KR102634006B1 - 금속 산화물 담지 촉매를 이용한 탈취 장치 및 그 제어 방법 - Google Patents

Abstract

열처리를 통해 반복 사용이 가능한 촉매를 사용하는 흡착 및 탈취 장치 와 그 제어 방법이 제공된다. 상기 탈취 장치는 흡기구와 배기구를 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 삽입 배치되고, 바닥부 및 측벽부를 포함하여 촉매가 수용되도록 구성되며, 바닥부에 통기공이 형성된 하나 이상의 트레이; 상기 챔버의 적어도 하나의 측벽 상에 임베딩된 가열 유닛; 상기 배기구와 연결된 배기 유로; 및 상기 배기 유로의 유량을 조절하도록 구성된 배기 밸브를 포함한다.

Description

금속 산화물 담지 촉매를 이용한 탈취 장치 및 그 제어 방법 {DEODORIZING APPARATUS USING METAL OXIDE LOADED CATALYST AND CONTROL METHOD THEREOF}

본 발명은 냄새흡착 및 탈취 장치와 그 제어 방법에 관한 것이다. 상세하게는 냄새흡착제로 열처리를 통해 반복 사용이 가능한 금속 산화물 담지 촉매를 사용하는 냄새흡착 및 탈취 장치와 그 제어 방법에 관한 것이다.

음식물 쓰레기 처리시설, 폐수처리시설, 분뇨처리시설 및 축산농가 등에서는 부패물질 또는 각종 휘발성 유기화합물 등의 오염물질이 지속적으로 발생하며, 이러한 오염물질은 불쾌감을 유발시킬 뿐만 아니라 인체에 유해하고 환경 오염을 유발할 수 있어 관리가 필요하다.

특히, 악취성분 중 암모니아, 메틸메르캅탄, 황화수소, 황화메틸, 이황화메틸, 트리메틸아민, 아세트알데히드, 스티렌 등은 법적 규제물질로 정하여 단속하고 있다.

이러한 악취 물질을 제거하기 위한 방법으로 여러 방법이 개발되고 있다. 예를 들어, 산화법의 경우 촉매에 의한 산화 제거 방식이 사용될 수 있다. 전력량 소비가 적고 촉매의 수명이 길지만, 일정 시간이 지나면 제거 효율이 떨어져 교체가 필요하다는 단점이 있다. 흡착법은 활성탄을 이용하여 악취를 제거하는 방법으로, 교환 주기가 짧으며 사용 완료 후 2차 오염 물질이 발생한다는 단점이 있다. 미생물 처리법은 미생물을 이용하여 흡착된 악취물질을 분해하는 방법으로, 2차 오염물질이 발생하지 않는다는 장점이 있으나 미생물의 생육조건을 맞추기 까다롭고 부지면적을 많이 차지한다는 단점이 있다.

앞서 설명한 것과 같이 일반적으로 산화법에 사용되는 촉매의 경우 일정 시간이 지나면 제거 효율이 떨어져 교체가 필요하다. 또, 흡착법과 미생물 처리법 또한 한계를 갖는다.

이에 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 열처리를 통하여 촉매활성이 재생되는 금속 산화물이 담지된 촉매를 활용한 유해성 가스의 흡착 및 탈취 장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 위의 흡착 및 탈취 장치의 제어 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 해결하기 위한 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치는 흡기구와 배기구를 갖는 챔버; 상기 챔버 내에 삽입 배치되고, 바닥부 및 측벽부를 포함하여 흡착제가 수용되도록 구성되며, 바닥부에 통기공이 형성된 하나 이상의 트레이; 상기 챔버의 적어도 하나의 측벽 상에 임베딩된 가열 유닛; 상기 배기구와 연결된 배기 유로; 및 상기 배기 유로의 유량을 조절하도록 구성된 배기 밸브를 포함한다.

상기 통기공은 상기 트레이 바닥부와 수평 방향으로 형성된 공기 구멍을 포함할 수 있다.

이 때 상기 공기 구멍의 크기는 입자 형상의 상기 탈취제의 직경보다 작을 수 있다.

몇몇 실시예에서, 상기 탈취 장치는 상기 흡기구의 상부에 배치되며, 상기 흡기구에서 챔버 내측으로 배출되는 공기의 흐름 방향을 변경하도록 구성된 바람막이 또는 프로펠러를 더 포함할 수 있다.

상기 다른 과제를 해결하기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 제어 방법은, 프로세서에 의해 수행되는 방법으로서, 펌프의 동작 상태 정보를 획득하고, 흡기 유로에 위치한 흡기부 농도 센서의 제1 측정 데이터와 배기 유로에 위치한 배기부 농도 센서의 제2 측정 데이터를 수집하고, 제1 측정 데이터와 제2 측정 데이터를 비교한 결과에 기초하여, 챔버를 가열하는 것을 포함한다.

기타 실시예의 구체적인 사항들은 상세한 설명에 포함되어 있다.

본 발명의 실시예들에 따르면, 열처리를 통해 촉매활성이 재생되는 금속 산화물 담지 촉매를 유해성 물질, 예컨대 유해성 가스의 흡착제로 사용할 수 있다.

또, 수집된 촉매 활성 정보를 바탕으로 열처리 과정을 자동으로 수행함으로써 사용자의 편리를 제공할 수 있다.

본 발명의 실시예들에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 시스템의 하드웨어 구성도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 시스템의 사시도이다.
도 3은 도 2의 탈취 시스템에서 트레이를 분리한 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 단면모식도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 사시도이다.
도 6은 트레이 통기공 형상에 따른 공기 흐름을 나타내는 개략도이다.
도 7은 일 실시예에 따른 송풍구를 나타낸 부분 확대도이다.
도 8은 다른 실시예에 따른 송풍구를 나타낸 부분 확대도이다.
도 9는 또 다른 실시예에 따른 송풍구의 부분 확대도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 작동 과정을 나타낸 흐름도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 제어 방법을 타나낸 순서도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 사용자 단말 인터페이스를 나타낸 모식도이다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있다. 단지 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.

또, 특허청구범위는 발명의 실체를 이루는 기술내용을 설명하는 사항이 아니라 발명의 상세한 설명에 의하여 개시된 기술구성을 토대로 어떠한 범위를 권리로 청구하는지를 나타내는 사항이다. 따라서 특허청구범위는 발명의 상세한 설명에 개시된 기술을 포함하는 추상적 상위개념으로 구성하는 것은 어느 정도 불가피한 것이며, 당업자가 명세서 전체를 통하여 특허청구범위에 속한 기술구성이나 그 결합 및 작용효과를 이해할 수 있다면 그 특허청구범위는 발명의 상세한 설명에 의하여 뒷받침되는 것으로 보아야 한다.

즉, 본 발명이 제시하는 실시 예들에는 다양한 변경이 가해질 수 있다. 아래 설명하는 실시 예들은 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이들에 대한 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

본 명세서에 기재되는 어떠한 용어를 특정한 의미로 사용하려고 하는 경우에는 그 의미를 정의하여 사용할 수 있으며 그에 따라 해석되어야 한다. 다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않는 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.

본 명세서에서, '및/또는'은 언급된 아이템들의 각각 및 하나 이상의 모든 조합을 포함한다. 또, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 본 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소 외에 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. '내지'를 사용하여 나타낸 수치 범위는 그 앞과 뒤에 기재된 값을 각각 하한과 상한으로서 포함하는 수치 범위를 나타낸다. '약' 또는 '대략'은 그 뒤에 기재된 값 또는 수치 범위의 20% 이내의 값 또는 수치 범위를 의미한다.

본 명세서에서, 구성요소를 지칭함에 있어 '제1 구성요소', '제2 구성요소', '제1-1 구성요소' 등과 같이 서술적 수식어는 어느 구성요소와 다른 구성요소를 단순히 구별하여 지칭하기 위해 사용되는 것일 뿐이다. 따라서 이하에서 지칭되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상의 범위 내에서 제2 구성요소로 바꾸어 지칭될 수도 있다. 예를 들어, 어느 실시 예에서 제1 구성요소로 지칭되는 것은 다른 실시예에서 제2 구성요소로 지칭될 수 있다. 또, 발명의 설명에서 제1 구성요소로 지칭되는 것은 청구항에서 제2 구성요소로 지칭될 수 있음은 물론이다.

제1 방향(X)은 평면 내 임의의 일 방향을 의미하고, 제2 방향(Y)은 상기 평면 내에서 제1 방향(X)과 교차하거나 수직한 다른 방향을 의미한다. 제3 방향(Z)은 상기 평면과 교차하거나 수직한 또 다른 방향을 의미한다.

도면에 도시된 구성요소의 크기, 두께, 폭, 길이 등은 설명의 편의 및 명확성을 위해 과장 또는 축소될 수 있으므로 본 발명이 도시된 형태로 제한되는 것은 아니다.

공간적으로 상대적인 용어인 '위(above)', '상부(upper)', '상(on)', '아래(below)', '아래(beneath)', '하부(lower)' 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 소자 또는 구성 요소들과 다른 소자 또는 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 소자의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 소자를 뒤집을 경우, 다른 소자의 '아래(below 또는 beneath)'로 기술된 소자는 다른 소자의 '위(above)'에 놓일 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 '아래'는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 대해 상세하게 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 시스템의 하드웨어 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡착 및 탈취 시스템(1)은 탈취 장치(10)를 포함하고, 프로세서(20), 메모리(30), 스토리지(40), 센서 모듈(50)을 더 포함하는 컴퓨팅 장치일 수 있다. 이하, 프로세서(20), 메모리(30), 스토리지(40) 및/또는 센서 모듈(50)이 흡착 및 탈취 시스템(1)에 포함된 경우를 예로 하여 설명하나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 다른 실시예에서 프로세서(20), 메모리(30), 스토리지(40) 및 센서 모듈(50) 중 하나 이상은 흡착 및 탈취 장치(10)에 포함된 것으로 이해될 수도 있다.

흡착 및 탈취 시스템(1)은 공기 중의 오염물질을 정화하기 위한 구성일 수 있다. 공기 중 오염물질은 VOCs(휘발성유기화합물), 미세먼지, 일산화탄소(CO), 암모니아(NH3), 메탄(CH4), 황화수소(H2S) 등을 포함할 수 있으며, 예시적인 실시예에서 흡착 및 탈취 시스템(1)은 축산 농가 등에서 소, 돼지 등의 가축이 배출하는 오염물질을 제거하는 용도로 사용될 수 있다.

프로세서(20)는 메모리(30)에 상주된 본 발명에 따른 방법이 구현된 소프트웨어에 따른 명령어를 기초로 본 발명에 따른 발명과 관련된 동작 및/또는 기능을 구현할 수 있다. 예를 들어, 소프트웨어를 실행하여 프로세서(20)와 연결된 하드웨어적 구성요소 및/또는 소프트웨어적 구성요소를 제어할 수 있고 데이터의 처리 또는 연산을 수행할 수 있다. 즉, 프로세서(20)는 데이터 처리 또는 연산의 일부로서 다른 구성요소로부터 수신된 명령이나 데이터를 메모리에 저장하거나, 메모리에 저장된 명령 또는 데이터를 처리하거나, 결과 데이터를 스토리지에 저장할 수 있다.

프로세서(20)는 공지의 것을 이용할 수 있으나, 예를 들어 ASIC(Application-Specific Integrated Circuit), 또는 다른 칩셋(chipset), 논리회로 및/또는 데이터 처리 장치를 통해 구현될 수 있다. 상기 소프트웨어는 후술할 방법 등을 수행하기 위해 저장 매체에 저장된 컴퓨터로 판독 가능한 프로그램일 수 있다.

메모리(30)는 적어도 하나의 구성요소에 사용되는 다양한 데이터를 저장할 수 있다. 상기 데이터는 소프트웨어 및 이와 관련된 명령에 대한 입력데이터 또는 출력 데이터를 포함할 수 있다. 메모리(30)에는 상기 방법이 구현된 소프트웨어 또는 명령어가 상주(loading)될 수 있다. 메모리(30)는 공지의 것을 이용할 수 있으나, 예를 들어 ROM(Read-Only Memory), RAM(Random Access Memory), 플래쉬 메모리, 메모리 카드, 저장 매체 및/또는 다른 저장 장치를 통해 구현될 수 있다. 메모리(30)는 스토리지(40)를 포함할 수 있다. 상기 스토리지(40)는 상기 방법이 구현된 소프트웨어의 실행을 위해 필요한 애플리케이션 프로그래밍 인터페이스(API), 라이브러리(library), 리소스 파일(resource file) 등을 저장할 수 있다. 또, 스토리지(40)는 상기 방법이 구현된 소프트웨어를 저장할 수 있다. 또한 스토리지(40)는 본 발명에 따른 방법을 수행하기 위한 데이터베이스를 저장할 수도 있다.

후술할 본 발명에 따른 방법과 관련된 동작 및/또는 기능을 수행하기 위해 요구되는 다양한 데이터베이스의 내용이 이해될 수 있을 것이다.

센서 모듈(50)은 흡착 및 탈취 시스템(1)과 관련된 다양한 물리량과 화학량을 측정하거나 흡착 및 탈취 시스템(1)의 작동 상태를 측정하고, 측정된 데이터를 전기 신호로 변환할 수 있다. 센서 모듈(50)은 농도 센서, 압력 센서, 광 센서, 유량 센서, 기압 센서 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 상기 예시된 센서가 측정하는 대상 물리량/화학량 및 그 측정 방식은 공지의 것을 이용할 수 있다. 또는 상기 예시된 센서들은 복수개가 조합되어 구성될 수도 있다. 몇몇 실시예에서, 센서 모듈(50)을 제어하기 위해 독립적으로 운영되는 하나 이상의 센서 프로세서를 더 포함할 수 있다. 센서 프로세서를 이용하여 프로세서가 슬립 상태에 있는 경우에도 센서 모듈(50)을 제어할 수 있다. 또는 상기 센서 프로세서는 프로세서(20)의 일부로 이해될 수도 있다.

전술한 도 1의 다양한 하드웨어적 구성요소들은 데이터 버스를 통해 연결되고, 데이터 버스를 통해 각 구성요소 사이에 데이터를 전달할 수 있다. 또, 전술한 것과 같이 프로세서(20)를 포함하여 본 발명에 따른 방법이 구현된 소프트웨어에 따른 명령어를 기초로 본 발명에 따른 방법과 관련된 동작 및/또는 기능을 구현하는 흡착 및 탈취 시스템(1)은 기능적 요소 내지는 논리적 요소 측면에서 설명될 수도 있다.

예시적인 실시예에서, 흡착 및 탈취 시스템(1)은 제어장치를 포함할 수 있으나, 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 전술한 하드웨어 및 후술할 방법을 구현하기 위한 다양한 논리적 구성에 대한 개시가 본 명세서에 포함되어 있다.

제어장치는 다양한 수단, 예를 들어 하드웨어, 펌웨어(firmware), 소프트웨어 또는 그것들의 결합 등에 의해 구현될 수 있다. 즉, 제어장치는 프로세서 또는 회로와 같은 하드웨어적 구성 및/또는 하드웨어적 구성에 의해 실행되는 소프트웨어적 구성을 포함하는 의미로 사용될 수 있다.

구체적으로, 제어장치는 구성요소의 하드웨어에 의한 구현의 경우, 전술한 프로세서를 통해 구현될 수 있다. 또는 펌웨어나 소프트웨어에 의한 구현의 경우, 설명된 기능 또는 동작들을 수행하는 인스트럭션을 포함하는 모듈, 코드들, 코드 세그먼트들, 절차, 함수 등의 형태로 구현되어, 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 판독 가능한 기록매체에 기록될 수 있다. 여기서, 기록매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 이 경우 구성도 또는 블록도 상의 각 구성요소는 특정된 논리 기능을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 의미할 수 있다. 따라서 구성도 또는 블록도 상의 구성요소가 제공하는 기능은 더 세분화된 복수의 구성요소에 의해 구현되거나, 또는 구성도 또는 블록도 상의 복수의 구성요소들은 일체화된 하나의 구성요소에 의하여 구현될 수도 있음은 물론이다. 즉, 본 발명의 목적 범위 내에서 각 구성요소들이 하나 이상으로 선택적으로 결합하여 동작할 수 있다. 또, 모든 구성요소들이 각각 하나의 독립된 하드웨어로 구현될 수 있고, 각 구성요소들의 그 일부 또는 전부가 선택적으로 조합되어 하나 또는 복수개의 하드웨어에서 조합된 일부 또는 전부의 기능을 수행하는 프로그램 모듈을 갖는 컴퓨터 프로그램으로서 구현될 수도 있다. 그 컴퓨터 프로그램을 구성하는 코드들 및 코드 세그먼트들은 본 발명의 기술분야에 속하는 통상의 기술자에게 용이하게 추론될 수 있을 것이다.

기록매체 기록되는 프로그램 명령은 본 발명을 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 예컨대 기록매체는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(Magnetic Media), CD-ROM(Compact Disk Read Only Memory), DVD(Digital Video Disk)와 같은 광 기록 매체(Optical Media), 플롭티컬 디스크(Floptical Disk)와 같은 자기-광 매체(Magneto-Optical Media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치를 포함한다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함할 수 있다. 이러한, 하드웨어 장치는 본 발명의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치에 대해 상세하게 설명한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 단면 모식도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 탈취 시스템의 사시도이다. 도 3은 도 2의 흡착 및 탈취 시스템에서 트레이를 분리한 사시도이다.

도 2 내지 도 4를 더 참조하면, 본 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치(10)는 흡기부(100), 배기부(200), 펌프(500), 흡착부(400)를 포함하고, 나아가 센싱부(300), 제어부(600) 등을 더 포함할 수 있다. 오염 물질을 포함한 공기는 흡기부(100)를 흡착 및 탈취 장치(10)에 흡입되고, 흡착부(400)에서 정화 과정을 거친 후 배기부(200)를 통해 외부로 배출된다.

흡기부(100)는 외부의 공기가 흡착 및 탈취 장치(10) 내부로 이동하는 흡기 유로(110)(또는 흡기관)를 포함하며, 흡기 유로(110)의 개폐를 조절하는 흡기 밸브(120)를 더 포함할 수 있다.

예시적인 실시예에서 흡기부(100), 구체적으로 흡기 유로(110)는 흡착 및 탈취 장치(10)의 하단부에 위치할 수 있으며, 이 경우 벤젠, 황화수소와 같은 공기 대비 비중이 높은 오염물질들을 정화하는데 효과적이다. 또, 후술할 바와 같이 흡기부(100)를 통해 흡기된 공기가 흡착부(400) 내에서 중력을 거슬러 하측에서 상측 방향을 향하게 함으로써 냄새의 흡착 또는 정화 효율을 높일 수 있다. 즉, 흡기 유로(110)의 전부, 적어도 흡기 유로(110)의 공기를 배출하는 일단은 흡착부(400), 구체적으로 챔버(410) 보다 중력 방향 하측에 위치할 수 있다. 또, 흡기 유로(110)의 전부, 적어도 흡기 유로(110)의 공기를 배출하는 일단은 배기부(200), 구체적으로 배기 유로(210)의 공기를 흡인하는 일단 보다 중력 방향 하측에 위치할 수 있다.

다만, 이에 제한되는 것은 아니며, 흡착 및 탈취 장치(10)의 상단부에 흡기부(100)를 배치하여 공기 대비 비중이 낮은 오염물질들, 예를 들어 암모니아, 메탄 등을 효과적으로 제거할 수도 있다.

흡기 밸브(120)는 흡기 유로(110)를 통과하는 공기의 유량을 조절하는 장치로 통상적으로 사용되는 밸브가 적용될 수 있다. 한편, 흡기 밸브(120)는 앞서 설명한 제어장치에 의하여 기 설정된 조건하에 자동으로 제어될 수 있다. 예를 들어, 외부 오염 물질 농도가 낮은 경우 흡기 밸브(120)를 50% 가량 잠궈 유량을 줄일 수 있다. 예를 들어, 후술할 센싱부(300)의 측정 결과에 따라 흡기 밸브(120)의 개폐가 동작하며 흡기부(100)를 통과하는 유량을 제어할 수 있다.

배기부(200)는 흡착부(400)를 거쳐 정화된 공기가 외부로 이동하는 배기 유로(210)(또는 배기관)를 포함하며, 배기량을 조절하기 위한 배기 밸브(220)를 더 포함할 수 있다. 배기 밸브(220)는 흡기 밸브(120)와 동일한 기능을 수행하며, 배기 밸브(220) 역시 제어장치에 의하여 자동 제어될 수 있다. 예를 들어, 후술할 센싱부(300)의 측정 결과에 따라 배기 밸브(220)의 개폐가 동작하며 배기부(200)를 통과하는 유량을 제어할 수 있다.

배기부(200)는 흡착부(400)와 상하 반대로 배치될 수 있는데, 예를 들어 흡착부(400)가 탈취 장치(10)의 하부에 위치하는 경우 배기부(200)는 흡착 및 탈취 장치(10)의 상부에 위치할 수 있다. 즉, 배기부(200)의 전부, 적어도 배기 유로(210)의 공기를 흡인하는 일단은 흡착부(400), 구체적으로 챔버(410) 보다 중력 방향 상측에 위치할 수 있다.

다른 실시예에서, 흡착부(400)를 흡착 및 탈취 장치(10)의 상부에 배치하는 경우 배기부(200)는 흡착 및 탈취 장치(10)의 하부에 배치할 수 있다. 배기부(200)와 흡착부(400)를 상하 대칭되게 배치함으로써 흡착부(400) 내의 공기가 상하 방향으로 유동할 수 있게 된다. 이하에서는 흡착 및 탈취 장치(10)의 하부에 흡기부(100)를 배치하고 상부에 배기부(200)를 배치한 경우를 예로하여 설명하나, 이에 제한되는 것은 아니며 사용 조건에 따라 적절하게 변경할 수 있다.

센싱부(300)는 흡착 및 탈취 장치(10) 내/외부에 설치되는 각종 센서들을 포함하며, 예를 들어, 흡기부 농도 센서(미도시), 배기부 농도 센서(미도시), 챔버(410) 내부 센서(310) 등을 포함할 수 있다. 센싱부(300)는 앞서 설명한 센서 모듈(50)과 연계하어 작동할 수 있다. 흡기부 농도 센서는 흡기부(100), 구체적으로 흡기 유로(110) 내부를 통과하는 공기 중의 특정한 가스의 농도를 측정할 수 있다. 즉, 탈취대상 공기 중의 유해 물질, 예를 들어 메탄, 황화수소, 벤젠, 암모니아 등의 가스 농도를 측정할 수 있다. 또, 배기부 농도 센서는 배기부(200), 구체적으로 배기 유로(210) 내부를 통과하는 공기 중의 특정한 가스의 농도를 측정할 수 있다. 즉, 흡착부(400)를 통과하여 탈취된 공기 중의 유해 물질, 예를 들어 메탄, 황화수소, 벤젠, 암모니아 등의 가스 농도를 측정할 수 있다.

또, 챔버 내부 센서(310)는 챔버(410) 공간 내부의 압력, 온도, 공기의 유량, 가스의 농도 중 하나 이상을 측정하는 센서들을 포함할 수 있다.

제어부(600)는 흡착 및 탈취 장치(10)의 외부에 배치되어 흡착 및 탈취 장치(10)의 각종 동작을 제어하는 스위치 등을 포함한다. 예를 들어, 펌프(500)의 전원을 제어하는 On/Off 버튼이나 흡기부(100) 또는 배기부(200)를 통과하는 유량을 조절할 수 있는 제어 버튼을 포함할 수 있다. 또, 제어부(600)는 상기 센싱부(300)로부터 측정된 수치들이 표시될 수 있다.

펌프(500)는 흡기부(100)에 연결되며, 외부 공기를 빨아들여 흡착 및 탈취 장치(10) 내부로 이동시킨다. 즉, 펌프(500)의 동작에 따라 흡착 및 탈취 장치(10) 외부의 공기는 흡기 유로(110)를 통해 유입되고, 펌프(500)와 연결 유로(430)를 거쳐 흡착부(400), 구체적으로 챔버(410)를 통과하고 배기 유로(210)를 통해 다시 외부로 배출될 수 있다. 예시적인 실시예에서 펌프(500)는 터빈 펌프, 피스톤 펌프, 기어 펌프 중 어느 하나 일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 요구되는 스펙에 따라 적절한 펌프 종류를 선택할 수 있다.

흡착부(400)는 오염 물질을 정화하는 곳으로, 챔버(410), 송풍구(430), 트레이(420), 흡착제(B), 가열 유닛(미도시)을 포함하며, 압력 조절부(440)(또는 압력 조절용 배기구)를 더 포함할 수 있다. 또는 챔버(410)는 흡기구를 포함하여, 흡기구가 송풍구(430)와 연결된 것으로 이해될 수 있다. 또 챔버(410)는 배기구를 포함하여 배기구가 배기 유로(21)와 연결된 것으로 이해될 수 있다.

챔버(410)는 일정 수준의 압력을 유지할 수 있는 밀폐된 내부 공간을 가지며, 챔버 도어(411)에 의하여 열고 닫을 수 있다. 앞서 설명한 것과 같이 챔버(410)의 내부 공간은 흡기 유로(110) 및 배기 유로(210)와 연결되되, 흡기 밸브(120) 및 배기 밸브(220)를 통해 유체 연결의 정도가 조절될 수 있다.

챔버(410) 내부 공간은 트레이(420)가 설치되는 선반 또는 트레이 지지부를 포함하며, 챔버(410)의 하단에는 흡기 유로(110)와 연결된 송풍구(430)가 배치되고, 송풍구(430)(또는 연결 유로)를 통하여 외부 공기가 챔버(410) 내부로 유입된다. 송풍구(430)의 챔버(410)와 연결되는 단부의 자세한 형상은 추후 도 7 내지 9에서 자세히 설명한다.

이하, 도 5 및 도 6을 참조하여 트레이(420) 및 흡착제(B)에 대해 상세하게 설명한다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 트레이의 분해 사시도이고, 도 6은 트레이 통기공 형상에 따른 공기 흐름을 나타내는 개략도이다.

도 5를 더 참조하면, 트레이(420)는 흡착제(B)가 배치되는 내부 공간을 포함하는 사각 박스 형상으로, 바닥부(420b) 및 바닥부(420b)의 각 모서리와 수직으로 연결되는 측벽부를 포함한다. 트레이(420)는 열에 강한 철판이나 알루미늄 등의 소재로 이루어질 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

트레이(420)의 바닥부(420b)에는 공기가 통과할 수 있는 복수개의 통기공(421)이 형성된다. 일 실시예에 따른 통기공(421)은 트레이(420) 바닥부(420b)의 절개 및 절곡 가공으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 트레이(420)는 트레이(420)의 바닥부(420b)와 일측이 연결되어 경사 방향 상측으로 연장된 제1 통기 프레임부(421a), 제1 통기 프레임부(421a)의 타측과 연결되어 경사 방향 하측으로 연장된 제2 통기 프레임부(421b), 제2 통기 프레임부(421b)의 타측과 연결되어 다시 경사 방향 상측으로 연장된 제3 통기 프레임부(421c), 제3 통기 프레임부(421c)의 타측과 연결되고, 일측이 바닥부(420b)와 연결되며 경사 방향 하측으로 연장된 제4 통기 프레임부(421d)를 포함하되, 바닥부(420b)에 형성된 통기공(421)의 상부를 제1 통기 프레임부(421a) 내지 제4 통기 프레임부(421d)가 중력 방향으로 중첩 커버할 수 있다. 제1 통기 프레임부(421a) 내지 제4 통기 프레임부(421d)에 의해 형성된 이러한 경사면에 의해 완만한 'M'모양을 가질 수 있다.

즉, 도 6을 더 참조하면, 통기공(421)은 트레이(420)의 바닥부에 대하여 수평하게 형성된 공기 구멍을 가질 수 있으며, 이에 따라 통기공(421)을 통과한 공기는 제1 통기 프레임부(421a) 내지 제4 통기 프레임부(421d)에 의해 트레이(420)의 바닥부(420b)와 수평한 방향으로 이동하게 된다. 통기 프레임부들의 설명을 위해 도 6은 흡착제(B) 입자의 일부를 생략하였으나, 흡착제(B) 입자는 통기 프레임부들(421a, 421b, 421c, 421d)의 측면 및 상부 상에 빼곡히 위치할 수 있다. 통기 프레임부들(421a, 421b, 421c, 421d)에 의해 형성된 이러한 공기 흐름은 촉매(B)와 접촉 빈도를 높여 탈취 효율을 증가시키며, 흡착제(B)가 바람에 날리지 않도록 한다. 또한 위와 같은 형상의 통기 프레임부들(421a, 421b, 421c, 421d) 밀 통기공(421)을 갖는 트레이(420)는 그 자체로 배플 플레이트와 같이 기능할 수 있다. 다만, 통기공(421)의 구체적인 형상은 상기 예시에 제한되지 않으며, 수평 방향으로 공기 흐름이 생성된다면 다양한 형상을 가질 수 있다.

한편, 통기공(421)은 흡착제(B)가 빠져나가지 않도록 흡착제(B)보다 작은 크기를 가질 수 있다. 예를 들어, 바닥부(420b)와 제1 통기 프레임부(421a) 내지 제4 통기 프레임부(421d) 중 어느 하나의 최상단의 높이의 차이는, 흡착제(B) 입자의 크기 보다 작을 수 있다.

본 실시예에서는 3개의 트레이(420)가 배치된 경우를 도시하였으나, 이에 제한되는 것은 아니며 오염도, 트레이 장치 설치 개수 등 다양한 변수를 고려하여 1개 또는 2개, 또는 4개 이상의 트레이(420)를 사용할 수 있다.

흡착제(B)는 중화반응, 화학적 산화/하는 환원, 가수분해반응 등을 이용하는 화학적 흡착제 내지는 탈취제이거나 흡착, 흡수 등의 반응을 통해 오염물질을 저감하는 물리적 흡착제 내지는 탈취제일 수 있다. 예시적인 실시예에서, 흡착제(B)는 오염 물질을 표면에 형성된 기공에 흡착한 후 촉매의 산화환원 반응을 통하여 오염물질을 제거하는 화학적 탈취제일 수 있으며, 구체적으로 볼(ball) 형태의 다공성 담체에 금속 산화물이 담지된 촉매일 수 있다. 이하에서, 용어 '흡착제'는 '촉매'와 혼용될 수 있다.

여기서, 상기 다공성 담체에 금속 산화물이 담지된 촉매는 비표면적이 큰 다공성 담체에 촉매를 담지시켜 활성이 개선된 촉매일 수 있다. 다시 말해, 상기 다공성 담체에 금속 산화물이 담지된 촉매는 표면적을 최적화하여 흡착 성능이 우수하여 동일한 부피로 사용하였을 때, 일반적인 CVD(Chemical Vapor Deposition)법으로 제조된 촉매에 비해 우수한 활성을 나타낼 수 있다.

상기 다공성 담체에 금속 산화물이 담지된 촉매의 제조 방법은 다공성 담체 및 금속 촉매 전구체를 포함하는 챔버(410)를 제1 온도까지 가열하고 해당 온도에서 1 내지 4시간 동안 유지하여 금속 촉매 전구체를 기화시키고 생성된 금속 촉매 전구체 증기가 다공성 담체 내부로 확산되도록 하는 제1 단계; 및 상기 반응기를 제2 온도까지 가열하고 3 내지 24시간 유지하여 금속 산화물을 형성하는 제2 단계를 포함하여 수행될 수 있다. 이때, 상기 제1 온도 및 제2 온도는 제2 온도가 제1 온도보다 높도록, 각각 50

내지 500

범위에서 설정할 수 있다. 상기 제1 온도는 금속 촉매 전구체가 기화하되 산소와 반응하지 않는 온도이고, 상기 제2 온도는 금속 촉매 전구체가 산소와 반응하는 온도 이상의 온도일 수 있다.

상기 다공성 담체의 비제한적인 예는 알루미나(Al₂O₃), 실리카(SiO₂), 제올라이트(Zeolite) 및 금속유기구조체(Metal Organic Framework; MOF)를 포함할 수 있다. 상기 반응온도에서 분해되어 소실되거나 변형되지 않고 유지될 수 있는 소재인 한 상기 예시한 물질에 제한되지 않는다.

한편, 상기 다공성 담체는 2nm 내지 50nm 크기의 기공을 갖는 메조다공성 담체일 수 있으나, 금속 촉매 전구체의 증기 및 산소 분자가 출입할 수 있고, 기공 내부에서 이들이 반응하여 금속 산화물을 형성할 수 있으며, 이와 같이 제조된 촉매를 이용한 반응을 수행할 때, 반응물이 기공 내로 출입하여 담체 내부에 형성된 금속 산화물 촉매와 접촉할 수 있고 반응 생성물이 배출될 수 있는 공간을 확보할 수 있는 한, 이에 제한되지 않는다.

또한, 상기 다공성 담체는 약 10nm 내지 1mm의 직경을 갖는 분말 또는 겔 형태일 수 있으나, 전술한 바와 같이, 반응 온도에 대한 내구성 및 물질의 출입을 위한 기공 크기를 유지할 수 있는 한, 상기 크기 및 형태에 제한되지 않는다. 다만, 담체가 상기 범위보다 큰 경우에는 촉매가 담체의 내부까지 확산되기 어려우므로 단위부피 당 담지된 촉매의 양이 오히려 감소하거나, 내부까지 충분히 촉매가 형성되었다 하더라도 이후 일산화탄소 산화반응에 사용시 반응물들이 담체 내부까지 접근하지 못하여 불필요하게 촉매가 낭비되거나 원하는 촉매활성 향상효과를 얻기 어려울 수 있다.

예컨대, 상기 금속 촉매 전구체는 금속으로서 니켈, 철, 망간, 구리, 로듐, 레늄, 이리듐, 팔라듐, 백금 또는 금을 포함할 수 있으나, 이에 제한되지 않는다.

또한, 상기 금속 촉매 전구체는 사이클로펜타디엔 계열의 화합물일 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.

본 발명에 따른 촉매(B)는 약 2mm 내지 5mm, 또는 약 2.5mm 내지 4mm, 또는 약 2.8mm 내지 3.5mm 크기의 구형일 수 있으며, 예를 들어 3mm일 수 있다. 탈취제(B)가 2mm 보다 작은 경우 트레이(420)의 통기공(421) 빠지기 쉽고 무게가 지나치게 가벼워 송풍구(430)를 통해 유입되는 공기에 의해 날아갈 수 있다. 반면, 촉매(B)가 5mm 보다 큰 경우 표면적이 감소하여 흡착 성능이 저하될 수 있다.

한편, 상기 다공성 담체에 금속 산화물이 담지된 촉매는 후술하는 가열 유닛에 의해 열처리함으로써 반복 사용이 가능한 촉매일 수 있다. 예컨대, 오염물질과의 산화반응 수행 후 약 200℃ 내지 500℃, 또는 약 300℃ 내지 350℃에서 열처리함으로써 촉매활성을 최초 사용시와 동등 이상의 수준으로 재생시킬 수 있다. 상기 촉매활성을 재생시키기 위한 열처리는 1시간 내지 5시간 동안 수행할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 또한, 상기 열처리 과정을 포함하지 않더라도 반복 사용에 따른 촉매활성 감소율이 낮으므로, 단회 사용 후 또는 다회(2회 이상) 사용 후 열처리를 수행함으로써 높은 효율로 촉매 반응을 반복적으로 수행할 수 있다.

가열 유닛(미도시)은 챔버(410)의 벽체 내부에 위치하며, 일 실시예에서 가열 유닛은 적어도 하나의 측벽 상에 임베딩될 수 있다. 가열 유닛에는 적외선 히터, 열선히터 등의 가열 장치가 사용될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 통상적인 가열 장치 중 적절하게 선택할 수 있음은 물론이다. 가열 유닛이 동작할 경우 챔버(410) 내부 공간이 가열될 수 있다.

한편, 가열 유닛은 제어장치에 의하여 자동으로 조절될 수 있으며, 예를 들어 챔버(410) 내부에 설치된 내부 센서(310), 예컨대 온도 센서(미도시)에 의하여 챔버(410) 내부 온도가 측정되고 프로세서(20), 제어장치 등에 의해 가열 유닛의 온도가 적절히 조절될 수 있다.

후술할 바와 같이, 본 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치(10)는 평상시 펌프(500)를 동작시켜 외부 공기중 특정 가스를 흡착 또는 정화하고, 이를 통해 냄새를 제거, 예컨대 탈취할 수 있다. 탈취가 진행됨에 따라 촉매(B)에는 흡착 물질 내지는 정화 대상 물질, 예컨대 벤젠, 메탄, 암모니아, 황화수소 등의 유해 물질이 흡착되고, 이에 따라 흡착 효율이 점차 감소할 수 있다.

이 때 본 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치(10)는 챔버(410) 측벽에 임베딩된 가열 유닛을 이용해 챔버(410) 및 챔버(410) 내에 수용된 촉매(B)를 가열함으로써 흡착된 유해 물질 분자를 열분해하고, 촉매(B)의 흡착 효율을 다시 증가시킬 수 있다.

위의 가열 공정(열처리 공정)은 챔버(410) 내부의 압력이 소정 범위 내로 제어되어 수행될 수 있다. 예를 들어, 상기 가열 공정을 위한 압력은 약 1.0atm 내지 1.5atm 범위일 수 있다. 본 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 촉매는 상대적으로 저압력 조건에서 가열 공정이 수행될 수 있다.

한편, 대기압(1 atm)보다 높은 압력 하에서 열처리를 진행하는 경우, 대기압에서의 열처리보다 낮은 온도에서 진행할 수 있다. 몇몇 실시예에서, 약 1.5 atm 하에서 열처리를 수행하는 경우, 열처리 온도는 200 내지 350

일 수 있다.

열처리 시 챔버(410) 내부의 압력은 압력 센서(311)에 의해 측정될 수 있으며, 흡기 밸브(120) 및 배기 밸브(220)의 제어를 통하여 조절할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 상기 열처리 공정은 챔버(410)가 완전히 밀폐되지 않고, 흡기 밸브(120) 및/또는 배기 밸브(220), 또는 후술할 압력 조절부(440)의 밸브가 부분적으로 개방된 상태에서 수행될 수 있다. 예를 들어, 배기 밸브(220)를 완전히 잠그어 챔버(410) 밖으로 공기가 빠져나가는 것을 차단한 상태에서, 흡기 밸브(120)를 열어 챔버(410) 내부로 공기를 유입시킴으로써 챔버(410) 내부 압력을 상승 및 유지시킬 수 있다. 또는, 다른 실시예에서, 또는 공정 진행에 따라 배기 밸브(220)를 약간만 열어두어 챔버(410) 밖으로 공기가 조금씩 빠져나가게 둔 상태에서, 흡기 밸브(120)는 완전히 열어두어 유출되는 공기양보다 유입되는 공기양을 많게 함으로써 챔버(410) 내부 압력을 상승 및 유지시킬 수 있으며, 이 경우 챔버(410) 내부에서 공기의 순환이 지속적으로 일어날 수 있다.

몇몇 실시예에서, 챔버(410)는 압력 조절부(440)(또는 압력 조절용 유체 배기구)를 추가적으로 포함할 수 있다. 압력 조절부(440)는 챔버(410) 내부의 공기가 빠져가는 통로로써, 챔버(410)의 하부에 배치되며, 구체적으로 트레이(420)보다 낮은 곳에 위치할 수 있다. 더 구체적으로, 압력 조절부(440)는 촉매(B) 보다 중력 방향 하측에 위치할 수 있다. 압력 조절부(440)는 흡기부(100)와 배기부(200)에 의해 형성되는 하측에서 상측 방향으로 흐르는 공기 유동과 별개로 새로운 공기 흐름을 발생시키는데, 압력 조절부(440)를 트레이(420)보다 낮은 곳에 위치시킴으로써 상기 새로운 공기 흐름에 의해 촉매(B)가 날아가는 것을 방지할 수 있다. 만일 압력 조절부(440)가 어느 트레이(420), 즉 촉매(B) 보다 상측에 위치할 경우, 송풍구(430)에서 배기 유로(210)의 하단을 향하는 하측에서 상측 방향으로의 공기 흐름에 있어서, 압력 조절부(440) 부근에서 와류가 발생하거나, 의도치 않은 공기의 흐름이 발생하는 등 촉매(B)의 손상이나 유실을 야기할 수 있다. 도면으로 표현하지 않았으나, 압력 조절부(440)는 그것을 통한 유량의 조절을 위한 압력 조절부 밸브(미도시)를 구비할 수 있다.

압력 조절부(440)는 프로세서(20) 및 제어장치에 의하여 자동으로 조절될 수 있다. 예를 들어, 챔버(410) 내부 압력이 기 설정된 압력 값인 1.5 atm을 초과하는 경우 챔버(410) 내부 압력을 낮추는 방향으로 압력 조절부(440)를 제어할 수 있다. 다만 본 발명이 이에 제한되는 것은 아니며, 필요에 따라 내부 압력이 1.5atm을 초과하지 않는 경우에도 챔버(410) 내부의 압력 유지 등을 위해 압력 조절부(440)가 사용될 수 있다. 챔버(410) 내부 압력이 높은 상태에서 배기 밸브(220)를 열어 배기량을 증가시킴으로써 챔버(410) 내부 압력을 낮추고자 하는 경우 상하 방향으로 유동하는 공기 흐름이 커지면서 촉매(B)가 날아갈 수 있는데, 압력 조절부(440)를 작동시키게 되면 탈취제(B)에 영향 없이 챔버(410) 내부 압력을 조절할 수 있다.

특히 전술한 것과 같이 배기 유로(210)와 연결된 챔버(410)의 배기구가 촉매(B) 보다 중력 방향 상측에 위치하기 때문에, 챔버(410) 내부의 압력 조절, 특히 배기를 통한 압력 조절을 오로지 배기부(200)에 의존할 경우 촉매(B)의 손상 및 유실을 야기할 수 있다. 따라서 배기부(200)의 배기 밸브(220)와 함께, 촉매(B) 보다 중력 방향 하측에 위치한 압력 조절부(440)를 이용해 챔버(410) 내부의 압력 조절, 특히 배기를 통한 압력 조절을 수행함으로써 위와 같은 문제를 완화할 수 있다.

이하, 도 7 내지 도 9를 참조하여 송풍구에 대해 상세히 설명한다.

도 7은 일 실시예에 따른 송풍구를 나타낸 부분 확대도이며, 도 8은 다른 실시예에 따른 송풍구를 나타낸 부분 확대도이고, 도 9는 또 다른 실시예에 따른 송풍구의 부분 확대도이다.

도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치(10)는 송풍구(430) 상부에 설치된 바람막이(451)(또는 공기 분산 부재, 또는 공기 분산 커버, 또는 공기 분산 플레이트)를 포함할 수 있다. 바람막이(451)는 송풍구(430)(또는 챔버의 흡기구)를 통해 나오는 공기 흐름을 바꾸는 기능을 수행하는데, 송풍구(430)를 통하여 상하 방향으로 이동하는 공기의 흐름을 차단하고 좌우 방향으로 선회시킬 수 있다. 챔버(410)의 너비에 비하여 송풍구(430)의 직경이 작은 경우, 송풍구(430)에서 나온 공기는 좌우로 퍼지기 전에 상측의 흐름을 유지한 채로 챔버(410) 외부로 빠져나가게 되는데, 이렇게 되면 촉매(B)와 접하는 확률이 줄어들게 되어 냄새 흡착 성능이 떨어질 수 있다. 반면, 송풍구(430)의 상부에 바람막이(451)를 설치하여 공기를 좌우로 퍼뜨리게 되면 챔버(410) 밖으로 빠져나가기 전 촉매(B)와 더 많이 접하게 되므로 흡착 효율이 증가할 수 있다.

도 8을 참조하면, 다른 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치(10)는 송풍구(430)의 상부에 설치되는 프로펠러(또는 에어스크루)(452)를 포함할 수도 있다. 프로펠러(452)는 공기를 퍼뜨리는 기능을 수행하는데, 전술한 바람막이(451)와 유사하게 수직 방향으로 이동하는 공기의 흐름을 좌우로 퍼뜨릴 수 있다. 프로펠러(452)는 별도의 동력 없이 송풍구(430)에서 나오는 바람에 의하여 회전할 수 있다.

도 9를 참조하면, 또 다른 실시예에 따른 송풍구(430)는 챔버(410)의 너비에 대응하는 직경을 가질 수 있다. 예를 들어, 챔버(410)의 폭이 X cm인 경우, 송풍구(430)의 직경을 X 의 80% 수준, 즉 X*0.8 cm로 제작할 수 있다. 예시적인 실시예에서, 송풍구(430), 즉 연결 유로의 챔버(410)와 연결되는 일단을 깔대기 모양으로 하여 흡기 유로(110)에서 멀어질수록 직경이 점차 넓어지는 형상을 가질 수 있다. 또한, 송풍구(430)의 상부에 상기 바람막이나 프로펠러 등을 설치하여 공기를 보다 효율적으로 퍼뜨릴 수 있다.

이하에서는 도 10 및 도 11을 참조하여, 흡착 및 탈취 시스템의 제어 방법에 대해 설명한다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 작동 과정을 나타낸 흐름도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치의 제어 방법을 타나낸 순서도이다. 이하에서 후술되는 흡착 및 탈취 장치의 제어 방법은 프로세서에 의해 수행되는 것으로 이해될 수 있다.

도 10을 참조하면, 본 실시예에 따른 흡착 및 탈취 장치(10)는 처리대상 가스를 흡기 유로(110)를 통해 챔버(410)로 보내어 정화시킨 후 배기 유로(210)를 통해 외부로 내보내게 된다.

도 11을 더 참조하면, 본 실시예에 따른 제어 방법은 펌프(500) 가동 단계(S400), 및 촉매(B) 열처리 단계(S710)를 포함하되, 외부 오염 농도 수집 단게(S100), 메모리로부터 흡착 및 탈취 장치(10) 작동 요청 농도 획득 단계(S200), 외부 농도와 작동 요청 농도 비교 단계(S300), 흡기부 농도 및 배기부 농도 수집 단계(S500), 흡착부 판단 단계(S600), 및 촉매(B) 활성 재생 여부 판단 단계(S720)를 더 포함할 수 있다.

우선 외부 오염 농도 수집 단계(S100)는 흡착 및 탈취 장치(10)의 외부에 설치된 외부 농도 센서(미도시)에 의하여 흡착 및 탈취 장치(10)가 설치된 공간의 오염 물질 농도를 측정하여 수집하는 단계이다. 일 실시예에서, 외부 농도 센서는 VOCs(휘발성유기화합물), 미세먼지, 일산화탄소(CO), 암모니아(NH₃), 메탄(CH₄), 황화수소(H₂S) 등의 농도를 측정하는 센서일 수 있다.

메모리에 저장된 흡착 및 탈취 장치(10) 작동 요청 농도를 획득하는 단계(S200)를 거쳐 외부 오염 농도와 상기 작동 요청 농도를 비교(S300)하여, 흡착 및 탈취 장치(10)를 가동시키는 조건이 만족되는 경우 펌프(500)를 가동하게 된다(S400). 예를 들어, 메탄(CH₄)의 농도가 흡착 및 탈취 장치(10) 작동을 위해 기 설정된 농도를 초과하는 것으로 측정되는 경우 흡착 및 탈취 장치(10)는 사용자의 개입 없이 자동으로 가동이 시작될 수 있다.

펌프(500)의 동작 상태를 파악하여, 펌프(500) 동작이 확인되면, 다시 말해서 흡착 동작이 수행되는 동안에 흡기부 농도와 배기부 농도를 수집할 수 있다(S500). 흡기부 농도와 배기부 농도는 흡기 유로(110) 및 배기 유로(210) 내에 설치된 흡기부 농도 센서(미도시)와 배기부 농도 센서(미도시)에 의해 측정된다.

이어, 흡기부 농도와 배기부 농도를 비교하여 흡착 성공 여부를 판단하는 단계(S600)를 수행한다. 구체적으로, 흡기부 농도 센서로부터 얻은 제1 측정 데이터와 배기부 농도 센서로부터 얻은 제2 측정 데이터의 값을 비교하여, 제1 측정 데이터가 제2 측정 데이터와 차이가 나는 경우 흡착에 성공한 것으로 보고, 제1 측정 데이터와 제2 측정 데이터가 유사한 경우 흡착에 실패한 것으로 볼 수 있다. 보다 구체적으로, 흡착 성공 여부 판단 단계는, 제1 측정 데이터와 제2 측정 데이터의 차이를 구하는 단계, 기 설정한 흡착 성공 시 데이터 값과 비교하는 단계, '제1 측정 데이터 - 제2 측정 데이터'값이 기 설정한 수치 이상인 경우 흡착에 성공한 것으로 보며, 기 설정한 수치 미만인 경우 흡착에 실패한 것으로 판단하는 단계를 거친다.

만약, '제1 측정 데이터 - 제2 측정 데이터'값이 기 설정된 값 미만인 경우 흡착 실패로 보며, 이는 촉매(B)의 촉매 활성이 떨어진 것으로 판단하여 열처리 단계를 수행하게 된다(S710).

촉매(B) 열처리 단계(S710)는 앞서 설명했던 촉매(B)의 촉매 활성을 재생시키기 위한 것으로, 흡기 밸브(120) 및 배기 밸브(220)의 조절을 통하여 챔버(410) 내부 압력을 조절하는 단계, 가열 유닛을 작동하는 단계를 포함한다. 몇몇 실시예에서는 챔버(410) 내부 압력 수집 단계, 통기공(421) 조절 단계 등을 더 포함할 수 있다. 챔부 내부 압력 수집 단계를 통하여 챔버(410) 내부 압력이 지나치게 높다고 판단되는 경우 통기공(421) 조절을 통해 챔버(410) 내부 압력을 조절할 수 있다.

기 설정된 압력, 온도, 시간 하에서 촉매(B)를 열처리하는 단계가 종료되면 촉매(B)의 촉매 활성이 재생되었는지 판단하는 단계(S720)을 거친다. 촉매 활성 판단 단계는 챔버(410) 내부에 설치된 농도 센서(312)에 의해 수행될 수 있다. 구체적인 실시예에서, 챔버(410) 하부에 설치된 하부 농도 센서(312b)와 챔버(410) 상부에 설치된 상부 농도 센서(312a)의 값을 비교하여 그 값이 차이가 나는 경우 촉매 활성이 재생되었다고 판단할 수 있다. 특히, 앞서 설명한 바와 같이 몇몇 실시예에서 열처리 시 배기 밸브(220)가 완전히 닫히지 않을 수 있고, 이 경우 챔버(410) 하부로 유입된 오염 공기가 촉매(B)를 거쳐 배기부(200)로 빠져나가기 때문에 챔버(410) 하부 농도와 챔버(410) 상부 농도가 상이하다면 촉매(B)의 촉매 활성이 재생된 것으로 볼 수 있다.

촉매 활성이 재생되었다고 판단되는 경우, 흡기부 농도와 배기부 농도를 수집(S500)하고 비교하는 단계를 거쳐 흡착 성공 여부를 판단하는 단계(S600)를 수행할 수 있다. 반면, 촉매 활성 재생에 실패하였다고 판단하는 경우 촉매(B) 열처리 단계(S710)을 재 수행 할 수 있다.

이러한 흡착 및 탈취 장치(10) 제어 방법은 전 과정이 자동으로 수행되어질 수도 있으나, 스마트폰 어플이나 컴퓨터 프로그램 등에 의하여 제어될 수도 있다.

이하, 도 12를 참고하여 스마트폰 어플을 통한 흡착 및 탈취 장치(10) 제어 방법에 대해 설명한다.

도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트폰 어플 화면을 나타낸 구성도이다.

도 12를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 스마트폰 어플은 흡착 및 탈취 장치(10) On/Off 버튼, 정보 표시부 및 작동 제어부(600)를 포함하며, 나아가 촉매(B) 교체 시기를 나타내는 화면을 더 포함할 수 있다.

흡착 및 탈취 장치(10)는 앞서 설명했던 바와 같이 외부 오염 물질 농도에 따라 자동으로 실행될 수도 있으나, 어플 내 On/Off 버튼을 통해 수동으로 제어될 수도 있다.

정보 표시 화면은 외부 오염 물질 농도, 흡기부 농도, 배기부 농도를 표시할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니며 사용자의 설정에 따라 챔버(410) 내부 농도, 챔버(410) 내부 압력 등을 나타낼 수도 있다.

작동 제어부(600)는 흡입 밸브, 배기 밸브(220)를 제어할 수 있으며, 나아가 챔버(410) 제어로 이동하게 되면 챔버(410) 내부 압력, 온도, 송풍구(430) 등을 조절할 수 있다.

촉매(B) 교체일은 촉매(B)를 교체한 날로부터 새롭게 카운팅되기 시작하며, 기 설정된 일수에 도달하면 교체 시기에 도달했다는 알람을 줄 수 있다. 촉매(B)는 열처리를 통하여 수회 반복 사용이 가능하나, 흡착 효율을 높이기 위하여 일정 기간 도달 후 촉매(B)를 새 제품으로 교체할 수도 있다. 촉매(B)는 챔버 도어(411)를 열어 트레이(420)를 밖으로 꺼낸 후 교체하면 되므로, 교체가 용이하다. 또한, 촉매(B) 교체 서비스를 통하여 특정 기간에 도달 시 촉매(B)를 교체하는 서비스를 제공받을 수도 있다.

종래 다양한 탈취 장치, 특히 축사용 탈취 장치가 연구 개발되고 있으나 이들에 대한 사용은 매우 미진한 실정이다. 본 발명의 발명자들은 그 이유로 탈취를 수행하는, 즉 유해 화합물의 흡착을 수행하는 탈취제의 수명에 기인한 것임에 착안하여 본 발명을 완성하기에 이르렀다. 즉, 종래의 경우 탈취제의 촉매 활성이 저하되면 이를 교체하기 보다 방치하는 실정이었다. 그러나 본 실시 예에 따를 경우 촉매 활성 저하에 따라 자동적으로 열처리 공정을 수행하고, 이를 통해 다시 촉매 활성을 향상시킬 수 있어 매우 효과적인 탈취를 수행할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시 예를 중심으로 설명하였으나 이는 단지 예시일 뿐 본 발명을 한정하는 것이 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 실시예의 본질적인 특성을 벗어나지 않는 범위에서 이상에 예시되지 않은 여러 가지의 변형과 응용이 가능함을 알 수 있을 것이다.

따라서 본 발명의 범위는 이상에서 예시된 기술 사상의 변경물, 균등물 내지는 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 예를 들어, 본 발명의 실시예에서 구체적으로 나타난 각 구성요소는 변형하여 실시할 수 있다. 그리고 이러한 변형과 응용에 관계된 차이점들은 첨부된 청구 범위에서 규정하는 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

1: 냄새흡착 및 탈취 시스템
10: 흡착 및 탈취 장치
20: 프로세서
30: 메모리
40: 스토리지
50: 센서 모듈
100: 흡기부
110: 흡기 유로
120: 흡기 밸브
200: 배기부
210: 배기 유로
220: 배기 밸브
300: 센싱부
400: 흡착부
410: 챔버
420: 트레이
421: 통기공
430: 송풍구
440: 압력 조절부
B: 촉매
500: 펌프
600: 제어부

Claims (4)

1. 측면 상에 형성된 챔버 도어를 포함하고, 흡기구, 배기구 및 압력 조절용 유체 배기구를 갖는 챔버;
   상기 흡기구와 유체 연결된 흡기 유로의 유량을 조절하여 상기 챔버의 내부 공간의 압력을 조절하도록 구성된 흡기 밸브;
   상기 배기구와 유체 연결된 배기 유로의 유량을 조절하여 상기 챔버의 내부 공간의 압력을 조절하도록 구성된 배기 밸브;
   상기 챔버 도어를 통해 상기 챔버 내에 수평 방향으로 인출 가능하고, 바닥부 및 측벽부를 포함하여 촉매가 수용되도록 구성되며, 바닥부에 통기공이 형성된 복수의 트레이; 및
   상기 챔버의 적어도 하나의 측벽 상에 배치되어 챔버 내부 공간을 가열하여 복수의 트레이에 수용된 촉매를 한번에 열처리하도록 구성된 가열 유닛을 포함하되,
   상기 복수의 트레이는 중력 방향으로 이격되고,
   상기 흡기구와 배기구는 상기 트레이를 사이에 두고 이격 배치되되, 흡기구는 중력 방향 하측에 위치하고 배기구는 중력 방향 상측에 위치하고,
   상기 압력 조절용 유체 배기구는 상기 챔버의 측벽에 형성되고,
   상기 압력 조절용 유체 배기구는 상기 트레이 보다 중력 방향 하측에 위치하는 가스 흡착 장치.
2. 제1항에 있어서,
   상기 통기공은 상기 트레이 바닥부와 수평 방향으로 형성된 공기 구멍을 포함하며,
   상기 공기 구멍의 크기는 입자 형상의 상기 촉매의 직경보다 작은 가스 흡착 장치.
3. 제1항에 있어서,
   상기 흡기구의 상부에 중첩하여 배치되고, 상기 트레이와 중력 방향으로 중첩 배치되는 바람막이;
   외부의 오염 농도를 센싱하도록 구성된 외부 농도 센서;
   상기 챔버 내부에 배치된 압력 센서; 및
   상기 압력 조절용 유체 배기구의 유량을 조절하는 압력 조절부 밸브를 더 포함하되,
   상기 흡기 밸브는 상기 외부 농도 센서의 측정 데이터에 기초하여 작동하도록 구성되고,
   상기 압력 조절부 밸브는 상기 압력 센서의 측정 데이터에 기초하여 개폐되어, 상기 챔버 내부 압력을 조절하도록 구성된 가스 흡착 장치.
4. 적어도 하나의 프로세서를 포함하는 제1항의 가스 흡착 장치의 제어 방법으로, 상기 프로세서에 의해 수행되는 방법이고,
   가열 유닛을 동작시켜 촉매를 열처리하는 단계를 포함하되,
   상기 열처리하는 단계는,
   배기 유로를 차단한 상태에서, 외부 공기를 흡기 유로를 통해 챔버 내부로 유입시키며 수행되며, 상기 챔버 내부의 압력은 대기압 보다 높고, 상기 챔버 내부의 열처리 온도는 200℃ 내지 350℃ 범위에서 수행되는,
   가스 흡착 장치의 제어 방법.