KR102155439B1 - 항공 제진 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항공 제진 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 항공기 본체 일측에 구비되어 내부에 물이 저장되는 물탱크; 상기 물탱크와 연결되어 상기 항공기의 날개부 각각의 길이방향을 따라 설치되어 상기 물탱크의 물이 공급되는 배관; 및 상기 배관의 길이방향에 따라 서로 특정간격 이격 배치되며 상기 배관으로 공급된 물을 외부로 미세수분입자를 분사시켜 대기중의 미세먼지를 수분 응집시켜 제진시키는 복수의 분사 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공제진시스템에 관한 것이다.

Description

항공 제진 시스템{Aerial vehicle dust removing system}

본 발명은 항공 제진 시스템에 관한 것이다.

인구증가와 경제의 발달은 자원의 수요가 증가하는 결과를 가져왔으며, 특히 인간의 생활에 있어 필수요소인 수자원은 산업의 발달과 실생활의 쓰임새의 다양화로 인해 그 수요가 급속히 증가하고 있는 추세이다.

하지만, 모로코, 리비아, 오만, 이집트 등의 나라와 함께 물부족국가로 분류되어있는 실정을 감안하면 우리나라도 시급히 해결해야할 사항이다.

또한, 우리나라는 연평균 강수량 중 많은 양이 여름철에 집중되고 있으며 강수의 지역적, 계절적 편차가 심하고, 하천 유역의 경사가 급하여 효율적인 수자원 확보가 쉽지 않은 실정이므로, 자연상태에서의 수자원공급을 증가시킬 수 있는 인공강우 기술이 효과적인 대안이 될 수 있다.

과학적인 인공강우의 연구를 미국의 GE사에서 시작한 이래 40년이 흘렀다. 지난 40년간은 많은 연구가 행해졌으며 거의 전 세계적으로 이 분야에 관심을 기울여왔다.

이에 따라 인공적으로 비를 형성하거나 강우량을 증가시키려는 시도는 계속되어 왔으며, 이러한, 인공강우는 구름에 인공적인 영향을 주어 비가 내리게 하는 방법 또는 그러한 비를 말하며, 인공강우는 구름 속에 씨를 뿌리므로 구름에의 씨뿌리기(cloud seeding)라고도 한다.

상기 인공강우는 1965년 미국 과학원에서 검토한 실험결과에 따르면 지형성 및 저기압성 강우계에 대해서는 씨뿌리기(cloud seeding)에 의해 10 ~ 20%의 강수량 증가를 기대할 수 있으나, 적운계의 구름에 대한 실험에서는 씨뿌리기(cloud seeding)가 유효하지 못하다는 결과를 증명했다.

또한, 대기에 형성된 구름에 인공강우를 실시하여 성공할 경우 이로 인해 다른 지역에 행해질 수 있는 강우(降雨)를 방지하여 다른 지역이 가뭄이 발생할 수도 있는 결과를 가져오는 문제점도 있다.

한편, 산업 발전 및 기술의 진보에 따라 대기중에 오염물질이 방출되어 대기가 심각하게 오염되고 있고, 특히 차량의 배기 가스, 공장의 굴뚝에서 발생하는 미세먼지는 인체에 유입되어 기관지염, 비염, 천식, 폐질환과 같은 질병을 유발하고 있는데, 미세먼지는 기구적 규모의 순환경로를 따라 대규모로 이동하면서 인간의 삶의 질을 악화시키고 있다. 이러한 미세먼지 문제를 해결하기 위한 문헌으로서, 등록특허 제10-1517906호 등이 개시되어 있는데, 비교적 소규모의 공간에 적용할 수 있을 뿐이고 큰 도시나 지역 전체의 분포하는 미세먼지를 제어하기에는 한계가 있다.

대한민국 등록특허 제1669791호 대한민국 등록특허 제1802164호 대한민국 등록특허 제1660652호

따라서 본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 실시예에 따르면, 항공기의 날개부에 아토마이징 노즐을 설치하여, 미세한 수분 입자 분사로 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 수분 응집시켜 제진시킬 수 있는 항공 제진시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 따르면, 미세먼지 및 초미세먼지의 제진을 위한 것으로, 운행하는 항공기의 날개부에 아토마이징 노즐을 장착함으로써 정체된 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 아토마이징 노즐에서 분사하는 미세한 수분으로 응집시켜 지면으로 떨어뜨릴 수 있는 항공 제진시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 정제된 대기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 항공기의 날개부에 아토마이징 노즐의 모든 입자 사이즈에 분사노즐을 이용하여 수분을 수차례 공기 중으로 분사시, 최대 80&의 제거효율을 기대할 수 있는 항공 제진시스템을 제공하는데 그 목적이 있다.

한편, 본 발명에서 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급하지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 목적은, 항공 제진시스템에 있어서, 항공기 본체 일측에 구비되어 내부에 물이 저장되는 물탱크; 상기 물탱크와 연결되어 상기 항공기의 날개부 각각의 길이방향을 따라 설치되어 상기 물탱크의 물이 공급되는 배관; 및 상기 배관의 길이방향에 따라 서로 특정간격 이격 배치되며 상기 배관으로 공급된 물을 외부로 미세수분입자를 분사시켜 대기중의 미세먼지를 수분 응집시켜 제진시키는 복수의 분사 노즐;을 포함하는 것을 특징으로 하는 항공제진시스템으로서 달성될 수 있다.

그리고 상기 물탱크의 물을 상기 배관으로 공급하기 위한 동력을 제공하는 공급펌프; 및 상기 배관 일측에 구비되어 상기 분사 노즐을 통해 물을 외부로 분사시키는 압축기;를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 분사 노즐은 아토마이징 노즐로 구성되며, 상기 아토마이징 노즐의 분사각도를 변경하는 각도조절부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

그리고 외부의 미세먼지 농도를 측정하는 농도측정부와, 상기 외부의 미세먼지의 입자 크기를 측정하는 입자측정부와, 상기 아토마이징 노즐을 통해 분사되는 미세수분입자의 크기를 조절하는 사이즈조절부와, 분사되는 수분양을 조절하는 분사량 조절부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

또한, 상기 농도측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 분사량조절부를 제어하며, 상기 입자측정부에서 측정된 미세먼지 입자크기에 대응되는 미세수분입자 크기로 수분이 분사되도록 상기 사이즈조절부를 제어하는 제어부를 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.

본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템에 따르면, 항공기의 날개부에 아토마이징 노즐을 설치하여, 미세한 수분 입자 분사로 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 수분 응집시켜 제진시킬 수 있는 효과를 갖는다.

본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템에 따르면, 미세먼지 및 초미세먼지의 제진을 위한 것으로, 운행하는 항공기의 날개부에 아토마이징 노즐을 장착함으로써 정체된 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 아토마이징 노즐에서 분사하는 미세한 수분으로 응집시켜 지면으로 떨어뜨릴 수 있는 효과를 갖는다.

그리고 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템에 따르면, 정제된 대기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 항공기의 날개부에 아토마이징 노즐의 모든 입자 사이즈에 분사노즐을 이용하여 수분을 수차례 공기 중으로 분사시, 최대 80&의 제거효율을 기대할 수 있는 장점을 갖는다.

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.

본 명세서에 첨부되는 다음의 도면들은 본 발명의 바람직한 일실시예를 예시하는 것이며, 발명의 상세한 설명과 함께 본 발명의 기술적 사상을 더욱 이해시키는 역할을 하는 것이므로, 본 발명은 그러한 도면에 기재된 사항에만 한정되어 해석 되어서는 아니 된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템의 평면도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템의 정면도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템의 측면도,
도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.

이상의 본 발명의 목적들, 다른 목적들, 특징들 및 이점들은 첨부된 도면과 관련된 이하의 바람직한 실시예들을 통해서 쉽게 이해될 것이다. 그러나 본 발명은 여기서 설명되는 실시예들에 한정되지 않고 다른 형태로 구체화될 수도 있다. 오히려, 여기서 소개되는 실시예들은 개시된 내용이 철저하고 완전해질 수 있도록 그리고 통상의 기술자에게 본 발명의 사상이 충분히 전달될 수 있도록 하기 위해 제공되는 것이다.

본 명세서에서, 어떤 구성요소가 다른 구성요소 상에 있다고 언급되는 경우에 그것은 다른 구성요소 상에 직접 형성될 수 있거나 또는 그들 사이에 제 3의 구성요소가 개재될 수도 있다는 것을 의미한다. 또한 도면들에 있어서, 구성요소들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다.

본 명세서에서 기술하는 실시예들은 본 발명의 이상적인 예시도인 단면도 및/또는 평면도들을 참고하여 설명될 것이다. 도면들에 있어서, 막 및 영역들의 두께는 기술적 내용의 효과적인 설명을 위해 과장된 것이다. 따라서 제조 기술 및/또는 허용 오차 등에 의해 예시도의 형태가 변형될 수 있다. 따라서 본 발명의 실시예들은 도시된 특정 형태로 제한되는 것이 아니라 제조 공정에 따라 생성되는 형태의 변화도 포함하는 것이다. 예를 들면, 직각으로 도시된 영역은 라운드지거나 소정 곡률을 가지는 형태일 수 있다. 따라서 도면에서 예시된 영역들은 속성을 가지며, 도면에서 예시된 영역들의 모양은 소자의 영역의 특정 형태를 예시하기 위한 것이며 발명의 범주를 제한하기 위한 것이 아니다. 본 명세서의 다양한 실시예들에서 제1, 제2 등의 용어가 다양한 구성요소들을 기술하기 위해서 사용되었지만, 이들 구성요소들이 이 같은 용어들에 의해서 한정되어서는 안 된다. 이들 용어들은 단지 어느 구성요소를 다른 구성요소와 구별시키기 위해서 사용되었을 뿐이다. 여기에 설명되고 예시되는 실시예들은 그것의 상보적인 실시예들도 포함한다.

본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 '포함한다(comprises)' 및/또는 '포함하는(comprising)'은 언급된 구성요소는 하나 이상의 다른 구성요소의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.

아래의 특정 실시예들을 기술하는데 있어서, 여러 가지의 특정적인 내용들은 발명을 더 구체적으로 설명하고 이해를 돕기 위해 작성되었다. 하지만 본 발명을 이해할 수 있을 정도로 이 분야의 지식을 갖고 있는 독자는 이러한 여러 가지의 특정적인 내용들이 없어도 사용될 수 있다는 것을 인지할 수 있다. 어떤 경우에는, 발명을 기술하는 데 있어서 흔히 알려졌으면서 발명과 크게 관련 없는 부분들은 본 발명을 설명하는데 있어 별 이유 없이 혼돈이 오는 것을 막기 위해 기술하지 않음을 미리 언급해 둔다.

이하에서는 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템(100)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템(100)의 평면도를 도시한 것이다. 그리고 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템(100)의 정면도를 도시한 것이다. 또한, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템(100)의 측면도를 도시한 것이다. 그리고 도 4는 본 발명의 실시예에 따른 제어부(40)의 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.

국내의 고농도 미세먼지는 초반 국외 미세먼지 유입 후 대기 정체로 국내 요인이 이어져서 발생되게 된다. 국내 고농도의 미세먼지는 지면에서 약 1km 부분에서 정제되어 있다.

본 발명의 실시예에 따른 항공 제진시스템(100)에 따르면, 미세먼지 및 초미세먼지의 제진을 위한 것으로, 운행하는 항공기(1)의 날개부(3)에 아토마이징 노즐(30)을 장착함으로써 정체된 공기 중의 미세먼지 및 초미세먼지를 아토마이징 노즐(30)에서 분사하는 미세한 수분으로 응집시켜 지면으로 떨어뜨릴 수 있게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 항공제진시스템(100)은 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 항공기(1)에 장착되게 되며 물탱크(10), 배관(20), 복수의 분사노즐(30) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다.

물탱크(10)는 항공기 본체(2) 일측에 구비되어 내부에 물이 저장되게 된다.

그리고 배관(20)은 물탱크(10)와 연결되어 항공기(1)의 양 날개부(3) 각각의 길이방향을 따라 설치되어 물탱크(10)의 물이 내부로 공급되게 된다. 그리고 공급펌프(11)는 물탱크(10)의 물을 배관(20)으로 공급하기 위한 동력을 제공하게 된다.

또한, 복수의 분사노즐(30)은 배관(20)의 길이방향에 따라 서로 특정간격 이격 배치되게 된다. 이러한 복수의 분사노즐(30)을 통해 배관(20)으로 공급된 물을 외부로 미세수분입자를 분사시켜 대기중의 미세먼지를 수분 응집시켜 제진시키게 된다. 그리고 압축기(31)는 배관(20) 일측에 구비되어 분사 노즐(30)을 통해 물을 외부로 분사시키기 위한 동력을 제공하게 된다.

따라서 물은 항공기 본체(2)에 구비된 물탱크(10)에서 공급펌프(11)를 통해 비행기 날개부(3)의 배관(20)으로 이동한 후, 압축기(31)와 아토마이징 노즐(30)을 통해 외부로 미세수분입자가 분사되어, 외부의 미세먼지를 포집, 응집시켜 지면으로 떨어뜨려 제진시킬 수 있게 된다.

또한, 이러한 항공기(1)는 미세먼지가 정체되어 있는 지면 1km 부근에서 비행하게 된다. 그리고 본 발명의 실시예에 따른 항공제진시스템(100)의 아토마이징 노즐(30) 각각은 각도조절부(34)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서 미세먼지가 정체된 위치에 따라 제어부(40)는 각도조절부(34)를 제어하여 아토마이징 노즐(30)에 의한 미세수분입자의 분사각도를 조절할 수 있게 된다.

또한, 아토마이징 노즐(30)의 사이즈는 모든 입자 사이즈로 미세먼지 입자에 따라 조절할 수 있다. 즉 미세먼지의 응집, 포집, 제진 효율을 증대시키기 위해서는 미세먼지입자와 유사한 입자크기로 미세수분을 분사시키는 것이 바람직하다.

따라서 본 발명의 실시예에 따른 아토마이징 노즐(30)에서 분사되는 미세수분입자의 크기는 외부의 미세먼지 입자 크기에 대응되게 된다.

본 발명의 실시예에 따른 항공제진시스템(100)은 외부의 미세먼지 농도를 측정하는 농도측정부(41)를 포함하여 구성될 수 있다. 그리고 분사되는 수분양을 조절하는 분사량 조절부(32)를 포함하여 구성될 수 있다.

따라서 제어부(40)는 농도측정부(41)에서 측정된 값을 기반으로 공급펌프(11), 압축기(31) 및 분사량조절부(32)를 제어하여 분사되는 수분량을 조절할 수 있다.

또한, 본 발명의 실시예에 따른 항공제진시스템(100)은 입자측정부(42)를 포함하여, 외부의 미세먼지의 입자 크기를 실시간으로 측정할 수 있도록 구성된다. 그리고 사이즈조절부(33)를 구비하여 아토마이징 노즐(30)을 통해 분사되는 미세수분입자의 크기를 조절할 수 있도록 구성될 수 있다. 이러한 사이즈조절부(33)의 일예로는 아토마이징 노즐(30)의 분사구의 개구비를 조절할 수 있는 밸브 등을 통해 구현될 수 있다.

따라서 제어부(40)는 입자측정부(42)에서 측정된 미세먼지 입자크기에 대응되는 미세수분입자 크기로 수분이 분사되도록 사이즈조절부(33)를 제어하게 된다.

또한, 입자측정부(42)와 농도측정부(41)를 통해 미세먼지의 입자별 농도를 측정할 수 있다. 그리고 제어부(40)는 이러한 측정된 입자별 농도값에 기반하여, 복수의 분사노즐(30) 별로 미세먼지 입자크기에 대응되는 수분입자크기를 생성하여 동시에 분사되도록 구성할 수 있으며, 또한, 입자별 농도에 따라 분사량을 조절할 수 있게 된다.

예를 들어, 입자측정부(42)와 농도측정부(41)를 통해 10 ~ 50㎛ 입자 크기의 미세먼지 농도와, 5 ~ 10㎛ 입자 크기의 미세먼지 농도, 2.5 ~ 10㎛ 입자크기의 미세먼지 농도, 2.5㎛이하의 입자크기의 미세먼지 농도를 측정하게 되는 경우, 아토마이징 노즐(30)을 통해 분사되는 미세수분입자 크기 역시 10 ~ 50㎛ 입자 크기의 수분, 5 ~ 10㎛ 입자 크기 수분, 2.5 ~ 10㎛ 입자크기의 수분, 2.5㎛이하의 입자크기의 수분이 분사되도록 아토마이징 노즐(30)의 분사입자 크기를 개별적으로 조절하여 분사시킬 수 있다. 또한 입자별 농도에 따라 분사되는 분사노즐(30)의 개수와, 분사량을 조절하여 현재 입자크기별 농도에서 최적의 응집, 포집, 제진효율을 달성할 수 있도록 제어하게 된다.

즉, 농도가 가장 높은 미세 먼지 입자 크기에 대응되는 아토마이징 노즐(30)의 개수와 분사량을 농도가 낮은 미세 먼지 입자크기에 대응되는 아토마이징 노즐(30)보다 크도록 제어하게 된다.

또한, 상기와 같이 설명된 장치 및 방법은 상기 설명된 실시예들의 구성과 방법이 한정되게 적용될 수 있는 것이 아니라, 상기 실시예들은 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 구성될 수도 있다.

1:항공기
2:본체
3:날개부
10:물탱크
11:공급펌프
20:배관
30:분사노즐, 아토마이징 노즐
31:압축기
32:분사량조절부
33:사이즈조절부
34:각도조절부
40:제어부
41:농도측정부
42:입자측정부
100:항공제진시스템

Claims (5)

1. 항공 제진시스템에 있어서,
   항공기 일측에 구비되어 내부에 물이 저장되는 물탱크;
   상기 물탱크와 연결되어 상기 항공기의 날개부 각각의 길이방향을 따라 설치되어 상기 물탱크의 물이 공급되는 배관;
   상기 배관의 길이방향에 따라 서로 특정간격 이격 배치되며 상기 배관으로 공급된 물을 외부로 미세수분입자를 분사시켜 대기중의 미세먼지를 수분 응집시켜 제진시키는 아토마이징 노즐로 구성된 복수의 분사 노즐;
   상기 물탱크의 물을 상기 배관으로 공급하기 위한 동력을 제공하는 공급펌프;
   상기 배관 일측에 구비되어 상기 분사 노즐을 통해 물을 외부로 분사시키는 압축기;
   상기 아토마이징 노즐의 분사각도를 변경하는 각도조절부;
   상기 외부의 미세먼지 농도를 측정하는 농도측정부와, 상기 외부의 미세먼지의 입자 크기를 측정하는 입자측정부와, 상기 아토마이징 노즐을 통해 분사되는 미세수분입자의 크기를 조절하는 사이즈조절부와, 분사되는 수분양을 조절하는 분사량 조절부; 및
   상기 농도측정부에서 측정된 값을 기반으로 상기 분사량조절부를 제어하며, 상기 입자측정부에서 측정된 미세먼지 입자크기에 대응되는 미세수분입자 크기로 수분이 분사되도록 상기 사이즈조절부를 제어하는 제어부;를 포함하고,
   상기 입자측정부와 농도측정부를 통해 미세먼지의 입자별 농도를 측정하고 제어부는 측정된 입자별 농도값에 기반하여, 복수의 분사노즐 별로 미세먼지 입자크기에 대응되는 수분입자크기를 생성하여 동시에 분사되도록 제어하고, 입자별 농도에 따라 분사량을 조절하는 것을 특징으로 하는 항공 제진 시스템.
   
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