KR102226853B1 - 수중 정화용 드론 - Google Patents

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KR102226853B1
KR102226853B1 KR1020200045700A KR20200045700A KR102226853B1 KR 102226853 B1 KR102226853 B1 KR 102226853B1 KR 1020200045700 A KR1020200045700 A KR 1020200045700A KR 20200045700 A KR20200045700 A KR 20200045700A KR 102226853 B1 KR102226853 B1 KR 102226853B1
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    • G01N2015/0096—Investigating consistence of powders, dustability, dustiness

Abstract

본 발명은 수중 정화용 드론을 제공하며, 외부의 유체가 통과하는 유체 채널이 양측에 배치된 메인 바디와, 상기 유체 채널에 배치되어, 상기 유체 채널로 상기 유체를 유입 시키는 제1 추진 모듈, 및 상기 유체 채널의 일측에 배치되어, 상기 유체 채널을 통과하는 상기 유체에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 모듈을 포함한다.

Description

수중 정화용 드론{Drone for water purification}
본 발명은 수중 정화용 드론에 관한 것이다.
산업 발달과 함께 식생활은 물론 여과활동 방법이 다양해지고 있으며, 이러한 문화의 변화와 더불어 날로 증가하는 것 중 하나가 오폐수를 포함하는 쓰레기이다. 이러한 쓰레기를 포함하는 오폐수는 수질　오염은 물론 토양이나 대기를　오염시키는　오염원이 되고 있으며, 이러한　오염원을 줄이기 위해 다양한 기술이 개발되고 있다.
오폐수에 함유된 질소, 인 등 다량의 영양염류가 하ㆍ폐수처리장에서 완벽히 제거되지 못한 상태로 하천이나 호소(湖沼) 또는 바다로 유입되면서 전세계적으로 대부분의 담수와 대도시 인근 해안에서는 광범위한 부영양화(富營養化, eutrophication)가 급속히 진행되고 있는 실정이다.
여기서, 부영양화란　수중의 영양염류, 특히 질소(nitrogen)와 인(phosphorus)의 농도가 높아지는 현상을 일컫으며, 이러한 부영양화에 의해 많은 문제점들이 야기된다. 대표적으로, 담수, 특히 댐의 건설로 인하여 생긴 인공호의 부영양화는 긴 체류시간과 정체수역 증가를 초래하여 조류(藻類, algae)의 생장을 촉진하게 되고, 특히 기온이 높고 광량이 많은 여름철에는 녹조(綠潮, green tide)현상들이 매우 빈번히 발생 된다.
따라서, 이와 같은 문제의 발생을 방지하기 위해 부영양화와 조류에 의한 수화 발생을 억제하거나 신속하고도 효율적으로 처리하기 위한 심층폭기, 인위적 순환, 저니 준설, 살조제 투여, 인의 불활성화 등이 개발되어 왔다.
한편, 플라스틱의 사용이 증가하면서, 그 중 일부는 바다로 유입된다. 그러나 바다로 유입된 플라스틱은 자연적으로 분해되지 않는다. 이로 인한 오염물질이 쉽게 퍼질 수 있다는 인식이 높아지면서 플라스틱으로 인한 해양오염에 대한 관심이 높아지고 있다. 특히 바다에 버려지는 쓰레기 중 60~80%가 플라스틱인 것으로 나타났다. 그 중 생활용품에 흔히 사용되는 미세 플라스틱(micro-beads, micro-plastics)은 해양생물들이 먹이로 착각하기 쉬워 해양생태계에 교란을 일으키는 심각성을 경고하고 있다. 이처럼 미세 플라스틱에 많은 관심이 집중되는 이유는 바다 속 미세 플라스틱이 해양생물체에 큰 영향을 끼친다는 것이다.
이로 인해 해양생물들이 목이 졸리거나, 숨이 막히거나, 영양실조에 걸려서 결국 폐사하게 된다. 또한 플라스틱 제조 과정에서 첨가된 독성 오염물질을 흡착하여 바닷물을 크게 오염시키기도 한다. 크기가 큰 플라스틱은 여러 가지 환경요인에 의해 작게 조각날 수 있기 때문에, 바다 표면 위를 떠다니는 큰 플라스틱이 수 백 조각의 미세 플라스틱으로 그 형태가 바뀔 수 있는 것이다. 해양환경의 위협요인으로 대두되고 있는 미세 플라스틱에 대응하기 위해 다양한 분야에서 연구가 진행되고 있다. 일본선행문헌 JP2004-154748(2004.06.03공개)은 자영식 어류형 수중내 오염물질 응집화 장치를 개시한다.
본 발명은 수중 비행 중에 오염물질을 제거할 수 있는 수중 정화용 드론을 제공한다.
본 발명의 일 측면은, 외부의 유체가 통과하는 유체 채널이 양측에 배치된 메인 바디와, 상기 유체 채널에 배치되어, 상기 유체 채널로 상기 유체를 유입 시키는 제1 추진 모듈, 및 상기 유체 채널의 일측에 배치되어, 상기 유체 채널을 통과하는 상기 유체에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 모듈을 포함하는 수중 정화용 드론을 제공한다.
또한, 상기 플라즈마 모듈은 상기 유체 채널의 중심을 따라 연장되는 파이프, 및 상기 파이프의 내부에 배치되는 플라즈마 램프를 포함할 수 있다.
또한, 상기 플라즈마 모듈은 상기 유체 채널을 따라 복수개로 구비되며, 상기 유체의 이동 거리에 따라 다른 파장을 방출할 수 있다.
또한, 상기 메인 바디의 전면에 배치되며, 전방 이미지를 획득하는 제1 센서, 및 상기 메인 바디의 일측에 배치되며, 상기 유체의 일부를 채취하여 오염도를 측정하는 제2 센서를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 다른 측면은 외부의 유체가 통과하는 유체 채널과, 상기 유체 채널의 외측에 배치되는 서브 채널을 가지는 메인 바디와, 상기 유체 채널에 배치되어, 상기 유체 채널로 상기 유체를 유입 시키는 제1 추진 모듈, 및 상기 서브 채널의 일측에 배치되어, 상기 서브 채널을 통과하는 상기 유체에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 모듈을 포함하는 수중 정화용 드론을 제공한다.
또한, 상기 메인 바디의 전면에 배치되며, 전방 이미지를 획득하는 제1 센서, 및 상기 메인 바디의 일측에 배치되며, 상기 유체의 일부를 채취하여 오염도를 측정하는 제2 센서를 더 포함하고, 상기 메인 바디는 상기 제2 센서에서 측정된 상기 유체의 오염도가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 서브 채널가 개방될 수 있다.
본 발명에 따른 수중 정화용 드론은 비행 중 유입된 유체에 플라즈마를 방출하여, 오염물질을 제거할 수 있다. 플라즈마 모듈이 유체 채널이나 서브 채널에 배치되어, 수중에 포함된 미세 플라스틱 등을 분해하여, 환경 오염을 줄일 수 있다.
본 발명에 따른 수중 정화용 드론은 저수지나 호수의 수중을 비행하면서, 수중의 오염물질을 제거할 수 있다. 수중 정화용 드론은 오염 물질을 감지하고, 감지된 오염물질을 제거할 수 있다. 물론 이러한 효과에 의해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 정화용 드론을 도시하는 사시도이다.
도 2는 도 1의 수중 정화용 드론을 개념적으로 도시하는 도면이다.
도 3은 도 1의 수중 정화용 드론의 일부 구성을 도시하는 구성도이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 정화용 드론의 일부를 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수중 정화용 드론의 일부를 도시하는 도면이다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 상세히 설명하기로 하며, 도면을 참조하여 설명할 때 동일하거나 대응하는 구성 요소는 동일한 도면부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다.
이하의 실시예에서, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
이하의 실시예에서, 포함하다 또는 가지다 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 또는 구성요소가 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.
어떤 실시예가 달리 구현 가능한 경우에 특정한 공정 순서는 설명되는 순서와 다르게 수행될 수도 있다. 예를 들어, 연속하여 설명되는 두 공정이 실질적으로 동시에 수행될 수도 있고, 설명되는 순서와 반대의 순서로 진행될 수 있다.
도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 이하의 실시예는 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 수중 정화용 드론(100)을 도시하는 사시도이고, 도 2는 도 1의 수중 정화용 드론(100)을 개념적으로 도시하는 도면이며, 도 3은 도 1의 수중 정화용 드론(100)의 일부 구성을 도시하는 구성도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 수중 정화용 드론(100)은 수중을 비행하면서, 물의 오염을 모니터링하고, 오염된 물을 정화할 수 있다. 수중 정화용 드론(100)은 수중을 비행하면서, 유동을 형성하여 자정의 유발할 수 있다. 또한, 수중 정화용 드론(100)은 플라즈마 광을 조사하여, 미세 플라스틱과 같은 오염원을 제거할 수 있다. 수중 정화용 드론(100), 메인 바디(110), 제1 추진 모듈(120), 제2 추진 모듈(130), 플라즈마 모듈(140), 제어부(150), 제1 센서(160) 및 제2 센서(170)를 포함할 수 있다.
메인 바디(110)는 수중 정화용 드론(100)의 외관을 형성하며, 제1 추진 모듈(120) 및 제2 추진 모듈(130)에 의해서 물속에서 비행할 수 있다. 메인 바디(110)는 외부 유체가 통과하는 유체 채널(115)을 구비할 수 있다.
유체 채널(115)은 메인 바디(110)의 양측에 배치될 수 있다. 유체 채널(115)의 입구를 통해서 유체가 FI 방향으로 유입되고, 유체 채널(115)을 통과한 이후에 출구에서 FO 방향으로 배출된다.
유체 채널(115)은 유체가 통과할 수 있는 소정의 공간을 가지며, 내부에 플라즈마 모듈(140)이 배치될 수 있다. 그리하여 유체 채널(115)을 통과하는 유체는 플라즈마 모듈(140)에서 조사되는 광으로 클리닝 될 수 있다. 이에 대해서는 아래에서 상세히 설명하기로 한다.
메인 바디(110)의 중앙에는 투명 윈도우가 배치되고, 투명 윈도우의 내부에는 제1 센서(160)가 배치될 수 있다. 제1 센서(160)는 수중 정화용 드론(100)의 전방을 촬상할 수 있는 장치로 설정될 수 있다. 제1 센서(160)에서 획득한 이미지는 제어부(150)로 전달되고, 제어 신호에 의해서 제1 추진 모듈(120) 및 제2 추진 모듈(130)이 제어될 수 있다.
일 실시예로, 메인 바디(110)는 선단의 부피가 후단의 부피보다 크게 설정될 수 있다. 즉, 메인 바디(110)는 FI의 유동이 발생하는 선단으로 다량의 유체가 유입되도록 부피가 크게 설정되고, 추력을 발생시키기 위해서 FO의 유동이 발생하는 후단은 부피가 작게 설정될 수 있다.
제1 추진 모듈(120)은 제1 프로펠러(121), 제2 프로펠러(122) 및 제1 구동부(125)를 구비할 수 있다. 제1 프로펠러(121)는 유체 채널(115)의 입구단에 장착되고, 제2 프로펠러(122)는 유체 채널(115)의 출구단에 장착될 수 있다.
제1 구동부(125)는 제1 프로펠러(121) 및/또는 제2 프로펠러(122)에 구동력을 전달하여, 수중 정화용 드론(100)에 추력을 생성할 수 있다. 제1 구동부(125)는 회전 토크를 생성하는 다양한 장치로 설정될 수 있으며, 일예로 전기 모터일 수 있다.
제1 구동부(125)는 제어부(150)와 전기적으로 연결되며, 제어부(150)에서 인가된 제어 신호로 제1 프로펠러(121) 및/또는 제2 프로펠러(122)의 구동을 제어할 수 있다.
일 예로, 제1 구동부(125)는 제1 프로펠러(121)와 제2 프로펠러(122)를 동시에 구동시킬 수 있다. 그리하여 제1 프로펠러(121)와 제2 프로펠러(122)는 동일한 회전속도로 구동될 수 있다.
다른 예로, 제1 구동부(125)는 제1 프로펠러(121)와 제2 프로펠러(122)를 각각 독립적으로 제어할 수 있다. 즉, 제1 프로펠러(121)와 제2 프로펠러(122)는 각각 별도의 회전축을 가지고, 제1 구동부(125)는 제1 프로펠러(121)의 회전속도와 제2 프로펠러(122)의 회전 속도를 각각 제어할 수 있다.
다른 실시예로, 제1 구동부(125)는 한 쌍의 제1 추진 모듈(120)을 각각 제어할 수 있다. 예컨대, 좌측과 우측에 배치된 각각의 제1 추진 모듈(120)의 회전 속도를 독립적으로 제어하여, 수중 정화용 드론(100)의 방향을 제어할 수 있다.
선택적 실시예로, 제1 추진 모듈(120)의 전방에는 매쉬 형태의 필터가 배치되어, 유체 채널(115)로 유입되는 이물질을 필터링 할 수 있다.
제2 추진 모듈(130)은 메인 바디(110)의 상면 또는 하면에 배치될 수 있다. 제2 추진 모듈(130)은 수중 정화용 드론(100)의 크기에 따라 개수가 다양하게 설정될 수 있다. 다만, 이하에서는 설명의 편의를 위해서 3개의 제2 추진 모듈(130)이 메인 바디(110)의 상면에 배치된 실시예를 중심으로 설명하기로 한다.
제2 추진 모듈(130)은 제2 구동부(135)를 통해서 구동력을 전달 받으며, 메인 바디(110)를 부양 시킬 수 있다. 수중 정화용 드론(100)의 비행 깊이를 제어하기 위해서, 제어부(150)는 제2 구동부(135)의 회전 속도를 제어할 수 있다.
일 실시예로, 제2 추진 모듈(130)을 통과하는 유체를 정화시키기 위해서, 플라즈마 모듈(140)이 제2 추진 모듈(130)을 통과하는 유체의 유동 경로 상에 배치될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 모듈은 메인 바디(110)의 높이 방향으로 형성된 유체 채널(미도시)에 배치될 수 있다. 제2 추진 모듈(130)이 구동하여 메인 바디(110)가 승강 또는 하강시에, 플라즈마 모듈(140)에서 조사된 플라즈마 광이 유체를 정화할 수 있다.
플라즈마 모듈(140)은 유체에 광을 조사하여, 유체 채널(115)을 통과하는 유체에 오염 물질을 제거 또는 분해할 수 있다. 플라즈마 모듈(140)은 유체 채널(115)의 일측에 배치되며, 제어부(150)의 제어 신호에 따라 작동할 수 있다.
도 2를 보면, 수중 정화용 드론(100)이 수중을 비행하면, 제1 추진 모듈(120)에 의해서 유체 채널(115)의 FI 방향으로 유체가 유입되고, FO방향으로 유입된 유체가 배출된다. 플라즈마 모듈(140)은 유체 채널(115)을 통과하는 유체에 플라즈마 광을 조사하여, 유체를 살균하고 이물질을 분해할 수 있다.
플라즈마 모듈(140)은 각각의 유체 채널(115)에 배치될 수 있다. 예컨대, 플라즈마 모듈(140)은 제1 추진 모듈(120)에 의해서 유동하는 유체의 경로상에 배치될 수 있다. 또한, 플라즈마 모듈(140)은 제2 추진 모듈(130)에 의해서 유동하는 유체의 경로상에 배치될 수 있다.
도3을 참조하면, 제어부(150)는 수중 정화용 드론(100)을 전반적으로 제어하도록 구비되는 데, 구체적으로, 제어부(150)는 저장된 각종 프로그램을 이용하여 수중 정화용 드론(100)의 전반적인 동작을 제어한다.
예를 들어, 제어부(150)는 CPU, 램(RAM), 및/또는 롬(ROM)을 포함할 수 있다. 여기서, 롬은 시스템 부팅을 위한 명령어 세트가 저장되는 구성이고, CPU는 롬에 저장된 명령어에 따라 수중 정화용 드론(100)의 메모리에 저장된 운영체제를 램에 복사하고, O/S를 실행시켜 시스템을 부팅시킨다. 부팅이 완료되면, CPU는 저장유닛에 저장된 각종 애플리케이션을 램에 복사하고, 실행시켜 각종 동작을 수행할 수 있다. 이상에서는 방역 장치가 하나의 CPU만을 포함하는 것으로 설명하였지만, 구현 시에는 복수의 CPU(또는 DSP, SoC 등)으로 구현될 수 있다.
본 발명의 일 실시 예에 따라, 제어부(150)는 디지털 신호를 처리하는 디지털 시그널 제어부(digital signal processor(DSP), 마이크로 제어부(microprocessor), TCON(Time controller)으로 구현될 수 있다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 중앙처리장치(central processing unit(CPU)), MCU(Micro Controller Unit), MPU(micro processing unit), 컨트롤러(controller), 어플리케이션 제어부(application processor(AP)), 또는 커뮤니케이션 제어부(communication processor(CP)), ARM 제어부 중 하나 또는 그 이상을 포함하거나, 해당 용어로 정의될 수 있다. 또한, 제어부(150)는 프로세싱 알고리즘이 내장된 SoC(System on Chip), LSI(large scale integration)로 구현될 수도 있고, FPGA(Field Programmable gate array) 형태로 구현될 수도 있다.
수중 정화용 드론(100)은 제어부(150)의 처리 또는 제어를 위한 프로그램 및/또는 프로그램의 동작을 위한 다양한 데이터를 저장한 저장 유닛을 포함할 수 있다. 저장 유닛은 수중 정화용 드론(100)에서 구동되는 다수의 응용 프로그램(application program 또는 애플리케이션(application), 방역 장치의 동작을 위한 데이터들, 명령어들을 저장할 수 있다. 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 무선 통신을 통해 외부 서버 및/또는 클라우드로부터 다운로드 될 수 있다. 또한 이러한 응용 프로그램 중 적어도 일부는, 수중 정화용 드론(100)의 기본적인 기능을 위하여 출고 당시부터 방역 장치 상에 존재할 수 있다. 응용 프로그램은, 저장 매체에 저장되고, 제어부(150)에 의하여 수중 정화용 드론(100)의 동작(또는 기능)을 수행하도록 구동될 수 있다.
저장 유닛은 수중 정화용 드론(100)이 비행하면서 획득한 데이터를 저장하는 DB를 포함할 수 있다. DB에 저장되는 정보는 외부 장치에 의하여 입력될 수도 있으나, 반드시 이에 한정되는 것은 아니고, 외부 서버 또는 클라우드 및/또는 외부 단말기를 통해 전송될 수도 있다.
또한, 제어부(150)는 조종 모듈(10)과 연결되어, 사용자가 조종 모듈(10)로 입력한 신호를 기초로, 수중 정화용 드론(100)의 전반적인 구동을 제어할 수 있다. 사용자는 수중 정화용 드론(100)에서 원거리로 이격되어 있다라도, 조종 모듈(10)을 조작하여 수중 정화용 드론(100)을 제어할 수 있다.
이를 위해 제어부(150)는 데이터 송수신을 할 수 있도록 통신부(미도시)를 더 포함할 수 있는 데, 통신부는 블루투스 통신부, BLE(Bluetooth Low Energy) 통신부, 근거리 무선 통신부(Near Field Communication unit), WLAN(와이파이) 통신부, 지그비(Zigbee) 통신부, 적외선(IrDA, infrared Data Association) 통신부, WFD(Wi-Fi Direct) 통신부, UWB(ultra wideband) 통신부, Ant+ 통신부 등의 근거리 통신부, 이동통신 망을 포함할 수 있다.
제어부(150)는 제1 추진 모듈(120), 제2 추진 모듈(130), 플라즈마 모듈(140), 제1 센서 및 제2 센서(170)를 제어할 수 있다.
제어부(150)는 제어신호로 제1 추진 모듈(120)의 제1 구동부(125)를 제어할 수 있다. 제1 구동부(125)를 제어하여, 수중 정화용 드론(100)의 추력을 조절할 수 있으며, 좌측 또는 우측의 회전 속도를 조절하여 방향을 제어할 수 있다.
제어부(150)는 제어 신호로 제2 추진 모듈(130)의 제2 구동부(135)를 제어할 수 있다. 제2 구동부(135)를 제어하여 수중 정화용 드론(100)을 비행 깊이를 조절할 수 있다.
제어부(150)는 플라즈마 모듈(140)의 구동을 제어할 수 있다. 수중의 오염물질이 감지되면, 제어부(150)에서 플라즈마를 방출하여, 오염물질을 분해할 수 있다. 이때, 제어부(150)는 제2 센서(170)로부터 전달받은 오염물질의 농도에 대한 데이터를 기초로, 플라즈마의 강도나 조사 시간을 제어할 수 있다.
제어부(150)는 제1 센서(160)와 연결되어, 비행하는 수중 정화용 드론(100)의 전방 이미지를 획득할 수 있다. 제1 센서(160)는 메인 바디(110)의 전방에 배치되며, 전방 미지를 획득할 수 있다. 제1 센서(160)는 카메라 등의 이미지 센서이며, 투명 윈도우의 내부에 배치될 수 있다.
제어부(150)는 제2 센서(170)와 연결되어, 유체 채널(115)을 통과하는 유체의 오염도를 측정할 수 있다. 제2 센서(170)는 메인 바디(110)의 일측에 배치되며, 유체의 일부를 채취하여 오염도를 측정할 수 있다. 또한, 제2 센서(170)는 오염원을 센싱하거나, 오염의 농도를 센싱할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 정화용 드론(100)은 수중을 비행하면서, 유체의 오염원을 제거할 수 있다. 추진 모듈에 의해 유체가 수중 정화용 드론(100)의 내부로 유입되면, 플라즈마 모듈(140)이 플라즈마를 조사하여, 유체에 포함된 오염물질을 제거할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 수중 정화용 드론의 일부를 도시하는 도면이다.
도 4를 참조하면, 플라즈마 모듈(240)은 유체의 이동방향을 따라 복수개로 구비될 수 있다. 플라즈마 모듈(240)은 유체 채널(115)을 따라 길이 방향으로 복수개가 이격되게 배치될 수 있다.
플라즈마 모듈(240) 복수개의 플라즈마 램프를 구비할 수 있다. 일예로, 플라즈마 모듈(240)은 제1 플라즈마 램프(241), 제2 플라즈마 램프(242) 및 제3 플라즈마 램프(243)를 구비하고, 각각의 플라즈마 램프는 서로 이격되게 배치될 수 있다.
제1 내지 제3 플라즈마 램프(243)는 유체 채널(115)의 중심축을 따라 연장되는 파이프(244)의 내부에 배치될 수 있다. 파이프(244)는 플라즈마 램프에서 조사되는 플라즈마가 투과할 수 있는 다양한 재료로 형성될 수 있다.
플라즈마 모듈(240)은 유체 채널을 따라 복수개로 구비되며, 유체의 이동 거리에 따라 서로 다른 파장을 방출할 수 있다. 일실시예로, 복수개의 플라즈마 램프들은 유체의 이동에 따라 플라즈마의 파장이 길어질 수 있다.
제1 플라즈마 램프(241)는 제1 영역대의 파장을 가지는 제1 플라즈마(P1)를 방출하고, 제2 플라즈마 램프(242)는 제2 영역대의 파장을 가지는 제2 플라즈마(P2)를 방출하며, 제3 플라즈마 램프(243)는 제3 영역대의 파장을 가지는 제3 플라즈마(P3)를 방출할 수 있다.
제1 플라즈마(P1)는 보라색 또는 파란색 계역을 플라즈마로, 유체에 포함된 미세 플라스틱을 분해하거나 세균을 제거할 수 있다. 즉, 제1 플라즈마 램프(241)는 파장이 가장 짧은 제1 플라즈마(P1)를 조사하여, 유체 내에 포함된 이물질 자체를 분해할 수 있다.
제2 플라즈마(P2)는 빨강색 계열의 플라즈마이고, 제3 플라즈마(P3)는 백색 계열의 플라즈마로, 유체에 조사되면, 유체가 생물의 배양할 수 있도록 안정적이게 된다. 제1 플라즈마 램프(241)를 통과한 유체에 제2 플라즈마(P2) 및/또는 제3 플라즈마(P3)를 조사하여, 유체의 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 정화용 드론은 수중을 비행하면서, 유체의 오염원을 제거할 수 있다. 각각의 플라즈마 램프에서 유체의 이동에 따라 다양한 파장의 플라즈마를 방출하여, 유체에 포함된 미세 플라스틱의 분해를 촉진하고, 유체의 안정성을 확보할 수 있다.
도 5는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 수중 정화용 드론의 일부를 도시하는 도면이다.
도 5를 참조하면, 메인 바디(110)는 유체 채널(115)과 서브 채널(116)을 구비할 수 있다. 유체 채널(115)의 입구에는 제1 프로펠러(121)가 배치되고, 출구에는 제2 프로펠러(122)가 배치되어, 수중 정화용 드론의 추진력을 생성할 수 있다.
서브 채널(116)은 유체 채널(115)의 외측에 배치되며, 선택적으로 개폐되어, 유체를 정화할 수 있다.
유체 채널(115)을 수중 정화용 드론의 추력을 생성하기 위해서 제1 추진 모듈(120)이 배치되고, 플라즈마 모듈(340)은 배치되지 않는다. 유체 채널(115)의 내부에 추가적인 구조물이 존재하지 않으므로, 추진을 위해서 이용되는 유체의 이동성을 확보할 수 있다. 특히, 플라즈마 모듈(340)에 의해서 유동이 방해 되는 것을 방지할 수 있다.
서브 채널(116)은 개방되어 외부 유체가 유입될 수 있다. 서브 채널(116)의 내부에는 플라즈마 모듈(340)이 배치되고, 플라즈마 모듈(340)에서 방출되는 플라즈마가 서브 채널(116)을 통과하거나 저장된 유체를 정화할 수 있다.
일 예로, 서브 채널(116)은 선택적으로 개방될 수 있다. 제2 센서(170)는 유체의 오염도를 측정하고, 측정된 오염도가 기 설저된 범위를 벗어나면 서브 채널(116)이 개방될 수 있다. 서브 채널(116)의 입구와 출구에는 각각 커버(117)가 배치되고, 커버(117)는 연결부(117a)에 의해서 개폐 가능하게 설치될 수 있다.
제2 센서(170)에서 측정된 유체의 오염 데이터가 제어부(150)로 전송되고, 제어부(150)는 측정된 유체의 오염도가 기 설정된 농도 범위를 벗어나는 것으로 확인되면, 커버(117)를 개방시킨다. 서브 채널(116)이 개방되면, 제어부(150)는 플라즈마 모듈(340)을 구동시켜서, 서브 채널(116)로 유입된 유체를 정화할 수 있다.
다른 예로, 서브 채널(116)은 수중 정화용 드론의 부양을 위한 탱크 기능을 가질 수 있으며, 동시에 저장된 유체를 정화할 수 있다. 수중 정화용 드론이 가라 앉아야 하는 경우에는 입구의 커버(117)를 열어 유체를 유입시켜서, 서브 채널(116)에 유체를 채운다. 이때, 플라즈마 모듈(340)이 구동하여, 서브 채널(116)에 저장된 유체를 정화할 수 있다. 수중 정화용 드론이 상승해야 하는 경우에는 출구의 커버(117)를 열어 유체를 외부로 배출할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 수중 정화용 드론은 수중을 비행하면서, 유체의 오염원을 제거할 수 있다. 서브 채널(116)을 개방하여 유체를 통과시키거나 저장할 수 있으며, 서브 채널(116)에 배치된 플라즈마 모듈(340)에서 유체의 이동에 따라 다양한 파장의 플라즈마를 방출하여, 유체에 포함된 미세 플라스틱의 분해를 촉진하고, 유체의 안정성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 수중 정화용 드론은 저수지나 호수의 수중을 비행하면서, 수중의 오염물질을 제거할 수 있다. 수중 정화용 드론은 기 설정된 수중 영역을 설정된 프로세스로 비행할 수 있다. 예컨대, 수중 정화용 드론은 기 설정된 비행 속도로 수중을 비행하는 것으로 설정될 수 있으며, 드론이 비행하면서 산소를 공급하므로, 녹조를 제거할 수 있다.
수중 정화용 드론은 오염 물질을 감지하고, 감지된 오염물질을 제거할 수 있다. 예컨대, 제1 센서에서 촬상된 이미지를 통해서 오염물질을 감지할 수 있다. 이때, 제어부는 이전에 저장된 수중 이미지와 새롭게 촬상된 수중 이미지를 비교하여, 오염물질을 확인할 수 있다. 또한, 제어부는 이전에 저장된 수중이미지에 대한 데이터를 기계 학습하고, 제1 센서에서 촬상된 이미지를 비교하여 오염물질을 확인할 수 있다.
또한, 제2 센서에서 측정된 오염물질의 농도 데이터를 기초로, 유체에 포함된 오염물질의 농도를 검출할 수 있다. 제2 센서는 수중 정화용 드론이 비행 중에 실시간으로 유체의 오염도를 측정할 수 있다. 제어부는 측정된 데이터가 기 설정된 범위를 벗어나는지를 판단하고, 설정된 범위를 벗어나면 플라즈마 모듈을 구동시킬 수 있다.
수중 정화용 드론은 비행 중 유입된 유체에 플라즈마를 방출하여, 오염물질을 제거할 수 있다. 플라즈마 모듈이 유체 채널이나 서브 채널에 배치되어, 수중에 포함된 미세 플라스틱 등을 분해하여, 환경 오염을 줄일 수 있다.
본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 특허청구범위뿐만 아니라, 이 특허청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10: 조종 모듈
100: 수중 정화용 드론
110: 메인 바디
115: 유체 채널
116: 서브 채널
120: 제1 추진 모듈
130: 제2 추진 모듈
140: 플라즈마 모듈
150: 제어부
160: 제1 센서
170: 제2 센서

Claims (6)

  1. 외부의 유체가 통과하는 유체 채널이 양측에 배치된 메인 바디;
    상기 유체 채널에 배치되어, 상기 유체 채널로 상기 유체를 유입 시키는 제1 추진 모듈; 및
    상기 유체 채널의 일측에 배치되어, 상기 유체 채널을 통과하는 상기 유체에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 모듈;을 포함하며,
    상기 플라즈마 모듈은
    상기 유체 채널을 따라 연장되는 파이프; 및
    상기 파이프에 배치되는 플라즈마 램프;를 구비하고,
    상기 플라즈마 램프는 복수개로 구비되되, 상기 유체의 이동 거리에 따라 다른 플라즈마를 방출하는, 수중 정화용 드론.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 메인 바디의 전면에 배치되며, 전방 이미지를 획득하는 제1 센서; 및
    상기 메인 바디의 일측에 배치되며, 상기 유체의 일부를 채취하여 오염도를 측정하는 제2 센서;를 더 포함하는, 수중 정화용 드론.
  3. 제2 항에 있어서,
    이전에 저장된 수중 이미지에 대한 데이터를 기계 학습하고, 상기 제1 센서에서 촬상된 이미지를 비교하여 오염물질을 확인하는 제어부;를 더 포함하는, 수중 정화용 드론.
  4. 외부의 유체가 통과하는 유체 채널과, 상기 유체 채널의 외측에 배치되며 입구와 출구에 커버가 배치된 서브 채널을 가지는 메인 바디;
    상기 유체 채널에 배치되어, 상기 유체 채널로 상기 유체를 유입 시키는 제1 추진 모듈; 및
    상기 서브 채널의 일측에 배치되어, 상기 서브 채널을 통과하는 상기 유체에 플라즈마를 조사하는 플라즈마 램프를 가지는 플라즈마 모듈;을 포함하는, 수중 정화용 드론.
  5. 제4 항에 있어서,
    상기 메인 바디의 전면에 배치되며, 전방 이미지를 획득하는 제1 센서; 및
    상기 메인 바디의 일측에 배치되며, 상기 유체의 일부를 채취하여 오염도를 측정하는 제2 센서;를 더 포함하고,
    상기 메인 바디는
    상기 제2 센서에서 측정된 상기 유체의 오염도가 기 설정된 범위를 벗어나면 상기 서브 채널의 상기 커버가 개방되는, 수중 정화용 드론.
  6. 삭제
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