KR20230061625A - 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치 - Google Patents

농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 사이클론 구조에 의한 원심력을 이용하여 병원성 바이러스를 포집 및 농축시키는 전처리 장치에 있어서,
원통형으로 이루어져 상단측에 구비되는 원통부와, 상기 원통부로부터 하부방향을 향하여 폭이 좁아지는 원뿔형태로 연장되는 원뿔부를 포함하는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징의 원통부에 접선방향으로 연결되어 외부의 공기가 상기 챔버 하우징 내로 유입되도록 하는 유입관; 상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 형성되어, 상기 유입관을 통해 상기 챔버 하우징 내로 유입된 공기 중의 바이러스 입자를 포집하고, 상기 포집된 바이러스 입자를 미리 수용된 액체배지에 접촉시켜 농축되도록 하는 전처리부; 상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 형성되어, 상기 챔버 하우징의 원뿔부 구조에 의한 상기 유입 공기의 회전기류에 간섭하면서 상기 전처리부를 향하는 유입 공기의 유속이 감쇄되도록 하는 유속감쇄부; 및 상기 챔버 하우징에 연결되어 상기 챔버 하우징 내에서 순회한 공기를 다시 외부로 배출시키는 배출관을 포함하는 것을 특징으로 하여,
병원성 바이러스 입자에 대해 보다 안정적인 포집 및 농축이 이루어질 수 있는 효과가 있다.

Description

농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치{CYCLONE-BASED PATHOGENIC VIRUS PREPROCESSOR WITH IMPROVED THICKENING STABILITY}
본 발명은 사이클론 구조물에 의해 발생되는 회전기류에 간섭이 작용되도록 하는 구성을 통해 유속을 감소시킴으로써, 병원성 바이러스 입자에 대해 보다 안정적인 포집 및 농축이 이루어질 수 있는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 대기에는 세균을 포함한 미생물, 먼지 등과 같은 미세물질이 포함되어 있고, 이러한 미세물질은 질병을 일으키거나 다른 사람에 질병을 옮길 수 있으므로, 연구의 대상이 되며, 사람이 붐비는 실내 공간에서는 미세물질을 걸러내야할 필요성이 요구된다.
종래에는, 공기청정기 또는 환기 장치에 필터를 이용하여 대기 중 미세물질을 걸러내는 형태를 취했으나, 필터의 경우 먼지가 대량으로 쌓이게 되면 압력 부하가 증가하거나 흡입유량이 변하는 등의 성능 변화를 초래하는 문제점이 있었다.
특히, 미세물질의 연구를 위하여 크기에 따른 선별적 샘플링의 필요성에도 필터를 활용한 포집장치는 수 마이크로 입자까지 걸러내는 필터의 특성상 크기를 선별하여 샘플링을 실시할 수 없는 단점이 있다.
이러한 문제점을 해결하기 위해 타겟으로 하는 입자에 대한 선별에는 사이클론 장치가 보다 적합하게 사용될 수 있으나, 상기 사이클론은 내부에서 발생하는 회전기류의 유속을 감소시킬 수 있는 수단이 구비되어 있지 않기 때문에 타겟 입자에 대한 안정적인 포집이 어려운 실정이다.
따라서, 상기 타겟 입자에 대해 보다 안정적인 포집을 달성할 수 있는 사이클론 구조의 전처리 기술이 요구되고 있다.
대한민국 등록특허공보 제10-2180323호(발명의 명칭: 미세입자의 크기 선별 및 액상 포집용 다단 거르개 장치)
따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 사이클론 구조물에 의해 발생되는 회전기류에 간섭이 작용되도록 하는 구성을 통해 유속을 감소시킴으로써, 병원성 바이러스 입자에 대해 보다 안정적인 포집 및 농축이 이루어질 수 있는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치를 제공하는데 목적이 있다.
다만, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 기술적 수단인 본 발명의 실시예에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치는, 사이클론 구조에 의한 원심력을 이용하여 병원성 바이러스를 포집 및 농축시키는 전처리 장치에 있어서, 원통형으로 이루어져 상단측에 구비되는 원통부와, 상기 원통부로부터 하부방향을 향하여 폭이 좁아지는 원뿔형태로 연장되는 원뿔부를 포함하는 챔버 하우징; 상기 챔버 하우징의 원통부에 접선방향으로 연결되어 외부의 공기가 상기 챔버 하우징 내로 유입되도록 하는 유입관; 상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 형성되어, 상기 유입관을 통해 상기 챔버 하우징 내로 유입된 공기 중의 바이러스 입자를 포집하고, 상기 포집된 바이러스 입자를 미리 수용된 액체배지에 접촉시켜 농축되도록 하는 전처리부; 상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 형성되어, 상기 챔버 하우징의 원뿔부 구조에 의한 상기 유입 공기의 회전기류에 간섭하면서 상기 전처리부를 향하는 유입 공기의 유속이 감쇄되도록 하는 유속감쇄부; 및 상기 챔버 하우징에 연결되어 상기 챔버 하우징 내에서 순회한 공기를 다시 외부로 배출시키는 배출관을 포함할 수 있다.
또한, 상기 유입관에 구비되어 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 필터링하는 필터부를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 배출관은, 상기 챔버 하우징의 중심에 위치하면서 상기 챔버 하우징의 연장방향을 따라 연장되어, 일측은 상기 챔버 하우징 내에 수용되고, 타측은 상기 챔버 하우징의 원통부 상단을 관통하면서 외부로 노출될 수 있다.
또한, 상기 배출관은, 상기 챔버 하우징의 하단 일측에 상기 챔버 하우징의 연장방향과 수직 설치될 수 있다.
또한, 상기 전처리부는, 하부를 이루며 액체배지가 수용되기 위한 수용공간을 제공하는 수용부; 및 상기 챔버 하우징 내에 수용된 상기 배출관의 일측과 연결되거나, 상기 배출관의 일측과 근접하도록 상기 원뿔부와 연결되어 상기 수용부를 지지하는 지지관을 포함할 수 있고, 상기 유속감쇄부는, 상기 수용부와 근접한 상기 지지관의 일측에 형성되어, 균일한 크기의 기공을 복수개 갖는 흡입패널일 수 있다.
또한, 상기 지지관은, 상기 챔버 하우징과 동일한 구조를 가지면서 상기 유속감쇄부를 통과하는 공기의 유속을 일정량 상승시킬 수 있다.
또한, 상기 전처리부는, 상기 챔버 하우징의 원뿔부 하단을 이루며, 상기 액체배지가 수용되기 위한 수용공간이 형성될 수 있고, 상기 유속감쇄부는, 상기 원뿔부의 내면 일측으로부터 상부방향을 향하는 만곡 형상을 갖도록 돌출 형성된 만곡 돌기일 수 있다.
또한, 상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 연결되어 상기 챔버 하우징의 중심에 상기 전처리부와 근접하게 구비되고, 상부가 개방된 원통형으로 이루어지되, 둘레면에는 복수의 기공이 형성되면서 하부면은 메쉬망 형태의 나노필터로 이루어져, 상기 필터부에 의해 필터링된 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 부가적으로 필터링하는 보조 필터부를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치는, 사이클론 구조로 형성되는 챔버 하우징을 이용하여 외부로부터 유입된 공기를 기반으로 회전기류를 발생시키고, 회전기류 발생에 따라 원심분리가 이루어지면서 공기 중 바이러스 입자의 보다 신속한 농축을 유도하며, 농축된 공기의 전처리부 통과 전, 유속감쇄부에 의해 회전기류에 대한 간섭이 먼저 일어나도록 하여 농축된 공기의 유속을 감쇄시키는 구성을 통해 바이러스 입자를 전처리부에 보다 안정적으로 포집 및 농축시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 챔버 하우징과 동일 구조를 갖는 지지관을 이용하여 유속감쇄부를 통과한 공기의 유속을 일정량 상승시키면서 하부를 향하는 별도의 회전기류를 발생시켜 바이러스 입자를 수용부에 보다 신속하고 안정적으로 포집 및 농축시킬 수 있게 된다.
더불어, 본 발명에 의하면, 필터부를 통해 1차적으로 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 우선 필터링하고, 기공이 각각 형성된 일 실시예에서의 유속감쇄부 및 다른 실시예에서의 보조 필터부를 통해 2차적으로 이물질을 부가 필터링함으로써, 바이러스 입자에 대한 농축 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있는 장점이 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 챔버 하우징의 원뿔부 내면 일측으로부터 상부방향을 향하는 만곡 형상으로 돌출된 유속감쇄부를 통해 농축된 공기의 유속을 감쇄시키는 동시에 보조 필터부에 가해지는 충격을 완화시킴으로써, 바이러스 입자에 대한 보다 안정적인 포집 및 농축이 이루어질 수 있고, 이물질에 대한 보다 안정적인 필터링이 이루어질 수 있다.
다만, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 2는 상기 도 1에 따른 구성을 개략적으로 나타내면서 기류의 작용을 나타낸 도면.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 4는 상기 도 3에 따른 구성을 개략적으로 나타내면서 기류의 작용을 나타낸 도면.
이하에서는, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명에 관한 설명은 구조적 내지 기능적 설명을 위한 실시예에 불과하므로, 본 발명의 권리범위는 본문에 설명된 실시예에 의하여 제한되는 것으로 해석되어서는 아니 된다. 즉, 실시예는 다양한 변경이 가능하고 여러 가지 형태를 가질 수 있으므로 본 발명의 권리범위는 기술적 사상을 실현할 수 있는 균등물들을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 또한, 본 발명에서 제시된 목적 또는 효과는 특정 실시예가 이를 전부 포함하여야 한다거나 그러한 효과만을 포함하여야 한다는 의미는 아니므로, 본 발명의 권리범위는 이에 의하여 제한되는 것으로 이해되어서는 아니 될 것이다.
본 발명에서 서술되는 용어의 의미는 다음과 같이 이해되어야 할 것이다.
"제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위한 것으로, 이들 용어들에 의해 권리범위가 한정되어서는 아니 된다. 예를 들어, 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결될 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다고 언급된 때에는 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 한편, 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한 복수의 표현을 포함하는 것으로 이해되어야 하고, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
여기서 사용되는 모든 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미를 지니는 것으로 해석될 수 없다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 2는 상기 도 1에 따른 구성을 개략적으로 나타내면서 기류의 작용을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치의 구성을 나타낸 사시도이고, 도 4는 상기 도 3에 따른 구성을 개략적으로 나타내면서 기류의 작용을 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치(100, 100')는 사이클론 구조에 의한 원심력을 이용하여 병원성 바이러스를 포집 및 농축시키는 전처리 장치에 있어서, 챔버 하우징(110), 유입관(120), 전처리부(130, 130'), 유속감쇄부(140, 140'), 배출관(150, 150') 및 필터부(160)를 포함하여 구성할 수 있다.
상기 챔버 하우징(110)은 사이클론 구조를 갖는 챔버 형태의 하우징으로, 자체 구조를 통해 내부에서, 내부로 유입되는 공기에 대해 하부로 향하는 나선형의 회전기류를 발생시켜 공기 중의 입자비중에 따라 원심분리가 이루어지도록 하는 기능을 수행하며, 바람직하게는, 원통부(111) 및 원뿔부(112)를 포함하여 구성될 수 있다.
상기 원통부(111)는 원통형으로 이루어져 상단측에 구비될 수 있고, 후술될 유입관(120)이 연결된다.
상기 원뿔부(112)는 원통부(111)로부터 하부방향을 향하여 폭이 좁아지는 원뿔형태로 연장될 수 있다.
상기 유입관(120)은 외부의 공기가 상술한 챔버 하우징(110) 내로 유입하는 통로로서, 본 발명에 의하면, 상기 챔버 하우징(110)의 원통부(111)에 접선방향으로 연결되어 상기 외부 공기가 상기 챔버 하우징(110) 내로 유입되도록 하는 기능을 수행한다.
이러한 상기 유입관(120)에는 외부 공기(대기)를 상기 챔버 하우징(110) 측으로 흡입(송풍)시키기 위한 흡입(송풍)팬 및 구동모터 등을 포함한 흡입(송풍)기기가 설치되는 것이 바람직하고, 이는 일반적으로 게재된 통상의 사이클론 구성을 따르는 것이므로, 이에 대한 도시를 생략하기로 하며, 상기 챔버 하우징(110) 내로 외부 공기를 흡입(송풍)시킬 수 있는 본 발명의 기술적 범위 내에서 당업자에 의해 다양한 공지의 흡입(송풍)기기가 적용될 수 있다.
여기서, 도 2 또는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 유입관(120)에는 상술한 흡입(송풍)기기에 의해 상기 외부 공기를 기반으로 상기 챔버 하우징(110) 측을 향하는 기류가 형성될 수 있으며, 상기 유입관(120)을 통해 상기 챔버 하우징(110) 내부로 유입된 기류는 원형의 상기 원통부(111) 내면둘레를 따라 이동하면서 상기 원통부(111)를 거쳐 원형의 하협구조를 갖는 상기 원뿔부(112)의 내면둘레와 마주하게 되고, 상기 원뿔부(112)의 내면둘레를 따라 이동하게 되면서 상기 원뿔부(112)의 원형 하협구조에 의해 하부를 향하는 나선형의 회전기류로 변환된다.
상기 전처리부(130, 130')는 챔버 하우징(110)의 상기 원뿔부(112) 내에 형성되어, 상기 유입관(120)을 통해 챔버 하우징(110) 내로 유입된 공기 중의 병원성 바이러스 입자를 포집하고, 상기 포집된 바이러스 입자를 미리 수용된 액체배지에 접촉시켜 농축되도록 하는 기능을 수행한다.
여기서, 상기 회전기류에 의해 상기 유입 공기 중의 입자비중에 따른 원심분리가 이루어지면서 상대적으로 큰 비중을 갖는 분진을 포함한 이물질 입자는 원심력에 의해 상기 원뿔부(112) 내면에 충돌하면서 낙하하여 저면에 포집되고, 상대적으로 작은 비중을 갖는 바이러스 입자는 상기 회전기류를 타고 함께 이동한다.
즉, 상기 회전기류에 의해 바이러스 입자의 선별이 이루어지게 되며, 이에 따라, 상기 회전기류를 갖는 공기는 시간이 지날수록 상기 바이러스 입자를 보다 많이 포함하게 되면서 상기 바이러스 입자에 대한 농축과정이 이루어진다.
상기 유속감쇄부(140, 140')는 챔버 하우징(110)의 상기 원뿔부(112) 내에 형성되어, 상기 원뿔부(112) 구조에 의한 상기 유입 공기의 회전기류에 간섭하면서 상기 전처리부(130, 130')를 향하는 유입 공기의 유속이 감쇄되도록 하는 기능을 수행한다.
상기 배출관(150, 150')은 상술한 전처리부(130, 130')에 의해 상기 챔버 하우징(110) 내에서 전처리된 청정공기가 외부로 배출되는 통로로서, 바람직하게는, 상기 챔버 하우징(110)에 연결되어 상기 챔버 하우징(110) 내에서 순회한 공기를 다시 외부로 배출시키는 기능을 수행한다.
상기 필터부(160)는 후술될 유속감쇄부(140)의 필터링 기능 및 보조 필터부(170)의 필터링 기능보다 우선적으로 필터링 기능을 수행하는 것으로, 상기 유입관(120)에 구비되어 상기 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 1차적으로 필터링한다.
이러한 상기 필터부(160)에는 본 발명의 기술적 범위 내에서 통상지식을 가진 당업자에 의해 다양한 공지의 필터기기가 취급될 수 있다.
한편, 앞서 기술한 배출관(150, 150')의 위치에 따라 본 발명에서는 각각 상이한 실시예가 제안될 수 있는데, 상기 각각의 실시예에 따라 상기 전처리부(130, 130') 및 유속감쇄부(140, 140')의 상세한 구성까지 각각 구분하여 설명하기로 한다.
우선, 상기 도 1 및 도 2를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 배출관(150)은 상기 챔버 하우징(110)의 중심에 위치하면서 상기 챔버 하우징(110)의 연장방향을 따라 연장되어, 일측은 상기 챔버 하우징(110) 내에 수용되고, 타측은 상기 챔버 하우징(110)의 원통부(111) 상단을 관통하면서 외부로 노출될 수 있다.
예컨대, 상기 회전기류는 하협구조를 갖는 상기 원뿔부(112)의 하부측에 도달하면서 반전되고, 상기 반전에 따라 상기 회전기류의 중심부로 상승 선회하는 반전 상승기류가 발생되면서, 상기 반전 상승기류를 타고 상기 챔버 하우징(110) 내의 공기가 상기 배출관(150)을 통해 외부로 배출된다.
이때, 상기 일 실시예에 따른 전처리부(130)는 수용부(131) 및 지지관(132)을 포함하여 구성될 수 있다.
상기 수용부(131)는 전처리부(130)의 하부를 이루며 액체배지가 수용되기 위한 수용공간을 제공하도록 구성된다.
상기 지지관(132)은 챔버 하우징(110) 내에 수용된 상기 배출관(150)의 일측과 연결되거나, 상기 배출관(150)의 일측과 근접하도록 상기 원뿔부(112)와 연결되어 상술한 수용부(131)의 상부에서 상기 수용부(131)를 지지하는 기능을 수행한다.
또한, 상기 일 실시예에 따른 유속감쇄부(140)는 상기 수용부(131)와 근접한 상기 지지관(132)의 일측에 형성되어, 균일한 크기의 기공을 복수개 갖는 흡입패널인 것이 바람직하다.
여기서, 상기 지지관(132)은 챔버 하우징(110)과 동일한 구조를 가지면서 상기 유속감쇄부(140)를 통과하는 공기의 유속을 Q = AV 공식에 근거하여 일정량 상승시키고, 하부에 위치한 상기 수용부(131)를 향하는 별도의 회전기류를 발생시켜 상기 바이러스 입자를 수용부(131)에 보다 신속하고 안정적으로 포집 및 농축시킬 수 있게 된다.
다음으로, 상기 도 3 및 도 4를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 배출관(150')은 상기 챔버 하우징(110)의 하단 일측에 상기 챔버 하우징(110)의 연장방향과 수직 설치될 수 있다.
이때, 상기 다른 실시예에 따른 전처리부(130')는 상기 챔버 하우징(110)의 원뿔부(112) 하단을 이루며, 상기 액체배지가 수용되기 위한 수용공간이 형성될 수 있다.
또한, 상기 다른 실시예에 따른 유속감쇄부(140')는 상기 원뿔부(112)의 내면 일측으로부터 상부방향을 향하는 만곡 형상을 갖도록 돌출 형성된 만곡 돌기인 것이 바람직하다.
나아가, 상기 다른 실시예에 따른 바이러스 전처리 장치(100')는 상술한 필터부(160)의 필터링 기능에 더해 부가(보조)적으로 필터링 기능을 수행하는 보조 필터부(170)를 더 포함하여 구성될 수 있다.
상기 보조 필터부(170)는 챔버 하우징(110)의 원뿔부(112) 내에 연결되어 상기 챔버 하우징(110)의 중심에 상기 전처리부(130')와 근접하게 구비될 수 있고, 상부가 개방된 원통형으로 이루어지되, 둘레면에는 복수의 기공이 형성되면서 하부면은 메쉬망 형태의 나노필터로 이루어져, 상기 필터부(160)에 의해 1차적으로 필터링된 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 2차적으로 필터링한다.
예컨대, 상기 2차 필터링에 의해 차단되는 이물질에는 세균 등의 오염물질이 더 포함될 수 있다.
여기서, 앞서 서술한 일 실시예에서는, 기공을 갖는 상기 유속감쇄부(140)가 상술한 보조 필터부(170)와 동일한 기능을 수행할 수 있으며, 상기 유속감쇄부(140)의 기공 및 보조 필터부(170)의 기공에 대한 그 개수, 크기, 배열 등은 해당관련분야의 통상지식을 가진 당업자에 의해 본 발명이 갖는 기술적 효과를 도출할 수 있는 범위 내에서 다양하게 변경 설계될 수 있다.
따라서, 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치(100, 100')는 사이클론 구조로 형성되는 상기 챔버 하우징(110)을 이용하여 외부로부터 유입된 공기를 기반으로 회전기류를 발생시키고, 상기 회전기류 발생에 따라 원심분리가 이루어지면서 공기 중 바이러스 입자의 보다 신속한 농축을 유도하며, 농축된 공기의 상기 전처리부(130, 130') 통과 전, 상기 유속감쇄부(140, 140')에 의해 회전기류에 대한 간섭이 먼저 일어나도록 하여 상기 농축된 공기의 유속을 감쇄시키는 구성을 통해 상기 바이러스 입자를 전처리부(130, 130')에 보다 안정적으로 포집 및 농축시킬 수 있게 된다.
또한, 본 발명의 일 실시예에 의하면, 상기 챔버 하우징(110)과 동일 구조를 갖는 상기 지지관(132)을 이용하여 상기 유속감쇄부(140)를 통과한 공기의 유속을 일정량 상승시키면서 하부를 향하는 별도의 회전기류를 발생시켜 상기 바이러스 입자를 수용부(131)에 보다 신속하고 안정적으로 포집 및 농축시킬 수 있는 장점이 있다.
더불어, 본 발명에 의하면, 상기 필터부(160)를 통해 1차적으로 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 우선 필터링하고, 상기 기공이 각각 형성된 일 실시예에서의 상기 유속감쇄부(140) 및 다른 실시예에서의 상기 보조 필터부(170)를 통해 2차적으로 이물질을 부가 필터링함으로써, 상기 바이러스 입자에 대한 농축 신뢰성을 보다 향상시킬 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 의하면, 상기 챔버 하우징(110)의 원뿔부(112) 내면 일측으로부터 상부방향을 향하는 만곡 형상으로 돌출된 상기 유속감쇄부(140')를 통해, 농축된 공기의 유속을 감쇄시키는 동시에, 상기 보조 필터부(170)에 가해지는 충격을 완화시킴으로써, 상기 바이러스 입자에 대한 보다 안정적인 포집 및 농축이 이루어질 수 있고, 상기 이물질에 대한 보다 안정적인 필터링이 이루어질 수 있는 효과가 있다.
상술한 바와 같이 개시된 본 발명의 바람직한 실시예들에 대한 상세한 설명은 당업자가 본 발명을 구현하고 실시할 수 있도록 제공되었다. 상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예들을 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 본 발명의 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 예를 들어, 당업자는 상술한 실시예들에 기재된 각 구성을 서로 조합하는 방식으로 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다.
본 발명은 본 발명의 정신 및 필수적 특징을 벗어나지 않는 범위에서 다른 특정한 형태로 구체화될 수 있다. 따라서, 상기의 상세한 설명은 모든 면에서 제한적으로 해석되어서는 아니 되고 예시적인 것으로 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 첨부된 청구항의 합리적 해석에 의해 결정되어야 하고, 본 발명의 등가적 범위 내에서의 모든 변경은 본 발명의 범위에 포함된다. 본 발명은 여기에 나타난 실시형태들에 제한되려는 것이 아니라, 여기서 개시된 원리들 및 신규한 특징들과 일치하는 최광의 범위를 부여하려는 것이다. 또한, 특허청구범위에서 명시적인 인용 관계가 있지 않은 청구항들을 결합하여 실시예를 구성하거나 출원 후의 보정에 의해 새로운 청구항으로 포함할 수 있다.
100, 100' : 바이러스 전처리 장치 110 : 챔버 하우징
111 : 원통부 112 : 원뿔부
120 : 유입관 130, 130' : 전처리부
131 : 수용부 132 : 지지관
140, 140' : 유속감쇄부 150, 150' : 배출관
160 : 필터부 170 : 보조 필터부

Claims (8)

  1. 사이클론 구조에 의한 원심력을 이용하여 병원성 바이러스를 포집 및 농축시키는 전처리 장치에 있어서,
    원통형으로 이루어져 상단측에 구비되는 원통부와, 상기 원통부로부터 하부방향을 향하여 폭이 좁아지는 원뿔형태로 연장되는 원뿔부를 포함하는 챔버 하우징;
    상기 챔버 하우징의 원통부에 접선방향으로 연결되어 외부의 공기가 상기 챔버 하우징 내로 유입되도록 하는 유입관;
    상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 형성되어, 상기 유입관을 통해 상기 챔버 하우징 내로 유입된 공기 중의 바이러스 입자를 포집하고, 상기 포집된 바이러스 입자를 미리 수용된 액체배지에 접촉시켜 농축되도록 하는 전처리부;
    상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 형성되어, 상기 챔버 하우징의 원뿔부 구조에 의한 상기 유입 공기의 회전기류에 간섭하면서 상기 전처리부를 향하는 유입 공기의 유속이 감쇄되도록 하는 유속감쇄부; 및
    상기 챔버 하우징에 연결되어 상기 챔버 하우징 내에서 순회한 공기를 다시 외부로 배출시키는 배출관을 포함하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 유입관에 구비되어 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 필터링하는 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 배출관은,
    상기 챔버 하우징의 중심에 위치하면서 상기 챔버 하우징의 연장방향을 따라 연장되어, 일측은 상기 챔버 하우징 내에 수용되고, 타측은 상기 챔버 하우징의 원통부 상단을 관통하면서 외부로 노출되는 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 배출관은,
    상기 챔버 하우징의 하단 일측에 상기 챔버 하우징의 연장방향과 수직 설치되는 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 전처리부는,
    하부를 이루며 액체배지가 수용되기 위한 수용공간을 제공하는 수용부; 및
    상기 챔버 하우징 내에 수용된 상기 배출관의 일측과 연결되거나, 상기 배출관의 일측과 근접하도록 상기 원뿔부와 연결되어 상기 수용부를 지지하는 지지관을 포함하는 것을 특징으로 하고,
    상기 유속감쇄부는,
    상기 수용부와 근접한 상기 지지관의 일측에 형성되어, 균일한 크기의 기공을 복수개 갖는 흡입패널인 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 지지관은,
    상기 챔버 하우징과 동일한 구조를 가지면서 상기 유속감쇄부를 통과하는 공기의 유속을 일정량 상승시키는 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  7. 제 4 항에 있어서,
    상기 전처리부는,
    상기 챔버 하우징의 원뿔부 하단을 이루며, 상기 액체배지가 수용되기 위한 수용공간이 형성된 것을 특징으로 하고,
    상기 유속감쇄부는,
    상기 원뿔부의 내면 일측으로부터 상부방향을 향하는 만곡 형상을 갖도록 돌출 형성된 만곡 돌기인 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 챔버 하우징의 원뿔부 내에 연결되어 상기 챔버 하우징의 중심에 상기 전처리부와 근접하게 구비되고, 상부가 개방된 원통형으로 이루어지되, 둘레면에는 복수의 기공이 형성되면서 하부면은 메쉬망 형태의 나노필터로 이루어져, 상기 필터부에 의해 필터링된 공기 중의 분진을 포함한 이물질을 부가적으로 필터링하는 보조 필터부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 농축 안정성을 향상시킨 사이클론 기반의 병원성 바이러스 전처리 장치,
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