KR102060892B1 - 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치 및 이를 포함하는 시스템 과 제어방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치에 관한 것으로 본 발명의 일 실시예인 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하기 위한 것으로, 유해공기가 일측으로부터 내부로 유입되고, 유입된 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하는 필터박스; 필터박스의 상측에 결합되고, 표면에 떨어지는 비 또는 눈을 감지하여 감지정보를 생성하는 습윤센서; 및 필터박스의 일면에 결합되되, 습윤센서로부터 감지정보를 수신하고, 감지정보를 기반으로 구동신호를 생성하여 필터박스의 일측이 폐쇄되도록 하는 제어부;를 포함한다.

Description

유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치 및 이를 포함하는 시스템 과 제어방법{Manned and unmanned moving object mounted type fine dust complex filtering Device and System and Method of control Thereof}
본 발명은 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치 및 이를 포함하는 시스템과 제어방법에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유무인 이동체에 설치되어 유해공기로부터 유해물질을 여과하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치 및 이를 포함하는 시스템과 제어방법에 관한 것이다.
최근에는 미세먼지와 황사가 전국적으로 빈번하게 발생하고 있어 또 다른 사회적 이슈로 부각되고 있고, 수도권에서는 지하철, 버스, 택시의 수가 점차 증가함에 따라 과거에 비해 각종 미세먼지가 증가하는 추세다. 이러한 미세먼지는 지름이 10μm보다 작은 미세먼지와 지름이 2.5μm보다 작은 미세먼지로 나뉜다. 한편, 미세먼지는 사람의 눈에는 보이지 않을 만큼 매우 작기 때문에, 대기에서 머물러 있다가 호흡기를 거쳐 폐 등에 침투하거나 혈관을 따라 체내로 침투하여 건강에 나쁜 영향을 끼친다.
또한, 이러한 미세먼지는 배출원으로부터 직접 배출도 되지만 도시의 대기중의 NOx(질소 산화물), SO2(이산황 가스), VOCs(Volatile Organic Compounds, 휘발성 유기물)와 같은 물질이 햇빛과 반응하여 2차적으로 만들어지기도 한다. 그러므로 단순히 미세먼지 자체를 줄이는 것도 중요하지만 상기와 같은 미세먼지 유해물질을 제거하는 것도 매우 중요하다. 다만, 도시 중 서울은 SO2의 농도가 낮아 미세먼지에 기여하는 기여도가 낮으므로 큰 문제가 되지 않았다.
한편, 이러한 미세먼지 때문에 많은 사람들이 일상생활을 행함에 있어, 미세먼지, 황사에 포함된 유해물질이 호흡기로 유입되는 것을 방지하고자 황사마스크를 착용하게 된다. 그러나 황사마스크는 착용감이 불편하기 때문에 사용자가 착용을 꺼리게 되는 문제점이 있다. 또한, 사용자의 안면에 대한 밀착력이 낮아 대기 중에 대량으로 확산되는 미세먼지, 황사에 포함된 유해물질에 대한 차단율이 낮으며, 유해물질의 노출 정도에 따라 필터를 교체할 수 없는 한계가 있다.
이러한 한계점에 의해, 대기 중에 대량으로 확산되는 미세먼지, 황사에 포함된 유해물질을 효과적으로 직접 여과처리하여 사람들의 건강 및 사람들에게 쾌적한 일상생활을 제공할 수 있는 방안의 연구개발이 지속적으로 요구되는 실정이다.
대한민국 공개특허 제10-2011-0023717호
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명은 유무인 이동체에 설치되어 대량의 유해공기로부터 PM(Particle Materials, 입자상 물질), NOx, SO2, VOCs 중 적어도 하나를 효과적으로 직접 여과처리할 수 있는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치 및 이를 포함하는 시스템과 제어방법을 제공하는데 그 목적이 있다.
한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제는 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예인 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 유해공기가 일측으로부터 내부로 유입되고, 유입된 유해공기로부터 PM, NOx중 적어도 하나를 필터링하는 필터박스; 필터박스의 상측에 결합되고, 표면에 떨어지는 비 또는 눈을 감지하여 감지정보를 생성하는 습윤센서; 및 필터박스의 일면에 결합되되, 습윤센서로부터 감지정보를 수신하고, 감지정보를 기반으로 필터박스의 일측을 개폐하는 제어부;를 포함한다.
그리고 본 발명의 일 실시예의 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 필터박스의 상측에 결합되어 습윤센서 및 제어부에 전원을 공급하는 태양광 패널;을 더 포함한다.
한편, 필터박스는, 내부의 일측에 마련되고, 제어부에 의해 개방 또는 폐쇄되되, 개방된 상태에서 유해공기를 내부로 유입하는 개폐유닛; 및 개폐유닛을 통과한 유해공기로부터 PM, NOx중 적어도 하나를 필터링하고, 필터링한 PM, NOx의 수치를 감지하여 수치정보를 생성하는 먼지센서가 마련되는 필터모듈;을 포함한다.
또한, 본 발명의 일 실시예의 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 개폐유닛과 연결되고, 제어부로부터 구동신호를 수신하며, 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛에 전달하여 필터박스의 일측이 개방 또는 폐쇄되도록 하는 구동모터;를 더 포함한다.
그리고 필터모듈은, 개폐유닛과 인접하게 필터박스의 내부에 마련되어 개폐유닛을 통과한 유해공기로부터 PM을 필터링하는 제1 필터모듈; 및 제1 필터모듈과 결합되고, 제1 필터모듈에서 PM이 필터링된 유해공기로부터 NOx를 필터링하는 제2 필터모듈;을 포함한다.
한편, 제1 필터모듈 및 상기 제2 필터모듈은, 필터박스의 내부에 유해공기가 필터박스로 유입되는 방향을 따라 지그재그형으로 연장되게 마련될 수 있다.
이와 달리, 제1 필터모듈 및 상기 제2 필터모듈은, 필터박스의 내부에 규칙적으로 이격 배열되는 매트릭스형으로 마련될 수 있다.
또한, 제1 필터모듈 및 상기 제2 필터모듈은, 다공성 구조를 갖는 다공성유닛 및 망구조를 갖는 망 상의 메쉬유닛 중 적어도 하나를 포함한다.
그리고 제1 필터모듈은, 제2 필터모듈보다 필터박스의 내부 공간을 더 차지한다.
여기서, 유무인 이동체는, 버스, 차량, 화물차, 지하철, 기차, 선박, 비행기, 헬리콥터, 로봇, 드론 중에서 선택된 적어도 하나의 이동체를 의미한다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 시스템은, 상술한 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치; 및 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치에 결합된 통신부를 통해 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치에서 생성된 비 또는 눈에 대한 감지정보, PM, NOx의 수치에 대한 수치정보를 수신하여 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 모니터링, 감시, 관리하는 서버;를 포함한다.
한편, 필터모듈은, 제2 필터모듈과 결합되고, 제2 필터모듈에서 여과된 유해공기로부터 VOCs를 여과하는 제3 필터모듈;을 더 포함한다.
여기서, 제3 필터모듈은, 필터박스의 내부에 유해공기가 필터박스로 유입되는 방향을 따라 지그재그형으로 연장되게 마련될 수 있다.
여기서, 제3 필터모듈은 필터박스의 내부에 규칙적으로 이격 배열되는 매트릭스형으로 마련될 수 있다.
그리고 제3 필터모듈은, 내면여과방식의 필터유닛, 다공성 구조를 갖는 다공성유닛 및 망구조를 갖는 망 상의 메쉬유닛 중 적어도 하나를 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 필터박스의 일면에 결합되고, 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs 중 적어도 하나의 수치를 감지하여 수치정보를 생성하는 적어도 하나의 먼지센서;를 포함한다.
여기서, 먼지센서는, 유해공기로부터 PM 및 VOCs의 수치를 감지하여 제1 수치정보를 생성하는 제1 먼지센서; 및 유해공기로부터 SO2 및 NOx의 수치를 감지하여 제2 수치정보를 생성하는 제2 먼지센서;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 필터박스의 일면에 결합되고, 이동체의 위치를 감지하여 위치정보를 생성하는 GPS센서;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 필터박스의 일측이 개폐되는 시간에 대한 제1, 2 시간정보가 기저장되고, 제어부에 제1, 2 시간정보를 전송하는 타이머;를 포함한다.
본 발명의 일 실시예의 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 필터박스의 일측에 결합되고, 필터박스의 일측으로부터 필터박스의 내부를 향해 유해공기 또는 이동체에 의해 유동되는 유해공기가 아닌 물체의 유입을 차단하는 보호망;을 더 포함한다.
여기서, 보호망은, 유해공기는 필터박스의 내부로 유입되되, 물체의 유입을 차단하기 위해 망구조를 갖는 메쉬유닛이다.
상기 목적을 달성하기 위한 기술적 수단으로서, 본 발명의 일 실시예에 의한 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 제어방법에 있어서, 제어부가 습윤센서, 먼지센서, GPS센서, 타이머로부터 감지정보, 수치정보, 위치정보, 시간정보를 수신하는 제1 단계; 제어부가 상기 GPS센서로부터 수신하는 위치정보에 기초하여 상기 이동체의 위치가 기설정된 구역 내에 위치하는지 판단하는 제2 단계; 제어부가 상기 습윤센서로부터 수신하는 감지정보에 기초하여 상기 기설정된 구역에 비 또는 눈이 발생하는지 판단하는 제3 단계; 제어부가 상기 먼지센서로부터 수신하는 수치정보에 기초하여 상기 기설정된 구역 내의 유해공기의 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 기설정된 농도 이상인지 판단하는 제4 단계; 제어부가 상기 타이머로부터 수신한 상기 제1, 2 시간정보에 기초하여 상기 필터박스의 개폐 여부를 판단하는 제5 단계; 및 제어부가 제2 단계 내지 상기 제5 단계에 의해 수행된 판단결과에 기초하여 상기 필터박스의 일측을 개폐하는 제6 단계;를 포함한다.
본 발명에 의한 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치는, 대량의 유무인 이동체에 설치되어 대량의 유해공기로부터 PM, SO2, NOx ,VOCs를 효과적으로 여과할 수 있다.
그리고 비 또는 눈이 내리는 것을 감지하여 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 비 또는 눈에 의해 작동불능 또는 고장나는 것을 방지할 수 있다.
또한, 복수의 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 원격으로 모니터링, 감시, 관리하여 효율적으로 유해공기를 여과할 수 있다.
한편, 본 발명에서 얻을 수 있는 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 효과들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 설치된 상태의 유무인 이동체의 정면도다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 설치된 상태의 유무인 이동체의 측면도다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 사시도다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 정면도다.
도 5는 개폐유닛의 상세 구성요소 및 개폐유닛의 개폐방식을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 필터박스의 내부에 마련되는 제1, 2 필터모듈 및 지그재그형으로 마련되는 제3 필터모듈을 나타내는 도면이다.
도 7은 필터박스의 내부에 마련되는 제1, 2 필터모듈 및 매트릭스 형태로 이격 배열되는 제3 필터모듈을 나타내는 도면이다.
도 8은 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 제어에 따라 유해공기를 여과하는 과정을 나타내는 흐름도이다.
도 9는 개폐유닛이 개방된 상태의 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 측면에서 바라본 내부투시도다.
도 10은 이동체가 서버에 기저장되는 기설정된 구역 내에 위치하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 11은 이동체가 서버에 기저장되는 기설정된 구역 밖에 위치하는 상태를 나타내는 도면이다.
도 12는 습윤센서의 표면에 비 또는 눈이 떨어진 상태를 도시한 도면이다.
도 13은 개폐유닛이 폐쇄된 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 측면에서 바라본 내부투시도다.
도 14는 제1, 2 먼지센서가 생성한 PM, SO2, NOx, VOCs 수치정보를 나타내는 그래프다.
도 15는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하에서는 본 발명의 실시예들을 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 이하에 소개되는 실시예들은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위한 예로서 제공되는 것이다. 본 발명은 이하 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다.
유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 구성
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 설치된 상태의 유무인 이동체의 정면도다. 그리고 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 설치된 상태의 유무인 이동체의 측면도다. 또한, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 사시도다. 그리고 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 정면도다. 또한, 도 5는 개폐유닛의 상세 구성요소 및 개폐유닛의 개폐방식을 설명하기 위한 도면이다. 그리고 도 6은 필터박스의 내부에 마련되는 제1, 2 필터모듈 및 지그재그형으로 마련되는 제3 필터모듈을 나타내는 도면이다. 또한, 도 7은 필터박스의 내부에 마련되는 제1, 2 필터모듈 및 매트릭스 형태로 이격 배열되는 제3 필터모듈을 나타내는 도면이다.
이하에서는 도 1 내지 7을 참조하여 본 발명의 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치(1)(이하에서는 '복합 필터링 장치'라 함)의 구성에 대해 자세히 설명하도록 하겠다.
먼저, 복합 필터링 장치(1)는 유무인 이동체(100)에 설치되어 대량의 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하기 위한 필터다. 여기서, 유무인 이동체(100)라 함은, 버스, 차량, 건설기계차, 화물차, 지하철, 기차, 선박, 비행기, 헬리콥터, 로봇, 드론 중에서 적어도 하나의 이동체를 의미한다.
그리고 도면 1 내지 2에는 복합 필터링 장치(1a, 1b, 1c, 1d)가 유무인 이동체(100)에 설치된 것으로 도시되어 있으나, 필터링 장치(1)는 도시된 것보다 적거나 많게 유무인 이동체(100)에 설치될 수 있다.
한편, 복합 필터링 장치(1)는 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs 중 적어도 하나를 여과하기 위한 필터박스(10), 비 또는 눈을 감지하기 위한 습윤센서(20), 유해공기에 포함된 PM, SO2, NOx, VOCs 중 적어도 하나의 수치를 감지하기 위한 먼지센서(30), 유무인 이동체(100)의 위치를 감지하기 위한 GPS센서(40), 제어부(50), 상기 습윤센서(20), 먼지센서(30), GPS센서(40), 제어부(50) 중 적어도 하나에 전원을 공급하기 위한 태양광 패널(60), 상기 필터박스(10)가 개폐되도록 하기 위한 구동모터(70)가 마련된다.
필터박스(10)는 유입구(12)를 개방 또는 폐쇄하기 위한 개폐유닛(11), 유해공기가 유입되는 유입구(12), 유해공기의 차단을 위한 패킹(13), 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하기 위한 복수의 필터모듈(14), 유해공기의 유출을 위한 유출구(15) 및 유입구(12)에 유해공기가 아닌 물체가 유입되는 것을 방지하기 위한 보호망(16)이 마련된다.
먼저, 개폐유닛(11)은 필터박스(10)의 일측에 형성된 유입구(12)와 인접하게 필터박스(10)의 내부 일측에 마련된다. 한편, 개폐유닛(11)은 유해공기를 차단하기 위한 창(11a), 개폐유닛(11)의 회전을 위한 회전대(11b)로 마련된다. 그리고 개폐유닛(11)은 회전대(11b)의 회전을 통해 창(11a)으로 유입구(12)를 개폐하여 필터박스(10)의 내부로 유해공기가 유입 또는 필터박스(10)의 내부로 유해공기가 유입되는 것을 차단되도록 한다.
한편, 필터박스(10)는 유해공기를 완벽히 차단하기 위해, 내부의 일측 중 개폐유닛(11)의 회전을 방해하지 않으면서 유입구(12)를 폐쇄할 때, 창(11a)의 측부와 밀착되는 부분에 패킹(13)이 마련된다. 즉, 필터박스(10)는 회전에 기초하여 서로 밀착되는 개폐유닛(11)과 패킹(13)을 통해 유해공기가 내부로 유입되는 것을 완벽히 차단하게 된다.
복수의 필터모듈(14)은 유입구(12)를 통과하여 필터박스(10)의 내부에 유입되는 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하기 위해, 필터박스(10)의 내부에 각각 마련된다.
이러한 복수의 필터모듈(14)은 개폐유닛(11)과 인접하게 필터박스(10)의 내부에 마련되는 제1 필터모듈(14a), 일측이 제1 필터모듈(14a)의 타측과 마련되는 제2 필터모듈(14d) 및 일측이 제2 필터모듈(14d)의 타측과 마련되는 제3 필터모듈(14g)로 마련된다. 여기서, 제1 필터모듈(14a)은 PM을 여과하기 위한 필터모듈이고, 제2 필터모듈(14d)은 NOx, SO2를 여과하기 위한 필터모듈이며, 제3 필터모듈(14g)은 VOCs를 여과하기 위한 필터모듈이다.
더 나아가, 제1 필터모듈(14a)은 유해공기로부터 PM을 여과하기 위한 제1 필터(14b) 및 상기 제1 필터(14b)를 수용하기 위한 제1 내부공간(14c)이 마련된다. 이러한 제1 필터(14b)는 도 6 및 7에 도시된 바와 달리, 제1 내부공간(14c)과 동일한 폭으로 형성되어 내부에서 PM을 여과하는 내면여과방식 필터(Depth filter)로 마련될 수 있다. 이러한 내면여과방식 필터는 일체형 또는 복수 겹의 부직포를 겹쳐놓은 형태로 형성될 수 있다.
그리고 제2 필터모듈(14d)은 제1 필터모듈(14a)에서 PM이 여과된 유해공기로부터 SO2, NOx를 여과하기 위한 제2 필터(14e) 및 상기 제2 필터(14e)를 수용하기 위한 제2 내부공간(14f)이 마련된다. 이러한 제2 필터(14e)는 도 6 및 7에 도시된 바와 달리, 제2 내부공간(14f)과 동일한 폭으로 형성되어 내부에서 SO2, NOx를 여과하는 내면여과방식 필터로 마련될 수 있다.
한편, 제1, 2 필터(14b, 14e)는 유해공기로부터 PM, SO2, NOx를 여과하기 위한 내면여과방식 필터로 마련된다고 설명하였으나, 도면에 도시된 바와 달리 압손실 없이 여과처리되는 공기의 이동을 용이하게 해주는 지그재그형 또는 매트릭스형 필터로 마련될 수도 있다. 또한, 제1, 2 필터(14b, 14e)는 PM, SO2, NOx를 여과하기 위해 상술한 방식과 다른 방식의 필터로 마련될 수도 있다.
또한, 제3 필터모듈(14g)은 제1, 2 필터모듈(14a, 14d)에서 PM, SO2, NOx가 여과된 유해공기로부터 VOCs를 여과하기 위한 제3 필터(14h) 및 상기 제3 필터(14h)를 수용하기 위한 제3 내부공간(14i)이 마련된다. 여기서, 제3 필터(14h)는 도 6에 도시된 바와 같이, 유해공기가 필터박스(10)로 유입되는 방향을 향해 지그재그형으로 연장되게 마련될 수 있다. 이러한 제3 필터(14h)의 지그재그 형상은 구조 특성상 필터박스(10)의 내부에 유입되는 유해공기의 압력에 의한 손실을 방지할 수 있는 장점이 있다. 또한, 지그재그 형상은 유해공기와 필터의 접촉면적을 증가시키는 효과도 있다. 이러한 제3 필터(14h)는 부직포필터, 마이크로 필터 또는 헤파필터 중 적어도 하나의 필터로 마련될 수 있다. 뿐만 아니라, 제3 필터(14h)는 도 7에 도시된 바와 같이, 필터박스(10)의 내부에 규칙적으로 이격 배열되는 매트릭스형으로 마련될 수 있다.
한편, 상술한 제1, 2, 3 필터(14b, 14e, 14h)는 내면여과방식의 필터유닛(Depth Filter unit), 다공성유닛 및 망 상의 메쉬유닛 중 적어도 하나를 포함하여 각각 유해공기의 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과한다. 그리고 PM, SO2, NOx, VOCs가 여과된 유해공기가 통과되는 제1, 2, 3 필터(14b, 14e, 14h)의 통기구조는 다공성 구조 및 망구조 중 적어도 하나를 포함한다.
더 나아가, 제1, 2, 3 필터(14b, 14e, 14h)는 유해공기의 PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하기 위해, 면(Cotton), 폴리프로필렌(Polypropylene), 폴리아크릴로니트릴(Polyacrylonitrile:PAN), 나일론(nylon), 세라믹(ceramics), 폴리에스터(Polyester), 멜라민(Melamine), 카본(carbon), 아라미드(Aramid), 폴리페닐렌설파이드(Polyphenylenesulfide:PPS),폴리테트라플루오로에틸렌(Polytetrafluorethylene:PTFE), 폴리이미드(Polyimid:PI) 및 화학 흡착제(Sofnolime, Chemisorbant)중에서 적어도 하나의 소재로 마련될 수 있다. 다만, 제1, 2, 3 필터(14b, 14e, 14h)의 소재는 이와 같이 한정하는 것이 아니며, PM, SO2, NOx, VOCs를 여과하기 용이한 소재라면 적용 가능할 것이다.
그리고 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)은 사용자에 의해 설치 위치가 변경될 수 있다. 이러한 설치 위치 변경에 따라 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)이 유해공기로부터 PM, SO2, NOX, VOCs를 여과하는 순서도 변경될 수 있다.
유출구(15)는 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)로부터 PM, SO2, NOx, VOCs가 여과된 유해공기를 외부로 유출하기 위해 필터박스(10)의 타측에 형성된다.
보호망(16)은 유입구(12)에 결합되는 망구조를 갖는 메쉬유닛이고, 유해공기 또는 유무인 이동체(100)에 의해 유동되는 유해공기가 아닌 물체(예: 나뭇가지, 나뭇잎, 돌, 비닐, 종이, 플라스틱, 유리, 캔 등)가 유입구(12)를 통해 필터박스(10)의 내부로 유입되는 것을 방지한다. 이러한 보호망(16)은 유해공기가 아닌 물체가 유입구(12)에 유입되는 것을 방지함으로써, 필터박스(10)의 내부에 마련되는 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)을 보호하게 된다. 한편, 보호망(16)은 파손 및 변형에 의한 교체가 필요할 시에 유입구(12)로부터 분리될 수 있다. 그리고 보호망(16)은 도면에 도시되지 않았지만, 유해공기가 아닌 물체가 유출구(15)를 통해 필터박스(10)의 내부로 유입되는 것을 방지하기 위해 유출구(15)에도 결합될 수 있다.
첨언하여, 필터박스(10)는 도면에는 미도시되었으나, 외부의 유해공기가 유출구(15)를 통해 필터박스(10)의 내부에 유입되어 유입구(12)의 방향으로 역류하는 것을 방지하기 위한 별도의 구성이 마련될 수 있다.
습윤센서(20)는 비, 안개, 습기, 눈(이하에서는 '비 또는 눈'이라 함)을 감지하기 위해, 필터박스(10)의 상측에 마련된다. 이때, 습윤센서(20)는 필터박스(10)의 측면에도 마련될 수 있으나, 비 또는 눈의 용이한 감지를 위해 필터박스(10)의 상측에 마련되는 것이 바람직할 것이다.
먼지센서(30)는 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs의 수치를 감지하기 위해, 필터박스(10)의 상측에 마련된다. 이때, 먼지센서(30)는 유해공기로부터 PM 및 VOCs의 수치를 감지하는 제1 먼지센서(31)와 유해공기로부터 SO2, NOx의 수치를 감지하는 제2 먼지센서(32)로 마련된다.
GPS센서(40)는 유무인 이동체(100)의 위치를 감지하기 위해, 필터박스(10)의 상측에 마련된다. 유무인 이동체(100)의 위치를 감지하기 위한 GPS센서(40)는 통상의 기술자라면 충분히 이해할 수 있는 구성이므로 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
제어부(50)는 습윤센서(20)의 감지정보(습윤정보), 제1, 2 먼지센서(31, 32)의 수치정보, GPS센서(40)의 위치정보를 수신하기 위해, 습윤센서(20), 제1, 2 먼지센서(31, 32) 및 GPS센서(40)와 유무선으로 연결된다. 이때, 제어부(50)는 필터박스(10)의 상측에 마련된 것으로 도시되었으나, 습윤센서(20), 제1, 2 먼지센서(31, 32) 및 GPS센서(40)와 무선으로 연결될 경우, 필터박스(10)의 내부, 측면에도 마련될 수 있다.
태양광 패널(60)은 습윤센서(20), 제1, 2 먼지센서(31, 32), GPS센서(40) 및 제어부(50)에 전원 공급을 위해, 습윤센서(20), 제1, 2 먼지센서(31, 32), GPS센서(40) 및 제어부(50)와 각각 유무선으로 연결되고, 용이한 전원 충전을 위해 필터박스(10)의 상측에 마련된다. 한편, 태양광 패널(60)은 전원 충전을 위해 별도의 충전부를 포함할 수 있고, 또는 유무인 이동체(100)에 내장된 배터리를 활용할 수도 있다. 뿐만 아니라, 본 발명은 태양광 패널(60)의 구성을 생략하고, 유무인 이동체(100)에 내장된 배터리만을 활용하여 습윤센서(20), 제1, 2 먼지센서(31, 32), GPS센서(40) 및 제어부(50)에 전원을 공급할 수도 있다.
구동모터(70)는 제어부(50)에 의해 구동신호를 생성하고, 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛(11)에 전달하여 필터박스(10)의 유입구(12)가 개폐되도록 한다. 이러한 구동모터(70)는 개폐유닛(11) 및 제어부(50)와 각각 전기적으로 연결된다.
첨언하여, 복합 필터링 장치(1)는 습윤센서(20)의 감지정보(습윤정보), 제1, 2 먼지센서(31, 32)의 수치정보, GPS센서(40)의 위치정보를 후술될 서버(2)에 전송 및 서버(2)와의 양방향 통신을 위한 통신부(80)가 더 마련된다. 이러한 통신부(80)는 4G와 같은 기간 통신망, 와이파이, 무선 LAN 등이 될 수 있다. 또한, 유무인 이동체(100)와의 근거리 통신을 위하여 블루투스, 지그비 모듈을 포함할 수도 있다.
더 첨언하여, 복합 필터링 장치(1)는 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)이 유입구(12)를 통해 필터박스(10)의 내부로 유입되는 유해공기를 여과하도록, 유입구(12)가 개방되는 시간에 대한 제1 시간정보와 유입구(12)가 폐쇄되는 시간에 대한 제2 시간정보가 각각 기저장되고, 제어부(50)에 기저장된 시간정보를 유무선으로 전송하기 위한 타이머(90)가 더 마련된다. 여기서, 타이머(90)는 필터박스(10)에 결합될 수 있다. 또한, 타이머(90)에 기저장되는 제1 시간정보는 공기 또는 대기의 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 높아지게 되는 시간대(예: 출근시간, 퇴근시간, 러시아워)에 대한 정보를 의미할 수 있다.
유해공기의 필터링 과정
도 8은 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치가 제어에 따라 유해공기를 여과하는 과정을 나타내는 흐름도이다. 그리고 도 9는 개폐유닛이 개방된 상태의 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 측면에서 바라본 내부투시도다. 또한, 도 10은 이동체가 서버에 기저장되는 기설정된 구역 내에 위치하는 상태를 나타내는 도면이다. 그리고 도 11은 이동체가 서버에 기저장되는 기설정된 구역 밖에 위치하는 상태를 나타내는 도면이다. 또한, 도 12는 습윤센서의 표면에 비 또는 눈이 떨어진 상태를 도시한 도면이다. 그리고 도 13은 개폐유닛이 폐쇄된 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 측면에서 바라본 내부투시도다. 또한, 도 14는 제1, 2 먼지센서가 생성한 PM, SO2, NOx, VOCs 수치정보를 나타내는 그래프다.
먼저, 도 9에 도시된 바와 같이, 유입구(12)가 개방되는 경우, 유해공기는 유입구(12)를 통해 필터박스(10)의 내부로 유입되고(S100), 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)은 내부로 유입된 유해공기를 여과한다. 이때, 유입구(12)가 개방된 상태라 함은, 개폐유닛(11)이 유해공기가 필터박스(10)의 내부로 유입되는 방향과 평행하게 회전되어 유해공기가 필터박스(10)의 내부에 유입될 수 있는 공간이 형성된 상태를 의미한다. 이때 만약, 유입구(12)가 폐쇄된 상태라면, 제어부(50)는 구동신호를 생성하여 구동모터(70)로 전달하고, 구동모터(70)는 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛(11)에 전달하여 유입구(12)가 개방되도록 한다.
제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)이 유해공기를 여과하는 동안에 제어부(50)는 습윤센서(20)로부터 비 또는 눈에 관한 감지정보(습윤정보), 제1, 2 먼지센서(31, 32)로부터 PM, SO2, NOx, VOCs의 수치에 관한 수치정보, GPS센서(40)의 유무인 이동체(100)로부터 위치에 관한 위치정보 및 타이머(90)로부터 시간정보를 수신한다(S200). 이때, 제어부(50)는 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)의 유해공기 여과 여부와 상관없이 실시간으로 습윤센서(20), 제1, 2 먼지센서(31, 32), GPS센서(40) 및 타이머(90)로부터 정보를 수신하고, 수신한 정보를 후술될 서버(2)로 전송한다.
감지정보(습윤정보), 수치정보, 위치정보 및 시간정보의 수신 과정(S200)이 완료되는 경우, 제어부(50)는 GPS센서(40)로부터 수신하는 위치정보에 기초하여 유무인 이동체(100)가 기설정된 구역(1000) 내에 위치하는지 판단한다(S300).
이때 만약, 유무인 이동체(100)가 이동하여 도 10에 도시된 바와 같이, 기설정된 구역(1000) 내에 위치하게 되고, 제어부(50)가 유무인 이동체(100)의 위치를 기설정된 구역(1000) 내의 위치로 판단하는 경우(S300-Yes), 제어부(50)는 습윤센서(20)로부터 수신하는 감지정보(습윤정보)에 기초하여 기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생하는지 여부를 판단한다(S400).
이와 달리 만약, 유무인 이동체(100)가 이동하여 도 11에 도시된 바와 같이, 기설정된 구역(1000) 밖에 위치하게 되고, 제어부(50)가 유무인 이동체(100)의 위치를 기설정된 구역(1000) 밖의 위치로 판단하는 경우(S300-No), 제어부(50)는 개폐유닛(11)을 구동하기 위한 구동신호를 생성하고(S800), 구동신호를 구동모터(70)에 전달한다. 그리고 구동모터(70)는 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛(11)에 전달하여 도 13에 도시된 바와 같이, 유입구(12)가 폐쇄되도록 한다(S900).
한편, 기설정된 구역(1000)이라 함은, 유무인 이동체(100)가 주행할 수 있는 구역(예: 도, 시, 구, 동, 읍, 면, 리)일 수 있고, 기설정된 구역(1000)에 대한 정보는 후술될 서버(2)의 데이터베이스(미도시)에 저장될 수 있다.
유무인 이동체(100)가 기설정된 구역(1000) 내에 위치하는지 판단하는 과정(S300)이 완료되는 경우, 제어부(50)는 습윤센서(20)로부터 수신하는 습윤정보에 기초하여 기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생하는지를 판단한다(S400).
이때 만약, 제어부(50)가 기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생하지 않은 것으로 판단하는 경우(S400-No), 제어부(50)는 제1, 2 먼지센서(31, 32)로부터 수신한 수치정보에 기초하여 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기에 포함되는 PM, SO2, NOx, VOCs의 농도가 기설정된 농도 이상인지 여부를 판단한다(S500).
이와 달리 만약, 기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생하여 도 12에 도시된 바와 같이, 습윤센서(20)의 표면에 비(a) 또는 눈(b)이 떨어지게 되고, 제어부(50)가 기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생한 것으로 판단하는 경우(S400-Yes), 제어부(50)는 구동신호를 생성하고(S800), 구동모터(70)가 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛(11)을 전달하여 유입구(12)가 폐쇄되도록 한다(S900).
기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생하는지 판단하는 과정(S400)이 완료되는 경우, 제어부(50)는 제1, 2 먼지센서(31, 32)로부터 수신하는 수치정보에 기초하여 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기에 포함되는 PM, SO2, NOx, VOCs의 농도가 기설정된 농도 이상인지 여부를 판단한다(S500).
이때 만약, 제어부(50)가 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기에 포함되는 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 기설정된 농도 이상이라고 판단하는 경우(S500-Yes), 제어부(50)는 타이머(90)로부터 수신하는 시간정보에 기초하여 필터박스의 개폐 여부를 판단한다(S600).
이와 달리 만약, 제어부(50)가 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기에 포함되는 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 기설정된 농도 미만이라고 판단하는 경우(S500-No), 제어부(50)는 구동신호를 생성하고(S800), 구동모터(70)가 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛(11)에 전달하여 유입구(12)가 폐쇄되도록 한다(S900).
한편, 제어부(50)는 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기에 포함되는 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 기설정된 농도 이상인지 여부를 판단할 때, 제1, 2 먼지센서(31, 32)로부터 수신하는 수치정보에서 PM, SO2, NOx, VOCs 중 적어도 하나가 기설정된 농도 이상인 경우, 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기의 농도가 기설정된 농도 이상인 것으로 판단할 수 있다.
기설정된 구역(1000) 내의 유해공기에 포함되는 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 기설정된 농도 이상인지 판단하는 과정(S500)이 완료되는 경우, 제어부(50)는 타이머(90)로부터 수신하는 시간정보에 기초하여 필터박스의 개폐 여부를 판단한다(S600). 타이머(90)에 기저장되는 시간정보는 이하에소 도 14와 함께 설명하도록 하겠다.
도 14는 제1, 2 먼지센서(31, 32)가 하루(24시간)를 기준으로 생성한 PM, SO2, NOx, VOCs 수치정보를 출력한 그래프다. 도 14의 그래프를 보면 PM, SO2, NOx, VOCs 수치정보가 상대적으로 높은 제1 시간(c)과 제2 시간(d)이 존재하게 된다. 이러한 제1, 2 시간(c, d)은 각각 하루(24시간)를 기준으로 버스, 차량 등의 이동체가 많이 주행하는 출,퇴근 시간(러시아워)임을 알 수 있다. 타이머(90)에는 유해공기의 여과가 필요한 제1, 2 시간(c, d)이 유입구(12)가 개방되는 제1 시간정보로 기저장될 수 있다. 그리고 제1, 2 시간(c, d)을 제외한 시간은 유입구(12)가 폐쇄되는 제2 시간정보로 기저장될 수 있다. 본 발명에서는 제1, 2 시간(c, d)은 하나의 시간으로 설명하였으나, 시간이 아닌 일정 시간대(예: 제1 시간 - 6시~9시, 제2 시간 - 18시~21시)를 의미할 수도 있다. 한편, 타이머(90)에 기저장되는 제1, 2 시간정보의 시간은 사용자에 의해 변경될 수 있다.
이때 만약, 제어부(50)가 타이머(90)로부터 제1, 2 시간정보를 수신하되, 현재시간이 제1 시간정보와 대응되는 시간이라고 판단하는 경우(S600-Yes), 제어부(50)는 개폐유닛(11)을 구동하기 위한 구동신호를 생성하지 않고, 구동 상태가 유지되도록 하여 유입구(12)를 개방된 상태로 유지한다(S700). 이를 통해, 외부의 유해공기는 필터박스(10)의 내부를 향해 지속적으로 유입되고, 제1, 2, 3 필터모듈(14a, 14d, 14g)은 필터박스(10)의 내부에 유입되는 유해공기로부터 PM, NOx, VOCs를 지속적으로 여과하게 된다.
이와 달리 만약, 제어부(50)가 타이머(90)로부터 제1, 2 시간정보를 수신하되, 현재시간이 제1 시간정보가 아닌 시간이라고 판단하는 경우(S600-No), 제어부(50)는 구동신호를 생성하고(S800), 구동모터(70)가 구동신호에 따른 구동력을 개폐유닛(11)을 전달하여 유입구(12)가 폐쇄되도록 한다(S900).
상술한 본 발명의 필터링 과정 중 유무인 이동체(100)가 기설정된 구역(1000) 내에 위치하는지 판단하는 과정(S300), 기설정된 구역(1000) 내에 비(a) 또는 눈(b)이 발생하는지 판단하는 과정(S400), 기설정된 구역(1000) 내의 유해공기의 PM, SO2, NOx, VOCs의 농도가 기설정된 농도인지 판단하는 과정(S500) 및 유입구(12)가 개방되는 시간인지를 판단하는 과정(600)의 순서는 사용자에 의해 변경될 수 있다.
유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 시스템
도 15는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 시스템을 개략적으로 나타내는 도면이다. 이하에서는 도 15를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터링 시스템에 대해 설명하도록 하겠다.
필터링 시스템은 상술한 복합 필터링 장치(1) 및 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 모니터링, 감시, 관리하기 위한 서버(2)로 구성된다. 복합 필터링 장치(1)는 도 1 내지 도 14를 통해 상술한 바와 동일하므로, 이에 대한 자세한 설명은 생략하도록 하겠다.
서버(2)는 일 예로 서버 컴퓨터, 퍼스널 컴퓨터, 엔지니어링 워크스테이션 등이 될 수 있다. 그리고 복수의 필터링 장치(1)에 마련되는 통신부(80)와의 유무선 통신(예 : 인터넷, 4G 통신망, LAN)을 통해 복수의 필터링 장치(1)에 접속이 가능하다.
한편, 서버(2)는 필터링 장치(1)에 마련되는 습윤센서(20)의 감지정보(습윤정보), 제1, 2 먼지센서(31, 32)의 PM, SO2, NOx, VOCs의 수치정보, GPS센서(40)의 위치정보를 수신한다. 더 나아가, 서버(2)는 복수의 필터링 장치(1)와의 양방향 데이터 통신을 통해 수신한 습윤정보, PM, SO2, NOx, VOCs의 수치정보, 위치정보를 통해 복수의 필터링 장치(1)를 모니터링, 감시, 관리하게 된다.
본 발명에서는 PM, SO2, NOx, VOCs를 필터링하는 구성과 동작에 대해 도시하고 설명하였으나, PM, SO2, NOx, VOCs를 함께 필터링하는 것 뿐만 아니라, PM만을 필터링하는 실시예, SO2만을 필터링하는 실시예, NOx만을 필터링하는 실시예 및 VOCs만을 필터링하는 실시예도 본 발명의 범위 내에 포함될 수 있다.
또한, PM, SO2, NOx, VOCs 외에 대기중에 포함된 각종 유해물질이나 유해가스(아황산가스, 일산화탄소, 미량중금속, 규산, 유기물질, 휘발성 유기화합물질(VOX), 분진) 등을 제거하기 위하여 필터의 구조와 종류를 다르게 하는 것도 가능하다.
상술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형이 가능하다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 예를 들어, 단일형으로 설명되어 있는 각 구성 요소는 분산되어 실시될 수도 있으며, 마찬가지로 분산된 것으로 설명되어 있는 구성 요소들도 결합된 형태로 실시될 수 있다.
본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
1: 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치,
2: 서버,
10: 필터박스,
11: 개폐유닛,
11a: 창,
11b: 회전대,
12: 유입구,
13: 패킹,
14: 필터모듈,
14a: 제1 필터모듈,
14b: 제1 필터,
14c: 제1 내부공간,
14d: 제2 필터모듈,
14e: 제2 필터,
14f: 제2 내부공간,
14g: 제3 필터모듈,
14h: 제3 필터,
14i: 제3 내부공간,
15: 배출구,
16: 보호망,
20: 습윤센서,
30: 먼지센서,
31: 제1 먼지센서,
32: 제2 먼지센서,
40: GPS센서,
50: 제어부,
60: 태양광 패널,
70: 구동모터,
80: 통신부,
90: 타이머,
100: 유무인 이동체,
1000: 기설정된 구역,
a: 비,
b: 눈,
c: 제1 시간,
d, 제2 시간.

Claims (22)

  1. 유인 또는 무인 이동체에 설치되어 유해공기로부터 PM 및 NOx중 적어도 하나를 여과하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치에 있어서,
    상기 유해공기가 일측으로부터 내부로 유입되고, 상기 유입된 유해공기로부터 상기 PM, NOx중 적어도 하나를 여과하는 필터박스;
    상기 필터박스의 상측에 결합되고, 표면에 떨어지는 비 또는 눈을 감지하여 감지정보를 생성하는 습윤센서;
    상기 필터박스의 일면에 결합되되, 상기 습윤센서로부터 감지정보를 수신하고, 상기 감지정보를 기반으로 상기 필터박스의 일측을 개폐하는 제어부; 및
    상기 필터박스의 일측이 개폐되는 시간에 대한 제1, 2 시간정보가 기저장되고, 상기 제어부에 상기 제1, 2 시간정보를 전송하는 타이머;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터박스의 상측에 결합되어 상기 습윤센서 및 상기 제어부에 전원을 공급하는 태양광 패널;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터박스는,
    내부의 일측에 마련되고, 상기 제어부에 의해 개방 또는 폐쇄되되, 개방된 상태에서 상기 유해공기를 내부로 유입하는 개폐유닛; 및
    상기 개폐유닛을 통과한 유해공기로부터 PM, NOx중 적어도 하나를 여과하고, 상기 여과한 PM, NOx의 수치를 감지하여 수치정보를 생성하는 먼지센서가 마련되는 필터모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 개폐유닛과 연결되고, 상기 제어부로부터 구동신호를 수신하며, 상기 구동신호에 따른 구동력을 상기 개폐유닛에 전달하여 상기 필터박스의 일측이 개방 또는 폐쇄되도록 하는 구동모터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터모듈은,
    상기 개폐유닛과 인접하게 상기 필터박스의 내부에 마련되어 상기 개폐유닛을 통과한 유해공기로부터 상기 PM을 여과하는 제1 필터모듈; 및
    상기 제1 필터모듈과 결합되고, 상기 제1 필터모듈에서 상기 PM이 여과된 유해공기로부터 상기 NOx를 여과하는 제2 필터모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 필터모듈 및 상기 제2 필터모듈은,
    상기 필터박스의 내부에 상기 유해공기가 상기 필터박스로 유입되는 방향을 따라 지그재그형으로 연장되게 마련되는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  7. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 필터모듈 및 상기 제2 필터모듈은,
    상기 필터박스의 내부에 규칙적으로 이격 배열되는 매트릭스형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  8. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 필터모듈 및 상기 제2 필터모듈은,
    다공성 구조를 갖는 다공성유닛 및 망구조를 갖는 망 상의 메쉬유닛 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  9. 제 5 항에 있어서,
    상기 제1 필터모듈은,
    상기 제2 필터모듈보다 상기 필터박스의 내부 공간을 더 차지하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 이동체는,
    버스, 차량, 화물차, 지하철, 기차, 선박, 비행기, 헬리콥터, 로봇, 드론 중에서 선택된 적어도 하나의 이동체인 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 의한 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치; 및
    상기 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치에 결합된 통신부를 통해 상기 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치에서 생성된 비 또는 눈에 대한 감지정보와 PM, NOx의 수치에 대한 수치정보를 수신하여 상기 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치를 모니터링, 감시, 관리하는 서버;를 포함하는 필터링 시스템.
  12. 제 5 항에 있어서,
    상기 필터모듈은,
    상기 제2 필터모듈과 결합되고, 상기 제2 필터모듈에서 여과된 유해공기로부터 VOCs를 여과하는 제3 필터모듈;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 제3 필터모듈은,
    상기 필터박스의 내부에 상기 유해공기가 상기 필터박스로 유입되는 방향을 따라 지그재그형으로 연장되게 마련되는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  14. 제 12 항에 있어서,
    상기 제3 필터모듈은,
    상기 필터박스의 내부에 규칙적으로 이격 배열되는 매트릭스형으로 마련되는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  15. 제 12 항에 있어서,
    상기 제3 필터모듈은,
    내면여과방식의 필터유닛, 다공성 구조를 갖는 다공성유닛 및 망구조를 갖는 망 상의 메쉬유닛 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  16. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터박스의 일면에 결합되고, 상기 유해공기로부터 PM, SO2, NOx, VOCs 중 적어도 하나의 수치를 감지하여 수치정보를 생성하는 적어도 하나의 먼지센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  17. 제 16 항에 있어서,
    상기 먼지센서는,
    상기 유해공기로부터 PM 및 VOCs의 수치를 감지하여 제1 수치정보를 생성하는 제1 먼지센서; 및
    상기 유해공기로부터 SO2 및 NOx의 수치를 감지하여 제2 수치정보를 생성하는 제2 먼지센서;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  18. 제 16 항에 있어서,
    상기 필터박스의 일면에 결합되고, 상기 이동체의 위치를 감지하여 위치정보를 생성하는 GPS센서;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  19. 삭제
  20. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터박스의 일측에 결합되고, 상기 필터박스의 일측으로부터 상기 필터박스의 내부를 향해 상기 유해공기 또는 상기 이동체에 의해 유동되는 상기 유해공기가 아닌 물체의 유입을 차단하는 보호망;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  21. 제 20 항에 있어서,
    상기 보호망은,
    상기 유해공기는 상기 필터박스의 내부로 유입되되, 상기 물체의 유입을 차단하기 위해 망구조를 갖는 메쉬유닛인 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치.
  22. 제 18 항에 의한 유인 또는 무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 제어방법에 있어서,
    제어부가 습윤센서, 먼지센서, GPS센서, 타이머로부터 감지정보, 수치정보, 위치정보, 시간정보를 수신하는 제1 단계;
    상기 제어부가 상기 GPS센서로부터 수신하는 위치정보에 기초하여 상기 이동체의 위치가 기설정된 구역 내에 위치하는지 판단하는 제2 단계;
    상기 제어부가 상기 습윤센서로부터 수신하는 감지정보에 기초하여 상기 기설정된 구역에 비 또는 눈이 발생하는지 판단하는 제3 단계;
    상기 제어부가 상기 먼지센서로부터 수신하는 수치정보에 기초하여 상기 기설정된 구역 내의 유해공기의 PM, SO2, NOx, VOCs 농도가 기설정된 농도 이상인지 판단하는 제4 단계;
    상기 제어부가 상기 타이머로부터 수신한 상기 제1, 2 시간정보에 기초하여 상기 필터박스의 개폐 여부를 판단하는 제5 단계; 및
    상기 제어부가 상기 제2 단계 내지 상기 제5 단계에 의해 수행된 판단결과에 기초하여 상기 필터박스의 일측을 개폐하는 제6 단계;를 포함하는 것을 특징으로 하는 유무인 이동체 탑재형 미세먼지 복합 필터링 장치의 제어방법.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014176798A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Japan Vilene Co Ltd フィルタエレメントの使用方法、フィルタ枠及びフィルタ装置
KR101517906B1 (ko) * 2013-06-20 2015-05-06 손동욱 이동 수단을 이용한 대기 미세먼지 포집 장치
KR101843544B1 (ko) * 2017-08-24 2018-03-30 주식회사 퓨어에코텍 대기정화장치

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101131866B1 (ko) 2010-05-10 2012-04-03 (주)파인텍 마스크

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014176798A (ja) * 2013-03-14 2014-09-25 Japan Vilene Co Ltd フィルタエレメントの使用方法、フィルタ枠及びフィルタ装置
KR101517906B1 (ko) * 2013-06-20 2015-05-06 손동욱 이동 수단을 이용한 대기 미세먼지 포집 장치
KR101843544B1 (ko) * 2017-08-24 2018-03-30 주식회사 퓨어에코텍 대기정화장치

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210152621A (ko) 2020-06-08 2021-12-16 전남대학교산학협력단 공기정화장치 및 이를 장착한 이동체

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