KR101989069B1 - 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치 - Google Patents
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Abstract
타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치에 관한 것으로, 기둥벽체에 보행자가 출입할 수 있도록 다수의 출입구가 형성된 휴식공간부; 상기 휴식공간부의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지가 유입되도록 다수의 먼지유입구가 형성된 미세먼지포집부; 태양광을 이용하여 발전이 이루어지도록 상기 미세먼지포집부의 상부에 태양광발전모듈이 소정 높이까지 설치되는 태양광발전부; 상기 태양광발전부의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지의 포집 및 도심의 온도가 떨어지도록 물이 분사되는 노즐이 설치되는 미스트분사부;를 마련하여 대기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 유입시켜 필터부재로 걸러주게 되고, 미스트분사부의 노즐에서 분출되는 미스트에 의해 미세먼지 및 초미세먼지를 제거할 수 있으며, 이로 인해 미세먼지와 초미세먼지가 심한 지역의 미세먼지 등을 감소시킬 수 있고, 보행자 등이 휴식을 취할 수 있는 휴식공간을 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.
Description
본 발명은 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 대기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 감소시킴은 물론 태양광발전 및 풍력발전에 의해 전원의 생산 및 보행자 등이 휴식을 취할 수 있도록 하는 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로 화력 발전소, 소각로, 자동차, 산업용 보일러와 같은 연소설비에서는 석탄, 중유, 경유, 천연가스 등과 같은 화석연료를 연소시켜서 에너지를 생성한다.
이러한 화석 연료의 연소 시에는 연소 후 발생되는 분말이나 고형물 형태의 재(ash)나 미연소된 상태의 연료 물질이나 타지 않는 불연물질이나 질소 결합물, 탄소 결합물 등 다량의 이물질이 포함된다.
그리고 일반산업체에서 배출되는 다양한 대기환경오염물질들(예; CO2, CH4, NOx, HFCs, PFCs, SF6)과 상기한 이물질을 포함하는 가스가 대기 중으로 배출되는 경우에는 대기오염을 일으킬 수 있으며, 경우에 따라 연소설비와 연결되어 연소시 발생된 가스를 처리하는 설비에도 악영향을 줄 수 있다.
예를 들어, 각종 연소설비에서 발생되는 NOx, SOx, CO2, Doxine 등과 같은 유해물질에 대해 촉매를 이용하여 무해하게 처리하는 배연기술인 선택적 촉매 환원 공정에서는 이러한 이물질들이 촉매층에 끼이게 되면서 촉매층의 기능 및 특성을 현저하게 열화시키게 된다.
구체적인 예를 살펴보면, 석탄화력발전소에서 발생되는 대기오염물질로는 대표적인 것이 초미세먼지, 이산화황, 질소산화물, 수은 등이 있으며, 이러한 대기오염물질을 저감하기 위한 장치가 적용되고 있다.
머리카락 지름보다 30배나 작은 초미세먼지를 제거하기 위해서 섬유질 필터나 집진장치를 사용하게 되는데, 집진장치는 미세먼지 집진성능이 뛰어난 이점이 있으나, 그 설비비용이 고가이다.
대략 600MW 석탄발전소의 경우, 이 장치의 설치비는 약 1000억원 수준이다. 여과장치의 한두 개가 고장 날 경우, 미세먼지의 배출량은 20배 정도 늘어날 수 있다는 문제가 있다.
전기집진기도 미세먼지를 저감하기 위한 것으로서, 미세먼지의 99%, 초미세먼지의 80~95%를 포집할 수 있으나, 질소산화물과 이산화황 반응을 통해 대기에서 형성되는 미세먼지는 잡아내지 못하는 문제가 있으며, 그로 인해 2차 미세먼지는 공중 보건 측면에서 특히 우려되고 있다.
연소가스에 포함된 이산화황이 대기 중으로 배출되면 산성비와 초미세먼지의 원인이 되고 암과 호흡기 질환을 증가시키는 것으로 알려져 있다. 이러한 이산화황 배출을 줄이기 위해서 배연탈환화(Flue Gas Desulphurisation, FGD) 방법이 사용되며, 주로 습식, 분무 건식 또는 건식 세정방식이 이용된다.
그런데 습식 세정방식은 배기가스에 다량의 물과 석회를 뿌리는 방법으로 많은 물이 사용되고, 이 과정에서 막대한 양의 황, 수은 및 기타 금속물질의 슬러지가 발생되어 폐기물 처리장으로 보내져야 하므로, 이 과정에서 2차 환경오염이 발생되는 문제점이 있다.
건식 세정방식은 일부 석탄 화력발전소에서 도입되고 있으며, 이 과정에서도 석회와 소량의 물이 투입되어 황과 기타 오염물질을 흡수하게 된다. 여기서 발생되는 폐기물은 집진장치나 전기집진기를 이용하여 모아서 별도로 처리하게 된다.
배연탈황화 설비는 현재 가장 고가의 오염물질 저감장치에 해당되는 것으로서, 대략 600MW 발전소에 3000~5000억원의 설비비용이 들어가며, 이는 새로운 발전소 건설비용의 대략 25%에 해당되므로 도입하는데 어려움이 있다.
또한 질소산화물의 배출은 초미세 먼지와 오존 생성으로 이어질 수 있다. 이러한 오염물질은 폐기종과 기관지염과 같은 호흡기 질환을 일으킬 확률을 높인다.
질소산화물 저감장치로는 연소온도를 낮춰 질소산화물 생성을 줄일 수 있으며, 이후에 선택적 촉매환원(SCR)으로 질소산화물을 줄일 수 있으나, 이 또한 발전소당 대략 3000억원의 설비비용이 들어가는 문제점이 있고, 대안으로 보다 저렴한 선택적 비촉매환원 기술이 있으나, 저감 효율은 60~80% 수준이다.
또한 석탄연소는 인위적으로 발생하는 수은의 최대 오염원이다. 수은의 배출은 석탄 세척을 통해 일부 줄일 수 있지만, 이 과정에서 수은이 함유된 폐수를 발생시켜 지표수와 지하수를 오염시킬 수 있다.
수은 배출량의 대부분은 집진장치나 선택적 촉매환원제 또는 배연탈황화와 같은 다른 오염물질의 저감장치를 통해 포집될 수 있다, 활성탄 주입으로 불리는 방식도 수은을 제거하는데 사용되는데, 집진장치나 전기집진기와 함께 사용하면 수은 배출을 90%까지 줄일 수 있고 비용은 600MW 발전소당 30억원 수준이다.
또한 일부 석탄 산업계는 탄소 포집 및 저장기술(CCS)로 석탄화력발전소에서 배출되는 이산화탄소를 줄일 수 있다고 주장하고 있으나, 이 기술은 이산화탄소 배출을 포집하고 액체로 압축한 뒤에 영구적 저장을 목적으로 깊은 지하암반에 주입시키는 방식이다.
따라서 현재 상기의 탈황, 탈질 그리고 미세먼지 및 탄소 포집저장 기술은 시설비가 매우 비싸고 유지보수비용이 많이 들어가는 기술로서 경제적 현실성이 떨어지는 문제가 있으며 추가로 성능향상을 시키거나 새로이 설치할 경우 설치비용과 유지보수비용이 기하급수적으로 늘어나서 산업체에서 많은 부담이 되고 있다.
또한 상기의 오염가스 이외에도 산업체에서 발생하는 특수 오염가스 등에도 저가격이면서 고효율이고 적은 유지보수비용이 소요되는 제거방법이 절실히 요구되고 있는 실정이다.
한편 종래의 미세먼지 제거장치 등은 미세먼지의 포집 및 이를 촉매 환원시키는 방식을 취하고 있으나, 근래의 미세먼지 및 초미세먼지의 흡입 등을 방지하기 위하여 마스크 등을 착용하는 실정에 비하여 미세먼지 또는 초미세먼지를 효율적으로 제거할 수 없다.
또 도심 등에는 다수의 보행자가 통행하게 되는데, 타 지역에 비하여 차량의 통행 등이 많은 도심 지역에서는 미세먼지 및 초미세먼지를 제거하는 장치 등의 설치가 용이하지 않은 실정이다.
예를 들어, 하기 특허문헌 1에는 '유해가스 및 미세먼지 제거장치'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 1에 따른 유해가스 및 미세먼지 제거장치는 일단에 압축가스가 유입되는 유입구가 형성되고, 타단에 내부를 통과한 유해가스가 배출되는 배출구가 형성되는 챔버, 상기 챔버의 내부에서 종방향으로 배치되며, 횡방향 단면을 채우도록 횡방향으로 인접하여 병렬 배치되고, 내부를 통과하는 유해가스를 급속히 고온으로 가열하도록 고열을 발생시키는 히터부재 및 상기 챔버의 타단에 연결되어 상기 유해가스를 촉매 또는 담체 반응에 의해 제거할 수 있도록 내부에 촉매 또는 담체가 충진된 촉매반응챔버를 포함한다.
하기 특허문헌 2에는 '융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거장치'가 개시되어 있다.
하기 특허문헌 2에 따른 융합형 미세먼지 및 질소산화물 제거 장치는 본체를 이루는 외통, 외통의 양측단에 각각 형성된 유입구 및 유출구, 외통의 하단에 순차 형성된 제 1기준호퍼, 제 2기준 호퍼, 제 1변형 호퍼, 제 2변형 호퍼로 외형을 구성하고, 상기 외형의 내부 공간 영역은 복수개의 분할벽과 1개의 분할판을 이용하여 내통을 구성하는 제 1 챔버 및 제 2 챔버 공간 영역과, 상기 내통 외부의 제 3 챔버 및 제 4 챔버 공간 영역으로 분할한 후 분할된 상기 각 챔버 영역에 미세먼지를 제거하는 여과집진부와 여과집진부에 걸러진 미세먼지를 탈진하는 탈진부, 여과집진진부를 지난 배가스에 환원제를 주입하여 혼합하는 배가스 혼합부, 배가스 혼합부를 지난 배가스 중의 질소산화물을 선택적으로 환원시켜 제거하는 SCR 반응부를 순차적으로 포함한다.
본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 도심 지역에서 미세먼지 및 초미세먼지를 제거하도록 함은 물론 태양광을 이용한 발전이 가능하도록 하는 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 도심 지역에 일정 높이로 설치하여 전원을 공급함은 물론 미세먼지의 제거 및 보행자 등이 휴식을 취할 수 있는 휴식공간을 제공하는 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치를 제공하는 것이다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치는 기둥벽체에 보행자가 출입할 수 있도록 다수의 출입구가 형성된 휴식공간부; 상기 휴식공간부의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지가 유입되도록 다수의 먼지유입구가 형성된 미세먼지포집부; 태양광을 이용하여 발전이 이루어지도록 상기 미세먼지포집부의 상부에 태양광발전모듈이 소정 높이까지 설치되는 태양광발전부; 상기 태양광발전부의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지의 포집 및 도심의 온도가 떨어지도록 물이 분사되는 노즐이 설치되는 미스트분사부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미세먼지포집부는 미세먼지 및 초미세먼지가 유입되도록 상기 기둥벽체에 일정 간격으로 형성되는 다수의 먼지유입구; 상기 먼지유입구의 상측에 미세먼지 및 초미세먼지를 포집하도록 설치되는 필터부재; 상기 필터부재를 교체할 수 있도록 상기 필터부재의 전면에 개폐 가능하게 설치되는 개폐점검구; 상기 먼지유입구를 통해 유입된 미세먼지 및 초미세먼지가 상기 미스트분사부의 외측으로 배출되도록 상기 미세먼지 및 초미세먼지를 배출시키는 배출팬;을 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 미세먼지포집부는 상기 필터부재의 정압을 측정하도록 설치되는 정압측정기; 미세먼지 및 초미세먼지의 농도, 외부 온도에 따라 상기 배출팬, 상기 미스트분사부의 구동을 제어하도록 설치되는 제어패널;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
상기 태양광발전부는 소정의 크기로 이루어져 상기 기둥벽체의 외면에 설치되는 다수의 태양광발전모듈을 포함하며, 상기 태양광발전모듈은 상기 기둥벽체의 외면과 동일하게 원형으로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기 미스트분사부는 상기 기둥벽체의 최상단에 설치되는 상부플랫폼; 상기 상부플랫폼의 외측에 물이 공급되도록 설치되는 공급관; 지상에 분포된 미세먼지 및 초미세먼지가 포집되도록 상기 공급관에 물이 분사되도록 설치되는 노즐; 전원을 발생시키도록 상기 기둥벽체의 내부에 설치되는 풍력발전기;를 포함하는 것을 특징으로 한다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치에 의하면, 대기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 유입시켜 필터부재로 걸러주게 되고, 미스트분사부의 노즐에서 분출되는 미스트에 의해 미세먼지 및 초미세먼지를 제거할 수 있으며, 이로 인해 미세먼지와 초미세먼지가 심한 지역의 미세먼지 등을 감소시킬 수 있고, 보행자 등이 휴식을 취할 수 있는 휴식공간을 제공할 수 있다는 효과가 얻어진다.
또한 본 발명에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치에 의하면, 태양광발전부 및 풍력발전기에 의해 제어패널과 펌프 구동에 필요한 전원을 공급함은 물론 전력을 생산할 수 있으며, 정압측정기에 의해 필터부재를 적절한 시기에 교체할 수 있다는 효과가 얻어진다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치를 도시한 구성도,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 일부를 도시한 확대 정면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 일부를 도시한 확대 정면도,
도 4는 도 1의 A-A선 확대 단면도,
도 5는 도 1의 B-B선 확대 단면도,
도 6은 도 1의 C-C선 확대 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 작동 상태를 도시한 정면도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 일부를 도시한 확대 정면도,
도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 일부를 도시한 확대 정면도,
도 4는 도 1의 A-A선 확대 단면도,
도 5는 도 1의 B-B선 확대 단면도,
도 6은 도 1의 C-C선 확대 단면도,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 작동 상태를 도시한 정면도.
이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치는 기둥벽체(12)에 보행자가 출입할 수 있도록 다수의 출입구(13)가 형성된 휴식공간부(10), 상기 휴식공간부(10)의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지가 유입되도록 다수의 먼지유입구(21)가 형성된 미세먼지포집부(20), 태양광을 이용하여 발전이 이루어지도록 상기 미세먼지포집부(20)의 상부에 태양광발전모듈(31)이 소정 높이까지 설치되는 태양광발전부(30), 상기 태양광발전부(30)의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지의 포집 및 도심의 온도가 떨어지도록 물이 분사되는 노즐(44)이 설치되는 미스트분사부(40)를 포함한다.
본 발명의 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치는 타워형으로 설치되어 보행자 등이 휴식을 취할 수 있는 휴식 공간을 제공함은 물론 태양광발전 및 풍력 발전이 이루어지도록 하여 미세먼지 처리장치에서 소요되는 전원을 공급되게 한다.
이와 함께 미세먼지와 초미세먼지 뿐만 아니라 악취 등이 발생되지 않도록 타워의 상단에서 물을 미스트(또는 안개) 형태로 분사시켜 줌으로써, 미세먼지 및 초미세먼지를 제거하며, 타워의 상단에서 물을 분사시켜 줌으로써 도심의 온도를 떨어뜨려 도심을 보다 쾌적한 상태로 유지시킬 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치를 도시한 구성도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 일부를 도시한 확대 정면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 일부를 도시한 확대 정면도이다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치는 보행자 등이 휴식을 취할 수 있도록 형성되는 휴식공간부(10), 상기 휴식공간부(10)의 상부에 미세먼지를 흡입하여 포집시키는 미세먼지포집부(20), 상기 태양광에 의한 발전이 이루어지도록 미세먼지포집부(20)의 상부에 설치되는 태양광발전부(30), 상기 태양광발전부(30)의 상부에 풍력발전 및 물을 분출하는 미스트분사부(40)로 이루어진다.
상기 휴식공간부(10)는 보행자 등이 더위를 피해 휴식을 취할 수 있도록 하는 것으로, 휴식공간부(10)는 소정의 공간을 갖는 공간부로 이루어진다.
아울러 휴식공간부(10)의 저면에는 지면에 견고하게 설치되도록 앵커볼트(11)가 설치되고, 휴식공간부(10)에는 소정의 내부공간이 형성되도록 기둥벽체(12)가 형성된다.
이러한 기둥벽체(12)는 타워의 하단에서부터 상단까지 형성되는 것으로, 내부가 중공의 형상으로 이루어진다. 이러한 기둥벽체(12)는 대략 20~50m의 높이로 시공됨에 따라 내부에 사다리 또는 계단(미도시)이 설치될 수 있음은 물론이다.
상기 기둥벽체(12)에는 휴식공간부(10)의 내부로 보행자 등이 자유로이 출입할 수 있도록 출입구(13)가 다수 형성되며, 보행자 등의 통행이 용이하게 이루어지도록 출입구(13)의 상부가 아치 형상으로 형성될 수 있다.
또 휴식공간부(10)의 상부에는 보행자 등이 외부에서도 휴식을 취할 수 있도록 외측으로 돌출되는 그늘막(14)이 형성된다. 이러한 그늘막(14)은 기둥벽체(12)의 외측에 보행자 등이 휴식을 취할 수 있도록 그늘을 제공해 줌은 물론 우천 시 휴식공간부(10)의 내부로 빗물 등의 유입을 차단하도록 형성된다.
이러한 휴식공간부(10)의 높이는 대략 2~4m로 형성되어 다수의 보행자가 내부에 머무는 경우 실내 공기가 청정한 상태를 유지할 수 있도록 하며, 필요에 따라 휴식공간부(10)의 내부 온도가 높을 경우 실내 공기를 외부로 배출시키는 팬 등이 설치될 수 있다.
상기 미세먼지포집부(20)는 미세먼지 및 초미세먼지가 유입되도록 상기 기둥벽체(12)에 일정 간격으로 형성되는 다수의 먼지유입구(21), 상기 먼지유입구(21)의 상측에 미세먼지 및 초미세먼지를 포집하도록 설치되는 필터부재(27), 상기 필터부재(27)를 교체할 수 있도록 상기 필터부재(27)의 전면에 개폐 가능하게 설치되는 개폐점검구(28), 상기 먼지유입구(21)를 통해 유입된 미세먼지 및 초미세먼지가 상기 미스트분사부(40)의 외측으로 배출되도록 상기 미세먼지 및 초미세먼지를 배출시키는 배출팬(29)을 포함한다.
도 4는 도 1의 A-A선 단면도이다.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 상기 미세먼지포집부(20)는 지면으로부터 소정 높이에 있는 미세먼지 및 초미세먼지를 흡입하여 줌으로써 지면으로부터 소정 높이까지의 미세먼지 및 초미세먼지와 함께 악취 등을 유입시켜 기둥벽체(12)의 상단으로 이동시키도록 한다.
상기 미세먼지포집부(20)에는 기둥벽체(12)의 내측으로 미세먼지 및 초미세먼지, 악취 등이 유입되도록 먼지유입구(21)가 형성된다. 이러한 먼지유입구(21)는 도 4에서와 같이, 기둥벽체(12)에 방사상으로 다수 형성되며, 각각의 먼지유입구(21)에는 기둥벽체(12)의 내측으로 미세먼지, 초미세먼지 및 악취 등을 유입시키는 팬 등이 각각 설치될 수 있다.
아울러 미세먼지 및 초미세먼지의 농도를 측정하는 미세먼지측정기(22)가 설치되며, 상기 미세먼지측정기(22)에 의해 측정된 미세먼지 농도에 따라 팬을 선택적으로 구동시킨다.
상기 미세먼지포집부(20)의 상부에는 관리자 등이 필터부재(27)의 교체 작업 등이 이루어지도록 하부플랫폼(23)이 설치되고, 상기 하부플랫폼(23)과 기둥벽체(12) 사이에는 하부플랫폼(23)이 견고하게 지지되도록 소정의 각도로 경사지게 설치되는 브레이싱(24)이 설치된다.
상기 하부플랫폼(23)의 상면에는 작업자 등의 통행 시 낙하를 방지하도록 안전난간(25)이 소정 높이로 설치된다.
상기 하부플랫폼(23)에는 미세먼지포집부(20), 태양광발전부(30) 및 미스트분사부(40)를 제어하는 제어패널(26)이 설치된다.
상기 미세먼지포집부(20)는 상기 필터부재(27)의 정압을 측정하도록 설치되는 정압측정기(27c), 미세먼지 및 초미세먼지의 농도, 외부 온도에 따라 상기 배출팬(29), 상기 미스트분사부(20)의 구동을 제어하도록 설치되는 제어패널(26)을 더 포함한다.
상기 미세먼지포집부(20)의 기둥벽체(12) 내부에는 미세먼지 및 초미세먼지를 여과시키는 필터부재(27)가 설치된다. 상기 필터부재(27)는 하부에 설치되는 제1 필터(27a)와 상기 제1 필터(27a)의 상부에 설치되는 제2 필터(27b)로 이루어진다.
즉, 상기 제1 필터(27a)는 입자가 큰 미세먼지를 걸러주게 되고, 상기 제2 필터(27b)는 입자가 작은 초미세먼지를 걸러주게 된다. 이러한 필터부재(27)는 미세먼지와 초미세먼지의 포집 상태에 따라 교체 가능하게 설치된다.
상기 제1 필터(27a)는 미세먼지를 여과시킬 수 있는 프리필터(Pre Filter), 탈취필터 등으로 이루어지고, 상기 제2 필터(27b)는 초미세먼지를 여과시킬 수 있는 헤파필터(HEPA Filter) 등으로 이루어질 수 있다.
이러한 상기 필터부재(27)는 제1 필터(27a)와 제2 필터(27b)를 서로 겹치게 설치하거나 소정의 간격만큼 이격되게 설치할 수 있다.
아울러 상기 하부플랫폼(23)에는 필터부재(26)의 교체 주기를 파악할 수 있도록 정압측정기(27c)가 설치되며, 상기 정압측정기(27c)는 필터부재(26)를 통과하는 공기 압력을 측정하여 표시하게 된다.
또한 미세먼지포집부(20)에는 필터부재(27)를 교체할 수 있도록 개폐점검구(28)가 설치된다. 상기 개폐점검구(28)는 대략 사각형상으로 이루어지고, 개폐점검구(28)의 일측에는 개폐 가능하도록 힌지가 설치되며, 개폐점검구(28)를 록킹 상태로 유지시키는 록킹레버가 구비됨은 물론이다.
상기 미세먼지포집부(20)의 내측에는 먼지유입구(21)를 통해 유입된 미세먼지 및 초미세먼지와 함께 악취 등을 기둥벽체(12)의 상단으로 이동시키는 배출팬(29)이 설치된다.
도 5는 도 1의 B-B선 단면도이며, 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 미세먼지포집부(20)의 상부에는 태양광발전부(30)가 설치되며, 상기 태양광발전부(30)는 기둥벽체(12)의 외면에 일정 크기로 이루어진 태양광발전모듈(31)이 설치된다.
이러한 태양광발전모듈(31)은 기둥벽체(12)의 외면과 동일한 원형으로 설치되어 태양의 위치에 관계없이 태양광발전이 이루어지도록 한다.
상기 미스트분사부(40)는 상기 기둥벽체(12)의 최상단에 설치되는 상부플랫폼(41), 상기 상부플랫폼(41)의 외측에 물이 공급되도록 설치되는 공급관(43), 지상에 분포된 미세먼지 및 초미세먼지가 포집되도록 상기 공급관(43)에 물이 분사되도록 설치되는 노즐(44), 전원을 발생시키도록 상기 기둥벽체(12)의 내부에 설치되는 풍력발전기(46)를 포함한다.
도 1, 도 3 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 태양광발전부(30)의 상부에는 미스트분사부(40)가 설치된다. 상기 태양광발전부(30)의 상부에는 상부플랫폼(41)이 설치된다.
상기 상부플랫폼(41)의 하부에는 상부플랫폼(41)이 견고하게 지지되도록 브레이싱(41)이 설치되며, 상기 상부플랫폼(41)의 외측에는 공급관(42)이 설치된다. 이러한 공급관(42)은 펌프 등에 의해 물이 공급되며, 상기 공급관(42)에는 일정 간격으로 다수의 노즐(44)이 설치된다.
이러한 노즐(44)은 공급관(43)에서 공급된 물이 미스트 형태로 분사되도록 설치된다.
아울러 상기 상부플랫폼(41)의 외측에는 상부난간(45)이 설치되며, 상기 상부플랫폼(41)의 기둥벽체(12) 내부에는 풍력발전기(46)가 설치된다. 이러한 풍력발전기(46)는 배출팬(29)에 의해 공급되는 풍력에 의해 구동되며, 미세먼지 및 초미세먼지의 농도를 측정하는 미세먼지측정기(47)가 설치된다.
다음 도 1 내지 도 7을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 작동방법을 설명한다.
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치의 작동 상태를 도시한 정면도이다.
도 1 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치는 미세먼지 및 초미세먼지 또는 가로등 등에 전원을 공급 또는 도심 지역 내에 휴식공간을 마련하고자 하는 곳에 설치된다.
즉, 보행자 등이 햇빛을 피해 휴식을 취할 수 있도록 휴식공간부(10)를 마련하고, 상기 휴식공간부(10)에는 대략 직경 2~5m의 기둥벽체(12)를 시공하며, 기둥벽체(12)의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지를 유입하는 미세먼지포집부(20), 태양광발전부(30) 및 미스트분사부(40)를 하나의 타워로 형성한다.
상기 휴식공간부(10)는 여름철에 더위를 피할 수 있도록 그늘을 제공하며 겨울철에 추위를 피할 수 있도록 외부와 차단된 공간을 제공하게 된다.
상기 제어패널(26)은 미세먼지측정기(22)에서 측정된 데이터에 의해 미세먼지 및 초미세먼지의 농도에 따라 배출팬(29)을 구동시키게 되며, 배출팬(29)의 구동에 의해 대기 중의 미세먼지 및 초미세먼지 등을 먼지유입구(21)로 유입하게 된다.
이렇게 유입된 미세먼지 및 초미세먼지는 배출팬(29)에 의해 기둥벽체(12)의 상측으로 이동하게 되며, 상기 미세먼지는 필터부재(27)인 제1 필터(27a)에 의해 걸러지게 되고, 상기 초미세먼지는 필터부재(27)인 제2 필터(27b)에 의해 걸러지게 된다.
아울러 미세먼지 및 초미세먼지는 필터부재(27)에 의해 걸러지게 되고, 필터부재(27)를 통과한 공기는 기둥벽체(12)를 따라 상측으로 이동하게 된다.
한편 미세먼지 및 초미세먼지가 부착된 필터부재(27)는 주기적으로 교체하거나 정압측정기(27c)에서 측정된 압력에 따라 교체 작업이 이루어지며, 상기 필터부재(27)의 교체 작업은 개폐점검구(28)를 개방시켜 이루어지게 된다.
또한 상기 태양광발전부(30)의 태양광발전모듈(31)은 태양광에 의해 전원을 발생시키며, 태양광발전모듈(31)에서 발생된 전원은 배출팬(29)의 구동 전원으로 사용되거나 발생된 전원을 배터리에 축전 또는 인접 지역의 가로등 등에 공급된다.
상기 미스트분사부(40)는 제어패널(26)에 의해 제어되는 것으로, 미세먼지포집부(20) 및 미스트분사부(40)에 설치된 미세먼지측정기(47)로부터 측정된 미세먼지 농도에 따라 구동된다.
즉, 상기 공급관(43)에는 펌프(미도시) 등에 의해 물이 공급되고, 공급된 물은 노즐(44)을 통해 지상으로 분출된다. 이때 노즐(44)을 통해 분사되는 물은 미스트(Mist)로 분사된다.
상기 노즐(44)에서 분사된 미스트는 지상으로부터 대략 30~50m 높이에서 분사됨에 따라 미스트가 하강되면서 대기 중에 있는 미세먼지 및 초미세먼지를 흡착하여 지면으로 하강하게 된다.
이와 같이 미세먼지포집부(20)에서 미세먼지 및 초미세먼지를 유입시켜 필터부재(27)에서 걸러주게 되고, 지상으로부터 소정 높이에서 미스트의 분사로 대기 중에 있는 미세먼지 및 초미세먼지를 제거할 수 있게 된다.
또한 상기 미스트분사부(40)에 설치된 풍력발전기(46)는 배출팬(29)에 의해 상승하는 풍력 또는 대기 중의 풍력에 의해 회전되어 전원을 발생시키게 된다.
이러한 풍력발전기(46)에서 발생된 전원은 제어패널(26), 가로등 등에 공급될 수 있음은 물론이다.
이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
10: 휴식공간부 11: 앵커볼트
12: 기둥벽체 13: 출입구
14: 그늘막
20: 미세먼지포집부 21: 먼지유입구
22: 미세먼지측정기 23: 하부플랫폼
24: 브레이싱 25: 안전난간
26: 제어패널 27: 필터부재
27a: 제1 필터 27b: 제2 필터
27c: 정압측정기 28: 개폐점검구
29: 배출팬
30: 태양광발전부 31: 태양광발전모듈
40: 미스트분사부 41: 상부플랫폼
42: 브레이싱 43: 공급관
44: 노즐 45: 상부난간
46: 풍력발전기 47: 미세먼지측정기
12: 기둥벽체 13: 출입구
14: 그늘막
20: 미세먼지포집부 21: 먼지유입구
22: 미세먼지측정기 23: 하부플랫폼
24: 브레이싱 25: 안전난간
26: 제어패널 27: 필터부재
27a: 제1 필터 27b: 제2 필터
27c: 정압측정기 28: 개폐점검구
29: 배출팬
30: 태양광발전부 31: 태양광발전모듈
40: 미스트분사부 41: 상부플랫폼
42: 브레이싱 43: 공급관
44: 노즐 45: 상부난간
46: 풍력발전기 47: 미세먼지측정기
Claims (5)
- 타워의 하단에서부터 상단까지 형성되는 것으로, 내부가 중공의 형상으로 이루어진 기둥벽체(12)에 내부로 보행자가 출입할 수 있도록 다수의 출입구(13)가 형성되며, 상부에는 보행자가 외부에서도 휴식을 취할 수 있도록 외측으로 돌출되는 그늘막(14)이 형성된 휴식공간부(10);
상기 휴식공간부(10)의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지가 유입되도록 다수의 먼지유입구(21)가 형성된 미세먼지포집부(20);
태양광을 이용하여 발전이 이루어지도록 상기 미세먼지포집부(20)의 상부에 태양광발전모듈(31)이 소정 높이까지 설치되는 태양광발전부(30);
상기 태양광발전부(30)의 상부에 미세먼지 및 초미세먼지의 포집 및 도심의 온도가 떨어지도록 물이 분사되는 노즐(44)이 설치되는 미스트분사부(40);를 포함하되,
상기 미세먼지포집부(20)는
미세먼지 및 초미세먼지, 악취가 유입되도록 상기 기둥벽체(12)에 일정 간격으로 형성되는 다수의 먼지유입구(21);
상기 기둥벽체(12)의 내부에 미세먼지 및 초미세먼지의 농도를 측정하도록 설치되는 미세먼지측정기(22);
상기 먼지유입구(21)의 상측에 설치되어 미세먼지 및 초미세먼지를 포집하도록 하부에 설치되는 제1 필터(27a)와 상기 제1 필터(27a)의 상부에 설치되는 제2 필터(27b)로 이루어진 필터부재(27);
상기 필터부재(27)의 하부에는 관리자가 필터부재(27)의 교체작업이 이루어지도록 설치되는 하부플랫폼(23);
상기 하부플랫폼(23)의 상면에는 작업자가 통행시 낙하를 방지하도록 설치되는 안전난간(25);
상기 필터부재(27)를 교체할 수 있도록 상기 필터부재(27)의 전면에 개폐 가능하게 설치되는 개폐점검구(28);
상기 먼지유입구(21)를 통해 유입된 미세먼지 및 초미세먼지가 상기 미스트분사부(40)의 외측으로 배출되도록 상기 미세먼지 및 초미세먼지를 기둥벽체(12)의 상단으로 이동시키는 배출팬(29);
상기 필터부재(27)의 정압을 측정하도록 설치되는 정압측정기(27c);
미세먼지 및 초미세먼지의 농도, 외부 온도에 따라 상기 배출팬(29), 미스트분사부(40)의 구동을 제어하도록 설치되는 제어패널(26);을 포함하는 것을 특징으로 하는 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치.
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- 제1항에 있어서,
상기 태양광발전부(30)는
상기 기둥벽체(12)의 외면에 설치되는 다수의 태양광발전모듈(31)을 포함하며,
상기 태양광발전모듈(31)은 상기 기둥벽체(12)의 외면과 동일하게 원형으로 설치되는 것을 특징으로 하는 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치.
- 제1항에 있어서,
상기 미스트분사부(40)는
상기 기둥벽체(12)의 최상단에 설치되는 상부플랫폼(41);
상기 상부플랫폼(41)의 외측에 물이 공급되도록 설치되는 공급관(43);
지상에 분포된 미세먼지 및 초미세먼지가 포집되도록 상기 공급관(43)에 물이 분사되도록 설치되는 다수의 노즐(44);
전원을 발생시키도록 상기 기둥벽체(12)의 내부에 설치되어 배출팬(29)에 의해 공급되는 풍력에 의해 구동되는 풍력발전기(46);
미세먼지 및 초미세먼지의 농도를 측정하는 미세먼지측정기(47)를 포함하는 것을 특징으로 하는 타워형 자가발전 및 미세먼지 처리장치.
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