KR102419472B1 - Ｉｃｔ기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 우사, 돈사 및 양계장을 포함하는 축산농가의 축사 또는 축산시설에 ICT기반 인버터형 악취저감장치를 설치하고, 악취농도에 따라 악취저감장치를 선택적으로 가동하여 효율적으로 악취를 저감하고 에너지를 절감하며 악취저감에 의한 탄소배출을 저감함을 제공하도록, 내부 정화영역을 구비하며, 외부로부터 오염된 공기를 유입 가능하게 흡기덕트와 연결한 흡기구 및 정화영역을 거친 공기를 외부로 배출 가능한 배기구를 구비하는 본체하우징과; 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출하며, 상기 본체하우징의 흡기구를 향한 공기의 흐름을 자동으로 제어 가능하게 구동하는 ICT측정제어부와; 상기 본체하우징의 정화영역에 간격을 두고 배치하되, 상기 본체하우징의 내부 면적에 대응하여 횡 방향 및 종 방향으로 배열 결합하고, 공기에 포함된 악취물질을 흡착시킨 후 저분자 상태로 분해하면서 악취를 제거하는 허니컴필터카트리지;를 포함하는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치를 제공한다.
Description
본 발명은 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 우사, 돈사 및 양계장을 포함하는 축산농가의 축사 또는 축산시설에 ICT기반 인버터형 악취저감장치를 설치하고, 악취농도에 따라 악취저감장치를 선택적으로 가동하여 효율적으로 악취를 저감하고 에너지를 절감하며 악취저감에 의한 탄소배출을 저감할 수 있는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템에 관한 것이다.
최근, 축산 악취는 공해문제를 넘어서 탄소배출문제로 민관이 반드시 해결해야하는 주요한 정책과제 중에 하나로 대두되고 있다.
즉, 축산농가가 대형화, 단지화가 되면서 많은 가축을 정형화된 축사내부에서 밀집 사육하고 있는데, 이러한 방식은 허용된 공간대비 생산량을 증대시키기 위한 불가피한 방법으로 우리나라와 같이 국토가 비좁은 나라에서는 가장 적절한 사육 방식이다.
그런데, 이와 같은 축사 사육방식은, 사육되는 가축의 호흡 및 분뇨에 의하여 이산화탄소, 일산화탄소, 황화수소, 암모니아, 악취와 같은 각종 유해가스를 발생시켰고, 열악한 축사 환경으로 인해 축사 내부에서 각종 분진 등 미세먼지가 심하게 발생하였으며, 이는 가축의 생육 환경을 열악하게 만들어 가축의 성장 지연 및 육질 저하로 연결되는 문제점이 있었다.
뿐만 아니라, 축사에서 발생하는 악취는 이산화탄소, 일산화탄소, 메탄가스 등 탄소배출의 원인이되므로 탄소배출에 관한 국가정책으로도 심각한 문제로 대두되고 있어 탄소배출억제에 관한 국가의 주요정책과제로도 추진되어야 할 사항이다.
상기와 같은 축산농가의 악취를 제거하기 위한 방법으로는 활성탄흡착, 응축, 소각, 촉매 산화, 양액 세정법 등 물리 화학적 방법이 주로 이용되고 있다.
종래 개발되거나, 공지된 방법으로는 한국등록특허 10-1697768(등록일자 2017년01월12일)에 축사로부터 발생하는 축산악취를 유입시켜 악취를 제거하여 상향 대기 중으로 배출시켜 환원되도록 하는 축산분뇨용 악취제거장치에 있어서, 일 측 상부에 컨트롤박스(150)가 설치되며, 바닥 측 모서리마다 캐스터(110)가 구비되는 설치대(100); 상기 설치대(100)의 바닥면 일 측에 설치되되, 하부 일 측에 유입관(210)이 연결되어 축산악취가 유입되며, 유입되는 축산악취를 상향 안내하면서 순차적으로 수분제거처리와 탈황처리를 하는 필터유닛(300); 상기 필터유닛(300) 타 측 상부로부터 이송관(410)에 의해 연결되며, 일 측으로부터 상기 필터유닛(300)을 통과한 필터링된 기체를 흡입하여 타 측으로 송풍시키는 송풍팬(500); 상기 송풍팬(500) 타 측에 배치되어 상기 송풍팬(500)을 통해 송풍되는 기체가 수평방향으로 유입되는 수평안내관(610); 상기 수평안내관(610)의 상부 일 측으로부터 수직방향으로 일정길이 연통연결되어 상단이 'ㄱ'자 형상으로 절곡되는 내측에 점화장치(631)가 내설되는 수직안내관(630); 상기 수평안내관(610)의 상부 타 측으로부터 수직방향으로 일정길이 연통연결되되 중앙부분 일 측으로부터 상기 수직안내관(630)을 거친 기체가 합류하도록 중앙부분 일 측에 상기 수직안내관(630) 상단 일 측이 연통연결되며, 상기 수평안내관(610)을 통해 안내되는 기체와 상기 수직안내관(630)을 거친 기체가 상향 안내되면서 재차 가열되도록 하면서 외부로 배출안내하는 배출안내관(650); 상단이 개방되어 상기 배출안내관(650)의 상단부를 감싸며, 개방된 상단을 통해 상기 배출안내관(650)을 통해 안내되는 기체를 대기 중으로 배출시켜 환원되도록 하는 배출관(700); 및 상기 배출관(700)의 상단에 설치고정되며, 상면은 폐쇄되고 측방은 개방되는 삿갓타입으로 제공되어 상기 배출관(700)을 배출되는 기체를 측방으로 배출시켜 대기 중으로 안내되도록 하는 배출캡(900)을 포함하여 이루어진 축산분뇨용 악취제거장치가 공지되어 있다.
그러나, 상기 축산분뇨용 악취제거장치는 공기에 포함된 악취를 유발하는 황이나 암모니아 등의 성분을 연소시켜 제거하는 방법으로서, 악취공기를 고온으로 가열함으로 인해 높은 에너지를 사용하여야 하므로 영세한 축산농가에서는 에너지 비용을 감당하지 못하므로 사용이 불가능한 문제점이 있었다.
또한, 한국등록실용신안 20-0487797(등록일자 2018년10월30일)에는 약품공급펌프(12)가 구비되는 시료저장탱크(10)와; 상기 시료저장탱크(10)로부터 약품이 투입되고, 음수공급밸브(22)와 시료액공급밸브(24)가 구비되며, 약품과 음수가 혼합된 약액의 농도를 취득하기 위한 농도센서(27)를 구비하는 시료액저장탱크(20)와; 제어부(54)가 상기 시료저장탱크(10)의 상기 약품공급펌프(12)와 상기 시료액저장탱크(20)의 음수공급밸브(22) 및 시료액공급밸브(24)를 제어하여 상기 시료액저장탱크(20)에서 약액이 혼합되게 하며, 상기 시료액저장탱크(20)로부터 일정량의 약품을 시료액공급장치(30)에 공급함에 있어서, 축사 내부에 소정 간격을 두고 설치되어 축사의 환경정보 데이터를 취득하는 적어도 하나 이상의 센서로 되는 센서부(400)와, 취득된 환경정보 데이터를 전송하기 위한 통신모듈(42)을 구비하는 감지부(40)와; 상기 감지부(40)의 통신모듈(42)과 네트워킹되는 통신모듈(52)을 구비하여 감지부(40)로부터 취득된 환경정보데이터를 전송받아 제어신호를 출력하는 제어부(54)를 포함하여, 제어 프로세스를 모니터링하는 모니터링 서버(50)와; 상기 감지부(40) 및 상기 모니터링 서버(50)와 네트워킹되어 시스템 전반을 제어하는 통합제어관리서버(60);를 구비하고, 상기 감지부(40)의 센서부(400)는, 온도센서(401)와 습도센서(402)와 일산화탄소센서(403)와 메탄가스센서(405)와 아황산가스센서(406)와 황화수소가스센서(407)와 산소센서(408)와 오존센서(409) 및 이산화탄소센서(404)를 포함하여 취득된 데이터를 상기 제어부(54)에 송신하고, 상기 모니터링 서버(50)는, 상기 감지부(40)로부터 수신되는 축사의 환경정보 데이터와, 약액을 제조하기 위한 기준상태정보 데이터에 따르는 약품의 투입량이 저장되는 메모리부(53)와, 약품공급펌프(12)와 음수공급밸브(22) 및 시료액공급밸브(24)를 제어하는 제어부(54)로 구성되되, 상기 메모리부(53)는 가축의 종류에 따라 정확한 공급량을 제공하기 위하여 가축 종류별 약품공급량 및 기준 농도값이 데이터베이스(DB)화 되며, 상기 제어부(54)는, 감지부(40)에서 감지된 환경정보 테이터에 기초하여 상기 메모리부(53)에 저장되어 있는 기준상태정보 데이터와 상기 환경정보 데이터를 비교 연산한 결과에 따라 메모리부(53)에 미리 저장된 기준 농도값이 될 때까지 약품을 투하하는 제어신호를 출력하며, 제어부는 상기 메모리부(53)에 저장된 기준 농도값을 인출하여, 상기 기준 농도값과 상기 시료액저장탱크(20)의 실시간 농도값의 차이를 비교하여 상기 차이가 작아지도록 제어신호를 출력하고, 상기 약품공급펌프(12)는 정량공급펌프이고, 축사에 설치되는 폐쇄회로카메라(80)를 더 포함하고, 기후 데이터는 대기온도, 습도가 측정된 데이터를 포함하며, 상기 환경정보 데이터는 황산화수소, 암모니아, 산소, 일산화탄소, 이산화탄소, 산소, 오존이 측정된 데이터를 포함하고, 상기 제어부(54)로 수질 데이터가 입력되고, 상기 수질 데이터는 공급되는 음수와 시료액저장탱크(20)에서 얻어지는 pH, 수온, 탁도, 농도가 측정된 데이터를 포함하며, 상기 제어부(54)는, 상기 기후 데이터, 환경정보 데이터, 수질 데이터 신호와, 상기 시료액공급장치(30)로부터 출력되어 PID 제어를 수행하는 오차 신호 처리부(570)에 피드백되는 신호를 이용하여 시료액의 공급을 제어하게 되는 것을 특징으로 하는, IOT 기반의 축산 악취저감 통합모니터링 장치가 공지되어 있다.
또한, 한국공개특허 10-2021-0067284(공개일자 2021년06월08일)에는 축사(10) 내부의 오염된 공기를 수집 정화하여 재공급하는 축산시설 공기정화 시스템에 있어서, 축사(10)로부터 오염된 공기를 수집하여 분진을 제거하는 것으로, 사이클론(110)을 포함하는 분진제거부(100); 상기 분진제거부(100)를 통해 분진이 제거된 공기에서 습식 세정방식에 의해 악취를 제어하는 것으로, 산성의 세정액으로 악취를 제거하는 세정부(210)와, 염기성 중화액으로 공기중에 함유된 산성 미립자를 중화시키는 중화부(220)를 포함하는 악취제거부(200); 를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 축산시설 공기정화 시스템이 공지되어 있다.
또한, 한국등록특허 10-2278108(등록일자 2021년07월09일)에는 탈취용액이 수용되고 축사공기가 배출되는 배출부를 가지는 용액탱크; 악취성분을 포함하는 상기 축사공기를 포집하여 상기 용액탱크 내부로 주입하는 축사공기 주입부; 상기 탈취용액에 침지되고 상기 축사공기 주입부로보터 주입된 상기 축사공기를 기포화하여 상측으로 배출하는 산기부; 상기 탈취용액에 상기 악취성분이 용해된 정도를 판단하여 상기 탈취용액의 교체시점를 결정하는 용해도 판단부; 및 상기 탈취용액 교체시점을 포함하여 상기 용해도 판단부의 작동 상태를 인터넷을 통하여 미리 정해진 관리자 소유의 수신장치로 전송하는 통신부;를 포함하고, 상기 용해도 판단부는 상기 탈취용액에 상기 악취성분이 용해되는 양을 시간에 따라 나타낸 시간-용해량 정보를 포함하는 지표정보를 이용하여 상기 용해도 정도를 판단하는 지표 판단유닛;을 포함하고, 상기 시간-용해량 정보는, 상기 용액탱크에 수용된 상기 탈취용액의 양과 상기 산기부를 통해 배출되는 상기 축사공기의 배출량과, 상기 산기부로 주입되는 상기 축사공기에 포함된 상기 악취성분의 농도와 상기 용액탱크에 구비되는 상기 배출부를 통하여 배출되는 상기 축사공기에 포함된 상기 악취성분의 농도를 측정함으로써 산출되는 ICT 융복합 축산 악취제거장치가 공지되어 있다.
그러나, 상기 특허들은 모두, 탈취용액의 분사, 세정액으로 악취를 세정하는 방법으로서, 상기한 방법들은 용액탱크를 별도로 설치하는 등의 시설비 및 운전비가 과다하게 소요됨은 물론, 폐용액 발생에 따른 2차적인 환경 오염을 일으킬 수도 있다는 문제가 있었다.
뿐만 아니라, 활성탄 등과 같은 흡착제의 분자간 흡인력을 이용하여 악취물질을 흡착제거하는 방법은 흡착제가 흡착능력의 한계에 이르면 흡착제를 재생 또는 주기적으로 교체하여야 하므로 흡착제의 재생 설비가 필요하고 주기적으로 교체해 주어야 하는 문제점이 있었다.
이에 따라, 보다 친환경적이고 고효율을 가지면서도 축산분뇨에 내포된 악취가스를 제거하여 정화된 기체를 대기중으로 환원시켜 환경오염을 현저히 줄일 수 있도록 한 축산분뇨용 악취제거장치와 그 모니터링 개발이 요구된다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 축산농가의 축사 또는 축산시설에 악취농도에 따라 선택적으로 가동할 수 있는 ICT기반 인버터형 악취저감장치를 설치하면서 다수의 악취저감장치를 일괄적으로 모니터링할 수 있게 구성하므로, 친환경적인 장치 운용을 도모함과 동시에 고효율성을 도모하고, 악취 저감효율을 높임과 동시에 탄소배출 저감효율을 높일 수 있는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템을 제공하는데, 그 목적이 있다.
본 발명이 제안하는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치는 내부 정화영역을 구비하며, 외부로부터 오염된 공기를 유입 가능하게 흡기덕트와 연결한 흡기구 및 정화영역을 거친 공기를 외부로 배출 가능한 배기구를 구비하는 본체하우징과; 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출하며, 상기 본체하우징의 흡기구를 향한 공기의 흐름을 자동으로 제어 가능하게 구동하는 ICT측정제어부와; 상기 본체하우징의 정화영역에 간격을 두고 배치하되, 상기 본체하우징의 내부 면적에 대응하여 횡 방향 및 종 방향으로 배열 결합하고, 공기에 포함된 악취물질을 흡착시킨 후 저분자 상태로 분해하면서 악취를 제거하는 허니컴필터카트리지;를 포함하여 이루어진다.
상기 ICT측정제어부는, 주변에 악취의 유무 및 농도를 감지하는 악취측정센서와, 상기 악취측정센서의 감지신호를 전달받아 외부 공기를 흡입 가능하게 구동하는 흡기구동수단을 구성한다.
상기 악취측정센서는, 상기 본체하우징의 흡기구 및 배기구 중 적어도 하나에 대응하여 장착하는 일체형으로 구성한다.
상기 악취측정센서는, 상기 본체하우징으로부터 분리하여 독립적으로 배치하는 분리형으로 구성하는 것도 가능하다.
상기 악취측정센서는, 내부에 펌프 및 면적식 유량계를 장착하여 악취를 측정 가능하게 구비하는 측정본체와, 상기 측정본체 상에 외측으로 연결 설치하고 주변 공기를 흡입 가능하게 구비하는 외기흡입구와, 상기 측정본체의 하부에 형성하여 공기를 배출 가능하게 구비하는 공기배출구와, 주변 온도 및 습도를 측정하는 온습측정계와, 근거리 통신 가능하게 연결하여 측정 정보를 송신 가능하게 구비하는 IoT통신안테나를 구성한다.
상기 허니컴필터카트리지는, 제올라이트로 제조된 허니컴 형태의 담지체에 금속산화물인 질화망간 및 질화은, 질화구리를 첨가한 촉매전구체 수용액을 첨가하여 구성한다.
상기 담지체는 상기 촉매전구체 수용액에 첨가하여 80℃의 온도에서 3시간동안 담지하여 구성한다.
상기 촉매전구체 수용액은 증류수 200중량부에 질화망간 17.6중량부, 질화은 1.73중량부 및 질화구리 20.9중량부를 첨가하여 제조하고, 상기 촉매전구체 수용액 100중량부에 대하여 인산수용액 5중량부를 첨가하여 제조 구성한다.
상기 허니컴필터카트리지에는, 상기 촉매전구체 수용액 100중량부에 대하여 하이드라진 수용액 5중량부를 첨가하여 제조 구성하되, 상기 담지체를 100℃의 온도에서 1시간동안 담지하여 구성한다.
그리고 본 발명이 제안하는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템은 축사 또는 축산시설마다 설치하고, 청구항 1 내지 청구항 9 중 적어도 어느 한 항에 따른 본체하우징 및 ICT측정제어부, 허니컴필터카트리지로 구성하는 악취저감장치와; 상기 악취저감장치의 ICT측정제어부와 통신 가능하게 구비하고, 장치의 고유정보와 함께 악취 측정정보 및 장치의 구동 제어정보를 취득하여 생성시키는 정보수집부와; 상기 악취저감장치의 ICT측정제어부 및 상기 정보수집부와 통신 가능하게 연결하여 정보를 송신하는 ICT통신부와; 상기 ICT통신부로부터 통신신호를 전달받아 정보를 구분 저장하는 클라우드서버와; 관리자가 무선통신망을 통해 상기 클라우드서버에 접근 가능하며, 상기 악취저감장치의 가동현황 및 조회, 분석 가능하게 악취관리프로그램을 구성하는 관제서버단말기;를 포함하여 이루어진다.
상기 관제서버단말기의 악취관리프로그램은, 축사 또는 축산시설별로 배치된 상기 악취저감장치의 가동현황을 실시간으로 확인 가능하게 표시하는 모니터링부와, 상기 악취저감장치의 가동 상태에 대한 이상 유무를 확인하면서 알림 출력하는 가동알림부와, 상기 악취저감장치의 가동데이터를 기간별로 조회 및 그래프 구현하는 정보분석부를 구성한다.
본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템에 의하면 공기에 포함된 악취를 흡착 분해하는 허니컴필터카트리지를 적용하면서 악취 측정 농도에 따라 자동으로 선택 가동 가능한 인버터형을 이루게 구성하므로, 악취가스의 제거효율을 증진시키면서 악취 저감효율 및 탄소배출 저감효율을 향상시키고, 장치 운영의 편의성은 물론 친환경성 및 고효율성을 도모할 수 있는 효과를 얻는다.
뿐만 아니라 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템은 축사 또는 축산시설마다 ICT기반 인버터형 악취저감장치를 설치하면서 악취 측정정보 및 장치의 가동현황 등의 정보를 일괄적으로 모니터링하므로, 방대한 영역의 축사 또는 축산시설의 악취 관리효율을 향상시키면서 주변 악취 확산을 미연에 방지하고, 다수의 장치에 대하여 가동 관리는 물론 시설별 정보 조회 및 분석 정보를 효율적으로 취득할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예에서 악취측정센서의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예에서 악취측정센서의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예에서 허니컴필터카트리지의 담지체를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
도 2는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예를 개략적으로 나타내는 단면도.
도 3은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예에서 악취측정센서의 제1실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예에서 악취측정센서의 제2실시예를 개략적으로 나타내는 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예에서 허니컴필터카트리지의 담지체를 개략적으로 나타내는 사시도.
도 6은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 7은 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템의 일실시예를 개략적으로 나타내는 블록도.
본 발명은 내부 정화영역을 구비하며, 외부로부터 오염된 공기를 유입 가능하게 흡기덕트와 연결한 흡기구 및 정화영역을 거친 공기를 외부로 배출 가능한 배기구를 구비하는 본체하우징과; 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출하며, 상기 본체하우징의 흡기구를 향한 공기의 흐름을 자동으로 제어 가능하게 구동하는 ICT측정제어부와; 상기 본체하우징의 정화영역에 간격을 두고 배치하되, 상기 본체하우징의 내부 면적에 대응하여 횡 방향 및 종 방향으로 배열 결합하고, 공기에 포함된 악취물질을 흡착시킨 후 저분자 상태로 분해하면서 악취를 제거하는 허니컴필터카트리지;를 포함하는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치를 기술구성의 특징으로 한다.
그리고 본 발명은 축사 또는 축산시설마다 설치하고, 본체하우징 및 ICT측정제어부, 허니컴필터카트리지로 구성하는 악취저감장치와; 상기 악취저감장치의 ICT측정제어부와 통신 가능하게 구비하고, 장치의 고유정보와 함께 악취 측정정보 및 장치의 구동 제어정보를 취득하여 생성시키는 정보수집부와; 상기 악취저감장치의 ICT측정제어부 및 상기 정보수집부와 통신 가능하게 연결하여 정보를 송신하는 ICT통신부와; 상기 ICT통신부로부터 통신신호를 전달받아 정보를 구분 저장하는 클라우드서버와; 관리자가 무선통신망을 통해 상기 클라우드서버에 접근 가능하며, 상기 악취저감장치의 가동현황 및 조회, 분석 가능하게 악취관리프로그램을 구성하는 관제서버단말기;를 포함하는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템을 기술구성의 특징으로 한다.
다음으로 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.
먼저 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치의 일실시예는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본체하우징(110)과, ICT측정제어부(120)와, 허니컴필터카트리지(130)를 포함하여 이루어진다.
상기 본체하우징(110)은 상기 허니컴필터카트리지(130)로부터 오염된 공기의 악취를 처리할 수 있게 내부에 구분된 정화영역을 구비하고, 축사 또는 축산시설마다 설치 가능한 구조로 장치의 전체적인 외형 즉 상자 형상을 이루게 구성한다.
상기 본체하우징(110)에는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 외부로부터 오염된 공기를 유입 가능하게 일측에 흡기덕트와 연결한 흡기구(111)를 구비하며, 상기 흡기구(111)의 반대편에는 내부 정화영역을 거친 공기를 외부로 배출 가능한 배기구(113)를 구비하게 구성한다.
상기 흡기구(111) 및 상기 배기구(113)는 상기 본체하우징(110)에서 정화영역의 양단에 각각 배치하고, 정화영역을 향하여 확장된 면적을 갖는 호퍼 형태로 형성한다.
상기 본체하우징(110)은 길이방향으로 연장 형성한다. 즉, 상기 본체하우징(110)은 설치유형에 따라 복수 개가 연결 결합 가능한 구조로서, 상기 본체하우징(110)의 길이를 탄력적으로 연장하여 내부 정화영역을 확장할 수 있는 구조를 이룬다.
상기 ICT측정제어부(120)는 상기 본체하우징(110)이 설치된 주변 영역 내 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출함과 동시에 상기 본체하우징(110)을 향한 흡입력을 생성시킬 수 있게 자동 제어하는 기능을 수행한다.
상기 ICT측정제어부(120)는 외부 악취오염도에 따라 상기 본체하우징(110)의 흡기구(111)를 향한 공기의 흐름을 외부로부터 흡입 가능하게 자동으로 구동 제어할 수 있는 구조로서, 악취측정센서(121) 및 흡기구동수단(123)을 구성한다.
상기 악취측정센서(121)는 상기 본체하우징(110)이 설치된 해당 영역 내 주변 악취의 유무를 감지함은 물론 악취의 농도를 감지한다. 이때, 상기 악취측정센서(121)는 상기 본체하우징(110) 상에 일체형 또는 분리형으로 구성하는 것이 가능하다.
상기 악취측정센서(121)의 제1실시예는 도 3에 나타낸 바와 같이, 상기 본체하우징(110) 상에 일체로 장착된 구조를 이루는 일체형으로 이루어진다. 즉, 상기 악취측정센서(121)는 상기 본체하우징(110)의 흡기구(111) 및 배기구(113) 중 적어도 어느 하나에 대응하여 일체로 장착하고, 내부에 면적식 유량계를 장착하여 악취를 측정 가능하며, 근거리 통신 가능하여 측정 정보를 송신 가능하게 IoT통신안테나(121e)를 구비토록 구성한다.
상기 악취측정센서(121)의 제2실시예는 도 4에 나타낸 바와 같이, 상기 본체하우징(110)으로부터 분리하여 독립적으로 배치 가능한 구조를 이루는 분리형으로 이루어진다. 즉, 상기 악취측정센서(121)는 축사 또는 축산시설 내 상기 본체하우징(110)과는 구분하여 자유롭게 배치 설치하되 서로 다른 위치에서 악취를 감지하여 상기 흡기구동수단(123)의 구동을 위한 측정 정보를 송신하게 구성한다.
상기 악취측정센서(121)는 도 4에 나타낸 바와 같이, 흡입방식에 의하여 악취를 측정하는 구조로서, 내부에 펌프 및 면적식 유량계를 장착하여 악취를 측정 가능하게 구비하는 측정본체(121a)와, 상기 측정본체(121a) 상에 외측으로 연결 설치하고 주변 공기를 흡입 가능하게 구비하는 외기흡입구(121b)와, 상기 측정본체(121a)의 하부에 형성하여 공기를 배출 가능하게 구비하는 공기배출구(121c)와, 주변 온도 및 습도를 측정하는 온습측정계(121d)와, 근거리 통신 가능하게 연결하여 측정 정보를 송신 가능하게 구비하는 IoT통신안테나(121e)를 구성한다.
상기에서 악취측정센서(121)를 설치함에는 별도의 브라켓이나 삼각대 등을 사용하여 고정 설치한다.
상기 악취측정센서(121)에서는 측정된 악취 농도에 따라 상태 레벨(예를 들면, 좋음, 주의, 나쁨, 매우 나쁨 등)을 표시 가능하게 구성한다.
상기 흡기구동수단(123)은 상기 본체하우징(110)에 대하여 외부 공기를 흡입 가능하게 구동한다. 즉, 상기 흡기구동수단(123)은 상기 악취측정센서(121)의 감지신호를 전달받아 자동으로 구동하되, 팬을 회전 구동시켜 상기 흡기구(111)에서 정화영역을 거쳐 상기 배기구(113)를 향한 방향으로 공기를 이동시킬 수 있게 구동한다.
상기 허니컴필터카트리지(130)는 외부로부터 상기 본체하우징(110)로 유입된 공기에 직접적으로 접촉하면서 공기 중의 악취를 분해 제거하는 기능을 수행한다.
상기 허니컴필터카트리지(130)는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 상기 본체하우징(110) 내 설치하되 상기 본체하우징(110)의 내부 면적에 대응하여 횡 방향 및 종 방향으로 배열 결합하며, 상기 본체하우징(110)의 정화영역에 간격을 두고 배치된 구획 구조로 구성한다.
상기 허니컴필터카트리지(130)는 도 5에 나타낸 바와 같이, 공기에 포함된 악취물질을 흡착시킨 후 저분자 상태로 분해하면서 악취를 제거할 수 있는 구조로서, 제올라이트로 제조된 허니컴 형태의 담지체에 금속산화물인 질화망간 및 질화은, 질화구리를 첨가한 촉매전구체 수용액을 첨가하여 구성한다.
상기에서 허니컴필터카트리지(130)의 구성을 보다 구체적으로 살펴보면, 상기 담지체는 상기 촉매전구체 수용액에 첨가하여 80℃의 온도에서 3시간동안 담지하여 구성한다. 이때, 상기 촉매전구체 수용액은 증류수 200중량부에 질화망간 17.6중량부, 질화은 1.73중량부 및 질화구리 20.9중량부를 첨가하여 제조하고, 상기 촉매전구체 수용액 100중량부에 대하여 인산수용액 5중량부를 첨가하여 제조 구성하므로, 촉매전구체 수용액의 pH를 조절하여 안정성을 확보하였다.
또한, 상기 허니컴필터카트리지(130)에는 상기 촉매전구체 수용액 100중량부에 대하여 하이드라진 수용액 5중량부를 첨가하여 제조 구성하되, 상기 담지체를 100℃의 온도에서 1시간동안 담지하여 구성하므로, 담지된 금속산화물 입자들을 미세하게 만들어 촉매 활성을 높이는 것이 가능하다.
그리고 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템의 일실시예는 도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 악취저감장치(100)와, 정보수집부(200)와, ICT통신부(300)와, 클라우드서버(400)와, 관제서버단말기(500)를 포함하여 이루어진다.
상기 악취저감장치(100)는 축사 또는 축산시설마다 설치하고, 상술한 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치(100)의 구성과 마찬가지로 본체하우징(110) 및 ICT측정제어부(120), 허니컴필터카트리지(130)로 구성한다. 즉, 상기 악취저감장치(100)는 내부 정화영역을 구비하며 외부로부터 오염된 공기를 유입 가능하게 흡기덕트와 연결한 흡기구(111) 및 정화영역을 거친 공기를 외부로 배출 가능한 배기구(113)를 구비하는 본체하우징(110)과, 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출하며 상기 본체하우징(110)의 흡기구(111)를 향한 공기의 흐름을 자동으로 제어 가능하게 구동하는 ICT측정제어부(120)와, 상기 본체하우징(110)의 정화영역에 간격을 두고 배치하되 상기 본체하우징(110)의 내부 면적에 대응하여 횡 방향 및 종 방향으로 배열 결합하고 공기에 포함된 악취물질을 흡착시킨 후 저분자 상태로 분해하면서 악취를 제거하는 허니컴필터카트리지(130)로 구성한다.
상기 악취저감장치(100)에서 상기 ICT측정제어부(120)는 상기 본체하우징(110)이 설치된 주변 영역 내 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출함과 동시에 상기 본체하우징(110)을 향한 흡입력을 생성시킬 수 있게 자동 제어하는 구조로서, 악취측정센서(121) 및 흡기구동수단(123)을 구성한다.
상기 악취측정센서(121)는 상기 본체하우징(110)이 설치된 해당 영역 내 주변 악취의 유무를 감지함은 물론 악취의 농도를 감지한다. 이때, 상기 악취측정센서(121)는 상기 본체하우징(110) 상에 일체형 또는 분리형으로 구성하는 것이 가능하다.
상기 정보수집부(200)는 상기 악취저감장치(100)의 ICT측정제어부(120)와 통신 가능하게 구비하고, 장치의 고유정보 즉 복수의 상기 악취저감장치(100)마다 배정된 고유정보와 함께 해당 상기 악취저감장치(100)로부터 측정된 악취 측정정보 및 악취 감지에 의한 상기 악취저감장치(100)의 구동 제어정보를 취득하여 구분 생성시킨다.
상기 정보수집부(200)에서는 시간 흐름에 따라 변화하는 악취 측정정보 및 구동 제어정보를 주기적으로 취득 생성한다.
상기 ICT통신부(300)는 상기 악취저감장치(100)의 ICT측정제어부(120) 및 상기 정보수집부(200)와 통신 가능하게 연결하여 정보를 송신 가능하게 구성한다.
상기 ICT통신부(300)는 무선통신망을 통해 연결되며, 상기 클라우드서버(400)를 향한 데이터 통신신호를 전송할 수 있게 구성한다. 즉, 상기 ICT통신부(300)는 상기 악취저감장치(100)의 ICT측정제어부(120) 및 상기 정보수집부(200)와 통신 가능하게 연결하여 상기 클라우드서버(400)에 정보를 송신한다.
상기 ICT통신부(300)에서는 로라(LoRa), LTE-M(LTE machine type communication), NBIoT(narrowband IoT)와 같은 LPWA(low power wide area) 특성의 통신을 적용하여 구성한다.
상기 클라우드서버(400)는 무선통신망을 통해 원격지와의 다양한 정보에 대한 접근 및 확인을 가능하게 연결해주는 구성으로서, 상기 ICT통신부(300)로부터 통신신호를 전달받아 정보를 구분 저장하게 구성한다.
상기 관제서버단말기(500)는 축사 또는 축산시설마다 설치된 복수의 악취저감장치(100)에 대하여 관리자가 무선통신망을 통해 상기 클라우드서버(400)에 접근 가능하며, 여러 원격지에서의 다양한 관리정보를 상기 클라우드서버(400)에서 일괄적으로 모니터링 가능하게 구성한다.
상기 관제서버단말기(500)에는 상기 클라우드서버(400)에 저장된 다양한 정보를 이용하여 상기 악취저감장치(100)의 가동현황 및 조회, 분석 가능하게 악취관리프로그램(510)을 구성한다.
상기 관제서버단말기(500)의 악취관리프로그램(510)은 축사 또는 축산시설별로 배치된 상기 악취저감장치(100)의 가동현황을 실시간으로 확인 가능하게 표시하는 모니터링부(511)와, 상기 악취저감장치(100)의 가동 상태에 대한 이상 유무를 확인하면서 알림 출력하는 가동알림부(513)와, 상기 악취저감장치(100)의 가동데이터를 기간별로 조회 및 그래프 구현하는 정보분석부(515)를 구성한다.
상기 가동알림부(513)에서는 상기 악취저감장치(100)에서의 측정 정보와 가동 정보를 확인하여 정상적인 가동 유무에 따라 알림 출력한다. 예를 들면, 상기 악취저감장치(100)에서의 악취 측정치가 기준 농도보다 높음을 확인한 상태에서 상기 악취저감장치(100)의 악취 처리를 위한 가동 상태가 미확인되는 경우 상기 악취저감장치(100)의 이상 상태임을 확인하여 알림 출력한다.
상기 정보분석부(515)에서는 상기 클라우드서버(400) 상에 저장된 다양한 정보를 그대로 불러와 출력하되, 기본적으로 상기 악취저감장치(100)가 설치된 사업장정보와 함께 위치정보 및 악취저감장치(100)의 정보를 구분하여 확인 가능하게 표시한다.
상기 정보분석부(515)에서는 상기 악취저감장치(100)의 전반적인 가동 상황을 조회함은 물론 악취저감장치(100)의 악취 측정에 따른 계측상태를 확인 가능하게 표시하고, 상기 악취저감장치(100)의 일반적인 가동조회는 물론 시간대별 가동현황을 조회 가능하며, 상기 악취저감장치(100)의 가동률을 확인 가능하게 표시한다.
즉 상기와 같이 구성되는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템에 의하면, 공기에 포함된 악취를 흡착 분해하는 허니컴필터카트리지를 적용하면서 악취 측정 농도에 따라 자동으로 선택 가동 가능한 인버터형을 이루게 구성하므로, 악취가스의 제거효율을 증진시키면서 악취 저감효율 및 탄소배출 저감효율을 향상시키고, 장치 운영의 편의성은 물론 친환경성 및 고효율성을 도모하는 것이 가능하다.
뿐만 아니라 본 발명은 축사 또는 축산시설마다 ICT기반 인버터형 악취저감장치를 설치하면서 악취 측정정보 및 장치의 가동현황 등의 정보를 일괄적으로 모니터링하므로, 방대한 영역의 축사 또는 축산시설의 악취 관리효율을 향상시키면서 주변 악취 확산을 미연에 방지하고, 다수의 장치에 대하여 가동 관리는 물론 시설별 정보 조회 및 분석 정보를 효율적으로 취득하는 것이 가능하다.
상기에서는 본 발명에 따른 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치 및 악취저감 모니터링 시스템의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 특허청구범위와 발명의 명세서 및 첨부한 도면의 범위 안에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고, 이 또한 본 발명의 범위에 속한다.
100 : 악취저감장치 110 : 본체하우징
111 : 흡기구 113 : 배기구
120 : ICT측정제어부 121 : 악취측정센서
121a : 측정본체 121b : 외기흡입구
121c : 공기배출구 121d : 온습측정계
121e : IoT통신안테나 123 : 흡기구동수단
130 : 허니컴필터카트리지 200 : 정보수집부
300 : ICT통신부 400 : 클라우드서버
500 : 관제서버단말기 510 : 악취관리프로그램
511 : 모니터링부 513 : 가동알림부
515 : 정보분석부
111 : 흡기구 113 : 배기구
120 : ICT측정제어부 121 : 악취측정센서
121a : 측정본체 121b : 외기흡입구
121c : 공기배출구 121d : 온습측정계
121e : IoT통신안테나 123 : 흡기구동수단
130 : 허니컴필터카트리지 200 : 정보수집부
300 : ICT통신부 400 : 클라우드서버
500 : 관제서버단말기 510 : 악취관리프로그램
511 : 모니터링부 513 : 가동알림부
515 : 정보분석부
Claims (11)
- 내부 정화영역을 구비하며, 외부로부터 오염된 공기를 유입 가능하게 흡기덕트와 연결한 흡기구 및 정화영역을 거친 공기를 외부로 배출 가능한 배기구를 구비하는 본체하우징과; 외부 악취오염도를 측정하여 측정정보를 송출하며, 상기 본체하우징의 흡기구를 향한 공기의 흐름을 자동으로 제어 가능하게 구동하는 ICT측정제어부와; 상기 본체하우징의 정화영역에 간격을 두고 배치하되, 상기 본체하우징의 내부 면적에 대응하여 횡 방향 및 종 방향으로 배열 결합하고, 공기에 포함된 악취물질을 흡착시킨 후 저분자 상태로 분해하면서 악취를 제거하는 허니컴필터카트리지;를 포함하여 이루어지고,
상기 ICT측정제어부는, 주변에 악취의 유무 및 농도를 감지하는 악취측정센서와, 상기 악취측정센서의 감지신호를 전달받아 외부 공기를 흡입 가능하게 구동하는 흡기구동수단을 포함하며,
상기 악취측정센서는, 상기 본체하우징의 흡기구 및 배기구 중 적어도 하나에 대응하여 장착하는 일체형과, 상기 본체하우징으로부터 분리하여 독립적으로 배치하는 분리형으로 이루어지고,
분리형 상기 악취측정센서는, 내부에 펌프 및 면적식 유량계를 장착하여 악취를 측정 가능하게 구비하는 측정본체와, 상기 측정본체 상에 외측으로 연결 설치하고 주변 공기를 흡입 가능하게 구비하는 외기흡입구와, 상기 측정본체의 하부에 형성하여 공기를 배출 가능하게 구비하는 공기배출구와, 주변 온도 및 습도를 측정하는 온습측정계와, 근거리 통신 가능하게 연결하여 측정 정보를 송신 가능하게 구비하는 IoT통신안테나를 포함하며,
상기 허니컴필터카트리지는, 제올라이트로 제조된 허니컴 형태의 담지체에 금속산화물인 질화망간 및 질화은, 질화구리를 첨가한 촉매전구체 수용액을 첨가하여 구성하고, 상기 담지체는 상기 촉매전구체 수용액에 첨가하여 80℃의 온도에서 3시간동안 담지하여 구성하며,상기 촉매전구체 수용액은 증류수 200중량부에 질화망간 17.6중량부, 질화은 1.73중량부 및 질화구리 20.9중량부를 첨가하여 제조하고, 상기 촉매전구체 수용액 100중량부에 대하여 인산수용액 5중량부를 첨가하여 제조 구성하며,
상기 허니컴필터카트리지에는, 상기 촉매전구체 수용액 100중량부에 대하여 하이드라진 수용액 5중량부를 첨가하여 제조 구성하되, 상기 담지체를 100℃의 온도에서 1시간동안 담지하여 구성하는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감장치.
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- 축사 또는 축산시설마다 설치하고, 청구항 1항에 따른 본체하우징 및 ICT측정제어부, 허니컴필터카트리지로 구성하는 악취저감장치와; 상기 악취저감장치의 ICT측정제어부와 통신 가능하게 구비하고, 장치의 고유정보와 함께 악취 측정정보 및 장치의 구동 제어정보를 취득하여 생성시키는 정보수집부와; 상기 악취저감장치의 ICT측정제어부 및 상기 정보수집부와 통신 가능하게 연결하여 정보를 송신하는 ICT통신부와; 상기 ICT통신부로부터 통신신호를 전달받아 정보를 구분 저장하는 클라우드서버와; 관리자가 무선통신망을 통해 상기 클라우드서버에 접근 가능하며, 상기 악취저감장치의 가동현황 및 조회, 분석 가능하게 악취관리프로그램을 구성하는 관제서버단말기;를 포함하여 이루어지고,
상기 관제서버단말기의 악취관리프로그램은, 축사 또는 축산시설별로 배치된 상기 악취저감장치의 가동현황을 실시간으로 확인 가능하게 표시하는 모니터링부와, 상기 악취저감장치의 가동 상태에 대한 이상 유무를 확인하면서 알림 출력하는 가동알림부와, 상기 악취저감장치의 가동데이터를 기간별로 조회 및 그래프 구현하는 정보분석부를 포함하여 이루어지는 ICT기반 인버터형 축사 또는 축산시설의 악취저감 모니터링 시스템.
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| GRNT | Written decision to grant |