KR102505367B1 - Measuring system of air polluting source comprising movable microparticles measuring apparatus on road side - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이동가능한 차량에 탑재되며, 차량에 장착되며 등속으로 외기를 흡인하는 등속흡인노즐; 항온수단 및 항습수단이 장착된 항온항습챔버; 상기 항온항습챔버내 유입된 대기시료의 미세먼지농도, NOx농도, 온도 및 습도를 감지하는 복합센서부; 상기 복합센서부의 감지신호로부터 미세먼지농도, NOx농도를 산출하고, 온도 및 습도정보를 수신하여 분석한 후 상기 미세먼지농도 및 NOx농도를 보정하는 대기오염원농도산출부; 상기 대기오염원농도산출부에서 산출된 결과정보를 서버에 송신하는 정보송신부; 및 산출된 결과정보를 디스플레이하는 모니터부를 포함하는 차량탑재형 도로변 대기오염원측정장치가 탑재된 것을 특징으로 하는 도로변 미세먼지 측정을 위한 이동형 미세먼지 측정차량 및, 물과 공기를 혼합하여 나노버블을 생성하는 나노버블 발생장치; 상기 나노버블발생장치로부터 생성된 나노버블을 저장하는 나노버블 저장수조; 및 도로변에 설치되며 상기 나노버블 저장수조로부터 공급되는 나노버블을 주위로 분사하는 입식 나노버블 분사기를 포함하는 것으로, 도로변에 설치되며 상기 결과정보를 수신한 서버로부터 송신된 제어신호에 따라 미세기포를 생성하여 대기중으로 분사하는 도로 미세먼지저감장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템을 제공한다.The present invention is mounted on a movable vehicle, mounted on the vehicle and a constant velocity suction nozzle for sucking external air at a constant velocity; a constant temperature and humidity chamber equipped with a constant temperature means and a constant humidity means; a complex sensor unit that senses the concentration of fine dust, NOx concentration, temperature and humidity of the atmospheric sample introduced into the constant temperature and humidity chamber; an air pollutant concentration calculation unit that calculates the concentration of fine dust and NOx from the detection signal of the complex sensor unit, receives and analyzes temperature and humidity information, and corrects the concentration of fine dust and NOx; an information transmitter for transmitting result information calculated by the air pollutant concentration calculator to a server; And a mobile fine dust measurement vehicle for measuring roadside fine dust, characterized in that a vehicle-mounted roadside air pollution source measuring device including a monitor unit for displaying the calculated result information is mounted, and generating nanobubbles by mixing water and air. a nanobubble generating device; a nanobubble storage tank for storing nanobubbles generated from the nanobubble generator; and a standing nanobubble injector installed on the roadside and injecting the nanobubbles supplied from the nanobubble storage tank to the surroundings, installed on the roadside and generating microbubbles according to a control signal transmitted from a server receiving the result information. It provides an air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measuring vehicle, characterized in that it includes a road fine dust reduction device that generates and sprays into the air.
Description
본 발명은 이동형 도로변 미세먼지 측정장치를 포함한 대기오염 측정 시스템에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 도로변의 미세먼지 내지 NOx의 농도를 차량을 이용하여 실시간으로 측정하고 이에 대한 정보를 서버에 전송하여 전국단위에서의 미세먼지 및 NOx 발생정보를 얻을 수 있으며, 미세먼지가 기준치 이상으로 발생한 것으로 판단된 곳에서는 서버를 통해 도로변에 설치된 나노버블 분사기를 동작시켜 도로변에 미세 나노기포를 분사하여 미세먼지를 저감함으로써 대기오염방지 및 국민건강향상에 기여하는 효과를 제공하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템에 관한 것이다.The present invention relates to an air pollution measuring system including a mobile roadside fine dust measuring device, and more particularly, measures the concentration of roadside fine dust or NOx in real time using a vehicle and transmits the information to a server nationwide. Information on fine dust and NOx generation can be obtained, and in places where it is determined that fine dust has occurred above the standard value, the nano bubble sprayer installed on the roadside is operated through the server to spray fine nano bubbles on the roadside to reduce fine dust. It relates to an air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measurement vehicle that provides an effect contributing to air pollution prevention and public health improvement.
환경부는 미세먼지 발생원 중에서 국외영향(중국)이 30%~50%이고, 나머지 국내배출의 경우 수도권 기준 경유차가 29%, 전국적으로는 공장 등 사업장이 41%로 차지하는 것으로 분석되고 있다.The Ministry of Environment analyzes that foreign influences (China) account for 30% to 50% of the sources of fine dust, and in the case of the remaining domestic emissions, diesel vehicles in the metropolitan area account for 29%, and workplaces such as factories account for 41% nationwide.
특히, 서울시와 같은 도심지 미세먼지 농도는 도로변 미세먼지 농도가 도시 대기 측정 농도와 비교하면 4 ~ 11㎍/㎥ 높은 것으로 나타났으며, 이는 자동차 배출가스에 의한 영향과 도로 비산먼지에 의한 영향인 것으로 나타났다.In particular, the concentration of fine dust in urban areas such as Seoul was found to be 4 ~ 11㎍/㎥ higher than the concentration of fine dust on the roadside compared to the concentration measured in urban air, which was attributed to the effect of vehicle exhaust gas and the effect of scattered dust on the road. appear.
나아가 스쿨죤이나 버스승장장 등 도로변 시설들은 건강에 취약한 어린이 내지 노약자 들이 많이 이용하는 장소이면서 미세먼지와 NOx 등의 대기오염물질 들이 다량으로 공기 중으로 비산되어 국민의 건강위협과 함께 환경오염 등의 다양한 문제를 야기하고 있다.Furthermore, roadside facilities such as school zones and bus stops are places frequently used by children and the elderly, who are vulnerable to health, and a large amount of air pollutants such as fine dust and NOx are scattered into the air, threatening public health and causing various problems such as environmental pollution. is causing
현재 이러한 문제에 대처하기 위해 살수차를 동원하여 차량 하부에서 분무장치를 부착하여 바닥면에서 비산되는 미세먼지를 제거하는 방법이 사용되고 있으나, 물을 다량으로 사용하게 됨으로써 용수에 의한 도로비점오염등 2차 오염문제가 발생하고 있어 이에 대한 대책마련이 시급히 요구되고 있다. Currently, to cope with this problem, a method of removing fine dust scattered from the floor by mobilizing a water cannon and attaching a spray device from the lower part of the vehicle is used, but as a large amount of water is used, secondary non-point pollution such as road pollution by water is used. Pollution problems are occurring, and countermeasures are urgently required.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점들을 해소하기 위해 안출된 것으로써, 도로변의 미세먼지 내지 NOx의 농도를 차량을 이용하여 실시간으로 측정하고 이에 대한 정보를 서버에 전송하여 전국단위에서의 미세먼지 및 NOx 발생정보를 얻을 수 있으며, 미세먼지가 기준치 이상으로 발생한 것으로 판단된 곳에서는 서버를 통해 도로변에 설치된 나노버블 분사기를 동작시켜 도로변에 나노 미세기포를 분사하여 미세먼지를 저감함으로써 대기오염방지 및 국민건강향상에 기여하는 효과를 제공하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템을 제공하는 것이 목적이다.Accordingly, the present invention has been made to solve the above problems, and measures the concentration of fine dust or NOx on the roadside in real time using a vehicle and transmits the information to the server to fine dust and NOx nationwide. Generation information can be obtained, and in places where it is determined that fine dust has occurred above the standard value, the nano bubble sprayer installed on the roadside is operated through the server to spray nano-fine bubbles on the roadside to reduce fine dust, thereby preventing air pollution and public health. An object of the present invention is to provide an air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measurement vehicle that provides an effect contributing to improvement.
상기한 바와 같은 본 발명의 기술적 과제는 다음과 같은 수단에 의해 달성되어진다.The technical problem of the present invention as described above is achieved by the following means.
(1) 이동가능한 차량에 탑재되며, 차량에 장착되며 등속으로 외기를 흡인하는 등속흡인노즐; 항온수단 및 항습수단이 장착된 항온항습챔버; 상기 항온항습챔버내 유입된 대기시료의 미세먼지농도, NOx농도, 온도 및 습도를 감지하는 복합센서부; 상기 복합센서부의 감지신호로부터 미세먼지농도, NOx농도를 산출하고, 온도 및 습도정보를 수신하여 분석한 후 상기 미세먼지농도 및 NOx농도를 보정하는 대기오염원농도산출부; 상기 대기오염원농도산출부에서 산출된 결과정보를 서버에 송신하는 정보송신부; 및 산출된 결과정보를 디스플레이하는 모니터부를 포함하는 차량탑재형 도로변 대기오염원측정장치가 탑재된 것을 특징으로 하는 도로변 미세먼지 측정을 위한 이동형 미세먼지 측정차량 및,(1) a constant velocity suction nozzle mounted on a movable vehicle, mounted on the vehicle, and sucking external air at a constant velocity; a constant temperature and humidity chamber equipped with a constant temperature means and a constant humidity means; a complex sensor unit that senses the concentration of fine dust, NOx concentration, temperature and humidity of the atmospheric sample introduced into the constant temperature and humidity chamber; an air pollutant concentration calculation unit that calculates the concentration of fine dust and NOx from the detection signal of the complex sensor unit, receives and analyzes temperature and humidity information, and corrects the concentration of fine dust and NOx; an information transmitter for transmitting result information calculated by the air pollutant concentration calculator to a server; And a mobile fine dust measuring vehicle for measuring roadside fine dust, characterized in that a vehicle-mounted roadside air pollution source measuring device including a monitor unit for displaying the calculated result information is mounted,
물과 공기를 혼합하여 나노버블을 생성하는 나노버블 발생장치; 상기 나노버블발생장치로부터 생성된 나노버블을 저장하는 나노버블 저장수조; 및 도로변에 설치되며 상기 나노버블 저장수조로부터 공급되는 나노버블을 주위로 분사하는 입식 나노버블 분사기를 포함하는 것으로, 도로변에 설치되며 상기 결과정보를 수신한 서버로부터 송신된 제어신호에 따라 미세기포를 생성하여 대기중으로 분사하는 도로 미세먼지저감장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템. a nanobubble generator for generating nanobubbles by mixing water and air; a nanobubble storage tank for storing nanobubbles generated from the nanobubble generator; and a standing nanobubble injector installed on the roadside and injecting the nanobubbles supplied from the nanobubble storage tank to the surroundings, installed on the roadside and generating microbubbles according to a control signal transmitted from a server receiving the result information. An air pollution measuring system including a mobile roadside fine dust measuring vehicle comprising a road fine dust reduction device that generates and sprays into the air.
(2) 상기 (1)에 있어서, 상기 나노버블발생장치는(2) In the above (1), the nanobubble generating device
톱니바퀴 형태의 임펠러로 이루어진 회전전단 믹서 교반기(100); 타공이 형성된 복수의 디스크 타입 충돌판이 일정한 간격으로 샤프트상에 배치된 다단 충돌판으로 이루어지고, 상기 다단 충돌판 중 적어도 2개 이상의 판은 방사상으로 형성된 슬릿 및 충돌면을 구비한 슬릿형 충돌판으로 이루어진 보텍스 다단충돌부(200); 및 유입홀이 형성된 유입부, 제1스핀홀이 형성된 제1선회류발생부와 제2스핀홀이 형성된 제2선회류발생부를 포함하는 선회류발생부, 및 상기 선회류발생부를 통과한 기포가 고속으로 분사될 수 있도록 직경이 감소되는 구간을 갖는 노즐단부가 일렬로 형성된 다단보텍스노즐(300)이 일련하여 연결된 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템.Rotational
(3) 상기 (2)에 있어서,(3) In the above (2),
상기 보텍스 다단충돌부는 디스크 가장자리에 타공이 원형으로 배치된 제1충돌판, 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제2충돌판, 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제3충돌판, 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제4충돌판, 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제5충돌판, 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제6충돌판, 및 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제7충돌판이 순차적으로 샤프트상에 수직방향으로 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템.The vortex multi-stage collision part includes a first collision plate in which perforations are circularly arranged at the edge of the disk, a slit-type second collision plate in which slits and collision surfaces are alternately radially formed, a third collision plate in which a plurality of micro-perforations are formed on the disk surface, and a slit. And a slit-type fourth impact plate with alternating radially formed impact surfaces, a fifth impact plate with multiple micro-perforations formed on the disk surface, a slit-type sixth impact plate with alternately radially formed slits and impact surfaces, and micro-perforations. An air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measurement vehicle, characterized in that a plurality of seventh impact plates formed on the disk surface are sequentially arranged in a row in a vertical direction on the shaft.
(4) 상기 (2)에 있어서,(4) In the above (2),
상기 제1선회류발생부와 제2선회류발생부는 상호 적층된 혹은 일체로 구성된 다단형 원통구조이고, 상기 제1선회류발생부의 직경이 상기 제2선회류발생부의 직경보다 작으며, 상기 제1선회류 발생부의 제1스핀홀은 시계반향 혹은 반시계방향으로 내부를 향해 형성된 복수개의 요홈부를 갖고, 상기 제2선회류 발생부의 제2스핀홀도 시계반향 혹은 반시계방향으로 내부를 향해 형성된 복수개의 요홈부를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템.The first swirl flow generating part and the second swirl flow generating part have a multi-stage cylindrical structure stacked on each other or integrally formed, the diameter of the first swirl flow generating part is smaller than the diameter of the second swirl flow generating part, and the The first spin hole of the first swirl flow generator has a plurality of grooves formed toward the inside in a clockwise or counterclockwise direction, and the second spin hole of the second swirl flow generator is also formed toward the inside in a clockwise or counterclockwise direction. An air pollution measuring system including a mobile roadside fine dust measuring vehicle, characterized in that configured to have a plurality of grooves.
상기한 바와 같이, 본 발명에 의하면 도로변의 미세먼지 내지 NOx의 농도를 차량을 이용하여 실시간으로 측정하고 이에 대한 정보를 서버에 전송하여 전국단위에서의 미세먼지 및 NOx 발생정보를 얻을 수 있으며, 미세먼지가 기준치 이상으로 발생한 것으로 판단된 곳에서는 서버를 통해 도로변에 설치된 입식 나노버블 분사기를 동작시켜 도로변에 미세기포를 분사하여 미세먼지를 저감함으로써 대기오염방지 및 국민건강향상에 기여하는 효과를 제공한다. As described above, according to the present invention, it is possible to obtain fine dust and NOx generation information on a nationwide basis by measuring the concentration of fine dust or NOx on the roadside in real time using a vehicle and transmitting the information to the server. In places where it is determined that the dust is higher than the standard, the server operates the standing nanobubble sprayer installed on the roadside to spray fine bubbles on the roadside to reduce fine dust, thereby preventing air pollution and contributing to the improvement of national health. .
도 1은 본 발명에 따른 도로변 미세먼지 측정을 위한 이동형 미세먼지 측정차량의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 차량탑재형 도로변 대기오염원측정장치의 구성도이다.
도 3은 본 발명에 따른 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템의 전체 구성도이다.
도 4는 본 발명에 따른 미세 나노버블 분사기의 설치예시도이다.
도 5는 본 발명에 따른 미세 나노버블 발생장치의 구성도이다.
도 6은 본 발명의 제1실시예에 따른 나노버블 발생장치의 회전전단 믹서 교반기의 구성도이다.
도 7은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노버블 발생장치의 회전전단 믹서 교반기의 구성도이다.
도 8a, 8b는 본 발명의 제1실시예에 따른 나노버블 발생장치의 보텍스 다단충돌부의 구성도이다.
도 9는 본 발명의 제1실시예에 따른 보텍스 다단충돌부 3개가 지그재그 구조로 직렬연결된 형태의 구성도이다.
도 10은 본 발명의 제2실시예에 따른 나노버블 발생장치의 보텍스 다단충돌부의 구성도이다.
도 11a,b는 본 발명의 제1실시예에 따른 나노버블 발생장치의 다단보텍스노즐의 구성도 및 시제품 사진이다.
도 12는 본 발명의 제2실시예에 따른 나노버블 발생장치의 다단보텍스노즐의 구성도이다.1 is a configuration diagram of a mobile fine dust measurement vehicle for measuring roadside fine dust according to the present invention.
2 is a block diagram of a vehicle-mounted roadside air pollution source measuring device according to the present invention.
3 is an overall configuration diagram of an air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measurement vehicle according to the present invention.
4 is an exemplary installation view of a fine nanobubble injector according to the present invention.
5 is a configuration diagram of a fine nanobubble generator according to the present invention.
6 is a block diagram of a rotary shear mixer stirrer of a nanobubble generator according to a first embodiment of the present invention.
7 is a block diagram of a rotary shear mixer stirrer of a nanobubble generator according to a second embodiment of the present invention.
8a and 8b are configuration diagrams of the vortex multi-stage collision unit of the nanobubble generator according to the first embodiment of the present invention.
9 is a configuration diagram of a form in which three vortex multi-stage collision parts are connected in series in a zigzag structure according to the first embodiment of the present invention.
10 is a configuration diagram of a vortex multi-stage collision unit of a nanobubble generator according to a second embodiment of the present invention.
11a and b are configuration diagrams and prototype photos of the multi-stage vortex nozzle of the nano-bubble generator according to the first embodiment of the present invention.
12 is a configuration diagram of a multi-stage vortex nozzle of a nano-bubble generator according to a second embodiment of the present invention.
이하, 본 발명에 따른 바람직한 실시 형태를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 첨부된 도면과 함께 이하에 개시될 상세한 설명은 본 발명의 예시적인 실시형태를 설명하고자 하는 것이며, 본 발명이 실시될 수 있는 유일한 실시형태를 나타내고자 하는 것이 아니다. 이하의 상세한 설명은 본 발명의 완전한 이해를 제공하기 위해서 구체적 세부사항을 포함한다. 그러나, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 이러한 구체적 세부사항 없이도 실시될 수 있음을 안다.Hereinafter, preferred embodiments according to the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. The detailed description set forth below in conjunction with the accompanying drawings is intended to describe exemplary embodiments of the present invention and is not intended to represent the only embodiments in which the present invention may be practiced. The following detailed description includes specific details for the purpose of providing a thorough understanding of the present invention. However, those skilled in the art to which the present invention pertains understand that the present invention may be practiced without these specific details.
몇몇 경우, 본 발명의 개념이 모호해지는 것을 피하기 위하여 공지의 구조 및 장치는 생략되거나, 각 구조 및 장치의 핵심기능을 중심으로 한 블록도 형식으로 도시될 수 있다.In some cases, in order to avoid obscuring the concept of the present invention, well-known structures and devices may be omitted or may be shown in block diagram form centering on core functions of each structure and device.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 "포함(comprising 또는 including)"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다. 또한, 명세서에 기재된 "…부"의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미한다. 또한, "일(a 또는 an)", "하나(one)", "그(the)" 및 유사 관련어는 본 발명을 기술하는 문맥에 있어서(특히, 이하의 청구항의 문맥에서) 본 명세서에 달리 지시되거나 문맥에 의해 분명하게 반박되지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 포함하는 의미로 사용될 수 있다.Throughout the specification, when a part is said to "comprising" or "including" a certain element, it means that it may further include other elements, not excluding other elements, unless otherwise stated. do. Also, the term "... unit" described in the specification means a unit that processes at least one function or operation. Also, "a or an", "one", "the" and similar related words in the context of describing the invention (particularly in the context of the claims below) Unless indicated or otherwise clearly contradicted by context, both the singular and the plural can be used.
본 발명의 실시 예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시 예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.In describing the embodiments of the present invention, if it is determined that a detailed description of a known function or configuration may unnecessarily obscure the subject matter of the present invention, the detailed description will be omitted. In addition, terms to be described below are terms defined in consideration of functions in the embodiments of the present invention, which may vary according to the intention or custom of a user or operator. Therefore, the definition should be made based on the contents throughout this specification.
도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 도로변 미세먼지 측정을 위한 이동형 미세먼지 측정차량(3000)은 차량탑재형 도로변 대기오염원측정장치(1000)가 탑재된다. 상기 차량(3000)은 예를 들어, 버스, 승용차 등이며, 도로변 예를 들어 버스 승강장 혹은 스쿨죤 등에서 발생하는 미세먼지 내지 NOx(질소산화물)의 농도를 실시간 측정할 수 있다.As shown in FIG. 1 , a mobile fine
이를 위한 본 발명의 차량탑재형 도로변 대기오염원감지장치(1000)는 도 2에 도시한 바와 같이, 등속흡인노즐(1110), 대기배출부(1120)가 형성된 항온항습챔버(1100), 복합센서부(1200), 대기오염원농도산출부(1300), 정보송신부(1400), 및 모니터부(1600);를 포함한다.As shown in FIG. 2, the vehicle-mounted roadside air
등속흡인노즐(1110)은 바람직하게는 차량의 상부에 장착되며, 유입되는 외기는 30~50km/h로 유지되어지도록 한다. 이를 위해 필요한 경우 유량조절밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.The constant
항온항습챔버(1100)는 전단에 장착된 등속흡인노즐(1110)을 통해 측정하고자 하는 도로변의 대기를 유입시키고, 측정이 완료된 대기는 후단에 형성된 대기배출부(1120)를 통해 배출한다. 상기 항온항습챔버(1100)는 공지의 항온수단(미도시) 및 항습수단(미도시)이 장착된 것으로, 측정의 신뢰도를 높이기 위해 항온 및 항습이 유지될 수 있도록 한다.The constant temperature and
복합센서부(1200)는 상기 항온항습챔버(1100) 내에 설치되며, 등속흡인노즐(1110)을 통해 유입된 대기를 시료로 하여 미세먼지와 NOx를 감지한다. 이를 위해 미세먼지센서와 NOx감지센서가 요구되어진다. 또, 상기 복합센서부(1200)는 챔버내 온도 및 습도를 감지하기 위해 온습도계를 장착한다. 이는 유입된 대기에 의해 측정당시의 온도 및 습도에 변화가 생기며, 온도 및 습도의 변화는 전기신호의 변화를 야기시키므로 이는 측정의 신뢰성을 저하시키는 요인이 되기에 이에 대한 보정이 필요하게 된다.The
대기오염원농도산출부(1300)는 상기 복합센서부(1200)의 감지신호로부터 미세먼지농도, NOx농도를 산출하고, 온도 및 습도정보를 수신하여 분석한 후 상기 미세먼지농도 및 NOx농도를 보정한다. 이때, 온도 및 습도변호에 따른 미세먼지농도 및 NOx농도 변화는 사전에 실험을 통해 테이블화가 가능하고, 테이블에 기입된 변화값을 보정해주는 방법을 통해 간단하게 수행할 수 있다. The air pollutant
상기 대기오염원농도산출부(1300)에서 산출된 측정결과는 조수석에 설치된 모니터부(1600)를 통해 표시되어진다.The measurement result calculated by the air pollutant
정보송신부(1400)는 상기 대기오염원농도산출부에서 산출된 결과정보를 서버(미도시)에 송신한다. 서버는 각 차량의 정보송신부(1400)로부터 이러한 결과정보를 취합하고, 대기오염물질(미세먼지, NOx)의 농도를 실시간으로 분석하여 기준치를 초과하는 경우 후술하는 나노버블 발생장치(도 3의 부호 2000)를 구동하도록 제어함과 동시에 도로변에 입식 설치된 나노버블 분사기(2200)를 통해 나노버블을 공기중으로 분사한다. 나노버블은 200nm 수준의 버블로써, 공기중에 분산된 미세먼지와 NOx와 같은 대기오염 전구체 물질의 포집능이 강하여 신속하게 이들을 제거할 수 있다.The
본 발명에 따른 나노버블 발생장치(2000)는 도 3에 도시한 바와 같이, 도로변과 가까운 위치에 고정설치되며, 원수조(2100)로부터 물을 펌프(2200)를 이용하여 나노버블 발생장치(2000)에 공급한다. 이때, 바람직하게는 펌프(2200) 후단에 여과기(2300)를 설치하여 원수로부터 이물질을 제거한다.As shown in FIG. 3, the
나노버블 발생장치(2000)는 여과수와 공기를 유입받아 이로부터 200nm급의 나노버블을 생성한다. 나노버블은 나노버블 저장수조(2400)에 일시 저장되고 입식 나노버블 분사기(2500)로 궁급되어 하방으로 분사된다.The
본 발명에 따른 나노버블 분사기(2500)의 구성예가 도 4에 도시되어 있다. 본 발명에 따른 나노버블 분사기(2500)는 수직지지부재(2512), 수평지지부재(2514), 상기 수평지지부재 하단에 장착된 분사노즐(2516)을 포함하고, 공급관(2510)을 통해 물을 공급받는다.A configuration example of a
본 발명에 따른 나노버블 분사기(2500)는 스쿨죤이나 버스승강장의 인근에 설치되며 나노버블을 하방으로 분사하도록 구성된다.The
상기 나노버블 분사기(2500)는 바람직하게는 분사각 90~91ㅀ로 분사높이 150~200cm에서 분사면적이 1.0~2.5㎡이 되도록 분사되도록 한다. 특히 바람직하게는 분사높이 200cm에서 분사면적이 2.11㎡이 되도록 하는 것이다. The
이하 본 발명에 따른 나노버블 발생장치(2000)에 대하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.Hereinafter, the
상기 나노버블 발생장치(2000)는 도 5에 도시한 바와 같이, 회전전단 믹서 교반기(100), 보텍스 다단충돌부(200), 및 다단보텍스노즐(300)을 포함한다. 이때 상기 회전전단 믹서교반기(100)의 후단에는 압축된 유체를 저장하기 위한 압축탱크(T)를 별도로 둘 수 있다. 상기 나노버블 발생장치(2000)는 제어부를 포함하여 서버로부터 신호를 받아 구동되어질 수 있다. 상기 제어부(400)는 일정한 시간에 동작이 자동으로 온오프 되도록 제어하는 것도 가능하며, 필요에 따라 서버로부터 구동명령신호를 받으면 그때 마다 나노버블 발생장치(2000)의 동작을 제어하는 것도 가능하다.As shown in FIG. 5 , the
상기 회전전단 믹서 교반기(100), 보텍스 다단충돌부(200), 및 다단보텍스노즐(300)은 일련하여 직렬로 연결되어진다. 따라서, 공기와 여과수가 1차적으로 회전전단 믹서 교반기(100)로 진입되면서 20~50㎛의 1차버블이 형성되고, 상기 1차버블은 다시 2차적으로 보텍스 다단충돌부(200)에 유입되어 1~20㎛ 사이즈의 2차 미세버블이 되며, 상기 2차 미세버블은 다시 3차적으로 다단보텍스노즐(300)에 유입되어 최종적으로 200nm 사이즈의 나노버블로 된다.The rotary
이하, 본 발명의 내용을 도 6 내지 도 11을 참조하여 보다 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 상기 회전전단 믹서 교반기(100), 보텍스 다단충돌판(200), 및 회전충돌 붕괴노즐(300)을 제외한 일반적으로 채택되어질 수 있는 엔진, 동력전달장치, 압축탱크, 펌프, 밸브, 냉각기 내지 각종 연결구 등에 대하여는 당업계의 공지의 구성요소로써, 이하 상세한 설명은 생략한다. Hereinafter, the contents of the present invention will be described in more detail with reference to FIGS. 6 to 11. However, except for the rotary
이하, 본 발명의 중요 구성부분인 회전전단 믹서 교반기(100), 보텍스 다단충돌부(200), 및 다단보텍스노즐(300)로 이루어진 나노버블 발생장치(2000)에 한하여 상세하게 설명한다. Hereinafter, only the
도 6은 1차 회전전단 믹서 교반기(100)를 구성하는 임펠라의 구성도로써, 20~50㎛의 1차 버블을 형성한다.6 is a block diagram of an impeller constituting the primary rotary
이를 위해 본 발명에 따른 회전전단 믹서 교반기(100)는 기체(예로 공기)와 물을 1차적으로 혼합하고 압축하여 보텍스 다단충돌부(200)로 보낸다. 압축을 위해 모터에 의해 회전되는 임펠러(110)가 이용되며, 본 발명에서는 도 6에 도시된 바와 같은 톱니바퀴 형태가 이용된다.To this end, the rotary
다른 실시예로, 본 발명에서 상기 회전전단 믹서 교반기(100)는 도 7에 도시한 바와 같이 모터에 의해 회전되는 회전자(10)와 이와 대향하여 결합하는 고정자(20)를 포함한다.In another embodiment, the rotary
상기 회전자(10)는 원판형으로 상면에 돌출형성되는 제1회전자(2)와 제2회전자(4)를 포함한다. 상기 제1회전자(2)는 원판의 상면에 원형으로 돌출형성되며, 일정간격으로 기포가 관통하는 슬릿(1)이 형성되어있다.The
또한, 상기 제2회전자(4)는 제1회전자와 마찬가지로 원판위에 원형으로 돌출형성되지만, 상기 제1회전자(2)를 외곽에서 포위하도록 구성하되, 마찬가지로 일정간격으로 기포가 관통하는 슬릿(3)이 형성되어 있다.In addition, the
상기 고정자(20)는 회전자와는 대향하도록 배치되며, 원형으로 배치되는 제1고정자(6)와 제2고정자(8)가 원판위에 돌출형성되어 있다. 상기 제1고정자(6)와 제2고정자(8) 역시 일정간격으로 각각 슬릿(5,7)이 형성되어 기포가 통과할 수 있도록 한다.The
상기 제1고정자(6)는 회전자를 이루는 1차회전자(2)와 2차회전자(4) 사이에 배치되도록 대향하고, 제2고정자(8)는 상기 2차회전자(4)의 외곽에 배치되어 기포의 관통로를 제공한다.The
상기와 같이 본 발명에 따른 회전전단 믹서 교반기(100)는 중심으로 유입된 물과 유입구로 들어오는 기체가 혼합되어 상기 회전하는 제1회전자의 슬릿(1)을 관통하면서 기포가 파괴되고, 제1고정자(6)의 슬릿(5)을 통해 배출이 된다.As described above, in the rotary
슬릿(5)을 통과한 기포를 함유한 물은 회전하는 제2회전자의 슬릿(3)에 진입하면서 다시 기포는 더욱 파괴되어 보다 미세한 기포가 된다. 이러한 과정을 통해 20~50㎛의 미세버블이 되어 제2고정자(8)의 슬릿(7)을 통해 배출되어진다.As the water containing bubbles passing through the
도 8a, 8b는 본 발명의 보텍스 다단충돌부(200)의 구성도이다. 8a and 8b are configuration diagrams of the vortex
본 발명의 제1실시예에 따른 보텍스 다단충돌부는 도 8a에 도시한 바와 같이 타공이 형성된 복수의 디스크 타입 충돌판이 일정한 간격으로 샤프트상에 배치된 다단 충돌판으로 이루어진다. 바람직하게는 상기 다단 충돌판 중 적어도 2개 이상의 판은 방사상으로 형성된 슬릿(S) 및 충돌면(P)을 구비한 슬릿형 충돌판으로 이루어진다(세번째 형태).As shown in FIG. 8A, the vortex multi-stage collision unit according to the first embodiment of the present invention consists of a multi-stage collision plate in which a plurality of perforated disk-type collision plates are disposed on the shaft at regular intervals. Preferably, at least two or more of the multi-stage impact plates are formed of slit-type impact plates having radially formed slits S and impact surfaces P (third type).
본 발명의 바람직한 실시예로써, 상기 보텍스 다단충돌부(200)는 케이스(210)내에 도 8b에 도시한 바와 같이 디스크 가장자리에 타공이 원형으로 배치된 제1충돌판(201), 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제2충돌판(202), 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제3충돌판(203), 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제4충돌판(204), 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제5충돌판(205), 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제6충돌판(206), 및 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제7충돌판(207)이 순차적으로 샤프트상에 수직방향으로 일렬로 배치된다.As a preferred embodiment of the present invention, the vortex
상기 본 발명의 슬릿형 충돌판(202, 204, 206)을 미세타공 형태의 다른 충돌판(203, 205)과 교대로 배치한 것은, 미세타공 형태의 충돌판은 버블형성에는 유리하지만, 유속흐름을 저하시켜 나선형 흐름을 유도하기 곤란한 문제를 해결하기 위한 것이다. 따라서, 도 8b에 도시한 바와 같은 구성의 보텍스 다단충돌부(200)는 버블형성이 잘 이루어지는 것은 물론, 유속증가 및 나선형 흐름을 유도할 수 있는 점에서 바람직하다.The slit-
본 발명에서 상기 보텍스 다단충돌부(200)는 도 9에 도시한 바와 같이 2개 이상, 바람직하게는 3개(200a,200b,200c)가 직렬로 연결되며, 지그재그 타입으로 연결함으로써 보텍스 효율을 개선하는 것은 물론 차량탑재에 적합하도록 설치공간도 축소할 수 있다.In the present invention, as shown in FIG. 9, two or more, preferably three (200a, 200b, 200c) of the vortex
다른 실시예로, 본 발명의 제2실시예에 따른 보텍스 다단충돌부(200)는 도 10에 도시한 바와 같이 하우징내에 원반형상의 1차충돌판(210)과 2차충돌판(220)이 나란하게 마주보도록 배치된다.As another embodiment, the vortex
상기 1차충돌판(210)은 일정한 간격으로 형성된 슬릿(211) 및 충돌면(212)이 형성되어 있다. 상기 슬릿(211)을 통해 전단의 회전전단 믹서 교반기(100)로부터 공급되는 미세버블이 일부는 충돌면(212)에 충돌하고, 일부는 슬릿(211)을 통해 통과되어지며, 슬릿(211)을 통과한 미세버블은 다시 후단의 2차충돌판(220)에 유입된다.The
상기 2차충돌판(220) 역시 일정한 간격으로 형성된 슬릿(221) 및 충돌면(222)이 형성되어 있다. 다만, 상기 2차충돌판(220)은 1차충돌판(210)과 슬릿과 충돌면이 순서가 어긋나도록 배치되어 있는 것이 특징이다. 따라서, 1차충돌판(210)의 슬릿(211)을 통과한 미세버블은 2차충돌판(220)의 충돌면(222)에 부딪혀 보다 미세한 사이즈로 분쇄되어지고, 분쇄된 미세버블은 슬릿(221)을 통해 배출되어 1~20㎛ 사이즈의 2차 미세버블이 된다.The
도 11은 본 발명에 따른 다단 보텍스 노즐(300)의 구성도이다.11 is a configuration diagram of a
본 발명의 제1실시예에 따른 다단 보텍스 노즐(300)은 케이스(309)내부에 유입홀(301)이 형성된 유입부(302), 제1스핀홀(303)이 형성된 제1선회류발생부(304)와 제2스핀홀(305)이 형성된 제2선회류발생부(306)를 포함하는 선회류발생부(307), 및 상기 선회류발생부(307)를 통과한 기포가 고속으로 분사될 수 있도록 직경이 감소되는 구간을 갖는 토출부(308)가 일렬로 형성된다.The
도 11을 참조하여 설명하면, 상기 제1선회류발생부(304)와 제2선회류발생부(306)는 상호 적층된 혹은 일체로 구성된 다단형 원통구조이고, 상기 제1선회류발생부의 직경이 상기 제2선회류발생부의 직경보다 작으며, 상기 제1선회류 발생부의 제1스핀홀(303)은 시계반향 혹은 반시계방향으로 내부를 향해 형성된 복수개, 바람직하게는 3개의 요홈부로 이루어지고, 상기 제2선회류 발생부의 제2스핀홀(305)도 시계반향 혹은 반시계방향으로 내부를 향해 형성된 복수개의 요홈부로 이루어진다.Referring to FIG. 11, the first
상기와 같이 본 발명의 제1실시예에 따른 다단 보텍스 노즐(300)은 2단 선회류 발생이 가능한 구조로 3개의 유입홀(301)을 거쳐 유입된 유체가 중간부의 2단의 선회류 발생용 스핀홀(303, 305)을 거쳐 나선형 흐름으로 변환되어 토출부(308)를 거쳐 토출된다. As described above, the
다른 실시예로, 본 발명의 제2실시예에 따른 다단 보텍스 노즐(300)은 도 12에 도시한 바와 같이 조인트(310)로 연결되는 복수의 파이프(320)로 이루어진 다단파이프 구조를 특징으로 한다.As another embodiment, the
상기 제2실시예에 따른 다단 보텍스 노즐(300)은 각 파이프 마다 내부에 유체의 흐름을 방해하도록 돌기(321)가 상호 어긋나도록 형성되어 유체가 회전하면서 충돌을 일으켜 기포가 붕괴되도록 구성된 것이다.In the
예를 들어, 제1파이프는 내부의 단면이 도 12의 (a)와 같이 상면과 하면에 돌기가 길이방향으로 형성되어 있고, 조인트로 연결되는 제2파이프는 (b)와 같이 파이프의 중공부를 격벽으로 반으로 구분하면서 중심에는 단면이 원형인 원기둥이 길이방향으로 뻗은 구성일 수 있으며, 제3파이프는 (c)와 같이 파이프의 내면에 5개의 돌기가 길이방향으로 일정간격을 두고 뻗도록 형성된 구조이며, 제4파이프는 (d)와 같이 파이프의 내면에 4개의 돌기가 길이방향으로 일정간격을 두고 뻗도록 형성된 구조일 수 있다.For example, the first pipe has protrusions formed in the longitudinal direction on the upper and lower surfaces as shown in (a) of FIG. 12, and the second pipe connected by a joint has a hollow part of the pipe as shown in (b) It may be divided into halves by a partition wall, and a cylinder having a circular cross section at the center may be configured to extend in the longitudinal direction, and the third pipe may have five protrusions on the inner surface of the pipe as shown in (c). It is formed to extend at regular intervals in the longitudinal direction. structure, and the fourth pipe may have a structure formed such that four protrusions extend at regular intervals in the longitudinal direction on the inner surface of the pipe as shown in (d).
상기와 같은 구성에 의하면, 1~20㎛ 사이즈의 2차 미세버블이 제1파이프에 진입하면서 순차적으로 제4파이프까지 관통할 때까지 내부 혹은 내면에 형성된 돌기구조에 의해 미세버블이 더욱 분쇄되어 최종적으로 200nm 사이즈의 나노버블을 얻을 수 있다.According to the configuration as described above, the microbubbles are further pulverized by the protrusion structure formed on the inside or the inner surface until the secondary microbubbles with a size of 1 to 20㎛ enter the first pipe and sequentially pass through the fourth pipe, and finally As a result, nanobubbles with a size of 200 nm can be obtained.
상기와 같이 얻어진 나노버블은 그 자체를 다단 보텍스 노즐(300)로 분사할 수 있으며, 별도의 수조에 일시 저장하고, 분사기(미도시)를 연결하여 필요한 곳에 분사할 수도 있다.The nanobubbles obtained as described above may be sprayed by themselves through the
상기와 같이, 본 발명에 의하면 차량에 탑재된 대기오염원측정장치(1000)로부터 수신된 신호로부터 특정 도로변에서 미세먼지 내지 NOx의 농도가 기준치 이상인 것으로 서버가 판단하면, 서버는 해당 도로변의 주변에 설치된 나노버블 발생장치(1000)가 미세 나노버블을 분사하도록 함으로써 신속하게 대기오염을 방지할 수 있는 효과적인 수단을 제공한다.As described above, according to the present invention, when the server determines that the concentration of fine dust or NOx at a specific roadside is greater than or equal to the reference value from the signal received from the air pollution
100: 회전전단 믹서 교반기
200: 보텍스 다단충돌부
300: 다단 보텍스 노즐
1000: 대기오염원감지장치
2000: 나노버블 발생장치
3000: 이동형 미세먼지 측정차량100: rotary shear mixer agitator
200: vortex multi-stage collision
300: multi-stage vortex nozzle
1000: air pollution source detection device
2000: Nanobubble generator
3000: Mobile fine dust measuring vehicle
Claims (4)
물과 공기를 혼합하여 나노버블을 생성하는 나노버블 발생장치; 상기 나노버블발생장치로부터 생성된 나노버블을 저장하는 나노버블 저장수조; 및 도로변에 설치되며 상기 나노버블 저장수조로부터 공급되는 나노버블을 주위로 분사하는 입식 나노버블 분사기를 포함하는 것으로, 도로변에 설치되며 상기 결과정보를 수신한 서버로부터 송신된 제어신호에 따라 미세기포를 생성하여 대기중으로 분사하는 도로 미세먼지저감장치를 포함하되,
상기 나노버블발생장치는
톱니바퀴 형태의 임펠러로 이루어진 회전전단 믹서 교반기(100); 타공이 형성된 복수의 디스크 타입 충돌판이 일정한 간격으로 샤프트상에 배치된 다단 충돌판으로 이루어지고, 상기 다단 충돌판 중 적어도 2개 이상의 판은 방사상으로 형성된 슬릿 및 충돌면을 구비한 슬릿형 충돌판으로 이루어진 보텍스 다단충돌부(200); 및 유입홀이 형성된 유입부, 제1스핀홀이 형성된 제1선회류발생부와 제2스핀홀이 형성된 제2선회류발생부를 포함하는 선회류발생부, 및 상기 선회류발생부를 통과한 기포가 고속으로 분사될 수 있도록 직경이 감소되는 구간을 갖는 노즐단부가 일렬로 형성된 다단보텍스노즐(300)이 일련하여 연결된 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템.A constant velocity suction nozzle mounted on a movable vehicle, mounted on the vehicle, and sucking external air at a constant velocity; a constant temperature and humidity chamber equipped with a constant temperature means and a constant humidity means; a complex sensor unit that senses the concentration of fine dust, NOx concentration, temperature and humidity of the atmospheric sample introduced into the constant temperature and humidity chamber; an air pollutant concentration calculation unit that calculates the concentration of fine dust and NOx from the detection signal of the complex sensor unit, receives and analyzes temperature and humidity information, and corrects the concentration of fine dust and NOx; an information transmitter for transmitting result information calculated by the air pollutant concentration calculator to a server; And a mobile fine dust measuring vehicle for measuring roadside fine dust, characterized in that a vehicle-mounted roadside air pollution source measuring device including a monitor unit for displaying the calculated result information is mounted,
a nanobubble generator for generating nanobubbles by mixing water and air; a nanobubble storage tank for storing nanobubbles generated from the nanobubble generator; and a standing nanobubble injector installed on the roadside and injecting the nanobubbles supplied from the nanobubble storage tank to the surroundings, installed on the roadside and generating microbubbles according to a control signal transmitted from a server receiving the result information. Including a road fine dust reduction device that is generated and sprayed into the atmosphere,
The nano bubble generating device
Rotational shear mixer agitator 100 made of an impeller in the form of a toothed wheel; A plurality of disk-type impact plates with perforated holes are formed of multi-stage impact plates disposed on a shaft at regular intervals, and at least two or more of the multi-stage impact plates are slit-type impact plates having radially formed slits and impact surfaces. A vortex multi-collision unit 200 made of; and a swirling flow generating unit including an inlet with an inlet hole, a first swirling flow generating unit with a first spin hole and a second swirling flow generating unit with a second spin hole, and bubbles passing through the swirling flow generating unit. An air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measurement vehicle, characterized in that multi-stage vortex nozzles (300) are connected in series with nozzle ends having a section whose diameter is reduced so that they can be sprayed at high speed.
상기 보텍스 다단충돌부는 디스크 가장자리에 타공이 원형으로 배치된 제1충돌판, 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제2충돌판, 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제3충돌판, 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제4충돌판, 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제5충돌판, 슬릿 및 충돌면이 교대로 방사상으로 형성된 슬릿형 제6충돌판, 및 미세타공이 디스크 면상에 다수 형성된 제7충돌판이 순차적으로 샤프트상에 수직방향으로 일렬로 배치된 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템.According to claim 1,
The vortex multi-stage collision part includes a first collision plate in which perforations are circularly arranged at the edge of the disk, a slit-type second collision plate in which slits and collision surfaces are alternately radially formed, a third collision plate in which a plurality of micro-perforations are formed on the disk surface, and a slit. And a slit-type fourth impact plate with alternating radially formed impact surfaces, a fifth impact plate with multiple micro-perforations formed on the disk surface, a slit-type sixth impact plate with alternately radially formed slits and impact surfaces, and micro-perforations. An air pollution measurement system including a mobile roadside fine dust measurement vehicle, characterized in that a plurality of seventh impact plates formed on the disk surface are sequentially arranged in a row in a vertical direction on the shaft.
상기 제1선회류발생부와 제2선회류발생부는 상호 적층된 혹은 일체로 구성된 다단형 원통구조이고, 상기 제1선회류발생부의 직경이 상기 제2선회류발생부의 직경보다 작으며, 상기 제1선회류 발생부의 제1스핀홀은 시계반향 혹은 반시계방향으로 내부를 향해 형성된 복수개의 요홈부를 갖고, 상기 제2선회류 발생부의 제2스핀홀도 시계반향 혹은 반시계방향으로 내부를 향해 형성된 복수개의 요홈부를 갖도록 구성된 것을 특징으로 하는 이동형 도로변 미세먼지 측정차량을 포함한 대기오염 측정 시스템.
According to claim 1,
The first swirl flow generating part and the second swirl flow generating part have a multi-stage cylindrical structure stacked on each other or integrally formed, the diameter of the first swirl flow generating part is smaller than the diameter of the second swirl flow generating part, and the The first spin hole of the first swirl flow generator has a plurality of grooves formed toward the inside in a clockwise or counterclockwise direction, and the second spin hole of the second swirl flow generator is also formed toward the inside in a clockwise or counterclockwise direction. An air pollution measuring system including a mobile roadside fine dust measuring vehicle, characterized in that configured to have a plurality of grooves.
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