KR102159546B1 - 필터 없는 미세먼지 제거장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세 물입자를 이용하여 미세먼지를 제거하기 위한 필터 없는 미세먼지 제거장치로서, 더욱 상세하게는 가스유입구를 통해 유입되는 오염가스를 증기발생부에서 발생하는 수증기와 혼합하여 포화상태(saturated condition)로 만드는 동시에 수증기에 포함된 미세 물입자와 미세먼지를 결합시키고 이슬점 이하의 온도로 냉각시켜서 응축수를 생성함으로써 필터 없이 오염가스에 포함된 미세먼지를 응축수로 포획하여 제거하는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치에 관한 것이다.

Description

필터 없는 미세먼지 제거장치{FILTER-LESS FINE DUST REMOVAL SYSTEM}

본 발명은 필터를 사용하지 않고 미세 물입자를 이용하여 오염가스에 포함된 미세먼지를 제거하기 위한 필터 없는 미세먼지 제거장치에 관한 것이다.

최근 실내·외에서 발생하는 미세먼지와 세균 그리고 각종 유해성분에 의해 각종 호흡기 질환을 일으키는 등 심각한 환경 문제가 되고 있다. 이에 따라 공기 중에 포함된 미세먼지 등을 제거하기 위한 여러 종류의 미세먼지 제거장치가 개발되고 있다.

예를 들어, 이러한 미세먼지 제거장치 또는 공기청정기는 크게 필터식, 이온식, 전기집진식 및 수막식(수세식) 등으로 분류된다.

이온식은 전극에 고전압을 흘려 공중에 (-)이온을 방전시킴으로써 (-)이온을 공기 중의 미립자에 부착시키고, (+)극의 집진 수단에 끌어당겨 미립자를 제거하는 방식이다. 이온식 공기청정기는 소비 전력이 적고 조용하다는 장점이 있지만 오존이 발생하는 부작용이 있다.

전기집진식은 이온식과 같이 전기적인 방전 원리를 이용하여 강력한 집진력을 가진 집진판으로 오염된 공기 내 분진을 제거하는 방식이다. 분진 제거 효율이 우수하지만 주기적인 내부 청소가 필요하다.

필터식은 헤파 필터 등 부직포의 필터로 분진을 거르지만 주기적으로 필터를 교체해야 하는 번거로움이 있다. 그리고 수막식 또는 살수식(세정식)은 미립자를 물에 흡착시켜 제거하는 방식이나 다량의 물을 사용하는 단점이 있었다.

가장 주류를 이루고 있는 미세먼지 제거장치는 필터식으로, 송풍팬을 이용하여 공기를 흡입한 후 필터로 정화하여 정화된 공기를 다시 배출하는 방식을 사용한다. 이와 같은 필터식은 헤파 필터 등 부직포의 필터로 분진을 걸러내며, 냄새의 경우는 활성탄을 이용하여 흡착하게 되는데 일정한 주기로 필터를 교체해야 하므로 번거로울 뿐만 아니라 필터 구입을 위한 부가 비용이 발생하는 문제점이 있다.

본 발명은 여러 유형의 미세먼지 제거장치의 장단점을 고려하여 관리가 용이하고 관리비용이 가장 적은 미세먼지 제거장치에 관한 것이다. 최근에는 물을 이용하여 미세먼지를 포집함으로써 필터를 제거함과 아울러, 기체 내 분진의 제거 효율을 향상시키는 필터 없는 미세먼지 제거기가 개시되어 있다.

예를 들어 도 13은 종래 기술에 따른 필터 없는 미세먼지 제거기를 보여준다. 도시된 바와 같이, 종래의 필터 없는 미세먼지 제거기는, 필터를 사용하지 않고 물을 이용하여 기체 내 분진을 포집하는 것으로서, 가스를 흡입하여 토출하는 송풍부; 상기 송풍부에서 토출된 가스가 통과하는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부를 구비하는 벤츄리부; 세정액을 저장하는 저장부 및 가스를 배출하는 배출구를 구비하고, 상기 벤츄리부에서 유출된 가스를 상기 배출구로 배출시키는 플레넘부; 상기 플레넘부 내부에 배치되어, 상기 배출구로 유출되는 가스 내 물방울을 포집하는 데미스터부; 상기 저장부 내 세정액을 상기 벤츄리부 내에 분사하는 분사부; 및 상기 송풍부의 송풍량 및 상기 분사부의 분사량을 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 저장부는, 상기 벤츄리부에서 생성된 액체 및 상기 데미스터부에서 발생한 생성된 액체가 저장된 세정액에 더해지도록 구비된다.

이러한 종래의 필터 없는 미세먼지 제거기는, 벤츄리부를 통과하는 공기 중에 물을 분사하여 공기 중의 분진을 포집함으로써 필터를 사용하지 않고, 물 사용으로 인하여 유입되는 기체의 습도 및 온도가 높은 경우 점착성 분진에 대해서도 정화능력이 뛰어나고, 분진과 냄새를 동시에 제거할 수 있으며, 분진이 기기 내부에 축적되지 않으므로 기로의 막힘이 없고 내부 청소를 위한 비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

그러나 종래의 필터 없는 미세먼지 제거기는, 노즐을 이용하여 미세먼지가 포함된 가스 중으로 물을 분사하는 것이므로 미세한 크기의 분진을 제거하는데 한계가 있었다. 즉, 노즐에서 분사되는 물입자는 2.5μm보다 작은 미세먼지(PM2.5)를 제거하는 효율이 떨어질 뿐만 아니라 공기 중에 포함된 세균이나 각종 유해물질을 제거할 수 없는 한계가 있었다. 또한, 노즐을 이용하여 물을 분무할 때 많은 양의 물을 소비하기 때문에 비용이 상승할 뿐만 아니라 오염수가 다량의 발생하는 문제가 있었다.

대한민국 특허등록 제10-1959980호 (2019.03.13) 대한민국 특허등록 제10-1988741호 (2019.06.05)

본 발명은 이러한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 주된 목적은 노즐에 의해 분사되는 물입자보다 크기가 작은 미세 물입자를 이용하여 공기 중에 포함된 미세한 크기의 분진을 효율적으로 제거할 수 있는 필터 없는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 수증기에 포함된 미세 물입자를 이용하여 공기 중에 포함된 미세한 크기의 분진을 효율적으로 제거할 수 있는 필터 없는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 전기분해 과정에서 발생하는 미세 물입자를 이용하여 공기 중에 포함된 미세한 크기의 분진을 효율적으로 제거하는 동시에 음이온이나 수산기를 이용하여 공기 중에 포함된 세균과 각종 유해성분을 살균하거나 분해할 수 있는 필터 없는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것이다.

또한, 본 발명은 전기분해조나 초음파 진동기 또는 가열식 제습기를 혼합하여 사용함으로써 오염가스의 온도에 관계없이 미세먼지를 제거할 수 있고 다량의 수증기를 오염가스와 혼합하여 포화습도 상태에 근접하게 한 후 냉각시켜서 응축시킴으로써 응축수와 함께 미세먼지를 제거하는 필터 없는 미세먼지 제거장치를 제거하는 필터 없는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것이다.

본 발명은 차량이나 기차가 통과하는 터널 내에 설치되어 오염가스로부터 미세먼지 등의 오염물질을 제거할 수 있는 필터 없는 미세먼지 제거장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 목적을 달성하기 위한 수단으로서, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치는,

미세먼지를 포함하는 오염가스가 흡입되는 가스유입구와;

상기 가스유입구에서 토출되는 오염가스가 통과하는 증기혼합부와;

상기 증기혼합부 내로 공급하여 오염가스와 혼합하기 위한 수증기를 발생시키는 증기발생부와;

상기 증기혼합부에서 유입되는 오염가스의 유속을 떨어뜨리고 이슬점 이하로 냉각시켜서 오염가스에 포함된 수분을 응축수로 응축하고 오염가스에 포함된 미세먼지를 응축수로 포획하는 증기응축부와;

상기 증기응축부에서 응축된 응축수를 상기 증기응축부의 외부로 배출하여 응축수와 함께 미세먼지를 제거하는 응축수배출구와;

상기 증기응축부에서 미세먼지와 응축수가 제거된 청정가스를 상기 증기응축부의 외부로 배출하는 가스배출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 증기혼합부는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부를 구비하는 벤츄리관으로 이루어진다.

상기 가스유입구에는 오염가스를 흡입하는 송풍기와, 상기 송풍기를 통해 토출되는 오염가스 중의 조대 오염물질을 걸러주는 스크린필터가 설치된다.

상기 증기응축부는 상기 벤츄리관보다 내부 공간이 확대되는 응축챔버와, 상기 응축챔버의 내부에 설치되고 오염가스가 충돌할 수 있도록 설치되는 다수의 응축판과, 상기 응축챔버와 응축판의 온도를 이슬점 이하로 냉각시키는 냉각장치를 포함한다.

상기 응축챔버의 하부에는 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수배출구가 설치되고, 상기 응축챔버의 타측에는 청정가스를 외부로 배출하기 위한 가스배출구가 설치된다.

상기 증기발생부는 수증기를 생성하는 장치로서, 물을 전기분해하여 수증기를 생성하는 전기분해조를 포함하고, 초음파 진동을 이용하여 수증기를 발생시키는 초음파 진동기 또는 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열식 가습기를 혼합하여 이루어진다.

상기 전기분해조는, 일정량의 물을 수용하는 수조와, 상기 수조의 내부에 설치되는 하나 이상의 전해모듈과, 상기 수조의 일측에 설치되어 물을 공급하는 물공급관을 포함하되, 상기 전해모듈은 수평방향으로 설치되고 상하로 일정 간격 이격되어 적층되는 다수의 양극판과 응극판으로 이루어지고, 상기 양극판과 음극판에는 물과 기포가 자유롭게 이동하도록 다수의 관통 홀이 형성되며, 상기 전해모듈의 상단은 상기 수조의 수면에 근접하게 설치된다.

상기 전해모듈의 하부에는 상기 전해모듈 주변에 상향류의 흐름을 형성하는 순화펌프가 더 설치된다.

상기 수조는 하나 이상의 격벽을 통해 상기 전해모듈이 설치되는 제1 수조와 제2 수조로 구획되고, 상기 제2 수조에는 하나 이상의 초음파 진동기가 설치되며, 상기 제1 수조에는 전기분해 과정에서 발생하는 부유물을 외부로 제거할 수 있도록 상기 수조의 수면과 일치하도록 부유물배출관이 설치되고, 상기 격벽에는 상기 제1 수조에서 전기분해된 물이 제2 수조로 유입될 수 있도록 하나 이상의 관통구가 형성되며, 상기 관통구에는 부유물이나 고형물이 제2 수조로 유입되는 것을 차단하는 하나 이상의 필터가 설치된다.

상기 냉각장치는, 상기 응축챔버의 내부에 설치된 다수의 응축판과 접촉 가능하도록 설치되는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열부에 접촉 가능하게 설치되는 히트싱크와, 상기 히트싱크의 외측면에 설치되는 하나 이상의 방열팬을 포함한다.

상기 가스배출구에는 외부로 배출되는 청정가스에 포함된 수분을 제거하기 위한 데미스터, 외부로 배출되는 청정가스 중에 음이온을 공급하기 위한 음이온발생기 또는 외부로 배출되는 청정가스의 온도를 높여주기 위한 히터가 더 설치된다.

상기 증기발생부는 외부로부터 유입되는 오염가스의 온도에 따라 상기 전기분해조, 초음파 진동기 또는 가열식 가습기를 선택적으로 작동시킨다.

본 발명의 다른 실시 예는, 일정한 길이의 금속 원통으로 이루어지며, 일단에는 미세먼지를 포함하는 오염가스가 유입되는 가스유입구가 설치되고, 타단에는 미세먼지가 제거된 청정가스가 외부로 배출되는 가스배출구가 설치되며, 상기 가스유입구와 가스배출구 사이에는 상기 가스유입구에서 토출된 오염가스가 통과하는 증기혼합부 및 상기 증기혼합부에서 수증기가 혼합된 오염가스의 유속을 떨어뜨리고 이슬점 이하로 냉각시켜 오염가스에 포함된 수분을 응축하여 오염가스에 포함된 미세먼지를 응축수로 포획하는 증기응축부가 순차적으로 설치되고, 상기 증기혼합부의 측면이나 하부에는 상기 증기혼합부로 공급하기 위한 수증기를 발생시키는 증기발생부가 설치된 본체와;

상기 증기발생부의 내부로 물을 공급할 수 있도록 상기 본체의 일측에 설치되는 물공급관과;

상기 증기응축부로 유입되는 오염가스에 포함된 수분을 이슬점 이하로 냉각시켜 응축시킬 수 있도록 상기 본체의 일측에 설치되는 하나 이상의 냉각장치와;

상기 증기응축부에서 발생하는 응축수를 외부로 배출하도록 상기 본체의 일측에 설치되는 응축수배출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

상기 증기혼합부는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부를 구비하는 벤츄리관으로 이루어지고, 상기 증기발생부는 물을 전기분해하여 수증기를 생성하는 전기분해조를 포함하고, 초음파 진동을 이용하여 수증기를 발생시키는 초음파 진동기 또는 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열식 가습기를 혼합하여 이루어진다.

상기 전기분해조는, 일정량의 물을 수용하는 수조와, 상기 수조의 내부에 설치되는 하나 이상의 전해모듈과, 상기 수조의 일측에 설치되어 물을 공급하는 물공급관을 포함하되, 상기 전해모듈은 수평방향으로 설치되고 상하로 일정 간격 이격되어 적층되는 다수의 양극판과 응극판으로 이루어지고, 상기 양극판과 음극판에는 물과 기포가 자유롭게 이동하도록 다수의 관통 홀이 형성되며, 상기 전해모듈의 상단은 상기 수조의 수면에 근접하게 설치되며, 상기 전해모듈의 하부에는 상기 전해모듈 주변에 상향류의 흐름을 형성하는 순화펌프가 설치된다.

상기 수조는 하나 이상의 격벽을 통해 상기 전해모듈이 설치되는 제1 수조와 제2 수조로 구획되고, 상기 제2 수조에는 하나 이상의 초음파 진동기가 설치되며, 상기 제1 수조에는 전기분해 과정에서 발생하는 부유물을 외부로 제거할 수 있도록 상기 수조의 수면과 일치하도록 부유물배출관이 설치되고, 상기 격벽에는 상기 제1 수조에서 전기분해된 물이 제2 수조로 유입될 수 있도록 하나 이상의 관통구가 형성되며, 상기 관통구에는 부유물이나 고형물이 제2 수조로 유입되는 것을 차단하는 하나 이상의 필터가 설치된다.

상기 냉각장치는, 상기 응축챔버의 내부에 설치된 다수의 응축판과 접촉 가능하도록 설치되는 열전소자와, 상기 열전소자의 발열부에 접촉 가능하게 설치되는 히트싱크와, 상기 히트싱크의 외측면에 설치되는 하나 이상의 방열팬을 포함한다.

상기 가스배출구에는 외부로 배출되는 청정가스에 포함된 수분을 제거하기 위한 데미스터, 외부로 배출되는 청정가스 중에 음이온을 공급하기 위한 음이온발생기 또는 외부로 배출되는 청정가스의 온도를 높여주기 위한 히터가 더 설치된다.

상기 증기발생부는 외부로부터 유입되는 오염가스의 온도에 따라 상기 전기분해조, 초음파 진동기 또는 가열식 가습기를 선택적으로 작동시킨다.

본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치는 상기한 다수 개의 본체를 좌우로 평행하게 배열하여 이루어질 수 있다.

본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치는 상기한 다수 개의 본체를 상하로 평행하게 적층하여 이루어질 수 있다.

상기 다수의 본체에 형성된 가스유입구와 증기혼합부 사이에는 증기저장부가 더 설치되고, 상기 증기저장부의 하단에는 수증기를 생성하기 위한 상기 증기발생부가 설치되며, 상기 각 본체의 가스유입구 및 증기혼합부 사이에는 상기 가스유입구와 증기혼합부와 연결되는 통로를 개폐하기 위한 도어수단이 더 설치된다.

상기 증기저장부는 원통형으로 이루어지고, 상기 도어수단은 상기 증기저장부의 내부에 수직으로 설치되고 상기 각 본체의 가스유입구 및 증기혼합부와 연결되는 통로와 대응하도록 설치된 다수의 개구부가 형성된 원통형의 내통과, 상기 내통의 상면에 설치되어 상기 내통을 수평방향으로 회전시키는 모터와, 상기 모터를 상기 내통과 연결하는 회전축을 포함한다.

상기 도어수단은 상기 가스유입구로 오염가스가 유입될 때 상기 가스유입구 및 증기혼합부와 연결되는 통로를 개방하여 상기 증기저장부에 저장된 수증기와 상기 가스유입구를 통해 유입된 오염가스를 혼합하여 상기 증기혼합부로 토출하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 필터 없는 미세먼지 제거장치에 따르면, 미세먼지를 포집하기 위한 필터를 사용할 필요가 없으므로, 기로의 막힘 현상에 따른 수리비용 및 필터 교환, 내부 청소 등으로 소요되는 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물을 전기분해할 때 발생하는 미세 물입자를 이용하여 미세먼지를 포집하기 때문에 미세한 분지의 제거 효율이 향상될 뿐만 아니라 전기분해할 때 발생하는 수산기나 음이온을 이용하여 오염된 공기 중에 포함된 세균 그리고 각종 유해성분을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물의 사용량을 최소화하여 관리비를 절감할 수 있고, 오염된 공기의 온도 및 습도에 무관하게 오염된 공기 내 분진 및 악취를 높은 효율로 제거할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치는 일정한 길이의 금속 원통형으로 이루어지기 때문에 오염된 공기가 발생하는 조건에 따라서 다수 개의 본체를 좌우 또는 상하로 적층함으로써 자유롭게 처리용량을 조절할 수 있다.

도 1은 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 구조를 보여주는 블록도,
도 2는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 개략적인 구성도,
도 3은 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 제1 실시 예를 보여주는 개략적인 단면도,
도 4는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 제2 실시 예를 보여주는 개략적인 단면도,
도 5는 본 발명에 따른 전기분해조의 일 예를 보여주는 단면도,
도 6은 본 발명에 따른 냉각장치의 일 예를 보여주는 단면도,
도 7은 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 제3 실시 예를 보여주는 사시도,
도 8은 도 7의 필터 없는 미세먼지 제거장치에 적용된 도어수단의 일 예를 보여주는 부분 분해 사시도,
도 9는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치를 터널 내에 설치한 모습을 보여주는 개략적인 단면도,
도 10, 도 11, 및 도 12는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 작용을 보여주는 설명도,
도 13은 종래 기술에 따른 필터 없는 미세먼지 제거기의 개략적인 구성도이다.

이하, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 바람직한 실시 예를 첨부한 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

그러나 본 발명의 실시형태는 여러 가지의 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 이하 설명하는 실시형태로만 한정되는 것은 아니다. 또한, 도면에서의 요소들의 형상 및 크기 등은 더욱 명확한 설명을 위해 과장될 수 있으며, 도면상의 동일한 부호로 표시되는 요소는 동일한 요소이다.

한편, 본 명세서에서 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.

그리고 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 "연결"되어 있다고 할 때 이는 "직접적으로 연결"되어 있는 경우뿐만 아니라 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고 "전기적으로 연결"되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함" 또는 "구비"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함하거나 구비할 수 있는 것을 의미한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 구조를 보여주는 블록도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치(1)는, 수증기를 이용하여 미세먼지를 포획하여 제거하는 것으로서, 크게 가스유입구(10), 증기발생부(20), 증기혼합부(30), 증기응축부(40), 응축수배출구(50) 및 가스배출구(60)를 포함한다.

상기 가스유입구(10)는 미세먼지(미세분진, 미세과립분, 중금속입자 등), 세균(바이러스) 및 각종 유해성분(질소화합물, 벤젠, 포름알데히드, 황화수소, 트리메틸아민 등)이 포함되어 있는 오염공기 또는 오염가스가 유입된다. 여기서 오염가스는 실·내외의 공기나 특정한 오염원에서 배출되는 가스를 포함한다.

상기 증기발생부(20)는 수증기를 생성하는 장치로서, 일종의 가습기의 역할을 한다. 상기 증기발생부(20)는 물로부터 수증기를 발생시키는 것으로서, 가습 방식에 따라 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫째, '초음파식’은 초음파 에너지로 만든 진동으로 쪼개진 물 분자를 분무하는 방식이다. 둘째, ‘가열식’은 전기로 물을 끓여서 수증기를 발생시키는 방식이다. 셋째, 자연 기화식’은 건조한 곳에서 물이 자연스럽게 증발하는 원리를 이용한다. 넷째, '전기분해식'은 물을 전기분해하는 과정에서 발생하는 기포가 물 위로 올라오면서 터질 때 발생하는 미세 물입자를 이용한다.

일반적으로 '초음파식’이 비교적 가격이 저렴하고 에너지 효율이 우수한 장점이 있으나 초음파 가습 과정에서 세균이나 유해물질(미세먼지)이 함께 배출되는 문제가 있다. 즉, 초음파 진동을 발생시켜 물 입자를 작게 쪼갠 물방울을 안개처럼 내뿜을 때 발생하는 물입자가 세균보다 크기 때문에 가습 과정에서 세균 및 미세먼지 등을 물방울과 함께 배출할 위험이 있다. 가열식’은 전기 히터로 물을 100℃로 가열하여 수증기를 만드는 방식이므로 자동으로 살균이 된다는 장점이 있지만, 전력이 많이 소요되고 뜨거운 증기로 인해 화상을 입거나 기온이 올라가는 단점이 있다. '자연 기화식’은 물에 젖은 가습 필터가 자연스럽게 마르면서 수분을 퍼뜨리는 방식이므로 저렴하고 친환경이나 수증기의 발생 효율이 크게 떨어지는 단점이 있다.

한편, '전기분해식'은 초음파 진동에 의해 발생하는 물입자의 크기가 작고 물을 전기분해하는 과정에는 수산기가 발생하여 세균이나 바이러스가 자동으로 살균되는 효과가 있다. 아울러 50~60℃정도로 가열되기 때문에 가열식에 비해 전기료가 적게 드는 장점이 있다. 따라서 본 발명의 증기발생부(20)는 기본적으로 전기분해를 이용하여 수증기를 발생하되 초음파식과 가열식을 혼합하여 전기분해식의 단점을 보완할 수 있도록 한다. 예를 들어, 초음파 발생기는 전기분해에서 부족한 수증기를 보충하고 가열식은 겨울철에 수증기가 쉽게 응축되는 것을 방지한다. 즉, 초음파식, 가열식 및 전기분해식을 적절히 혼합하여 수증기량과 온도를 적절히 조절할 수 있다.

이어, 상기 증기혼합부(30)는 상기 가스유입구(10)를 통해 유입되는 오염가스와 상기 전기분해조(20)에서 발생하는 증기를 혼합하는 부분이다. 이를 위해서, 상기 증기혼합부(30)의 일측은 가스유입구(10)와 연통되고 타측은 후술하는 상기 증기응축부(40)와 연통된다. 그리고 상기 증기혼합부(30)의 측면이나 하부에는 상기 증기발생부(20)가 설치된다.

상기 증기혼합부(30)는 수평방향으로 설치된 원통으로 이루어진다. 그리고 상기 원통의 일단에는 가스유입구(10)와 연결된다. 따라서 가스유입구(10)를 통해 유입되는 오염가스는 상기 증기혼합부(30)를 통과한다. 그리고 상기 증기혼합부(30)의 타측에는 증기응축부(40)가 연결된다. 그리고 상기 증기발생부(20)에서 발생하는 수증기는 증기혼합부(30)로 투입된다.

상기 증기혼합부(30)로 투입된 오염가스는 일정한 유속으로 흐른다. 그리고 상기 증기발생부(20)에서 발생하는 수증기는 상기 증기혼합부(30)에 형성된 부(-)압에 따라 증기발생부(20)로 빨려들어 온다. 그러면, 상기 증기혼합부(30)로 유입되는 수증기는 오염가스와 혼합된다. 이때, 오염가스에 포함된 미세먼지는 수증기에 포함된 미세 물입자와 결합하여 입자의 크기가 점차 커지거나 무거워진다. 또한, 오염가스에 다량의 수증기가 포함되어 포화상태에 근접하게 된다.

상기 증기응축부(40)는 상기 증기혼합부(30)에서 다량의 수증기를 포함하여 포화상태가 된 오염가스가 유입된다. 이때, 오염가스에 포함된 미세먼지는 물입자를 흡착하여 입자의 크기가 커진 상태이다. 그리고 상기 증기응축부(40)는 내부의 공간이 급격히 확대되어 오염가스의 유속이 떨어지는 동시에 이슬점 이하로 냉각된다. 따라서 오염가스에 포함된 증기가 응축되어 응축수가 생성된다. 그러면 오염가스에 포함된 미세먼지는 응축수에 포획된다. 또한, 미세먼지가 포획된 응축수는 점차 무게가 무거워지면서 중력에 의해 아래로 하강하게 된다.

또한, 상기 증기응축부(40)의 내부 공간에는 다수의 응축판이 설치될 수 있다. 그러면 증기응축부(40)로 유입된 오염공기는 응축판과 충돌하여 유속이 급격히 떨어지는 동시에 차가운 응축판과 충돌하여 응축수의 생성이 촉진된다. 그리고 상기 응축판에 맺힌 응축수는 중력에 의해 아래로 흘러내리게 된다.

상기 응축수배출구(50)는 상기 증기응축부(40)에서 하강하는 응축수를 모아서 외부로 배출한다. 이때 응축수에는 미세먼지가 포함되어 있다. 그리고 상기 가스배출구(60)는 미세먼지와 수분이 제거된 청정 가스를 외부로 배출한다.

이와 같이, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는, 가스유입구(10)를 통해서 유입되는 오염가스에 포함된 미세먼지를 상기 증기발생부(20)에서 발생하는 수증기와 혼합시켜서 포화상태(saturated condition)에 근접한 상태로 만드는 동시에 미세먼지에 미세 물입자를 흡착시켜서 입자의 크기를 크게 한 후, 오염가스의 유속을 떨어뜨리는 동시에 이슬점 이하의 온도로 냉각시켜 오염가스에 포함된 수분을 응축수(condensate)로 응축시켜서 응축수에 미세먼지를 포획하여 분리함으로써 오염가스로부터 미세먼지를 제거하는 것이다.

특히, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는 수증기에 포함된 다량의 미세 물입자를 이용하여 미세먼지를 흡착하기 때문에 작은 입자의 미세먼지까지 제거할 수 있을 뿐만 아니라 수증기를 응축시켜서 미세먼지를 분리하기 때문에 노즐식에 비해 세척수의 사용을 절감할 수 있다.

이어, 도 2는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 개략적인 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는, 크게 가스유입구(10), 증기발생부(20), 증기혼합부(30), 증기응축부(40), 응축수배출구(50) 및 가스배출구(60)를 포함하되, 상기 가스유입구(10)에는 송풍기(110)와 스크린필터(111)가 설치되고, 상기 증기발생부(20)는 전기분해조(120)를 포함하며, 상기 증기혼합부(30)는 벤츄리관(130)으로 이루어지고, 상기 증기응축부(40)는 일정한 크기의 응축챔버(140)와 냉각장치(142)를 포함한다.

또한, 상기 송풍기(110), 전기분해조(120), 냉각장치(142)에 전원을 공급하기 위한 전원부(70)와 각종 센서와 연결되어 상기 송풍기(110), 전기분해조(120) 및 냉각장치(142)의 작동을 제어하는 제어부(80)를 더 포함한다. 상기 전원부(70)와 제어부(80)는 당해 분야에서 널리 사용되는 것이므로 이에 대해 상세한 설명은 생략하기로 한다.

더욱 구체적으로, 상기 가스유입구(10)는 오염가스가 유입되는 입구로서, 송풍기(110)와 스크린필터(111)가 설치된다. 상기 송풍기(110)는 오염을 제거하고자 하는 실·내외의 공간 내 가스(Gas)를 흡입하여 증기혼합부(20) 내부로 토출하는 역할을 한다. 이때, 송풍기(110)는 가스의 유속에 대응하는 송풍 속도를 조절하기 위한 인버터 모터(도시되지 않음)를 구비할 수 있고, 인버터 모터는 제어부(80)의 제어 신호에 따라 송풍기(110)의 회전수를 제어함으로써 송풍 속도를 조절할 수 있으나 이에 한정되지 않는다. 한편, 송풍기(110)는, 별도의 제어부(80)의 제어 없이 오염 효율 최적화 기법에 따라 결정된 송풍 속도로 가스를 흡입하여 토출할 수도 있다. 상기 스크린필터(111)는 오염가스와 함께 유입되는 큰 입자의 오염물질을 걸러준다.

상기 증기발생부(20)는 수증기를 생성하는 것으로, 전기분해조(120)를 포함한다. 전기분해조(120)는 일정량의 물을 수용하는 수조(121)와, 상기 수조(121)의 내부에 설치된 하나 이상의 전해모듈(122)을 포함한다. 바람직하게 전해모듈(122)은 다수의 양극판과 음극판을 일정 간격으로 이격시켜 상하로 적층한 구조로 이루어진다. 바람직하게 상기 전해모듈(122)은 그 상면이 수조(121)의 수면(L)에 근접하게 설치된다. 그리고 상기 수조(121)의 일 측에는 전자밸브가 구비된 물공급관(123)이 설치된다.

따라서 상기 수조(121)에 일정 수면(L)을 갖도록 물을 채운 후 상기 전해모듈(122)에 직류전원을 공급하면, 물이 전기 분해되어 다량의 기포가 생성된다. 이때 기포는 수소가스와 산소가스 그리고 음이온 가스에 의해 형성된다. 그리고 기포는 물 위로 올라오는 과정에서 터지면서 다량의 미세 물입자가 안개 형태로 수증기가 생성된다. 이때, 상기 전해모듈(122)의 하부에 순환펌프(124)를 설치하여 전해모듈(122) 주변에 상향류를 형성하여 다량의 기포가 생성되도록 할 수 있다.

한편, 상기 전해모듈(122)이 물을 전기분해하면 물분자가 수소이온(H+)과 산소이온(O-)으로 분해되고, 음이온인 산소이온은 주변에 존재하는 다른 물분자들과 반응을 계속적으로 하면서 수산기(OH-)를 형성한다. 수산기(OH-) 인체에 무해하고 독성이 없으며, 현존하는 모든 물질을 살균하고, 공기나 물에 직접 작용하여 오염물질을 물과 이산화탄소로 환원시키고, 산화속도(살균, 소독, 분해)가 오존, 염소보다 빠르고 강하며 탈취능력이 매우 뛰어난 것이다. 또한, 수산기(OH-)는 물을 끌어당기는 성질이 아주 강해서 세균의 세포막 수분을 빼앗아 세균을 사멸시켜 주는 것이다. 그리고 함께 생성되는 산소계(O-, O3-) 음이온도 같은 역할을 하게 된다. 음이온은 환원작용으로 인하여 물로 환원되므로 다른 화학 첨가물과 같은 오염이 발생하지 않으면서 살균력을 가진 살균가습기가 계속적으로 생성될 수 있다.

상기 증기혼합부(30)는 벤츄리관(130)으로 이루어진다. 상기 벤츄리관(130)은 송풍부(110)에서 토출된 오염가스가 유입되는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부로 이루어진다. 그리고 벤츄리관(130)을 통과한 가스는 증기응축부(40)로 유출한다. 이때, 벤츄리관(130)은 다양한 단면 형상, 예를 들면, 원형, 직사각형, 정사각형 등으로 제조될 수 있고, 소정의 지름을 갖는 원형인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다.

상기 수렴형 유입부의 길이는 설치 공간의 규모를 고려하여 결정될 수 있으며, 목부의 길이는 벤츄리 효과를 얻을 수 있도록 목부 지름의 약 2.5배 내지 약 3.5배, 바람직하게는 약 3배인 것이 바람직하나 이에 한정되지 않는다. 아울러, 확산형 유출부의 길이는 목부 지름의 약 3.5배 내지 약 4.5배, 바람직하게는 약 4배인 것이 바람직하다.

따라서 상기 목부에서 비교적 빠른 속도로 진행하던 오염가스는, 점진적으로 단면의 면적이 증가하는 형태인 확산형 유출부를 통과하는 중에 그 진행 속도가 감소하면서 압력이 회복된다. 이때, 확산형 유출부에서 배출되는 가스의 압력을 벤츄리관(130) 내 유입될 당시의 압력 수준까지 회복시키기 위하여 확산형 유출부는 상술한 길이를 갖도록 설계하는 것이 바람직하다

한편, 상기 벤츄리관(130)의 목부에서는 일정한 속도로 진행하는 오염가스의 흐름에 의해서 일정한 부(-)압이 형성되어 상기 전기분해조(120)에서 발생하는 수증기를 빨아드린다. 그리고 상기 전기분해조(120)와 벤츄리관(130) 사이에 별도로 송풍팬을 설치하여 전기분해조(120)에서 발생하는 수증기를 강제로 공급하는 것도 가능하다. 또한, 상기 전기분해조(120)와 벤츄리관(130) 사이에는 벤츄리관(130)을 통과하는 오염가스에 포함된 미세먼지가 전기분해조(120)로 유입되는 것을 차단하기 위한 필터가 더 설치될 수 있다.

이와 같이, 상기 벤츄리관(130)으로 공급된 수증기는 오염가스와 함께 이동하면서 서로 혼합된다. 즉, 다량의 수증기가 오염가스에 포함되어 포화상태에 근접하게 되고 오염가스에 포함된 미세먼지는 다량의 미세 물입자를 흡착하여 입자의 크기가 점차 커지게 된다. 아울러 상기 전기분해조(120)에서 발생하는 음이온과 수산기는 오염가스에 포함된 세균을 살균하거나 각종 유해성분과 반응하여 무해한 성분으로 분해시킬 수 있다.

이어서 상기 증기응축부(40)는 내부 공간이 크게 확대되는 응축챔버(140)와 상기 응축챔버(140)의 내부를 이슬점 이하로 냉각하는 냉각수단(142)을 포함한다. 또한, 상기 응축챔버(140)의 내부에는 다수의 응축판(141)이 설치되고, 상기 응축판(141)은 냉각수단(142)과 연결되어 이슬점 이하로 냉각된다. 상기 응축판(141)는 판 형태 외에 봉형태나 블록 형태 또는 와이어 형태로 이루어질 수 있다.

따라서 상기 벤츄리관(130)을 빠져나온 오염가스가 상기 응축챔버(140)로 유입되면 면적이 급격히 증가하여 오염가스의 유속이 급격히 떨어진다. 또한, 오염가스가 응축판(141)과 충돌하면서 이슬점 이하로 냉각되어 응축되게 된다. 그러면 미세먼지가 흡착된 물입자들이 응축되어 응축판(141)에 응축수가 맺히고 중력에 의해 아래로 흘러내리게 된다. 이와 같이, 상기 응축챔버(140)는 오염가스에 포함된 미세먼지를 응축수로 포획하여 분리시킨다.

상기 벤츄리부(130)와 응축챔버(140) 내에서 분진을 포집한 물방울이 생성되는 원리를 상술하면 다음과 같다. 먼저, 관성 충돌(Impaction)에 의한 포집은, 가스 내 함유된 미세먼지 입자가 물방울에 근접하면서 물방울과 충돌하여 가스로부터 분리되는 것이고, 확산(Diffusion)에 의한 포집은, 가스의 흐름과는 무관하게 약 0.1㎛ 이하의 미세먼지 입자가 불규칙한 브라운(Brown) 운동을 하다가 물방울과 충돌하여 가스로부터 분리되는 것이며, 차단(Interception)에 의한 포집은, 미세먼지 입자가 가스의 흐름을 따라 물방울 주위를 흐르는 경우에 물방울의 표면과 분진 입자의 거리가 분진 입자 직경의 약 0.5배가 되면 가스로부터 분리되는 것이다. 이때, 차단에 의한 포집은, 분진 입자의 질량보다는 분진 입자의 크기에 포집 여부가 좌우된다. 또한, 응축챔버(140) 내 가스배출구(60)를 향해 흐르는 가스의 이동 속도는 약 0.8m/s 이상 1.2m/s 이하, 바람직하게는 약 0.8m/s 이상 1m/s 이하일 수 있으며, 이와 같이 이동 속도를 소정의 속도 범위 내로 조절함으로써 공기 청정 효율을 감소시키지 않으면서도 가스 내 작은 물방울이 충분히 분리될 수 있도록 한다.

그리고 상기 응축챔버(140)의 바닥에는 응축수배출구(50)가 설치된다. 상기 응축수배출구(50)는 상기 응축챔버(140)에서 생성된 응축수를 외부로 배출한다. 이때, 응축배출부(50)를 통해 배출되는 응축수에는 미세먼지가 포함되어 있다. 또한, 상기 응축챔버(140)의 타측에는 가스배출구(60)가 설치된다. 상기 가스배출구 수분과 미세먼지가 제거된 청정 가스를 외부로 배출시킨다. 바람직하게, 상기 가스배출구(60)에는 외부로 배출되는 가스에 남아 있는 수분을 제거하기 위한 데미스터(161)가 설치될 수 있다. 또한, 상기 가스배출구(60)에는 외부로 배출되는 청정 가스에 음이온을 공급하기 위한 음이온발생기(162)가 더 설치될 수 있다. 아울러 상기 가스배출구(60)에는 외부로 배출되는 청정 가스의 온도를 높이기 위한 히터가 더 설치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는, 미세먼지나 세균 등 각종 오염물질이 포함된 오염가스를 벤츄리관(130)으로 투입하고, 상기 벤츄리관(130)의 목부에 전기분해조(120)를 연결하여, 오염가스의 유속이 증가하여 전기분해조(120)에서 발생하는 수증기를 빨아들이도록 하면, 상기 벤튜리관(130)을 통과하는 동안에 오염가스에 포함된 미세먼지에 수증기에 포함된 미세 물입자가 흡착되어 입자의 크기가 커지고, 상기 응축챔버(40)로 유입된 오염가스를 이슬점 이하의 온도로 냉각하면 오염가스에 포함된 수증기가 응축수로 응축된다. 그리고 수증기가 응축수로 응축되는 과정에서 미세먼지가 응축수에 포획되고 미세먼지가 포획된 응축수를 가스로부터 분리하여 오염가스로부터 미세먼지를 제거된다.

이어서, 도 3은 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 제1 실시 예를 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치(1)는, 크게 가스유입구(10), 증기발생부(20), 증기혼합부(30), 증기응축부(40), 응축수배출구(50) 및 가스배출구(60)를 포함하되, 통 형상으로 이루어진 본체(11)를 포함한다.

상기 본체(11)는 일정한 길이의 금속 원통으로 이루어지고, 일단(12)에는 가스유입구(10)가 설치되고, 타단(13)에는 가스배출구(60)가 설치된다. 그리고 상기 본체(11)의 가운데 부분에는 증기혼합부(30)와 증기응축부(40)가 차례로 설치되고, 상기 증기혼합부(30)의 하부에는 증기발생부(20)가 구비된다.

또한, 상기 가스유입구(10)에는 송풍기(110)와 스크린필터(111)가 설치되고, 상기 증기혼합부(30)는 벤츄리관(130)으로 이루어지며, 상기 증기응축부(40)는 일정한 크기의 응축챔버(140)와 냉각장치(142)로 이루어진다. 그리고 상기 증기발생부(20)는 상기 증기혼합부(30)의 하부에 설치되는 전기분해조(120)를 포함하고, 상기 응축챔버(140)의 바닥에는 응축수배출구(50)가 설치된다. 그리고 상기 가스배출구(60)에는 데미스터(161)와 이온발생기(162)가 설치된다.

더욱 구체적으로, 상기 가스유입구(10)는 오염가스가 유입되는 입구로서, 송풍기(110)와 스크린필터(111)가 설치된다. 상기 송풍기(110)는 오염을 제거하고자 하는 실·내외의 공간 내 가스(Gas)를 흡입하여 벤츄리관(130) 내부로 토출한다. 상기 스크린필터(111)는 오염가스와 함께 유입되는 큰 입자의 오염물질을 걸러준다. 또한, 상기 스크린필터(111)의 후방에는 유입되는 오염가스의 온도를 높이기 위한 히터가 더 설치될 수 있다.

이어, 상기 증기발생부(20)는 수증기를 생성하는 것으로서, 특히 전기분해조(120)를 포함한다. 상기 전기분해조(120)는 일정량의 물을 수용하는 수조(121)와, 상기 수조(121)의 내부에 설치되는 하나 이상의 전해모듈(122)을 포함한다. 그리고 상기 수조(121)의 일측에는 물공급관(123)이 설치되어 수조(121)의 내부에 일정 수위를 유지하도록 물을 공급한다.

상기 증기혼합부(30)는 벤츄리관(130)으로 이루어진다. 따라서 상기 벤츄리관(130)으로 투입되는 오염가스의 유속이 증가하여 상기 전기분해조(120)에서 발생하는 수증기를 흡입할 수 있다. 그리고 상기 벤츄리관(130)을 통과하는 동안에 오염가스에 포함된 미세먼지는 수증기와 혼합되어 포화습도 상태에 근접하게 되는 동시에 미세먼지에 다량의 물입자가 흡착되어 입자의 크기가 커지게 된다.

이어 상기 응축챔버(140)는 내부 공간이 급격히 확대되어 오염가스의 유속이 떨어지고 냉각수단(142)에 의해 이슬점 이하로 냉각된다. 그러면 오염가스에 포함된 수분이 응축되어 응축수를 생성한다. 또한, 상기 응축챔버(140)의 내부에 설치되고 이슬점 이하로 냉각된 다수의 응축판(141)에 오염가스가 충돌하는 응축수의 생성을 촉진한다. 따라서 미세먼지가 포획된 응축수는 중력에 의해 하강하거나 응축판(141)과 충돌하여 아래로 흐르게 된다.

그리고 상기 응축챔버(140)의 바닥에는 응축수배출구(50)가 설치되어 상기 응축챔버(140)에서 만들어지는 응축수를 외부로 배출한다. 이때, 응축배출부(50)를 통해 배출되는 응축수에는 미세먼지가 포함된다. 또한, 상기 응축챔버(140)의 타측에는 가스배출구(60)가 설치된다. 상기 가스배출부(60)는 수분과 미세먼지가 제거된 청정가스를 외부로 배출시킨다. 바람직하게, 상기 가스배출구(60)에는 외부로 배출되는 청정가스의 습도를 낮출 수 있도록 데미스터(161)가 설치된다. 또한, 상기 가스배출구(60)에는 음이온발생기(162)가 더 설치될 수 있다.

일반적으로, 건강한 삶을 위해서는 공기 1㎤당 400~1,000개의 음이온이 존재해야 한다고 알려졌으나 산업화 및 도시화에 따라 대기 중 양이온이 넘쳐나고 있다. 이러한 양이온이 증가하면 몸 안의 활성산소가 증가하여 체내 산화반응이 많아지고 혈액이나 체액이 산성화되면서 면역력이 낮아지며, 이러한 과정을 겪으면서 체내 독소가 쌓이게 되고 여러 질병의 원인으로 작용할 수 있다. 음이온은 혈액 중의 전자 농도를 증가시킴으로써 체내 활성산소의 활동을 억제하고 노화를 방지하는 항산화작용을 하고, 혈액의 pH 상승에 도움을 주며, 대뇌에 작용함으로써 뇌 속의 세로토닌 농도를 조절하여 불안증이나 긴장감을 줄여주고, 스트레스 호르몬이 덜 분비되는 환경을 제공해 준다. 대기 중 음이온이 많아져서 인체에 위와 같은 영향을 주게 되면 결과적으로 혈액순환이나 물질대사가 더욱 활발하게 되고 면역력 향상으로까지 이어질 수 있다.

이어, 도 4는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 제2 실시 예를 보여주는 구성도이다. 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 미세먼지 제거장치(1)는, 크게 가스유입구(10), 증기발생부(20), 증기혼합부(30), 증기응축부(40), 응축수배출구(50) 및 가스배출구(60)를 포함하되, 통 형상으로 이루어진 본체(11)를 포함한다.

상기 본체(11)는 일정한 길이의 금속 원통으로 이루어지고, 일단(12)에는 가스유입구(10)가 형성되고, 타단(13)에는 가스배출구(60)가 형성된다. 그리고 상기 본체(11)의 가운데 부분에는 증기혼합부(30)와 증기응축부(40)가 차례로 설치되고, 상기 증기혼합부(30)의 하부에는 증기발생부(20)가 구비된다.

또한, 상기 가스유입구(10)에는 송풍기(110)와 스크린필터(111)가 설치되고, 상기 증기혼합부(30)는 2개의 벤츄리관(130a)(130b)이 일렬로 연결되어 이루어지며, 상기 증기응축부(40)는 일정한 크기의 응축챔버(140)와 냉각장치(142)로 이루어진다. 그리고 상기 증기발생부(20)는 상기 2개의 벤츄리관(130a)(130b)의 하부에 설치되는 전기분해조(120)를 포함하고, 상기 응축챔비(140)의 바닥에는 응축수배출구(50)가 설치된다. 그리고 상기 가스배출구(60)에는 외부로 배출되는 공기의 온도를 높이기 위한 히터(163)이 설치된다.

더욱 구체적으로, 상기 전기분해조(120)는, 도 5에서 보는 바와 같이, 일정량의 물을 수용하는 수조(121)와, 상기 수조(121)의 내부에 설치되는 하나 이상의 전해모듈(122)을 포함한다. 그리고 상기 수조(121)에는 수위를 측정하기 위한 도시되지 않은 수위센서가 설치되고 일측에는 물공급관(123)이 설치된다. 그리고 상기 물공급관(123)에는 수위센서와 전기적으로 연결되어 물의 공급을 제어하는 전자밸브(123a)가 구비된다. 따라서 수조(121) 내에는 항상 일정한 수위가 유지된다.

이어, 상기 전해모듈(122)은 수평방향으로 설치되고 상하로 일정 간격 이격되어 적층되는 다수의 양극판(122a)과 응극판(122b)으로 이루어진다. 이때, 상기 양극판(122a)과 음극판(122b)에는 다수의 관통 홀(122c)이 형성되어 물과 기포가 자유롭게 이동할 수 있도록 한다. 그리고 상기 양극판(122a)과 음극판(122b)에는 전극(124)이 각각 연결되어 직류전원을 공급받을 수 있게 한다. 이때, 상기 전해모듈(122)의 상단은 수조(121)의 수면(L)에 근접하게 설치되고, 상기 전해모듈(122)의 하부에는 순환펌프(124)가 설치되어 상기 전해모듈(122) 주변에 상향류를 형성한다.

한편, 상기 수조(121)는 하나 이상의 격벽(126)을 통해 두 개의 구역으로 구분될 수 있다. 일측 구획(121a)에는 하나 이상의 해모듈(122)이 설치되고, 타측 구획(121b)에는 하나 이상의 초음파 진동기(129)가 설치된다. 상기 초음파 진동기(129)도 수조(121)의 수면(L)에 근접하게 설치된다. 이러한 초음파 진동기(129)의 동작원리는 전자회로에서 만들어진 초음파 신호를 진동자(압전 세라믹스)에 가함으로써 진동을 만들고 초음파를 발생시킨다. 상기 초음파 진동기(129)를 얕은 물의 밑바닥 면에 설치하면 진동의 효과로 물의 미립자가 튀어나가게 되며 이러한 원리로 수증기가 공기중에 뿜어져 나온다.

그리고 상기 제1 수조(121a)에는 전기분해 과정에서 발생하는 부유물을 외부로 제거하기 위한 부유물배출관(127)이 설치된다. 상기 부유물배출관(127)은 수면(L)과 일치하도록 설치되어 수면으로 뜨는 부유물을 배출할 수 있도록 한다. 또한, 상기 격벽(126)에는 제1 수조(121a)의 물이 제2 수조(121b)로 유입될 수 있도록 관통구가 형성되고, 상기 관통구에는 필터(126a)가 설치된다. 상기 필터(126a)는 전기분해 과정에서 발생하는 부유물이나 고형물이 상기 제2 수조(121b)로 유입되는 것을 차단한다. 따라서 상기 제2 수조(121b)로 유입되는 물에는 부유물이나 고형물 등 오염물질이 포함되지 않기 때문에 초음파 진동기(129)에 의해 생성되는 수증기에 오염물질이 포함되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 제1 수조(121)에서 전기분해된 살균소독수는 물이 부패하거나 세균이 번식되는 것을 방지하여 주기 때문에 제2 수조(121b) 내부를 주기적으로 청소해야 하는 불편함이 없어 보다 편리하게 사용이 가능하며, 물의 살균을 위해 별도의 세정제를 사용하지 않아도 되기 때문에 경제적으로도 효율적이다.

그리고 응축챔버(140)의 내부에는 다수의 응축판(141)이 일정한 간격으로 설치된다. 또한, 상기 응축판(141)은 일정한 간격으로 다수의 관통홀(141c)이 형성되어 있다. 그리고 상기 다수의 응축판(141)은 냉각장치(142)와 연결된다. 바람직하게 상기 냉각장치(142)는 도 6에서 보는 바와 같이, 열전소자(144)로 이루어진다. 상기 열전소자(144)는 펠티에 효과를 이용하는 것으로서, 펠티에 효과는 2종류의 금속 끝을 접속시켜, 여기에 전류를 흘려보내면, 전류 방향에 따라 한쪽 단자는 흡열하고, 다른 쪽 단자는 발열을 일으키는 현상이다. 즉, 흡열부에 다수의 응축판(141)과 접촉하도록 하고, 발열부에 히트싱크(145)를 개재시켜 하나 이상의 방열 팬(146)을 설치한다. 따라서 상기 열전소자(144)에 전원을 공급하면, 흡열부로부터 열기를 흡수하기 때문에 상기 다수의 응축판(141)이 냉각된다. 그리고 흡수한 열을 히트싱크(145)와 방열팬(146)을 통해서 외부로 배출시킨다.

이와 같이, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는, 미세먼지 등 각종 오염물질이 포함된 오염가스를 하나 이상의 벤츄리관(130)으로 투입하면, 상기 벤츄리관(130)의 목부에서 오염가스의 유속이 증가하여 상기 전기분해조(120)에서 발생하는 수증기를 빨아들인다. 그리고 상기 벤튜리관(130)으로 주입된 수증기는 오염가스와 혼합되어 오염가스에 포함된 미세먼지와 미세 물입자가 결합하여 입자의 크기가 확대된다. 이어 오염가스가 응축챔버(140)로 유입되면 이슬점 이하의 온도로 냉각되면 오염가스에 포함된 수증기가 응축수로 응축되고 이 과정에서 미세먼지가 응축수와 함께 분리됨으로써 오염가스로부터 미세먼지를 제거한다. 그리고 상기 응축챔버(140)의 바닥에는 응축수배출구(50)가 설치되어 응축챔버(140)에서 생성되는 응축수를 외부로 배출한다. 이때, 응축수에는 미세먼지가 포함된다. 또한, 응축챔버(140)의 타측에는 가스배출구(60)가 설치된다.

한편, 도 7은 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치의 제3 실시 예를 보여주는 사시도로서, 도시된 바와 같이, 일정한 길이의 금속 원통으로 이루어지고 일단(12)에는 가스유입구(10)가 설치되며 타단(13)에는 가스배출구(60)가 설치되고 그 사이에는 증기혼합부(30)와 증기응축부(40)가 차례로 설치되는 본체(11)를 상하로 적층 하여 이루어진 것이다. 본 명세서에는 다수의 본체(11)가 상하로 설치된 경우를 예를 들어 설명하고 있으나 상기 다수의 본체(11)를 좌우 수평방향으로 설치하거나 좌우 및 상하로 적층 하여 블록 형태로 만드는 것도 가능하며 당연히 이러한 구성들도 본 발명의 권리범위에 속하는 것임을 밝혀 둔다.

구체적으로 상기 가스유입구(10)에는 송풍기(110)와 스크린필터(111)가 설치되거나 스크린필터(111)만 설치될 수 있다. 그리고 상기 증기혼합부(30)는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부를 포함하는 벤츄리관(130)으로 이루어진다. 본 명세서에서는 원형으로 이루어진 벤츄리관(130)이 도시되어 있으나 직사각형, 정사각형 등으로 이루어질 수 있다.

그리고 상기 가스유입구(10)와 증기혼합부(30) 또는 벤츄리관(130) 사이에는 증기저장부(225)가 더 설치된다. 또한, 상기 증기저장부(225)의 하단에는 수증기를 생성하는 증기발생부(20)가 설치된다. 상기 증기저장부(225)는 원통형으로 이루어지고 다수의 본체(11)를 관통하여 수직으로 설치된다. 그리고 상기 증기발생부(20)는 전기분해조(20)를 포함할 수 있다. 또한, 상기 증기저장부(225)에는 각 본체(11)의 가스유입구(10) 및 벤츄리관(130)과 연결되는 통로를 개폐하기 위한 도어수단(226a)(226b)이 더 설치된다.

바람직하게, 상기 도어수단(226)은 도 8에서 보는 바와 같이, 상기 증기저장부(225)의 내부에 수직으로 설치되고 상기 각 본체의 가스유입구(10) 및 증기혼합부(30)와 연결되는 통로와 대응하게 설치된 다수의 개구부(253)가 형성된 원통형의 내통(261)과, 상기 내통(161)의 상면에 설치되어 상기 내통(261)을 수평방향으로 회전시키는 모터(M)와 상기 모터를 상기 내통(261)과 연결하는 회전축(262)을 포함한다. 따라서 상기 모터(M)를 작동시켜 상기 내통(261)을 일측으로 회전시키면 상기 다수의 개구부(263)가 각 본체(11)의 가스유입구(10) 및 벤츄리관(130)과 연결되는 통로와 일치되어 외부의 공기가 상기 증기저장부(225)로 유입될 수 있게 되고, 동시에 상기 증기저장부(225) 내의 증기는 상기 벤츄리관(130)으로 공급될 수 있게 된다.

그리고 상기 증기저장부(225)의 하단에는 전기분해조(130)를 포함하는 증기발생부(20)가 설치된다. 도면에는 원통형의 전기분해조(130)가 도시되어 있으나 그 크기와 형상의 처리용량이나 환경에 맞게 조절할 수 있다. 그리고 상기 전기분해조(130)의 일측에는 물공급관(123)이 설치된다. 또한, 상기 전기분해조(130)의 일측에는 도시되지 않은 부유물배출관(127)이 더 설치될 수 있다.

또한, 상기 응축챔버(140)의 측면에는 열전소자(144)를 포함하는 냉각장치(142)가 각각 설치된다. 본 명세서에서는 열전소자를 이용한 냉각장치가 도시되어 있으나 냉매를 이용한 냉매순화시스템을 사용하는 것도 가능하다. 그리고 상기 응축챔버(140)에는 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수배출구(50)가 구비된다. 또한, 상기 응축챔버(140)의 후단에는 가스배출구(60)가 각각 설치된다.

아울러, 본 발명의 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)에는 상기 전기분해조(130), 냉각장치(142), 전자밸브(123a) 등에서 필요로 하는 전기를 공급하기 위한 전원부(70)와 각종 센서와 전기적으로 연결되어 상기 전기분해조(130)와 냉각장치(142)의 작동을 제어하기 위한 제어부(80)가 구비된다.

이와 같이, 본 실시 예에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는 다수의 본체(11)를 적층 하여 처리 용량을 크게 늘릴 수 있다. 또한, 하나의 증기발생부(20)를 이용하여 다수의 본체(11)로 수증기를 공급함으로써 구조를 단순하게 할 수 있다.

도 9는 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)를 터널 내에 설치한 모습을 보여주는 단면도이다. 도시된 바와 같이, 차량이나 기차(3)가 통과하는 터널(2)의 좌우 양쪽에 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)를 설치할 수 있다. 즉, 좁은 공간에 설치할 때는 수직형으로 설치하고 낮은 공간에 설치할 때는 수평형으로 설치하며, 대용량을 처리할 때는 블록형으로 설치할 수 있다. 그리고 증기발생부(20)에 물을 공급하기 위한 급수관을 연결하고, 응축수배출구(60)에서 배출되는 응축수를 배출하는 배수관을 하수관으로 연결한다.

그리고 증기발생부(20)에 소정의 전원을 공급하면, 상기 증기발생부(20)에서 발생하는 수증기를 일시적으로 저장한 후, 차량이나 기차가 다가옴에 따라 터널(2) 내의 오염된 공기가 미세먼지 장치의 가스유입구(10)로 유입될 때 상기 도어수단(226)을 개방하여, 수증기와 오염가스와 혼합하면, 오염된 공기에 포함된 미세먼지나 세균 또는 유해물질이 수증기에 포함된 수산기와 미세 물입자와 결합하게 된다. 그리고 미세먼지가 결합한 수분을 냉각시키면 응축수가 생기켜서 미세먼지 등을 포획한다. 그리고 응축수를 응축수배출구(50)를 통해 하수관(4)으로 배출하고, 응축수가 제거된 청정공기는 가스배출구(60)를 통해 다시 터널(2) 내부로 배출함으로써 터널(2) 내부의 공기를 깨끗하게 유지할 수 있다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)의 작용에 대해서 설명한다.

도 9 내지 도 10은 제3 실시 예에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)의 작용을 보여주는 단면도이다.

먼저, 도 9는 상기 전기분해조(120)에 물을 공급하면서 물을 전기분해하여 산소가스, 수소가스 그리고 음이온가스를 발생시킨다. 이때, 수조(121)에서 산소가스, 수소가스 그리고 음이온가스가 올라오면서 다량의 미세 기포를 생성한다. 그리고 기포는 수조(121)의 물 위로 올라오면서 터져서 다량의 미세 물방울을 생성한다. 미세 물입자들은 안개처럼 올라온다. 일정 시간 전기분해를 하면, 상기 증기저장부(225)의 내부에 증기가 가득 채워진다. 이때, 각 본체(1A)(1B)(1C)와 연결되는 통로는 도어수단(226a)(226b)에 의해 폐쇄된 상태이다.

이어 도 10은 터널(2)을 통과하는 차량이나 기차(3)가 본 발명의 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)에 근접하게 되면, 상기 도어수단(226a)(226b)을 개방하여 각 본체(1A)(1B)(1C)와 연결되는 통로를 개방시킨다. 이와 동시에 상기 증기저장부(225)에 설치되어 있는 다수의 노즐(228)을 통해 마주보도록 설치된 가열판(227)쪽으로 물을 분무한다. 그러면 노즐(228)에서 분사된 물이 가열판(227)에 접촉하는 즉시 증발하여 다량의 수증기를 발생시킨다. 즉, 상기 노즐(228)과 가열판(227)은 부족한 수증기를 보충하는 역할을 한다. 이때, 상기 본체(11)의 가스유입구(10)를 통해서 유입되는 오염가스는 상기 증기저장부(225)를 통과하여 증기혼합부(30)로 토출된다. 그러면 전기분해조(120)에서 발생하는 음이온이나 수산기는 오염가스에 포함된 세균을 살균하거나 유해물질과 반응하여 무해한 물질로 바꿔줄 수 있다. 그리고 전기분해조(120)에서 생성되는 수증기는 미세 물입자로서 미세먼지와 결합할 수 있다. 그리고 상기 노즐(228)과 가열판(227)을 통해 발생하는 다량의 수증기는 오염가스에 혼합되어 포화상태에 근접한 상태가 되게 된다. 그리고 참조번호 229는 상기 노즐(228)로 물을 공급하는 순환관이고, 229a는 상기 순환관(229)을 물을 이송하는 펌프이다.

이어 도 11은 응축챔버(140)의 내부로 유입된 오염가스로부터 미세먼지가 포획된 응축수를 제거한다. 즉, 벤츄리관(130)에는 응축챔버(140)로 유입되는 오염가스는 응축챔버(140)의 내부 공간이 급격히 확대되어 오염가스의 유속이 급격히 떨어진다. 이때, 상기 도어수단(226a)(226b)을 폐쇄하여 각 본체(1A)(1B)(1C)와 연결되는 통로를 닫으면, 상기 응축챔버(140)로 유입되는 오염가스의 양이 줄기 때문에 오염가스의 유속이 더욱 저하된다. 이 상태에서 다수의 응축판(141)이 냉각장치(142)에 의해 이슬점 이하로 냉각되면, 오염가스에 포함된 수분이 응축되어 응축수가 생성된다. 이때, 상기 응축수는 오염가스에 포함된 미세먼지 등을 포획한다. 그리고 미세먼지 등이 포획된 응축수는 응축챔버(140)의 바닥에 설치된 응축수배출구(50)를 통해 외부로 배출된다. 그리고 응축수가 제거된 청정가스는 가스배출구(60)를 통해 외부로 배출된다. 이때, 상기 가스배출구(60)에는 외부로 배출되는 청정가스에 음이온을 공급하기 위한 음이온발생기(162)가 설치될 수 있다.

이와 같이, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치(1)는 미세먼지, 세균 및 각종 유해성분이 포함된 오염가스에 이온화되거나 라디칼을 포함하는 수증기를 혼합하여 미세먼지에 물입자를 흡착시키거나 물입자에 미세먼지를 부착하여 미세먼지의 입자를 크게 하는 동시에 세균을 살균하거나 유해성분을 무해한 성분으로 전환하고, 이슬점 이하로 냉각시켜 미세먼지 등이 흡착된 수분을 응축수로 만든 다음 응축수를 배출함으로써 오염가스로부터 미세먼지를 제거하는 것이다.

본 발명의 필터 없는 미세먼지 제거장치에 따르면, 미세먼지를 포집하기 위한 필터를 사용할 필요가 없으므로, 기로의 막힘 현상에 따른 수리비용 및 필터 교환, 내부 청소 등으로 소요되는 유지비용을 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물을 전기분해할 때 발생하는 미세 물입자를 이용하여 미세먼지를 포집하기 때문에 미세한 분지의 제거 효율이 향상될 뿐만 아니라 전기분해할 때 발생하는 수산기나 음이온을 이용하여 오염된 공기 중에 포함된 세균 그리고 각종 유해성분을 제거할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 물의 사용량을 최소화하여 관리비를 절감할 수 있고, 오염된 공기의 온도 및 습도에 무관하게 오염된 공기 내 분진 및 악취를 높은 효율로 제거할 수 있는 효과가 있다.

아울러, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치는 일정한 길이의 금속 원통형으로 이루어지기 때문에 오염된 공기가 발생하는 조건에 따라서 다수 개의 본체를 좌우 또는 상하로 적층함으로써 자유롭게 처리용량을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 필터 없는 미세먼지 제거장치는 설치공간이 협소한 터널 내에 설치할 수 있고, 터널을 통과하는 차량에 의해 발생하는 오염공기의 유속을 이용함으로써 오염공기를 흡입하기 위한 송풍기를 사용하지 않음으로써 에너지를 절감할 수 있다.

이상에서 설명된 필터 없는 미세먼지 제거장치는 본 발명의 이해를 돕기 위한 실시예에 불과한 것으로서 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위가 이들에 한정되는 것으로 이해되어서는 안 된다. 그리고 본 발명의 권리범위 내지 기술적 범위는 후술하는 특허청구범위 및 그 균등범위에 의해 정하여진다.

1: 미세먼지 제거장치 2: 터널
10: 가스유입구 11: 본체
20: 증기발생부 30: 증기혼합부
40: 증기응축부 50: 응축수배출구
60: 가스배출구 70: 전원부
80: 제어부 110: 송풍기
111: 스크린필터 120: 전기분해조
121: 수조 122: 전해모듈
123: 물공급관 124: 순환펌프
127: 부유물배출관 129: 초음파 진동기
130: 벤츄리관 140: 응축챔버
141: 응축판 142: 냉각장치
144: 열전소자 145: 히트싱크
146: 방열팬 161: 데미스터
162: 음이온발생기 163: 히터
225: 증기저장부 226: 도어수단
261; 내통 263: 개구부

Claims (25)

1. 미세먼지를 포함하는 오염가스가 흡입되는 가스유입구와;
   상기 가스유입구에서 토출되는 오염가스가 통과하는 증기혼합부와;
   상기 증기혼합부 내로 공급하여 오염가스와 혼합하기 위한 수증기를 발생시키는 증기발생부와;
   상기 증기혼합부에서 유입되는 오염가스의 유속을 떨어뜨리고 이슬점 이하로 냉각시켜서 오염가스에 포함된 수분을 응축수로 응축하고 오염가스에 포함된 미세먼지를 응축수로 포획하는 증기응축부와;
   상기 증기응축부에서 응축된 응축수를 상기 증기응축부의 외부로 배출하여 응축수와 함께 미세먼지를 제거하는 응축수배출구와;
   상기 증기응축부에서 미세먼지와 응축수가 제거된 청정가스를 상기 증기응축부의 외부로 배출하는 가스배출구;를 포함하되,
   상기 증기혼합부는, 일정량의 물을 수용하는 수조와, 상기 수조의 내부에 설치되는 하나 이상의 전해모듈과, 상기 수조의 일측에 설치되어 물을 공급하는 물공급관을 포함하며, 상기 전해모듈은 수평방향으로 설치되고 상하로 일정 간격 이격되어 적층되는 다수의 양극판과 응극판으로 이루어지고, 상기 양극판과 음극판에는 물과 기포가 자유롭게 이동하도록 다수의 관통 홀이 형성되며, 상기 전해모듈의 상단은 상기 수조의 수면에 근접하게 설치되는 전기분해조인 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치.
   
2. 제1 항에 있어서,
   상기 증기혼합부는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부를 구비하는 벤츄리관으로 이루어지고;
   상기 가스유입구에는 오염가스를 흡입하는 송풍기와, 상기 송풍기를 통해 토출되는 오염가스 중의 조대 오염물질을 걸러주는 스크린필터가 설치되며;
   상기 증기응축부는 상기 벤츄리관보다 내부 공간이 확대되는 응축챔버와, 상기 응축챔버의 내부에 설치되고 오염가스가 충돌할 수 있도록 설치되는 다수의 응축판과, 상기 응축챔버와 응축판의 온도를 이슬점 이하로 냉각시키는 냉각장치를 포함하고;
   상기 응축챔버의 하부에는 응축수를 외부로 배출하기 위한 응축수배출구가 설치되고, 상기 응축챔버의 타측에는 청정가스를 외부로 배출하기 위한 가스배출구가 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치.
   
3. 삭제
4. 삭제
5. 삭제
6. 제1 항에 있어서,
   상기 증기발생부는 물을 전기분해하여 수증기를 생성하는 상기 전기분해조와 초음파 진동을 이용하여 수증기를 발생시키는 초음파 진동기 또는 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열식 가습기를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
   
7. 삭제
8. 제1 항에 있어서,
   상기 전해모듈의 하부에는 상기 전해모듈 주변에 상향류의 흐름을 형성하는 순화펌프가 더 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
   
9. 제8 항에 있어서,
   상기 수조는 하나 이상의 격벽을 통해 상기 전해모듈이 설치되는 제1 수조와 제2 수조로 구획되고, 상기 제2 수조에는 하나 이상의 초음파 진동기가 설치되며, 상기 제1 수조에는 전기분해 과정에서 발생하는 부유물을 외부로 제거할 수 있도록 상기 수조의 수면과 일치하도록 부유물배출관이 설치되고, 상기 격벽에는 상기 제1 수조에서 전기분해된 물이 제2 수조로 유입될 수 있도록 하나 이상의 관통구가 형성되며, 상기 관통구에는 부유물이나 고형물이 제2 수조로 유입되는 것을 차단하는 하나 이상의 필터가 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
   
10. 삭제
11. 삭제
12. 제6 항에 있어서,
    상기 증기발생부는 외부로부터 유입되는 오염가스의 온도에 따라 상기 전기분해조, 초음파 진동기 또는 가열식 가습기를 선택적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
13. 일정한 길이의 금속 원통으로 이루어지며, 일단에는 미세먼지를 포함하는 오염가스가 유입되는 가스유입구가 설치되고, 타단에는 미세먼지가 제거된 청정가스가 외부로 배출되는 가스배출구가 설치되며, 상기 가스유입구와 가스배출구 사이에는 상기 가스유입구에서 토출된 오염가스가 통과하는 증기혼합부 및 상기 증기혼합부에서 수증기가 혼합된 오염가스의 유속을 떨어뜨리고 이슬점 이하로 냉각시켜 오염가스에 포함된 수분을 응축하여 오염가스에 포함된 미세먼지를 응축수로 포획하는 증기응축부가 순차적으로 설치되고, 상기 증기혼합부의 측면이나 하부에는 상기 증기혼합부로 공급하기 위한 수증기를 발생시키는 증기발생부가 설치된 본체와;
    상기 증기발생부의 내부로 물을 공급할 수 있도록 상기 본체의 일측에 설치되는 물공급관과;
    상기 증기응축부로 유입되는 오염가스에 포함된 수분을 이슬점 이하로 냉각시켜 응축시킬 수 있도록 상기 본체의 일측에 설치되는 하나 이상의 냉각장치와;
    상기 증기응축부에서 발생하는 응축수를 외부로 배출하도록 상기 본체의 일측에 설치되는 응축수배출구;를 포함하되,
    상기 증기발생부는, 일정량의 물을 수용하는 수조와, 상기 수조의 내부에 설치되는 하나 이상의 전해모듈과, 상기 수조의 일측에 설치되어 물을 공급하는 물공급관을 포함하며, 상기 전해모듈은 수평방향으로 설치되고 상하로 일정 간격 이격되어 적층되는 다수의 양극판과 응극판으로 이루어지고, 상기 양극판과 음극판에는 물과 기포가 자유롭게 이동하도록 다수의 관통 홀이 형성되며, 상기 전해모듈의 상단은 상기 수조의 수면에 근접하게 설치되며, 상기 전해모듈의 하부에는 상기 전해모듈 주변에 상향류의 흐름을 형성하는 순화펌프가 설치되는 전기분해조인 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
14. 제13 항에 있어서,
    상기 증기혼합부는 수렴형 유입부, 목부 및 확산형 유출부를 구비하는 벤츄리관으로 이루어지고, 상기 증기발생부는 물을 전기분해하여 수증기를 생성하는 상기 전기분해조를 포함하고, 초음파 진동을 이용하여 수증기를 발생시키는 초음파 진동기 또는 물을 가열하여 수증기를 발생시키는 가열식 가습기를 혼합하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
15. 삭제
16. 삭제
17. 삭제
18. 삭제
19. 삭제
20. 제14 항에 있어서,
    상기 증기발생부는 외부로부터 유입되는 오염가스의 온도에 따라 상기 전기분해조, 초음파 진동기 또는 가열식 가습기를 선택적으로 작동하는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
21. 제13 항에 있어서,
    상기 본체는 다수 개가 좌우로 배열하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
22. 제13 항에 있어서,
    상기 본체는 다수 개가 상하로 적층하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
23. 제21 항 또는 제22 항에 있어서,
    상기 다수의 본체에 형성된 가스유입구와 증기혼합부 사이에는 증기저장부가 더 설치되고, 상기 증기저장부의 하단에는 수증기를 생성하기 위한 상기 증기발생부가 설치되며, 상기 각 본체의 가스유입구 및 증기혼합부 사이에는 상기 가스유입구와 증기혼합부와 연결되는 통로를 개폐하기 위한 도어수단이 더 설치되는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
24. 제23 항에 있어서,
    상기 증기저장부는 원통형으로 이루어지고, 상기 도어수단은 상기 증기저장부의 내부에 수직으로 설치되고 상기 각 본체의 가스유입구 및 증기혼합부와 연결되는 통로와 대응하도록 설치된 다수의 개구부가 형성된 원통형의 내통과, 상기 내통의 상면에 설치되어 상기 내통을 수평방향으로 회전시키는 모터와, 상기 모터를 상기 내통과 연결하는 회전축을 포함하는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치
    
25. 제23 항에 있어서,
    상기 도어수단은 상기 가스유입구로 오염가스가 유입될 때 상기 가스유입구 및 증기혼합부와 연결되는 통로를 개방하여 상기 증기저장부에 저장된 수증기와 상기 가스유입구를 통해 유입된 오염가스를 혼합하여 상기 증기혼합부로 토출하는 것을 특징으로 하는 필터 없는 미세먼지 제거장치

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