KR20230020252A - 레이저를 이용한 타이어 분진 제거 시스템 - Google Patents

레이저를 이용한 타이어 분진 제거 시스템 Download PDF

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Abstract

본 발명은 레이저를 이용하여 분진을 제거하는 하나 이상의 분진 제거 장치 및 컨트롤러를 포함하는 시스템으로서, 상기 분진 제거 장치는 차량의 타이어 후방에 배치되며, 상기 차량의 주행 중 발생하는 분진이 유입되고, 상기 타이어를 향해 개방된 입구를 갖는 하우징 및 상기 하우징의 일측에 배치되며, 레이저를 조사하여 상기 하우징의 내부에 포집된 분진을 제거하는 레이저 조사 장치를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 레이저 조사 장치를 제어하도록 유선 또는 무선으로 연결된다.

Description

레이저를 이용한 타이어 분진 제거 시스템{System for removing dust from tire using laser}
본 발명은 타이어 분진 제거 시스템에 관한 발명으로, 보다 상세하게는 레이저를 이용한 타이어 분진 제거 시스템에 관한 발명이다.
최근 각종 산업 시설, 주거 시설 및 교통 수단에서 발생하는 오염 물질로 인한 환경 오염이 더욱 심해지고 있으며, 그에 따른 영향은 지구 온난화, 미세먼지, 미세플라스틱, 수질 오염 등으로 현실화되고 있다. 세계 각국은 노후화된 자동차를 규제하거나 친환경 에너지 연구 개발에 힘쓰는 등 환경 오염을 줄이기 위한 방안을 도모하고 있으며, 전기 자동차 또는 수소 자동차도 이와 같은 흐름에 맞물려 큰 주목을 받고 있다.
한편 자동차는 주행 중 발생하는 배기 가스 외에도 타이어나 브레이크 패드가 마모되면서 분진을 배출한다. 배출된 분진은 대기 또는 지하로 유입되어, 대기 오염이나 수질 오염을 유발한다. 특히 이와 같은 타이어 분진은 카드뮴, 크롬 또는 납과 같이 인체에 유해한 중금속을 함유하고 있어 호흡기 질환 또는 피부 질환을 유발하는 등 인체에 치명적이다.
이와 같이 자동차에서 발생하는 분진을 줄이기 위해 집진 장치 등이 개발되고 있으나, 종래의 집진 장치는 분진 자체를 영구적으로 소멸시키는 것이 아니라 집진 후 다시 배출하는 등의 문제점이 있다.
이와 같은 선행기술은 발명자가 본 발명의 도출을 위해 보유하고 있었거나, 본 발명의 도출 과정에서 습득한 기술 정보로서, 반드시 본 발명의 출원 전에 일반 공중에게 공개된 공지 기술이라 할 수는 없다.
한국등록특허공보 제10-0458751호
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 발명으로 자동차가 주행 중 발생하는 분진 등을 포집한 다음, 레이저를 이용해 영구적으로 제거할 수 있는 분진 제거 시스템을 제공한다.
다만 이러한 과제는 예시적인 것으로, 본 발명의 해결하고자 하는 과제는 이에 한정되지 않는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템은 레이저를 이용하여 분진을 제거하는 하나 이상의 분진 제거 장치 및 컨트롤러를 포함하는 시스템으로서, 상기 분진 제거 장치는 차량의 타이어 후방에 배치되며, 상기 차량의 주행 중 발생하는 분진이 유입되고, 상기 타이어를 향해 개방된 입구를 갖는 하우징 및 상기 하우징의 일측에 배치되며, 레이저를 조사하여 상기 하우징의 내부에 포집된 분진을 제거하는 레이저 조사 장치를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 레이저 조사 장치를 제어하도록 유선 또는 무선으로 연결된다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 분진 제거 장치 및 상기 레이저 조사 장치는 상기 타이어와 동일한 개수로 구비되어, 상기 타이어의 후방에 각각 배치될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 하우징은 후방을 향해 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 하우징의 입구에 배치되며, 소정의 크기 이상의 이물질을 필터링하도록 그물 형상을 갖는 제1 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 하우징의 내측면에 배치되며, 복수 개의 돌기로 이루어지는 제2 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 하우징의 후단에서 상기 하우징의 입구를 향해 연장되며, 외측면이 상기 하우징의 내측면과 이격되어 이물 수용 영역을 형성하고, 상기 입구에서 유입된 분진이 포집되는 포집부를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 포집부는 상기 입구를 향해 외측면과 상기 하우징의 내측면과의 이격 거리가 점차 증가하고, 상기 이물 수용 영역은 상기 레이저 조사 장치 및 상기 포집부와 물리적으로 구분된 영역일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 레이저 조사 장치는 내측면에 배치되며, 내부로 유입된 분진에 소정의 파장을 갖는 레이저를 조사하는 복수 개의 레이저 발진 소자를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 레이저 발진 소자는 상기 하우징의 후단에 배치되는 제1 레이저 발진 소자 및 상기 하우징의 외측면에 배치되는 제2 레이저 발진 소자를 포함하고, 상기 제1 레이저 발진 소자 및 상기 제2 레이저 발진 소자는 파장, 세기 및 조사 면적 중 적어도 어느 하나가 상이한 레이저를 조사할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템에 있어서 상기 하우징의 일측에 배치되며, 상기 하우징의 내부에 포집된 분진의 무게 또는 부피를 측정하는 센서를 더 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 센서가 감지한 분진의 무게 또는 부피가 기 설정된 값을 초과하면 레이저를 조사하도록 상기 레이저 조사 장치를 제어할 수 있다.
전술한 것 외의 다른 측면, 특징, 이점은 이하의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용, 청구범위 및 도면으로부터 명확해질 것이다.
특히 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템은 차량의 타이어에 각각 대응되도록 배치되는 복수 개의 분진 제거 장치를 구비하며, 이들 분진 제거 장치는 분진을 포집하여 이송시킬 필요 없이, 개별적으로 레이저를 이용해 분진을 제거함으로써 별도의 이송 수단 또는 배관 등을 구비할 필요가 없다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템은 구성이 간단하고 가벼운 분진 제거 시스템을 구현할 수 있다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템을 개략적으로 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 장치를 나타낸다.
도 4는 도 3의 단면을 나타낸다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 제거 장치의 단면을 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 제거 장치를 나타낸다.
도 7은 도 6의 단면을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 제거 장치의 단면을 나타낸다.
본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 발명의 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 본 발명을 특정한 실시예로 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 본 발명을 설명함에 있어서 다른 실시예에 도시되어 있다 하더라도, 동일한 구성요소에 대하여서는 동일한 식별부호를 사용한다.
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, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다.
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.
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, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.
이하의 실시예에서, x축, y축 및 z축은 직교 좌표계 상의 세 축으로 한정되지 않고, 이를 포함하는 넓은 의미로 해석될 수 있다. 예를 들어, x축, y축 및 z축은 서로 직교할 수도 있지만, 서로 직교하지 않는 서로 다른 방향을 지칭할 수도 있다.
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.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템(10, 이하 '분진 제거 시스템'이라고도 함)을 개략적으로 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 장치(100)를 나타내고, 도 4는 도 3의 단면을 나타낸다.
도 1 내지 도 4를 참조하면 본 발명의 일 실시예에 따른 분진 제거 시스템(10)은 차량(V)에 배치되어 주행 중 발생하는 분진, 즉 타이어의 마모된 파편을 제거하는데 이용될 수 있다. 분진 제거 시스템(10)은 레이저를 이용하여 분진을 제거하는 분진 제거 장치(100) 및 컨트롤러(200)를 포함할 수 있다.
분진 제거 장치(100)는 차량(V)의 일측에 1개 이상 구비될 수 있다. 예를 들어 분진 제거 장치(100)는 차량(V)의 타이어(T) 중 전륜 타이어에 대응되도록 배치되거나, 후륜 타이어에 대응되도록 배치될 수 있다. 또는 분진 제거 장치(100)는 차량(V)의 타이어(T)의 개수와 동일한 개수로 구비될 수 있다. 이하에서는 설명의 편의를 위해 분진 제거 장치(100)는 차량(V)의 타이어(T)와 동일한 개수로 구비되며, 각각의 타이어(T)의 후방에 배치되는 경우를 중심으로 설명한다.
분진 제거 장치(100)는 타이어(T)의 후방에 배치되어 차량(V)의 주행 중 발생하는 분진, 특히 타이어(T)가 마모되면서 발생하는 분진을 포집하고, 레이저를 이용해 이를 제거할 수 있다.
일 실시예로 분진 제거 장치(100)는 하우징(110) 및 레이저 조사 장치(120)를 포함할 수 있다.
하우징(110)은 타이어(T) 후방에 배치되며, 차량(V)의 주행 중 발생하는 분진이 유입되는 입구(111)를 가질 수 있다. 하우징(110)의 크기와 형상은 특별히 한정하지 않으며, 분진 제거 시스템(10)이 설치되는 차량(V) 및/또는 타이어(T)의 크기와 형상, 기타 특성 등을 고려하여 적절히 선택될 수 있다.
일 실시예로 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 하우징(110)은 후방을 향해 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 이를 통해 하우징(110)의 내부에 포집된 분진이 보다 집적되어 레이저 조사 장치(120)로 전달됨으로써, 분진 제거 효율을 높일 수 있다. 예를 들어 하우징(110)은 하면이 후방을 향해 위로 경사진 육면체일 수 있다.
레이저 조사 장치(120)는 하우징(110)의 일측에 배치되며, 레이저를 조사하여 하우징(110)의 내부에 포집된 분진을 제거한다.
일 실시예로 레이저 조사 장치(120)는 하우징(110)의 후단, 즉 입구(111)와 대향하도록 배치될 수 있다. 그리고 레이저 조사 장치(120)는 입구(111)를 통해 유입된 분진을 수용할 수 있는 영역을 구비할 수 있다. 예를 들어 도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 레이저 조사 장치(120)는 하우징(110)의 후단을 커버하는 본체를 구비하며, 상기 본체의 내부에는 유입된 분진이 수용될 수 있다.
일 실시예로 레이저 조사 장치(120)는 복수 개의 제1 레이저 발진 소자(121)를 더 포함할 수 있다. 제1 레이저 발진 소자(121)는 레이저 조사 장치(120)의 내측면에 복수 개 배치되며, 분진에 레이저를 조사하여 이를 제거할 수 있다.
제1 레이저 발진 소자(121)에서 방출하는 레이저의 종류는 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 레이저 매질로서 고체, 기체, 액체 또는 반도체를 이용할 수 있다. 또한 고체 레이저로서 루비(ruby) 레이저, YAG 레이저, 기체 레이저로서 He-Ne 레이저, Argon 레이저, 엑시머 레이저, CO2 레이저, 액체 레이저로서 색소 레이저, 반도체 레이저로서 GaAs 레이저 등을 이용할 수 있다.
또한 제1 레이저 발진 소자(121)에서 방출되는 레이저의 파장은 특별히 한정하지 않는다. 예를 들어 방출되는 레이저의 파장은 300 내지 1064 nm일 수 있다.
도면에는 상세히 나타내지 않았으나, 제1 레이저 발진 소자(121)는 레이저 매질과 광학계, 공진기 등을 포함하며, 외부에서 에너지를 공급 받아 레이저 매질을 여기시켜 레이저를 방출시키기 위한 적절한 구성을 포함할 수 있다.
일 실시예로 분진 제거 장치(100)는 제1 필터(130)를 더 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제1 필터(130)는 하우징(110)의 입구(111)에 배치되며, 소정의 크기 이상의 이물질을 필터링하도록 그물 형상을 가질 수 있다. 제1 필터(130)는 분진은 하우징(110)의 내부로 통과시키되, 분진보다 큰 부피를 갖는 나머지 이물질(예를 들어 나뭇가지, 쓰레기 등)을 필터링할 수 있다.
일 실시예로 분진 제거 장치(100)는 제2 필터(140)를 더 포함할 수 있다.
도 3 및 도 4에 나타낸 바와 같이, 제2 필터(140)는 하우징(110)의 내측면에 배치되며, 복수 개의 돌기(P)로 이루어질 수 있다. 예를 들어 제2 필터(140)는 하우징(110)의 하면의 내측에 배치되어, 입구(111)로 유입된 이물질을 필터링할 수 있다.
일 실시예로 돌기(P)는 하우징(110)의 내측면에서 위로 연장되는 기둥 형상을 가질 수 있다. 돌기(P)는 소정의 간격으로 하우징(110)의 내측면에 복수 개 배치되며, 이물질은 하우징(110)을 따라 이동하면서 돌기(P)와 접촉하여, 돌기(P)와 돌기(P) 사이에 포집될 수 있다. 그리고 이물질에 비해 입자가 작은 분진은 제2 필터(140)에 의해 포집되지 않고 레이저 조사 장치(120)로 이동할 수 있다.
일 실시예로 돌기(P)는 상면이 후방을 향해 경사를 가질 수 있다. 예를 들어 도 4에 나타낸 바와 같이, 복수 개의 돌기(P)는 하우징(110)의 길이 방향을 따라 소정의 간격으로 배치되며, 각각의 돌기(P)의 상면은 하우징(110)의 후방을 향해 위로 경사질 수 있다. 이에 따라 하우징(110)의 길이 방향으로, 복수 개의 돌기(P)의 상면은 가상선(L)과 접할 수 있다. 가상선(L)은 복수 개의 돌기(P) 중 하우징(110)의 선단에 위치한 돌기(P)의 상면에서 연장되어, 하우징(110)의 후단에 위치한 돌기(P)의 상면을 지나 하우징(110)의 후단이 레이저 조사 장치(120)의 선단과 만나는 모서리까지 연장될 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 제2 필터(140)가 외기에 포함된 이물질을 제거할 수 있으며, 동시에 외기가 복수 개의 돌기(P)의 상면을 따라 하우징(110)의 후단까지 원활하게 이동하도록 할 수 있다.
일 실시예로 분진 제거 장치(100)는 센서(S)를 더 포함할 수 있다. 센서(S)는 하우징(110)의 일측에 배치되어, 하우징(110)의 내부에 포집된 분진의 양을 측정할 수 있다. 예를 들어 센서(S)는 하우징(110)의 외측면에 배치되어, 분진의 부피 또는 무게를 측정할 수 있다. 센서(S)는 측정된 분진의 부피 또는 무게를 컨트롤러(200)로 전달할 수 있다.
다시 도 1을 참조하면 컨트롤러(200)는 분진 제거 장치(100)와 연결될 수 있다. 예를 들어 컨트롤러(200)는 복수 개의 분진 제거 장치(100)와 유선 또는 무선으로 연결되어, 레이저 조사 장치(120)를 제어할 수 있다. 컨트롤러(200)는 기 설정된 프로그램 또는 알고리즘을 통해 레이저 조사 장치(120)를 제어하여 레이저를 조사함으로써 분진을 제거할 수 있다. 또는 컨트롤러(200)는 차량(V)에 탑승한 사용자의 지시 또는 차량(V)의 외부에 있는 사용자의 지시를 원격으로 받아 레이저 조사 장치(120)를 제어할 수 있다.
일 실시예로 컨트롤러(200)는 센서(S)가 감지한 분진의 무게 또는 부피가 기 설정된 값을 초과하면 레이저 조사 장치(120)를 제어하여 레이저를 조사하도록 할 수 있다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 제거 장치(100A)의 단면을 나타낸다.
분진 제거 장치(100A)는 전술한 분진 제거 장치(100)와 비교하여 하우징(110A) 및 제2 필터(140A)가 다를 수 있다. 분진 제거 장치(100A)의 나머지 구성은 분진 제거 장치(100)와 동일할 수 있으며, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.
하우징(110A)은 입구(111A)에서 후단을 향해 단면적이 좁아지는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 하우징(110A)은 도 5에 나타낸 바와 같이, 단면이 평행 사변형인 형상을 가질 수 있다. 즉 하우징(110A)의 상면 및 하면은 입구(111A)에서 후단을 향해 단면적이 좁아지도록 경사질 수 있다. 이에 따라 하우징(110A)으로 유입된 분진이 후방으로 이동할수록 보다 집적되는 효과를 달성할 수 있다.
다른 실시예로 하우징(110A)은 상면 및 하면 외에도 양 측면이 입구(111A)에서 후단을 향해 단면적이 좁아지도록 경사진 형상을 가질 수 있다.
제2 필터(140A)는 하우징(110A)의 경사면 상에 배치될 수 있다. 예를 들어 도 5에 나타낸 바와 같이, 제2 필터(140A)는 하우징(110A)의 경사진 상면 및 하면 상에 각각 배치될 수 있다. 제2 필터(140A)에 포함된 돌기(P)의 상면은 소정의 경사를 가질 수 있다.
예를 들어 하우징(110A)의 하면에 배치된 복수 개의 돌기(P)는 상면을 연장하는 가상선(L1)을 가질 수 있다. 가상선(L1)은 하우징(110A)의 후단이 레이저 조사 장치(120A)와 맞닿는 모서리에서 하우징(110A)의 입구(111A)를 따라 연장될 수 있다. 또한 하우징(110A)의 상면에 배치된 복수 개의 돌기(P)는 상면을 연장하는 가상선(L2)을 가질 수 있다. 가상선(L2)은 하우징(110A)의 후단이 레이저 조사 장치(120A)와 맞닿는 모서리에서 하우징(110A)의 입구(111A)를 따라 연장될 수 있다.
다른 실시예로 제2 필터(140A)는 하우징(110A)의 하면 및 상면 외에도 양 측면에 배치될 수 있다. 예를 들어 하우징(110A)의 양 측면이 후방을 향해 경사진 형상을 갖는 경우, 제2 필터(140A)는 하우징(110A)의 양 측면 상에 배치되어, 이물질을 제거할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 분진 제거 장치(100A)는 제2 필터(140A)를 이용하여 이물질을 보다 효과적으로 제거할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 제거 장치(100B)를 나타내고, 도 7은 도 6의 단면을 나타낸다.
분진 제거 장치(100B)는 전술한 분진 제거 장치(100)와 비교하여 포집부(150B)를 더 포함할 수 있다. 분진 제거 장치(100B)의 나머지 구성은 분진 제거 장치(100)와 동일할 수 있으며, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.
포집부(150B)는 하우징(110B)의 내측에 배치되어, 내부가 비어있을 수 있다. 포집부(150B)는 하우징(110B)의 후단에서 입구(111B)를 향해 연장될 수 있다. 일 실시예로 포집부(150B)는 전면과 후면이 개방된 상자 형상의 부재일 수 있다. 또한 포집부(150B)는 내부 공간(151B)을 구비하며, 입구(111B)를 통해 유입된 분진이 내부 공간(151B)으로 유입될 수 있다.
일 실시예로 포집부(150B)는 외측면이 하우징(110B)의 내측면과 이격하여 배치될 수 있다. 그리고 하우징(110B)과 포집부(150B) 사이에는 이물 수용 영역(160B)이 배치될 수 있다.
도 6 및 도 7에 나타낸 바와 같이, 이물 수용 영역(160B)은 하우징(110B)의 내측면과 포집부(150B)의 외측면 사이에 형성되는 영역으로서, 입구(111B)에서 유입된 이물이 수용될 수 있다. 수용된 이물은 제1 필터(130B)에서 걸러지지 않은 이물로서, 분진보다는 크기가 큰 입자일 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 상대적으로 입자 크기가 큰 이물을 제1 필터(130B) 및 이물 수용 영역(160B)으로 필터링하고, 나머지 분진을 포집부(150B)의 내부 공간(151B)으로 이송시킴으로써 분진 제거 효율을 높일 수 있다.
다른 실시예로 복수 개의 돌기로 구성된 제2 필터(미도시)가 내부 공간(151B) 및/또는 이물 수용 영역(160B)에 추가로 배치될 수 있다.
일 실시예로 포집부(150B)는 입구(111B)를 향해 외측면과 하우징(110B)의 내측면과의 이격 거리가 점차 증가하는 형상을 가질 수 있다. 예를 들어 도 6에 나타낸 바와 같이, 포집부(150B)는 하우징(110B)의 후단과 직접 연결될 수 있다. 즉 포집부(150B)는 하우징(110B)의 후단에서 연장되며, 이물 수용 영역(160B)이 레이저 조사 장치(120B) 및 포집부(150B)와 물리적으로 구분될 수 있다. 또한 포집부(150B)는 하우징(110B)의 후단에서 입구(111B)를 향해 연장되되, 이물 수용 영역(160B)이 입구(111B)를 향해 넓어지도록 하우징(110B)의 내측면과의 이격 거리가 점차 증가할 수 있다.
이와 같은 구성을 통해 이물 수용 영역(160B)은 입구(111B)를 통해 보다 많은 양의 이물을 수용하면서 동시에 이물이 레이저 조사 장치(120B) 또는 포집부(150B)로 유입되지 않도록 할 수 있다.
도 8은 본 발명의 다른 실시예에 따른 분진 제거 장치(100C)의 단면을 나타낸다
분진 제거 장치(100C)는 전술한 분진 제거 장치(100)와 비교하여 제2 레이저 발진 소자(122C)를 더 포함할 수 있다. 분진 제거 장치(100C)의 나머지 구성은 분진 제거 장치(100)의 나머지 구성과 동일할 수 있으며, 이에 관한 상세한 설명은 생략한다.
레이저 발진 장치(120C)는 제1 레이저 발진 소자(121C) 외에도 제2 레이저 발진 소자(122C)를 더 포함할 수 있다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 제2 레이저 발진 소자(122C)는 하우징(110C) 상에 배치될 수 있다. 보다 구체적으로 제2 레이저 발진 소자(122C)는 이물 수용 영역(160B)과 인접하도록 하우징(110C)의 외측면에 배치될 수 있다.
제2 레이저 발진 소자(122C)는 하우징(110C)에 형성된 조사홀(112C)에 대응되도록 배치되며, 조사홀(112C)을 통해 레이저를 조사할 수 있다. 이에 따라 이물 수용 영역(160C)에 수용된 이물을 레이저로 제거하거나 절단하여 소형화할 수 있다.
일 실시예로 제2 레이저 발진 소자(122C)에서 출력되는 레이저는 제1 레이저 발진 소자(121C)에서 출력되는 레이저와 파장, 세기, 조사 면적 중 적어도 어느 하나가 상이할 수 있다. 예를 들어 제2 레이저 발진 소자(122C)는 보다 좁은 조사 면적에 강한 세기의 레이저를 방출하여 비교적 큰 크기의 이물을 파편화하는데 이용될 수 있다. 또한 제1 레이저 발진 소자(121C)는 넓은 조사 면적을 가져, 비산하는 분진을 빠르게 제거하는데 이용될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템은 차량의 주행 중에 발생하는 분진, 특히 타이어가 마모되면서 발생하는 분진을 포집하고 이를 레이저로 제거할 수 있다.
특히 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템은 차량의 타이어에 각각 대응되도록 배치되는 복수 개의 분진 제거 장치를 구비하며, 이들 분진 제거 장치는 분진을 포집하여 이송시킬 필요 없이, 개별적으로 레이저를 이용해 분진을 제거함으로써 별도의 이송 수단 또는 배관 등을 구비할 필요가 없다. 따라서 본 발명의 일 실시예에 따른 레이저를 이용한 분진 제거 시스템은 구성이 간단하고 가벼운 분진 제거 시스템을 구현할 수 있다.
이와 같이 도면에 도시된 실시예를 참고로 본 발명을 설명하였으나, 이는 예시에 불과하다. 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 갖는 자라면 실시예로부터 다양한 변형 및 균등한 다른 실시예가 가능하다는 점을 충분히 이해할 수 있다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 청구범위에 기초하여 정해져야 한다.
실시예에서 설명하는 특정 기술 내용은 일 실시예들로서, 실시예의 기술 범위를 한정하는 것은 아니다. 발명의 설명을 간결하고 명확하게 기재하기 위해, 종래의 일반적인 기술과 구성에 대한 기재는 생략될 수 있다. 또한, 도면에 도시된 구성 요소들 간의 선들의 연결 또는 연결 부재는 기능적인 연결 및/또는 물리적 또는 회로적 연결들을 예시적으로 나타낸 것으로서, 실제 장치에서는 대체 가능하거나 추가의 다양한 기능적인 연결, 물리적인 연결, 또는 회로 연결들로 표현될 수 있다. 또한, "필수적인", "중요하게" 등과 같이 구체적인 언급이 없다면 본 발명의 적용을 위하여 반드시 필요한 구성 요소가 아닐 수 있다.
발명의 설명 및 청구범위에 기재된 "상기" 또는 이와 유사한 지시어는 특별히 한정하지 않는 한, 단수 및 복수 모두를 지칭할 수 있다. 또한, 실시 예에서 범위(range)를 기재한 경우 상기 범위에 속하는 개별적인 값을 적용한 발명을 포함하는 것으로서(이에 반하는 기재가 없다면), 발명의 설명에 상기 범위를 구성하는 각 개별적인 값을 기재한 것과 같다. 또한, 실시예에 따른 방법을 구성하는 단계들에 대하여 명백하게 순서를 기재하거나 반하는 기재가 없다면, 상기 단계들은 적당한 순서로 행해질 수 있다. 반드시 상기 단계들의 기재 순서에 따라 실시예들이 한정되는 것은 아니다. 실시예에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예들 들어, 등등)의 사용은 단순히 실시예를 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상, 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 실시예의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한, 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.
10: 레이저를 이용한 분진 제거 시스템
100: 분진 제거 장치
200: 컨트롤러

Claims (10)

  1. 레이저를 이용하여 분진을 제거하는 하나 이상의 분진 제거 장치 및 컨트롤러를 포함하는 시스템으로서,
    상기 분진 제거 장치는
    차량의 타이어 후방에 배치되며, 상기 차량의 주행 중 발생하는 분진이 유입되고, 상기 타이어를 향해 개방된 입구를 갖는 하우징; 및
    상기 하우징의 일측에 배치되며, 레이저를 조사하여 상기 하우징의 내부에 포집된 분진을 제거하는 레이저 조사 장치;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 레이저 조사 장치를 제어하도록 유선 또는 무선으로 연결되는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 분진 제거 장치 및 상기 레이저 조사 장치는 상기 타이어와 동일한 개수로 구비되어, 상기 타이어의 후방에 각각 배치되는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징은 후방을 향해 단면적이 좁아지는 형상을 갖는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  4. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 입구에 배치되며, 소정의 크기 이상의 이물질을 필터링하도록 그물 형상을 갖는 제1 필터를 더 포함하는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 내측면에 배치되며, 복수 개의 돌기로 이루어지는 제2 필터를 더 포함하는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  6. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 후단에서 상기 하우징의 입구를 향해 연장되며, 외측면이 상기 하우징의 내측면과 이격되어 이물 수용 영역을 형성하고, 상기 입구에서 유입된 분진이 포집되는 포집부를 더 포함하는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 포집부는 상기 입구를 향해 외측면과 상기 하우징의 내측면과의 이격 거리가 점차 증가하고,
    상기 이물 수용 영역은 상기 레이저 조사 장치 및 상기 포집부와 물리적으로 구분된 영역인, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 레이저 조사 장치는 내측면에 배치되며, 내부로 유입된 분진에 소정의 파장을 갖는 레이저를 조사하는 복수 개의 레이저 발진 소자를 포함하는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  9. 제8 항에 있어서,
    상기 레이저 발진 소자는 상기 하우징의 후단에 배치되는 제1 레이저 발진 소자 및 상기 하우징의 외측면에 배치되는 제2 레이저 발진 소자를 포함하고,
    상기 제1 레이저 발진 소자 및 상기 제2 레이저 발진 소자는 파장, 세기 및 조사 면적 중 적어도 어느 하나가 상이한 레이저를 조사하는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
  10. 제1 항에 있어서,
    상기 하우징의 일측에 배치되며, 상기 하우징의 내부에 포집된 분진의 무게 또는 부피를 측정하는 센서를 더 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 센서가 감지한 분진의 무게 또는 부피가 기 설정된 값을 초과하면 레이저를 조사하도록 상기 레이저 조사 장치를 제어하는, 레이저를 이용한 분진 제거 시스템.
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