너지 비용이 특징이다. 그 결과 (도 1a 및 1b에 도시된 바와 같은) 가압 시스템은 유사한 용량을 갖는 (도 2a 및/또는 2b에 도시된 바와 같은) 비가압 시스템보다 자본 지출 및/또는 운영 비용의 측면에서 더 많은 비용이 들 수 있다.
(도 1a 및 1b에 도시된 바와 같은) 가압 시스템과 동일한 온도에서 작동하는 (도 2a 및/또는 2b에 도시된 바와 같은) 비가압 시스템은 더 긴 처리 시간으로 고압의 부재를 보상한다.
처리 구획(treatment compartment) 내의 체류 시간(residence time)이 증가하여 처리 시간이 더 길어지면, 동작 흐름 속도에서 필요한 공기 부피를 수용하기 위해 구획 크기가 증가해야 할 것이다.
그러나 (도 2a 및/또는 2b에 도시된 바와 같은) 비가압 시스템은 동작 에너지의 측면에서 비용이 더 낮으므로 비가압 시스템은 자본 지출 및/또는 운영 비용 측면에서 비용이 더 적게 들 것이다.
이들 고려사항을 서로 비교하여, 홈 시스템과 같이 공기 처리량이 낮은 소형 가압 시스템이 실현될 수 있다. (비록 비율은 높지만) 총 비용의 차이는 무시할 수 있으며 설치 공간의 절약으로 균형을 이룬다.
상업용 시스템(예로서, 공장, 학교, 사무실 건물, 병원)과 같이 높은 공기 처리량을 가진 대형 시스템은 (도 2a 및/또는 2b에 도시된 바와 같은) 비가압 시스템의 구현에 더 적합하다. 이러한 대규모 시스템의 경우, 절대적인 측면과 백분율 측면(absolute terms and as a percentage)에서 비용 절감이 크고 설치 공간의 문제가 적다.
예시적인 사용 시나리오: 상업용 여객기
상업용 여객기는 수백 명의 사람들을 몇 시간 동안 서로 근접하게 유지시킨다. 이러한 시간 동안, 기내의 공기는 여러 번 재활용되어 기내 전체로 퍼지므로 기침이나 재채기를 하는 아픈 사람 한 명이 기내 전체에 바이러스와 같은 공기 중 병원균을 퍼뜨릴 수 있다. 상업용 여객기는 높은 고도에서 비행하기 때문에, 항공기 외부의 주변 압력은 1기압 미만이고 항공기 외부의 주위 온도는 일반적으로 영하이다. 기내는 일반적으로 1기압으로 가압되고 승객의 편안함과 안전을 위해 15℃ 내지 20℃로 가열된다.
여객기 내의 비가압 구획(예로서, 화물칸)은 가열되지 않는다. 본 발명의 다양한 예시적인 구체예에 따르면, 고온 기류는 비가압 구획 및/또는 항공기 외부로 방출된다. 대안적으로 또는 추가적으로, 일부 구체예에서 비가압 구획 및/또는 항공기 외부의 소량의 찬 공기가 객실로 돌아가기 전에 시스템에 의해 생성된 가열된 멸균 공기와 혼합되어 냉각시킨다. 이러한 고려사항에 비추어 볼 때, 상업용 여객기의 관점에서 (도 2a 및/또는 2b에 도시된 바와 같은) 비가압 시스템의 구현이 실현 가능한 것으로 여겨진다. 위에서 논의된 바와 같이, 이러한 유형의 시스템은 높은 처리량 구현에 수용할 수 있다.
현재, 공조 제어 시스템 내의 공기는 한 장소로부터 끌어와서 다수의 장소에서 (일반적으로 각 개별 승객석 위의 작은 천장형 통풍구 내로) 반환된다. 본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 시스템의 기류 방향이 역전된다. 본 발명의 이러한 구체예에 따르면, 오염된 공기가 각각의 개별 조수석 위의 작은 천장형 통풍구를 통해 승객실 외부로 배출되고 처리된 공기가 하나, 또는 수 개의 큰 통풍구로부터 전달된다.
본 발명의 일부 예시적인 구체예에서, 저압 시스템(500)(도 2a) 또는 저압 시스템(501)(도 2b)의 버전이 여객기에 사용된다. 예를 들어, 일부 구체예에서 촉매 산화기(580)를 활성화시키기에 충분한 열만이 가열 요소(552 및/또는 556)에 의해 적용된다. 560A에 위치된 물 전달 메커니즘(562)은 차아염소산을 함유하는 물을 전달한다. 차아염소산은 공기 중의 병원균(예로서, COVID 19 비리온(virions))을 중화시킨다. 차아염소산은 기류(558B)에 병원균이 실질적으로 존재하지 않도록 촉매 산화기(580)에 의해 비활성화(deactivated)된다. 일부 구체예에서 이러한 시스템은 전술된 역방향(reversed) 공기 흐름 전략을 사용한다.
예시적인 사용 시나리오: 사무실 건물
다수의 현대식 건물은 닫힌 창문을 가지고 외부 환경에 대한 개방부가 거의 없는 폐쇄된 환경이다.
업무 시간에는 상업용 건물이 많은 사람들로 차 있다.
공기의 교체가 적기 때문에, 생물학적 오염 물질 및 VOC에 의해 방출되는 기체 오염 물질이 건물 내에 남아서 축적된다.
이러한 고려사항에 비추어 볼 때, 상업용 사무실 건물과 관련하여 (도 2a에 도시된 바와 같은) 비가압 시스템의 구현이 실현 가능한 것으로 여겨진다. 위에서 논의된 바와 같이, 이러한 유형의 시스템은 높은 처리량 구현에 적합할 수 있다.
본 발명 특허가 존재하는 동안 다수의 압축기 유형과 펌프 유형 및 물 전달 메커니즘 유형이 개발될 것으로 예상되며 본 발명의 범위는 이러한 모든 신기술을 선험적으로(a priori) 포함한다.
본 발명이 특정 구체예와 관련하여 기술되었지만, 다수의 대안, 수정 및 변형이 당업자에게 명백할 것임이 분명하다. 따라서, 첨부된 특허청구범위의 사상 및 넓은 범위에 속하는 이러한 모든 대안, 수정 및 변형을 포함하는 것으로 의도된다.
특히, 다양한 수치적 지표가 활용되었다. 이러한 수치적 지표는 본 발명의 다양한 구체예에 통합된 다양한 공학 원리, 재료, 의도된 용도 및 설계에 기초하여 훨씬 더 다양할 수 있음을 이해해야 한다. 추가로, 본 발명의 예시적인 구체예에 속하고 단일 유닛으로서 도시된 구성요소 및/또는 동작은 하위 유닛으로 분할될 수 있다. 반대로, 본 발명의 예시적인 구체예에 속하고 하위 유닛/개별 동작으로 도시된 구성요소 및/또는 동작이 기술된/도시된 기능을 갖는 단일 유닛/동작으로 결합될 수 있다.
대안적으로 또는 추가적으로, 방법을 기술하는 데에 사용되는 특징은 장치를 특징화하도록 사용될 수 있으며 장치를 기술하는 데에 사용되는 특징은 방법을 특징화하도록 사용될 수 있다.
전술된 개별 특징은 본 발명의 추가적인 구체예를 생성하기 위해 모든 가능한 조합 및 하위 조합으로 결합될 수 있음이 추가로 이해되어야 한다. 상기 주어진 예는 본질적으로 예시적이며 오직 아래의 특허청구범위에 의해서 정의되는 본 발명의 범위를 제한하려는 의도가 아니다.
특정한 특징, 부분, 구성요소, 모듈 또는 프로세스를 포함하는 본 발명의 구체예의 각 인용은 인용된 특징, 부분, 구성요소, 모듈 또는 프로세스를 포함하지 않는 본 발명의 추가적인 구체예가 존재한다는 명시적 진술이다.
대안적으로 또는 추가적으로, 본 발명의 다양한 예시적인 구체예는 본 명세서에 구체적으로 개시되지 않은 임의의 특정한 특징, 부분, 구성요소, 모듈, 프로세스 또는 요소를 배제한다.
특히, 본 발명은 공기 정화 시스템과 관련하여 기술되었지만 습도 제어 시스템과 관련하여 사용될 수도 있다.
본 명세서에 언급된 모든 간행물, 참고문헌, 특허 및 특허 출원은 각각의 개별 간행물, 특허 또는 특허 출원이 본 명세서에 참조로서 포함되도록 구체적이고 개별적으로 표시된 것과 동일한 정도로 그 전체가 본 명세서에 참조로서 포함된다. 또한, 본 출원에서 임의의 참조에 대한 인용 또는 식별은 그러한 참조가 본 발명의 선행기술로서 이용가능함을 인정하는 것으로 해석될 수 없다.
본 명세서에 사용된 바와 같은 "포함하는", "구비하는" 및 이들의 활용어는 "포함하지만 반드시 이에 제한되지는 않음"을 의미한다.
Claims (76)
- 시스템으로서,
(a) 초기 기류를 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하고 가열된 기류를 출력하기에 충분한 가열 용량을 갖는 가열기에 초기 기류를 보내는 팬(fan); 및
(b) 상기 가열기에 도달하기 전에 상기 초기 기류를 예열하기 위해서 상기 가열된 기류를 사용하도록 위치 및 구성되는 공기 대 공기 열 교환기를 포함하는, 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 가열된 기류가 상기 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후에 상기 가열된 기류를 추가로 냉각하도록 위치되는 냉각 유닛을 포함하는, 시스템. - 제 2 항에 있어서,
상기 냉각 유닛은 열 펌프, 능동 열 교환기 및 수동 열 교환기로 이루어진 그룹으로부터 선택된 하나 이상의 기능적 요소를 포함하는, 시스템. - 제 2 항 또는 제 3 항에 있어서,
물 공급원을 포함하는 증발식 냉각기를 포함하는, 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 증발식 냉각기는 상기 가열된 기류를 수용하도록 위치되는, 시스템. - 제 5 항에 있어서,
상기 증발식 냉각기는 상기 가열된 기류가 상기 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후에 상기 가열된 기류를 수용하도록 위치되는, 시스템. - 제 4 항에 있어서,
상기 증발식 냉각기는 상기 초기 기류가 상기 팬을 빠져나갈 때 이를 수용하도록 위치되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기의 출구와 상기 공기 대 공기 열 교환기 사이에 위치된 촉매 산화기를 포함하여, 상기 촉매 산화기를 통과하여 흐르는 상기 가열된 기류는 VOC가 감소된 고온 기류를 생성하는, 시스템. - 제 4 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
물 저장소로부터 상기 물 공급원으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및
상기 유체 연통 채널을 통해 상기 물을 상기 물 공급원으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함하는, 시스템. - 제 9 항에 있어서,
상기 물 저장소 내에 전해질 요소를 포함하는, 시스템. - 제 4 항 또는 제 10 항에 있어서,
차아염소산의 공급원을 포함하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 11 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 대 공기 열 교환기는 상기 초기 기류를 실온으로부터 적어도 150℃로 1초 이내에 예열하는, 시스템. - 제 12 항에 있어서,
상기 가열기는 상기 초기 기류를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 13 항에 있어서,
상기 가열기는 상기 초기 기류를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 교환기를 통과하는 상기 가열된 기류는 상기 초기 기류를 가열시킴에 따라 1초 이내에 냉각되는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 15 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기는 적어도 5초의 체류 시간(retention time)을 갖는, 시스템. - 제 1 항 내지 제 17 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기에 의해 출력된 상기 가열된 기류는 적어도 2초 후에 상기 열 교환기에 도달하는, 시스템. - 공기 정화 시스템으로서,
(a) 가열된 가압 공기의 출력 흐름 기류를 제공하는 압축기 및 압력 탱크; 및
(b) 상기 가압 공기의 출력 흐름 기류 내에 물을 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘을 포함하는, 시스템. - 제 18 항에 있어서,
상기 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 상기 물은 상기 압축기로부터의 응축수를 포함하는, 시스템. - 제 18 항 또는 제 19 항에 있어서,
상기 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 상기 물은 차아염소산을 포함하는, 시스템. - 제 19 항 또는 제 20 항에 있어서,
상기 압축기의 응축수 수집기 팬(pan)으로부터 상기 물 전달 메커니즘으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및
상기 유체 연통 채널을 통해 상기 물을 상기 물 전달 메커니즘으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함하는, 시스템. - 제 21 항에 있어서,
상기 압축기의 상기 응축수 수집기 팬 내에 전해질 요소를 포함하는, 시스템. - 제 18 항 내지 제 22 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 공기의 출력 흐름 기류를 수용하도록 위치된 촉매 산화기를 포함하는, 시스템. - 제 21 항 또는 제 22 항에 있어서,
상기 응축수 수집기 팬 내의 물을 조사(irradiating)하는 UV 램프를 포함하는, 시스템. - 제 18 항 내지 제 24 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 공기의 출력 흐름 기류의 온도는 적어도 200℃인, 시스템. - 제 18 항 내지 제 25 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 공기의 출력 흐름 기류의 압력은 적어도 4기압(atmosphere)인, 시스템. - 제 18 항 내지 제 26 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 공기를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 27 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 상기 공기를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 18 항 내지 제 28 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는, 시스템. - 공기 정화 시스템으로서,
(a) 가열된 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 제공하는 압축기 및 압력 탱크;
(b) 상기 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 수용하고 변화된(modified) 출력 흐름 기류를 생성하도록 위치되는 촉매 산화기; 및
(c) 물을 상기 변화된 출력 흐름 기류에 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘을 포함하는, 공기 정화 시스템. - 공기 정화 시스템으로서,
(a) 가열된 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 제공하는 압력 탱크 및 압축기;
(b) 상기 가압 공기의 초기 출력 흐름 기류를 수용하고 변화된 출력 흐름 기류를 생성하도록 위치되는 촉매 산화기; 및
(c) 물을 상기 가열된 가압 공기의 초기 흐름 기류에 전달하도록 구성 및 위치되는 물 전달 메커니즘을 포함하는, 공기 정화 시스템. - 제 30 항 또는 제 31 항에 있어서,
상기 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 상기 물은 상기 압축기로부터의 응축수를 포함하는, 시스템. - 제 30 항 내지 제 32 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 물 전달 메커니즘에 의해 전달되는 상기 물은 차아염소산을 포함하는, 시스템. - 제 32 항에 있어서,
상기 압축기의 응축수 수집기 팬으로부터 상기 물 전달 메커니즘으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및
상기 유체 연통 채널을 통해 상기 물을 상기 물 전달 메커니즘으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함하는, 시스템. - 제 34 항에 있어서,
상기 압축기의 상기 응축수 수집기 팬 내에 전해질 요소를 포함하는, 시스템. - 제 34 항 또는 제 35 항에 있어서,
상기 응축수 수집기 팬 내의 물을 조사하는 UV 램프를 포함하는, 시스템. - 제 30 항 내지 제 36 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 공기의 출력 흐름 기류의 온도는 적어도 200℃인, 시스템. - 제 30 항 내지 제 37 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 공기의 출력 흐름 기류의 압력은 적어도 4기압인, 시스템. - 제 30 항 내지 제 38 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 공기를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 39 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 상기 공기를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 30 항 내지 제 40 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는, 시스템. - 방법으로서,
(a) 촉매 산화기를 이용하여 가열된 공기의 흐름 기류 내의 휘발성 유기 화합물을 중화(neutralizing)하는 단계; 및
(b) 물을 증기로 변환시키도록 상기 흐름 기류로부터의 열 에너지를 사용하는 단계를 포함하는, 방법. - 제 42 항에 있어서,
상기 가열된 기류는 적어도 1.9기압으로 가압되는, 방법. - 시스템으로서,
(a) 제습된 기류를 생성하는 제습기;
(b) 상기 제습된 기류를 200℃ 내지 350℃의 온도로 가열하고 가열된 기류를 출력하기에 충분한 가열 용량을 갖는 가열기;
(c) 상기 가열기에 도달하기 전에 상기 제습된 기류를 예열하는 데에 상기 가열된 기류를 사용하도록 위치 및 구성된 공기 대 공기 열 교환기; 및
(d) 증발식 냉각기를 포함하는, 시스템. - 제 44 항에 있어서,
상기 증발식 냉각기는 상기 가열된 기류가 상기 공기 대 공기 열 교환기를 통과한 후에 상기 가열된 기류를 수용하도록 위치되고 물 공급원을 포함하는, 시스템. - 제 44 항에 있어서,
상기 증발식 냉각기는 상기 가열된 기류를 수용하도록 위치되는, 시스템. - 제 44 항 내지 제 46 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기의 출구와 상기 공기 대 공기 열 교환기 사이에 위치된 촉매 산화기를 포함하여, 상기 촉매 산화기를 통과하여 흐르는 상기 가열된 기류는 VOC가 감소된 고온 기류를 생성하는, 시스템. - 제 44 항 내지 제 47 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제습기의 응축수 수집기 팬으로부터 상기 물 공급원으로 물을 보내는 유체 연통 채널; 및
상기 유체 연통 채널을 통해 상기 물을 상기 물 공급원으로 이동시키도록 구성된 펌프를 포함하는, 시스템. - 제 48 항에 있어서,
상기 제습기의 상기 응축수 수집기 팬 내에 전해질 요소를 포함하는, 시스템. - 제 44 항, 제 45 항 또는 제 49 항에 있어서,
차아염소산의 공급원을 포함하는, 시스템. - 제 44 항 내지 제 50 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 대 공기 열 교환기는 상기 제습된 공기를 실온으로부터 적어도 150℃로 1초 이내에 예열하는, 시스템. - 제 51 항에 있어서,
상기 가열기는 상기 제습된 기류를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 52 항에 있어서,
상기 가열기는 상기 제습된 기류를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 44 항 내지 제 53 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 열 교환기를 통과하는 상기 가열된 기류는 상기 제습된 기류를 가열시킴에 따라 1초 이내에 냉각되는, 시스템. - 제 44 항 내지 제 54 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는, 시스템. - 제 44 항 내지 제 55 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가열기에 의해 출력된 상기 가열된 기류는 적어도 2초 후에 상기 열 교환기에 도달하는, 시스템. - 방법으로서,
(a) 공기를 제습하고 적어도 200℃의 온도까지 가열하는 단계;
(b) 공기 중의 VOC 농도를 적어도 90%만큼 감소시키는 단계; 및
(c) 공기를 냉각하고 재가습하는 단계를 포함하는, 방법. - 방법으로서,
(a) 공기를 가습하고 적어도 200℃의 온도까지 가열하는 단계;
(b) 공기 중의 VOC 농도를 적어도 90%만큼 감소시키는 단계; 및
(c) 공기를 냉각하고 제습하는 단계를 포함하는, 방법. - 방법으로서,
(a) 수성 차아염소산을 적어도 100℃의 온도를 갖는 기류 내에 분산시키는 단계; 및
(b) 상기 기류를 촉매 산화기로 보내는 단계를 포함하는, 방법. - 방법으로서,
(a) 물을 증기로 변환시키기 위해 가열된 가압 공기의 흐름 기류로부터의 열 에너지를 사용하는 단계; 및
(b) 상기 공기 내에 상기 증기를 용해시켜 가습하는 단계를 포함하는, 방법. - 공기 정화 시스템으로서,
(a) 제 1 온도에서 가압 공기의 제 1 출력 흐름을 제공하는 압축기;
(b) 제 2 더 높은 온도에서 가압 공기의 제 2 출력 흐름을 제공하는 압력 탱크; 및
(c) 상기 제 2 출력 흐름으로부터의 열을 사용하여 상기 제 1 출력 흐름을 가열하도록 설계 및 구성되는 공기 대 공기 열 교환기를 포함하는, 시스템. - 제 61 항에 있어서,
상기 제 1 온도는 주위 온도 플러스 25℃인, 시스템. - 제 61 항 또는 제 62 항에 있어서,
상기 제 2 온도는 120℃ 내지 190℃인, 시스템. - 제 61 항 내지 제 63 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 공기는 적어도 1.9기압의 압력에 있는, 시스템. - 제 61 항 내지 제 64 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 대 공기 열 교환기는 상기 가압 공기를 실온으로부터 적어도 150℃로 1초 이내에 예열하는, 시스템. - 제 65 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 상기 가압 기류를 적어도 200℃로 0.5초 내지 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 66 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 상기 가압 기류를 적어도 350℃로 1초 이내에 가열하는, 시스템. - 제 61 항 내지 제 67 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 가압 기류를 가열함에 따라 상기 열 교환기를 통과하는 상기 가열된 가압 기류는 1초 이내에 냉각되는, 시스템. - 제 61 항 내지 제 68 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 탱크는 적어도 5초의 체류 시간을 갖는, 시스템. - 제 61 항 내지 제 69 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 압력 탱크에 의해 출력된 상기 가열된 기류는 적어도 2초 후에 상기 열 교환기에 도달하는, 시스템. - 공기 처리 시스템에서 공기 대 공기 열 교환기로 향하는 기류를 가압하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제 71 항에 있어서,
상기 가압 단계는 적어도 1.9기압의 압력으로 가압하는, 방법. - 공기 정화 시스템으로서,
(a) 가압 공기의 출력 흐름을 압력을 유지하면서 상기 공기를 가열하는 압력 탱크에 제공하는 압축기; 및
(b) 오리피스를 포함하는 부분적으로 폐쇄된 단부를 가지는 방출 매니폴드로서, 상기 매니폴드는 상기 압력 탱크와 유체 연통하는 방출 매니폴드를 포함하는, 공기 정화 시스템. - 적어도 30℃의 온도에 있는 가압된 기류를 고정된 지름 오리피스를 통해 보내어 상기 기류를 냉각하는 단계를 포함하는, 방법.
- 제 74 항에 있어서,
상기 온도는 70℃를 초과하지 않는, 방법. - 제 74 항 또는 제 75 항에 있어서,
상기 오리피스의 통과는 상기 기류를 25℃ 이하로 냉각하는, 방법.
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