KR20190045437A - 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치 - Google Patents

차량 바퀴에 설치되는 집진 장치 Download PDF

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KR20190045437A
KR20190045437A KR1020170137646A KR20170137646A KR20190045437A KR 20190045437 A KR20190045437 A KR 20190045437A KR 1020170137646 A KR1020170137646 A KR 1020170137646A KR 20170137646 A KR20170137646 A KR 20170137646A KR 20190045437 A KR20190045437 A KR 20190045437A
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조태준
김재진
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대진대학교 산학협력단
강동대학교 산학협력단
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60B—VEHICLE WHEELS; CASTORS; AXLES FOR WHEELS OR CASTORS; INCREASING WHEEL ADHESION
    • B60B19/00—Wheels not otherwise provided for or having characteristics specified in one of the subgroups of this group
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D46/00—Filters or filtering processes specially modified for separating dispersed particles from gases or vapours
    • B01D46/0002—Casings; Housings; Frame constructions
    • B01D46/0005—Mounting of filtering elements within casings, housings or frames

Abstract

본 발명에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치는, 차량의 바퀴 또는 차량 휠에 장착되는 하우징; 상기 하우징에 관통 형성되며, 외부 공기 또는 배기가스가 유입되는 흡입구; 를 포함하며, 상기 흡입구를 통해 유입된 외부 공기 또는 배기가스는 상기 하우징의 내부에서 이물질이 제거 또는 집진된 후에 상기 하우징의 외부로 방출될 수 있다. 이에 따라, 본 발명의 실시예들에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치는 차량에서 발생된 배기가스에 포함된 분진, 미세먼지뿐만 아니라 차량의 타이어에서 발생하는 타이어가루 또는 타이어 파편 등이 포함된 외부 공기를 흡입하고 흡입된 공기에 포함된 이물질을 집진한 후에 이물질이 여과된 공기를 대기 중으로 방출 시킬 수 있다.

Description

차량 바퀴에 설치되는 집진 장치{DUST COLLECTOR INSTALLED AT WHEEL OF VEHICLE}
본 발명은 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 차량의 바퀴에 장착되어 공기를 흡입하고 흡입된 공기에 포함된 미세먼지나 차량의 주행으로 인해 발생된 타이어가루, 미세파편 등의 이물질을 집진할 수 있는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치에 관한 것이다.
산업의 발달 및 도시화로 인하여 대기 오염이 날로 심각해지고 있으며, 그에 따라 실내 및 실외 공기의 심각한 오염이 발생되고 있다.
대기 중에는 차량의 배기가스, 차량에서 발생하는 각종 분진, 유해가스, 각종 먼지, 꽃가루, 중금속 등이 많이 포함될 수 있다. 이러한 유해 물질, 미세먼지, 이물질 등을 포함하는 대기 중의 공기가 별도로 여과 또는 정화 과정 없이 인체에 바로 흡입될 경우에는 각종 호흡기 질병은 물론이고 기타 질병으로 까지 이어질 수 있는 위험성이 있다.
특히, 산업이 발달하고 사람들의 생활수준이 높아짐에 따라서 차량의 수도 급격하게 증가하고 있다. 차량의 주행으로 인하여 유해 물질이 포함된 배기가스, 각종 분진, 미세먼지, 타이어에서 떨어져 나온 타이어가루 등 다양한 유해 물질이 대기 중에 포함될 수 있다.
그러나, 차량에서 대기를 오염시키는 유해물질 들이 많이 발생됨에도 불구하고, 일반적으로는 차량에는 특별한 경우를 제외하고 배기가스, 분진, 타이어 가루 등의 유해물질을 집진하거나 별도로 처리할 수 있는 여과장치가 설치되지 않기 때문에, 차량에서 발생되는 배기가스, 분진, 타이어가루 등과 같은 유해물질들이 대기 중으로 바로 방출되어 사람들에게 유해한 영향을 끼치는 문제점이 있다.
또한, 최근에는 중국에서 유입되는 미세먼지가 환경 또는 건강에 큰 영향을 미치고 있는 실정이다. 앞서 언급한 차량의 배기가스에 의해서도 많은 미세먼지가 발생한다고 알려져 있으며 차량의 수가 증가함에 따라 차량에 의해 발생하는 미세먼지의 농도도 점차 증가하고 있는 실정이다.
최근에 미세먼지를 집진하거나 줄이기 위한 기술이 많이 제시되고 있는데, 대부분 대기 중의 미세먼지 제거를 목적으로 하는 것이고, 차량에 의해서 발생하는 미세먼지의 제거를 주목적으로 하는 기술은 많지 않은 실정이다.
특히, 차량에 기인하는 미세먼지를 차량이 주행하는 도로 상에서 즉시 포집하여 제거할 수 있는 기술은 드문 실정인데, 도로 상에서 주행하는 차량에 의해 발생하는 미세먼지를 바로 포집하여 제거함으로써 대기 중의 미세먼지 농도를 낮출 수 있다.
더군다나, 차량이 주행하게 되면 차량의 타이어와 도로면 사이에서 발생하는 마찰력 등에 의해서 타이어의 표면에서 가루가 발생하거나 미세한 파편이 발생할 수 있는데, 이러한 타이어 가루 또는 파편 등은 무겁기 때문에 도로면에 가까운 대기 중에 존재하므로 일반적인 미세먼지 집진 또는 제거 기술로는 잘 제거되지 않는 문제점이 있다.
따라서, 본 출원인은, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해서 본 발명은 제안하게 되었으며, 이와 관련된 선행기술문헌으로는, 대한민국 공개특허공보 10-2002-0003983호 (발명의 명칭: 자동차 주행 중 발생분진 집진장치 및 방법, 공개일: 2002. 01. 16.)가 있다.
본 발명의 목적은 차량의 바퀴 또는 휠의 비어있는 공간에 설치되어 차량에서 발생된 배기가스에 포함되어 있는 분진, 미세먼지뿐만 아니라 타이어에서 발생하는 타이어가루 또는 타이어파편 등이 포함된 외부 공기를 흡입하고 흡입된 외부 공기 등에 포함된 이물질을 집진하여 이물질이 여과된 깨끗한 공기를 대기 중으로 방출시킬 수 있는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 이물질이 여과된 후의 공기 또는 흡입된 공기를 이용하여 차량 바퀴의 브레이크 디스크 또는 브레이크 패드를 냉각시킬 수 있는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기의 목적은, 본 발명에 따라, 차량의 바퀴 또는 차량 휠에 장착되는 하우징; 및 상기 하우징에 관통 형성되며, 외부 공기 또는 배기가스가 유입되는 흡입구; 를 포함하며, 상기 흡입구를 통해 유입된 외부 공기 또는 배기가스는 상기 하우징의 내부에서 이물질이 제거 또는 집진된 후에 상기 흡입구를 통해 상기 하우징의 외부로 방출되는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 바퀴는 타이어와 상기 타이어의 내주면과 결합되는 휠을 포함하고, 상기 하우징은 상기 휠에 형성된 공간의의 내주면에 장착 또는 결합되어 상기 바퀴로부터 탈착 가능하게 형성될 수 있다.
상기 하우징에는, 상기 흡입구를 통해 유입된 외부 공기 또는 배기가스에 있는 미세 먼지 또는 타이어가루를 포함하는 이물질을 집진하는 집진 필터가 마련되고, 상기 집진 필터는 상기 흡입구와 인접하게 위치될 수 있다.
상기 흡입구에는, 상기 흡입구로 유입되는 외부 공기 또는 배기가스에 있는 이물질이 상기 집진 필터에 도달되기 전에 이물질을 걸러주는 거름망이 마련될 수 있다.
상기 집진 필터는 우천시 상기 흡입구를 통해 상기 하우징으로 유입된 빗물에 의해 세척되고, 세척된 상기 집진 필터는 상기 바퀴의 회전으로 인해 탈수 또는 건조될 수 있다.
한편, 본 발명은, 외주면에 타이어가 장착되는 림; 상기 림의 높이 방향 평면 중 일평면에 형성되는 적어도 하나의 날개; 상기 날개의 일측에 형성되는 제1 통공; 및 상기 날개의 타측에 형성되거나 상기 날개와 일체로 형성되는 제2 통공; 을 포함하며, 상기 제2 통공으로 유입되는 외부 공기 또는 배기가스에 있는 미세 먼지 또는 타이어가루를 포함하는 이물질을 집진하거나 제거하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치에 의해 달성될 수 있다.
상기 날개 및 상기 제2 통공은 상기 림의 높이 방향 일평면에서부터 돌출 형성될 수 있다.
상기 제2 통공으로 유입되어 이물질이 제거된 공기는 상기 림의 외부로 방출되기 전에 상기 제1 통공을 통해 림 안으로 유입된 외부 공기와 혼합되어, 상기 림의 내부에 마련된 브레이크 디스크 또는 브레이크 패드를 냉각시킬 수 있다.
본 발명의 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치는, 차량에서 발생된 배기가스에 포함된 분진, 미세먼지뿐만 아니라 차량의 타이어에서 발생하는 타이어가루 또는 타이어 파편 등이 포함된 외부 공기를 흡입하고 흡입된 공기에 포함된 이물질을 집진한 후에 이물질이 여과된 공기를 대기 중으로 방출 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치는, 바퀴 휠의 비어있는 공간에 설치되거나 바퀴의 휠에 직접 설치되기 때문에, 집진 장치가 설치된 차량의 전체적인 크기가 커지는 것을 방지함은 물론이고 차량에서 발생되는 타이어가루 등의 이물질이 포함된 공기를 더욱 빠르게 흡입할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치는, 바퀴 휠의 비어 있는 공간에 설치되거나 바퀴 휠에 직접 설치되기 때문에 이물질이 여과된 후의 공기 또는 흡입된 공기를 이용하여 차량 바퀴의 브레이크 디스크, 패드 등과 같은 제동수단을 냉각시킬 수 있다.
도 1은 일반적인 버스의 뒷바퀴를 보여주는 도면이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치가 설치된 차량 바퀴를 도시한 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시한 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치와 차량 바퀴의 분해 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시한 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치를 도시한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치를 도시한 정면도이다.
도 6은 도 5에 도시한 집진 장치가 설치된 차량 바퀴를 도시한 단면도이다.
이하, 첨부된 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예들에 대하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예들에 한정되지 않는다.
도면들은 개략적이고 축적에 맞게 도시되지 않았다는 것을 일러둔다. 도면에 있는 부분들의 상대적인 치수 및 비율은 도면에서의 명확성 및 편의를 위해 그 크기에 있어 과장되거나 감소되어 도시되었으며 임의의 치수는 단지 예시적인 것이지 한정적인 것은 아니다. 그리고 둘 이상의 도면에 나타나는 동일한 구조물, 요소 또는 부품에는 동일한 참조 부호가 유사한 특징을 나타내기 위해 사용된다.
본 발명의 실시예는 본 발명의 이상적인 실시예들을 구체적으로 나타낸다. 그 결과, 도면의 다양한 변형이 예상된다. 따라서 실시예는 도시한 영역의 특정 형태에 국한되지 않으며, 예를 들면 제조에 의한 형태의 변형도 포함한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치를 설명한다.
도 1은 일반적인 버스의 뒷바퀴를 보여주는 도면, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치가 설치된 차량 바퀴를 도시한 사시도, 도 3은 도 2에 도시한 차량 바퀴에 설치되는 집진장치와 차량 바퀴의 분해 사시도, 도 4는 도 3에 도시한 차량 바퀴에 설치되는 집진장치를 도시한 정면도, 도 5는 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치를 도시한 정면도, 도 6은 도 5에 도시한 집진장치가 설치된 차량 바퀴를 도시한 단면도이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 트럭 또는 버스 등과 같은 대형차량의 뒷바퀴(후륜)를 구성하는 타이어(10)는 휠(12)의 외주면에 설치되는데, 휠(12)의 가운데 부분에는 공간이 형성될 수 있다. 트럭 또는 버스 등과 같은 대형차량의 경우 뒷바퀴가 앞바퀴(전륜) 보다 큰 하중을 지지하게 되기 때문에 뒷바퀴의 휠(12)이 앞바퀴 보다 크고, 이로 인해 뒷바퀴의 휠(12)에는 오목한 공간(20)이 있게 된다.
도 2 내지 도 4에 도시된 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는 뒷바퀴 휠(12)의 오목한 공간(20)에 설치될 수 있다.
도 2 내지 도 4에 도시한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는 차량 바퀴의 타이어(10)가 장착되는 휠(12)의 내부에 형성된 공간(20)에 설치 또는 삽입될 수 있다.
휠(12)의 내부에 형성되어 집진장치(100)가 설치 또는 삽입되는 공간(20)의 중앙부에는, 엔진(미도시)의 회전력을 전달받는 차륜회전축(미도시)과 타이어(10) 및 휠(12)을 연결 고정하는 고정부(11)가 돌출 형성될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는 휠(12)의 공간(20)에 삽입 장착되기 위해서 상기 고정부(11)를 수용할 수 있는 형태를 가지거나 또는 고정부(11)에 고정되는 형태를 가지는 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는, 휠(12)의 공간(20)에 삽입되거나 장착되는 하우징(110) 및 하우징(110)의 높이 방향 일면에 관통 형성되며 외부 공기 또는 배기가스가 유입되는 흡입구(120)를 포함할 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100)는 차량 바퀴의 휠(12)에 장착될 수 있다. 바퀴는 타이어(10)와 타이어(10)의 내주면과 결합되는 휠(12)을 포함하는데, 집진 장치(100)는 휠(12)에 형성된 공간(20)의 내주면에 결합될 수 있다. 이때, 집진 장치(100)는 휠(12)로부터 탈착 가능하게 마련될 수 있다.
여기서, 타이어(10) 및 휠(12)은 차량의 바퀴에 일반적으로 사용되는 것일 수 있다. 또한, 타이어(10) 및 휠(12)의 크기는 차량의 종류에 따라 그 크기 및 형태가 달라질 수 있다.
한편, 본 발명의 일실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100)는 휠(12)의 비어있는 공간(20)에 삽입되거나 장착될 수 있다.
예컨대, 트럭 또는 버스와 같이 대형 차량의 경우에는 후륜 휠(12)의 내부가 비어있는 형태를 사용하므로, 휠(12)의 비어있는 공간(20)에 집진 장치(100)를 장착할 수 있다. 물론, 트럭 또는 버스가 아니라 일반적인 승용차의 경우에도 필요에 따라 내부가 비어있는 구조의 휠을 사용할 수도 있으므로, 하기에서 설명하는 집진 장치(100)가 설치되는 차량이 트럭 및 버스로 한정되는 것은 아니다. 즉, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치(100)는 승용차, 트럭, 버스 등을 포함하는 모든 차량에 장착될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는 휠(12)에 형성된 공간(20)에 삽입 또는 장착되기 때문에, 집진 장치(100)가 도로면 가까이에 위치할 뿐만 아니라 타이어(10)와도 가까이에 위치하게 된다. 이로 인해, 타이어에서 발생하는 타이어 가루 또는 타이어 파편 등을 많이 효율적으로 흡입할 수 있다.
또한, 차량에서 배출되는 배기가스는 차량의 뒤쪽 아래에 마련된 배기구를 통해서 배출되기 때문에, 배기가스는 배출되자마자 도로면 가까이에 존재하게 된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는 차량 바퀴의 휠(12)에 설치되기 때문에 도로면 가까이에 존재하는 배기가스도 쉽게 흡입할 수 있고 배기가스에 포함된 미세먼지 등의 이물질을 제거할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)의 하우징(110)은 집진 장치(100)의 케이스(case) 이다. 이러한 하우징(110)은 휠(12)의 공간(20) 내주면과 결합될 수 있도록 원통 형태로 형성되는 것이 바람직하며, 집진 필터(미도시) 등이 설치될 수 있도록 하우징(110)의 내부에는 어느 정도의 공간이 형성될 수 있다.
원통 형태의 하우징(110)의 높이 방향 일면 즉, 휠(12)의 고정부(11)와 마주 보는 일면에는 다수개의 흡입구(120)가 형성될 수 있다. 흡입구(120)는 차량 바퀴 주변의 외부 공기 또는 배기가스가 하우징(110) 안으로 흡입되는 부분으로서, 개구된 형태를 가지는 것이 바람직하다.
흡입구(120)는 하우징(110)의 중심을 기준으로 방사상으로 복수개 형성될 수 있으며, 이웃하는 흡입구(120) 사이의 간격 또는 각도가 동일한 것이 바람직하다.
도 4를 참조하면, 흡입구(120)가 반원과 유사한 형태를 가지는 것으로 도시되어 있는데, 흡입구(120)의 형태가 반원 모양으로 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)는 차량이 주행할 때 집진장치(100)의 주변에 형성되는 공기의 흐름을 이용하여 흡입구(120) 안으로 공기 또는 배기가스가 유입될 수 있는데, 차량이 전진 주행함에 따라 공기 또는 배기가스가 흡입구(120)로 원활하게 유입될 수만 있다면 흡입구(120)의 형태는 제한되지 않는다.
도시하지는 않았지만, 흡입구(120)에는 공기 또는 배기가스가 흡입구(120) 안으로 유입되도록 안내하는 유입안내부(미도시)가 형성될 수도 있다. 차량이 전진 주행한다고 할 때, 상기 유입안내부는 집진장치(100)가 회전하는 방향의 반대 방향에 형성되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 도 4에 도시된 집진장치(100)가 장착된 차량이 전진 주행하는 경우에 집진장치(100)가 시계방향으로 회전한다면 상기 유입안내부는 흡입구(120)의 직선부 쪽에 형성되는 것이 바람직하다. 이 때, 흡입구(120)가 형성된 하우징(110)의 일면과 상기 유입안내부 사이의 각도는 90도를 넘지 않는 것이 바람직하다.
하우징(110)의 내부에는, 흡입구(120)를 통해 유입된 공기 또는 배기가스 내에 포함된 분진, 미세먼지 또는 타이어가루 등을 집진하는 집진 필터(미도시)가 마련될 수 있다.
상기 집진 필터는 정전기를 이용하여 이물질이나 미세먼지 등을 집진할 수 있도록 정전기 집진필터가 사용되는 것이 바람직하지만, 상기 집진 필터의 형태가 정전기 필터에 국한되는 것은 아니다. 참고로, 상기 집진 필터는 집진 장치(100)의 크기나 집진 장치(100)가 설치되는 차량 또는 차량이 주행하는 장소의 주변 환경에 따라 그 크기 또는 형태가 변형될 수 있다.
상기 집진 필터는 미세먼지 또는 타이어가루 등과 같이 사이즈가 작은 이물질은 흡착할 수 있으나, 사이즈가 큰 이물질은 흡착하지 못할 수 있다. 흡입구(120)를 통해 하우징(110)의 내부에 유입되었지만 상기 집진 필터에 흡착되지 않은 이물질은 하우징(110)의 내부에 존재하게 되는데, 차량이 전진 주행함에 따라 하우징(110)이 고속 회전하게 되면 이물질이 하우징(110)의 내면에 충돌할 수 있고, 이로 인해 하우징(110)이 파손되거나 차량의 주행 성능에 악영향을 줄 수도 있다. 이러한 문제를 방지하기 위해서, 흡입구(120)에 거름망(125)이 형성될 수 있다.
거름망(125)은 메쉬(mesh) 형태로 마련될 수 있다. 흡입구(120)가 메쉬(mesh) 형태의 거름망(125)으로 차폐됨에 따라, 흡입구(120)를 통해 유입되는 공기 또는 배기가스에 존재하는 사이즈가 큰 이물질을 집진 필터에 도달되기 전에 걸러줄 수 있다.
또한, 하우징(110)에는 결합부(130)가 형성될 수 있다. 결합부(130)는 하우징(110) 즉, 집진 장치(100)와 휠(12)을 결합시키기 위한 것이다. 하우징(110)이 휠(12)의 공간(20) 내주면과 결합되면, 결합부(130)를 이용하여 휠(12)에 장착된 하우징(110)이 휠(12)으로부터 이탈되지 않도록 고정할 수 있다.
여기서, 하우징(110)의 결합부(130)는 휠(12)의 고정부(11)와 결합될 수 있다. 예를 들면, 결합부(130)에 형성된 결합공(미도시)을 통해 휠(12)의 고정부(11)와 하우징(110)이 결합될 수 있다. 이를 위해, 결합부(130)에는 휠(12)에 형성된 고정부(11)에 체결되는 볼트 등의 결합수단이 삽입 장착되는 적어도 하나 이상의 결합공이 형성될 수 있다. 이에 따라, 휠(12)과 하우징(110)은 볼트(bolt)와 같은 별도의 결합수단을 통해 결합될 수 있다. 참고로, 휠(12)과 하우징(110)은 볼트가 아닌 다른 결합수단을 이용하여 결합될 수도 있으며, 휠(12)과 하우징(110)의 결합 방법은 이에 한정되는 것은 아니다.
하우징(110)은 상술한 바와 같이 휠(12)에 형성되어 있는 공간(20)의 내주면과 결합된다. 이 때, 하우징(110)은 공간(20)에 단단하게 결합되어야 한다. 차량이 고속으로 주행할 때 휠(12)과 하우징(110)에 원심력이 작용하게 되는데, 휠(12)은 차량에 결합되어 있기 때문에 차량과 분리되지 않지만 휠(12)과 하우징(110)의 결합 상태가 느슨하면 원심력에 의해 하우징(110)이 휠(12)에서 분리될 수 있다. 따라서, 차량이 고속으로 주행하더라도 휠(12) 또는 공간(20)에서 하우징(110)이 분리되지 않도록 하우징(110)은 휠(12)의 공간(20) 내주면에 억지끼움 형태로 결합되어야 한다. 이를 위해, 하우징(110)의 외경은 휠(12)의 공간(20) 직경 보다 작게 마련되는 것이 바람직하다. 만약, 하우징(110)의 외경이 휠(12)의 공간(20) 직경과 같거나 크게 형성될 경우에는 하우징(110)을 휠(12)의 공간(20)에 장착하는 것이 어렵기 때문이다. 따라서, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(100)의 하우징(110) 외경은 휠(12)의 공간의 직경 보다 작은 크기로 형성되는 것이 바람직하다.
이와 같이, 하우징(110)의 결합부(130)를 통해 휠(12)에 하우징(110)을 고정 결합하는 것에 그치지 않고 휠(12)의 공간(20)에 하우징(110)을 억지끼움하여 장착함으로써 하우징(110)이 휠(12)에서 분리되는 것을 보다 확실하게 방지할 수 있다.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 하우징(110)의 내부에는 흡입구(120)를 통해 외부 공기 또는 배기가스를 강제로 흡입하는 흡입수단(suction means)이 마련될 수 있다. 상기 흡입수단은 흡입구(120)를 통해 유입되는 외부 공기 또는 배기가스에 흡입력을 가해주기 때문에 외부 공기 또는 배기가스가 더 많이 유입되거나 쉽게 유입될 수 있다. 이를 위해, 상기 흡입수단은 흡입구(120)와 인접한 위치에 마련되도록 하우징(110)의 내부에 형성될 수 있다.
여기서, 상기 흡입수단을 작동시키기 위해 배터리(미도시)가 하우징(110)의 내부에 마련되거나, 상기 흡입수단에 전원을 공급하는 발전부(미도시)가 하우징(110)의 내부에 마련될 수 있다. 상기 발전부는 하우징(110)의 회전력을 이용하여 전기를 생성하는 형태로 마련될 수 있다.
또한, 도면에는 도시하지 않았지만, 하우징(110)의 내부에는 블로워(blower, 미도시)가 마련될 수 있다. 상기 블로워는 송풍수단으로서, 하우징(110)의 내부에서 이물질이 제거되어 정화된 공기 또는 배기가스를 하우징(110)에서부터 외부로 강제로 불어내는 수단이다. 정화된 공기 또는 배기가스가 상기 블로워에 의해서 강제로 하우징(110) 바깥으로 배출되면 하우징(110)의 외부와 내부는 압력 차이가 생기게 되는데, 이러한 압력 차이로 인해 흡입구(120)를 통해 하우징(110) 안으로 외부 공기 또는 배기가스가 보다 쉽게 유입될 수도 있다. 이러한 상기 블로워도 상기 흡입수단과 마찬가지로 전원 공급을 위한 배터리 또는 발전부가 필요할 수 있다.
이와 같이, 흡입구(120)의 일측에 외부 공기 또는 배기가스를 하우징(110)의 내부로 유입되는 것을 용이하게 하는 상기 흡입수단이 마련되면, 흡입구(120)의 타측에 이물질이 제거 또는 집진된 후의 공기를 빠르게 외부로 배출시키는 상기 블로워가 마련되는 것이 바람직하다.
한편, 상기 집진 필터는 일정 기간 사용되면 흡착 또는 집진되어 있는 미세먼지, 타이어가루, 타이어파편 등 이물질을 제거해 줘야 재사용이 가능하다. 재사용을 위해서 상기 집진 필터를 물로 세척하는 것이 바람직하다. 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100)의 경우, 비가 오게 되면, 흡입구(120)를 통해 하우징(110)의 내부로 빗물이 유입될 수 있다. 하우징(110) 안으로 유입된 빗물은 하우징(110)의 내부에 마련된 상기 집진 필터를 세척할 수 있다.
예를 들면, 비가 오는 상태에서 차량이 주행하게 되면 빗물 또는 도로에서 튄 물이 흡입구(120)를 통해 하우징(110) 안으로 유입될 수 있다. 하우징(110)이 회전하게 되면 유입된 빗물 또는 물도 회전 운동을 하게 되기 때문에 이 과정에서 빗물 등이 상기 집진 필터에 묻을 수 있게 되고, 물기를 머금은 상기 집진 필터가 회전하게 되면 원심력 등에 의해서 이물질이 물과 함께 상기 집진 필터에서 떨어져 나갈 수 있다. 이러한 과정을 통해 결과적으로 상기 집진 필터를 세척하는 효과를 얻을 수 있다.
유입된 빗물에 의해 세척된 상기 집진 필터는 차량의 주행으로 인해 바퀴가 다시 회전되면, 물에 젖은 상기 집진 필터가 원심력에 의해서 탈수될 수도 있고 흡입구(120)를 통해서 집진 장치(100)로 유입된 외부 공기 등에 의해 상기 집진 필터가 건조될 수도 있다. 이와 같이, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 장치(100)는 상기 집진 필터를 세척하기 위해서 집진 장치(100)로부터 별도로 분리할 필요가 없다. 참고로, 비가 오지 않는 경우에 상기 집진 필터의 세척이 필요한 경우에는 하우징(110)에서 상기 집진 필터를 분리한 후에 빗물이 아닌 일반적인 물을 이용하여 세척할 수 있음은 당연하다.
도 2 내지 도 4를 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100)의 동작을 간단히 설명한다.
먼저, 차량의 주행으로 인하여 바퀴가 회전되면, 외부 공기 또는 배기가스가 흡입구(120)를 통해서 집진 장치(100)의 하우징(110)의 내부로 유입될 수 있다. 참고로, 하우징(110)의 내부에 상기 흡입수단이 마련될 경우에는 하우징(110)의 내부로 유입되는 공기의 양이 많아지거나 공기의 유입 속도가 더욱 빨라질 수 있다.
그 다음, 하우징(110)의 내부로 유입되는 공기는 흡입구(120)를 거치는데, 흡입구(120)에 형성된 거름망(125)을 거치면서 외부 공기 또는 배기가스에 포함된 크기가 큰 이물질이 먼저 걸러질 수 있다.
그 다음, 흡입구(120)를 거친 공기는 하우징(110)의 내부에 마련된 상기 집진 필터(미도시)를 통과할 수 있다. 하우징(110)의 내부로 유입된 외부 공기 또는 배기가스 내에 포함된 분진, 미세먼지, 타이어가루 등의 이물질은 상기 집진 필터에 집진될 수 있다.
그 다음, 외부 공기 또는 배기가스 내에 포함된 이물질이 여과된 깨끗한 공기가 대기로 방출될 수 있다. 이때, 상기 집진 필터를 거치면서 이물질이 여과된 공기는 하우징(110) 또는 휠(12)을 냉각시킬 수도 있다.
이하에서는 도 5 및 도 6을 참조하여 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(200)에 대해서 설명한다.
도 5 및 도 6에 도시된 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(200)는 타이어(20, 도 6 참조)가 장착되는 림(22)을 포함할 수 있다. 여기서, 림(22)은 기존의 바퀴 휠을 대체할 수도 있고 도 2 내지 도 4에 도시된 하우징(110)을 대체할 수도 있다. 즉, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(200)는 트럭 또는 버스 등과 같이 대형 차량의 뒷바퀴 휠의 오목한 공간에 설치될 수도 있고, 차량 휠을 대체할 수도 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진장치(200)가 차량의 휠을 대체하는 경우에 대해서 설명한다.
도 5를 참조하면, 집진장치(200)의 림(22)은 그 높이 방향의 외주면에 타이어(20)가 장착되도록 원통형태를 가지는 것이 바람직하다. 즉, 림(22)은 높이 방향의 양단부가 개구된 원통형태로 형성될 수 있다.
한편, 림(22)의 높이 방향 평면 중 외부로 노출되는 일평면에는 적어도 하나 이상의 날개(24)가 형성되고, 날개(24)와 인접한 일측에는 제1 통공(23)이 형성되며 타측에는 제2 통공(25)이 형성될 수 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 제1 통공(23), 날개(24) 및 제2 통공(25)이 교대로 복수개 형성될 수 있다. 림(22)의 중심(230)을 기준으로 제1 통공(23), 날개(24) 및 제2 통공(25)은 방사상으로 복수개 형성되는 것이 바람직하다. 즉, 어느 하나의 날개(24)와 이웃하는 날개(24) 사이의 각도 또는 거리는 동일하다. 제1 통공(23) 및 제2 통공(25)도 마찬가지이다.
이에 따라, 집진장치(200)가 설치된 차량이 주행하거나 타이어(20)가 회전하면 림(22)도 함께 회전하게 되고 날개(24), 제1 통공(23) 및 제2 통공(25)도 회전하게 된다. 집진장치(200)의 주위에 있는 외부 공기 또는 배기가스가 복수개의 날개(24)의 회전에 의해 제1 통공(23) 및 제2 통공(25) 안으로 유입되고, 림(22)의 내부로 유입된 외부 공기 또는 배기가스는 림(22)의 내부에 마련된 집진필터(미도시)에 의해 미세먼지, 타이어가루, 타이어파편 등의 이물질이 집진 제거될 수 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 날개(24)는 림(22)의 높이 방향 일평면에서부터 돌출 형성될 수 있다. 날개(24)는 림(22)이 회전하는 경우 외부 공기 또는 배기가스를 흡입하기 위한 형태를 가져야 하므로 림(22)의 높이 방향 일평면에서부터 돌출 형성되는 것이 바람직하다. 또한, 제2 통공(25)은 날개(24)에 형성된 통공으로써, 흡입된 외부 공기 또는 배기가스가 상기 집진 필터 쪽으로 흐를 수 있도록 안내하는 유로의 기능을 할 수 있다. 따라서, 날개(24)와 제2 통공(25)은 일체로 형성되는 것이 바람직하다.
제2 통공(25)을 통해서 림(22) 안으로 유입되는 외부 공기 또는 배기가스는 이물질이 제거될 수 있지만, 제1 통공(23)을 통해 유입되는 외부 공기 또는 배기가스는 이물질이 제거되지 않는다. 즉, 제1 통공(23)을 통해 유입되는 외부 공기 등은 제2 통공(25)을 통해 유입되는 외부 공기 등과 다르게 처리된다.
보다 자세히 설명하면, 제2 통공(25)을 통해 유입된 외부 공기 또는 배기가스는 림(22) 안으로 유입되어 외부 공기 또는 배기가스에 포함된 이물질이 상기 집진필터에 의해 집진된 후 림(22) 외부로 배출될 수 있다. 반면에, 제1 통공(23)을 통해 림(22) 안으로 유입되는 외부 공기 또는 배기가스는 차량의 제동부를 냉각시키는데 사용될 수 있다.
도 6을 참조하면, 림(22)의 내측 가운데 부분에는 엔진(미도시)의 회전력을 전달받는 차륜회전축(29)이 림(22)과 연결될 수 있다. 차륜회전축(29)의 외주면에는 브레이크 디스크(27)가 마련되고, 브레이크 디스크(27)와 접촉하여 제동시키는 브레이크 패드(28)가 마련될 수 있다. 차량의 주행을 제동하게 되면, 브레이크 디스크(27)와 브레이크 패드(28)의 접촉면에는 마찰로 인해 열이 발생할 수 있는데, 제2 통공(25)을 통해 유입되어 이물질이 제거된 공기가 배출되기 전에 림(22)의 내부를 채우면서 브레이크 디스크(27) 또는 브레이크 패드(28)를 냉각시킬 수 있다. 이 때, 제1 통공(23)으로 유입되는 외부 공기는 이물질이 제거되어 깨끗한 상태의 공기와 혼합되어 차량의 브레이크 디스크(27) 또는 브레이크 패드(28)를 냉각시킬 수 있다.
이처럼, 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 집진 장치(200)는, 집진 장치(200)를 통해 여과된 깨끗한 공기는 림(22)의 제1 통공(25)을 통해 유입된 외부 공기와 혼합되어 많은 열이 발생한 브레이크 디스크(27) 또는 브레이크 패드(28)를 냉각시킨 후에 대기로 방출될 수 있다.
한편, 차륜회전축(29)은 볼트 등의 체결수단에 의해서 림(22)과 연결될 수 있다. 이를 위해, 림(22)의 중앙부(230) 주위에는 볼트 등의 체결수단을 삽입 고정하기 위한 체결공(26)이 다수개 형성될 수 있다.
상기한 구성에 의하여 본 발명에 따른 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100,200)는, 차량에서 발생된 분진, 미세먼지뿐만 아니라 차량의 타이어에서 발생하는 타이어가루 또는 타이어 파편 등이 포함된 외부 공기를 흡입하고 흡입된 공기에 포함된 이물질을 집진한 후에 이물질이 여과된 깨끗한 공기를 대기 중으로 방출 시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100,200)는, 바퀴 휠의 비어있는 공간에 설치되거나 바퀴의 휠에 직접 설치되기 때문에, 집진 장치가 설치된 차량의 전체적인 크기가 커지는 것을 방지함은 물론이고 차량에서 발생되는 타이어가루 등의 이물질이 포함된 공기를 더욱 빠르게 흡입할 수 있다.
또한, 본 발명의 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치(100,200)는, 바퀴 휠의 비어있는 공간에 설치되거나 바퀴 휠에 직접 설치되기 때문에 이물질이 여과된 후의 공기 또는 흡입된 공기를 이용하여 차량 바퀴의 브레이크 디스크, 패드 등과 같은 제동수단을 냉각시킬수 있다.
이상과 같이 본 발명의 일 실시예에서는 구체적인 구성 요소 등과 같은 특정 사항들과 한정된 실시예 및 도면에 의해 설명되었으나 이는 본 발명의 보다 전반적인 이해를 돕기 위해서 제공된 것일 뿐, 본 발명은 상기의 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 분야에서 통상적인 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명의 사상은 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니 되며, 후술하는 청구범위뿐 아니라 이 청구범위와 균등하거나 등가적 변형이 있는 모든 것들은 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
100,200: 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치
110: 하우징 120: 흡입구
125: 거름망 130: 결합부
10,20: 타이어 22: 림
23: 제1 통공 24: 날개
25: 제2 통공 26: 체결공
27: 브레이크 디스크 28: 브레이크 패드
29: 차륜회전축

Claims (8)

  1. 차량 바퀴 또는 차량 휠에 장착되는 하우징; 및
    상기 하우징에 관통 형성되며, 외부 공기 또는 배기가스가 유입되는 흡입구;
    를 포함하며,
    상기 흡입구를 통해 유입된 외부 공기 또는 배기가스는 상기 하우징의 내부에서 이물질이 제거 또는 집진된 후에 상기 하우징의 외부로 방출되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 바퀴는 타이어와 상기 타이어의 내주면과 결합되는 휠을 포함하고,
    상기 하우징은 상기 휠에 형성된 공간의 내주면에 장착 또는 결합되어 상기 바퀴로부터 탈착 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 하우징에는, 상기 흡입구를 통해 유입된 외부 공기 또는 배기가스에 있는 미세 먼지 또는 타이어가루를 포함하는 이물질을 집진하는 집진 필터가 마련되고,
    상기 집진 필터는 상기 흡입구와 인접하게 위치되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 흡입구에는,
    상기 흡입구로 유입되는 외부 공기 또는 배기가스에 있는 이물질이 상기 집진 필터에 도달되기 전에 이물질을 걸러주는 거름망이 마련되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 집진 필터는 우천시 상기 흡입구를 통해 상기 하우징으로 유입된 빗물에 의해 세척되고,
    세척된 상기 집진 필터는 상기 바퀴의 회전으로 인해 탈수 또는 건조되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  6. 외주면에 타이어가 장착되는 림;
    상기 림의 높이 방향 평면 중 일평면에 형성되는 적어도 하나의 날개;
    상기 날개의 일측에 형성되는 제1 통공; 및
    상기 날개의 타측에 형성되거나 상기 날개와 일체로 형성되는 제2 통공;을 포함하며,
    상기 제2 통공으로 유입되는 외부 공기 또는 배기가스에 있는 미세 먼지 또는 타이어가루를 포함하는 이물질을 집진하거나 제거하는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 날개 및 상기 제2 통공은 상기 림의 높이 방향 일평면에서부터 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 제2 통공으로 유입되어 이물질이 제거된 공기는 상기 림의 외부로 방출되기 전에 상기 제1 통공을 통해 상기 림 안으로 유입된 외부 공기와 혼합되어, 상기 림의 내부에 마련된 브레이크 디스크 또는 브레이크 패드를 냉각시키는 것을 특징으로 하는 차량 바퀴에 설치되는 집진 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR102105417B1 (ko) * 2018-12-07 2020-04-28 넥센타이어 주식회사 공기정화 타이어
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