KR101859898B1

KR101859898B1 - 미세먼지 저감장치

Info

Publication number: KR101859898B1
Application number: KR1020180013612A
Authority: KR
Inventors: 최일호
Original assignee: 최일호
Priority date: 2018-02-02
Filing date: 2018-02-02
Publication date: 2018-05-18

Abstract

본 발명에 따른 미세먼지 저감장치는, 미세먼지를 포함하는 연기가 유입되는 관으로서, 내부로 증기를 분사하는 증기 분사 모듈을 구비한 유입관; 상기 유입관으로부터 유입된 연기가 통과하면서 미세먼지가 침출되는 침출수가 구비된 저수조; 상기 저수조를 통과하여 미세먼지가 제거된 연기를 외부로 배출하는 배출관; 상기 증기 분사 모듈의 증기 분사 여부를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지 저감장치{Fine dust reduction device}

본 발명은 미세먼지 저감장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게 설명하면 습식으로 연기에 함유된 미세먼지를 제거하고 미세먼지가 포함된 물을 여과하며, 나아가 재정화 과정을 통하여 환경오염 방지효과를 기대할 수 있는, 미세먼지 저감장치에 관한 것이다.

춘절기의 황사 및 화력 발전소, 소각로 등에서 발생하는 미세먼지로 인하여 우리나라의 대기 오염은 그 정도가 심하여지고 있다. 이러한 미세먼지에는 황산화물(SOx), 질산화물(NOx) 외에도 각종 중금속, 화학물질 등이 포함되어 있어 사람을 비롯한 생물의 호흡기관과 면역체계를 악화시키며 기계의 수명도 단축시키게 되므로 영향을 주므로 이에 따라 산업 현장에는 미세먼지 정화를 위한 장치를 설치하는 것이 의무화되었다.

이러한 미세먼지 정화장치의 선행 기술로 대한민국 등록특허 제 10-1677421호 “재순환식 미세먼지 및 수분 저감장치”는, 중간 일측에 유해가스발생시설의 배기구에 연결되는 유입구가 구비되고 하측에는 폐수배출구가 구비되며 상단 일측에 배기구가 구비되고 내부에는 상기 유입구의 상측에 상부공간부과 하부공간부를 중앙부가 연통되게 구획하는 수평구획판이 구비되는 본체;와, 상기 본체의 수평구획판의 하부에 설치되어 상기 하부공간부를 싸이클론 공간부와 응축포집 공간부로 연통구획하는 싸이클론 가이드;와, 상기 본체의 응축포집 공간부에 일단이 연결되고 상기 본체의 유입구 내로 타단이 연결되며 상기 응축포집 공간부의 내부가스를 재순환 및 냉각시켜 미세먼지 포집을 위한 물안개 형태로 상기 유입구 내로 분사하는 재순환식 물안개 분사유닛;과, 상기 본체의 수평구획판의 상측에 하단이 연통되게 설치되어 상측의 상기 상부공간부로부터 유입되는 가스로부터 미세먼지와 수분을 포집하여 상기 배기구에 연통된 하측의 상기 상부공간부로 배출시키는 다수의 포집필터;가 포함되는 것을 특징으로 한다. 이러한 장치는 습식 제거 및 재순환, 포집 과정을 통하여 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있으나, 미세먼지가 포함된 폐수 배출로 인한 수질오염에 대한 대비책이 없다는 단점을 지닌다.

또한, 대한민국 등록특허 제10-1457421호 “먼지를 포함하여 배출하는 습식 집진 시스템”은 산업현장 등에서 발생된 미세먼지를 포함하는 외부가스를 흡입하여 물과 접촉시키는 구조를 적용하되, 외부가스에 대한 와류현상을 유도하는 구조 및 외부가스가 물과 접촉할 때 물이 위로 솟구치거나 요동하는 스크러빙 현상이 발생되는 구조를 적용함으로써, 외부가스에 포함된 분진이 물과의 스크러빙 접촉에 의하여 습식으로 제거되는 동시에 물속으로 용이하게 침전되어 제거될 수 있도록 한 먼지를 포집하여 배출하는 습식 집진 시스템을 제공한다. 이러한 장치는 많은 동력 제공을 요하지 않으면서 습식으로 미세먼지를 제거하고, 물에 침전된 먼지를 수거하여 재활용할 수도 있으나, 물로 미처 정화되지 못한 미세먼지를 재포집하는 것이 불가능하고, 물에 잔류하는 유해물질을 정화시키지 못한다는 문제점이 있다.

따라서 상술한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 수증기 분사를 통해 미세먼지를 응집하여 집진하며, 미세먼지를 포집한 물을 정화하여 수질오염을 예방하고, 정화 후 미세먼지 잔류시 재순환과정을 통하여 미세먼지 제거 효율 향상을 기대할 수 있는, 미세먼지 저감장치를 개발할 필요성이 대두되는 실정이다.

본 발명은 상기 기술의 문제점을 극복하기 위해 안출된 것으로, 수증기 분사를 통하여 연기 내 미세먼지를 응집시킨 후 침출수에 침전시키고, 장치 내벽에 부착된 미세먼지 및 수증기를 탈거 가능하며, 내부 미세먼지 및 수증기의 유동 및 배출을 조율하고, 침출수를 여과할 수 있는 구성을 제공하는 것을 주요 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은, 정화 후에도 잔류하는 미세먼지를 연기의 재순환 과정을 통해 재정화할 수 있는 기능을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또 다른 목적은, 미세먼지에 함유된 질산화물을 제거할 수 있는 기능을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 추가 목적은, 초음파를 통하여 장치 내벽을 청소할 수 있는 기능을 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 미세먼지 저감장치는, 미세먼지를 포함하는 연기가 유입되는 관으로서, 내부로 증기를 분사하는 증기 분사 모듈을 구비한 유입관; 상기 유입관으로부터 유입된 연기가 통과하면서 미세먼지가 침출되는 침출수가 구비된 저수조; 상기 저수조를 통과하여 미세먼지가 제거된 연기를 외부로 배출하는 배출관; 상기 증기 분사 모듈의 증기 분사 여부를 제어하는 컨트롤러;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

더하여, 상기 미세먼지 저감장치는, 상기 유입관의 일 단에 장착되는 것으로서, 상기 유입관에 대응되는 내경을 갖는 확장관과, 상기 확장관 내부에서 회전가능하게 장착되어 상기 유입관으로부터 유입된 연기의 유속을 제어하는 스크류 모듈을 구비한 스크류 배관을 포함하고, 상기 저수조는, 상기 스크류 배관의 일 단에 장착되어 상기 스크류 배관을 통과하면서 유속이 변동된 연기를 제공받는 것을 특징으로 한다.

나아가, 상기 유입관은, 미세먼지를 포함하는 연기가 유입되는 나선 형상의 주유입관과, 상기 주유입관을 둘러싼 부유입관을 포함하는 것을 특징으로 한다.

추가로, 상기 미세먼지 저감장치는, 상기 주유입관의 외주면의 나선 중심에 위치하여 상기 주유입관과 결합하여 상기 주유입관을 회전시키는 주유입관 회전축 및, 상기 주유입관 회전축의 연기가 유입되는 측 단부에 위치하여 상기 주유입관 회전축에 구동력을 제공하는 주유입관 회전모터와, 상기 주유입관 회전축 및 상기 주유입관 회전모터를 지지하는 회전모터 지지암이 구비된 주유입관 회전 모듈을 포함하고, 상기 컨트롤러는, 상기 주유입관 회전모터의 구동을 제어하는 회전 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 미세먼지 저감장치는,

1) 수증기 분사를 통하여 미세먼지를 응집시킨 후 물에 침전시키고, 장치 내벽에 부착하여 잔류하는 미세먼지 및 수증기를 탈거 가능하며, 내부 미세먼지 및 수증기의 유동 및 배출을 조율하며,

2)정화 후에도 잔류하는 미세먼지를 재순환을 통해 재정화할 수 있으며,

3)나아가 미세먼지에 함유된 질산화물을 제거할 수 있고,

4)더 나아가 초음파를 통하여 장치 내벽을 청소할 수 있는 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 미세먼지 저감장치의 기본적인 구성을 도시한 구조도.
도 2는 본 발명의 컨트롤러 구성을 도시한 블록도.
도 3은 본 발명의 미세먼지 저감장치의 다른 실시예를 도시한 구조도.
도 4는 본 발명의 유입관의 구성을 도시한 단면도.
도 5는 본 발명의 개폐 밸브의 구성을 도시한 사시도.
도 6은 본 발명의 침출수 여과장치의 구성을 도시한 단면도.
도 7은 본 발명의 피드백부의 구성을 도시한 단면도.
도 8은 본 발명의 질산화물 제거 모듈의 구성을 도시한 단면도.
도 9는 본 발명의 초음파 청소모듈의 구성을 도시한 사시도.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명하도록 한다. 첨부된 도면은 축척에 의하여 도시되지 않았으며, 각 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 구성 요소를 지칭한다.

도 1은 본 발명의 미세먼지 저감장치의 기본적인 구성을 도시한 구조도이고, 도 2는 본 발명의 컨트롤러 구성을 도시한 블록도이다.

본 발명의 미세먼지 저감장치는 연기에 증기를 분사하여 연기에 함유된 미세먼지를 증기과 응집시켜 연기를 정화하는 기능을 제공하는 것을 기본적인 특징으로 한다.

도 1 내지 2를 참조하면, 본 발명의 미세먼지 저감장치는 미세먼지를 포함하는 연기가 유입되는 관으로서, 내부로 증기를 분사하는 증기 분사 모듈(100)을 구비한 유입관(10); 유입관(10)으로부터 유입된 연기가 통과하면서 미세먼지가 침출되는 침출수가 구비된 저수조(20); 저수조(20)를 통과하여 미세먼지가 제거된 연기를 외부로 배출하는 배출관(30); 미세먼지 저감장치에서 증기 분사 모듈(100)의 증기 분사 여부를 제어하는 컨트롤러(900);로 구성된다.

나아가 상기 저감장치는 유입관(10) 및 배출관(30)의 내부 및 외부 표면에 별도의 하우징(미도시)과, 배출관(30) 내부에 설치되는 필터 장치(40) 및, 저수조(20) 내부에 설치되는 유속 저감판(50)이 추가로 설치될 수 있다.

자세하게는, 필터 장치(40)는 배출관(30) 내부에 배출구 근처에 위치하여 배출구를 통해 배출되는 연기를 최종적으로 정화하며 필터 장치(40) 주변에 로봇 암(미도시)을 구비하여 필터를 수시로 교체할 수도 있다.(필터는 일반적으로 일회용 거름막을 활용하는데, 이러한 거름막은 이물질이 끼면 그 성능이 저하되므로 일정한 시기 혹은 상태에 따라 필터를 교체할 필요성이 존재하기 때문이다.) 그리고 유속 저감판(50)은 저수조(20)의 배출관(30) 측 내벽으로부터 유입관(10) 방향으로 하향 경사지게 돌출된 형상으로서, 주유입관(11)으로부터 유입된 미세먼지가 포함된 연기의 유속을 감속시키는 장애물 기능을 수행한다.

먼저, 저수조(20)의 구성을 살펴보면, 기본적으로 제 1 저수조(20)를 메인으로 하되, 이 제 1 저수조(20)를 보조하는 제 2 저수조(60)의 구성을 더 갖출 수 있다. 특히 앞서 언급한 유속 저감판(50)은 도 1에 나타난 제 2 저수조(60)의 구성이 추가되었을 때 활용 가능한 구성으로서, 여기서 제 2 저수조(60)는 전체 저수조(20) 구성에서 필요에 따라 적용하거나 혹은 탈락시킬 수 있는 구성이다. 즉, 제 2 저수조(60)의 존재 의미는 기존 제 1 저수조(20)에서 수위 변화에 따라 넘치는 물을 따로 받아 보관하는 용도이며, 따라서 제 2 저수조(60)에 저장된 물은 정수해서 따로 배출시키거나 별도의 유입구(미도시)를 통해 다시 공급할 수 있는 구성을 제공할 수도 있음은 물론이다. 따라서 제 2 저수조(60)는 제 1 저수조(20)의 일 측에 탈착 가능하게 구비될 수 있는 것으로 이해할 수 있을 것이다.

여기서 제 1 저수조(20)는 내부에 미세먼지가 포함된 연기를 통과시키기 위한 물이 도면에 나타나는 바와 같이 유입관(10)의 일 측까지 차 있는 것을 확인할 수 있다.(이것으로도 제 2 저수조(60)가 물넘침을 방지하기 위해 구비되는 것임을 짐작할 수 있을 것이다.) 다만, 미세먼지 외에도 다양한 불순물과 먼지 등이 포함되어 있기 때문에 이 미세먼지 저감장치를 오랜 시간 구동시키다 보면 이러한 불순물 및 먼지에 의해 수위가 증가하고, 또한 제 1 저수조(20) 내부의 침출수도 오염이 심화되기 마련이다.

따라서 이 제 1 저수조(20) 내부의 침출수을 교체할 필요성도 존재하는데, 기본적으로는 제 1 저수조(20)의 하부 일 측에 별도의 배출구성(미도시)을 달아 하부에 침지된 이물질을 배출시키는 구성이 일반적이기는 하나, 계속해서 바람이 투입되면 제 1 저수조(20) 내부의 침출수가 계속해서 섞여 이러한 이물질이 바닥에 침지되기 어려운 경우도 발생할 수 있다. 따라서, 가장 좋은 방법은 잠시 구동을 멈추고 침출수를 제거한 후 내부를 청소하고 다시 침출수를 투입하여 구동하는 것이나, 이러한 구성은 많은 구동불가 시간을 요하게 된다. 따라서, 이 제 1 저수조(20) 구성을 배출관(30) 및 유입관(10)이 연결되는 제 1 저수조 허브(21)와, 이 제 1 저수조 허브(21)에 탈착 가능하게 구비되는 것으로서, 제 1 저수조 허브(21)의 하단에 장착되는 제 1 저수조 탱크(22)로 구성할 수 있음은 물론이다.

즉, 제 1 저수조 허브(21)와 제 1 저수조 탱크(22)는 각각 서로 끼움결합 등의 방법으로 손쉽게 조립 및 분해가 가능한 구성을 갖되, 도면에 도시된 바와 같이 이 둘의 개방부위를 임시로 닫을 수 있는 도어구성을 더 둘 수도 있다. 이 도어구성은 평소에는 측벽에 내장되어있다가 별도로 외부로 튀어나온 손잡이 등을 통해 밀어내어 개방부위를 덮을 수 있는 구성을 제공하는 것이며, 따라서 고무나 연질 합성수지와 같은 재질로 이 도어구성을 적용하여 측벽으로부터 용이하게 개방부위로 슬라이드 이동하면서 개방부위를 닫을 수 있는 구성을 갖출 수 있도록 하는 것이다. 이렇게 도어구성이 구비되면, 굳이 내부의 물을 다 버리지 않고도 제 1 저수조 허브(21)와 제 1 저수조 탱크(22)를 분리할 수 있는데, 이 때, 새 침출수가 내장된 제 1 저수조 탱크(22)를 미리 더 준비해 두었다가 간단하게 교체하여 제 1 저수조 허브(21)에 장착하게 되면 빠른 시간에 새 침출수를(물론 제 1 저수조 허브(21)에 남아있던 침출수는 오염된 것이라 할 수 있겠으나, 제 1 저수조 탱크(22)의 용량이 충분히 크다면 이 둘은 도어구성을 해제하였을 때 섞여 깨끗한 상태의 침출수로 활용될 수 있음은 물론이다.) 교체할 수 있는 구성을 제공 가능함은 물론이다. 물론 이 때, 제 1 저수조 탱크(22)가 제 1 저수조 허브(21)에 용이하게 장착될 수 있도록 바닥면에 승강 가능한 유압리프트(미도시)를 더 구비토록 하는 것도 좋은 보조 구성이라 할 수 있다.

또한, 이 유입관(10)과 저수조(20) 사이에는 스크류 배관(16)의 구성이 더 포함될 수도 있다.

스크류 배관(16)은 유입관(10)과 대응되는 내경을 갖는 확장관(15)에 구비되는 것으로서, 그 내부에 스크류 모듈(13)이 구비된 것을 특징으로 한다. 여기서 스크류 모듈(13)은 기본적으로 확장관(15) 내부에서 스크류가 회전할 수 있는 구성을 의미하며, 도면에는 상세하게 도시되지 않았지만, 스크류, 스크류에 회전력을 제공하는 모터, 스크류를 확장관(15) 내부에서 회전 가능하게 위치시키는 스크류 고정수단을 기본으로 한다. 이러한 구성은 일반적으로 배관 내부에 스크류 구성을 갖추는 공지의 기술을 통해 쉽게 확인 가능하며 이들 구성을 그대로 적용 가능하기 때문에, 상세한 설명은 생략하도록 한다.

이 스크류 배관(16)이 구비되면, 유입관(10)을 통해 유입되는 유량을 스크류의 회전속도 변경을 통해 조절할 수 있으며, 특히 강제로 외부로부터 공기를 빨아들이는 데에도 이 스크류가 활용될 수 있다. 동시에 스크류의 축 부분에도 스크류 증기분사구(14)를 더 장착함으로써 스크류의 회전 시 스크류 사이를 지나는 공기에 증기를 추가로 분사할 수 있어 미세먼지 응축에 도움을 줄 수 있을 뿐만 아니라, 유입관(10) 내부에 별도로 증기를 분사하는 증기 분사 모듈(100)을 두지 않아도 되는 구성을 갖출 수 있음은 물론이다.

또한, 이러한 미세먼지 저감장치 구성은 전체 구성을 2 세트 이상 직렬로 연결하여 구성할 수 있는데, 즉 한 세트의 배출관(30)에 다시 다음 세트의 유입관(10)을 이어 구성하는 것으로서 직렬방식의 저감장치 구성을 제공 가능함은 물론이다.

도 3은 본 발명의 미세먼지 저감장치의 다른 실시예를 도시한 구조도이다.

도 3을 참조하면, 기존의 미세먼지 저감장치 구성에서 스크류 배관(16) 대신 유입관(10) 내부의 구성을 다르게 적용한 것을 확인할 수 있다.

즉, 유입관(10) 자체를 두 개의 관 구성으로 분할한 것인데, 먼저, 미세먼지가 포함된 연기가 유입되는 나선 형상의 주유입관(11)과, 이 주유입관(11)을 둘러싸는 부유입관(12)으로 구성되는 것이다. 이러한 이중 유입관 구조는 내부에 위치한 주유입관(11)을 별도로 회전시키거나 혹은 외부에서 충격이 발생하였을 때, 나선 형상으로 꼬여진 주유입관(11)이 그 형상 특유의 탄성을 통해 충격을 완화할 수 있어 파손을 방지할 수 있는 등 단일 관 구조일 때와 비교할 때 다양한 장점을 가질 수 있음은 물론이다.

여기에 추가로 주유입관(11)과 부유입관(12) 모두 증기 분사 모듈(100)을 통해 분사된 증기가 내부로 유입될 수 있도록 주유입관(11)이나 부유입관(12)에 증기 분사 모듈(100)이 직접 장착될 수 있음은 물론이며, 혹은 별도로 일정 간격마다 증기가 유입될 수 있는 개방부를 두는 등의 방법으로 증기의 내부 유입을 보조하는 구성도 갖출 수 있음은 물론이다.

도 4는 본 발명의 유입관의 구성을 도시한 단면도이다.

도 4(a)는 본 발명의 유입관의 증기 분사 모듈 및 주유입관 회전모듈을 도시한 단면도이다.

도 4(a)를 참조하면, 부유입관(12)의 외주면 일 측에 구성되어 부유입관(12) 내주면의 일 측으로 연장된 증기 분사 모듈(100)은 외부와 연결된 유입구로 연기가 통과하면 부유입관(12) 내부에 수증기를 분사하여 연기에 포함된 먼지를 제거하는 기능을 제공한다.

증기 분사 모듈(100)의 구성은 분사에 필요한 수증기를 저장하는 증기 탱크(110), 분사에 필요한 동력을 제공하는 고압펌프(120), 분사시 증기 탱크(110)의 수증기를 운반하는 증기 배관(130), 증기 배관(130)에서 부유입관(12)으로 수증기가 분사되는 복수 개의 분사구(140)를 포함하며, 컨트롤러(900)의 증기 분사 제어모듈(910)이 고압펌프(120)의 구동 여부를 제어하여 증기 분사 여부를 제어한다. 이 경우, 증기의 온도, 압력 및 분사방향, 분사구(140)의 수량과 직경은 가변적으로 구상할 수 있다.

증기 분사 모듈(100)에서 분사 과정을 통과한 연기는 응집된 먼지와 수증기를 함유하고 있어서, 저수조(20)로 하강하지 않고 주유입관(11) 내벽에 고착 및 충돌하여 주유입관(11)이 손상되거나 산화될 수 있다. 이를 보완하기 위한 구성으로 상기 저감장치는 주유입관(11) 외부에 주유입관 회전 모듈(230) 및 실린더 모듈(200)을 더 포함한다.

도 4(a)를 보아 알 수 있듯이, 주유입관 회전 모듈(230)은 주유입관 회전축(231), 주유입관 회전모터(232), 회전모터 지지암(233), 회전축 결합파트(234)로 구성된다. 주유입관(11) 외주면의 나선 중심에 위치하여 부유입관(12)의 연장방향과 일치하도록 연장되는 것으로서 주유입관(11)과 회전축 결합파트(234)로 연결되는데 회전축 결합파트(234)의 일 실시예로는 주유입관(11)과 주유입관 회전축(231) 간 용접이 이루어질 수 있다.

주유입관 회전축(231)은 유입관 측 단부에 연결된 주유입관 회전모터(232)로부터 전달받은 구동력을 통해 주유입관을 회전시키는데 주유입관 회전축(231) 및 주유입관 회전모터(232)가 지면 방향으로 낙하하는 것을 방지해야 하므로 주유입관 회전모터(232)의 측면에 복수 개의 회전모터 지지암(233)이 연결되어 주유입관 회전축(231)과 주유입관 회전모터(232)를 지지함과 당시에 연기의 유동이 차단되지 않게 하고, 컨트롤러(900)내 회전 제어 모듈(930)에 포함된 스크류 제어부(932)가 주유입관 회전모터(232)의 구동을 제어함으로서 결과적으로 주유입관(11)의 회전을 제어한다. 이로서 주유입관 회전모듈(230)이 주유입관(11)이 부유입관(12) 내부에서 회전하면서 연기가 신속하게 저수조(20)로 유입되게 하는 기능을 제공한다. 이 때, 도면에는 인식의 편의를 위해 주유입관(11)과 부유입관(12)의 두께가 비교적 얇게 도시되었으나, 실제 적용되는 주유입관(11)과 부유입관(12) 구성은 전체 구성 내부로 미세먼지를 포함하는 연기가 밀리지 않고 충분히 유입될 수 있도록 충분한 직경을 갖는 상태로 구비되어야 하며, 따라서 필요에 따라 다양한 직경, 두께, 길이 등을 갖는 관이 이들에 적용 가능함은 물론이다.

도 4(b)는 본 발명의 클램프의 구성을 나타낸 단면도이다.

도 4(b)를 참조하면, 실린더 모듈(200)은 부유입관(12) 내부 일 측에 구비된 것으로서 주유입관(11)의 외주면 일 측을 감싸 고정하는 클램프(210) 및, 클램프(210)의 일 측에서 주유입관(11)에 접하도록 신축 가능하게 연장된 실린더부(220)를 포함하여 구성되어 있으며, 컨트롤러(900)의 실린더 제어 모듈(920)이 실린더부(220)의 신축을 제어하여 클램프(210)의 승강 여부를 제어한다.

실린더 제어 모듈(920)이 실린더부(220)를 구동하면 실린더부(220)가 신축하며 클램프(210)에 하중을 부여하고, 하중이 부여된 클램프(210)은 감싸고 있는 주유입관(11)을 원래 위치에서 하강시키는 것을 알 수 있다. 이 경우 주유입관(11) 하강 시 주유입관(11) 및 부유입관(12) 구성요소가 손상되지 않도록 손상방지대책을 강구해야 할 것이다. 반대로, 실린더부(220)의 신축이 이완되면 클램프(210)에 부여되는 하중이 소멸되므로 클램프(210) 및 클램프(210)가 감싸는 주유입관(11)이 승강하여 원래 위치로 복귀함은 물론이다.

추가로, 주유입관(11)의 외벽에는 주유입관(11)을 압축할 때 주유입관(11) 외벽간 충돌을 방지하기 위한 고무 및 실리콘 겔(gel) 재질로 주유입관(11) 외벽 표면에 반구 형상의 복수의 돌기(미도시)를 부착할 수도 있다.

다시 도 1 내지 도 4를 모두 참조하여 설명하면, 증기 분사 모듈(100)과 저수조(20) 사이에는 팬(300) 구성이 더 포함될 수 있다. 이 팬(300)은 도 1에 나타난 것처럼 유입관(10)의 내부 일 측에 구비되거나 혹은 도 2 및 도 3에 나타난 것처럼 부유입관(12) 내부 일 측에 위치하는 구성도 가능하다. 이러한 팬(300)은, 연기가 상부로 역류하는 것을 방지하고 신속하고 원활하게 저수조(20) 방향으로 이동하도록 하는 기능을 제공하며, 유입관(10) 혹은 부유입관(12) 내부 중앙에 위치한 바(Bar) 형상의 한 쌍의 회전날이 십(十)자 형상으로 포개어져 회전축에 연결되어 회전하는 구성을 기본으로 하되, 여기서 회전축에 회전력을 제공하여 팬(300)을 회전시키는 팬 구동모터(미도시)를 포함하여 구성된다고 할 수 있다.

회전날 중앙에는 회전날을 관통하여 나사산(미도시)이 구비되고 회전축 외주 면에 나사산이 존재하여 회전날이 팬 회전축과 나사산 결합을 형성하고, 팬(300)의 주변 영역 중 유입관(10) 혹은 부유입관(12) 내 일 측에 위치하여 유입관(10) 혹은 부유입관(12)의 내부 연기의 압력을 측정하는 기압 측정 센서(310)가 구비될 수 있으며, 이 기압 측정 센서(310)에서 측정된 압력의 고저에 따라 컨트롤러(900) 내 회전 제어 모듈(930)에 포함된 팬 제어부(931)가 팬 구동모터(미도시)의 구동 여부 및 회전 속도를 차등 제어하며 팬을 회전시키는 구성을 갖출 수 있음은 물론이다.

배출관(30)은 저수조(20)를 통과하여 미세먼지가 제거된 연기를 외부로 배출하며, 배출관(30)의 내면에 구비되되 배출구에 근접한 일 측에 위치한 개폐 밸브(400)는, 연기가 배출관(30)에서 배출구를 통하여 배출되기 전에 연기가 완전히 정화되었는지 확인하고, 연기 내 미세먼지 농도의 고저를 측정하여 관리자 등을 통하여 설정된 기준농도를 초과하면 연기가 배출구로 배출되지 못하게 제어하여 대기오염을 방지하는 기능을 제공한다.

도 5는 본 발명의 개폐 밸브의 구성을 도시한 사시도이다.

도 5를 참조하면, 개폐 밸브(400)는 배출관(30) 단면적에 상응하는 원판을 십(十)자로 4등분하여 대각선 방향으로 두 분할면은 개방되고 나머지 두 분할면은 폐쇄된 밸브 헤드(410)와, 밸브 헤드(410)의 후단에 연결된 회전축을 매개로 회전 가능하게 장착되어 밸브 헤드(410)을 개폐하는 개폐 실린더(420) 및 개폐 밸브(410)를 통과하는 연기의 미세먼지 농도의 고저를 측정하는 먼지 측정 센서(430)를 포함하여 구성되고, 배출관(30)의 배출구에 추가적인 연기 정화를 위한 필터(미도시)를 설치할 수도 있다.

먼지 측정 센서(430)에서 측정된 미세먼지 농도의 고저를 컨트롤러(900)내 개폐 제어 모듈(840)에 전달하면, 미세먼지 농도의 고저가 기준농도보다 높은 경우 개폐 제어 모듈(840)에서 개폐 실린더(420)를 폐쇄하도록 제어하여 배출관(30)의 연기가 배출구로 배출되지 못하게 한다. 먼지 측정 센서(430)의 측정 방법으로는 베타선 흡수법(β-Ray Absorption Method) 및 중량농도법을 활용할 수 있으나, 그 밖의 다른 방법도 활용할 수 있음은 물론이다.

이 때, 개폐밸브(400)는 배출관(30)의 내부에서 슬라이딩 이동되는 구성을 더 갖출 수도 있는데, 이러한 구성에 대해 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

먼저, 개폐밸브(400)가 개방되어 있을 때, 유입관(10)으로부터 유입된 미세먼지를 포함하는 연기는 자연스럽게 그 흐름 방향에 따라 배출관(30)을 통과하여 외부로 나갈 수 있도록 구성될 수 있다. 다만, 저수조(20)에 침출수가 일정 수준 이상 차 있는 상태를 유지하게 되는데, 이 경우에는 침출수 내부에 연기가 투입된 이후 정상적으로 배출관(30)을 향하지 않고 저수조(20) 내부의 다른 공간에 연기가 몰려 잘 빠져나가지 않게 되는 경우가 발생될 수 있다. 이러한 문제를 해결하는 방법으로서, 개폐밸브(400)의 슬라이딩 이동 구성을 적용하게 된다. 즉, 개폐밸브(400)를 배출관(30)을 따라 일정 거리 슬라이딩 이동시킬 수 있도록 배출관(30)에서 개폐밸브(400)가 위치하는 내주면 일 측에 레일(미도시) 구성을 적용하고, 개폐밸브(400)의 외주면 일 측에도 이 레일에 대응되는 구성으로서 슬라이딩 가능한 대차(미도시)구성을 두어 밸브를 이동시킬 수 있는 구성을 적용한 것이며, 따라서 어느 정도 연기가 개폐밸브(400)와 필터 장치(40)사이로 유입되었을 때, 개폐밸브(400)를 폐쇄한 상태로 필터 장치(40)측으로 밀어내 압력을 가하는 방식으로 연기를 배출시키는 구성을 제공하게 되는 것이다. 이를 반복적으로 수행하게 되면, 자연스럽게 내부의 공기를 퍼 올리는 방식으로 더욱 빠르게 미세먼지가 제거된 연기의 이동 및 배출을 촉진시킬 수 있는 것이라 할 수 있다.

저수조(20)는 물의 유입과 배출을 매개로 침출수를 순환시키고 저수조(20)로 유입된 침출수에 주유입관(11)에서 유입된 연기에 함유된 응집된 미세먼지를 침출수에 침전시키는 방식을 통하여 연기를 정화시킨다. 저수조(20) 안에는 침출수가 가득 차 있으며 연기가 침출수 수중을 통과하며 미세먼지는 침전되고 기체만 배출관(30)으로 이동한다. 배출되는 침출수에는 미세먼지 외에도 유해물질이 용해되거나 부유할 수 있으므로, 침출수에 활성탄 및 가성소다 등 정화물질을 투여하여 유해물질을 정화할 수 있음은 물론이며, 저수조(20)의 배출관(30) 측 외벽에는 침출수를 여과할 수 있는 기능을 수행하기 위하여 침출수 여과장치(500)가 위치할 수 있다.

도 6은 본 발명의 침출수 여과장치(500)의 구성을 도시한 단면도이다.

도 6을 참조하면, 침출수 여과장치(500)는 저수조(20)의 배출관(30) 측 외벽에 위치하여 저수조(20)의 외부로 돌출되어 있으며, 침출수에 함유되어 있는 미세먼지를 침전시킨 다음 침출수를 배출하여, 배출되는 침출수 내 미세먼지를 감소시킴으로서 수질오염을 방지하는 기능을 제공할 수 있다.

침출수 여과장치(500)는 저수조(20)의 배출관(30) 측 외벽에 위치하여 저수조(20)의 외부로 돌출되어 침출수를 외부로 배출하는 여과장치 본체(510)와, 여과장치 본체(510) 내부를 구획하는 격벽(520) 및, 격벽(520)의 하부를 관통하여 침출수가 이동하는 침출수 이동홈(530)과, 침출수 이동홈(530)의 하측 격벽에 구비되되 저수조 측으로 돌출되어 격벽과의 사이에 미세먼지를 침전시키는 침전부(540) 및, 저수조(20) 반대 방향으로 여과장치 본체(510) 내부에 위치하는 것으로서 기립 연장된 기립관(550)과, 일 측이 기립관(550)과 연결되고 타 측이 여과장치 본체(510)의 외부로 돌출되는 배수관(560)으로 구성될 수 있다.

여과장치 본체(510)는 바람직하게는 원형 내지 직사각형 용기 형상으로, 일 측벽의 일부가 저수조(20) 내부의 침출수가 유입될 수 있도록 개방되어 있고 반대 측벽에는 배수관(560)이 돌출되어 구비되어 침출수를 외부로 배출할 수 있다. 격벽(520)은 저수조(20)에서 유입되는 침출수가 침출수 이동홈(530)으로 유동되도록 침출수의 유동 경로를 유도하는 역할을 하며, 침출수 이동홈(530)을 통과한 침출수는 미세먼지를 침전부(540)에서 침전시키는데, 침전부(540)는 침출수 이동홈(530)의 하측 격벽(520)으로부터 저수조(20) 방향으로 돌출되어 위치하고, 침전부(540)와 침출수 이동홈(530)의 하측 격벽(520) 사이에 ‘ㄱ’ 구조를 형성해 침출수에 함유된 미세먼지가 ‘ㄱ’구조에 걸려 침출수와 함께 유동하지 못하고 침전하게 할 수 있다.

침전부(540)를 통과한 침출수는 기립관(550)을 통과하여 배수관(560)을 통하여 외부로 배출되는데, 기립관(550)은 바람직하게는 기존에 규격화되어 용이하게 제작되는 T관 및 90도 엘보우관을 이용할 수 있으며, 외부에서 오폐수가 역류하는 것을 방지하는 기능을 제공한다. 기립관(550)과 배수관(560)이 연결되는 부위는 상기 기립관(560)의 직경과 유사한 직경을 갖도록 하며 끼움식, 결착식 등 다양한 방법으로 결합될 수 있다.

배수관(560)은 바람직하게는 반원 형상으로, 기립관(550)에서 유동된 침출수를 외부로 배출하는 기능을 제공하며, 기립관(550)과 배수관(560)의 경계 부위로부터 기립관(550)의 내측으로 진입한 위치에서 침출수의 흐름 방향과 직각을 형성하며 기립 설치된 봉수 마루(561)와, 선단은 봉수 마루(561)로 차폐되고 후단은 개방된 것으로서 선단에서 후단에 이르기까지 상부는 개방되되 나머지 부위는 배수되는 침출수를 수용할 공간을 가지도록 밀폐된 상태로 배수관(560) 내로 배수관(560)의 길이 방향을 따라 연장된 배수골(562) 및, 봉수 마루(561)의 반원의 지름 측으로부터 배수관(562)의 길이 방향을 따라 배수골(562)의 내주면으로 경사지게 연장되되 연장될수록 폭이 좁아지는 경사면(563)을 더 구비할 수 있는 것을 특징으로 한다.

이러한 구조는 침출수가 배출 도중 역류할 경우 봉수 마루(561)가 역류한 침출수가 걸리게 하여 역류한 침출수의 재유입을 방지하고 역류한 침출수를 배수골(562)을 통하여 재배출하며, 침출수 여과장치(500) 내 침출수 유량이 급증하여 봉수 마루(561)에 월류가 발생할 수 있으므로 봉수 마루(561)의 반원의 지름 측에서 배수골(562)로 연장되는 경사면(563)을 구비하여 월류하는 침출수의 배출을 유도하는 기능을 제공한다.

저수조(20)에서 정화된 연기는 배출관(30)로 유입되는데, 배출구로 배출되기 전 먼지 측정 센서(430)에서 측정된 미세먼지의 농도 고저가 기준농도를 초과할 경우 연기의 재정화과정이 필수적이지만 연기를 배출관(30)에서 저수조(20)를 통과하여 주유입관(11)으로 역류하는 것은 어려우므로, 본 발명의 미세먼지 저감장치는 배출관(30)과 주유입관(11) 사이에 물리적 결합으로 연결하는 피드백부(600)를 구비하여 재정화가 필요한 연기가 주유입관(11)으로 이동하게 하는 기능을 제공할 수 있다.

도 7은 본 발명의 피드백부(600)의 구성을 도시한 구조도이다.

도 7을 참조하여 설명하면, 피드백부(600)는 배출관(30) 일 측으로부터 주유입관(11) 일 측으로 연장된 것으로서 복수개의 피드백 브랜치관(610)과, 배출관(30)과 각각의 피드백 브랜치관(610)의 연결부위에 위치하여 개폐를 통하여 피드백 브랜치관(610)으로의 연기 유입을 제어하는 복수개의 체크밸브(620)를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서 피드백 브랜치관(610)은 유입관(10)의 일 측에 연장되어 유입관(10)과 직접 결합되는 구성을 갖출 수 있으나, 여기서는 유입관(10)을 주유입관(11)과 부유입관(12)의 두 개의 관으로 나뉘어 구성되는 경우도 있으므로 이를 기준으로 설명하되, 주유입관(11) 또는 부유입관(12)으로 연결된다는 것은 다시 말해 유입관(10)과 연결되는 것으로도 치환하여 이해할 수 있는 것임은 물론이다.

피드백 브랜치관(610)은 개폐 실린더(420) 하단에 인접하여 배출관(30)의 일 측으로부터 주유입관(11)의 일 측으로 연장되는 제 1 피드백 브랜치관(611)과, 제 1 피드백 브랜치관(611)의 위치에서 저수조 방향으로 이격되어 위치하여 배출관(30)의 일 측으로부터 연결되어 주유입관(11)의 일 측으로 연장되는 제 2 피드백 브랜치관(612), 제 2 피드백 브랜치관(612) 위치에서 저수조 방향으로 이격되어 위치하여 배출관(30) 일 측으로부터 연결되어 주유입관(11) 일 측으로 연장되는 제 3 피드백 브랜치관(613)으로 구성될 수 있다.

이 경우, 제 1 피드백 브랜치관(611)이 저수조(20)에서 가장 이격되어 설치되고 제 3 피드백 브랜치관(613)이 저수조(20)에 가장 근접하여 위치하므로, 제 1 피드백 브랜치관(611)의 직경을 제 3 피드백 브랜치관(613)보다 작게 하여 제 1 피드백 브랜치관(611) 내부의 연기 유속을 증폭시키고, 제 2 피드백 브랜치관(612)의 직경은 제 1 피드백 브랜치관(611) 내경과 제 3 피드백 브랜치관(613) 내경의 중간값이 되도록 할 수 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 각 피드백 브랜치관(610)과 배출관(30)의 연결부위에 위치하여 개폐를 통해 제 1 피드백 브랜치관(611)의 연기 유입을 제어하는 제 1 체크밸브(621), 제 2 피드백 브랜치관(612)의 연기 유입을 제어하는 제 2 체크밸브(622), 제 3 피드백 브랜치관(613)의 연기 유입을 제어하는 제 3 체크밸브(623)가 각각 구비될 수 있으며, 각 체크밸브(620)의 개폐 여부는 컨트롤러(800)의 체크밸브 제어모듈(860)이 제어하는데, 배출 제어부(400)에서 개폐 밸브(420)를 폐쇄하면 체크밸브 제어모듈(860)에서 각 체크밸브(620)를 개방하여 연기가 각 피드백 브랜치관(610) 내부로 유입되도록 하며, 반대로 개폐 실린더(420)가 개방되었을 경우에는 체크밸브 제어모듈(860)이 각 체크밸브(620)를 폐쇄하여 연기가 각 피드백 브랜치관(610)으로 유입되지 않고 개폐 밸브(400)에 유입되게 하는 기능을 수행한다.

또한, 피드백 브랜치관(610) 내부 일 측에는, 제 1 개방부(631) 및 상기 제 1 개방부(631)보다 직경이 작은 제 2 개방부(632)를 구비한 상태에서 복수개의 통공(633)이 표면을 관통한 원뿔대 형상으로서, 어느 하나의 상기 제 1 개방부(631)와 다른 하나의 상기 제 2 개방부(632)가 일정 간격을 두고 마주보도록 배치된 2개의 증폭관(630)을 더 포함할 수 있다. 이 때 통공(633)은 제 1 개방부(631) 측에 형성된 통공(633)의 직경이 제 2 개방부(632) 측에 형성된 통공(633)의 직경보다 큰 것을 특징으로 하고, 이러한 구조는 각 증폭관(630)의 제 2 개방부(632) 사이에 일정한 간격을 형성하게 되는데, 이 간격이 연기의 유량 증감에 따라 간격이 증가 혹은 감소하며 이러한 구조를 통해 각 피드백 브랜치관(610)에도 너무 강한 부하를 주지 않되 동시에 연기의 배출량을 줄이거나 배출량을 늘리는 자체적인 연기의 유속 및 유량제어가 가능하다.

나아가 주유입관(11)은, 피드백 브랜치관(610)을 통과한 연기가 다시 주유입관(11)으로 유입되어 주유입관(11) 내 존재하는 기존의 연기와 합류한 후 기존 주유입관(11)의 연기와 잘 혼합되도록 와류를 형성함과 동시에 연기 내 질산화물을 제거하는 기능을 추가로 제공할 수 있다.

도 8은 본 발명의 질산화물 제거 모듈(700)의 구성을 도시한 단면도이다.

질산화물 제거 모듈(700)은 주유입관(11) 내주면의 일 측에 위치하는 것으로서 하부로 갈수록 직경이 축소되는 원뿔대 형상의 원추부(710)와, 원추부(710)의 저수조(20) 측 단부로부터 연장되어 위치하여 원추부(710)에서 생성된 와류의 배출을 유도하는 원통 형상의 원통부(720) 및 원추부(710)의 내주면에 질산화물과 반응성이 높은 탄산바륨(BaCO3), 제올라이트(Al2SiO5) 중 어느 하나를 흡수층(731)으로 도포하여 상기 흡수층(361)에 원추부(710) 내 전기회로(732)를 통해 전류를 흘려 연기 내 질산화물을 제거하는 제 1 질산화물 제거부(730)와 원통부(720) 내주면에 이산화티탄(TiO2)을 도포한 광촉매층(741) 및 원통부(720) 내주면 일측에 구비된 자외선(UV) 램프(372)로 구성되어 자외선 램프(742)에서 광촉매층(741)에 자외선을 조사하여 연기 내 질산화물을 제거하는 제 2 질산화물 제거부(740)를 구비한 질산화물 제거 모듈(700)을 포함하여 구성될 수 있다.

탄산바륨이나 제올라이트는 질산화물과 반응성이 매우 높은 물질로서, 탄산바륨의 경우 약 500도씨의 온도에서 NOx와 반응하여 초산바륨(Ba(CH3COO)2)을 형성하고 질소(N2) 또는 물(H2O)등의 해롭지 않은 물질만이 배출되도록 한 것이다. 제올라이트의 경우 소다불석, 마름불석, 소다라이트, 포저사이트, 모데나이트 등의 광물 및 이와 유사한 성질을 갖는 광물 중 어느 하나를 의미하는 것으로서, 약 1nm 미만의 두께로 가공되어 흡수층을 형성한 것을 특징으로 한다. 이러한 제올라이트는 천연 물질로서 인체에 가해지는 부작용이 적어 새집증후군을 막기 위한 벽지나 콘크리트 등에 활용될 정도로 독성이 적고 질산화물의 제거 효과가 뛰어난 것으로 알려져있다. 이 때, 질산화물과 탄산바륨 및 제올라이트 표면의 반응성을 높이기 위해 컨트롤러(900) 내 질산화물 제거 제어모듈(960)에 구비된 1 질산화물 제거부 제어부(961)에서 원추부(710) 내 전기회로(732)의 전류 흐름을 제어하여 탄산바륨 및 제올라이트 표면에 전류를 흘림으로서 제 1 질산화물 제거부(730) 구동을 제어한다.

추가적으로, 제 2 질산화물 제거부(740)를 통해 한번 더 질산화물을 제거하여 질산화물의 배출을 최소화한다. 제 2 질산화물 제거부(740)는 광촉매를 활용한 것으로서, 광촉매 구성 물질로는 이산화티탄 이외에도 산화아연(ZnO), 황화카드뮴(CdS), 산화주석(SnO2), 텅스텐산(WO3)등이 선택적으로 활용될 수 있음은 물론이나 이 중 가장 구하기 쉬운 이산화티탄(TiO2)이 활용되는 것이 일반적이다. 질산화물 제거 제어모듈(960)의 제 2 질산화물 제거부 제어부(962)에서 자외선 램프(742)로 광촉매층(741)에 자외선을 조사하게 되면, 별도의 외부에너지 소비 없이도 이산화티탄과 자외선의 반응에 의해 이산화티탄에 정공이 형성되며, 이 정공이 표면으로 확산되면서 표면에서 다양한 흡착 물질과 산화, 환원반응을 일으키게 된다. 따라서, 질산화물은 물론이며 그 외 유해가스 제거, 항균, 살균 등의 효과를 갖게된다.

실린더 모듈(200)을 통한 미세먼지 탈거 외에 추가적으로 주유입관(11) 내주면에 먼지 및 수증기의 흡착을 방지할 필요가 있으므로, 주유입관(11) 외벽에서 초음파를 발생시켜 주유입관(11) 내주면에 흡착될 수 있는 미세먼지 및 수증기를 저수조(20)로 하강시키는 기능을 제공하는 초음파 청소모듈(800)을 구성할 수 있다.

도 9는 본 발명의 초음파 청소모듈(800)의 구성을 도시한 구조도이다.

도 9를 참조하면, 초음파 청소모듈(800)은 주유입관(11) 외주면을 따라 구비된 한 쌍의 외벽레일(810)과, 외벽레일(810)을 따라 슬라이딩 이동하는 청소모듈 본체(820) 및, 청소모듈 본체(820)에 구비되어 진동에 의해 초음파를 발생시키는 진동자(830)로 구성될 수 있으며, 컨트롤러(900) 내 초음파 청소 제어모듈(970) 내 초음파 발생 제어부(971)에서 진동자(830)의 구동을 제어하여 초음파 발생여부를 제어하고, 청소모듈 본체(820)의 양 측면에 위치한 바퀴로 외벽레일(810)을 슬라이딩 이동하며 청소모듈 본체(820)가 일 지점에 고착되지 않고 동시에 진동자(830)에서 발생하는 초음파를 통해 주유입관(11) 내부에 부착된 먼지 및 수증기가 탈거되도록 한다.

나아가, 초음파 청소모듈(800)은, 초음파 청소모듈 본체(820) 외측에 일정 간격을 두고 신장 가능하게 기립 설치되는 한 쌍의 지지대(840)와, 지지대(840)의 단부 사이를 연결하는 것으로서 청소모듈 본체(820)를 향한 면에 상기 진동자(830)를 구비한 승강본체(850) 및, 진동자(830)가 주유입관(11)에 접촉될 수 있도록 초음파 청소모듈 본체(820)의 진동자(830)에 대응되는 위치가 관통되도록 구비된 관통홈(860)을 더 포함할 수 있다. 주유입관(11) 청소시 초음파 청소 제어모듈(970) 내 신장 제어부(972)에서 지지대(840)의 신장을 제어하여 승강본체(850)의 승강 여부를 제어하는데, 지지대(840)가 수축하면 승강본체(850)가 하강함과 동시에 관통공(860)을 통하여 진동자(830)가 청소모듈 본체(820)에서 하강하여 주유입관(11)에 접촉하면서 주유입관(11) 내 먼지 및 수증기를 탈거시키고, 청소모듈 본체(820)가 외벽레일(810)을 따라 슬라이딩 이동하는 경우 마찰에 의하여 진동자(830)가 손상될 위험이 있으므로 이를 방지하기 위하여 지지대(840)를 신장함으로서 진동자(830)가 상승하여 주유입관(11)에 접촉하지 않도록 한다.

지금까지 설명한 바와 같이, 본 발명의 미세먼지 저감장치의 구성 및 작용을 상기 설명 및 도면에 표현하였지만 이는 예를 들어 설명한 것에 불과하여 본 발명의 사상이 상기 설명 및 도면에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화 및 변경이 가능함은 물론이다.

10: 유입관 11: 주유입관
12: 부유입관 13: 스크류 모듈
14: 스크류 증기분사구 15: 확장관
16: 스크류 배관 20: 저수조
21: 제 1 저수조 허브 22: 제 1 저수조 탱크
30: 배출관 40: 필터 장치
50: 유속 저감판 60: 제 2 저수조
100: 증기 분사 모듈 110: 증기 탱크
120: 고압펌프 130: 증기 배관
140: 분사구 200: 실린더 모듈
210: 클램프 220: 실린더부
230: 주유입관 회전 모듈 231: 주유입관 회전축
232: 주유입관 회전모터 233: 회전모터 지지암
234: 회전축 결합파트 300: 팬
310: 기압 측정 센서 400: 개폐 밸브
410: 밸브 헤드 420; 개폐 실린더
430: 먼지 측정 센서 500: 침출수 여과장치
510: 여과장치 본체 520: 격벽
530: 침출수 이동홈 540: 침전부
550: 기립관 560: 배수관
561: 봉수 마루 562: 배수골
563: 경사면 600: 피드백부
610: 피드백 브랜치관 611: 제 1 피드백 브랜치관
612: 제 2 피드백 브랜치관 613: 제 3 피드백 브랜치관
620: 체크밸브 621: 제 1 체크밸브
622: 제 2 체크밸브 623: 제 3 체크밸브
630: 증폭관 631: 제 1 개방부
632: 제 2 개방부 633: 통공
700: 질산화물 제거 모듈 710: 원추부
720: 원통부 730: 제 1 질산화물 제거부
740: 제 2 질산화물 제거부 731: 흡수층
732: 전기회로 741: 광촉매층
742: 자외선 램프 800: 초음파 청소모듈
810: 외벽레일 820: 청소모듈 본체
830: 진동자 840: 지지대
850: 승강본체 860: 관통홈
900: 컨트롤러 910: 증기 분사 제어모듈
920: 실린더 제어 모듈 930: 회전 제어 모듈
931: 팬 제어부 932: 스크류 제어부
940: 개폐 제어 모듈 950: 체크밸브 제어 모듈
960: 질산화물 제거 모듈 제어모듈 961: 제 1 질산화물 제거부 제어부
962: 제 2 질산화물 제거부 제어부 970: 초음파 청소 제어모듈
971: 초음파 발생 제어부 972: 신장 제어부

Claims

미세먼지 저감장치로서,
미세먼지를 포함하는 연기가 유입되는 관으로서, 내부로 증기를 분사하는 증기 분사 모듈을 구비한 유입관;
상기 유입관으로부터 유입된 연기가 통과하면서 미세먼지가 침출되는 침출수가 구비된 저수조;
상기 저수조를 통과하여 미세먼지가 제거된 연기를 외부로 배출하는 배출관;
상기 증기 분사 모듈의 증기 분사 여부를 제어하는 컨트롤러;
상기 배출관의 일 측으로부터 상기 유입관의 일 측으로 연장된 것으로서 서로 다른 크기의 내경을 갖는 복수개의 피드백 브랜치관과, 상기 배출관과 상기 피드백 브랜치관의 연결부위에 위치하여 상기 피드백 브랜치관으로의 연기 유입을 제어하는 복수개의 체크밸브를 포함하는 피드백부;를 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 체크밸브의 개폐를 제어하는 체크밸브 제어모듈을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 1항에 있어서,
상기 미세먼지 저감장치는,
상기 유입관의 일 단에 장착되는 것으로서,
상기 유입관에 대응되는 내경을 갖는 확장관과,
상기 확장관 내부에서 회전가능하게 장착되어 상기 유입관으로부터 유입된 연기의 유속을 제어하는 스크류 모듈을 구비한 스크류 배관을 포함하고,
상기 저수조는,
상기 스크류 배관의 일 단에 장착되어 상기 스크류 배관을 통과하면서 유속이 변동된 연기를 제공받는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 1항에 있어서,
상기 유입관은,
미세먼지를 포함하는 연기가 유입되는 나선 형상의 주유입관과, 상기 주유입관을 둘러싼 부유입관을 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 3항에 있어서,
상기 미세먼지 저감장치는,
상기 주유입관의 외주면의 나선 중심에 위치하여 상기 주유입관과 결합하여 상기 주유입관을 회전시키는 주유입관 회전축 및,
상기 주유입관 회전축의 연기가 유입되는 측 단부에 위치하여 상기 주유입관 회전축에 구동력을 제공하는 주유입관 회전모터와,
상기 주유입관 회전축 및 상기 주유입관 회전모터를 지지하는 회전모터 지지암이 구비된 주유입관 회전 모듈을 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 주유입관 회전모터의 구동을 제어하는 회전 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 3항에 있어서,
상기 미세먼지 저감장치는,
상기 부유입관의 내부 일 측에 구비된 것으로서 상기 주유입관의 외주면 일 측을 감싸 고정하는 클램프와,
상기 클램프의 일 측에서 상기 주유입관에 접하도록 신축 가능하게 연장된 실린더부를 구비한 실린더 모듈을 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 실린더부의 신축을 제어하는 실린더 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 1항에 있어서,
상기 유입관은,
한 쌍의 회전날이 십(十)자 형상으로 포개어져 회전축에 연결되되 상기 회전축으로부터 회전력을 제공받는 팬 및, 상기 유입관 내부 연기의 압력을 측정하는 기압 측정 센서를 구비하고,
상기 컨트롤러는,
상기 기압 측정 센서에서 측정된 압력의 고저에 따라 상기 팬의 구동을 차등 제어하는 회전 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 1항에 있어서,
상기 배출관은,
개폐 밸브 및 상기 개폐 밸브를 통과하는 연기의 미세먼지 농도를 측정하는 먼지 측정 센서를 구비하고,
상기 컨트롤러는,
상기 미세먼지 농도의 고저에 따라 상기 개폐 밸브의 개폐를 제어하는 개폐 제어 모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 1항에 있어서,
상기 저수조는,
유입과 배출을 매개로 상기 침출수를 순환시키고,
상기 미세먼지 저감장치는,
상기 저수조의 상기 배출관 측 외벽에 위치하여 상기 저수조의 외부로 돌출되어 상기 침출수를 배출하는 여과장치 본체와,
상기 여과장치 본체의 내부를 구획하는 격벽 및,
상기 격벽의 하부를 관통하여 상기 침출수가 이동하는 침출수 이동홈과,
상기 침출수 이동홈의 하측 격벽에 구비되어 상기 저수조 측으로 돌출되어 상기 격벽과의 사이에 미세먼지가 침전되는 침전부 및,
상기 저수조 반대 방향으로 상기 여과장치 본체 내부에 위치하는 것으로서 기립 연장된 기립관과,
일 측이 상기 기립관과 연결되고 타 측이 상기 여과장치 본체의 외부로 돌출되는 배수관을 구비한 침출수 여과장치를 더 포함하되,
상기 배수관은,
상기 기립관과 상기 배출관의 경계 부위로부터 상기 기립관의 내측으로 진입한 위치에서 상기 침출수의 흐름 방향과 직각을 형성하며 기립 설치된 봉수 마루 및, 선단은 상기 봉수 마루로 차폐되고 후단은 개방된 것으로서 상기 선단에서 상기 후단에 이르기까지 상부는 개방되되 나머지 부위는 배수되는 상기 침출수를 수용할 공간을 가지도록 밀폐된 상태로 상기 배수관의 길이 방향을 따라 연장된 배수골을 구비하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
삭제
삭제
삭제
제 3항에 있어서,
상기 미세먼지 저감장치는,
상기 주유입관 외주면을 따라 구비된 한 쌍의 외벽레일과,
상기 외벽레일을 따라 슬라이딩 이동하는 청소모듈 본체 및,
상기 청소모듈 본체에 구비되어 진동에 의해 초음파를 발생시키는 진동자를 구비한 초음파 청소모듈을 더 포함하고,
상기 컨트롤러는,
상기 진동자의 구동을 제어하는 초음파 청소 제어모듈을 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.
제 12항에 있어서,
상기 초음파 청소모듈은,
상기 초음파 청소모듈 본체 외측에서 일정 간격을 두고 신장 가능하게 기립 설치되는 한 쌍의 지지대와,
상기 지지대의 단부 사이를 연결하는 것으로서, 상기 초음파 청소모듈 본체를 향한 면에 상기 진동자를 구비한 승강본체 및,
상기 초음파 청소모듈 본체는, 상기 진동자에 대응되는 위치가 관통되도록 구비한 관통홈을 더 포함하고,
상기 초음파 청소 제어모듈은,
상기 지지대의 신장을 제어하는 신장 제어부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는, 미세먼지 저감장치.