KR20200065620A - 유해가스 정화시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유해가스 정화시스템에 관한 것으로, 이의 구성은 하우징(2); 전기가 공급될 때 일측면이 온도가 낮아져 냉각면이 되고, 타측면이 온도가 높아져 11e방열면이 되는 열전반도체소자(3); 열전반도체소자(3)가 구동할 때 냉각되는 냉각플레이트(4); 상기 열전반도체소자(3)에 의해 냉각플레이트(4)와 함께 냉각되어 상기 틈새 사이로 통과하는 공기의 온도를 낮추어 이 공기 중에 포함된 유해가스 일부를 흡착하여 포집하는 냉각봉(5); 냉각봉(5)의 틈새를 경유하여 여과부재(6a)를 통과하는 공기 중에 포함된 유해가스를 여과부재(6a)가 여과시키는 필터(6); 공랭식으로 냉각되어 상기 열전반도체소자(3)의 방열면을 냉각시키는 방열판(7); 공기가 방열판(7)을 통과하도록 압송하여 방열판(7)을 냉각시키는 제1송풍팬(8); 대기 중의 유해가스가 수납공간에 수용된 냉각봉(5)과 필터(6)로 공급될 수 있도록 측면에 복수 개의 입구(9a)가 관통되며, 상단부에 출구(9b)가 관통되는 커버(9); 외부 공기가 커버(9)의 구멍, 냉각봉(5)의 틈새, 필터(6)의 여과부재(6a) 및 유로(6b)유로(6b)유하여 커버(9)의 통로로 배출될 수 있도록 공기를 압송시키는 제2송풍팬(10); 및 외부 공기가 냉각봉(5)과 필터(6)를 지나 커버(9)의 출구(9b)로 배출되는 과정에서 공기 중에 포함된 수증기가 이슬점 이하로 냉각되지 않도록 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 제어수단(11);을 포함한다.

Description

유해가스 정화시스템{Harmful gas purification system}

본 발명은 고온 환경에서 가스를 이용하여 제조하는 반도체소자 또는 LCD/OLED 평판 디스플레이와 같은 제품이 제조 직후 운반이나 보관 과정에서 증발하는 유해가스를 포집 및 여과시켜 제거하는 유해가스 정화시스템에 관한 것으로, 특히 제조 직후 유해가스를 증발하는 제품에 노출된 공기가 냉각봉과 여과필터를 통과하도록 강제 압송시키고 이 과정에서 열전반도체소자에 의해 냉각된 냉각봉이 압송된 공기를 결로현상이 발생하지 않은 온도까지 냉각시켜, 공기 중에 포함된 유해가스 입자가 냉각으로 인하여 크게 뭉쳐져 1차로 냉각봉에서 포집되게 하고 냉각봉을 통과한 나머지 유해가스는 2차로 여과필터에서 여과시켜 제거함으로써 유해가스 제거 효율을 높일 수 있는 유해가스 정화시스템에 관한 것이다.

반도체를 비롯한 평면 디스플레이들은 제조 과정에서 특정의 목적을 위해 고온의 환경에서 가스를 사용하는 방식으로 제조된다. 이렇게 제조된 제품들은 고온에서 가스를 사용하여 제조되므로 제조 직후 즉시 수작업으로 운반작업을 수행할 수 없어 운반로봇에 의해 상온의 임시 안전한 장소로 이동되고, 이후 콘베이어장치를 이용하여 보관실로 이동되어 그 곳에서 일정시간 적재 보관된다.

고온환경에서 제조된 상기 제품들은 제조 직후 운반 및 보관 과정에서 냉각이 진행되면서 사용된 잔존 가스와 가스 부산물들이 계속 증발하게 된다. 이렇게 증발된 가스는 대기 중으로 방출되면 심각한 환경 오염을 일으키게 됨은 물론이고 근거리 작업자의 건강을 심각하게 해치는 문제가 있으므로 관련 법규에 따라 일정 조건에 맞게 정화시킨 다음 정화 과정을 거친 공기를 외부로 배출시키고 있다.

이와 같이 제조 직후 제품에서 방출하는 가스와 부산물을 정화시키는 종래 공기정화장치는 내부에 가스를 정화시킬 수 있는 필터가 장착되어 있어, 송풍기를 이용하여 가스에 오염된 공기를 필터로 압송시켜 이 필터에서 오염물질을 여과시키는 방법으로 공기를 정화시켰다.

그러나, 종래 공기정화장치는 냉각수단이 갖추어지지 않기 때문에 현재의 온도에서 필터를 통과하는 오염된 유해가스를 필터가 여과시키게 되는데, 이때 현재 온도는 제품에서 고온의 유해가스가 방출되어 외부 온도보다 높기 때문에 유해가스는 높은 온도로 인하여 입자상태가 활성화되어 미세하게 되므로 일부는 필터를 통과하여 대기 중으로 방출되어 환경을 오염시키는 문제가 있었다.

종래 공기정화장치의 특허 문헌은 공개특허 10-2018-0000878호(2018년 01월 04일 공개)의 공기정화장치가 공개되었다. 이 기술은 전면부에 유입홀이 형성되고, 측부에 측부배출홀이 형성되며, 상부에 상부배출홀이 형성되는 하우징모듈; 상기 하우징모듈의 내부 하부에 구비되어, 상기 유입홀을 통해 외부로부터 공기를 빨아들이고 상부로 유동시키며 상기 측부배출홀로 공기의 일부를 배출시키는 제1 팬; 상기 하우징모듈의 내부 상부에 구비되어, 상기 제1 팬이 유동시킨 공기를 상기 상부배출홀로 배출시키는 제2팬; 및 상기 유입홀을 통해 외부로부터 유입되는 공기를 정화시키는 필터모듈;을 포함하고 있다.

상기 종래 공기정화장치는 복수 개의 팬을 이용하여 보다 향상된 풍량의 공기를 3방향으로 토출하고, 팬의 회전에 의하여 와류가 발생하는 것을 방지하여 공기를 토출하는 효율을 높이는 장점은 있으나, 공기의 온도를 낮추는 냉각수단이 없기 때문에 낮은 온도에서 공기의 입자가 덩어리 형태로 뭉치지 않는다. 따라서 상온상태에서 활성화된 미세한 입자를 가진 오염 공기는 필터를 그대로 통과하게 되므로 종래 지적된 환경오염 문제를 해결하지 못하고 있다.

대한민국 공개특허 10-2018-0000878호

이에, 본 발명은 상술한 바와 같은 종래 공기정화장치의 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 열전반도체소자에 의해 냉각된 냉각봉이 압송된 공기를 결로현상이 발생하지 않은 온도까지 냉각시켜, 공기 중에 포함된 유해가스 입자가 냉각으로 인하여 크게 뭉쳐지도록 하여 1차로 냉각봉에서 포집되게 하고 냉각봉을 통과한 나머지 유해가스는 2차로 여과필터에서 여과시켜 제거함으로써 유해가스 제거 효율을 높일 수 있는 유해가스 정화시스템을 제공함에 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템은 공기가 출입할 수 있도록 형성되는 하우징;

상기 하우징 내부에 수납되며, 전기가 공급될 때 일측면이 온도가 낮아져 냉각면이 되고, 상기 냉각면의 열을 방열하기 위해 타측면이 온도가 높아져 방열면이 되는 열전반도체소자;

일측면이 상기 열전반도체소자의 냉각면과 밀접하게 접촉되어 열전반도체소자가 구동할 때 냉각되는 냉각플레이트;

봉형상으로 구성된 몸체 복수 개가 틈새를 가지고 상기 냉각플레이트의 타측면에 원형태로 배치되도록 삽입 고정되고, 상기 열전반도체소자에 의해 냉각플레이트와 함께 냉각되어 틈새 사이로 통과하는 공기의 온도를 낮추어 이 공기 중에 포함된 유해가스 일부를 흡착하여 포집하는 냉각봉;

여과부재 중앙에 유로가 관통되고, 원형태로 배치된 상기 냉각봉 내부에 수용되어 그의 하단부가 상기 냉각플레이트상에 놓여져 유로의 일단이 폐쇄되며, 냉각봉의 틈새를 경유하여 여과부재를 통과하는 공기 중에 포함된 유해가스를 여과부재가 여과시키는 필터;

상기 열전반도체소자의 방열면과 밀접하게 조립되고 공랭식으로 냉각되어 상기 열전반도체소자의 방열면을 냉각시키는 방열판;

상기 방열판의 일측에 배치되도록 하우징에 장착되고, 전원이 공급될 때 공기가 방열판을 통과하도록 압송하여 방열판을 냉각시켜, 이 방열판이 열전반도체소자의 방열면을 냉각시킬 수 있도록 하는 제1송풍팬;

컵형상으로 구성되어 그 내부에 형성된 수납공간에 상기 냉각봉과 필터를 수용한 상태로 씌우도록 조립되고, 대기 중의 유해가스가 수납공간에 수용된 냉각봉과 필터로 공급될 수 있도록 측면에 복수 개의 입구가 관통되며, 필터의 여과부재를 통과하여 유로를 흐르는 공기가 외부로 배출될 수 있도록 상단부에 출구가 관통되는 커버;

상기 커버의 통로에 설치되고, 외부 공기가 커버의 구멍, 냉각봉의 틈새, 필터의 여과부재 및 유로를 경유하여 커버의 통로로 배출될 수 있도록 공기를 압송시키는 제2송풍팬; 및

외부 공기가 커버의 입구로 삽입된 후 냉각봉과 필터를 지나 커버의 출구로 배출되는 과정에서 공기 중에 포함된 수증기가 이슬점 이하로 냉각되지 않도록 열전반도체소자의 구동을 제어하는 제어수단;을 포함한다.

본 발명의 냉각봉은 냉각플레이트의 중심을 동심으로 1열 이상 겹치게 배치되고, 이웃하는 냉각봉들은 서로 틈새 사이에 배치되어 틈새 사이를 통과하는 유해가스가 접촉되게 한다.

본 발명의 필터는 프리필터, 미듐필터, 헤파필터, 울파필터 중에서 선택되는 것을 사용한다.

본 발명에 따른 열전반도체소자의 구동을 제어하는 제어수단은 상기 커버의 수납공간 내부에 설치되고, 커버를 통과하는 공기의 상대습도를 감지하는 습도감지센서;

상기 커버의 수납공간 내부를 통과하는 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서; 및

상기 습도감지센서가 감지한 상대습도와 온도감지센서가 감지한 현재 온도를 비교부가 비교하여 그와 대응되는 이슬점 온도를 미리 입력된 저장부에서 도출하여, 현재온도가 도출된 이슬점 온도에 도달함과 동시에 열전반도체소자를 구동을 정지시켜 커버의 수납공간 내부에 결로가 발생하지 않도록 제어하는 제어부;를 포함한다.

이상과 같이 구성되는 본 발명은 유해가스에 오염된 공기를 열전반도체소자를 이용하여 냉각시킴으로써 오염된 유해가스 입자들이 덩어리 형태로 뭉쳐져 냉각봉에 흡착 포집되게 하고, 냉각봉을 통과한 나머지 유해가스 덩어리는 필터에서 거의 모두 걸러지게 함으로써 유해가스 제거 효율을 높일 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명은 오염된 공기를 이슬점에 미치지 않을 때까지 저온상태로 냉각시켜 유해가스 제거 효율을 높일 수 있을 뿐만 아니라 사용 중에 공기 중에 포함된 수증기가 응결되지 않도록 하여 결로현상을 방지할 수 있는 장점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 단면도
도 2는 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템 외부를 촬영한 사진
도 3은 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템 외부를 촬영한 다른 사진
도 4는 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 열전반도체소자 조립상태를 촬영한 사진
도 5는 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 열전반도체소자 조립상태를 촬영한 다른 사진
도 6은 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 냉각플레이트와 냉각봉을 촬영한 사진
도 7은 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 필터를 촬영한 사진
도 8은 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 측면을 촬영하여 제1송풍팬을 보인 사진
도 9는 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 커버 내부를 촬영한 사진
도 10은 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 커버 외부를 촬영한 사진
도 11은 본 발명에 따른 필터가 냉각봉 내부에 수용된 상태로 조립된 사진
도 12는 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 제어수단 계통도
도 13은 본 발명에 따른 제어수단의 순서도

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템의 구성을 상세히 설명한다.

상기 도면에서와 같이 본 발명에 따른 유해가스 정화시스템(1)의 구성은 크게 하우징(2), 열전반도체소자(3), 상기 열전반도체소자(3)에 의해 냉각되는 냉각플레이트(4), 상기 냉각플레이트(4)에 조립되는 냉각봉(5), 유해가스를 여과시키는 필터(6), 상기 열전반도체소자(3)를 냉각시키는 방열판(7), 상기 방열판(7)을 냉각시키는 제1송풍팬(8), 냉각봉(5)과 필터(6)를 내부에 수용하는 커버(9), 외부 공기가 냉각봉(5)과 필터(6)를 통과할 수 있도록 외부공기를 압송시키는 제2송풍팬(10), 이슬점 이상으로 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 제어수단(11)을 포함한다.

상기 하우징(2)은 상부에 냉각플레이트(4)를 탑재 고정하고, 내부에 열전반도체소자(3)와 방열판(7) 그리고 제1송풍팬(8)을 수용하여 조립할 수 있는 골격을 제공하는 것이다. 이 하우징(2)은 얇은 두께를 가진 금속재 또는 합성수지재로 구성될 수 있다. 상기 하우징(2)은 제1송풍팬(8)이 구동하여 공기를 방열판(7)으로 압송시킬 때 공기가 하우징(2) 내부로 유입된 후 배출될 수 있는 구조를 갖는다.

상기 열전반도체소자(3)는 상기 하우징(2) 내부에 수납되게 조립되어, 실질적으로 냉각봉(5)을 냉각시키는 기능을 하는 냉각장치이다. 더 구체적으로 얇은 두께를 가진 열전반도체소자(3)는 전기가 공급될 때 일측면이 온도가 낮아져 냉각면이 되고, 상기 냉각면의 열을 방열하기 위해 타측면이 온도가 높아져 방열면이 되는데, 이는 펠티어 효과에 의한 흡열 또는 발열을 이용한 것이다. 상기 열전반도체소자(3)는 공지 기술이다.

상기 냉각플레이트(4)는 일측면이 상기 열전반도체소자(3)의 냉각면과 밀접하게 접촉되어 이 열전반도체소자(3)가 구동할 때 냉각된다. 도면에서는 저면이 열전반도체소자(3)와 밀접하게 접촉되는 것을 보이고 있다. 상기 냉각플레이트(4) 상면에는 냉각봉(5)을 삽입하여 고정할 수 있도록 복수 개의 조립공(4a)이 형성된다. 상기 조립공(4a)들은 냉각플레이트(4) 중앙에 필터(6)를 수용할 수 있도록 필터(6)의 외형과 대응되게 배치된다. 즉, 필터(6)가 원기둥형상으로 구성되므로 도면에서는 조립공(4a)도 원형태로 배치되는 것을 보이고 있다. 여기서, 냉각봉(5)이 조립되는 조립공(4a)은 냉각봉(5)이 억지 끼워맞춤식으로 조립되는 단순한 조립공이 될 수 있고, 또한 냉각봉(5)에 나사산이 형성되면 이 나사산을 체결할 수 있도록 탭이 형성된 조립공이 될 수 있다.

상기 냉각플레이트(4)는 저면이 열전반도체소자(3)와 밀착되고, 상면은 필터(6) 저면과 밀착되므로 양측면이 매끈한 평판형상으로 구성되는 것이 좋다. 또한 냉각플레이트(4)는 유해가스로부터 부식을 억제하거나 또는 방지할 수 있도록 펴면에 부식방지부재가 코팅되면 좋다.

상기 냉각플레이트(4)는 열전반도체소자(3)에 의해 냉각되고, 그 냉각열을 냉각봉(5) 및 커버(9)에 전달해야 하므로 열전도율이 좋은 금속재로 구성되는 것이 좋다. 일례로, 냉각플레이트(4)의 재질은 열전도율이 좋은 은, 구리, 알루미늄 등을 사용할 수 있다. 은은 가격이 비싸므로 알루미늄 표면에 얇게 도포하거나 코팅하여 그 사용량을 줄이면서도 열전도율을 높이는 용도로 사용할 수 있다. 구리는 은에 비해 가격이 싸지만 열전도율이 은에 거의 버금가므로 사용을 권장할 수 있다. 알루미늄은 가격이 매우 싸면서도 구입이 쉬우므로 제조 원가를 절감할 수 있어 더욱 적극 권장할만 하다.

상기 냉각봉(5)은 열전반도체소자(3)에 의해 냉각되어 유해가스에 오염된 공기가 통과할 때 이 공기를 냉각 응축시켜 그 중에 포함된 유해가스 입자를 뭉쳐 크게 만들어 여과효율을 높일 수 있도록 하는 것이다. 이 냉각봉(5)은 봉형상으로 구성된 몸체 복수 개가 틈새를 가지고 상기 냉각플레이트(4)의 타측면, 즉 도면의 상면에 형성된 조립공(4a)에 삽입되어 원형태로 배치되고, 상기 열전반도체소자(3)에 의해 냉각플레이트(4)와 함께 냉각되어 상기 틈새 사이로 통과하는 공기의 온도를 낮추어 이 공기 중에 포함된 유해가스 일부를 흡착하여 포집한다. 유해가스는 냉각봉(5)들 사이 틈새를 통과할 때 이 냉각봉(5)에 의해 냉각되어 그들의 입자가 뭉쳐져 큰 입자를 형성하게 되므로 냉각봉(5)에 잘 흡착 포집되는 것은 물론이고, 이후 통과하는 필터(6)에도 잘 걸러지게 된다.

상기 냉각봉(5)은 일단부가 상기 냉각플레이트(4)에 형성된 조립공(4a)에 삽입 고정된다. 이미 설명한 바와 같이 냉각플레이트(4)에 형성된 조립공(4a)에 따라 조립방식이 달라진다. 냉각플레이트(4)의 조립공(4a)이 단순한 조립공이면 냉각봉(5)을 억지끼워맞춤식으로 삽입하여 조립하고, 탭이 형성된 나사공이면 냉각봉(5) 단부에 나사를 형성하여 이들을 체결방식으로 조립하게 된다.

상기와 같이 냉각봉(5)을 냉각플레이트(4)의 조립공(4a)에 조립할 때 열전도성 열경화접착제를 조립부분에 도포한 상태로 조립한 후, 고온상태에서 상기 도포된 열전도성 열경화접착제를 경화시킨다. 그러면 열전도성 열경화접착제가 강한 접착력으로 냉각봉(5)을 견고하게 고정할 뿐만 아니라 열전도성 열경화접착제의 우수한 열전도율로 인하여 냉각플레이트(4)의 열이 냉각봉(5)에 그대로 전달되어 열손실을 줄일 수 있다. 상기 열전도성 열경화접착제는 이미 산업분야에서 널리 사용되고 있는 공지 요소이다.

상기 냉각봉(5)은 냉각플레이트(4)의 중심을 동심으로 1열 이상 겹치게 배치되고, 이웃하는 냉각봉(5)들은 서로 틈새 사이에 배치되어 틈새 사이를 통과하는 유해가스가 접촉되게 하는 것이 좋다. 상기 냉각봉(5)은 사용량이 많을수록 면적이 그만큼 넓어지므로, 사용량에 비례하여 유해가스를 포집할 수 있다. 또한 냉각봉(5)을 너무 많이 사용하면 통과하는 공기 흐름을 방해하므로 그 수량을 적절하게 조절해야 한다.

그리고 냉각봉(5)은 유해가스를 포함하고 있는 공기에 장시간 노출되므로 빠른 부식을 방지하기 위해 그 표면에 부식방지부재를 도포하거나 코팅한다. 여기서, 본 발명에 적용되는 부식방재부재는 공지의 것을 사용한다.

또한, 냉각봉(5)의 노출된 끝단부는 라운딩 처리된다. 이렇게 냉각봉(5)의 끝단부가 라운딩 처리되면, 필터(6)로 유입되는 유해가스가 냉각봉(5)의 끝단부와 부딪칠 때 매끄럽게 이동하는 장점이 있고, 또한 부식방지부재를 냉각봉(5)에 코팅할 때 끝단부를 균일한 두께로 코팅할 수 있다.

상기 냉각봉(5)은 열전반도체소자(3)에 의해 냉각되어야 하므로 열전달율이 좋은 금속재로 구성되는 것이 좋으며, 그 재질은 은, 구리, 알루미늄 등을 사용할 수 있다.

상기 필터(6)는 상기 냉각봉(5) 내부에 수용된 상태에서 통과하는 공기 중에 포함된 유해가스를 여과시켜 깨끗한 공기를 외부로 배출할 수 있도록 하는 것이다. 이러한 필터(6)는 여과부재(6a) 중앙에 유로(6b)가 관통되게 중공형상으로 구성되고, 냉각봉(5) 내부에 수용되어 그의 하단부가 상기 냉각플레이트(4)상에 놓여져 유로(6b)의 일단이 폐쇄된다. 따라서 상기 필터(6)는 냉각봉(5)의 틈새를 경유하여 여과부재(6a)를 통과하는 공기 중에 포함된 유해가스를 여과부재(6a)가 여과시킨다.

더 구체적으로, 상기 필터(6)는 유로(6b)의 일단이 냉각플레이트(4)와 밀착되게 조립되므로 차단되어 폐쇄되고, 유로(6b)의 타단부는 커버(9)의 출구(9b)와 연통된다. 그러므로 상기 필터(6)는 측면 여과부재(6a)는 개방되고, 이 여과부재(6a)를 통과하는 공기를 유로(6b)를 경유하여 커버(9)의 출구(9b)로 배출된다.

상기 필터(6)는 본 발명의 목적에 따라 다양한 종류의 필터(6)를 사용할 수 있다. 예를 들면, 프리필터, 미듐필터, 헤파필터, 울파필터 중에서 선택할 수 있다.

프리필터는 부직포로 구성되며, 물세척이 가능하며, 오랜시간 사용해도 성능 저하가 없어 반영구적으로 쓸 수 있는 특징이 있다. 미듐필터는 미세한 먼지나 분진까지 걸러내 실내 청정을 유지하는 필터로서, 보통 전자부품회사,병원,식품제조공장등에서 널리 사용되고 있다. 헤파필터는 공기 중의 미세한 입자를 제거하는 고성능 필터의 일종이다. 미국 원자력위원회의 정화 기준으로는 0.3μm(미크론) 크기 이상의 입자를 99.97% 제거할 수 있으면 헤파필터로 인정한다. 1940년대 미국에서 공기 중의 방사성 미립자를 제거·정화하기 위해 헤파필터를 처음 개발했으며, 이후 반도체·의료·전자공학·실험실·원자력 등 다양한 분야에서 응용하고 있다. 헤파필터는 그물과 유사한 구조로 되어 있어 공기를 통과시키고 미립자들의 통과를 막는다. 헤파필터는 미세 먼지를 포함해 꽃가루나 담배 연기 등도 거르며, 필터에 잡힌 곰팡이나 박테리아, 바이러스 등의 미생물 역시 수분 부족으로 소멸·제거할 수 있다. 한편, 울파필터는 유리섬유를 대체할 수있는 물질로, 유리섬유 폐기시 발생하는 환경오염 문제도 해결할 수 있는 차세대 필터다. 반도체·LCD 클린룸의 공기정화용 에어필터, 자동차용 공기필터로 사용될수 있고 초경량 방탄복의 소재나 의료용 창상 붕대로도 응용 된다. 울파필터는 100nm 크기의 초미세 입자를 99.999% 이상 여과할 수 있는 고효율 필터이다.

상기 방열판(7)은 열전반도체소자(3)의 방열면과 밀접하게 조립되고 공랭식으로 냉각되어 상기 열전반도체소자(3)의 방열면을 냉각시킨다. 이 방열판(7)은 공기를 압송하면 이 공기가 절곡된 몸체와 접촉된 상태로 통과하게 되므로 몸체가 냉각되는 구조를 갖는다. 이러한 방열판(7)은 공지의 것을 사용한다.

상기 제1송풍팬(8)은 상기 방열판(7)의 일측에 배치되도록 하우징(2)에 장착되고, 전원이 공급될 때 공기가 방열판(7)을 지나면서 냉각시킬 수 있도록 공기를 방열판(7)으로 압송시킨다. 상기 제1송풍팬(8)의 경우도 종래에 사용된 공지의 것이다.

상기 커버(9)는 내부에 수용된 냉각봉(5)과 필터(6)를 보호하면서도 공기가 상기 냉각봉(5)과 필터(6)를 통과할 수 있도록 안내하게 된다. 이러한 커버(9)는 컵형상으로 구성되어 그 내부에 형성된 수납공간에 상기 냉각봉(5)과 필터(6)를 수용한 상태로 씌우도록 조립되고, 대기 중의 유해가스가 수납공간에 수용된 냉각봉(5)과 필터(6)로 공급될 수 있도록 측면에 복수 개의 입구(9a)가 관통되며, 필터(6)의 여과부재(6a)를 통과하여 유로(6b)를 흐르는 공기가 외부로 배출될 수 있도록 상단부에 출구(9b)가 관통된다.

상기 커버(9)는 수용공간의 선단부에 상기 냉각플레이트(4)에 밀착 고정될 수 있도록 플랜지(9c)가 돌출된다. 내부 수용공간에 냉각봉(5)을 수용한 상태가 되도록 냉각봉(5)을 씌운 다음 그의 플랜지(9c)와 냉각플레이트(4) 상면을 밀착시킨 상태에서 이들을 클램프(미도시)로 체결하면 플랜지(9c)와 냉각플레이트(4)가 밀착된 상태로 체결 고정된다. 그러면 냉각플레이트(4)의 냉각열이 커버(9)에 전달되어 커버(9)도 냉각플레이트(4)와 함께 냉각된다.

상기 제2송풍팬(10)은 커버(9)의 통로에 설치되고, 외부 공기가 커버(9)의 구멍, 냉각봉(5)의 틈새, 필터(6)의 여과부재(6a) 및 유로(6b)를 경유하여 커버(9)의 출구(9b)로 배출될 수 있도록 공기를 압송시키는 기능을 한다. 상기 제2송풍팬(10)의 경우도 공지의 것을 사용한다.

그리고, 상기 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 제어수단(11)은 외부 공기가 커버(9)의 입구(9a)로 삽입된 후 냉각봉(5)과 필터(6)를 지나 커버(9)의 출구(9b)로 배출되는 과정에서 공기 중에 포함된 수증기가 이슬점 이하로 냉각되지 않도록 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 기능을 한다.

상기 제어수단(11)은 커버(9)의 수납공간 내부에 설치되고, 커버(9)를 통과하는 공기의 상대습도를 감지하는 습도감지센서(11a);

상기 커버(9)의 수납공간 내부를 통과하는 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서(11b); 및

상기 습도감지센서(11a)가 감지한 상대습도와 온도감지센서(11b)가 감지한 현재 온도를 비교부(11c)가 비교하여 그와 대응되는 이슬점 온도를 미리 입력된 저장부(11d)에서 도출하여, 현재 온도가 도출된 이슬점 온도에 도달함과 동시에 열전반도체소자(3)를 구동을 정지시켜 커버(9)의 수납공간 내부에 결로가 발생하지 않도록 제어하는 제어부(11e);를 포함한다.

유해가스를 포함하는 공기는 커버(9)의 내부를 통과할 때 열전반도체소자(3)에 의해 냉각된 냉각플레이트(4), 냉각봉(5) 및 커버(9)에 의해 냉각되는데, 이 과정에서 과냉각되면 공기에 포함된 수증기가 응결되어 결로현상이 발생한다. 결로현상이 발생하면 곰팡이균이 살기 좋은 환경이 되므로 작업자는 비위생적인 환경을 노출되므로 결로현상을 방지해야 한다.

커버(9)를 통과하는 공기를 이슬점 이상으로 유지하기 위해서는 상대습도와 현재 온도를 감지하는 것이 필수적이다. 즉, 감지한 상대습도와 현재 온도를 대비하여 저장부(11d)에 미리 입력된 그와 대응되는 이슬점 온도를 미리 도출하여, 현재 온도가 도출된 이슬점 온도에 도달함과 동시에 제어부(11e)는 열전반도체소자(3)의 구동을 정지시켜 커버(9)를 통과하는 공기가 더 이상 낮아지지 않도록 한다.

참고로, 아래 표 1은 상대습도와 대기온도에 따라 이슬점 온도를 표시하는 도표이다. 상기 표 1의 테이터는 도 12의 저장부(11d)에 미리 입력된다.

예컨대, 습도감지센서(11a)가 80%의 상대온도를 감지하고, 온도감지센서(11b)가 현재 온도를 5℃ 감지하였다고 가정하면, 이때의 이슬점온도는 1.9℃가 된다. 제어부(11e)는 습도감지센서(11a)가 감지한 습도 정보와 현재 온도를 감지한 온도정도를 비교부(11c)에 보내면, 비교부(11c)를 이들 습도와 온도를 비교하여 그 때의 이슬점온도가 1.9℃라는 것을 도출하여 제어부(11e)에 보내면, 제어부(11e)는 온도감지센서(11b)의 도움을 받아 커버(9) 내부를 통과하는 공기의 온도가 1.9℃에 도달할 때까지 열전반도체소자(3)를 계속 구동시키고, 1.9℃에 도달하면 즉시 열전반도체소자(3)의 구동을 정지시켜 커버(9) 내부를 통과하는 공기가 이슬점 이하로 낮아지지 않도록 하여 결로현상을 방지하게 된다.

동일한 방법으로, 습도감지센서(11a)가 60%의 상대온도를 감지하고, 온도감지센서(11b)가 현재 온도를 0℃ 감지하였다고 가정하면, 이때의 이슬점온도는 -6.5℃가 된다. 제어부(11e)는 습도감지센서(11a)가 감지한 습도 정보와 현재 온도를 감지한 온도정도를 비교부(11c)에 보내면, 비교부(11c)를 이들 습도와 온도를 비교하여 그 때의 이슬점온도가 -6.5℃라는 것을 도출하여 제어부(11e)에 보내면, 제어부(11e)는 커버(9) 내부를 통과하는 공기의 온도가 -6.5℃에 도달할 때까지 열전반도체소자(3)를 계속 구동시키고, -6.5℃에 도달하면 즉시 열전반도체소자(3)의 구동을 정지시켜 커버(9) 내부를 통과하는 공기가 이슬점을 이하로 낮아지지 않도록 하여 결로현상을 방지하게 된다.

도 13은 상기와 같이 결로현상을 방지하기 위해 열전반도체소자(3)를 제어하는 일련의 제어공정을 도시한 순서도이다.

본 발명은 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 제어수단(11)을 이용하여 정화 중인 공기가 이슬점 이하로 낮아지지 않도록 조절할 수 있으므로, 공기 정화 중 결로현상을 방지할 수 있어 위생적으로 관리할 수 있는 장점을 가진다.

이상과 같이 구성되는 본 발명의 유해가스 정화시스템은 열전반도체소자(3)에 의해 냉각된 냉각봉(5)이 유해가스를 포함한 공기를 냉각시켜 유해가스 입자를 크게 뭉치게 함으로써 일부가 냉각봉(5)에 흡착 포집되게 하고, 냉각봉(5)을 통과한 입자가 큰 유해가스 덩어리는 필터(6)에 의해 용이하게 여과되므로 유해가스 제거 효율을 높일 수 있는 점, 냉각된 공기는 이슬점 이하로 낮아지지 않아 결로가 발생하지 않은 점을 갖추고 있으므로 종래 공기정화장치보다 진보성을 갖는 유익한 발명이라 하겠다.

1 : 유해가스 정화시스템 2 : 하우징
3 : 열전반도체소자 4 : 냉각플레이트
5 : 냉각봉 6 : 필터
7 : 방열판 8 : 제1송풍팬
9 : 커버 10 : 제2송풍팬
11 : 제어수단

Claims (4)

1. 공기가 출입할 수 있도록 형성되는 하우징(2);
   상기 하우징(2) 내부에 수납되며, 전기가 공급될 때 일측면이 온도가 낮아져 냉각면이 되고, 상기 냉각면의 열을 방열하기 위해 타측면이 온도가 높아져 방열면이 되는 열전반도체소자(3);
   일측면이 상기 열전반도체소자(3)의 냉각면과 밀접하게 접촉되어 열전반도체소자(3)가 구동할 때 냉각되는 냉각플레이트(4);
   봉형상으로 구성된 몸체 복수 개가 틈새를 가지고 상기 냉각플레이트(4)의 타측면에 원형태로 배치되도록 삽입 고정되고, 상기 열전반도체소자(3)에 의해 냉각플레이트(4)와 함께 냉각되어 상기 틈새 사이로 통과하는 공기의 온도를 낮추어 이 공기 중에 포함된 유해가스 일부를 흡착하여 포집하는 냉각봉(5);
   여과부재(6a) 중앙에 유로(6b)가 관통되고, 원형태로 배치된 상기 냉각봉(5) 내부에 수용되어 그의 하단부가 상기 냉각플레이트(4)상에 놓여져 유로(6b)의 일단이 폐쇄되며, 냉각봉(5)의 틈새를 경유하여 여과부재(6a)를 통과하는 공기 중에 포함된 유해가스를 여과부재(6a)가 여과시키는 필터(6);
   상기 열전반도체소자(3)의 방열면과 밀접하게 조립되고 공랭식으로 냉각되어 상기 열전반도체소자(3)의 방열면을 냉각시키는 방열판(7);
   상기 방열판(7)의 일측에 배치되도록 하우징(2)에 장착되고, 전원이 공급될 때 공기가 방열판(7)을 통과하도록 압송하여 방열판(7)을 냉각시켜, 이 방열판(7)이 열전반도체소자(3)의 방열면을 냉각시킬 수 있도록 하는 제1송풍팬(8);
   컵형상으로 구성되어 그 내부에 형성된 수납공간에 상기 냉각봉(5)과 필터(6)를 수용한 상태로 씌우도록 조립되고, 대기 중의 유해가스가 수납공간에 수용된 냉각봉(5)과 필터(6)로 공급될 수 있도록 측면에 복수 개의 입구(9a)가 관통되며, 필터(6)의 여과부재(6a)를 통과하여 유로(6b)를 흐르는 공기가 외부로 배출될 수 있도록 상단부에 출구(9b)가 관통되는 커버(9);
   상기 커버(9)의 통로에 설치되고, 외부 공기가 커버(9)의 구멍, 냉각봉(5)의 틈새, 필터(6)의 여과부재(6a) 및 유로(6b)유로(6b)유하여 커버(9)의 통로로 배출될 수 있도록 공기를 압송시키는 제2송풍팬(10); 및
   외부 공기가 커버(9)의 입구(9a)로 삽입된 후 냉각봉(5)과 필터(6)를 지나 커버(9)의 출구(9b)로 배출되는 과정에서 공기 중에 포함된 수증기가 이슬점 이하로 냉각되지 않도록 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 제어수단(11);을 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 정화시스템.
   
2. 청구항 1에 있어서, 상기 냉각봉(5)은 냉각플레이트(4)의 중심을 동심으로 1열 이상 겹치게 배치되고, 이웃하는 냉각봉(5)들은 서로 틈새 사이에 배치되어 틈새 사이를 통과하는 유해가스가 접촉되게 하는 것을 특징으로 하는 유해가스 정화시스템.
   
3. 청구항 1에 있어서, 상기 필터(6)는 프리필터, 미듐필터, 헤파필터, 울파필터 중에서 선택되는 것을 특징으로 하는 유해가스 정화시스템.
   
4. 청구항 1에 있어서, 상기 열전반도체소자(3)의 구동을 제어하는 제어수단(11)은 상기 커버(9)의 수납공간 내부에 설치되고, 커버(9)를 통과하는 공기의 상대습도를 감지하는 습도감지센서(11a);
   상기 커버(9)의 수납공간 내부를 통과하는 공기의 온도를 감지하는 온도감지센서(11b); 및
   상기 습도감지센서(11a)가 감지한 상대습도와 온도감지센서(11b)가 감지한 현재 온도를 비교부(11c)가 비교하여 그와 대응되는 이슬점 온도를 미리 입력된 저장부(11d)에서 도출하여, 현재온도가 도출된 이슬점 온도에 도달함과 동시에 열전반도체소자(3)를 구동을 정지시켜 커버(9)의 수납공간 내부에 결로가 발생하지 않도록 제어하는 제어부(11e);를 포함하는 것을 특징으로 하는 유해가스 정화시스템.
   

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