KR102170843B1 - 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법 - Google Patents

미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR102170843B1
KR102170843B1 KR1020200012840A KR20200012840A KR102170843B1 KR 102170843 B1 KR102170843 B1 KR 102170843B1 KR 1020200012840 A KR1020200012840 A KR 1020200012840A KR 20200012840 A KR20200012840 A KR 20200012840A KR 102170843 B1 KR102170843 B1 KR 102170843B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
fuel
fine particles
concentration
nozzle
target region
Prior art date
Application number
KR1020200012840A
Other languages
English (en)
Inventor
이상원
배인식
김하남
김재현
Original Assignee
주식회사 이서
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 이서 filed Critical 주식회사 이서
Priority to KR1020200012840A priority Critical patent/KR102170843B1/ko
Priority to KR1020200137116A priority patent/KR20210098827A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102170843B1 publication Critical patent/KR102170843B1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/38—Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames
    • B03C3/386—Particle charging or ionising stations, e.g. using electric discharge, radioactive radiation or flames using flames
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions
    • B03C3/45—Collecting-electrodes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/66—Applications of electricity supply techniques
    • B03C3/68—Control systems therefor

Abstract

본 발명의 일 양태는, 연료를 수용하는 노즐 하우징, 상기 연료가 분출되는 연료 분출구 및 상기 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리, 상기 화염 노즐 어셈블리로 상기 연료를 공급하는 연료 공급 모듈, 상기 화염 노즐 어셈블리의 상기 노즐 하우징 내에 위치되는 전극, 상기 미세 입자 농도 저감 장치에 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 통하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러를 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치에 대한 것이다.

Description

미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법{APPARATUS AND METHOD FOR REDUCING FINE PARTICLE CONCENTRATION}
본 발명은 미세 입자 농도를 관리하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상 영역에 전기장을 형성하여 미세 입자 농도를 관리하는 장치 등에 관한 것이다.
최근 제조업의 발달 및 산업 폐기물의 증가 등으로 인한 공기 중 유해 성분의 위험성이 대두되고 있다. 특히, 바람을 타고 이동하는 미세 먼지 또는 초미세먼지의 경우, 마스크를 착용하여도 충분히 걸러지지 않아 아동, 노인 등 취약 집단에게는 심각한 호흡기 질환을 초래할 수 있다.
종래의 공기 순환 및 포집 방식은 미세 먼지가 함유된 주변 공기를 흡입하여, 비선택적으로 처리로 에너지 효율이 낮은 문제점이 있다. 또한, 정화된 깨끗한 공기가 오염된 공기와 섞여, 같은 자리에서 같은 공기만 정화된다. 고밀도의 필터를 사용할 경우, 미세 먼지 제거율을 증가시키나 압력 손실이 크다.
종래의 반응 물질 살포 방식은 살수 방식과 인공 강우 방식이 있다. 살수 방식은 많은 양의 물을 살포해도 낮은 초미세먼지 저감효과를 제공한다. 또한, 종래의 인공 강우 방식은 많은 강수량이 있어야 미세 먼지 제거 효과가 발현된다. 본 명세서에서는, 이러한 문제점을 극복하면서 공기 중 유해 물질의 농도를 낮추는 방식을 제안한다.
본 발명의 일 과제는, 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 일 과제는, 오존 등의 인체 유해한 부산물의 생성 없이 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치에 있어서, 상기 장치는, 일 단으로부터 유입되는 연료를 수용하는 노즐 하우징, 상기 일 단과 대향하는 타 단 주변에 형성되고 상기 연료가 분출되는 연료 분출구 및 상기 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리, 상기 화염 노즐 어셈블리로 상기 연료를 공급하는 연료 공급 모듈, 상기 화염 노즐 어셈블리의 상기 노즐 하우징 내에 위치되는 전극, 상기 장치에 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 통하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러를 포함하되, 상기 전극은 상기 연료의 연소에 의해 발생하는 화염과 적어도 일부 접하도록 배치되고, 상기 컨트롤러는, 상기 연료 공급 모듈을 통하여 상기 연료 분출구에 상기 연료를 제공하고, 상기 컨트롤러는, 상기 화염 노즐 어셈블리가, 상기 연료가 연소되는 연소 활성 상태에서 상기 전극에 음의 고전압을 인가하여 상기 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 공급하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 감소시키는, 미세 입자 농도 저감 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 일 단으로부터 유입되는 연료를 수용하는 노즐 하우징, 상기 일 단과 대향하는 타 단 주변에 형성되고 상기 연료가 분출되는 연료 분출구 및 상기 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리, 상기 화염 노즐 어셈블리로 상기 연료를 공급하는 연료 공급 모듈, 상기 화염 노즐 어셈블리의 상기 노즐 하우징 내에 위치되는 전극- 전극은 상기 연료의 연소에 의해 발생하는 화염과 적어도 일부 접하도록 배치됨 -, 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 통하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러를 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 방법에 있어서, 상기 컨트롤러가, 상기 연료 공급 모듈을 통하여 상기 연료 분출구에 상기 연료를 제공하는 단계, 상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리에 제1 고전압을 인가하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 상기 연료가 상기 연료 분출구에서 연소되는 연소 활성 상태로 변경하는 단계 및 상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 제2 고전압을 인가하여 상기 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 공급하는 단계를 포함하는 미세 입자 농도 저감 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 넓은 영역의 공기 품질을 효율적으로 관리하는 장치 및 방법 등이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 실외 공기 품질을 관리하는 장치 및 방법 등이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 공기 품질을 친환경적으로 관리하는 장치 및 방법 등이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 크기가 일정 수준 이하인 입자의 공기 중 농도를 저감하기 위한 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(200)를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(300)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 동작 정보를 획득하기 위한 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 본 명세서에서 설명하는 발명의 몇몇 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 12는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 13은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(500)를 설명하기 위한 도면이다.
도 14는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(600)를 설명하기 위한 도면이다.
도 15는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 19는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 20은 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 21은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정을 설명하기 위한 도면이다.
도 22는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 23은 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에서 사용될 수 있는 노즐 하우징의 몇몇 실시예를 도시한 것이다.
도 27은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 명세서에서 설명하는 화염 노즐을 이용하여 전류를 방출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 명세서에서 설명하는 화염 노즐을 이용하여 전류를 방출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치(1700)을 이용하여 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도를 저감하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치(1700)을 이용하여 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도를 저감하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치(1700)을 이용하여 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도를 저감하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치(1700)을 이용하여 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도를 저감하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 37은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 38은 미세 입자 농도 저감 방법의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 39는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 40은, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 41은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 42는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 43은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 44는 공기 중 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명을 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 45는 시간에 따른 장치 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 46은 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 47은 장치의 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 48은 장치의 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 49는 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 50은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 51은 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 52는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 53은 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 54는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 55는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 56은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 57은 실내 미세 입자 농도 저감을 위한 미세 입자 농도 저감 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 58은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 59는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 60은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 61은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 62는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
Figure 112020011336011-pat00001
Figure 112020011336011-pat00002
Figure 112020011336011-pat00003
Figure 112020011336011-pat00004
Figure 112020011336011-pat00005
Figure 112020011336011-pat00006
Figure 112020011336011-pat00007
Figure 112020011336011-pat00008
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별 기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
1. 개요
1.1 목적
본 명세서에서는, 대상 영역에서 공기 중에 부유하는 입자의 농도를 전기장을 이용하여 저감하기 위한 방법, 장치, 시스템 등에 관한 발명에 대하여, 몇몇 실시예를 들어 설명한다. 이하에서는, 전하를 띠는 입자를 방출하여, 대상 영역에서 대상 입자의 농도를 감소시키는 방법, 장치, 시스템 등에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
넓은 대상 영역에 미소 입자가 공기 중에 부유하고 있는 경우, 이를 화학적 또는 물리적인 방법으로 제거하는 것이 곤란한 경우가 있을 수 있다. 예컨대, 대상 영역에 일정 크기(예컨대, 2.5 PM)이하의 미세 먼지가 일정 농도 이상 분포하고 있는 경우에, 살수 처리를 통한 초미세먼지의 정화 효과는 매우 미미하며, 대상 영역이 넓은 경우에는 필터를 이용한 정화의 효율이 매우 떨어질 수 있다. 이하에서는, 여기서 예시된 경우 등을 포함하는 다양한 환경에서 광역 공기 품질 관리를 위해 이용될 수 있는 방법, 장치 및 시스템 등에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
1.2 동작의 개요
본 명세서에서 설명하는 대상 영역에서 공기 중에 부유하는 입자의 밀도를 저감하기 위한 방법, 장치, 시스템 등은 정전기적 현상을 이용하여 입자를 대상 영역으로부터 강제 이동 시킴으로써, 목적하는 밀도 저감 효과를 얻어낼 수 있다. 여기에서는, 이러한 입자 농도 저감 동작에 대하여 예를 들어 설명한다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작은, 대상 영역(또는 대상 공간)의 대상 입자의 분포 농도를 감소시키기 위하여, 대상 영역으로 전하를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 입자 농도의 저감 동작은, 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 전기장을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 입자 농도의 저감 동작은, 특정 극성의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역의 미세 입자를, 전하를 띠는 물질과 동일한 극성으로 대전하는 것을 포함할 수 있다. 입자 농도의 저감 동작은 동일한 극성의 전하를 띠는 미세 입자가 대상 영역 외곽으로 밀려나도록, 대상 영역에 전기장을 유지하는 것을 포함할 수 있다. 입자 농도의 저감 동작은, 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여 대상 영역에 전기장을 형성하고, 대상 영역에 위치되고 전하를 띠는 미세 입자에 전기장을 통하여 전기력을 제공할 수 있다.
도 1 내지 5는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 5를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작은 전기장을 형성하는 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 방출 또는 생성할 수 있다. 장치(100)가 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하는 것은, 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
예컨대, 장치(100)는 연소 반응을 이용하여 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 연소 반응을 수행하는 연소 수단을 구비하고, 연소 수단의 일 위치에 결합되어 고전압을 인가하는 전압 인가 수단을 구비할 수 있다. 장치(100)는 연소 수단의 연소 동작을 통하여 물질을 이온화하고, 전압 인가 수단을 통하여 특정한 극성의 전하를 띠는 물질(CS)을 대상 영역에 공급할 수 있다.
구체적인 예로, 장치(100)는 연료를 공급받고 연료를 연소시켜 화염을 생성하는 토치를 포함할 수 있다. 장치(100)는 토치에 결합된 전극을 포함할 수 있다. 이때, 장치(100)는, 화염을 형성하는 토치 및 고전압이 인가되는 전극을 통하여, 대상 영역에 특정한 극성의 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 장치의 구체적인 실시예에 대하여는 이하의 미세 입자 농도 저감 장치 항목에서 보다 상세히 설명한다.
장치(100)는 대기중으로 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 장치(100)는 연소를 통하여 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 연소를 통하여 물질의 산화를 촉진하되, 고전압이 인가된 전극을 통하여 특정 극성의 전하를 띠는 물질을 포집함으로써, 대상 영역에 특정 극성과 다른 극성을 띠는 전하를 공급할 수 있다.
장치(100)에 공급되는 전하를 띠는 물질(CS)은 장치(100)로부터 공급된 전하, 이온, 또는 이를 포함하는 액상 또는 고상의 물질일 수 있다. 예컨대, 전하를 띠는 물질(CS)은 음 또는 양의 전하를 띠는 이온일 수 있다. 또는, 장치(100)에 공급되는 전하를 띠는 물질(CS)은, 장치에 의해 공급된 전하를 획득하고 미세 입자(FP)에 전달하는 전하 전달 물질을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 전하를 띠는 물질(CS)을 통하여, 직접적 또는 간접적으로 공기 중에 부유하는 미세 입자(FP)에 전하를 전달하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치(100)는 의해 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 대기 중의 전하 전달 물질 또는 미세 입자(FP)로 전하를 적어도 일부 전달할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여 대상 영역의 전하 전달 물질을 대전시키고, 대전된 전하 전달 물질을 통하여 미세 입자(FP)에 간접적으로 전하를 제공할 수 있다. 또는, 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여 미세 입자(FP)가 전하를 띠는 물질(CS)으로부터 전하를 공급받고 대전되도록 하여, 미세 입자(FP)에 직접적으로 전하를 제공할 수 있다.
장치(100)는, 전하를 띠는 물질(CS)을 통하여, 대상 영역(TR) 내의 적어도 일부의 미세 입자(FP)를 음 또는 양의 전하를 가지도록 대전할 수 있다. 예를 들어, 장치(100)에 의해 공급된 전하를 띠는 물질(CS)이 음의 전하를 띠는 경우, 전하를 띠는 물질(CS)은 미세 입자(FP)로 음의 전하를 직접 또는 간접적으로 전달할 수 있다. 예컨대, 전하를 띠는 물질(CS)은 직접 미세 입자(FP)와 접촉하여 음의 전하를 전달하거나, 미세 입자(FP)와 접촉하여 음의 전하를 전달하는 전하 전달 물질로 음의 전하를 전달할 수 있다.
미세 입자(FP)는 장치(100)에 의해 공급된 전하를 띠는 물질(CS), 예컨대, 전하를 띠는 물질(CS)또는 전하를 띠는 물질(CS)으로부터 전하를 전달받은 공기 중의 전하 전달 성분으로부터 음의 전하 또는 양의 전하를 전달받고, 대전될 수 있다.
전하 전달 물질은 전자 또는 전하를 운반하는 물질을 의미할 수 있다. 전하 전달 물질은 전하를 띠는 물질(CS)에 포함된 전하를 전달 받고 직접적 또는 간접적으로 미세 입자(FP)에 전하를 전달하는 물질을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전하 전달 물질은 대상 영역(TR)의 공기를 구성하는 기상의 물질일 수 있다, 또는, 전하 전달 물질은 전하를 띠는 물질(CS) 또는 전하를 띠는 물질(CS)에 포함된 전하를 띠는 물질을 획득하는, 물질일 수 있다. 전하 전달 물질은 장치(100)에 의해 제공되지 않는 물질일 수 있다. 또는, 전하 전달 물질은 장치(100)에 의해 별도로 제공될 수도 있다. 전하 전달 물질은 대상 영역(TR)에 포함된 물질, 입자, 분자, 이온 등을 의미할 수 있다. 예컨대, 전하 전달 물질은 대상 영역에 부유하는 소정 물질의 분자(예컨대, 산소 분자)일 수 있다.
대상 영역(TR)은 미세 입자(FP)의 분포 농도 저감의 대상이 되는 영역 또는 공간을 의미할 수 있다. 대상 영역(TR)은 3차원의 공간을 의미할 수 있다. 대상 영역(TR)은 물리적인 경계예 의해 정해지는 공간일 수 있다. 대상 영역(TR)은 가상의 경계에 의하여 정해지는 공간일 수 있다. 대상 영역(TR)은 장치를 중심으로 소정의 기하학적 형태를 가지도록 결정된 영역일 수 있다. 예컨대, 대상 영역(TR)은, 장치를 중심으로 소정의 반경을 가지는 반구 또는 변형된 반구형의 영역일 수 있다.
미세 입자(FP)의 분포 농도는 단위 부피의 공기에 포함된 미세 입자(FP)의 질량을 의미할 수 있다. 또는, 미세 입자(FP)의 분포 농도는 단위 부피의 공기에 포함된 미세 입자(FP)의 부피를 의미할 수 있다. 미세 입자(FP)의 분포 농도는, 소정의 부피에 미세 입자(FP)가 포함된 정도를 가리키는 다른 파라미터로 갈음될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자의 농도 저감 동작은, 장치(100)가 화염을 형성하는 수단을 이용하여 대상 영역에 전류를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 이하에서는, 도 2를 참조하여 연소를 통한 전하의 공급에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(100)는 연소 동작을 통하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질, 예컨대, 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급할 수 있다. 이하에서, 음전하를 띠는 물질(NS)은 음전하 또는 음전하를 띠는 기체, 액체 또는 고체 입자를 의미할 수 있다. 이하에서, 음전하를 띠는 물질(NS)은 장치(100)로부터 방출된 물질이거나, 장치(100)로부터 방출된 물질로부터 음전하를 획득한 물질일 수 있다.
장치(100)는 연료를 연소시킬 수있다. 장치(100)는 연소 반응을 이용하여 대상 영역(TR)에 전하를 공급할 수 있다. 장치(100)는 연소 동작을 통하여 음이온 및/또는 양이온을 생성할 수 있다. 장치(100)는 탄화수소화합물의 연소 반응을 통하여 생성되는 양이온 및 전자를 통하여 대상 영역(TR)에 전하를 공급할 수 있다. 장치(100)는 탄화수소화합물의 연소 반응을 통하여 생성되는 양이온 및 전자 중 일부를 대상 영역(TR)에 선택적으로 공급할 수 있다. 장치(100)는 고전압이 인가되는 전극을 통하여, 음이온 및 양이온 중 일부를 대상 영역에 공급할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 음의 고전압이 인가되는 전극을 이용하여, 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질(NS)을 공급할 수 있다.
구체적인 예로, 장치(100)는 탄화수소화합물을 연소시켜(CH + O -> CHO+ + e), 전자 및 양이온(CHO 양이온)을 발생시킬 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 뷰테인(butane)을 연소시키고, 발생하는 양이온과 전자 중 전자가 대상 영역에 공급되도록, 전극에 음의 고전압을 인가할 수 있다.
도 2를 계속 참조하면, 장치(100)는, 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하(SC)를 형성할 수 있다. 장치(100)는, 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여, 대상 영역에 위치된 미세 입자(FP)를 음전하로 대전시킬 수 있다. 장치(100)는, 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여, 대상 영역에 위치된 공간 전하(SC)를 유지하여, 대전된 미세 입자(FP)에 전기력을 제공할 수 있다.
한편, 도 2에서 설명하는 연소 동작은, 대상 영역에 전하를 공급하기 위한 일 실시예에 불과하며, 본 명세서에서 설명하는 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 설명하는 발명은, 다른 형태의 전하 공급 방식을 이용하여 구현될 수도 있다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)으로 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)는 상술한 연소 동작을 통하여 대상 영역(TR)으로 전류를 출력할 수 있다. 장치(100)가 전류를 출력하는 것은, 장치(100)로부터 음 또는 양의 전하가 공급되는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 장치(100)가 전류를 출력하는 것은, 장치(100)에 의해 공급되는 전하를 띠는 물질(CS)이, 음 또는 양의 전하를 띠는 것을 의미할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)를 적어도 일부 대전하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)는 장치로부터 방출된 전하의 적어도 일부를, 직접 또는 간접적으로 획득할 수 있다. 미세 입자(FP)는 작은 크기의 입자를 포괄하는 용어로 이해될 수 있다. 미세 입자(FP)는 제거 대상이 되는 특정 종류의 입자를 의미할 수 있다. 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR)의 공기 중에 부유하는 먼지 입자일 수 있다. 미세 입자(FP)는 총먼지(TSP, Total Suspended Particles), 미세먼지(PM, Particulate Matter) 및/또는 초미세먼지(PM2.5 이하)를 의미할 수 있다. 미세 입자(FP)는 소정 크기 이하의 초미세먼지(예컨대, PM2.5 또는 직경 2.5μm 이하)로 이해될 수 있다. 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR) 내의 유해 물질로서 농도를 감소시키고자 하는 부유 물질로 이해될 수 있다.
미세 입자(FP)는 이온 성분, 탄소 성분, 금속 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 미세 입자(FP)는 염소 이온(Cl-), 질산염(NO3 - ), 암모늄(NH4 + ), 황산염(SO4 2-), 나트륨 이온(Na+) 등의 이온 성분을 포함할 수 있다. 미세 입자(FP)는 크롬(Cr), 베릴륨(Be), 비소(As), 카드뮴(Cd), 철(Fe), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 등의 금속 성분을 포함할 수 있다.
미세 입자(FP)는, 전하를 띠는 물질 또는 전하 전달 물질과 접촉 또는 결합할 수 있다. 미세 입자(FP)는 전하를 띠는 물질 또는 전하 전달 물질으로부터 전하를 전달받을 수 있다.
장치(100)는 미세 입자(FP)를 대전할 수 있다. 미세 입자(FP)는, 미세먼지는 필드 차징 기작(field charging mechanism) 또는 확산 차징 기작(diffusion charging mechanism)에 의하여 대전될 수 있다. 다시 말해, 미세 입자(FP)는, 전기장에 의해 이동하는 하전 입자가 미세먼지와 만나 미세 먼지를 대전시키는 필드 차징 기작에 의하여 대전될 수 있다. 또는, 미세 입자(FP)는, 대전 입자의 랜덤 모션(random motion)에 의하여 미세 먼지를 대전시키는 확산 차징 기작에 의하여 대전될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)에 공간 전하(space charge) 또는 전기장을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 이하에서는, 장치(100)가 대상 영역(TR)에 음전하 또는 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하는 경우를 기준으로 도 3을 참조하여 설명한다.
장치(100)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)에 의해 공급된 음전하를 띠는 물질(NS)은 직접 또는 다른 물질(전하 전달 물질, 예컨대 산소 분자)로 음전하를 전달하여 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)는 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여, 대상 영역(TR) 상에 불균일한 전하 밀도를 가지는 공간 전하를 형성할 수 있다.
장치(100)는 연소 반응을 이용하여 대상 영역(TR)에 전하를 공급할 수 있다. 장치(100)는 탄화수소화합물의 연소 반응을 통하여 생성되는 양이온 및 전자를 통하여 대상 영역(TR)에 전하를 공급할 수 있다. 장치(100)는 탄화수소화합물의 연소 반응을 통하여 생성되는 양이온 및 전자 중 일부를 대상 영역(TR)에 선택적으로 공급할 수 있다. 장치(100)는 고전압이 인가되는 전극을 통하여, 탄화수소화합물의 연소 반응을 통하여 생성되는 양이온 및 전자 중 일부를 대상 영역(TR)에 선택적으로 공급할 수 있다. 장치(100)는 음의 전압이 인가되는 전극을 통하여, 탄화수소화합물의 연소 반응을 통하여 생성되는 양이온을 제거하고, 음전하를 대상 영역(TR)에 공급할 수 있다.
전하 밀도는 부피 전하 밀도, 즉, 단위 부피당 존재하는 전하량(C/m3)을 의미할 수 있다. 공간 전하는 미세 입자(FP)의 거동에 영향을 미칠 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 지속적으로 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 장치 주변에서 높은 전하 밀도를 가지고 장치로부터의 거리가 멀어질수록 전하 밀도가 낮아지는 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)에 의해 형성된 공간 전하는 대상 영역(TR)에 전기장을 형성할 수 있다.
장치(100)는 지속 또는 반복적으로 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여, 대상 영역(TR)에 전기장(EFL)을 형성할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 지면(GND)으로부터 장치 방향으로 전기장을 형성할 수 있다. 장치(100)는 음전하를 띠는 물질(NS)을 방출함으로써 지면(GND)으로부터 장치(100)를 향하는 방향의 전기장을 형성할 수 있다.
일 예로, 장치(100)는 지속적으로 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급함으로써 장치 주변에서 높은 세기를 가지고 장치로부터의 거리가 멀어질수록 세기가 약해지는 전기장을 형성할 수 있다. 장치(100)는 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 공간 전하를 형성함으로써 전기장을 형성할 수 있다.
장치(100)는 대상 영역(TR)에 형성되는 전기장의 세기, 방향, 특성, 분포 범위 등을 조절할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 미세 입자 농도를 저감하고자 하는 공간 범위에 소정 시간 내에 미세 입자 농도가 목표치 이하로 떨어지도록 하기 위한 적정 수준의 전기장이 형성되도록, 대상 영역(TR)으로 공급되는 전류를 조절할 수 있다. 장치(100)는, 시간당 소모되는 연료의 양, 인가되는 전압의 크기, 활성화되는 노즐의 수, (선택적으로) 분출되는 에어의 양 등을 조절하여, 대상 영역(TR)으로 공급되는 전류르 조절할 수 있다. 대상 영역(TR)으로 공급되는 전류를 조절하여 전기장의 특성을 조절할 수 있다. 이와 관련하여서는 이하의 장치의 동작 항목에서 보다 상세히 설명한다.
장치(100)는, 세부적으로, 대상 영역(TR)에 분포되는 공간 전하의 특성, 예컨대 공간 전하의 범위, 밀도, 세기 등을 조절할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)에 공급하는 전류의 양을 조절하여, 공간 전하의 특성을 제어할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 시간당 소모되는 연료의 양, 인가되는 전압의 크기, 활성화되는 노즐의 수, (선택적으로) 분출되는 에어의 양, 분출되는 에어와 연료의 혼합 비율, 노즐 사이의 간격 등을 조절하여, 대상 영역(TR)에 공급되는 전류의 양을 변경함으로써 대상 영역(TR)에 분포되는 공간 전하의 특성을 조절할 수 있다.
한편, 미세 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역에 분포하는 미세 입자를 대전하는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 대상 영역에 분포하는 미세 입자(FP)를 음의 전하를 띠도록 대전할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 대상 영역(TR)에 분포하는 미세 입자(FP)를 음의 전하를 띠도록 대전할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성하고, 공간 전하를 통하여 미세 입자(FP)를 음전하로 대전할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도를 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다. 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR)에 전기장(또는 공간 전하)을 형성하여, 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)의 농도를 적어도 일부 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가, 대전된 미세 입자(FP)의 이동에 직접 또는 간접적으로 관여하여 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)의 농도 또는 절대량을 떨어트리는 것을 포함할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)에 전기장을 형성하고 유지하여 미세 입자(FP)의 농도 또는 절대량을 감소시킬 수 있다. 장치(100)는 전기장을 유지하기 위하여, 대상 영역(TR)에 지속 또는 반복적으로 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)에 전기장을 유지하여 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)가 전기장을 유지하는 것은, 대상 영역(TR)에 일정 세기 이상의 전기장이 형성된 상태를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)가 전기장을 유지하는 것은, 전하를 띠는 물질을 대상 영역(TR)에 공급하여, 대상 영역(TR)에 전하 밀도의 기울기(gradient)가 존재하는 상태를 유지하는 것을 의미할 수 있다. 장치(100)는, 지속 또는 반복적으로 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(NS)을 방출하여 대상 영역(TR)에 전기장을 유지할 수 있다.
장치(100)는, 대상 영역(TR)에 전기장을 유지함하여, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)의 밀도를 점진적으로 감소시킬 수 있다. 장치(100)는, 대상 영역(TR)에 전기장을 유지하여, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)의 밀도를 일정 수준 이하로 유지할 수 있다.
입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가, 전기장의 유지 상태를 조절하는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)는 전기장의 상태를 조절할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도를 감소시키기 위하여, 일정 시간 이상 전기장을 유지할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도에 따라 전기장의 유지 시간을 조절할 수 있다. 장치(100)는 외부 조건을 고려하여 전기장의 유지 상태를 조절할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)의 온도, 습도, 고도 등의 환경 조건을 고려하여 전기장의 유지 시간, 유지 주기 등을 조절할 수 있다.
입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가, 대상 영역(TR) 내의 적어도 일부의 대전된 미세 입자(FP)를 대상 영역(TR) 밖으로 밀어내는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 음(또는 양)의 전하로 대전된 미세 입자(FP)가 척력에 의해 밀려나도록, 대상 영역(TR)에 지속적으로 음 또는 양의 전하를 출력하여 전기장을 유지할 수 있다.
구체적인 예로, 장치(100)가 지속적 또는 반복적으로 음의 전하를 띠는 물질을 방출하여 전기장을 형성하면, 장치(100)로부터 방출된 음의 전하에 의해 적어도 일부 대전된 미세 입자(FP)는 형성된 전기장(EFL)을 따라 대상 영역(TR)의 외측으로 이동될 수 있다. 장치(100)는, 대상 영역(TR)에 음의 전하를 띠는 물질(NS)을 지속적으로 공급하여 공간 전하를 유지하고, 공간 전하를 통하여 미세 입자(FP)에 장치(100)로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공할 수 있다. 장치(100)는, 대상 영역(TR)에 음의 전하를 띠는 물질(NS)을 지속적으로 공급하여, 음의 전하로 대전된 미세 입자(FP)를 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다.
장치(100)에 의해 형성되는 전기장(또는 공간 전하)은 미세 입자(FP)의 거동 특성에 영향을 미칠 수 있다. 일 예로, 형성된 전기장의 세기는 미세 입자(FP)의 이동 속도에 영향을 미칠 수 있다. 이때, 대전된 미세 입자(FP)는 전기장 또는 공간 전하의 영향으로 이동할 수 있고, 전기장의 세기가 강한(또는 공간 전하의 밀도가 높은) 장치 인근에서, 장치에서 먼 위치에서보다 빠르게 이동할 수 있다. 다시 말해, 장치에 가까운 미세 입자(FP)가 장치에서 멀리 떨어진 미세 입자(FP)보다 빠른 이동 속도로 밀려날 수 있다. 이에 따라, 장치(100) 주변에서부터 미세 입자(FP) 농도가 감소될 수 있다.
다른 예로, 형성된 전기장의 방향은 미세 입자(FP)의 이동 방향에 영향을 미칠 수 있다. 일 예로, 지면이 아닌 다른 맞전극(counter electrode)을 이용하여, 대전된 미세 입자의 거동을 제어할 수도 있다. 맞전극은, 장치(100)의 전극과 상이한 전압이 인가된 전극일 수 있다. 또는, 맞전극은, 공간 전하 형성에 의해 맞전극의 역할을 수행하는 지형 또는 구조물일 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)를 제거하는 것을 더 포함할 수 있다. 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)에 전하를 방출하여, 공간 전하의 분포를 유지하고, 공간 전하를 통하여 대상 영역(TR)에 부유하는 미세 입자(FP)를 적어도 일부 제거하는 것을 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 공간 전하를 형성하고, 대상 영역(TR)에 공간 전하가 형성된 상태를 일정 시간 이상 유지할 수 있다. 이에 따라, 대상 영역(TR)의 대전된 미세 입자(FP)는 장치(100)에 의해 형성된 공간 전하에 의해 대전되고 공간 전하에 의한 전기력의 영향을 받을 수 있다. 대전된 미세 입자(FP)는 장치(100)에 의한 전기력, 중력 등에 의하여 이동될 수 있다.
대전된 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR)의 외측으로 밀려날 수 있다. 대전된 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR) 외부로 이동되거나 지면(GND) 또는 대상 물체(예컨대, 대상 영역 내의 건물 외벽 등)를 향하여 이동될 수 있다. 대전된 미세 입자(FP)는 지면(GND) 또는 대상 물체에 도달하고, 접지되어 전하를 잃을 수 있다. 미세 입자(FP)는 지면(GND)또는 대상 물체와 접촉하여 전기적 중성 상태로 변경될 수 있다. 미세 입자(FP)는 지면(GND)또는 대상 물체와 접촉하여 전기적 중성 상태로 변경되고 지면(GND)또는 대상 물체에 부착되어 제거될 수 있다. 미세 입자 저감 동작에서, 지면(GND) 또는 지면(GND)과 연결된 대상 물체가 주요 로스 채널로 기능할 수 있다.
이상에서는, 미세 입자 농도의 저감 동작에 대하여, 장치(100)에 의해 공급된 전류에 의해 미세 입자(FP)가 대전되고, 대전된 미세 입자(FP)가 장치(100)에 의해 공급된 전류에 의해 대상 영역(TR)에 형성된 전기장의 영향으로 대상 영역(TR)으로부터 밀려나는 경우를 예시로 하여 설명하였다. 그러나, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도의 저감 동작이 이에 한정되지는 아니한다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작은, 전류를 공급함으로써 대상 영역(TR) 내에 전기장을 유지하고, 전기장의 영향으로 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)가 적어도 일부 이동되도록 하는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는, 위에서 예시된 입자 농도의 저감 동작을 수행하는 장치, 시스템 및 방법 등에 관련하여, 몇몇 실시예를 들어 보다 상세히 설명한다.
2. 미세 입자 농도 저감 장치
2.1 정의
여기에서는, 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예로서, 미세 입자의 농도를 저감하는 장치에 대하여 설명한다. 일 실시예에 따르면, 장치는 대상 영역의 미세 입자 농도 저감을 위하여, 음 또는 양의 전하를 출력하여, 장치 주변에 전기장을 형성할 수 있다.
장치는 전술한 미세먼지 저감 동작을 수행할 수 있다. 장치는 대상 영역 내에 음 또는 양의 전하를 출력하고, 대상 영역에 전기장을 형성하고, 대상 영역 내의 미세먼지 농도를 감소시킬 수 있다.
2.2 장치의 구성
2.2.1 미세 입자 농도 저감 장치의 구성 일반
본 명세서에서 설명하는 발명에 의하면, 미세 입자의 농도를 저감하는 장치(100)가 제공될 수 있다.
도 6은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치(100)를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(100)는 연료 저장부(110), 연료 공급부(120), 연소부(130), 고전압 인가부(140), 센서부(150), 통신부(160), 전원부(170) 및 제어부(180)를 포함할 수 있다.
연료 저장부(110)는 전하를 띠는 물질의 공급에 이용되는 연료를 저장할 수 있다. 장치(100)에서 이용되는 연료는 LPG(liquefied petroleum gas) 연료일 수 있다. 예컨대, 연료는, 메테인(methane), 아세틸렌(Acetylene), 뷰테인(butane) 또는 이소뷰테인(iso-butane)일 수 있다.
연료 저장부(110)는 장치(100)와 별도로 마련될 수 있다. 연료 저장부(110)는 장치(100)에 결합될 수 있고 규격화된 상용 연료 카트리지 형태로 제공될 수 있다. 이때, 장치(100)는 연료 카트리지가 결합될 수 있는 결합부를 포함할 수 있다.
또는, 장치(100)는 외부 연료 공급망에 연결되어 연료를 공급받을 수도 있다. 이때, 장치(100)의 연료 저장부(110)는 외부 연료 공급망으로부터 공급받은 연료를 일시적으로 저장하거나, 외부 연료 공급망으로부터 연료가 주입되는 연료 주입부로 대체될 수 있다.
연료 공급부(120)는 연료 저장부에 저장된 연료를 후술하는 연소부(130)에 제공할 수 있다.
연료 공급부(120)는 연소부(130)에 단위 시간당 제공되는 연료의 양을 조절하는 조절 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 연료 공급부(120)는, 가스 제어 밸브, 가스 자동 차단 밸브, 솔레노이드 밸브 또는 레귤레이터 밸브를 포함할 수 있다.
연료 공급부(120)는 연소부(130)에 단위 시간당 제공되는 연료의 양을 측정하기 위한 측청 수단을 포함할 수 있다. 예컨대, 연료 공급부(120)는 풍차형 유량계, 볼텍스 유량계, 열식 유량계, 초음파 유량계, 가스 유량계, 터빈 유량계, 피스톤 유량계, 패들휠 센서 등의 유량계를 포함할 수 있다. 연료 공급부(120)는 온도 센서를 더 포함할 수도 있다.
연소부(130)는 연료 공급부(120)를 통하여 연료 저장부(110)에 저장된 연료를 공급받고, 연료를 연소시킬 수 있다. 연소부(130)는 탄화수소화합물 연료를 공급받고, 양이온 및 음전하를 발생시킬 수 있다.
연소부(130)는 연료를 연소시켜 발생되는 화염이 분출되는 화염 노즐을 적어도 하나 포함할 수 있다. 화염 노즐은 연료 가스가 배출되는 가스 분출구 및 에어가 분출되는 에어 분출구를 포함할 수 있다.
연소부(130)는 후술하는 고전압 인가부와 연결되는 전극을 포함할 수 있다. 전극은 화염 노즐에 위치될 수 있다. 연소부(130)가 복수의 화염 노즐을 포함하는 경우, 각각의 화염 노즐에 개별적으로 전극이 배치될 수 있다. 각각의 전극에는 고전압 인가부에 의해 고전압이 인가될 수 있다.
한편 고전압 인가부에 의해 전압이 인가되는 전극은, 화염 노즐 외부에 위치될 수도 있다. 예컨대, 전극은 화염 노즐로부터 화염이 분출되는 방향으로 소정 간격 이격된 위치에 위치될 수 있다.
전극은 다양한 형태로 마련될 수 있다. 예컨대, 전극은 첨단을 가지는 핀 타입 또는 플레이트 타입 등으로 마련될 수 있다. 구체적인 예로, 노즐 내에 위치되는 전극은 핀타입으로 마련될 수 있다. 노즐 외부에 위치되는 전극은 플레이트 타입으로 마련될 수 있다. 이와 관련하여서는, 이하에서 도 6을 참조하여 보다 상세히 설명한다.
연소부(130)는 에어 주입 모듈을 더 포함할 수 있다. 에어 주입 모듈은 연소에 이용되는 외기를 화염 노즐에 제공할 수 있다. 또는, 연소부(130)는 산소 주입 모듈을 더 포함할 수도 있다. 산소 주입 모듈은, 별도로 마련된 산소 저장 용기로부터 산소를 공급받고, 에어 분출구를 통하여 산소를 배출할 수 있다.
연소부(130)는 연료 또는 연료가 혼합된 기체에 점화하는 점화 모듈을 포함할 수 있다. 예컨대, 연소부(130)는 압전 자동 점화 모듈 또는 수동 점화 모듈을 포함할 수 있다. 점화 모듈은 화염 노즐의 가스 분출구 인근에서 스파크를 발생시켜 발화를 유도할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 점화 모듈은 고전압을 인가하는 전극에 의해 대체될 수도 있다. 이때, 전극에는, 연소가 개시되지 아니한 상태에서 점화가 유도되도록 제1 전압이 인가되고, 연소가 개시된 상태에서 전류가 공급되도록 제2 전압이 인가될 수 있다.
고전압 인가부(140)는 연소부(130)에 위치되는 전극에 고전압을 인가할 수 있다.
고전압 인가부(140)는 연소부(130)에 의해 장치(100) 외부로 전하를 띠는 물질이 공급되도록, 연소부(130)에 위치되는 전극에 고전압을 인가할 수 있다. 고전압 인가부(140)는 전원부(170)로부터 전원을 공급받고, 연소부(130)전극에 고전압을 인가할 수 있다. 고전압 인가부(140)는 연소부(130)에서 발생되는 양이온 및 음이온 중 일부가 대상 영역에 공급되도록, 전극에 고전압을 인가할 수 있다. 예컨대, 고전압 인가부(140)는 연소부(130)에서 발생되는 음이온이 대세적으로 대상 영역에 공급되도록, 전극에 음의 고전압을 인가할 수 있다. 고전압 인가부(140)는 연소부(130)에서 발생되는 음전하가 대상 영역으로 방출되도록, 전극에 음의 고전압을 인가할 수 있다.
고전압 인가부(140)는 연소부(130)에서 점화가 유도되도록, 연소부(130)의 전극에 고전압을 인가할 수 있다. 고전압 인가부(140)는 연소부(130)에서 점화가 유도되도록, 연소부(130)의 점화 모듈에 고전압을 인가할 수 있다. 고전압 인가부(140)는 연소부(130)에서 방출되는 연료 가스가 점화되도록, 연소부(130)에 위치되는 전극에 고전압 펄스를 인가할 수 있다.
센서부(150)는 장치(100)의 상태 또는 동작을 센싱할 수 있다.
센서부(150)는 연료 저장부(110)의 상태를 센싱할 수 있다. 예컨대, 센서부(150)는 연료의 잔량 정보를 획득할 수 있다.
센서부(150)는 연료 공급부(120)의 상태 및/또는 동작을 센싱할 수 있다. 예컨대, 센서부(150)는 연료 공급부(120)에 위치되는 밸브의 상태(예를 들어, 개폐 여부, 이상 여부 등) 정보를 획득할 수 있다. 또는, 센서부(150)는 연료 공급부(120)의 측정 수단(전술한 유량계 등)을 통하여 연료 공급 상태(예를 들어, 연료의 유량) 정보를 획득할 수 있다.
센서부(150)는 연소부(130)의 상태 및/또는 동작을 센싱할 수 있다. 센서부(150)는 연소부(130)의 화염 노즐의 상태 정보를 획득할 수 있다. 센서부(150)는 연소부(130)의 전극을 통하여 흐르는 전류값을 획득할 수 있다. 센서부(150)는 연소부(130)의 전극에 위치된 전류계를 통하여, 전극을 통하여 흐르는 전류값을 획득할 수 있다. 센서부(150)는 연소부(130)를 통하여 대상 영역으로 공급되는 전하량을 획득할 수 있다. 센서부(150)는, 전원의 전류를 측정하여 대상 영역으로 공급되는 전하량을 획득할 수도 있다. 센서부(150)는, 연소부(130)의 화염 노즐 주변에 위치되는 분석기(예컨대, 패러데이 컵)를 통하여 대상 영역으로 공급되는 전하량을 획득할 수 있다. 또는, 센서부(150)는, 연소부(130)의 화염 노즐 주변에서 전기장의 세기를 획득할 수도 있다.
센서부(150)는 고전압 인가부(140)의 상태 및/또는 동작을 센싱할 수 있다. 센서부(150)는 고전압 인가부(140)에 의해 인가되는 전압값을 획득할 수 있다. 또는, 센서부(150)는 고전압 인가부(140)에 의해 연소부(130)의 전극에 인가되는 전압값을 획득할 수 있다.
센서부(150)는 위 서술된 예시 이외의 장치의 동작과 관련된 상태 등을 센싱할 수 있다. 예컨대, 센서부(150)는 전원부(170)를 통하여 공급되는 전원, 제어부(180)로 공급되는 전원 등 장치(100)의 동작과 관련된 정보 일체를 획득할 수 있다.
통신부(160)는 외부 장치와 통신할 수 있다. 통신부(160)는 장치(100)의 동작을 제어하는 서버 또는 사용자 단말과 통신할 수 있다.
통신부(160)는 근거리 통신망(LAN, Local Area Network), 무선 근거리 통신망(WLAN, Wireless Local Area Network), 와이파이(WIFI), 지그비(ZigBee), 와이기그(WiGig), 블루투스(Bluetooth) 등의 유선 또는 무선 통신 프로토콜에 의해 외부 장치와 통신할 수 있다.
전원부(170)는 장치(100)에 전원을 공급할 수 있다. 전원부(170)는 연료 공급부(120)에, 연료를 공급하는데 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원부(170)는 연소부(130)가 연소 반응을 통하여 대상 영역에 전하를 공급하는데 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원부(170)는 센서부(150)가 장치의 상태 또는 동작 정보를 획득하는데 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원부(170)는 통신부(160)의 통신 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원부(170)는 제어부(180)의 제어 처리 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다.
전원부(170)는 고전압 인가부(140)에 고전압을 제공할 수 있다. 또는, 전원부(170)가 직접 연소부(130)의 전극에 고전압 또는 고전압 펄스를 인가할 수도 있다.
제어부(180)는 장치(100)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(180)는 장치(100)의 각 구성의 동작을 제어할 수 있다. 제어부(180)는 외부 장치로부터 제어 명령을 획득하고 장치(100)의 각 구성의 동작을 제어할 수 있다.
제어부(180)는 연료 공급부(120)를 통하여 연료 저장부(110)에 저장된 연료를 연소부(130)에 제공할 수 있다. 제어부(180)는 연소부(130)를 통하여 연료를 연소시킬 수 있다. 제어부(180)는 연소부(130)를 통하여 대상 영역에 전류를 공급할 수 있다. 제어부(180)는 연소부(130)를 통하여 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다. 제어부(180)는 연소부(130)를 통하여 대상 영역에 전기장을 형성하는 공간 전하를 형성할 수 있다. 제어부(180)는 연소부(130)를 통하여 대상 영역에 전류를 출력하고, 대상 영역의 미세 입자를 대전시킬 수 있다. 제어부(180)는 연소부(130)를 통하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하여 대전된 미세 입자에 전기력을 제공할 수 있다.
제어부(180)는 고전압 인가부(140)를 통하여 연소부(130)의 전극에 고전압을 인가하고, 연료를 점화할 수 있다. 또는, 제어부(180)는 고전압 인가부(140)를 통하여 연소부(130)의 전극에 고전압을 인가하고, 연소부(130)에서 생성되는 양이온 및 음전하 중 일부를 대상 영역에 공급할 수 있다.
제어부는, 전원부(170) 또는 고전압 인가부(140)를 통하여 장치의 일부 구성에 고전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 전원부를 통하여, 노즐에 위치된 전극에 기준값 이하 또는 기준값 이상의 전압을 인가할 수 있다. 예컨대, 제어부는, 전원부가 전극에 2kV 이상의 전압을 인가하도록 제어할 수 있다. 제어부는, 전원부가 전극에 20kV 이하의 전압을 인가하도록 제어할 수 있다. 제어부는 전원부가 노즐 어레이에 20kV 이하의 평균 전압을 인가하도록 제어할 수 있다.
제어부(180)는 센서부(150)를 통하여 장치(100)의 상태 또는 동작을 센싱할 수 있다. 제어부(180)는 통신부(160)를 통하여 외부 장치와 통신할 수 있다.
도 7은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(200)를 설명하기 위한 도면이다. 도 7을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(200)는, 연료 분출구(210), 에어 분출구(230), 전극(250) 및 점화기(270)를 포함할 수 있다.
도 7을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 장치(200)는 용기에 저장된 연료를 연료 분출구(210)에 공급할 수 있다. 연료 분출구(210)를 통하여 분출되는 연료는 탄화수소화합물을 포함할 수 있다. 예컨대, 연료는 뷰테인(butane)을 함유하는 혼합 가스일 수 있다. 연료는 질소산화물 저감을 위한 혼합 가스일 수 있다.
연료 분출구(210)는 대상 영역과 연결될 수 있다. 연료 분출구(210)로부터 방출되는 물질은 대상 영역에 제공될 수 있다. 연료 분출구(210)로부터 방출되는 전하를 띠는 물질은 대상 영역에 제공될 수 있다.
도시하지는 아니하였으나, 장치(100)는 출력부를 포함할 수 있다. 출력부는 장치의 작동 정보 또는 상태 정보를 출력하는 출력 수단을 포함할 수 있다. 출력부는 디스플레이, LED 전구 등의 시각 정보 표시 수단 또는 스피커 등의 음성 정보 표시 수단을 포함할 수도 있다.
미세 입자 농도 저감 장치(200)는 연료 분출구 주변에 위치되는 에어 분출구(230)를 포함할 수 있다. 에어 분출구(230)를 통하여, 연료의 연소를 위한 산소 또는 외기가 공급될 수 있다. 에어 분출구(230)는 외기가 유입될 수 있도록 외부와 연결된 관통공일 수 있다. 에어 분출구(230)는 외기 또는 산소를 공급하는 에어 펌프와 연결될 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치(200)는 연료 분출구 인근에 위치된 전극(251)을 포함할 수 있다. 전극(251)은 고전압을 인가하는 전원(253)과 연결될 수 있다. 전극(251)은 적어도 일부 연료 분출구 내에 위치될 수 있다. 예컨대, 전극(251)은 연료 분출구 내에서부터 연료 분출구 외부로 일부 돌출되어 위치될 수 있다.
고전압을 인가하는 전원(253)은 전극(251)에 음 또는 양의 고전압을 인가할 수 있다. 예컨대, 미세 입자 농도 저감 장치(200)는 연료가 연소하며 발생하는 양의 전하를 띠는 물질이 전극으로 유인되어 전극(251)에 전류가 흐르도록, 전원(253)을 통하여 전극(251)에 음의 고전압을 인가할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치(200)는 연료 분출구 인근에 위치된 점화기(270)를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 점화기(270)는 압전 모듈(270)을 포함하고, 스위치 구동에 응답하여, 압전 모듈과 연결되어 연료 분출구(210) 주변에 위치된 점화 전극(271) 말단에 스파크를 발생시킬 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(200)는 점화기(270)를 통하여 연료 분출구(210)로 분출되는 연료에 점화할 수 있다.
도 8은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(300)를 설명하기 위한 도면이다. 도 8을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(300)는, 연료 분출구(310), 에어 분출구(330) 및 전극(350)를 포함할 수 있다. 연료 분출구(310), 에어 분출구(330)는 도 7과 관련하여 전술한 것과 유사하게 구현될 수 있다.
도 8을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 장치(300)는 점화 기능을 더 가지는 전극(351)을 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(300)는, 고전압을 인가하는 전원(353)에 연결되고 연료 분출구(310) 근처에 위치되는 전극(351)을 통하여, 연료 분출구(310)를 통하여 분출되는 연료에 점화할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(300)는, 연료의 연소에 따라 발생하는 양이온 및 음전하를 띠는 물질 중 일부가 대상 영역에 공급되도록, 연료 분출구(310) 근처에 위치되는 전극(351)의 말단에, 고전압을 인가하는 전원(353)을 이용하여 스파크를 발생시킬 수 있다.
도 9는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 동작 정보를 획득하기 위한 측정 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 9에서 도시하는 도면은, 이하의 도 10, 12, 16, 17, 19, 21 및 25 에서 도시하는 바와 같이 화염 노즐 어셈블리의 동작을 설명하기 위하여 이용된 측정 장치를 간략히 도시한 것이다.
도 9를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 노즐로부터 방출되는 전류의 량을, 접지된 섀시(Chassis) 및 패러데이 컵(Faraday cup)을 이용하여 측정하는 측정 장치가 제공될 수 있다.
보다 구체적으로, 화염 노즐(Nozzle)에 가스 연료가 제공되어 연소되고, 화염 노즐에 고전압을 인가하는 전원(High voltage power supply)에 의해 음의 고전압이 인가될 수 있다. 연료는 유량계(Mass flow controller)에 의해 일정한 유량으로 노즐에 제공될 수 있다. 이때, 화염 노즐은 패러데이 컵의 입구를 향하도록 배치될 수 있다. 패러데이 컵과 연결된 전류계(Pico-ampere meter, 미세 전류를 측정함)는 노즐로부터 섀시 내로 방출되는 음의 전하를 띠는 물질이 패러데이 컵 내에 접촉하여 변환되는 전류를 측정할 수 있다. 이에 따라, 노즐에 의해 공급되는 전류가 측정될 수 있다.
도 9에서 예시하는 측정 장치를 이용하여, 미세 입자 농도 저감 장치가 대상 영역에 공급하는 전류량이 획득될 수 있다. 다시 말해, 도 9에서 예시하는 것과 같은 테스트 장치를 이용하여, 다양한 장치 설계 또는 구동 조건이 달라짐에 따라 장치에 의해 대상 영역에 공급되는 전하량 또는 전류가 어떻게 변화하는지 관찰될 수 있다.
이하에서는, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예에 대하여, 도 9에서 예시하는 형태의 전류 측정 장치를 이용하여 측정된 전류 데이터와 함께 설명한다.
도 10은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
보다 구체적으로, 도 10은, 단일 화염 노즐을 사용하고, 유량이 70sccm 일 때, 화염 노즐에 직접 전압을 인가하는 경우의 전압의 변화에 따른 전류의 변화를 도시한 것이다. 다시 말해, 화염 노즐에 뷰테인(butane)을 공급하여 연소시킴과 동시에, 화염 노즐에 음의 전압을 인가하는 경우, 노즐에 인가되는 전압(x축)에 따라, 화염 노즐로부터 방출되는 전류(y축)을 나타낸 것이다.
도 10을 참조하면, 화염 노즐에 인가되는 전압을 증가시킴에 따라 화염 노즐로부터 방출되는 전류의 양 역시 증가하는 것을 알 수 있다.
한편, 도 10의 실험을 진행하면서, 화염 노즐을 통하여 전류가 발생될 수 있음에도 불구하고, 오존 등의 인체 유해한 부산물은 발생하지 아니하는 것이 확인되었다.
도 11은 본 명세서에서 설명하는 발명의 몇몇 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(401)는, 화염 노즐 외부에 위치되어 고전압이 인가되는 외부 전극(410)을 포함할 수 있다. 도 11의 (a)에서 예시하는 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(401)는, 화염 노즐에서 발생하는 양이온 및 음의 전하를 띠는 물질 중 일부를 고전압이 인가되는 외부 전극(410)을 이용하여 끌어들일 수 있다. 예컨대, 미세 입자 농도 저감 장치(401)는, 외부 전극(410)에 음의 고전압을 인가하여, 화염 노즐의 분출구에서 연소로 인해 발생하는 양이온이 외부 전극(410)쪽으로 이동하여 전하량을 잃도록 하고, 연소로 인해 발생하는 음전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급할 수 있다.
도 11의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(402)는, 화염 노즐에 직접 전압을 인가하는 직접 전극(430)을 포함할 수 있다. 도 11의 (b)에서 예시하는 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(402)는, 화염 노즐에서 연소로 인해 발생하는 양이온 및 음의 전하를 띠는 물질 중 일부를 끌어당기도록 고전압이 인가되는 직접 전극(430)을 포함할 수 있다. 예컨대, 미세 입자 농도 저감 장치(402)는 연소로 인해 발생하는 양이온의 대상 영역으로의 방출량을 줄이기 위하여 음의 고전압이 인가되는 직접 전극(430)을 포함할 수 있다. 직접 전극(430)은 화염 노즐 내부에 위치되는 전극 또는 화염 노즐과 직접 연결되는 전극을 의미할 수 있다.
도 12는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 12는 도 11에서 예시하는 실시예들에 각각에 있어서 전압에 따른 전류 변화를 도시한 것이다.
도 12를 참조하면, 도 11의 (a)에서 예시하는 것과 같이 외부 전극(structure biasing, (a))에 고전압이 인가되는 경우보다, 도 11의(b)에서 예시하는 것과 같이 직접 전극(source biasing, (b))에 고전압이 인가되는 경우에, 노즐로부터 방출되는 전류의 값이 큰 것을 알 수 있다.
또한, 도 12를 참조하면, 도 11의 (a)에서 예시하는 것과 같이 외부 전극(structure biasing, (a))에 고전압이 인가되는 경우보다, 도 11의(b)에서 예시하는 것과 같이 직접 전극(source biasing, (b))에 고전압이 인가되는 경우에, 전압 상승에 따른 전류의 상승폭이 큰 것을 알 수 있다.
2.2.2 단일 노즐을 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치
이하에서는, 하나의 화염 노즐을 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치를 기준으로 다양한 실시예 및 각 실시예에 대한 실험 결과에 대하여 설명한다.
도 13은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(500)를 설명하기 위한 도면이다. 특히, 도 13은 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 화염 노즐 주변 구조를 예시하기 위한 도면이다.
도 13의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(500)는, 노즐 하우징(590), 노즐 하우징(590) 내에 위치되는 전극(510), 전극을 지지하는 전극 지지 구조(530), 노즐로 공급되는 연료가 통관되는 연료 공급관(570), 연료 공급관(570)과 노즐 하우징(590)을 연결하는 연결부(553) 및 연결부(553)에 형성되고 연료가 노즐 하우징(590)내로 공급되도록 하는 연료 토출구(551)을 포함할 수 있다. 도 13의 (a)를 참조하면, 연료통에 저장된 연료가 연료 공급관(570)을 통하여 이동하여 연결부(553)의 토출구(551)을 통하여 하우징(590) 내부로 공급될 수 있다. 하우징(590) 내부로 공급된 연료가 연소되어 외부로 화염이 분출될 수 있다.
전극의 말단은 도 13의 (a) 에서 도시하는 바와 같이 매우 뾰족한 말단을 가지도록 마련될 수 있다. 이는 말단에서 전기장의 크기가 최대가 되도록 하여 화염 노즐로부터 대상 영역으로 방출되는 전류의 크기가 최대가 되도록 하기 위함이다.
연료 토출구(551)는 가스의 적절한 공급을 위한 직경을 가지도록 마련될 수 있다. 예컨대, 연료 토출구(551)의 지름은 0.01 에서 0.5mm로 마련될 수 있다.
도 13의 (b)는 화염 노즐의 핀 타입 전극을 지지하기 위한 전극 지지 구조(530)의 일 실시예를 도시한 것이다. 도 13의 (b)를 참조하면, 전극 지지 구조(530)는, 연료 또는 에어의 공급을 방해하지 않으면서 전극(510)을 노즐 하우징(590)의 중심에 고정하는 구조로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극 지지 구조(530)는 복수의 살(spoke)를 가지는 바퀴 형태로 마련될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전극 지지 구조(530)는 전극(510)을 중심으로 방사형으로 연장되는 지지살 및 노즐 하우징(590)에 접촉하여 지지되는 지지 프레임을 포함할 수 있다.
한편, 노즐 하우징(590), 연료 공급관(570), 연결부(553) 및 전극 지지 구조(530)은 절연체로 마련될 수 있다. 예컨대, 노즐 하우징(590), 연결부(553) 또는 전극 지지 구조(530)는 스테인리스 스틸 또는 구리 등의 금속으로 마련될 수 있다. 노즐 하우징(590), 연결부(553) 또는 전극 지지 구조(530)가 금속 재질로 마련되는 경우, 이들은 고전압을 인가하는 전원과 연결될 수 있다. 노즐 하우징(590), 연결부(553) 또는 전극 지지 구조(530)는 세라믹 등의 절연체로 마련될 수 도 있다. 노즐 하우징(590), 연결부(553) 또는 전극 지지 구조(530)가 금속 재질로 마련되는 경우, 이들은 고전압을 인가하는 전원과 연결될 수 있다. 연료 공급관(570)은 테프론 튜브 또는 스테인리스 관으로 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치는 질소산화물 배출을 억제하는 저녹스 구조를 가지는 노즐 어셈블리를 포함할 수도 있다. 미세 입자 농도 저감 장치는, 저녹스 방식으로 연료를 분사하는 연료 분사구를 가질 수 있다.
예를 들어, 미세 입자 농도 저감 장치는, 혼합이 보다 신속하게 이루어지도록 하여 질소산화물 생성을 억제하는 혼합 촉진형(Mixing Promoted Type) 노즐 어셈블리를 포함할 수 있다. 혼합 촉진형 노즐 어셈블리는 연료 및 에어가 방사상으로 분출 및 혼합되도록 환상의 분출구를 포함할 수 있다. 혼합 촉진형 노즐 어셈블리는 연료 및 에어가 혼합 분출되어 연소되는 영역으로 연장 배치되는 하나 이상의 전극을 포함할 수 있다. 또는, 혼합 촉진형 노즐 어셈블리는 연료 및 에어가 혼합 분출되어 연소되는 환상의 분출구 중심에 배치되는 전극을 포함할 수도 있다.
다른 예를 들어, 미세 입자 농도 저감 장치는 화염을 여러 개의 독립된 화염으로 분할함으로써 질소산화물의 생성을 억제하는 분할 화염형(Divided Flame Type)노즐 어셈블리를 포함할 수 있다. 분할 화염형 노즐 어셈블리는 연료 및 에어가 분할 분출되어 연소되도록 하는 복수의 분출구를 포함할 수 있다. 분할 화염형 노즐 어셈블리는 복수의 분출구에 대응되는 복수의 전극을 포함할 수 있다.
또 다른 예를 들어, 미세 입자 농도 저감 장치는 연소에 필요한 에어를 순차적으로 공급하여 질소산화물의 생성을 억제하는 단계적 연소형(Staged Combustion Type) 화염 노즐 어셈블리를 포함할 수 있다. 단계적 연소형 화염 노즐 어셈블리는 연료에 혼합되는 에어가 순차적으로 공급될 수 있도록, 복수의 에어 주입구가 형성된 노즐 하우징을 포함할 수 있다. 노즐 하우징은 연료의 유로를 따라 형성된 복수의 에어 주입구를 포함하고, 최종 에어 주입구로부터 주입되는 에어와 연료가 혼합되어 화염을 형성하는 영역까지 연장되는 전극을 포함할 수 있다.
도 14는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(600)를 설명하기 위한 도면이다. 도 14의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(600)는, 톱니 구조(610)를 더 포함할 수 있다. 톱니 구조(610)는 연료가 공급되는 유로에 위치되어, 연료가 에어(또는 산소)와 보다 원활하게 혼합되도록 하는 기체 흐름을 제공할 수 있다. 다시 말해, 톱니 구조(610)는, 빠른 속도로 분출되는 연료가 외기와 혼합되지 않고 분사되어 충분한 연소가 발생하지 않는 것을 방지하기 위하여, 연료가 에어(또는 산소)와 혼합되어 분출구로 이동하도록 하는 유동을 형성하는 장애물로서 기능할 수 있다.
한편, 톱니 구조(610)는 전술한 전극 지지 구조와 하나로 마련될 수 있다. 즉, 복수의 살(spoke)를 가지고, 전극을 지지함과 동시에 연료와 외기의 혼합을 돕는 구조가 제공될 수 있다.
도 15는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 15를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 외기(또는 산소)를 화염 노즐 내로 유입시킬 수 있다.
도 15의 (a)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(701)는, 외기가 유입되는 외기 유입구(711)를 포함할 수 있다. 다시 말해, 미세 입자 농도 저감 장치(701)는, 연료가 지나가는 통로와 연결되는 외기 유입구(711)가 형성된 노즐 하우징(791)을 포함할 수 있다. 노즐 하우징(791) 내로 연료가 흐름에 따라, 노즐 하우징(791) 내에 음압이 형성되어, 외기 유입구를 통하여 외기가 노즐 하우징(791) 내로 유입되고, 연료와 함께 혼합되어 연소에 이용될 수 있다.
한편, 외기 유입구(711)는, 전술한 톱니 구조보다 하부에 위치될 수 있다. 즉, 외기 유입구(711)를 통하여 유입된 외기와 연료가 톱니 구조에 의해 원활히 혼합되도록, 톱니 구조 아래에 외기 유입구(711)가 위치될 수 있다.
도 15의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(702)는 외기 또는 산소를 공급하는 펌프 및 펌프와 노즐 하우징(792)을 연결하는 에어 튜브를 포함할 수 있다. 에어 튜브는 전술한 톱니 구조보다 하부에 위치될 수 있다.
도 15의 (c)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(703)는, 외기와 연료가 혼합된 혼합 기체를 연소시킬 수 있다. 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(703)는 외기와 사전 혼합된 연료를 노즐 하우징(793)로 공급하여 연소시킬 수 있다. 도 15의 (c)를 참조하면, 에어가 공급되는 에어 튜브(713) 및 연료 튜브(773)은 합류 지점을 가질 수 있다. 또는, 에어 튜브(713)은, 에어와 연료가 사전 혼합되도록 연료가 저장되는 연료 저장부와 연결될 수도 있다.
도 16은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다.
도 16은 노즐에 인가되는 전압이 일정할 때, 노즐에 공급되는 연료의 유량에 따른 전류의 변화를 나타낸 것이다. 도 16의 측정에서, 전압은 노즐 몸체에 직접 인가되었으며, 노즐에 공급되는 에어는 외기로부터 음압에 의해 자연 흡기되었다.
도 16을 참조하면, 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 노즐로 공급되는 연료(뷰테인)의 유량이 20sccm에서 70sccm으로 증가됨에 따라, 노즐을 통하여 방출되는 전류는 약 16μA에서 약 26μA로 증가하는 것이 확인되었다. 즉, 노즐에 공급되는 연료의 유량이 클수록 노즐을 통하여 방출되는 전류가 커짐을 알 수 있다. 다만, 유량이 커질수록 유량 증가에 따른 전류 증가율은 감소하였다.
도 17은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 17은, 연료의 유량 별로 외기의 유량이 미치는 영향을 확인하기 위한 실험 결과를 도시한 것이다. 도 17은 노즐에 공급되는 연료(뷰테인)의 유량이 상이한 경우들에서, 외기의 양을 변화시켰을 때 전류의 변화를 관찰한 결과를 도시한 것이다.
도 17을 참조하면, 연료의 유량이 25sccm이고 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유입되는 외기의 양을 0.5sccm에서 1sccm까지 증가시킴에 따라 노즐을 통하여 방출되는 전류가 증가되는 것을 확인할 수 있다.
도 17을 참조하면, 연료의 유량이 31sccm이고 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유입되는 외기의 양을 0.5sccm에서 2sccm까지 증가시킨 결과, 외기가 1.5sccm이 될 때까지는 방출되는 전류의 양이 증가하나, 이후에는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 17을 참조하면, 연료의 유량이 37.5sccm이고 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유입되는 외기의 양을 0.5sccm에서 2.5sccm까지 증가시킨 결과, 외기가 1.5sccm이 될 때까지는 방출되는 전류의 양이 증가하나, 이후에는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 17을 참조하면, 연료의 유량이 50sccm이고 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유입되는 외기의 양을 0.5sccm에서 3sccm까지 증가시킨 결과, 외기가 1.5sccm이 될 때까지는 방출되는 전류의 양이 증가하나, 이후에는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 17을 참조하면, 연료의 유량이 62sccm이고 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유입되는 외기의 양을 0.5sccm에서 4sccm까지 증가시킨 결과, 외기가 2.5sccm이 될 때까지는 방출되는 전류의 양이 증가하나, 이후에는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
도 17을 참조하면, 연료의 유량이 75sccm이고 노즐에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유입되는 외기의 양을 1sccm에서 5sccm까지 증가시킨 결과, 외기가 3sccm이 될 때까지는 방출되는 전류의 양이 증가하나, 이후에는 감소하는 것을 확인할 수 있다.
상술한 도 17의 내용을 참조하면, 외기의 유입량이 증가하면 노즐을 통하여 방출되는 전류의 양도 증가하나, 유입되는 외기의 유량이 일정 수준에 도달하면, 오히려 방출되는 전류가 감소하는 것이 확인되었다. 또한, 전류가 최대가 되는 외기의 유량은, 연료의 유량에 따라 달라지는 것이 확인되었다. 특히, 연료의 유량이 커질수록, 방출되는 전류가 최대가 되는 외기의 유량 역시 증가하는 것으로 확인되었다.
도 18은 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 18을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 다양한 형태의 전극을 포함할 수 있다.
도 18의 (a)를 참조하면, 디플렉터(deflector) 형태의 전극(801)이 이용될 수 있다. 도 18의 (a)를 참조하면, 연료가 분출되는 노즐 하부에 위치된 판상의 디플렉터(801)에 음 또는 양의 고전압이 인가될 수 있다.
도 18의 (b)를 참조하면, 노즐 자체에 전압이 인가될 수 있다. 도 18의 (b)를 참조하면, 연료가 분출되는 노즐의 몸체(803)에 고전압이 인가될 수 있다.
도 18의 (c)를 참조하면, 메쉬(mesh)형태의 전극(805)이 이용될 수 있다. 도 18의 (d)를 참조하면, U자 전극(807)이 이용될 수 있다. 도 18의 (e)를 참조하면, 핀 형태의 전극(809)이 이용될 수 있다. 도 18의 (c), (d) 및 (e)를 참조하면, 전극은, 노즐의 연료 분출구 위로 돌출되도록 배치될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 전극은 교체될 수 있다. 일 예로, 본 명세서에서 설명하는 발명에 의하면, 연소 반응에 의한 부산물이 전극에 누적될 수 있다. 예컨대, 장치의 사용에 따라 전극에 음의 전압이 인가되어 양이온이 부착될 수 있다. 또는, 장치의 구동에 의해 생성된 산화물 내지 질화물이 전극에 누적될 수 있다. 장치에 오염원이 점차 누적되면, 부착물에 의해 전극의 기능이 약화될 수 있다. 따라서, 전극은 교체 가능한 형태로 마련될 수 있다.
도 19는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 19는 도 18에서 예시하는 각 형태의 전극에 따른 전류 방출량을 측정한 것을 도시한 것이다.
도 19를 참조하면, 각 형태의 전극에 20 kV의 전압이 인가되고, 연료의 유량이 72sccm이고 외기의 유량이 2.5slm일 때, 각각의 전극에 의하여 노즐로부터 방출되는 전류를 나타낸 것이다.
도 19를 참조하면, 디플렉터(a), 노즐 몸체(b), 메쉬 타입(c), U자 전극(d) 및 핀 전극(e) 순으로 방출되는 전류가 커지는 것을 알 수 있다. 도 19에서 나타내는 실험 결과를 보았을 때, 핀 타입 전극에 의한 전류 방출량이 가장 많고, 이는 핀 타입 전극에 의할 때 가장 전기장의 세기가 세게 형성될 수 있기 때문으로 생각될 수 있다. 따라서, 이하에서, 별다른 설명이 없는 한, 핀 타입 전극을 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치를 기준으로 설명한다.
도 20은 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 20의 (a)을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(901)는, 핀 타입의 전극(911)을 포함할 수 있다. 이때, 핀 타입의 전극은, 연료 분출구로부터 소정 높이(H)까지 돌출되도록 배치될 수 있다. 전극이 돌출된 높이(H)는 연료의 유량에 따라 결정될 수 있다. 다른 조건이 동일할 때, 전극이 돌출되는 높이(H)에 따라 장치(901)로부터 방출되는 전류의 양이 달라질 수 있다. 이때, 장치(901)에 의해 공급되는 전류의 양을 최대로 하는 전극의 돌출 높이(H)는 노즐로 공급되는 연료의 유량에 따라 달라질 수 있다. 이와 관련하여 도 21과 관련하여 보다 상세히 설명한다.
도 20의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(902)는 핀 타입의 전극(912)을 포함할 수 있다. 이때, 전극(912)은 연료 분출구의 중심으로부터 소정 거리(R) 이격된 위치에 배치될 수 있다.
도 21은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정을 설명하기 위한 도면이다. 도 21은 도 20의 (a)에서 도시하는 전극이 돌출된 높이(H)에 따른 전류 변화를 설명하기 위한 도면이다.
도 21을 참조하면, 전압에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 핀 높이가 0mm에서 20mm로 증가할 때, 일부 구간(0~15mm)에서는 핀의 돌출 높이에 따라 장치에서 방출되는 전류가 증가하나, 이후에는 오히려 감소되는 것을 확인할 수 있다. 이는, 화염으로 인해 이온이 생성되는 위치와 전극에 의해 강한 전기장이 형성되는 전극의 말단의 위치가 과도하게 멀어지는 경우 오히려 전극의 기능이 약화될 수 있는 것으로 해석될 수 있다.
도 21의 내용을 참고하면, 다른 조건이 동일할 때, 방출되는 전류 값을 최대로 하는 전극의 돌출 높이, 즉 최대 전류 높이가 존재할 수 있다. 이러한 최대 전류 높이는 노즐을 통하여 분출되는 연료의 유량에 따라 달라질 수 있다. 유량이 증가함에 따라 최대 전류 높이가 높아질 수 있다.
도 22는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 22를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(1200)는, 노즐 어셈블리를 지지하는 노즐 지지부(1230) 및 커버부(1250)를 포함할 수 있다.
커버부(1250)는 노즐 어셈블리가 위치되는 노즐 수납 영역(1253) 및 전원, 연료통, 프로세서 등이 수납되는 모듈 수납 영역(1255)를 포함할 수 있다. 커버부(1250)는 노즐 지지부(1230)에 의해 노즐 수납 영역 (1253) 및 모듈 수납 영역 (1255)로 구분될 수 있다. 모듈 수납 영역 (1255)에는 미세 입자 농도 저감 장치(1200)를 구동하는 노즐 외 나머지 모듈들이 수납될 수 있다. 커버부(1250)는 절연 소재로 마련될 수 있다.
노즐 수납 영역 (1253)에는 화염 노즐 어셈블리(1210)가 위치될 수 있다. 노즐 수납 영역 (1253)은, 화염 노즐 어셈블리(1210)에 의해 공급되는 전하가 외부의 대상 공간으로 방출될 수 있도록 하는 타공(1251)이 형성될 수 있다.
커버부(1250)는 화염 노즐 어셈블리(1210)의 상부에는 타공(1251)이 형성되지 않도록 마련될 수 있다. 이러한 형태는 본 명세서에 따른 미세 입자 저감 장치(1200)는 주로 실외에서 이용될 것임을 고려하여, 화염 노즐 어셈블리(1210)에 외부 영향이 가해지는 것을 최소화하기 위하여 채택될 수 있다.
커버부(1250)는 필요에 따라 개폐 정도가 조절될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 커버부(1250)는 수동으로 그 개폐 정도가 조절될 수 있도록 마련될 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 기상 상황, 연료의 분출량, 출력되는 전류값, 대상 영역의 미세 입자 농도, 대상 영역의 습도, 대상 영역의 종류(실내/외)를 고려하여, 커버부(1250)의 개방 정도를 조절할 수 있다. 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 커버부(1250)에 연결된 모터를 이용하여, 타공(1251)의 크기를 조절할 수 있다.
2.2.3 복수 노즐을 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치
도 23은 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 23을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(1000)는, 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070)를 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(1000)는, 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070)로 구성되는 노즐 어레이를 포함할 수 있다.
도 23을 참조하면, 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070) 각각에 고전압이 인가되는 전극(1090)이 위치될 수 있다. 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070) 각각에 위치되는 전극(1090)에는 동일한 전압이 인가될 수 있다. 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070) 각각에 위치되는 전극(1090)에는 상이한 전압이 인가되어 개별적으로 전압이 조절될 수 있다. 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070) 각각에 위치되는 전극(1090)은 각 노즐 어셈블리의 연료 분출구로부터 소정 간격 돌출되는 말단을 가질 수 있다. 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070)에 위치되는 전극에는 서로 다른 전압이 인가될 수도 있다.
복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070) 각각에 동일한 유량으로 연료 및/또는 외기가 제공될 수 있다. 복수의 노즐 어셈블리(1010,1030,1050,1070) 각각에 동시에 연료 및/또는 외기가 공급되고, 각 전극에 전압이 인가되고, 각 노즐로부터 동시에 전류가 방출될 수 있다.
도 24는 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 미세 입자 농도 저감 장치의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 24를 참조하면, 단일 노즐 어셈블리(1101)가 이용되는 제1 실시예(a), 제1 노즐 어셈블리(1102) 및 제2 노즐 어셈블리(1103)가 서로 제1 간격(R1)만큼 이격된 제2 실시예(b), 제1 노즐 어셈블리(1104) 및 제2 노즐 어셈블리(1105)가 서로 제2 간격(R2)만큼 이격된 제3 실시예(c), 제1 노즐 어셈블리(1106) 및 제2 노즐 어셈블리(1107)가 제3 간격(R3)만큼 이격되고, 제2 노즐 어셈블리(1107) 및 제3 노즐 어셈블리(1108)가 제4 간격(R4)만큼 이격된 제4 실시예(d)가 제공될 수 있다.
이하에서는, 도 24의 실시예들을 참조하여 도 25의 그래프를 설명한다.
도 25는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 따른 전류 측정 결과를 설명하기 위한 도면이다. 도 25는 도 24에서 도시하는 각 실시예들에 있어서, 핀 노즐에 인가되는 전압이 20kV이고 전체 노즐을 통하여 분출되는 유량이 x축 값일 때, 노즐 어셈블리가 도 24의 (a) 내지 (d)와 같이 배치된 각 경우에서 유량에 따른 전류를 나타낸 것이다. 도 24의 (b), (c) 및 (d)에서, x축의 유량은 복수의 노즐 어셈블리에 분배된다. 도 25의 그래프는, 도 24의 R1, R2, R3 및 R4 모두 3cm로 동일한 경우를 나타낸다. 도 25의 그래프는 에어가 자연 흡기에 의해 공급되는 경우를 도시한 것이다.
먼저, 도 25를 참조하면, 단일 노즐 어셈블리(1101)가 이용되는 제1 실시예(a)에서, 전극에 인가되는 전압이 20kV로 일정할 때, 유량이 증가됨에 따라 전류가 증가한다.
다음으로, 제1 노즐 어셈블리(1102) 및 제2 노즐 어셈블리(1103)가 서로 제1 간격(R1)만큼 이격된 제2 실시예(b)에서도, 유량이 증가됨에 따라 전류가 증가한다.
다음으로, 제1 노즐 어셈블리(1104) 및 제2 노즐 어셈블리(1105)가 서로 제2 간격(R2)만큼 이격된 제3 실시예(c)에서, 유량이 증가함에 따라 전류가 증가한다.
제1 노즐 어셈블리(1106) 및 제2 노즐 어셈블리(1107)가 제3 간격(R3)만큼 이격되고, 제2 노즐 어셈블리(1107) 및 제3 노즐 어셈블리(1108)가 제4 간격(R4)만큼 이격된 제4 실시예(d)에서, 유량이 증가함에 따라 전류가 증가한다.
한편, 도 25의 그래프로부터, 연료 유량이 작을 때는, 노즐 수가 적을 때 방출 전류가 더 높고, 연료의 유량이 높아질수록, 노즐 수가 많을 때 방출 전류가 더 높아지는 것을 확인할 수 있다. 이로부터, 유량에 따른 적절한 노즐 수가 결정될 수 있음이 유추될 수 있으며, 적절한 노즐의 수는 유량의 증가에 따라 늘어날 수 있을 것이다.
그러나, 연료의 유량이 충분히 커서 여러 개의 노즐 어셈블리를 사용할 실익이 있는 경우라고 하더라도, 노즐 어셈블리 간의 간격이 기준 이하로 좁아지면 오히려 방출 전류가 줄어들 수 있다. 이는, 각 노즐 어셈블리의 전극에 의해 형성되는 전기장이 다른 노즐 어셈블리에 영향을 미쳐, 전류 방출을 어렵게 하는 것으로 해석될 수 있다.
도 26은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에서 사용될 수 있는 노즐 하우징의 몇몇 실시예를 도시한 것이다. 도 26을 참조하면, 다양한 형태의 노즐 하우징, 예컨대, 노즐은 원통형의 외면 및 원통형의 내면을 가질 수 있다(a). 또는, 도 26의 (b)를 참조하면, 노즐은 원통형의 내면 및 테이퍼드 형태의 외면을 가질 수 있다. 도 26의 (c)를 참조하면, 노즐은 원뿔형의 외면 및 원뿔형의 내면을 가질 수 있다. 도 26의 (d)를 참조하면, 노즐은 선형의 노즐, 예컨대 슬릿 형태의 노즐을 가질 수 있다. 다만, 핀에 물질을 근접시켜 보다 많은 전류가 방출되도록 하되, 의도되지 아니한 방전을 방지하기 위하여, 원뿔대를 포함하거나(b) 원뿔대 형태의 노즐 하우징(c)이 주로 이용될 수 있다.
도 27은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 27을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 복수의 노즐 어셈블리(1311, 1313, 1315)를 수용하는 커버부(1350)를 더 포함할 수 있다.
도 27을 참조하면, 커버부(1350)는 복수의 노즐 어셈블리(1311, 1313, 1315)가 수용되는 노즐 수납 영역(1353) 및 그 외의 모듈들이 수납되는 모듈 수납 영역(1355)을 포함할 수 있다.
커버부(1350)에는 노즐 수납 영역(1353)에 위치된 복수의 노즐 어셈블리(1311, 1313, 1315)에 의해 방출되는 전류가 대상 영역으로 공급될 수 있도록 하는 복수의 타공(1351)이 형성될 수 있다.
도 27을 참조하면, 모듈 수납 영역(1355)은 노즐 수납 영역(1353)보다 하부에 위치될 수 있다. 모듈 수납 영역(1355)은 노즐 수납 영역(1353)보다 지면에 가깝게 위치될 수 있다. 다만, 이는 일 실시예일 뿐이며, 본 명세서에서 설명되는 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치는 도 27에서 도시하는 것과 상하 반전된 상태로 설치될 수 있다. 예컨대, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는 노즐 어셈블리는 장치의 하부에 배치되고, 모듈 수납 영역이 장치의 상부에 배치되도록 마련될 수도 있다. 노즐 어셈블리는 장치의 하부에 배치되고, 모듈 수납 영역이 장치의 상부에 배치될 때, 미세 입자 농도 저감 장치는 그 연료 분출구가 하방 또는 측방을 향하도록 구성될 수도 있다.
도 28은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 28을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 복수의 노즐이 배치된 노즐 어레이(1400)를 포함할 수 있다. 노즐 어레이(1400)는 일정 간격(D)으로 배열된 복수의 노즐 어셈블리를 포함할 수 있다.
노즐 어셈블리들 사이의 간격(D)은 노즐 어레이(1400)로부터 방출되는 전류가 최대가 되도록 결정될 수 있다. 간격(D)은 노즐 어레이(1400)로부터 방출되는 전류가 1mA를 만족하도록 결정될 수 있다. 예컨대, 연료가 높은 유량으로 공급되는 경우, 도 25의 내용을 참고하면 일정 수준 이하로 간격(D)이 좁아지면 방출 전류가 감소하므로, 간격(D)은 방출되는 전류가 최대가 되는 지점으로 결정될 수 있다. 또 예컨대, 도 25의 내용을 참고하면, 연료가 낮은 유량으로 공급되는 경우, 적은 노즐 수에서 전류가 보다 크게 방출되는 바, 노즐 어셈블리들 중 일부 어셈블리만을 활성화할 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 도 28에서 예시하는 복수의 노즐을 포함하는 노즐 어레이의 노즐 간격(D)은 조절 가능하게 마련될 수 있다. 예컨대, 미세 입자 농도 저감 장치는 모터를 구비하고, 모터를 통하여 노즐 어셈블리의 배치를 변경할 수 있다. 예컨대, 미세 입자 농도 저감 장치는 노즐 어셈블리의 각 열 또는 행에 연결된 복수의 모터를 구비하고, 모터를 통하여 노즐 어셈블리의 배치를 변경할 수 있다.
노즐 사이의 간격(D)은 도 25의 내용을 참고하여 조절될 수 있다. 노즐 사이의 간격(D)는 노즐 어레이로부터 방출되는 전류의 양, 대상 영역의 크기, 방출되는 연료의 양, 에어와 연료의 혼합비 또는 대상 영역의 미세 입자 농도 등을 고려하여 조정될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 도 28에서 예시하는 형태의 노즐 어레이(1400)을 이용하여 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 장치를 중심으로 반경이 30m인 대상 영역에 공간 전하를 형성하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치는, 복수의 노즐 어셈블리를 포함하고 1mA이상의 전류를 방출하는 노즐 어레이를 포함할 수 있다. 노즐 어레이에 포함되는 복수의 노즐 어셈블리에 위치되는 각 전극에는 40 내지 50kV의 전압이 인가될 수 있다. 노즐 어레이에는 유량 200 내지 500 sccm으로 연료가 공급될 수 있다. 바람직하게는, 노즐 어레이에는 유량 300 sccm으로 연료가 공급될 수 있다. 노즐 어셈블리들 사이의 간격(D)는 4 내지 6 cm, 바람직하게는 5cm 로 결정될 수 있다. 이때, 각 노즐 어셈블리로부터 방출되는 전류는 대략 100μA 이상일 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치는 10개 이상의 노즐 어셈블리를 포함하는 노즐 어레이(1400)를 이용하여 대상 영역의 미세 입자 농도가 저감되도록, 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다.
도 29는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다. 도 29를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치는, 복수의 노즐 어셈블리 그룹을 포함하는 노즐 어레이를 포함할 수 있다. 노즐 어셈블리 그룹에 포함되는 복수의 노즐 어셈블리들은 일체로서 제어될 수 있다. 개별 노즐 어셈블리 그룹은 독립적으로 제어될 수 있다.
도 29의 (a)를 참조하면, 선형으로 배열된 복수의 노즐 어셈블리를 포함하는 복수의 선형 노즐 그룹(LG1, LG2)을 포함하는 노즐 어레이(1501)가 제공될 수 있다. 노즐 어레이(1501)는 복수의 노즐 어셈블리를 포함하는 제1 선형 노즐 그룹(LG1) 및 제2 선형 노즐 그룹(LG2)을 포함할 수 있다.
제1 선형 노즐 그룹(LG1) 및 제2 선형 노즐 그룹(LG2)은 독립적으로 제어될 수 있다. 제1 선형 노즐 그룹(LG1)은 제1 선형 전극(LE1)에 연결될 수 있다. 제1 선형 전극(LE1)은 제1 선형 노즐 그룹(LG1)의 복수의 노즐 어셈블리 각각에 위치된 핀 전극에 연결될 수 있다. 제2 선형 노즐 그룹(LG2)은 제2 선형 전극(LE2)에 연결될 수 있다. 제2 선형 전극(LE2)은 제2 선형 노즐 그룹(LG2)의 복수의 노즐 어셈블리 각각에 위치된 핀 전극에 연결될 수 있다. 제1 선형 전극(LE1) 및 제2 선형 전극(LE2)에는 서로 다른 전압이 인가될 수 있다. 예컨대, 제1 선형 전극(LE1) 및 제2 선형 전극(LE2)에는 번갈아가며 고전압이 인가될 수 있다. 제1 선형 전극(LE1) 및 제2 선형 전극(LE2)에 인가되는 전압은, 노즐 간의 상호 전기적 영향을 고려하여 결정될 수 있다.
도 29의 (b)를 참조하면, 원형으로 배열된 복수의 노즐 어셈블리를 포함하는 복수의 원형 노즐 그룹(RG1, RG2)을 포함하는 노즐 어레이(1502)가 제공될 수 있다. 노즐 어레이(1502)는 복수의 노즐 어셈블리를 포함하는 제1 원형 노즐 그룹(RG1) 및 제2 원형 노즐 그룹(RG2)을 포함할 수 있다.
제1 원형 노즐 그룹(RG1) 및 제2 원형 노즐 그룹(RG2)은 독립적으로 제어될 수 있다. 제1 원형 노즐 그룹(RG1)은 제1 원형 전극(RE1)에 연결될 수 있다. 제1 원형 전극(RE1)은 제1 원형 노즐 그룹(RG1)의 복수의 노즐 어셈블리 각각에 위치된 핀 전극에 연결될 수 있다. 제2 원형 노즐 그룹(RG2)은 제2 원형 전극(RE 2)에 연결될 수 있다. 제2 원형 전극(RE2)은 제2 원형 노즐 그룹(RG2)의 복수의 노즐 어셈블리 각각에 위치된 핀 전극에 연결될 수 있다. 제1 원형 전극(RE1) 및 제2 원형 전극(RE2)에는 서로 다른 전압이 인가될 수 있다. 예컨대, 제1 원형 전극(RE1) 및 제2 원형 전극(RE2)에는 번갈아가며 고전압이 인가될 수 있다. 제1 원형 전극(RE1) 및 제2 원형 전극(RE2)에 인가되는 전압은, 노즐 간의 상호 전기적 영향을 고려하여 결정될 수 있다.
2.2.4 실시예
도 60을 참조하여, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치에 대하여 설명한다. 도 60을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치(2000)는 화염 노즐 어셈블리(2010), 연료 공급 모듈(2020), 전극(2030), 전원(2040) 및 컨트롤러(2050)를 포함할 수 있다.
화염 노즐 어셈블리(2010)는 전술한 노즐 하우징, 전극, 에어 유입구, 연료 분출구 등을 포함할 수 있다. 연료 공급 모듈(2020)은 유량계를 포함할 수 있다. 전극(2030)은 전원과 연결되어 연료의 연소롤 발생하는 양이온 또는 음이온에 전기력을 제공할 수 있다. 전원(2040)은 장치 및 장치의 구성에 전력을 제공할 수 있다. 컨트롤러(2050)는 장치 및 장치의 구성을 제어할 수 있다.
일 실시예에 따른 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치는, 일 단으로부터 유입되는 연료를 수용하는 노즐 하우징, 일 단과 대향하는 타 단 주변에 형성되고 연료가 분출되는 연료 분출구 및 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리, 화염 노즐 어셈블리로 연료를 공급하는 연료 공급 모듈, 화염 노즐 어셈블리의 노즐 하우징 내에 위치되는 전극, 미세 입자 농도 저감 장치에 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 화염 노즐 어셈블리를 통하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러를 포함할 수 있다. 노즐 하우징은 일 단이 타 단보다 넓게 형성될 수 있다.
화염 노즐 어셈블리는 연료의 연소 여부에 따라 연소 활성 상태 또는 연소 비활성 상태로 동작할 수 있다. 연소 활성 상태에서, 전극에 전압이 인가되면 화염 노즐 어셈블리로부터 전류가 출력될 수 있다. 화염 노즐 어셈블리는 전압 인가 여부에 따라 전하 공급 상태 또는 전하 비공급 상태로 동작할 수 있다. 화염 노즐 어셈블리가 전하 공급 상태일 때, 연료 분출구에 연료가 공급되고, 연료가 연소되고, 전극에 전압이 인가됨에 따라, 화염 노즐 어셈블리에 의해 대상 영역에 전하가 공급될 수 있다. 연료 분출구에 연료가 공급되지 않거나, 연료가 연소되지 않거나, 전극에 전압이 인가되지 않는 경우, 화염 노즐 어셈블리는 전하 비공급 상태일 수 있다.
전극은 연료의 연소에 의해 발생하는 화염과 적어도 일부 접하도록 배치될 수 있다. 전극은 연료 분출구 외측으로 적어도 일부 돌출될 수 있다. 전극은 연료 분출구 외부로 적어도 일부 돌출된 핀 형태로 마련될 수 있다. 전극이 돌출되는 높이는 연료 분출구로 제공되는 연료의 유량과 양의 상관관계를 가지도록 결정될 수 있다. 장치가 복수의 화염 노즐 어셈블리를 포함하는 경우, 각 노즐 하우징 내에 전극이 배치될 수 있다.
컨트롤러는, 연료 공급 모듈을 통하여 연료 분출구에 연료를 제공할 수 있다. 컨트롤러는, 대상 영역의 크기에 따라 결정된 유량으로 연료 분출구에 연료를 제공할 수 있다.
컨트롤러는 연료 분출구에, 연료와 함께 에어(외기 또는 산소)를 제공할 수 있다. 에어의 유량은 연료의 유량에 종속적으로 결정될 수 있다. 에어의 유량은 연료의 유량과 양의 상관관계를 가지도록 결정될 수 있다.
컨트롤러는, 화염 노즐 어셈블리가, 연료가 연소되는 연소 활성 상태에서 전극에 음의 고전압을 인가하여 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 감소시킬 수 있다.
컨트롤러는, 화염 노즐 어셈블리의 동작 상태를 제어할 수 있다.
컨트롤러는, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 전극에 음의 고전압을 인가하여, 연료의 연소로 발생하는 양이온의 방출을 억제하고, 연료의 연소로 발생하는 음의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급할 수 있다.
컨트롤러는, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 전극에 음의 고전압을 인가하여 음의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다.
컨트롤러는 음의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역의 미세 입자를 대전시키고, 공간 전하를 통하여 대상 영역의 미세 입자에 미세 입자 농도 저감 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치는 복수의 화염 노즐 어셈블리를 포함할 수 있다. 복수의 화염 노즐 어셈블리는 서로 소정 간격 이격된 격자 형태로 배열될 수 있다.
복수의 화염 노즐 어셈블리는 제1 화염 노즐 어셈블리 및 제2 화염 노즐 어셈블리를 포함하고, 제1 화염 어셈블리는 제1 전극을 포함하고, 제2 화염 어셈블리는 제2 전극을 포함할 수 있다.
컨트롤러는, 제1 화염 노즐 어셈블리 및 제2 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 제1 전극 및 제2 전극에 동일한 전압을 인가할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치는 연료 분출구 주변에 위치되는 점화 전극을 포함하는 점화 모듈을 더 포함할 수 있다.
컨트롤러는, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태가 되도록, 점화 전극에 고전압 펄스를 인가할 수 있다.
컨트롤러는, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태가 되도록, 전극에 고전압 펄스를 인가하여 연료에 점화할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치는 에어 유입구로 외기를 공급하는 에어 펌프를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러는 연료 공급 모듈을 통하여 연료를 화염 노즐 어셈블리에 제1 유량으로 공급하고, 에어 펌프를 이용하여 외기를 에어 유입구에 제2 유량으로 공급할 수 있다. 제2 유량은 제1 유량과 양의 상관관계를 가지도록 결정될 수 있다.
2.3 장치의 동작
본 명세서에서 설명하는 발명에 의하면, 장치를 이용한 미세 입자 농도 저감 방법 또는 미세 입자의 농도를 저감하기 위한 장치의 제어 방법 등이 제공된다. 이하에서는, 전술한 미세 입자 농도 저감 장치에 대한 설명을 참조하여, 장치의 제어 방법, 미세 입자 농도의 저감 방법, 미세 입자 농도의 저감을 위해 장치를 효과적으로 운영하는 방법 등에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
한편, 이하의 실시 예들과 관련하여 예시되는 순서도에서, 표시된 각 단계의 순서가 절대적인 것은 아니며, 실시 태양에 따라 각 단계의 위치는 변경될 수 있다.
2.3.1 일반 : 미세 입자 농도 저감 방법
장치(100)는 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 수행할 수 있다. 장치 또는 장치의 제어부는 각 부를 이용하여 대상 영역에 대한 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 수행할 수 있다.
도 30 내지 31은 본 명세서에서 설명하는 화염 노즐을 이용하여 전류를 방출하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 명세서에서 설명하는 화염 노즐을 통하여 연료를 연소시키는 상태를 도시한 것이다. 도 30을 참조하면, 화염 노즐 어셈블리(1600)의 연료 분출구로 탄화수소화합물을 포함하는 연료(예컨대, 뷰테인)가 공급되어 연소될 수 있다. 도 30을 참조하면, 연료의 연소 과정에서 양이온(CA)(또는 양전하를 띠는 물질) 및 음이온(AN)(또는 음전하를 띠는 물질)이 생성될 수 있다. 생성된 양이온(CA) 또는 음이온(AN)은 외부로 방출될 수 있다.
도 31은 도 30에서 도시하는 연소 상태에서, 연료 분출구 밖으로 돌출된 핀 타입 전극에 음의 고전압을 인가한 상태를 설명하기 위한 도면이다. 도 31을 참조하면, 연소가 진행되고 있는 화염 주변에 위치되는 전극에 음의 고전압을 인가함에 따라, 연소로 인하여 생성되는 양이온(CA)이 전극에 부착되어 전류가 흐를 수 있다. 이에 따라, 연소로 인하여 생성되는 음이온(AN)(또는 음의 전하를 띠는 물질)이 화염 노즐에 의해 공급될 수 있다. 따라서, 대상 영역에 음의 전하량이 공급될 수 있다.
도 32 내지 35는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치(1700)을 이용하여 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도를 저감하는 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 32를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 도 30 및 31과 관련하여 전술한 것과 같이 연료의 연소를 통하여 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급할 수 있다.
도 33을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 연료의 연소를 통하여 대상 영역(TR)에 일정 시간 이상 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 공간 전하(SC)를 형성할 수 있다. 공간 전하(SC)는 미세 입자 농도 저감 장치(1700)주변에서 높은 전하 밀도를 가지고, 장치(1700)에서 멀어질수록 전하 밀도가 낮아지도록 형성될 수 있다.
도 34를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 연료의 연소를 통하여 대상 영역(TR)에 일정 시간 이상 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 공간 전하(SC)를 유지할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 연료의 연소를 통하여 대상 영역(TR)에 일정 시간 이상 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)를 대전할 수 있다.
도 35를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 연료의 연소를 통하여 대상 영역(TR)에 일정 시간 이상 음전하를 띠는 물질(NS)을 공급하여 공간 전하(SC)를 유지하여, 대전된 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)에 전기력을 제공할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질을 지속적으로 공급하여, 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)에 장치(1700)로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치(1700)는 대상 영역(TR)에 음전하를 띠는 물질을 지속적으로 공급하여, 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도를 저감할 수 있다.
도 36은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 36을 참조하면, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 연료를 공급하는 단계(S101) 및 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)를 포함할 수 있다.
공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 도 6 내지 29와 관련하여 설명한 미세 입자 농도 저감 장치에 의해 수행될 수 있다.
노즐에 연료를 공급하는 단계(S101)는 탄화수소화합물을 포함하는 연료를 화염 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 연료를 공급하는 단계(S101)는, 제어부가 연료 공급부를 통하여 미리 정해진 유량으로 저수부에 저장된 연료를 화염 노즐부에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 연료를 공급하는 단계(S101)는, 제어부가 연료 공급부를 통하여 단위 시간 당 정해진 부피의 연료가 노즐로부터 방출되도록, 연료 저장부에 저장된 연료를 화염 노즐부에 제공하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 노즐에 연료를 공급하는 단계(S101)는, 제어 모듈이 연료 저장부와 화염 노즐부 사이에 위치된 밸브의 개방 정도를 조절하여, 연료 저장부에 저장된 연료를 노즐 어레이로 공급하는 것을 포함할 수 있다.
다른 예로, 노즐에 연료를 공급하는 단계(S101)는, 제어 모듈이 펌프를 통하여 미리 정해진 유량으로 연료 저장부에 저장된 연료를 노즐 어레이로 공급하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는 노즐에 미리 정해진 값 이상의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 화염 노즐로부터 대상 영역으로 충분한 전류가 방출되도록 하는 전압을 화염 노즐에인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는 노즐에 미리 정해진 값 이하의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는, 제어부가 전원부를 이용하여 노즐로부터의 방전(예컨대, 코로나 방전 등의 직접 방전)이 발생하지 않는 범위의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는 노즐에 위치된 전극에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 노즐에서 전하를 띠는 물질이 방출되도록 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 방출하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하기 위하여, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 노즐에서 음전하를 띠는 물질이 방출되어 공기 중의 미세 입자로 음전하를 적어도 일부 전달하도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 공기 중의 미세 입자가 대전된 물질로부터 음전하를 적어도 일부 획득하여 대전되도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 대전된 미세 입자가 장치로부터 방출된 음전하에 의해 형성된 전기장에 의해 밀려나도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
장치는 에어 분출구를 더 포함할 수 있다. 공기 중의 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 에어 분출구를 통하여 연료의 연소에 이용되는 에어(또는 산소)를 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다. 에어를 공급하는 단계는, 제어부가 에어 분출구로 외기를 공급하는 펌프를 이용하여, 연료가 위치되는 영역으로 에어를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 에어를 공급하는 단계는, 외기와 연결되는 에어 분출구를 통하여, 연료가 위치되는 영역으로 외기를 유입시키는 것을 포함할 수 있다. 에어를 공급하는 단계는, 제어부가 에어 분출구를 통하여, 분출된 연료가 연소될 수 있도록, 연료가 이동하는 경로 상으로 에어를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
도 37은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 37을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 전하를 띠는 물질을 출력하는 단계(S201), 공간 전하를 형성하는 단계(S203) 및 공기 중의 미세 입자를 대전하는 단계(S205)를 포함할 수 있다. 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
전하를 띠는 물질을 출력하는 단계(S201)는 제어부가 연료 공급부를 통하여 연료 저장부에 저장된 연료를 연소부에 제공하고, 전원부를 통하여 연소부에 위치된 전극에 고전압을 인가하여 전하를 띠는 물질을 출력하는 것을 포함할 수 있다. 전하를 띠는 물질을 출력하는 단계(S201)는 제어부가, 연료 저장부에 저장된 연료가 일정한 유량으로 연소부에 제공되도록 연료를 연소부에 공급하는 것을 포함할 수 있다. 이때, 연소부에 연료와 함께 외기(또는 산소)가 함께 제공될 수 있다.
전하를 띠는 물질을 출력하는 단계(S201)는 제어부가, 노즐로부터 미리 정해진 양의 전류(시간당 전하량)가 방출되도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 전하를 띠는 물질을 출력하는 단계(S201)는 제어부가 노즐에 위치된 전극에 음의 고전압을 인가하여, 노즐을 통하여 음의 전하를 띠는 물질을 출력하는 것을 포함할 수 있다.
예를 들어, 제어부는, 노즐 또는 노즐 어레이를 통하여 0.1mA 이상의 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 노즐 또는 노즐 어레이를 통하여 초당 4.16*10^18 개 이상의 전하가 방출되도록(즉, 0.67mA 이상의 전류가 출력되도록) 노즐 또는 노즐 어레이에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
공간 전하를 형성하는 단계(S203)는 제어부가 연소부를 통하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 공간 전하를 형성하는 단계(S203)는 제어부가 음전하를 띠는 물질을 일정 시간 이상 지속적으로 방출하여, 대상 영역 내에 음의 공간 전하 분포를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
공기 중의 미세 입자를 대전하는 단계(S205)는 제어부가 연소부를 통하여 전하를 띠는 물질을 방출하여 대상 영역 내의 미세 입자를 적어도 일부 대전하는 것을 포함할 수 있다. 공기 중의 미세 입자를 대전하는 단계(S205)는 제어부가 음전하를 띠는 물질을 일정 시간 이상 지속하여 방출하여 대상 영역 내의 공기 중에 부유하는 미세 입자를 적어도 일부 음전하로 대전하는 것을 포함할 수 있다. 일 예로, 대상 영역에서 미세 입자(예컨대, PM2.5 이하의 초미세먼지)의 농도가 35μg/m3 인 경우, 장치는 1시간 이상 전하를 띠는 물질을 출력할 수 있다.
도 37에서 도시하지는 아니하였으나, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 대상 영역의 미세 입자의 농도를 저감하는 단계 및/또는 대상 영역의 미세 입자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 대상 영역에 형성된 공간 전하를 유지하여, 공간 전하를 통하여 대전된 미세 입자에 대상 영역 외부를 향하는 전기력을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 미세 입자에 대상 영역 외부를 향하는 전기력을 제공하여, 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감(또는 미세 입자를 제거)할 수 있다.
미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 장치가 공간 전하를 유지하여 대상 영역의 대전된 미세 입자에 전기력을 제공하고, 미세 입자를 장치에 의한 전기력에 적어도 일부 기초하여 지면 또는 구조물을 향하여 이동시켜 지면 또는 구조물에 부착되도록 하여 대상 영역의 미세 입자를 적어도 일부 제거하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 대상 영역의 특성을 고려하여 노즐에 전원을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 제어부는, 대상 영역의 크기, 반경(예컨대, 장치를 중심으로 반구형의 형태를 가지는 대상 영역의 반경), 너비 또는 높이를 고려하여 연소부에서 출력되는 전류값을 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제어부는 대상 영역이 제1 반경을 가지는 경우, 전원부를 통하여 화염 노즐에서 출력되는 전류값이 제1 전류값이 되도록 제어하고, 대상 영역이 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 경우, 전원부를 통하여 화염 노즐에서 출력되는 전류값이 제2 전류값이 되도록 제어할 수 있다.
연소부에서 출력되는 전류의 값은, 연소부로 공급되는 연료의 유량, 외기의 유량, 연소부에 위치되는 전극에 가해지는 전압값 등에 의하여 조절될 수 있다.
도 38은 미세 입자 농도 저감 방법의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 38에서 예시하는 미세 입자 농도 저감 방법은 본 명세서에서 전술한 장치에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미리 정해진 대상 영역의 미세 입자의 농도를 저감하는 방법이 제공될 수 있다. 도 38의 (a)를 참조하면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 연료를 공급하는 단계(S301) 및 노즐에 대상 영역의 특성을 고려하여 결정된 전압을 인가하는 단계(S303)를 포함할 수 있다. 노즐에 연료를 공급하는 단계(S301)은 도 37과 관련하여 전술한 것과 유사하게 수행될 수 있다.
노즐에 대상 영역의 특성을 고려하여 결정된 전압을 인가하는 단계(S303)는 대상 영역의 크기를 고려하여 노즐에 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 가해지는 전압은 장치의 위치를 중심으로 정해지는 대상 영역의 반경에 기초하여 정해질 수 있다. 노즐에 가해지는 전압은 장치의 대상 영역의 반경 및 미세 입자를 기준 농도까지 감소시키는데 소요되는 시간에 기초하여 정해질 수 있다. 노즐에 가해지는 전압은 장치의 대상 영역의 반경 및/또는 대상 영역의 반경 및 미세 입자를 기준 농도까지 감소시키는데 소요되는 시간에 기초하여 정해지는 기준 전류에 따라 정해질 수 있다.
예컨대, 대상 영역의 반경(또는 유효 반경) R은 출력되는 전력과 양의 상관관계를 가질 수 있다. 대상 영역의 반경 R은 출력되는 전력의 로그 값에 비례하여 결정될 수 있다. (노즐을 통하여 출력되는 전류 또는 노즐에 인가되는 전압은 출력되는 전력에 따라 결정될 수 있다. 출력되는 전력은 노즐에 인가되는 전압 및 노즐을 통하여 출력되는 전류의 곱으로 나타내어질 수 있다.) 대상 영역의 반경 R은 장치가 동작되는 시간 T와 양의 상관관계를 가질 수 있다. 다시 말해,
구체적인 예로, 대상 영역의 반경 R이 50m인 경우, 장치의 출력에 따라 장치의 동작 시간이 결정될 수 있다. 예컨대, 대상 영역의 반경 R이 50m이고, 장치의 출력이 300W인 경우, 장치로부터 반경 50m인 지점에서의 미세 입자의 농도가 50% 감소될 때까지의 소요 시간(즉, 장치의 동작 시간)은 2시간 30분으로 결정될 수 있다. 또는, 대상 영역의 반경 R이 50m이고, 장치의 출력이 1kW인 경우, 장치로부터 반경 50m인 지점에서의 미세입자의 농도가 50% 감소될 때까지의 소요 시간은 1시간 30분으로 결정될 수 있다. 대상 영역의 반경 R이 50m이고, 장치의 출력이 10kW인 경우, 장치로부터 반경 50m인 지점에서의 미세입자의 농도가 50% 감소될 때까지의 소요 시간은 1시간 미만, 예컨대 50분으로 결정될 수 있다.
다른 구체적인 예로, 장치의 동작 시간이 2시간 인 경우에, 장치의 출력에 따라 장치의 유효 반경 R이 결정될 수 있다. 예컨대, 장치의 동작 시간이 2시간이고, 장치의 출력이 300W인 경우, 미세 입자의 농도를 감소시키고자 하는 대상 영역의 반경(또는 장치로부터 미세 입자의 농도가 50% 감소되는 지점까지의 거리) R은 50m 이하, 예컨대, 약 45m로 결정될 수 있다. 장치의 동작 시간이 2시간이고, 장치의 출력이 1kW인 경우, 미세 입자의 농도를 감소시키고자 하는 대상 영역의 반경 R은 50m 이상, 예컨대, 약 52m로 결정될 수 있다. 장치의 동작 시간이 2시간이고, 장치의 출력이 10kW인 경우, 미세 입자의 농도를 감소시키고자 하는 대상 영역의 반경 R은 60m 이상, 예컨대, 약 65m로 결정될 수 있다.
대상 영역이 장치로부터 반경 R인 영역으로 미리 정해진 경우, 노즐에 가해지는 전압은 반경에 따라 결정된 값일 수 있다. 대상 영역의 반경이 달라지면, 노즐에 가해지는 전압이 달라질 수 있다. 일 예로, 제1 반경을 가지는 제1 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위해 노즐에 인가되는 제1 전압은 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 제2 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위한 제2 전압보다 작을 수 있다
도 38의 (b) 는 다른 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 38의 (b)를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 연료를 공급하는 단계(S401) 및 노즐을 통하여 대상 영역의 특성을 고려하여 정해진 전류를 출력하는 단계(S403)를 포함할 수 있다.
미리 정해진 대상 영역의 특성을 고려하여 노즐을 통하여 전류를 출력하는 단계(S403)는, 제어부가, 미리 설정된 대상 영역의 반경 R에 기초하여 결정된 노즐 전류(노즐로부터 시간당 방출되는 전하량)를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 노즐 전류는, 장치의 노즐(또는 노즐 어레이)를 통하여 기준 시간 내에 반경 R을 가지는 대상 영역 내의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 하기 위하여 기준 시간 동안 장치에서 출력되어야 하는 전류 값으로 결정될 수 있다.
노즐 전류는, 장치가 대상 영역 내의 미세 입자의 농도를 기준 시간 동안 기준 비율 감소시키기 위하여 지속적으로 일정한 전류를 출력하는 경우에, 대상 영역의 반경에 따라 달리 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 반경을 가지는 제1 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위한 제1 전류는 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 제2 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위한 제2 전류보다 작을 수 있다.
기준 전류는 기준 시간 동안 노즐에서 출력되는 평균 전류일 수 있다. 다시 말해, 장치는 반드시 일정한 전류 값을 지속적으로 출력하여야 하는 것은 아니며, 평균 전류 값을 기준 전류 범위 내로 유지하면서, 변동하는 전류를 출력할 수 있다.
다시 말해, 노즐에 인가되는 전압 V 또는 노즐을 통하여 출력되는 전류 I는, (장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우) 노즐의 수, 대상 영역의 반경 R(또는 이에 준하는 크기 내지 부피 파라미터), 미세 먼지 농도의 목표 감소 비율 및/또는 기준 시간 T 를 고려하여 결정될 수 있다.
대상 영역의 특성을 고려하여 노즐에 전압을 인가하는 단계(S303) 또는 대상 영역의 특성을 고려하여 전류를 출력하는 단계(S403)는, 대상 영역의 미세 입자의 농도, 대상 영역의 온도, 대상 영역의 습도 등을 고려하여 노즐에 전압을 인가하거나 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
예컨대, 제어부는 대상 영역의 미세 입자의 농도에 비례하여 결정된 전압을 노즐에 인가하거나 또는 대상 영역의 미세 입자의 농도에 양의 상관관계를 가지고 결정된 전류를 노즐을 통하여 출력할 수 있다. 또 예컨대, 제어부는 대상 영역의 습도에 비례하여 결정된 전압을 노즐에 인가하거나 또는 대상 영역의 습도에 비례하여 결정된 전류를 노즐을 통하여 출력할 수 있다.
도 39는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 도 39에서 설명하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 39를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 연료를 공급하는 단계(S501), 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S503) 및 대상 영역에 미세 입자 농도를 기준 비율 이하로 감소시키는 단계(S505)를 포함할 수 있다. 노즐에 연료를 공급하는 단계(S501) 및 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S503)는 전술한 실시예들에서와 유사하게 구현될 수 있다.
미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는, 제어부가 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도에서, 제1 농도 보다 기준 비율 감소된 제2 농도로 감소되도록, 전하를 띠는 물질을 지속 또는 연속적으로 방출하는 것을 포함할 수 있다. 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는, 제어부가 대상 영역의 미세 입자 농도가 초기 농도에 비하여 기준 비율 감소된 기준 농도로 감소되도록, 전하를 띠는 물질을 지속 또는 연속적으로 방출하는 것을 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는 제어부가 대상 영역의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 노즐에 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 인가되는 전압은, 장치를 구동한 시점으로부터 미리 정해진 기준 시간이 경과하면 대상 영역의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 정해질 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는 제어부가 센서부를 이용하여, 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하고, 대상 영역의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소하지 않은 경우, 노즐에 인가된 고전압을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도는 대상 영역에서의 평균 미세 입자 농도를 의미할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도는 대상 영역 내의 특정 지점에 샘플링된 미세 입자 농도를 의미할 수 있다.
도 40은, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 도 40을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601) 및 대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)를 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601)는 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601)는 미세 입자 농도가 제1 농도 이상인지 판단하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601)는 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하고, 미세 입자 농도가 제1 농도 이상인 때 장치의 미세 입자 관리 동작을 개시하는 것을 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)는 장치의 동작을 유지하면서 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)는 미세 입자 농도가 제2 농도 이하인지 판단하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)는 미세 입자 농도가 제2 농도 이하인 때 장치의 미세 입자 관리 동작을 중단하는 것을 포함할 수 있다. 제2 농도는 제1 농도에 비해 미리 정해진 비율 또는 값만큼 감소된 값일 수 있다.
도 40에서는 도시하지 아니하였으나, 도 40에서 예시하는 미세 입자의 농도 저감 방법은, 미세 입자의 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단한 이후에, 미세 입자의 농도가 제1 농도일 때 다시 장치를 구동하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 41은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 도 41을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 연료를 공급하는 단계(S701) 및 노즐을 통하여 미리 정해진 범위 내의 전류를 출력하는 단계(S703)를 포함할 수 있다.
도 41에서 예시하는 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
노즐을 통하여 미리 정해진 범위 내의 전류를 출력하는 단계(S703)는, 제어부가 연소부를 통하여, 대상 영역으로 기준 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 기준 전류는 기준 범위 내의 값을 가질 수 있다. 기준 범위는, 대상 영역의 크기, 전류를 출력하는 시간 등을 고려하여 결정될 수 있다. 장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우, 개별 노즐에 인가되는 전류는 노즐 어레이에 포함되는 노즐의 수를 고려하여 결정될 수 있다.
예컨대, 미리 정해진 전류의 범위는, 수십 μA에서 수백 mA 사이일 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 전류의 범위는, 100μA에서 10mA 범위일 수 있다. 미리 정해진 전류의 범위는, 500μA에서 2mA 범위일 수 있다 장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우, 제어부는 화염 노즐 어레이에 의해 전하를 띠는 물질을 통하여 출력되는 전류가 미리 정해진 범위 이내이도록 전원을 제어할 수 있다.
구체적인 예로, 장치가 단일 노즐을 포함하는 경우, 미리 정해진 전류의 범위는 1 uA ~ 1 mA 내로 결정될 수 있다. 또는, 장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우, 미리 정해진 전류의 범위는 10 uA ~ 10 mA 내로 결정될 수 있다.
2.3.2 장치 관리 동작
일 실시예에 따르면, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 수행하는 장치를 관리하는 방법이 제공될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 장치는, 장치의 상태 또는 장치의 미세 입자 농도 저감 동작을 관리하기 위한 방법을 수행할 수 있다. 이하에서 설명하는 장치의 관리 방법 등은, 본 명세서에서 전술한 장치에 의해 수행될 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 전하를 띠는 물질을 방출하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 미세 입자 저감 모드 및 노즐을 세정하는 노즐 세정 모드를 가지는 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치는 미세 입자 저감 모드에서는 대상 영역에 전기장을 형성하기 위하여 전하를 띠는 물질을 낮은 유량으로 출력하고, 노즐 세정 모드에서는 미세 입자 저감 모드에 비하여 큰 유량으로 연료 또는 기체를 출력하여 노즐 내면을 세정할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 장치는, 노즐에 위치되는 전극에 고전압을 인가함으로써 노즐에서 전하를 띠는 물질을 방출할 수 있다. 이때, 전극에 인가되는 고전압으로 인하여, 장치를 구동함에 따라 일부 성분이 전극 외부에 부착될 수 있다. 예컨대, 전극에 - 전압이 인가되는 경우, + 이온 성분이 전극의 표면 또는 노즐 내부의 표면에 부착될 수 있다. 이러한 물질을 제거하기 위하여 전극 또는 노즐을 교체하는 방법이 이용될 수 있지만, 교체 주기를 연장하기 위한 추가적인 노즐 세정 방안이 함께 이용될 수 있다.
도 42는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 42를 참조하면, 장치를 관리하는 방법은, 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계(S801), 노즐에 제1 유량으로 연료를 공급하는 단계(S803), 및 노즐에 제1 유량과 다른 제2 유량으로 공급하는 단계(S805)를 포함할 수 있다.
노즐에 제1 전압을 인가하는 단계(S801)는, 제어부가 전원을 통하여 미세 입자 저감 모드에 따른 제1 전압을 노즐에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계(S801)는, 제어부가 노즐로부터 전하를 띠는 물질이 방출되기에 충분한 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 전압은, 노즐의 토출구에서 전기 분무가 일어나도록 하기 위한 전압일 수 있다. 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계는, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법과 관련하여 예시된 노즐에 전압을 인가하는 단계의 실시 예들과 유사하게 구현될 수 있다.
노즐에 제1 유량으로 연료를 공급하는 단계(S803)는 제어부가 전원을 통하여 미세 입자 저감 모드에 따른 제1 유량으로 노즐에 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 노즐에 제1 유량으로 연료를 공급하는 단계는 제어부가 연료 공급부(예컨대, Mass flow controller)를 통하여, 20sccm 내지 3000sccm의의 유량으로 노즐에 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 제1 유량과 다른 제2 유량으로 연료를 공급하는 단계(S803)는, 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 노즐 세정 모드에 따른 제2 유량으로 노즐에 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제1 유량과 다른제2 유량으로 연료를 공급하는 단계는, 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 노즐에 침전 또는 부착된 이물질을 제거하기 위한 제2 유량으로 노즐에 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 유량으로 연료를 공급하는 단계는, 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 시간당 수백 sccm 이상의 유량으로 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
제2 유량으로 연료를 공급하는 단계(S805)는, 노즐에 제1 유량으로 연료를 공급하는 단계(S803)에서보다 많은 양의 외기를 공급하는 것을 더 포함할 수 있다. 제2 유량으로 연료를 공급하는 단계(S805)는, 노즐에 연료를 공급하지 아니하고 외기를 수백 sccm 이상으로 공급하는 것을 포함할 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 장치를 관리하는 방법은, 노즐에 전압 인가를 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제2 유량으로 연료를 공급하는 단계(S805)는 전극에 제1 유량으로 연료를 공급하는 단계(S803)에서보다 낮은 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 유량과 다른 제2 유량으로 연료를 공급하는 단계(S805)는, 제어부가 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가한 상태에서, 노즐에 제1 유량보다 큰 제2 유량으로 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 제2 유량으로 연료를 공급하는 단계(S805)에서, 장치는 전극에 전압을 인가하지 않을 수 있다.
노즐 세정 모드는, 사용자 입력에 의해 개시될 수 있다. 노즐 세정 모드는, 장치로부터 출력되는 전류 값이 소정 값 이하이거나, 장치로부터 단위 시간당 방출되는 연료의 양이 소정 양 이하인 경우에 개시될 수 있다.
장치는 미세 입자 저감 모드에서는 대상 영역에 전기장을 형성하기 위하여 제1 유량으로 노즐에 공급되는 연료의 연소를 통하여 전하를 띠는 물질을 출력할 수 있다.
장치는 노즐 세정 모드에서, 미세 입자 저감 모드에 비하여 많은 유량으로 연료를 출력하되, 전극에 전압을 인가하지 아니할 수 있다.
또는, 장치는 노즐 세정 모드에서 미세 입자 저감 모드에 비하여 적은 유량으로 연료를 출력하되, 보다 많은 유량으로 외기(또는 에어)를 출력하여, 노즐 내부를 세정할 수 있다.
한편, 장치는, 대상 영역에 전기장 또는 공간 전하의 형성을 유지하면서 노즐을 관리할 수 있다. 다시 말해, 장치는 노즐 세정 모드로 동작하는 경우에도, 노즐을 통하여 충분한 전류가 출력되도록 노즐에 전압을 인가할 수 있다. 노즐의 관리 방법은, 장치로부터 출력되는 전류(또는 시간당 출력되는 전하량)을 유지하면서, 노즐로 공급되는 연료의 유량을 감소시키고 노즐로 공급되는 외기의 양을 늘림으로써, 장치의 미세 입자 저감 기능을 수행하면서 노즐을 관리하는 것을 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 장치는 연료가 분출되는 노즐 내면을 세정하는 노즐 세정 모드를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 설명하는 장치는 기체를 출력하는 에어 펌프를 포함할 수 있다. 에어 펌프는, 경우에 따라 기체가 출력되는 에어 노즐 또는 연료를 방출하는 노즐에 연결될 수 있다. 장치는 연료가 지나가는 노즐 내면을 세정하기 위하여 에어 펌프를 통하여 연료를 방출하는 노즐에 기체를 제공할 수 있다.
위에서는, 유속을 증가시켜 노즐의 이물질 등을 제거하는 방법 및 에어를 이용하여 노즐을 세정하는 방법에 대하여 설명하였으나, 본 명세서에서 설명하는 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 노즐 세정 모드에서, 제어부는 노즐을 가열하거나, 노즐로 공급되는 액체의 성질을 변경하거나, 노즐에 인가되는 전압의 성질을 변경하여 노즐을 세정 내지 관리할 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 장치의 상태 정보 내지 동작 상태 정보 등을 획득하고, 관리 장치로 전달하는 것을 포함할 수 있다. 장치는 일반적으로, 관리 장치(또는 관리 서버)로부터 원거리에 위치될 수 있다. 이에 따라, 장치의 내부 상태 또는 장치의 미세 입자 저감 동작 상태가 정상 상태 인지에 대하여 사용자 또는 관리자가 인지하기 위하여는 관리 장치로 정보가 전달되어야 할 필요가 있다.
관리 장치는 외부의 제어 장치 또는 외부의 제어 서버 등으로 구현될 수 있다. 관리 장치는 시간에 따른 장치의 상태 정보를 획득 및 저장하여 관리할 수 있다.
도 43은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 장치를 관리하는 방법은, 센서부 및 통신부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 43을 참조하면, 장치를 관리하는 방법은, 장치가 상태 정보를 획득하는 단계(S901) 및 관리 장치로 상태 정보를 전달하는 단계(S903)를 포함할 수 있다.
장치가 상태 정보를 획득하는 단계(S901)는 제어부가 센싱부를 통하여, 장치를 구성하는 각 부의 상태 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 상태 정보는 장치를 구성하는 모듈의 정상 작동 여부, 미세 입자 저감 동작의 정상 동작 여부 등을 포함할 수 있다.
장치가 관리 장치로 상태 정보를 전달하는 단계(S903)는 제어부가 통신부를 통하여 외부의 관리 장치로 획득된 상태 정보를 전달하는 것을 포함할 수 있다. 관리 장치로 상태 정보를 전달하는 단계는 제어부가 획득된 상태 정보에 기초하여 사용자 안내를 생성하고, 생성된 안내를 관리 장치로 출력하는 것을 포함할 수 있다.
장치는 외부의 관리 장치로 상태 정보를 출력하는 대신, 장치에 마련된 출력부를 통하여 상태 정보를 출력할 수도 있다.
2.3.3 전하 밀도 관리 동작
장치가 전하를 지속적으로 방출하여 공간 전하를 형성함에 따라, 장치의 노즐 근처의 공간 전하 밀도가 높아질 수 있다. 노즐 주변에서 공간 전하 밀도가 높아지면, 노즐에 동일한 전압을 인가하는 경우, 노즐을 통하여 분출되는 전하를 띠는 물질의 양이 줄어들 수 있다. 또는, 노즐 주변에서 공간 전하 밀도가 높아지면, 노즐을 통하여 동일한 전류를 출력하기 위해 전압에 인가되는 전압이 높아질 수 있다. 이러한 경우, 공간 전하가 대상 영역을 충분히 커버하지 못하게 되거나, 장치의 효율이 떨어지거나, 노즐로부터 방전이 발생하는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
위 문제점과 관련하여, 노즐 주변의 공간 전하 밀도, 노즐에 인가되는 전압 또는 노즐로부터 방출되는 전류량을 관리하기 위한 방법 등이 제공될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 장치는, 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이하에서 설명하는 방법 등은, 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법은, 기준치 이상의 전류를 출력하기 위해 노즐에 인가되는 전압이 임계값을 초과하지 않도록, 노즐의 연료 분출구 주변의 전하 밀도를 관리하는 것을 포함할 수 있다.
도 44는 공기 중 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명을 위한 순서도를 나타낸 것이다. 전압을 관리하는 방법은, 입자 분산부(또는 기체 분사부)를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 44를 참조하면, 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법은, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S1001), 노즐에 연료를 공급하는 단계(S1003) 및 입자에 전기력을 제공하는 단계(S1005)를 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S1001) 및 노즐에 연료를 공급하는 단계(S1001)는 전술한 실시 예들에서와 유사하게 구현될 수 있다.
입자에 전기력을 제공하는 단계(S1005)는 제어부가 입자 분산부를 이용하여, 비-전기력을 인가하여 전하를 띠는 입자를 분산시키는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산하는 단계는 제어부가 입자 분산부를 이용하여, 노즐의 토출구로부터 멀어지는 방향으로 비-전기력을 인가하여, 전하를 띠는 입자를 분산시키는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산하는 단계는, 제어부가 입자 분산부를 이용하여, 노즐의 토출구 주변의 전하 밀도가 낮아지도록, 토출구 주변에 비-전기력을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 비-전기력은, 장치에 의해 방출된 전하에 전기적 또는 자기적 영향을 미치지 아니하는 물리력을 의미할 수 있다. 토출구 근처에서, 입자 분산부에 의해 전하를 띠는 물질에 작용되는 비-전기력은, 전하를 띠는 물질에 작용되는 전기력보다 클 수 있다. 다시 말해, 토출구 근처에 위치된 전하를 띠는 물질에는, 공간 전하에 의한 반발력 및 입자 분산부에 의한 물리력이 작용할 수 있다. 이때, 토출구 근처에서는, 전하를 띠는 물질에 작용하는 공간 전하에 의한 반발력보다 전하를 띠는 물질에 작용하는 입자 분산부에 의한 물리력의 크기가 더 클 수 있다.
입자를 분산시키는 단계(S1005)는 제어부가 기체 분사부를 이용하여, 노즐의 화염 분출구에서 약간 이격된 위치를 향하여 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산시키는 단계(S1005)는, 제어부가 기체 분사부를 이용하여, 노즐의 토출구에서 멀어지는 방향으로 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산하는 단계는, 제어부가, 연료이 방출되는 노즐과 나란한 방향으로 배치된 에어 노즐을 이용하여 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다.
2.3.4 시계열 제어 동작
일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서, 장치가 일정 시간 이상 작동하는 경우, 효과적인 미세 입자의 농도 관리를 위하여 시간에 따라 상이한 제어를 수행하는 방법이 제공될 수 있다. 이하의 방법 등은 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 장치는, 전하를 띠는 물질을 방출하여, 대상 영역에 공간 전하를 형성하고, 대상 영역의 미세 입자를 대전하여, 대전된 미세 입자가 공간 전하 또는 공간 전하에 의한 전기장의 영향으로 밀려나도록 할 수 있다. 이러한 장치의 동작 내지 효과는 시간 경과에 따라 순차적으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 시간이 흐름에 따라 장치가 달리 동작할 수 있다. 시간의 흐름에 따라 장치가 달리 제어될 수 있다.
도 45는 시간에 따른 장치 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 45의 (a)는 장치의 구동을 시작한 직후 또는 장치의 구동을 시작한 후 시간이 얼마 지나지 않은 시점에서의 장치 및 장치 주변을 간단히 나타낸 것이다.
도 45의 (a)를 참조하면, 장치는 노즐에 제1 전압(V1)을 인가하여, 미세 입자(FP)가 분포하는 대상 영역에 음전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다.
도 45의 (a)를 참조하면, 장치를 구동하는 시점 부근에서는, 장치로부터 방출된 총 전하량이 적어 장치 주변 또는 대상 영역에 공간 전하 밀도가 매우 낮게 형성될 수 있다.
도 45의 (b)는 장치를 일정 시간 구동한 시점, 예컨대, 장치를 구동한 후 수 초가 흐른 후의 장치 및 장치 주변을 간단히 나타낸 것이다.
도 45의 (b)를 참조하면, 장치는 노즐에 제2 전압(V2)을 인가하여, 대상 영역에 음전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다.
도 45의 (b)를 참조하면, 장치를 구동하고 일정 시간 이상이 경과하면, 장치로부터 방출된 전하에 의해 장치 주변 및 대상 영역에 공간 전하가 형성될 수 있다. 이때, 장치로부터 방출되는 전하에 의해 공간 전하 밀도 분포가 유지될 수 있고, 형성된 공간 전하는 장치 주변에서 높은 밀도를 가지고 장치에서 멀어질수록 그 밀도가 낮아질 수 있다. 또한, 장치를 구동하고 일정 시간 이상이 경과하면, 대상 영역의 미세 입자(FP)가 적어도 일부 대전될 수 있다.
도 45의 (c)는 장치를 충분히 구동한 시점, 예컨대, 장치를 구동한 후 수십 분이 흐른 후의 장치 및 장치 주변을 간단히 나타낸 것이다.
도 45의 (c)를 참조하면, 장치는 노즐에 제3 전압(V3)을 인가하여, 음전하를 띠는 물질(CS)을 방출할 수 있다.
도 45의 (c)를 참조하면, 장치가 전하를 충분한 시간 동안 전하를 공급함에 따라, 장치 주변에 형성된 공간 전하가 유지되고, 유지된 공간 전하의 영향으로 대상 영역 내의 미세 입자(FP)가 밀려날 수 있다.
이하에서는, 도 23의 (a) 내지 (c)를 참조하여, 미세 입자의 농도 관리 방법 등에 대하여 설명한다.
도 46은 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 46을 참조하면, 미세 입자의 농도 관리 방법은 제1 시점에 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제1 공급을 수행하는 단계(S1101) 및 제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계(S1103)를 포함할 수 있다.
제1 시점에서 장치 및 그 주변은 도 23의 (a)와 관련하여 설명된 상태일 수 있다. 제2 시점에서 장치 및 그 주변은 도 23의 (b)와 관련하여 설명된 상태일 수 있다.
제1 시점에 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제1 공급을 수행하는 단계(S1101)는, 제어부가 전원부를 이용하여 노즐 말단에서 전하를 띠는 물질이 방출되도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시점에 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제1 공급을 수행하는 단계(S1101)는, 제어부가 전원을 이용하여, 노즐로부터 시간당 방출되는 전하량(즉, 노즐 전류)가 제1 전류 이상이 되도록 하는 제1 전압을 노즐에 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 공급을 수행하는 단계(S1101)는, 노즐로부터 시간당 방출되는 전하량이 제1 전하량이 되도록 전하를 띠는 물질을 공급하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제2 공급을 수행하는 단계는, 제2 시점에서 노즐을 통하여 출력되는 전류가 제1 시점에서 노즐을 통하여 출력되는 전류인 제1 전류보다 작지 않도록, 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계(S1103)는, 제1 시점보다 이후인 제2 시점에 물질 토출구 부근에 장치에 의해 방출된 전하에 적어도 일부 기초하여 형성된 공간 전하에 의한 전위를 극복하고 전하를 띠는 물질이 방출되도록, 노즐에 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐로부터 방출되는 시간당 전하량(즉, 노즐 전류)이 동일하도록, 제2 전압은 제1 전압보다 클 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 노즐로부터 제1 시점에서 출력되는 제1 전류보다 작은 제2 전류가 출력되도록, 제2 공급을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 화염 노즐 어셈블리를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 제2 공급에 의해 생성된 물질이 제1 공급에 의해 방출 물질 보다 빠른 속도로 이동하도록 제2 공급을 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자의 농도 관리 방법은 제1 시구간에서 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제1 공급을 수행하는 단계 및 제1 시구간보다 늦는 제2 시구간에서 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 물질을 공급하는 제2 공급을 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 시구간에서 제1 공급을 수행하는 단계는 제1 전하량을 방출하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시구간에서 제1 공급을 수행하는 단계는, 제1 시구간 동안 노즐을 통하여 단위 시간당 방출되는 평균 전하량이 제1 전하량이 되도록 전하를 띠는 물질을 방출하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시구간에서 제2 공급을 수행하는 단계는 제1 전하량 보다 많은 제2 전하량을 방출하는 것을 포함할 수 있다. 제2 시구간에서 제2 공급을 수행하는 단계는, 제1 시구간 동안 노즐을 통하여 단위 시간당 방출되는 평균 방출 전하량이, 제1 시구간에서의 평균 방출 전하량인 제1 전하량 보다 많은 제2 전하량이 되도록 전하를 띠는 물질을 방출하는 것을 포함할 수 있다.
도 47은 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 장치의 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 47를 참조하면, 장치의 제어 방법은, 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐을 통하여 제1 전류(I1)을 방출하고, 제1 시점에서 노즐에 위치되는 전극에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제2 시점에서 노즐에 위치되는 전극에 제2 전압(V2)을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
장치의 제어 방법은, 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐을 통하여 출력되는 전류를 일정하게 유지하기 위하여, 제2 시점에서 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압을 제1 시점에서보다 높이는 것을 포함할 수 있다. 장치의 제어 방법은, 노즐 주변의 전하 밀도가 높아짐에 따라 장치로부터 방출되는 전하량이 감소되는 문제 등을 극복하고 일정한 전류를 출력하기 위하여, 노즐에 위치되는 전극에 제1 시점에서보다 제2 시점에서 높은 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
도 48은 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 장치의 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 48을 참조하면, 장치의 제어 방법은, 제1 및 제2 시점에서 노즐에 위치되는 전극에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제1 시점에서 노즐을 통하여 제1 전류(I1)을 방출하고, 제2 시점에서 노즐을 통하여 제2 전류(I2)를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
장치의 제어 방법은, 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압을 일정하게 유지하기 위하여, 제2 시점에서 제1 시점에서보다 낮은 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 장치의 제어 방법은, 노즐에 위치되는 전극에 인가되는 전압이 기준치를 초과하지 않도록 관리하되, 장치를 통하여 출력되는 전류 량이 최대화 될 수 있도록, 전압 값을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
2.3.5 피드백 제어 동작
일 실시예에 따르면, 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 장치를 제어하는 방법은, 작동 중 획득된 정보에 기초하여 피드백 제어, 예컨대, 획득된 정보를 이용하여 제어 상태를 변경하는 피드백 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이하에서 설명하는 장치를 제어하는 방법 등은 본 명세서에서 설명하는 장치, 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 49는 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 49를 참조하면, 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 방법은, 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201), 정보를 획득하는 단계(S1203) 및 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1205)를 포함할 수 있다.
제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 장치의 노즐에 제1 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 장치의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 연소부를 통하여 제1 유량으로 공급되는 연료를 연소시키는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 센서부를 이용하여 장치를 구성하는 유닛의 상태 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 노즐의 온도, 노즐에 인가되는 전압, 연료 용기에 남은 연료의 양, 노즐의 온도, 장치로 공급되는 전원 등을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 센서부를 이용하여 장치의 동작과 관련된 작동 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 노즐로부터 방출되는 전류, 노즐 주변의 전하 밀도, 대상 영역의 전기장 세기, 대상 영역의 전하 밀도 또는 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 특정 영역의 환경에 대한 환경 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 대상 영역의 온도, 습도, 풍속, 기류, 기상(weather) 또는 기압을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 통신부를 이용하여 외부 장치로부터 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는, 제어부가 통신부를 이용하여, 외부 센서 장치, 외부 서버 등으로부터 환경 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득한 정보에 기초하여 장치를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득된 상태 정보 또는 작동 정보를 고려하여 외부 장치로 고지하는 것을 포함할 수 있다. 제어부는, 통신부를 통하여, 외부 서버 또는 외부 제어 장치로 상태 정보 또는 작동 정보를 전달할 수 있다. 제어부는, 획득된 상태 정보 또는 작동 정보가 정상 범위를 벗어난 경우에, 상태 정보를 외부 장치로 전달할 수 있다.
예컨대, 제어부는, 연료 용기에 저장된 연료의 양이 일정량 이하인 상태 정보를 획득하고, 저장된 연료가 부족함을 나타내는 알림을 외부 장치로 출력할 수 있다. 또는, 제어부는, 장치에 전원이 적절히 공급되지 않거나, 노즐에 인가되는 전압이 적정 범위를 벗어나거나, 노즐로부터 출력되는 전류가 적정 범위를 벗어나는 등의 경우에, 장치의 상태를 알리는 알림을 외부 장치로 출력할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득된 작동 정보를 고려하여 제2 조건에 따라 작동 상태를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 제어부는, 획득된 작동 정보가, 예측된 작동 정보와 상이한 경우, 제1 조건과 상이한 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어할 수 있다.
예컨대, 제2 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 노즐로부터 출력되는 전류 값이 예측 값보다 작은 경우, 제어부가 노즐에 인가되는 전압을 제1 제어 조건에 따른 전압 보다 높이는 것을 포함할 수 있다. 제2 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 대상 영역의 전하 밀도가 예측 전하 밀도 보다 작은 경우, 제어부가 노즐을 통하여 출력되는 전류를 제1 제어 조건에 따른 전류 보다 높이는 것을 포함할 수 있다.
제어부는, 외부 제어 장치로 작동 정보를 전송하고, 작동 정보에 기초하여 생성된 제2 제어 명령에 따라 장치를 제어할 수도 있다. 예컨대, 제어부는, 획득된 노즐 전류 값을 외부 제어 장치로 전달하고, 외부 제어 장치가 획득된 노즐 전류 값을 예측 노즐 전류 값과 비교하여 제2 제어 명령을 생성하고, 장치는 외부 제어 장치로부터 제2 제어 명령을 획득하고, 제2 제어 명령에 따라 동작할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득된 환경 정보를 고려하여 장치를 제2 제어 조건에 따라 제어하는 것을 포함할 수 있다. 제어부는, 획득된 환경 정보를 고려하여 제1 제어 조건과 상이하게 결정된 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부는 대상 영역의 미세 입자 농도를 고려하여, 노즐로 공급되는 연료의 유량, 노즐에 인가되는 전압, 노즐로 공급되는 에어의 양 등의 제어 조건을 변경하여 장치를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부는, 대상 영역의 미세 입자의 농도가 기준 값 이상인 경우, 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 제어부가, 제1 제어 조건보다 노즐로 공급되는 유량이 크도록 장치를 제어하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 제어부가, 노즐에 제1 제어 조건보다 높은 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 제어부는 환경 정보에 따라 전원부를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부는 대상 영역의 온도 정보, 습도 정보 또는 미세 입자 농도를 고려하여 전원부를 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제어부는, 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 값인 경우, 화염 노즐 어셈블리를 통하여 제1 전류가 출력되도록 전원부를 제어하고, 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 값보다 큰 제2 값인 경우, 화염 노즐 어셈블리를 통하여 제1 전류보다 큰 제2 전류가 출력되도록 전원부를 제어할 수 있다.
한편, 장치가 출력부를 포함하는 경우, 장치를 제어하는 단계는, 제어부가 출력부를 통하여 획득한 상태 정보를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다. 정보를 출력하는 것은 제어부가 표시 화면 또는 스피커 등을 통하여 장치의 상태 정보, 작동 정보, 환경 정보 등을 시각 정보 또는 음성 정보 형태로 출력하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 제1 시점에 제1 정보를 획득하는 단계 및 제2 시점에 제2 정보를 획득하는 단계를 포함할 수도 있다. 이때, 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 제1 시점에 획득된 제1 정보 및 제2 시점에 획득된 제2 정보를 비교하여 결정된 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 정보를 획득하는 단계(S1203)는, 제1 시점에 대상 영역의 공간 전하 밀도인 제1 값을 획득하고, 제2 시점에 대상 영역의 공간 전하 밀도인 제2 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 이때, 제2 값이 제1 값보다 작은 경우, 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가 제1 제어 조건에 따라 노즐에 인가되는 제1 전압 보다 높은 제2 전압을 노즐에 인가하는 것을 포함할 수 있다.
장치를 제어하는 방법은, 획득된 정보에 기초하여 이력 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 시간에 따른 측정 값이 충분히 확보된 경우, 이력 제어가 가능해질 수 있다. 제어부는, 센서부 또는 통신부를 통하여 획득된 측정 값의 시계열적 변화를 이용한 이력 제어를 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 센서부 또는 통신부를 통하여 시간에 따른 외부 습도 정보를 획득할 수 있다. 제어부는 시간에 따른 습도 정보 및 시간에 따른 제어 정보를 이용하여, 이력 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부는 누적된 시간 별 습도 정보와 시간에 따른 제어 정보에 기초하여 소정의 환경 변화 패턴에 따른 제어 동작(예컨대, 사용자 또는 외부 제어 장치로부터 획득된 제어 명령)의 관계를 획득할 수 있다. 제어부는 풍속 변화 패턴과 제어 동작의 관계에 기초하여, 측정된 풍속 값에 따른 제어 동작을 수행할 수 있다.
2.3.6 실시예
도 61은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 61을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은 연료 분출구에 연료를 제공하는 단계(S1501), 화염 노즐 어셈블리를 연소 활성 상태로 변경하는 단계(S1503) 및 전극에 제2 전압을 인가하여 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 제공하는 단계(S1505)를 포함할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 일 단이 타 단보다 좁게 형성되고 타 단으로부터 유입되는 연료를 수용하는 노즐 하우징, 일 단 주변에 형성되고 연료가 분출되는 연료 분출구 및 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리, 화염 노즐 어셈블리로 연료를 공급하는 연료 공급 모듈, 화염 노즐 어셈블리의 노즐 하우징 내에 위치되는 전극- 전극은 연료의 연소에 의해 발생하는 화염과 적어도 일부 접하도록 배치됨 -, 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 화염 노즐 어셈블리를 통하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러를 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 방법에 있어서, 컨트롤러가, 연료 공급 모듈을 통하여 연료 분출구에 연료를 제공하는 단계, 컨트롤러가, 화염 노즐 어셈블리에 제1 전압을 인가하여 화염 노즐 어셈블리를 연료가 연료 분출구에서 연소되는 연소 활성 상태로 변경하는 단계 및 컨트롤러가, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 전극에 음의 전압인 제2 전압을 인가하여 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 전극은 연료 분출구 외부로 적어도 일부 돌출된 핀 형태로 마련될 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치는 복수의 화염 노즐 어셈블리를 포함하고, 복수의 화염 노즐 어셈블리는 서로 소정 간격 이격된 격자 형태로 배열될 수 있다.
복수의 화염 노즐 어셈블리는 제1 화염 노즐 어셈블리 및 제2 화염 노즐 어셈블리를 포함하고, 제1 화염 어셈블리는 제1 전극을 포함하고, 제2 화염 어셈블리는 제2 전극을 포함할 수 있다.
컨트롤러가 전극에 제2 고전압을 인가하는 것은, 제1 화염 노즐 어셈블리 및 제2 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 제1 전극 및 제2 전극에 제2 고전압 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치는 연료 분출구 주변에 위치되는 점화 전극을 포함하는 점화 모듈을 더 포함할 수 있다.
컨트롤러가 화염 노즐 어셈블리에 제1 고전압을 인가하는 단계는, 화염 노즐 어셈블리가 연료가 연소하지 않는 연소 비활성 상태일 때, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태가 되도록, 점화 전극에 제1 고전압을 인가하는 것을 더 포함할 수 있다.
컨트롤러가 화염 노즐 어셈블리에 제1 고전압을 인가하는 단계는, 컨트롤러가 전극에 고전압 펄스를 인가하여 연료에 점화하는 것을 더 포함할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 장치는 에어 유입구로 외기를 공급하는 에어 펌프를 더 포함할 수 있다.
컨트롤러가 연료 분출구에 연료를 제공하는 단계는, 연료를 제1 유량으로 공급하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은, 에어 펌프를 이용하여 외기를 에어 유입구에 제1 유량과 양의 상관관계를 가지도록 결정된 제2 유량으로 공급하는 단계를 더 포함할 수 있다.
도 62는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설명하기 위한 도면이다.
도 62를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은, 도 61과 관련하여 예시된 연료 분출구에 연료를 제공하는 단계(S1501), 화염 노즐 어셈블리를 연소 활성 상태로 변경하는 단계(S1503) 및 전극에 제2 전압을 인가하여 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 제공하는 단계(S1505)와 더불어, 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 단계(S1507), 대상 영역의 미세 입자를 대전시키는 단계(S1509) 및 미세 입자에 전기력을 제공하는 단계(S1511)를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은, 컨트롤러가 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 공급하는 것은, 컨트롤러가 전극에 제2 고전압을 인가하여, 연료의 연소로 발생하는 양이온의 방출을 억제하고, 연료의 연소로 발생하는 음의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은, 컨트롤러가, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 전극에 제2 고전압을 인가하여 음의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은, 컨트롤러가, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 전극에 제2 고전압을 인가하여 음의 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역의 미세 입자를 대전시키는 단계를 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 방법은, 컨트롤러가, 화염 노즐 어셈블리가 연소 활성 상태일 때, 전극에 제2 고전압을 인가하여 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 공급하여 공간 전하를 유지하고, 공간 전하를 통하여 대상 영역의 미세 입자에 미세 입자 농도 저감 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공하는 단계를 더 포함할 수 있다.
2.4 실외 미세 입자 농도 저감 시스템
2.4.1 실외 설치
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도 저감 동작은 실외 공간에서의 미세 입자 농도를 낮추기 위하여 이용될 수 있다.
본 명세서에서 실외 공간은, 대기와 실질적으로 동일한 환경 조건을 가지는 공간을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 실외 공간은, 일부 벽 천장 등의 구조물로 둘러 쌓인 공간의 경우에도, 온도, 습도, 바람 등의 영향이 대기 중과 동일하게 작용하는 경우, 실외 공간에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 미세 입자의 농도 저감 동작은, 실외 공간에 설치된 장치에 의해 수행될 수 있다. 실외 공간에 설치된 장치는, 실외 대상 영역 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 설명하는 장치는, 아파트 단지, 놀이터, 야외 공연장, 학교, 공업 단지, 공원 등에 설치되어, 미세 입자의 농도를 저감할 수 있다.
2.4.2 단일 장치 시스템
도 50은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 50을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 서버 및 사용자 장치를 포함할 수 있다.
제1 장치는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제1 장치는 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하기 위한 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다.
제1 장치는 서버와 통신할 수 있다. 제1 장치는 서버로부터 제어 명령을 수신하고, 수신한 제어 정보에 기초하여 동작할 수 있다. 제1 장치는 서버로부터 환경 정보를 수신할 수 있다, 제1 장치는 서버로부터 환경 정보에 따라 결정된 제어 정보를 수신하고 이에 기초하여 동작할 수 있다. 제1 장치는 서버로 장치 정보를 전송할 수 있다. 제1 장치는 서버로 장치 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 제1 장치는 상태 정보 또는 작동 정보를 서버로 전송할 수 있다.
제1 장치는 제2 장치와 직접 통신할 수도 있다. 제1 장치는 제2 장치로부터 정보(예컨대, 환경 정보)를 획득하고, 획득된 정보에 기초하여 동작할 수 있다.
제1 장치는 센서부를 구비하고, 상태 정보, 작동 정보 또는 환경 정보를 획득할 수 있다.
제2 장치는 제1 장치와 다른 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 제2 장치는 제1 장치의 대상 영역 내에 또는 대상 영역 주변에 설치된 장치일 수 있다. 일 예로, 제2 장치는 제1 장치에 대응되는 대상 영역 또는 장치 인근에서의 환경 정보를 획득하는 센서 장치일 수 있다.
제2 장치는 센서부를 포함하고 대상 영역 또는 장치 인근의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 제2 장치는 대상 영역의 전하 밀도, 습도, 온도 또는 기상 정보를 획득할 수 있다. 또는, 제2 장치는, 제1 장치 인근의 전하 밀도, 습도 또는 온도 정보를 획득할 수 있다.
제2 장치는 제1 장치, 사용자 장치 또는 서버로 환경 정보를 전송할 수 있다. 제2 장치는 제1 장치 또는 서버의 요청에 응답하여, 환경 정보를 전달할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템은, 복수의 센서 장치(즉, 도 28에서의 제2 장치)를 포함할 수도 있다.
예컨대, 미세 입자 농도시스템은, 제1 장치로부터 제1 거리 이격되어 위치된 제1 센서 장치 및 제1 장치로부터 제2 거리 이격되어 위치된 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 또는, 시스템은, 지면으로부터 제1 거리 이격된 제1 센서 장치 및 지면으로부터 제2 거리 이격된 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 시스템은, 제1 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 제2 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 센서 장치는 제1 장치로부터 제1 거리 떨어진 위치에서의 공간 전하 밀도 또는 미세 입자의 농도를 획득하고, 제2 센서 장치는 제1 장치로부터 제2 거리 떨어진 위치에서의 공간 전하 밀도 또는 미세 입자의 농도를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 정보와 제2 정보는 서로 구분될 수 있다. 예컨대, 제1 센서 장치는 지면에서의 전하 밀도, 미세 입자의 농도를 획득하고, 제2 센서 장치는 지면으로부터 수십 미터 떨어진 위치에서의 온도, 습도, 기압, 바람 등의 기상 정보를 획득할 수 있다.
서버는 제1 장치의 미세 입자 농도 저감 동작을 관리할 수 있다. 서버는 프로그램 또는 데이터를 저장하고, 외부 장치와 통신할 수 있다. 서버는 클라우드 서버일 수 있다. 서버는 도 50에서 표시하지 아니하는 장치와 통신할 수도 있다.
서버는 장치 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치를 식별하기 위한 제1 장치 식별 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치가 설치된 위치를 식별하기 위한 제1 위치 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치의 설치 환경 특성에 관한 제1 설치 환경 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치가 설치된 위치가 실내인지 실외인지, 또는 제1 장치가 설치된 위치가 주거 단지인지 혹은 산업 단지인지 등을 나타내는 제1 설치 환경 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 사용자 장치와 통신할 수 있다. 서버는 사용자 장치와 제1 장치 및/또는 제2 장치를 중개할 수 있다. 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 장치의 상태 정보 또는 작동 정보를 획득할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 상태 정보 또는 작동 정보를 사용자 장치로 전달 할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 상태 정보 또는 작동 정보에 기초하여 생성된 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제2 장치로부터 대상 영역 또는 제1 장치 인근의 환경 정보를 획득할 수 있다. 서버는 획득한 환경 정보를 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 획득한 환경 정보에 기초하여 생성된 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다.
다른 예로, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치 및/또는 제2 장치에 대한 제어 정보 또는 제어 명령을 획득할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 획득한 제어 정보 또는 제어 명령을 제1 장치 또는 제2 장치로 전달할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 획득한 제어 정보 또는 제어 명령에 기초하여 목적지를 식별하고, 식별된 목적지로 제어 정보 또는 제어 명령을 전달할 수 있다.
또 다른 예로, 서버는 제1 장치로부터 상태 정보 또는 작동 정보를 획득할 수 있다. 서버는 획득된 정보에 기초하여 생성된 제어 정보 또는 제어 명령을 제2 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제2 장치로부터 환경 정보를 획득할 수 있다. 서버는 환경 정보에 기초하여 생성된 제어 정보 또는 제어 명령을 제1 장치로 전달할 수 있다.
서버는 미세 입자 농도 저감 시스템을 제어하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다. 서버는 장치를 제어하는 제어 명령 또는 제어 명령의 기초가 되는 제어 정보를 생성할 수 있다.
서버는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등(이하, 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 서버는 어플리케이션을 통하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 어플리케이션을 통하여, 제1 장치가 미세 입자 농도 저감 동작, 장치 관리 동작, 전하 밀도 관리 동작, 시계열 제어 동작 및/또는 피드백 제어 동작을 수행하도록 하는 제어 명령 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치를 제어하기 위한 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제1 장치, 제2 장치 또는 사용자 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제1 장치를 제어하기 위한 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치로부터 장치의 상태 정보 또는 동작 정보를 획득하고, 획득된 정보를 고려하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 일 예로, 서버는 장치의 노즐의 전하 방출량에 관한 상태 정보를 획득하고, 전하 방출량이 기준값보다 작은 경우 제1 장치가 노즐 세정 모드를 개시하도록 하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제1 장치를 제어하기 위한 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제2 장치로부터 대상 영역의 전하 밀도를 획득하고, 전하 밀도가 기준치 이하인 경우, 제1 장치의 노즐에 기본값보다 높은 전압을 인가하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치에 대한 제1 제어 정보를 획득하고, 제1 제어 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 제1 대상 영역에 대한 제어 정보를 획득하고, 제1 대상 영역에 대응되는 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 구체적인 예로, 서버는 대상 영역의 목표 미세 입자 농도 저감 수준을 포함하는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여, 장치를 제어하기 위한 제어 값, 예컨대, 노즐 인가 전압, 기체 방출량 등을 포함하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치로 제어 정보 또는 제어 명령을 전달할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치가 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성하고 제어 명령에 따라 동작하도록, 제1 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다. 또는, 서버는 제1 장치가 제어 명령에 따라 동작하도록 제1 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제2 장치가 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성하고 제어 명령에 따라 동작하도록, 제2 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다. 또는, 서버는 제2 장치가 제어 명령에 따라 동작하도록 제1 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다. 예컨대, 서버는 제2 장치로, 제2 장치가 대상 영역의 환경 정보를 획득하도록 제어하는 제어 명령을 전달할 수 있다.
서버는 획득한 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치 내지 제2 장치로부터 획득된 정보, 서버에서 생성된 제어 정보, 제어 명령, 사용자 장치로부터 획득된 제어 정보 및/또는 제어 명령을 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 장치의 상태 정보, 동작 정보 등을 저장할 수 있다. 서버는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보 등을 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 정보의 획득 시점과 함께 저장할 수 있다. 예를 들어, 서버는 제2 장치로부터 획득된 대상 영역의 온도 정보를 제2 정보가 온도를 측정한 시점 또는 서버가 제2 정보로부터 온도 정보를 획득한 시점과 함께 저장할 수 있다.
서버는 서버에서 생성된 제어 정보, 제어 명령, 또는 사용자 장치로부터 획득된 제어 정보 또는 제어 명령을 저장할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치에 대한 제1 제어 정보, 제1 제어 명령을 제1 장치의 정보와 함께 저장할 수 있다.
서버는 이종의 정보를 매칭하여 저장 및 관리할 수 있다.
서버는 각 장치로부터 획득된 정보를 연관하여 저장할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 영역으로부터 획득된 환경 정보를 연관하여 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 장치의 노즐 상태 정보와 제2 장치로부터 획득된 대상 영역의 전하 밀도 정보를 연관하여 저장할 수 있다.
서버는 장치로부터 획득된 정보와 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 장치에 대한 제1 제어 명령(또는 제1 제어 정보)을 연관하여 저장할 수 있다. 구체적인 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 상태 정보와 제1 상태 정보에 적어도 일부 기초하여 생성된 제1 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보와 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치가 위치된 대상 영역으로부터 획득된 제1 환경 정보와, 제1 환경 정보에 적어도 일부 기초하여 생성된 제1 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다.
서버는 매칭된 정보를 이용하여 제1 장치에 제어 명령을 제공할 수 있다.
서버는 제1 정보와 제2 정보가 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 정보에 따른 제2 정보를 예측할 수 있다. 서버는 제1 정보의 시간에 따른 변화 패턴에 따른 제2 정보의 시간에 따른 변화 패턴이 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 정보의 시간에 따른 변화에 기초하여 제2 정보의 시간에 따른 변화를 예측할 수 있다. 서버는 논리 알고리즘 또는 신경망 모델을 이용하여 제2 정보를 예측할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 장치에 대한 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보와 제1 장치에 대한 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 제1 정보에 기초하여 제2 정보를 예측하고, 제2 정보에 따른 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보(예컨대, 습도 정보)에 기초하여 장치의 동작 정보(예컨대, 출력되는 전류의 양)을 예측하고, 예측된 동작 정보에 따른 제어 명령(예컨대, 노즐 전압에 관한 제어 명령)을 생성할 수 있다.
한편, 도 28에서는, 서버가 별도의 분리된 물리적 장치로서 구성되는 경우를 기준으로 도시하였으나, 서버는 제1 장치에 포함될 수도 있다. 예컨대, 제1 장치는 서버를 포함하고, 전술한 서버의 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제1 장치는 제1 장치 및/또는 제2 장치로부터 획득되는 정보를 저장하고, 사용자 장치와 통신하여 사용자 장치로 정보를 전달하고 사용자 장치로부터 제어 정보를 획득하고, 제1 장치의 동작을 위한 제어 명령을 생성 또는 관리하고, 제1 장치의 동작을 제어하는 등 전술한 서버 장치의 동작을 수행할 수 있다.
사용자 장치는 사용자 입력을 획득하고, 서버 또는 미세 입자 농도 저감 시스템의 각 장치와 통신하여, 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다.
사용자 장치는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등(이하, 어플리케이션)을 구동할 수 있다. 사용자 장치는 어플리케이션을 통하여 사용자에게 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 제공하고, 사용자 입력 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 표시부 및/또는 입력부를 포함할 수 있다. 사용자 장치는 표시부를 통하여 사용자에게 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버로부터 획득된 정보를 제공할 수 있다. 사용자 장치는 입력부를 통하여 사용자로부터 제1 장치 또는 제2 장치의 동작과 관련된 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자 장치는 사용자 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 획득하고, 사용자에게 제1 장치, 제2 장치 또는 서버로부터 획득된 정보를 제공할 수 있다.
사용자 장치는 서버 장치, 제1 장치 및/또는 제2 장치와 통신할 수 있다. 사용자 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버와 통신하여, 장치의 상태 정보, 장치의 동작 정보 또는 대상 영역 등의 환경 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 제어 명령을 생성할 수 있다. 사용자 장치는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 사용자 장치는 사용자 인터페이스를 통하여 사용자로부터 제1 장치에 대한 노즐 출력 전류 값 또는 제1 장치에 대한 대상 영역의 반경 R 값을 획득하고, 획득된 값에 기초하여 제어 명령, 예컨대, 노즐 인가 전압 등을 포함하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
사용자 장치는 생성된 제어 명령을 서버, 제1 장치 또는 제2 장치로 전달할 수 있다.
도 51 내지 54는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 51 내지 54를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은 대상 영역(TR) 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다.
도 51은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 51을 참조하면, 미세 입자 저감 시스템은, 미세 입자 저감 시스템은 미세 입자의 농도를 관리하는 장치(100)를 포함할 수 있다. 장치(100)는 음의 전하를 띠는 물질(CS)을 방출하여, 장치 주변에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다.
도 51을 참조하면, 도시하지는 아니하였으나 장치(100)는 사물 또는 구조물 위에 설치될 수 있다. 장치의 설치 위치는, 장치(100)에 의해 형성되는 공간 전하 및 이로 인한 전기장의 형태를 고려하여 결정될 수 있다. 장치(100)는, 장치가 공간 전하를 형성하는 영역이 미세 입자의 농도 저감이 필요한 영역을 커버하도록 설치될 수 있다. 예컨대, 장치는, 건물의 옥상 내지 야외 구조물 위에 설치될 수 있다. 장치가 구조물 위에 설치되는 경우, 필요에 따라 절연재가 이용될 수 있다. 장치의 설치 방법과 관련하여서는, 후술하는 장치 설치 방법 항목에서 보다 상세히 설명한다.
장치(100)는 유효 반경(R)을 가질 수 있다. 유효 반경은, 장치(100)의 대상 영역(TR)의 반경을 의미할 수 있다. 유효 반경은, 장치가 기준 시간 내에 미세 입자의 농도를 기준 비율 감소시킬 수 있는 영역의 반경을 의미할 수 있다.
장치는 돔 형태의 대상 영역(TR)을 가질 수 있다. 대상 영역(TR)은 장치가 기준 시간 내에 미세 입자의 농도를 기준 비율 감소시킬 수 있는 영역을 의미할 수 있다. 대상 영역(TR)은, 장치의 지면으로부터의 높이(H) 및 유효 반경(R)에 따라 결정될 수 있다. 장치의 대상 영역(TR)의 형태는 환경 요인에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 대상 영역에 바람이 있는 경우, 바람의 방향을 따라 치우친 돔 형태를 가질 수 있다.
장치는 지면으로부터 소정 간격(H) 이격된 위치에 설치될 수 있다. 장치의 지면으로부터의 높이(H) 또는 유효 반경(R)은 장치의 작동 효율을 고려하여 결정될 수 있다. 장치는 유효 반경(R)에 대하여 소정 비율만큼 지면으로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 장치는 유효 반경(R)의 1/2배에서 2배 사이의 값을 가지는 높이(H)만큼 지면으로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 유효 반경 30m를 가지는 장치는 지면으로부터 50m 이격된 위치에 설치될 수 있다.
계속해서 도 51을 참조하면, 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 대상 영역 내에 설치된 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 센서 장치(SD)는 대상 영역(TR) 내의 일 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 센서 장치(SD)는 장치(또는 장치가 설치된 구조물)가 위치된 지점으로부터 유효 반경(R)만큼 이격된 위치에 설치될 수 있다. 다른 예로, 센서 장치(SD)는 장치 인근에 위치될 수도 있다.
센서 장치는 대상 영역(TR)의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치는, 대상 영역 내에서 온도, 습도, 기압, 기류(예컨대, 풍속), 공기 품질(예컨대, 미세 먼지의 농도), 공간 전하의 밀도 중 어느 하나를 포함하는 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치는, 센서 장치가 설치된 위치에서의 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치는 환경 정보를 획득하고, 미세 입자 농도 저감 장치, 서버 또는 사용자 장치로 전달할 수 있다.
한편, 미세 입자 저감 시스템은 복수의 센서 장치를 포함할 수도 있다. 예컨대, 미세 입자 저감 시스템은 장치(100)로부터 제1 거리 떨어진 위치에 설치되고 제1 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 장치(100)로부터 제2 거리 떨어진 위치에 설치되고 제2 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수도 있다. 제1 정보와 제2 정보는 적어도 일부 구분될 수 있다.
제1 센서 장치는 지면(GND)으로부터 제1 거리 이격된 위치에 설치될 수 있다. 제2 센서 장치는 지면(GND)으로부터 제2 거리 이격된 위치에 설치될 수 있다. 이때, 제1 거리 및 제2 거리 중 어느 하나는 장치가 설치된 높이(H)와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 예로, 제1 센서 장치는 장치(100)로부터 장치의 유효 반경(R)만큼 떨어진 위치에서의 공간 전하 밀도 또는 미세 입자의 농도를 획득할 수 있다. 제2 센서 장치는 장치(100) 인근에서의 공간 전하 밀도를 획득할 수 있다. 다른 예로, 제1 센서 장치는 지면(GND)에서의 전하 밀도, 미세 입자의 농도를 획득하고, 제2 센서 장치는 지면으로부터 수십 미터 떨어진 위치(예컨대, H 에서 2H 사이)에서의 온도, 습도, 기압, 바람 등의 기상 정보를 획득할 수 있다.
도 51 내지 54는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 51 내지 54를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은 대상 영역(TR) 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다.
도 52를 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)를 제공할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 음전하를 띠는 물질을 방출하여, 대상 영역(TR)에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다.
장치(100)는 소정 범위 내의 전류를 출력할 수 있다. 장치(100)는 노즐(또는 노즐 어레이)를 통하여 시간당 출력되는 전하량이 소정 범위 이내이도록 동작할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 노즐을 통하여 100 μA 내지 10mA 사이의 전류를 출력할 수 있다. 장치는 제1 전류를 출력할 수 있다.
장치(100)는 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)의 농도가 제1 농도인 때 전하를 띠는 물질의 방출을 개시할 수 있다. 제1 농도는 미세 입자(FP)의 초기 농도일 수 있다.
도 52를 참조하면, 센서 장치(SD)는 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)는 온도, 습도, 기압, 풍속, 풍향, 미세 입자의 농도 또는 전하 밀도 등을 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치(100)가 동작을 개시하는 것에 응답하여 환경 정보의 획득을 시작할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 장치(SD)는 환경 정보를 획득하고, 서버 또는 장치(100)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보에 기초하여 구동을 시작할 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)로부터 기준값을 초과하는 미세 입자의 농도 정보가 획득된 경우, 전하를 띠는 물질(CS)의 방출을 개시할 수 있다.
장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보에 기초하여 작동할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보, 예컨대, 습도, 온도, 기온, 기압, 풍속 등의 환경 정보에 기초하여 결정된 물리량, 예컨대, 전극에 인가되는 전압 또는 노즐에 제공되는 연료의 유량(또는 유속), 노즐에 제공되는 에어의 유량에 따라 동작할 수 있다. 구체적인 예로, 장치(100)는 센서 장치(SD)로 획득된 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도가 기준값보다 높은 경우, 노즐에 기본값보다 높은 전압을 인가할 수 있다.
도 53을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성할 수 있다.
도 53을 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 물질을 지속 또는 반복적으로 출력할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질을 지속 또는 반복적으로 출력하여, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)는 장치 주변(예컨대, 화염 노즐의 연료 분출구구 인근)에서 가장 높은 전하 밀도를 가지고, 장치(100)에서 멀어질수록 낮은 전하 밀도를 가지는 공간 전하를 형성할 수 있다.
형성된 공간 전하는 전기장을 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 장치(100)에 의해 형성되는 전기장의 등전위선(EPL) 및 전기력선(EFL)은 도 53에서 예시하는 것처럼 형성될 수 있다. 도 53을 참조하면, 장치(100)에 의해 형성되는 전기력선은 지면에서 장치를 향하는 방향으로 형성될 수 있다.
장치(100)는 전하를 띠는 물질을 지속 또는 반복적으로 출력하여, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FD)를 적어도 일부 대전시킬 수 있다. 예컨대, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FD)는 장치에 의해 형성된 공간 전하의 영향으로, 음전하를 띨 수 있다. 미세 입자의 대전은 전기장에 의해 이동하는 전자가 미세 입자와 충돌함에 따른 대전(Field charging) 또는 전하의 랜덤 모션에 의한 대전(Diffusion charging)에 의할 수 있다.
장치(100)는 미세 입자의 대전에 충분한 양의 전자를 대상 영역에 공급할 수 있다. 장치(100)는 미세 입자의 수의 수만~수십만 배수의 전자를 대상 영역에 공급할 수 있다. 장치에 의해 공급되는 전자의 수는 장치의 유효 반경 및/또는 공급 전력에 따라 결정될 수 있다.
여기에서는, PM2.5 이하의 초미세먼지 35μg/m3 인 경우를 기준으로 예를 들어 설명한다. 장치(100)는 대상 영역(TR)에, 미세 입자의 수의 10만배 이상의 전자를 공급할 수 있다. PM2.5 이하의 초미세먼지 35μg/m3 인 경우에, 1cm3당 초미세먼지는 2.67개가 존재할 수 있다. 이때, 장치의 공급 전력이 1kW인 경우, 하전 입자는 286,000개가 공급될 수 있다. 이 중 미세먼지에 부착되는 전하는 638개로 계산될 수 있다. 미세먼지 입자 하나당 239개의 전자가 부착되어, 미세먼지가 음전하를 띨 수 있다. 일 예로, 장치가 1시간 동안, 단위 시간당 286,000개의 하전 입자를 출력하는 동작 상태를 유지할 경우, 장치로부터 반경 30m 이내의 대상 영역에서의 미세 입자의 농도가 90% 이상 감소될 수 있다. 다시 말해, 유효 반경 30m 를 가지는 장치는, PM2.5 이하의 초미세 먼지가 35μg/m3 인 환경에서, 1kW의 공급 전력으로 동작할 수 있다.
센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 장치의 동작에 따른 대상 영역의 일 위치에서의 전하 밀도 값을 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 대상 영역의 일 위치에서의 전하 밀도 값의 변화를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치의 전하 밀도 값을 획득하고, 서버 또는 장치(100)로 전달 할 수 있다.
장치(100)는 센서 장치(SD)에서 획득된 환경 정보에 기초하여 작동 상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 센서 장치(SD)에서 측정된 전하 밀도 값이 예측 값보다 작거나 큰 경우, 장치(100)는 출력 전류를 늘리거나 줄일 수 있다.
도 54를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)에 동력을 제공할 수 있다.
도 54를 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 물질을 지속 또는 반복적으로 방출하여, 대상 영역(TR)내의 공간 전하 분포를 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성하고, 공간 전하를 통하여 대전된 미세 입자(FP)에 전기력을 제공하여, 미세 입자(FP)를 거동케 할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR)에 전기장을 형성하고, 전기장을 통하여 대전된 미세 입자(FP)에 전기력을 제공할 수 있다.
장치(100)는 대상 영역(TR)내의 미세 입자(FP)를 적어도 일부 밀어낼 수 있다. 장치는 미세 입자(FP)가 동력을 제공받고 장치(100)에서 멀어지도록 대상 영역(TR)내의 공간 전하를 유지할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)내의 미세 입자(FP)가 공간 전하에 의한 영향으로 충분히 밀려나고, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP) 농도가 기준 수치 이하로 감소되기에 충분한 시간 동안 지속 또는 반복적으로 전하를 띠는 물질을 출력할 수 있다.
예컨대, 장치(100)에 의해 공간 전하 및 전기장이 유지됨에 따라, 대상 영역 내의 대전된 미세 입자(FD)는 장치(100)에서 멀어지는 방향의 전기력을 받을 수 있다. 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 지면 방향 성분 힘을 받을 수 있다. 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 대상 영역의 외측으로 이동할 수 있다. 일 예로, 미세 입자(FP)는 장치(100)에 의해 형성된 전기장의 전기력선(EFL)을 따라 대상 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 미세 입자(FP)가 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동함에 따라, 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도가 저감될 수 있다.
도 54를 참조하면, 센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 대상 영역(TR)의 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 환경 정보의 변화를 획득할 수 있다.
센서 장치(SD)는, 대상 영역의 전하 밀도를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)는, 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치(100), 서버 또는 사용자 장치로 환경 정보 또는 환경 정보의 변화를 전달 할 수 있다.
장치(100)는 센서 장치(SD)로부터 획득된 정보에 기초하여 작동 상태를 변경할 수 있다. 장치(100)는 센서 장치(SD)에서 획득된 미세 입자(FP)의 농도가 기준값 이하인 경우, 동작을 중단하거나, 출력되는 전류값을 줄일 수 있다. 또는, 장치(100)는, 센서 장치(SD)에서 획득된 미세 입자(FP)의 농도가 기준값 이상인 경우, 출력되는 전류의 양을 늘릴 수 있다.
도 33을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)를 제거할 수 있다.
도 33을 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 물질을 지속 또는 반복적으로 방출하여, 대상 영역(TR)내의 공간 전하 분포 및 전기장의 형성 상태를 유지할 수 있다. 장치(100)는, 대전된 입자가 지면 방향으로 이동하여, 지면에 접촉하여 전하를 잃고 안착하도록, 전기장의 형성 상태를 충분한 시간 동안 유지할 수 있다.
예를 들어, 장치(100)에 의해 형성된 공간 전하 및 전기장이 유지됨에 따라, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 지면(GND)을 향하여 이동할 수 있다. 공간 전하 및 전기장이 충분한 시간 동안 유지됨에 따라, 미세 입자(FD)는 전기력선(EFL)을 따라 이동하여, 지면(GND)과 접촉하여 전하를 상실할 수 있다. 미세 입자(FD)가 지면에 부착됨에 따라, 대상 영역(TR)내의 미세 입자(FP)의 농도가 감소될 수 있다.
도 33을 참조하면, 센서 장치(SD)는 환경 정보, 예컨대, 대상 영역(TR)에서의 미세 입자의 농도 또는 미세 입자의 농도의 변화를 획득할 수 있다. 도 54를 참조하면, 센서 장치(SD)는 미세 입자의 농도를 획득하고 장치(100), 서버 또는 사용자 장치로 전달할 수 있다.
장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보에 따라 작동 상태를 변경할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 센서 장치(SD)에서 획득된 미세 입자의 농도가 기준값 이하인 경우, 동작을 중단하거나, 출력되는 전류값을 줄일 수 있다. 장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 미세 입자(FP)의 농도가 기준값 이하에서 기준값 이상으로 높아지면, 전류의 방출을 재개하거나, 방출 전류를 증가시킬 수 있다.
2.4.3 복수 장치 시스템
일 실시예에 따르면, 미세 입자 저감 시스템은 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다.
도 55는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 55를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치, 서버 및 사용자 장치를 포함할 수 있다. 이하에서, 제1 장치 및 제2 장치 각각은, 도 50의 제1 장치와 관련하여 전술한 것과 유사하게 동작할 수 있다. 사용자 장치 및 서버 역시 도 50에서 설명한 것과 유사하게 동작할 수 있으며, 제3 장치는 도 50에서 제2 장치에 대하여 설명한 것과 유사하게 동작할 수 있다.
제1 장치 및 제2 장치는 본 명세서에서 설명하는 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하기 위한 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제1 장치는 제1 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제2 장치는 제2 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제1 대상 영역 및 제2 대상 영역은 적어도 일부 상이할 수 있다. 제1 장치 및/또는 제2 장치는 각각 센서부를 구비하고, 상태 정보, 작동 정보 또는 환경 정보를 획득할 수 있다.
제3 장치는 제1 장치 또는 제2 장치와 적어도 일부 다른 기능을 가지는 장치일 수 있다. 예컨대, 제3 장치는 하나 이상의 센서부를 구비하는 센서 장치일 수 있다. 제3 장치는 환경 정보를 획득하고, 제1 장치, 제2 장치, 서버 및/또는 사용자 장치로 전달하는 센서 장치일 수 있다.
일 예로, 제3 장치는 제1 장치에 대응되는 제1 대상 영역에 대한 제1 환경 정보 및/또는 제2 장치에 대응되는 제2 대상 영역에 대한 제2 환경 정보를 획득하는 센서 장치일 수 있다. 제3 장치는 제1 장치 및/또는 제2 장치 인근의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 제3 장치는 제1 대상 영역 및/또는 제2 대상 영역의 전하 밀도, 습도, 온도 또는 기상 정보를 획득할 수 있다. 또는, 제3 장치는, 제1 장치 및/또는 제2 장치 인근의 전하 밀도, 습도 또는 온도 정보를 획득할 수 있다.
제3 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버로 환경 정보를 전송할 수 있다. 제3 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버의 요청에 응답하여, 환경 정보를 전달할 수 있다.
한편, 도 55에서는 하나의 제3 장치만을 도시하였으나, 미세 입자 저감 시스템은 복수의 제3 장치, 예컨대, 복수의 센서 장치를 포함할 수 있다.
일 예로, 미세 입자 농도 저감 시스템은 제1 장치의 제1 대상 영역에 대응되는 제1 센서 장치 및 제2 장치의 제2 대상 영역에 대응되는 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 제1 센서 장치는 제1 대상 영역의 환경 정보를 획득할 수 있다. 제2 센서 장치는 제2 대상 영역의 환경 정보를 획득할 수 있다. 각각의 센서 장치는 그 대응되는 대응 영역 상의 일 지점에 위치되거나, 대응되는 장치 인근에 위치될 수 있다.
다른 예로, 미세 입자 농도 저감 시스템은 제1 장치에 대응되고 제1 장치로부터 제1 거리 이격된 제1 센서 장치, 제1 장치에 대응되고 제1 장치로부터 제2 거리 이격된 제2 센서 장치, 제2 장치에 대응되고 제2 장치로부터 제3 거리 이격된 제3 센서 장치, 제2 장치에 대응되고 제2 장치로부터 제4 거리 이격된 제4 센서 장치를 포함할 수 있다. 각 미세 입자 농도 저감 장치에 대응되는 센서 장치들은 도 49 등과 관련하여 전술한 것과 유사하게 동작할 수 있다.
서버는 제1 장치 및 제2 장치의 미세 입자 농도 저감 동작을 관리할 수 있다. 서버는 프로그램 또는 데이터를 저장하고, 외부 장치와 통신할 수 있다. 서버는 클라우드 서버일 수 있다. 서버는 도 55에서 표시하지 아니하는 장치와 통신할 수도 있다.
서버는 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치 및/또는 사용자 장치와 통신할 수 있다. 서버는 사용자 장치와 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치를 중개할 수 있다.
서버는 장치 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치를 식별하기 위한 제1 장치 식별 정보, 제1 장치가 설치된 위치를 식별하기 위한 제1 위치 정보 및/또는 제1 장치의 설치 환경 특성에 관한 제1 설치 환경 정보, 예컨대, 서버는 제1 장치가 설치된 위치가 실내인지 실외인지, 또는 제1 장치가 설치된 위치가 주거 단지인지 혹은 산업 단지인지 등을 나타내는 제1 설치 환경 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제2 장치에 대한 제2 장치 식별 정보, 제2 위치 정보, 제2 설치 환경 정보 등을 저장할 수도 있다.
서버는 제1 장치 내지 제3 장치로부터 획득된 정보를 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 제1 상태 정보 또는 제1 작동 정보를 획득하고, 저장하거나 사용자 장치로 전달 할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치로부터 장치에 저장된 연료의 양을 획득하고, 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보를 제1 장치의 식별 정보와 함께 저장하거나, 제1 장치의 식별 정보와 함께 사용자 장치로 전달할 수 있다. 또는, 서버는 제2 장치로부터 제2 상태 정보 또는 제2 작동 정보를 획득하고, 저장하거나 사용자 장치로 전달 할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제3 장치로부터 제1 대상 영역에 대한 제1 환경 정보 또는 제2 대상 영역에 대한 제2 환경 정보를 획득할 수 있다. 또는, 서버는 제3 장치로부터, 제1 장치 인근에서 획득된 제1 환경 정보 또는 제2 대상 영역에서 획득된 제2 환경 정보를 획득할 수 있다. 서버는 제2 환경 정보 또는 제2 환경 정보를 저장하거나, 사용자 장치로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 시스템이 복수의 센서 장치를 포함하는 경우, 서버는 제1 센서 장치로부터 제1 환경 정보를 획득하고, 제2 센서 장치로부터 제2 환경 정보를 획득하고, 획득한 환경 정보를 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 환경 정보와 제1 장치의 식별 정보를 함께 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 센서 장치로부터 제1 환경 정보를 획득하고, 제1 환경 정보를 제1 장치 또는 제2 장치로 전달할 수 있다.
서버는 획득한 환경 정보에 기초하여 생성된 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 획득한 환경 정보 및 대응되는 장치의 식별 정보를 포함하는 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다.
서버는 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함하는 시스템을 제어하여 복수의 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다. 서버는 복수의 장치를 제어하기 위한 제어 명령 또는 제어 명령의 기초가 되는 제어 정보를 생성하고, 각 장치로 전달할 수 있다.
서버는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등(이하, 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 서버는 어플리케이션을 통하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령 또는 제1 제어 정보를 생성할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 상태 정보 또는 제1 동작 정보에 기초하여, 제1 제어 정보 또는 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치에 의해 출력되는 전류 값을 획득하고, 기준 전류 값과 비교하여, 기존 값보다 높거나 낮은 전류 값을 인가하도록 하는 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제2 장치를 제어하기 위한 제2 제어 명령 또는 제2 제어 정보를 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 정보에 기초하여 제2 장치를 제어하기 위한 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 제1 장치의 상태 정보를 획득하고, 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치로부터 출력 전류 값을 획득하고, 제1 장치에서 출력되는 전류 값이 기준 값에 못 미치는 경우, 제2 장치의 출력 전류 값을 기준 전류 값보다 높이는 제2 제어 명령을 생성하고, 제2 장치로 전달할 수 있다. 제1 장치가 고장 등의 이유로 적절한 출력 전류를 생성하지 못하는 경우, 제2 장치의 출력을 높임으로써 제1 장치에 대응되는 제1 대응 영역의 미세 입자 농도를 감소시킬 수 있다.
서버는 제3 장치로부터 획득된 환경 정보에 기초하여 제1 장치 및/또는 제2 장치를 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제3 장치로부터 제1 대상 영역의 제1 환경 정보를 획득하고, 제1 환경 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템이 복수의 센서 장치를 포함하는 경우, 서버는 제1 센서 장치로부터 획득된 제1 환경 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성하고, 제2 센서 장치로부터 획득된 제2 환경 정보에 기초하여 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는, 제1 센서 장치로부터 획득된 제1 습도 값에 따라 결정된 제1 전류를 노즐 전류로 하는 제1 장치에 대한 제1 제어 명령을 생성하고, 제2 센서 장치로부터 획득되고 제1 습도 값보다 큰 제2 습도 값에 따라 결정된 제2 전류를 노즐 전류로 하는 제2 장치에 대한 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
또는, 서버는 제1 환경 정보 및 제2 환경 정보를 함께 고려하여, 제1 제어 명령 및 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 센서 장치로부터 획득된 습도 값 및 제2 센서 장치로부터 획득된 센서 값의 평균 값을 기준 습도 값으로 하여, 제1 장치 및 제2 장치에 대하여 노즐에 기준 습도 값에 따라 결정된 노즐 전압을 인가하도록 하는 제1 제어 명령 및 제2 제어 명령을 생성하고 전달할 수 있다.
서버는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치 또는 제2 장치에 대한 제어 정보를 획득하고 제어 정보에 따라 장치를 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치에 대응되는 제1 제어 정보를 획득하고 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 서버는, 제1 대상 영역에 대한 제1 제어 정보(예컨대, 제1 대상 영역의 미세 입자 농도의 목표 감소 비율을 포함하는 제1 제어 정보)를 획득하고, 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 서버는 제1 대상 영역 및 제2 대상 영역을 포함하는 제3 영역에 대한 제어 정보(예컨대, 제3 대상 영역의 미세 입자 농도의 목표 감소 비율을 포함하는 제1 제어 정보)를 획득하고, 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령 및 제2 장치를 제어하기 위한 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 사용자 장치로부터 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치에 대한 제어 정보 또는 제어 명령을 획득할 수 있다. 예컨대, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치에 대한 제1 제어 명령을 획득할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 제2 장치에 대한 제2 제어 명령을 획득할 수 있다. 서버는 제1 제어 명령을 제1 장치로 전달하고, 제2 명령을 제2 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 내지 제3 장치로부터 획득한 정보를 사용자 장치로 전달하고, 이에 응답하여 사용자 장치로부터 제어 정보 또는 제어 명령을 획득할 수 있다.
서버는 획득된 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 내지 제3 장치로부터 획득된 정보, 서버에서 생성된 제어 정보, 제어 명령, 사용자 장치로부터 획득된 제어 정보 또는 제어 명령을 저장할 수 있다.
서버는 획득된 정보를 식별 정보와 함께 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보를 제1 장치의 식별 정보와 함께 저장하고, 제2 장치로부터 획득된 정보를 제2 장치의 식별 정보와 함께 저장할 수 있다. 또는, 서버는 제1 센서 장치로부터 획득된 정보를 제1 장치의 식별 정보와 함께 저장하고, 제2 센서 장치로부터 획득된 정보를 제2 장치의 식별 정보와 함께 저장할 수 있다.
서버는 획득된 정보를 시간 정보와 함께 저장할 수 있다. 예를 들어, 서버는 제1 장치로부터 제1 시점에 획득된 제1 정보를 제1 시점 정보와 함께 저장하고, 제1 장치로부터 제2 시점에 획득된 정보를 제2 시점 정보와 함께 저장할 수 있다.
서버는 이종의 정보를 매칭하여 저장 및 관리할 수 있다. 서버는 각 장치로부터 획득된 정보를 연관하여 저장할 수 있다.
서버는 환경 정보와 제어 명령을 매칭하여 관리할 수 있다. 예컨대, 서버는 제3 장치(또는 제1 센서 장치)로부터 획득된 제1 환경 정보 및 제1 환경 정보에 대응하여 사용자 장치로부터 생성된 제1 제어 정보 또는 제1 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다. 서버는 제3 장치(또는 제2 센서 장치)로부터 획득된 제2 환경 정보 및 제2 환경 정보에 대응하여 사용자 장치로부터 생성된 제2 제어 정보 또는 제2 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다.
서버는 제어 명령과 정보를 매칭하여 관리할 수 있다. 서버는 제1 장치의 제1 상태 정보, 제1 작동 정보 또는 제1 대상 영역의 제1 환경 정보와 사용자로부터 획득된 제1 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다. 서버는 제2 장치의 제2 상태 정보, 제2 작동 정보 또는 제2 대상 영역의 제2 환경 정보와 사용자로부터 획득된 제2 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다.
서버는 매칭된 정보를 이용하여 제1 장치에 제어 명령을 제공할 수 있다. 서버는 제1 정보와 제2 정보가 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 정보에 따른 제2 정보를 예측할 수 있다. 별다른 언급이 없는 한, 도 50과 관련하여 설명한 내용이 적용될 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 장치에 대한 제1 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 제1 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제2 장치로부터 획득된 정보와 제2 장치에 대한 제2 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제2 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 제2 데이터베이스를 이용하여, 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제3 장치로부터 획득된 환경 정보와 제1 장치에 대한 제1 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제1 제어 명령)이 연관되어 저장된 제1 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 서버는 제3 장치로부터 획득된 환경 정보와 제2 장치에 대한 제2 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제2 장치에 대한 제2 제어 명령)이 연관되어 저장된 제2 데이터베이스를 이용하여, 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치, 제2 장치 또는 제3 장치로부터 획득된 제1 정보에 기초하여 제2 정보를 예측하고, 제2 정보에 따른 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 내지 3 장치로부터 획득된 환경 정보(예컨대, 습도 정보)에 기초하여 장치의 동작 정보(예컨대, 출력되는 전류의 양)를 예측하고, 예측된 동작 정보에 따른 제어 명령(예컨대, 노즐 전압에 관한 제어 명령)을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보(또는 제1 센서 장치로부터 획득된 정보)와 제2 장치로부터 획득된 정보(또는 제2 센서 장치로부터 획득된 정보)가 통합된 데이터베이스를 이용할 수 있다. 일 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 미세 입자 농도 및 제1 미세 입자 농도에 대응하여 사용자 장치로부터 획득된 제1 제어 명령이 매칭되어 저장되고, 또한, 제2 장치로부터 획득된 제2 미세 입자 농도 및 제2 미세 입자 농도에 대응하여 사용자 장치로부터 획득된 제2 제어 명령이 매칭되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치 또는 제2 장치에 대한 제어 명령을 생성할 수 있다.
한편, 도 55에서는, 서버가 별도의 분리된 물리적 장치로서 구성되는 경우를 기준으로 도시하였으나, 일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 시스템이 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함하는 경우, 어느 하나의 미세 입자 농도 저감 장치가 서버를 포함하는 허브 장치로서 기능하고, 다른 미세 입자 농도 저감 장치는 주변 장치로서 기능할 수 있다.
예컨대, 도 55를 참조하면, 제1 장치는 서버를 포함하는 허브 미세 입자 농도 관리 장치이고, 제2 장치는 제1 장치와 통신하는 주변 미세 입자 농도 관리 장치일 수 있다. 예컨대, 제1 장치는 서버를 포함하고, 전술한 서버의 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제1 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치로부터 획득되는 정보를 저장하고, 사용자 장치와 통신하여 사용자 장치로 정보를 전달하고 사용자 장치로부터 제어 정보를 획득하고, 제1 장치 및/또는 제2 장치의 동작을 위한 제어 명령을 생성 또는 관리하고, 제1 장치 및/또는 제2 장치의 동작을 제어하는 등 전술한 서버 장치의 동작을 수행할 수 있다. 이때, 제2 장치는, 제1 장치와 통신하고, 제1 정보로 상태 정보 등을 전달하고, 제1 장치로부터 제어 명령을 획득하여 동작할 수 있다.
사용자 장치는 사용자 입력을 획득하고, 서버 또는 미세 입자 농도 저감 시스템의 각 장치와 통신하여, 복수의 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다.
사용자 장치는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등을 구동할 수 있다. 사용자 장치는 제1 대상 영역 및 제2 대상 영역에 대한 미세 입자 농도를 각각 관리할 수 있다.
사용자 장치는 표시부 및/또는 입력부를 포함할 수 있다. 사용자 장치는 표시부를 통하여 사용자에게 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치 및/또는 서버로부터 획득된 정보를 제공할 수 있다. 사용자 장치는 입력부를 통하여 사용자로부터 제1 장치, 제2 장치 또는 제3 장치의 동작과 관련된 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 서버, 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치와 통신할 수 있다. 사용자 장치는 서버와 통신하여, 제1 장치의 제1 상태 정보, 제1 장치의 제1 동작 정보 또는 제1 대상 영역에 대한 제1 환경 정보를 획득할 수 있다. 사용자 장치는 제1 장치 또는 제2 장치에 관한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기초하여 생성된 제1 제어 명령 또는 제2 제어 명령을 서버 장치로 전달할 수 있다.
사용자 장치는, 제1 장치에 대한 제1 상태 정보를 고려하여 제2 장치에 대한 제2 제어 명령을 생성할 수도 있다. 예컨대, 사용자 장치는, 제1 장치의 저수량, 출력되는 전류 등이 기준 값 이하인 경우, 제2 장치의 노즐에 인가되는 전압, 제2 장치에서 출력되는 전류 등을 기본값보다 높이는 제어 명령을 생성할 수 있다.
사용자 장치는 제1 장치와 제2 장치의 위치를 고려하여 제1 제어 명령 및/또는 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 사용자 장치는 제1 장치와 제2 장치의 간격을 고려하여 제1 제어 명령 및/또는 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 사용자 장치는, 출력되는 전류의 양이 장치간의 간격에 따라 결정된 (예컨대, 출력되는 전류의 양이 장치간의 간격과 양의 상관관계를 가지도록 결정된)제1 제어 명령 또는 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버 또는 사용자 장치는 제어 명령을 생성하여 제1 장치 및 제2 장치의 동작을 제어할 수 있다. 서버 또는 사용자 장치는 제1 장치 및 제2 장치를 상호 연동하여 제어할 수 있다.
서버 또는 사용자 장치는 제1 장치 및 제2 장치가 순차적으로 전하를 띠는 입자를 방출하도록 제어할 수 있다. 서버 또는 사용자 장치는 제1 장치 및 제2 장치가 교대로 전하를 띠는 입자를 방출하도록 제어할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템은, 실외에 설치된 복수의 장치를 포함할 수 있다. 이하에서는, 복수의 장치를 포함하는 미세 입자 저감 시스템에 대하여 설명한다.
도 56은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 56를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은, 시스템 대상 영역(또는 전체 대상 영역, TRt) 내의 미세 입자 농도를 관리하기 위하여, 복수의 장치를 이용할 수 있다.
도 56을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은, 전하를 띠는 물질(CS)을 방출하는 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)를 포함할 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)는 음 전하를 띠는 물질을 방출하여, 장치 주변에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다. 도 34를 참조하면, 미세 입자 저감 시스템은, 서로 이격되어 위치된 복수의 미세 입자 농도 저감 장치 중 서로 인접하는 두 장치로서 제1 장치(101) 및 제2 장치(101)를 포함할 수 있다.
제1 장치(101) 또는 제2 장치(102)는 센서부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 장치(101)는 제1 센서부를 포함하고, 제2 장치(102)는 제2 센서부를 포함할 수 있다.
제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102) 각각은, 도 28과 관련하여 설명한 장치(100)와 유사하게 설치, 이용될 수 있다. 제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102) 각각은, 도 51 내지 54와 관련하여 설명한 장치(100)와 유사하게 동작할 수 있다. 이하에서, 특별한 설명이 없는 한, 도 51 내지 54와 관련하여 설명된 내용이 적용될 수 있다.
도 56을 참조하면, 제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102)는 소정의 구조물 위에 설치될 수 있다. 제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102)의 설치 위치는, 각 장치에 의해 형성되는 공간 전하, 이로 인해 형성되는 전기장의 형태 및 주변 지형을 고려하여 결정될 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)의 설치 위치는, 미세 입자의 농도 저감 대상이 되는 시스템 대상 영역(TRt), 제1 장치(101)의 유효 반경(R1) 및 제2 장치(102)의 유효 반경(R2)을 고려하여 결정될 수 있다.
도 56을 참조하면, 제1 장치 및 제2 장치는 지면으로부터 소정 간격 이격된 위치에 설치될 수 있다. 제1 장치는 지면으로부터 제1 거리(H1) 이격된 위치에 설치되고, 제2 장치는 지면으로부터 제2 거리(H2) 이격된 위치에 설치될 수 있다. 제1 거리 및 제2 거리는 서로 동일할 수 있다. 또는, 제1 거리 및 제2 거리는 주변 지형에 따라, 소정의 차이를 가질 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템은, 제1 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 제1 장치(101), 제2 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 제2 장치(102)를 이용하여, 시스템 대상 영역(TRt)의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다.
제1 장치(101)는 제1 대상 영역(TR1)의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 제2 장치(102)는 제2 대상 영역(TR2)의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)는 시스템 대상 영역(TRt)의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 시스템 대상 영역(TRt)은 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함하는 미세 입자 농도 저감 시스템에 의해 미세 입자 농도가 저감되는 대상 영역일 수 있다.
제1 장치(101)는 제1 유효 반경(R1)을 가지는 장치일 수 있다. 제2 장치(102)는 제2 유효 반경(R2)을 가지는 장치일 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)를 포함하는 미세 입자 농도 저감 시스템은 전체 유효 반경(Rt)을 유효 반경으로 할 수 있다. 전체 유효 반경(Rt)은 제1 유효 반경(R1) 및 제2 유효 반경(R2)을 더한 것보다 작도록 결정될 수 있다.
제1 장치(101) 및 제2 장치(102)는 제1 간격(D12) 이격되어 설치될 수 있다. 일 예로, 제1 간격(D12)은, 제1 유효 반경(TR1) 및 제2 유효 반경(TR2)을 더한 것보다 작도록 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 유효 반경(TR1) 및 제2 유효 반경(TR2)이 각각 30m인 경우, 제1 간격(D12)은 50m로 결정될 수 있다. 제1 장치(101)의 제1 유효 영역(TR1) 및 제2 장치(102)의 제2 유효 영역(TR1)은 적어도 일부 중첩될 수 있다.
제1 장치(101) 및 제2 장치(102)의 유효 반경 및/또는 제1 장치 및 제2 장치 사이의 거리(D12)는 전체 시스템의 효율을 고려하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)에 의해 소모되는 전력은, 제1 반경(R1)과 제2 반경(R2)를 더한 것을 반경으로 하는 미세 입자 농도 저감 장치에 비하여 적을 수 있다. 단일 장치를 이용하여 넓은 영역의 미세 입자 농도를 저감하고자 하는 경우, 외부 구조물에 의한 방해가 심해질 수 있고, 장치를 중심으로 돔 형태의 대상 영역이 형성되므로, 상공에 무용 영역이 발생할 수 있다. 따라서, 불필요한 전력의 소비를 최소화 하기 위하여, 시스템 대상 영역(TRt)에 복수의 미세 입자 농도 저감 장치가 적절히 배치될 수 있다.
도 56을 참조하면, 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 대상 영역 내에 설치된 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 센서 장치(SD)는 시스템 대상 영역(TRt) 내의 일 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 센서 장치(SD)는 제1 장치(또는 장치가 설치된 구조물)가 위치된 지점으로부터 제1 유효 반경(R1)만큼 이격된 위치에 설치될 수 있다. 센서 장치(SD)는 제1 장치(101) 인근에 위치될 수도 있다. 센서 장치(SD)는 제1 장치(101)와 제2 장치(102)의 사이에 위치될 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)는 제1 장치(101)와 제2 장치(102)의 중간 지점에 위치될 수 있다.
센서 장치는 시스템 대상 영역(TRt), 제1 대상 영역(TR1) 또는 제2 대상 영역(TR2)의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치는, 시스템 대상 영역(TRt), 제1 대상 영역(TR1) 또는 제2 대상 영역(TR2)에서의 온도, 습도, 기압, 기류(예컨대, 풍속), 공기 품질(예컨대, 미세 먼지의 농도), 공간 전하의 밀도 중 어느 하나를 포함하는 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치는 환경 정보를 획득하고, 제1 장치(101), 제2 장치(102), 서버 또는 사용자 장치로 전달할 수 있다.
한편, 미세 입자 농도 저감 시스템은 복수의 센서 장치를 포함할 수도 있다. 예컨대, 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치(101)로부터 제1 거리 떨어진 위치에 설치되고 제1 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 제1 장치(101)로부터 제2 거리 떨어진 위치에 설치되고 제2 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수도 있다. 또는, 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치(101)에 대응되는 제1 대상 영역(TR1)의 환경 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 제2 장치(102)에 대응되는 제2 대상 영역(TR1)의 환경 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수도 있다.
도 55 및 56 에서 도시하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 도 50 내지 54에서 설명하는 것과 유사하게 동작할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 시스템 대상 영역(TRt) 내에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여 공간 전하를 형성할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 시스템 대상 영역(TRt) 내에 위치된 미세 입자(FP)가 공간 전하에 의해 대전되고 공간 전하에 의해 형성된 전기장에 의해 밀려나고, 궁극적으로는 지면과 접하여 제거되도록 충분한 시간 동안 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 구동하고, 센서 장치를 이용하여 미세 입자 농도 저감 동작의 상태 및 환경을 관리할 수 있다.
2.5 실내 미세 입자 농도 저감 시스템
2.5.1 실내 설치
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도 저감 동작은 실내 공간에서의 미세 입자 농도를 낮추기 위하여 이용될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 실내 공간은, 대기와 일부 상이한 환경을 가지는 공간을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 실내 공간은, 천장, 바닥 및 사면을 가지고 외부와 구분되는 실내 만을 의미하는 것이 아니라, 적어도 일부 면이 개방되어 외부와 연결된 반 실내 공간 역시 실내 공간에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 미세 입자의 농도 저감 동작은, 실내 공간에 설치된 장치에 의해 수행될 수 있다. 실내 공간에 설치된 장치는, 실내 대상 영역 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 설명하는 장치는, 댁 내, 백화점, 대형 쇼핑몰, 운동 경기장, 실내 공연장, 도서관 등에 설치되어, 미세 입자의 농도를 저감할 수 있다.
2.5.2 단일 장치 시스템
도 57은 실내 미세 입자 농도 저감을 위한 미세 입자 농도 저감 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 57은 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 미세 입자 농도를 저감하는 장치(100) 및 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 실내 미세 입자 농도 저감을 위한 미세 입자 농도 저감 시스템에서, 미세 입자 농도를 저감하는 장치(100)의 대상 영역은 단위 실내 공간일 수 있다.
미세 입자 농도를 저감하는 장치(100)는 실내 공간의 일 위치에 설치될 수 있다. 도 57에서 도시에서는 편의상 천장에 가깝게 설치된 경우를 예시로서 도시하였으나, 이는 발명의 내용을 구성하지는 아니한다. 장치(100)는 사람이 주로 지나는 영역에 위치될 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 공중에 설치되거나, 실내 공간의 바닥에 설치될 수 있다. 또는, 장치(100)는 실내 공기 흐름이 지나는 덕트 내에 위치될 수도 있다.
미세 입자 농도를 저감하는 장치(100)는 실내 공간에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 실내 공간의 미세 입자(FP)를 대전할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 대전된 미세 입자(FP)가 실내 특정 위치로 이동하여 포집되도록 유도할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 공간 전하를 형성하고, 공간 전하를 통하여 대전된 미세 입자(FP)가 대상 위치에 부착되어 전하를 잃고 제거되도록 전기력을 제공할 수 있다.
센서 장치(SD)는 실내 공간의 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 실내 공간의 온도, 습도, 전하 밀도, 미세 입자의 농도 등을 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)와 미세 입자 농도 관리 장치(100)는 일체로서 마련될 수 있다.
도 57을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 중앙 제어 장치(300)를 더 포함할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 장치(100), 센서 장치(SD) 및 공간에 설치된 다른 공기 품질 관리 장치의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 중앙 제어 장치(300)는 장치(100) 및 공조 시설, 냉/난방 장치, 송풍기, 환기팬 등의 동작을 제어할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 장치(100)의 동작과 다른 공기 품질 관리 장치의 동작을 연동할 수 있다. 예컨대, 중앙 제어 장치(300)는 장치(100)가 동작하는 동안에는 송풍기의 동작을 중단할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은 집진 모듈을 포함할 수 있다. 집진 모듈은 장치(100)에 의해 대전된 미세 입자(FP)를 포집할 수 있다. 집진 모듈은 실내 공간의 일 위치에 설치될 수 있다. 집진 모듈은 건물에 내재된 공조 시스템의 덕트 내에 설치될 수 있다. 집진 모듈은 장치(100)로부터 방출되는 전하와 반대되는 전기적 특성을 띨 수 있다. 예컨대, 장치(100)에 의해 음전하가 공급되는 경우, 집진 모듈은 + 전하를 띨 수 있다. 또는, 집진 모듈에는 +전압이 인가될 수 있다. 그러나, 이는 본 명세서에 따른 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 집진 모듈은 접지된 집진부를 가질 수도 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은 공기 품질 관리 장치를 더 포함할 수 있다. 공기 품질 관리 장치는 실내 공기 중의 습도, 온도, 풍향 등을 제어하기 위한 장치일 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 공기 품질 관리 장치를 제어하여, 미세 입자 농도 저감 장치의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공기 품질 관리 장치는 필터를 가지는 공기 청정 장치일 수 있다. 공기 품질 관리 장치는 공간 내의 공기를 흡입하고, 필터를 통과한 공기를 배출할 수 있다. 이때, 공기 품질 관리 장치는 집진 모듈과 유사한 기능을 하는 집진부를 가지고, 미세 입자 농도 저감 장치에 의해 대전된 미세 입자를 집진할 수 있다.
도 57에서 도시하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 도 50 내지 54에서 설명하는 것과 유사하게 동작할 수 있다. 도 57에서 도시하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 실내 영역 내에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 실내 공간 내에 위치하는 미세 입자를 대전할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대전된 미세 입자에 전기적 영향을 적용하여, 실내 공간 내의 부유하는 미세 입자의 농도를 저감할 수 있다.
한편, 도 57에서는 4면의 측벽과, 천장 및 바닥을 가지는 실내 공간을 기준으로 실내 미세 입자 농도 저감에 대하여 설명하였으나, 본 명세서에서 설명하는 실내 미세 입자 농도 저감 동작은, 일부가 개방된 실내, 즉 반-실내 공간에도 적용될 수 있다.
예컨대, 미세 입자 농도 저감 동작은, 천장이 개방된 실내 공간에 적용될 수 있다. 또 예컨대, 미세 입자 농도 저감 동작은, 측벽의 적어도 일 면이 개방된 실내 공간에 적용될 수도 있다.
이때, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 개방되지 않은 면에 가깝게 위치된 적어도 하나의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은 개방되지 않은 면에 가깝게 위치되어, 실내 공간 내의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자가 실내 공간의 일부 구조에 부착되거나, 실내 공간에서 밀려나도록, 공간 전하를 형성하여 전기력을 제공하는 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다.
또는, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 개방된 면과 가깝게 위치된 적어도 하나의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은 개방된 면과 가깝게 위치되어, 실내 공간 내의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자가 실내 공간의 일부 구조에 부착되거나, 실내 공간에서 밀려나도록, 공간 전하를 형성하여 전기력을 제공하는 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다.
3. 장치 사용 방법
여기에서는, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 사용하는 방법 등에 대하여 설명한다.
3.1 장치 설치 방법
도 58은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 58을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법은 장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는 단계(S1301), 설치된 구조물 상에 장치를 설치하는 단계(S1303)를 포함할 수 있다.
장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는(S1301) 것은 장치의 설치 위치를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 장치의 설치 위치를 결정하는 것은, 장치가 설치되는 위치의 지면으로부터의 높이를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치의 설치 위치는 장치의 유효 반경에 기초하여 결정될 수 있다.
장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는(S1301) 것은 전기적 또는 자기적 안정성을 제공하는 구조물을 마련하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 장치는 미세 입자의 농도 저감을 위하여 전하를 띠는 물질을 방출하는 점을 고려할 때, 장치가 설치되는 환경 또는 구조물은 전기적 또는 자기적으로 안정한 성질을 가지도록 마련될 수 있다. 예컨대, 구조물은 적어도 일부 절연된 구간을 가지도록 마련될 수 있다. 또는, 구조물은 적어도 일부 비자성 재료로 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는(S1301) 것은 미세먼지 저감 장치를 지표면으로부터 제1 간격 이격된 제1 위치에 설치하기 위한 구조물을 설치하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치가 설치되는 구조물은 제1 단과 미세먼지 저감 장치와 맞닿는 제2 단을 구비할 수 있다. 구조물은 제1 단과 제2 단 사이에 적어도 일부 전기적으로 절연된 구간을 포함할 수 있다. 구조물은 제1 단에서 전기적으로 접지될 수 있다. 구조물은 제1 단에서 지표와 맞닿을 수 있다. 구조물은 제1 단에서 건물 기타 사물에 고정될 수 있다. 구조물과 장치가 맞닿는 제2 단과 장치 사이에는 절연된 구간이 위치될 수 있다. 제1 단과 제2 단은 미리 정해진 거리만큼 이격될 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치의 제1 측이 구조물과 접하도록 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 장치는 저수 용기가 위치된 제1 측 및 노즐이 위치된 제2 측을 포함할 수 있다. 이때, 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 저수 용기가 위치된 제1 측이 구조물과 접하도록 설치하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 실외 미세 입자 농도 시스템을 구축하기 위하여 구조물 상에 장치를 설치하는 경우, 장치는, 저수 용기가 위치된 제1 측이 상대적으로 건물과 가깝게 위치되고, 노즐이 위치된 제2 측이 상대적으로 건물과 멀리 위치되도록, 건물에 설치될 수 있다.
다른 예로, 실내 미세 입자 농도 시스템을 구축하기 위하여 구조물 상에 장치를 설치하는 경우, 장치는, 저수 용기가 위치된 제1 측이 상대적으로 내벽에 가깝게 위치되고, 노즐이 위치된 제2 측이 상대적으로 내벽과 멀리 위치되도록, 실내 일 위치에 설치될 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치의 노즐이 지면과 수직하는 방향을 향하도록 장치를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치의 노즐이 지면과 나란한 방향을 향하도록 장치를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 장치가 복수의 노즐을 포함하는 경우, 장치는, 복수의 노즐 중 적어도 하나의 노즐이 지면으로부터 수직하거나 지면과 나란한 방향을 가지도록 위치될 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 구조물의 제1 단 및 제2 단 중 제2 단에 가깝게 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 구조물의 지표와 맞닿는 제1 단과 대향하는 제2 단에 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치가 구조물로부터 돌출되도록 설치하는 것을 포함할 수 있다. 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치를 구조물(예컨대, 대상 건물)의 측벽에, 일 방향, 예컨대, 측벽에 수직하는 방향으로 돌출되도록 설치하는 것을 포함할 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 복수의 구조물 상에 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치를 설치하는 것은, 장치가 복수의 구조물에 의해 지지되도록, 복수의 구조물 상에 또는 복수의 구조물 사이에 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법은 장치에 연료가 공급되는 가스관을 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치는 연료가 미리 저장된 카트리지 형태의 연료통이 삽입될 수 있는 형태로 마련될 수 있다. 또는, 미세 입자 농도 장치는, 가스 공급관과 연결되어 직접 가스 연료를 공급받고 동작하도록 마련될 수도 있다. 미세 입자 농도 저감 장치가 가스관에 연결되어 직접 연료를 공급받는 경우, 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법은 장치에 구조물을 적어도 일부 경유하여 공급되는 가스 배관을 연결하는 것을 더 포함할 수 있다.
3.2 장치 관리 방법
도 59는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 59을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법은, 장치를 설치하는 단계(S1301), 장치로부터 상태 정보를 획득하는 단계(S1303), 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경(S1305)하는 단계를 포함할 수 있다.
장치를 설치하는 것은 도 58과 관련하여 전술한 것과 유사하게 구현될 수 있다. 장치를 설치하는 것은 장치에 연료를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치를 절치하는 것은, 장치에 연료 용기를 설치하거나, 장치에 연료가 공급될 수 있는 배관을 연결하는 것을 포함할 수 있다.
장치로부터 상태 정보를 획득하는 것은 장치의 연료 공급 상태를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 장치로부터 상태 정보를 획득하는 것은 장치에 포함된 연료 저장 용기 내의 연료의 양을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 장치로부터 상태 정보를 획득하는 것은 장치의 노즐에 공급되는 연료의 또는 에어의 양을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은 노즐의 연료 공급 상태를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은, 제1 카트리지에 포함된 연료의 양이 제1 용량의 소정 비율 이하인 경우, 제1 카트리지를 제2 카트리지로 변경하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은 제1 연료 용기에 연료를 충전하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은 장치에 의해 방출되는 전하량이 기준값에 못미치는 경우, 장치의 노즐 또는 노즐 어레이를 교체하는 것을 포함할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (21)

  1. 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는,
    일 단으로부터 유입되는 연료를 수용하는 노즐 하우징, 상기 일 단과 대향하는 타 단 주변에 형성되고 상기 연료가 분출되는 연료 분출구 및 상기 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리;
    상기 화염 노즐 어셈블리로 상기 연료를 공급하는 연료 공급 모듈;
    상기 화염 노즐 어셈블리의 상기 노즐 하우징 내에 위치되는 전극;
    상기 미세 입자 농도 저감 장치에 전력을 공급하는 전원; 및
    상기 전원을 이용하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 통하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러; 를 포함하되,
    상기 전극은 상기 연료의 연소에 의해 발생하는 화염과 적어도 일부 접하도록 배치되고,
    상기 컨트롤러는, 상기 연료 공급 모듈을 통하여 상기 연료 분출구에 상기 연료를 제공하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 화염 노즐 어셈블리가, 상기 연료가 연소되는 연소 활성 상태에서 상기 전극에 고전압을 인가하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하고, 상기 공간 전하를 통하여 상기 대상 영역의 미세 입자에 전기력을 제공하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 감소시키는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 고전압은 음의 고전압이고, 상기 전하를 띠는 물질은 음의 전하를 띠는 물질이고,
    상기 컨트롤러는, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 상기 음의 고전압을 인가하여, 상기 연료의 연소로 발생하는 양이온의 방출을 억제하고, 상기 연료의 연소로 발생하는 상기 음의 전하를 띠는 물질을 상기 대상 영역에 공급하는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 상기 고전압을 인가하여 상기 전하를 띠는 물질을 상기 대상 영역에 공급하여 상기 대상 영역에 상기 공간 전하를 형성하는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전하를 띠는 물질을 상기 대상 영역에 공급하여 상기 대상 영역의 상기 미세 입자를 대전시키고, 상기 공간 전하를 통하여 상기 대상 영역의 상기 미세 입자에 상기 미세 입자 농도 저감 장치로부터 멀어지는 방향의 상기 전기력을 제공하는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는 복수의 상기 화염 노즐 어셈블리를 포함하고,
    상기 복수의 화염 노즐 어셈블리는 서로 소정 간격 이격된 격자 형태로 배열되는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 복수의 상기 화염 노즐 어셈블리는 제1 화염 노즐 어셈블리 및 제2 화염 노즐 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 화염 노즐 어셈블리는 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 화염 노즐 어셈블리는 제2 전극을 포함하고,
    상기 컨트롤러는, 상기 제1 화염 노즐 어셈블리 및 상기 제2 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 동일한 전압을 인가하는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는 상기 연료 분출구 주변에 위치되는 점화 전극을 포함하는 점화 모듈;을 더 포함하되,
    상기 컨트롤러는, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태가 되도록, 상기 점화 전극에 고전압 펄스를 인가하는
    미세 입자 농도 저감 장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태가 되도록, 상기 전극에 고전압 펄스를 인가하여 상기 연료에 점화하는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 전극은 상기 연료 분출구 외부로 적어도 일부 돌출된 핀 형태로 마련되는
    미세 입자 농도 저감 장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는 상기 에어 유입구로 외기를 공급하는 에어 펌프;를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러는 상기 연료 공급 모듈을 통하여 상기 연료를 상기 화염 노즐 어셈블리에 제1 유량으로 공급하고, 상기 에어 펌프를 이용하여 상기 외기를 상기 에어 유입구에 제2 유량으로 공급하고,
    상기 제2 유량은 상기 제1 유량과 양의 상관관계를 가지도록 결정되는,
    미세 입자 농도 저감 장치.
  11. 일 단으로부터 유입되는 연료를 수용하는 노즐 하우징, 상기 일 단과 대향하는 타 단 주변에 형성되고 상기 연료가 분출되는 연료 분출구 및 상기 연료와 혼합되는 에어가 유입되는 에어 유입구를 포함하는 화염 노즐 어셈블리, 상기 화염 노즐 어셈블리로 상기 연료를 공급하는 연료 공급 모듈, 상기 화염 노즐 어셈블리의 상기 노즐 하우징 내에 위치되는 전극- 전극은 상기 연료의 연소에 의해 발생하는 화염과 적어도 일부 접하도록 배치됨 -, 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 통하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 컨트롤러를 포함하는 미세 입자 농도 저감 장치를 이용하여 상기 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 방법에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 연료 공급 모듈을 통하여 상기 연료 분출구에 상기 연료를 제공하는 단계;
    상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리에 제1 전압을 인가하여 상기 화염 노즐 어셈블리를 상기 연료가 상기 연료 분출구에서 연소되는 연소 활성 상태로 변경하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 전압인 제2 전압을 인가하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 제공하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 단계; 를 포함하는
    미세 입자 농도 저감 방법
  12. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 대상 영역에 상기 전하를 띠는 물질을 제공하는 것은, 상기 컨트롤러가 상기 전극에 음의 전압인 상기 제2 전압을 인가하여 상기 대상 영역에 음의 전하를 띠는 물질을 제공하는 것을 포함하고,
    상기 컨트롤러가 상기 대상 영역에 상기 전하를 띠는 물질을 제공하는 것은, 상기 컨트롤러가 상기 전극에 상기 제2 전압을 인가하여, 상기 연료의 연소로 발생하는 양이온의 방출을 억제하고, 상기 연료의 연소로 발생하는 상기 음의 전하를 띠는 물질을 상기 대상 영역에 제공하는 것을 더 포함하는,
    미세 입자 농도 저감 방법.
  13. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 상기 제2 전압을 인가하여 상기 전하를 띠는 물질을 상기 대상 영역에 제공하여 상기 대상 영역에 상기 공간 전하를 형성하는 단계; 를 더 포함하는
    미세 입자 농도 저감 방법.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 상기 제2 전압을 인가하여 상기 전하를 띠는 물질을 상기 대상 영역에 제공하여 상기 대상 영역의 상기 미세 입자를 대전시키는 단계;를 더 포함하는
    미세 입자 농도 저감 방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 전극에 상기 제2 전압을 인가하여 상기 대상 영역에 상기 전하를 띠는 물질을 제공하여 상기 공간 전하를 유지하고, 상기 공간 전하를 통하여 상기 대상 영역의 상기 미세 입자에 상기 미세 입자 농도 저감 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공하는 단계;를 더 포함하는
    미세 입자 농도 저감 방법.
  16. 제11항에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는 복수의 상기 화염 노즐 어셈블리를 포함하고, 상기 복수의 화염 노즐 어셈블리는 서로 소정 간격 이격된 격자 형태로 배열되는,
    미세 입자 농도 저감 방법.
  17. 제16항에 있어서,
    상기 복수의 상기 화염 노즐 어셈블리는 제1 화염 노즐 어셈블리 및 제2 화염 노즐 어셈블리를 포함하고, 상기 제1 화염 노즐 어셈블리는 제1 전극을 포함하고, 상기 제2 화염 노즐 어셈블리는 제2 전극을 포함하고,
    상기 컨트롤러가 상기 전극에 상기 제2 전압을 인가하는 것은, 상기 제1 화염 노즐 어셈블리 및 상기 제2 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태일 때, 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극에 상기 제2 전압을 인가하는 것을 포함하는,
    미세 입자 농도 저감 방법.
  18. 제11항에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는 상기 연료 분출구 주변에 위치되는 점화 전극을 포함하는 점화 모듈을 더 포함하고,
    상기 컨트롤러가 상기 화염 노즐 어셈블리에 상기 제1 전압을 인가하는 단계는, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연료가 연소하지 않는 연소 비활성 상태일 때, 상기 화염 노즐 어셈블리가 상기 연소 활성 상태가 되도록, 상기 점화 전극에 제1 전압을 인가하는 것을 더 포함하는,
    미세 입자 농도 저감 방법.
  19. 제11항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 화염 노즐 어셈블리에 상기 제1 전압을 인가하는 단계는, 상기 컨트롤러가 상기 전극에 고전압 펄스를 인가하여 상기 연료에 점화하는 것을 더 포함하는,
    미세 입자 농도 저감 방법.
  20. 제11항에 있어서,
    상기 전극은 상기 연료 분출구 외부로 적어도 일부 돌출된 핀 형태로 마련되는,
    미세 입자 농도 저감 방법.
  21. 제11항에 있어서,
    상기 미세 입자 농도 저감 장치는 상기 에어 유입구로 외기를 공급하는 에어 펌프;를 더 포함하되,
    상기 컨트롤러가 상기 연료 분출구에 상기 연료를 제공하는 단계는, 상기 연료를 제1 유량으로 공급하는 것을 포함하고,
    상기 미세 입자 농도 저감 방법은,
    상기 에어 펌프를 이용하여 상기 외기를 상기 에어 유입구에 상기 제1 유량과 양의 상관관계를 가지도록 결정된 제2 유량으로 공급하는 단계; 를 더 포함하는,
    미세 입자 농도 저감 방법.

KR1020200012840A 2020-02-03 2020-02-03 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법 KR102170843B1 (ko)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200012840A KR102170843B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법
KR1020200137116A KR20210098827A (ko) 2020-02-03 2020-10-21 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020200012840A KR102170843B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200012802 Division 2020-02-03 2020-02-03

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200137116A Division KR20210098827A (ko) 2020-02-03 2020-10-21 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR102170843B1 true KR102170843B1 (ko) 2020-10-27

Family

ID=73136159

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200012840A KR102170843B1 (ko) 2020-02-03 2020-02-03 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법
KR1020200137116A KR20210098827A (ko) 2020-02-03 2020-10-21 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Family Applications After (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020200137116A KR20210098827A (ko) 2020-02-03 2020-10-21 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Country Status (1)

Country Link
KR (2) KR102170843B1 (ko)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021157976A1 (ko) * 2020-02-03 2021-08-12 주식회사 이서 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020092548A (ko) * 2001-06-04 2002-12-12 안강호 코로나 방전을 이용한 입자의 제조장치 및 그 제조방법
US20120317985A1 (en) * 2011-02-09 2012-12-20 Clearsign Combustion Corporation Electric field control of two or more responses in a combustion system
US20150147706A1 (en) * 2012-11-27 2015-05-28 Clearsign Combustion Corporation Electrodynamic burner with a flame ionizer

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20020092548A (ko) * 2001-06-04 2002-12-12 안강호 코로나 방전을 이용한 입자의 제조장치 및 그 제조방법
US20120317985A1 (en) * 2011-02-09 2012-12-20 Clearsign Combustion Corporation Electric field control of two or more responses in a combustion system
US20150147706A1 (en) * 2012-11-27 2015-05-28 Clearsign Combustion Corporation Electrodynamic burner with a flame ionizer

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021157976A1 (ko) * 2020-02-03 2021-08-12 주식회사 이서 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법

Also Published As

Publication number Publication date
KR20210098827A (ko) 2021-08-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20160265769A1 (en) System for electrically-driven classification of combustion particles
EP1802400B1 (en) Electrostatic spray nozzle with internal and external electrodes
US20170023242A1 (en) Method for precombustion ionization
US8282028B2 (en) Electrostatically atomizing device
KR102170843B1 (ko) 미세 입자 농도를 저감하는 장치 및 방법
US20170009985A9 (en) Charged ion flows for combustion control
US7417553B2 (en) Surface mount or low profile hazardous condition detector
GB2458162A (en) Air cleaner
EP1733798B8 (en) Electrostatic atomizer
JP6080329B2 (ja) 液剤噴霧装置及び帯電噴霧ヘッド
US20100243885A1 (en) Methods and apparatus for extracting air contaminants
WO2013179431A1 (ja) 液剤噴霧装置、帯電噴霧ヘッド及び液剤噴霧方法
JP2013185765A (ja) イオンミスト加湿装置及びイオンミスト加湿システム
CN100400174C (zh) 静电雾化装置
KR102105789B1 (ko) 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치 및 방법
KR102105790B1 (ko) 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치 및 방법
KR102487542B1 (ko) 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치 및 방법
JP2009243419A (ja) 内燃機関の排気浄化装置
CN114144261A (zh) 用于管理细颗粒浓度的设备和方法
US7906080B1 (en) Air treatment apparatus having a liquid holder and a bipolar ionization device
JP7196550B2 (ja) 空気清浄装置
TWI415350B (zh) 離子形成裝置、用以輸送一離子流至充電物體的方法及用以輸送一離子流的方法
KR102300116B1 (ko) 미세 입자 농도를 저감하기 위한 장치
JP5841016B2 (ja) 微粒子検知システム
JP7142357B2 (ja) イオン発生器

Legal Events

Date Code Title Description
GRNT Written decision to grant