KR102260602B1 - 실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법 - Google Patents

실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법 Download PDF

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Abstract

실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법이 개시된다. 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치는 서로 제1 간격으로 이격되며 공기 중으로 전하를 방출하여 먼지를 하전시키는 방전 전극들 및 서로 제2 간격으로 이격되며 물을 분무하여 상기 하전된 먼지를 포집하는 분무 노즐들을 포함하며, 상기 방전 전극들은 상기 분무 노즐들 보다 높은 곳에 설치된다.

Description

실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법{OUTDOOR DUST CAPTURE DEVICE AND DRIVING METHOD FOR THE SAME}
본 발명은 먼지 포집 장치에 관한 것으로, 특히, 실외의 먼지를 포집 및 제거할 수 있는 실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법에 관한 것이다.
오늘날 미세 먼지 증가 등 대기 오염의 심각성이 증대되면서, 전세계적으로 대기 환경 향상에 대한 연구 및 투자가 증가하고 있다. 특히, 우리나라는 지형적인 조건에 따라 광범위한 영역에서 미세 먼지의 영향이 크기 때문에 실내 뿐만 아니라 실외에서의 대기 환경 향상을 위한 기술이 필요한 실정이다.
중국 시안에서는 중국 시안에서는 실외의 먼지를 제거하기 위해 태양열에 의한 자연대류를 이용하여 미세먼지를 제거하기 위한 타워를 설치하였으나 기대에 못못미치는(약 15% 정도)의 효율을 보였고, 네덜란드의 스모크 프리 타워 역시 반경 5 m 내에서도 성능을 확인할 수 없었다. 또한 국내에서도 인공강우를 이용하여 미세먼지 제거 실험을 실시하였으나 그 효과를 볼 수 없었다.
본 발명이 이루고자 하는 기술적인 과제는 실외의 먼지를 포집 및 제거할 수 있는 실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치는 서로 제1 간격으로 이격되며 공기 중으로 전하를 방출하여 먼지를 하전시키는 방전 전극들 및 서로 제2 간격으로 이격되며 물을 분무하여 상기 하전된 먼지를 포집하는 분무 노즐들을 포함하며, 상기 방전 전극들은 상기 분무 노즐들 보다 높은 곳에 설치된다.
실시 예에 따라, 상기 실외용 먼지 포집 장치는 상기 방전 전극들로 고전압을 인가하는 고전압 발생기, 상기 분무 노즐들로 상기 물을 공급하는 펌프 및 상기 전압 발생기와 상기 펌프의 동작을 제어하는 제어부를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 실외용 먼지 포집 장치는 강우량을 측정하는 레인 센서를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 측정된 강우량이 소정의 기준 강우량을 초과할 때 상기 전압 발생기 및 상기 펌프 중 적어도 하나의 동작을 중지시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 실외용 먼지 포집 장치는 상기 방전 전극들 및 상기 분무 노즐들과 일정 거리 이격되며 상기 실외용 먼지 포집 장치 부근의 풍속을 측정하는 풍속계를 더 포함하며, 상기 제어부는 상기 측정된 풍속이 소정의 기준 풍속을 초과할 때 상기 전압 발생기 및 상기 펌프 중 적어도 하나의 동작을 중지시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 분무 노즐들은 접지될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 분무 노즐들은 상기 방전 전극들과 반대되는 극성으로 상기 물을 하전시켜 분무할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 실외용 먼지 포집 장치는 상기 펌프와 상기 분무 노즐들 사이에 구비되며 상기 물에 부동액을 섞어 상기 분무 노즐들로 공급하는 혼합기를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 부동액은 에틸알코올 또는 방향제 혼합물일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치의 구동 방법은 방전 전극들로 고전압을 인가하여 상기 방전 전극들 주위의 먼지를 하전시키는 단계 및 분무 노즐들을 통해 물을 분무하여 상기 하전된 먼지를 포집하는 단계를 포함하며, 상기 방전 전극들은 상기 분무 노즐들 보다 높은 곳에 설치된다.
실시 예에 따라, 상기 구동 방법은 레인 센서를 이용해 강우량을 측정하는 단계 및 상기 측정된 강우량이 소정의 기준값을 초과할 때, 상기 방전 전극들로 인가되는 고전압을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 구동 방법은 상기 실외용 먼지 포집 장치 부근의 풍속을 측정하는 단계 및 상기 측정된 풍속이 소정의 기준값을 초과할 때, 상기 방전 전극들로 인가되는 고전압을 차단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 물은 상기 방전 전극들로 인가되는 고전압과 반대되는 극성으로 하전될 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 구동 방법은 외기 온도를 측정하는 단계 및 상기 측정된 외기 온도가 기준 값 미만일 때 상기 물이 분무되기 전 상기 물에 부동액을 섞는 단계를 더 포함할 수 있다.
실시 예에 따라, 상기 부동액은 에틸알코올 또는 방향제 혼합물일 수 있다.
본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법은 실외의 먼지를 포집 및 제거할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법은 실외의 기상 조건을 감지하여 실외용 먼지 포집 장치의 구동 여부를 제어하여 안전성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 상세한 설명에서 인용되는 도면을 보다 충분히 이해하기 위하여 각 도면의 상세한 설명이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치의 블록도를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치의 개념도를 나타낸다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
본 명세서에 개시되어 있는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들에 대해서 특정한 구조적 또는 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로서, 본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 형태들로 실시될 수 있으며 본 명세서에 설명된 실시 예들에 한정되지 않는다.
본 발명의 개념에 따른 실시 예들은 다양한 변경들을 가할 수 있고 여러 가지 형태들을 가질 수 있으므로 실시 예들을 도면에 예시하고 본 명세서에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명의 개념에 따른 실시 예들을 특정한 개시 형태들에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물, 또는 대체물을 포함한다.
제1 또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소로부터 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 이탈되지 않은 채, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하는 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 이웃하는"과 "~에 직접 이웃하는" 등도 마찬가지로 해석되어야 한다.
본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 설시된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가진다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 갖는 것으로 해석되어야 하며, 본 명세서에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명함으로써, 본 발명을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치의 블록도를 나타내며, 도 2는 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치의 개념도를 나타낸다.
도 1 내지 2을 참조하면, 실외용 먼지 포집 장치(10)는 방전부(100), 분무부(200), 제어부(300) 및 센서부(400)를 포함한다.
방전부(100)는 제어부(300)의 제어에 따라 공기 중으로 전하를 방출하여 먼지를 하전시킨다. 구체적으로, 방전부(100)는 제어부(300)로부터 수신되는 제1 제어 신호(CS1)에 응답하여 공기 중으로 전하를 방출한다.
방전부(100)는 고전압 발생기(110)와 방전 전극들(120)을 포함한다.
고전압 발생기(110)는 고전압을 발생하고, 발생된 고전압을 방전 전극들(120)로 인가한다.
방전 전극들(120)은 고전압 발생기(110)로부터 인가되는 고전압을 공기 중으로 방출하여 먼지를 하전시킨다. 실시 예에 따라, 방전 전극들(120)은 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
대기 중의 부유 먼지의 약 20~30%는 전하를 갖고 있는데, 방전부(100)는 전하를 갖는 먼지의 비율을 증가시켜 효과적으로 먼지를 포집할 수 있다.
분무부(200)는 제어부(300)의 제어에 따라 공기 중으로 물방울을 분무하여 먼지를 포집한다. 구체적으로 분무부(200)는 제어부(300)로부터 수신되는 제2 제어 신호(CS2)에 응답하여 공기 중으로 물방울을 분무한다.
분무부(200)는 펌프(210), 분무 노즐들(220) 및 물탱크(230)를 포함한다.
펌프(210)는 물탱크(230)에 저장된 물을 분무 노즐들(220)로 공급한다.
분무 노즐들(220)은 펌프(210)로부터 공급되는 물을 공기 중으로 분무하여 공지 중의 먼지를 포집한다. 실시 예에 따라, 분무 노즐들(220)은 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다. 방전 전극들(120)은 분무 노즐들(220) 보다 높은 곳에 설치되는 것이 바람직하다.
실시 예에 따라, 분무부(200), 특히, 분무 노즐들(220)은 접지되어 대전되지 않은 상태의 물을 공기 중으로 분무할 수 있다.
다른 실시 예에 따라, 분무 노즐들(220)은 유도 대전 전극(미도시)을 이용해 물을 유도 대전하여 공기 중으로 분무할 수 있다. 예를 들어, 분무 노즐들(220)은 방전 전극들(120)과 반대되는 극성으로 물을 하전시켜 분무할 수 있다. 상기 유도 대전 전극으로 인가되는 전압은 고전압 발생기(110)로부터 인가될 수 있다.
고전압 발생기(110)가 음의 극성을 갖는 고전압을 발생시켜 방전 전극들(120)로 인가하면, 방전 전극들(120)은 전자를 공기 중으로 방출한다. 상기 방출된 전극은 먼지와 충돌하게 되고, 상기 충돌된 먼지는 음전하를 갖게 된다.
상기 하전된 먼지는 방전 전극들(120)과 분무 노즐들(220) 사시에 형성된 전기장에 의해 분무 노즐들(220)로 이동하게 되고, 분무 노즐들(220)을 통해 분무되는 물방울과 충돌하여 포집된다.
이와 같이 포집된 먼지는 물방울과 함께 낙하하여 공기 중에서 제거될 수 있다. 상기 물방울이 증발하더라도 포집된 먼지는 물방울 내의 다른 먼지들과 응집하여 입자 크기가 커져서 인체 유해성이 감소하게 된다.
실시 예에 따라, 분무부(200)는 혼합기(240)와 부동액 탱크(250)를 더 포함할 수 있다.
혼합기(240)는 펌프(210)로부터 분무 노즐들(220)로 공급되는 물과 부동액 탱크(250)에 저장된 부동액을 혼합한다. 예를 들어, 외기 온도가 기준 값 미만으로 낮아지면 혼합기(240)는 물이 어는 것을 방지하기 위해 분무 노즐들(220)로 공급되는 물에 부동액을 섞는다.
실시 예에 따라, 부동액은 에틸알코올 또는 방향제 혼합물일 수 있다.
제어부(300)는 실외용 먼지 포집 장치(10)의 전반적인 동작을 제어한다. 제어부(300)는 제1 제어 신호(CS1)를 생성하여 방전부(100)의 동작을 제어하고, 제2 제어 신호(CS2)를 생성하여 분무부(200)의 동작을 제어한다. 제어부(300)의 동작은 이후 도 3을 참조하여 보다 상세하게 설명될 것이다.
센서부(400)는 실외용 먼지 포집 장치(10)의 주변 정보를 감지한다. 예를 들어, 센서부(400)는 실외용 먼지 포집 장치(10)의 기상 정보를 감지하고 감지된 정보를 제어부(300)로 전송한다.
실시 예에 따라, 센서부(400)는 레인 센서(미도시), 풍속계(미도시) 및 온도 센서(미도시) 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다.
레인 센서는 실외용 먼지 포집 장치(10) 주변의 강우량을 측정하고, 측정된 강우량 정보를 제어부(300)로 출력한다.
제어부(300)는 레인 센서에 의해 측정된 강우량이 소정의 기준값을 초과할 때 실외용 먼지 포집 장치(10)의 동작을 중지시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는, 강우량이 소정의 기준값을 초과하면, 고전압 발생기(110) 및 펌프(210) 중 적어도 하나의 동작을 중지시킬 수 있다.
풍속계는 실외용 먼지 포집 장치(10) 주변의 강우량을 측정하고, 측정된 풍속 정보를 제어부(300)로 출력한다.
제어부(300)는 풍속계에 의해 측정된 풍속이 소정의 기준값을 초과할 때 실외용 먼지 포집 장치(10)의 동작을 중지시킬 수 있다. 구체적으로, 제어부(300)는, 풍속이 소정의 기준값을 초과하면, 고전압 발생기(110) 및 펌프(210) 중 적어도 하나의 동작을 중지시킬 수 있다.
실시 예에 따라, 풍속계는 방전 전극들(120) 및 분무 노즐들(220)과 일정 거리 이격될 수 있다.
풍속계는 풍향도 함께 측정할 수 있는 풍향 풍속계일 수 있다. 풍향 풍속계가 설치되어 있는 경우 제어부(300)는 풍향과 풍속을 함께 고려하여 실외용 먼지 포집 장치(10)의 동작 여부를 결정할 수 있다. 예를 들어, 실외용 먼지 포집 장치(10) 주변에서 형성된 상승 기류가 감지되면 제어부(300)는 비교적 낮은 풍속에서도 실외용 먼지 포집 장치(10)를 중지시킬 수 있다.
온도 센서는 실외용 먼지 포집 장치(10) 주변의 온도를 측정하고, 측정된 온도 정보를 제어부(300)로 출력한다.
제어부(300)는 온도 센서에 의해 측정된 온도가 소정의 기준값 미만일 때 혼합기(240)를 구동하여 부동액 탱크(250)에 저장된 부동액과 물을 혼합시킬 수 있다.
도 3은 도 1에 도시된 제어부의 동작을 설명하기 위한 플로우 차트(flow chart)이다.
도 3을 참조하면, 제어부(300)는 방전 전극들(120)로 고전압을 인가하도록 고전압 발생기(110)를 동작시킨다(S100). 이때, 방전 전극들(120)이 방출한 전하에 의해 먼지가 하전된다.
제어부(300)는 분무 노즐들(220)을 통해 물이 분무되도록 펌프(210)를 동작시킨다(S110). 이때, 분무 노즐들(220)을 통해 분무된 물방울과 하전된 먼지가 흡착된다. 이때, 제어부(300)는 사용자의 입력에 따라 물을 대전시켜 분무할 수 있다.
제어부(300)는 실외용 먼지 포집 장치(10)가 동작하는 동안 센서부(400)를 통해 실외용 먼지 포집 장치(10)의 주변 정보를 감지한다(S120).
제어부(300)는 감지된 주변 정보가 구동 조건 범위에 포함되는지 판단한다(S130).
감지된 주변 정보가 구동 조건 범위를 벗어나면, 제어부(300)는 실외용 먼지 포집 장치(10)의 구동을 중단한다(S140).
예를 들어, 제어부(300)는 센서부(400)의 레인 센서를 이용해 강우량을 측정하고 측정된 강우량이 소정의 기준값을 초과할 때 실외용 먼지 포집 장치(10)의 동작을 중지시킬 수 있다.
다른 예를 들어, 제어부(300)는 센서부(400)의 풍속계를 이용해 풍속을 측정하고 측정된 풍속이 소정의 기준값을 초과할 때 실외용 먼지 포집 장치(10)의 동작을 중지시킬 수 있다.
반대로, 감지된 주변 정보가 구동 조건 범위 내라면, 제어부(300)는 실외용 먼지 포집 장치(10)를 계속 구동시키면서 주변 정보를 계속하여 감지한다(S130의 YES 브랜치).
이와 같이, 본 발명의 실시 예에 따른 실외용 먼지 포집 장치(10)는 실외의 먼지를 효과적으로 포집 및 제거할 수 있으며, 특히, 주변 정보에 따라 실외용 먼지 포집 장치(10)를 구동시킴으로써 안전성 및 효율을 향상시킬 수 있다.
본 발명은 도면에 도시된 일 실시 예를 참고로 설명되었으나 이는 예시적인 것에 불과하며, 본 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시 예가 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서, 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 등록청구범위의 기술적 사상에 의해 정해져야 할 것이다.
10; 실외용 먼지 포집 장치 100; 방전부
110; 고전압 발생기 120; 방전 전극들
200; 분무부 210; 펌프
220; 분무 노즐들 230; 탱크
240; 혼합기 250; 부동액 탱크
300; 제어부 400; 센서부

Claims (14)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 삭제
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 방전 전극들로 고전압을 인가하여 상기 방전 전극들 주위의 먼지를 하전시키는 단계; 및
    분무 노즐들을 통해 물을 분무하여 상기 하전된 먼지를 포집하는 단계를 포함하며,
    상기 방전 전극들은 상기 분무 노즐들 보다 높은 곳에 설치되되,
    외기 온도를 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 외기 온도가 기준 값 미만일 때, 상기 물이 분무되기 전, 상기 물에 부동액을 섞는 단계를 더 포함하는 실외용 먼지 포집 장치의 구동 방법.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 구동 방법은,
    레인 센서를 이용해 강우량을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 강우량이 소정의 기준값을 초과할 때, 상기 방전 전극들로 인가되는 고전압을 차단하는 단계를 더 포함하는 실외용 먼지 포집 장치의 구동 방법.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 구동 방법은,
    상기 실외용 먼지 포집 장치 부근의 풍속을 측정하는 단계; 및
    상기 측정된 풍속이 소정의 기준값을 초과할 때, 상기 방전 전극들로 인가되는 고전압을 차단하는 단계를 더 포함하는 실외용 먼지 포집 장치의 구동 방법.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 물은 상기 방전 전극들로 인가되는 고전압과 반대되는 극성으로 하전되는 실외용 먼지 포집 장치의 구동 방법.
  13. 삭제
  14. 제9항에 있어서,
    상기 부동액은 에틸알코올 또는 방향제 혼합물인 실외용 먼지 포집 장치의 구동 방법.
KR1020190077639A 2019-05-07 2019-06-28 실외용 먼지 포집 장치 및 이의 구동 방법 KR102260602B1 (ko)

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