WO2020235812A1 - 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

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이상원
배인식
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    • B05B7/0892—Spray pistols; Apparatus for discharge with separate outlet orifices, e.g. to form parallel jets, i.e. the axis of the jets being parallel, to form intersecting jets, i.e. the axis of the jets converging but not necessarily intersecting at a point the outlet orifices for jets constituted by a liquid or a mixture containing a liquid being disposed on a circle

Definitions

  • the present invention relates to a device for managing the concentration of fine particles, and more particularly, to a device for managing the concentration of fine particles by applying an electric force to a target region.
  • Conventional methods of spraying reactants include a sprinkling method and an artificial rainfall method.
  • the sprinkling method provides low ultra-fine dust reduction effect even if a large amount of water is sprayed.
  • the effect of removing fine dust is expressed only when there is a large amount of precipitation.
  • a method of reducing the concentration of harmful substances in air is proposed while overcoming these problems.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and method for efficiently managing air quality in a wide area.
  • Another object of the present invention is to provide an apparatus and method for reducing the concentration in air of particles having a size of less than a certain level.
  • an apparatus for managing the concentration of fine particles in a target area by supplying electric charge to a target area comprising: a container storing a liquid, at least one nozzle outputting a liquid, and a liquid from the container to at least one nozzle.
  • a pump that supplies power, a power supply that supplies power to the device, and a controller that supplies electric charges to the target region through at least one nozzle using a power source, wherein the controller uses a power source to supply electric charges to at least one nozzle or more.
  • a voltage is applied and an electric force in a direction away from the device is provided to the fine particles in the target region charged by the supplied electric charge, and the electric force provided to the fine particles is provided by an electric field formed by the charges supplied to the target region.
  • a device may be provided in which the fine particles in the target region are charged with the same polarity as the supplied charge by the supplied charge.
  • an apparatus for managing the concentration of fine particles in a target region by supplying electric charge to a target region comprising: a container storing a liquid, at least one nozzle outputting the liquid, and the at least A pump that supplies the liquid through one nozzle, a power supply that supplies power to the device, a controller that supplies a material carrying an electric charge to the target region through the at least one nozzle using the power source, and the electric charge.
  • a particle dispersing unit that provides a non-electrical force to the material, and the controller applies a voltage equal to or greater than a first reference value to at least one nozzle using the power source to take charge through the at least one nozzle.
  • An apparatus for outputting droplets may be provided.
  • the device in a method of managing the concentration of fine particles in a target region using a charge supply device, the device comprises a container storing a liquid, at least one nozzle outputting the liquid, A pump for supplying the liquid from the container to the at least one nozzle, a power supply for supplying electric power, and a controller for supplying electric charge to the target region through the at least one nozzle using the power supply, the method comprising: , The controller using the power supply, applying a voltage equal to or greater than a first reference value to the at least one nozzle, the controller supplying the liquid to the at least one nozzle using the pump, the The controller generates a liquid droplet carrying an electric charge through the at least one nozzle using the power supply and the pump, and supplies electric charge to the target region, and the controller forms a space charge in the target region, Charging the fine particles in the target region and providing an electric force including at least a part of a direction component away from the device to the fine particles charged with the same polarity as the supplied charge
  • the device in a method of managing the concentration of fine particles in a target region using a charge supply device, the device comprises a container storing a liquid, at least one nozzle outputting the liquid, A pump for supplying the liquid from the container to the at least one nozzle, a power supply for supplying power, a controller for supplying a substance carrying an electric charge to the target region through the at least one nozzle using the power supply, and the electric charge And a particle dispersing unit that provides a non-electrical force to the material having a non-electrical force, and the method includes: applying a voltage to the at least one nozzle by the controller using the power source, and the controller using the pump
  • the step of supplying the liquid to the at least one nozzle, the controller using the power supply and the pump to generate a charged droplet through the at least one nozzle, and the charged droplet Supplying an electric charge to the target region through the method, and the controller using the particle dispersing unit, the charged material located near one end where the droplet
  • an apparatus and a method for efficiently managing air quality in a wide area can be provided.
  • an apparatus and a method for managing outdoor air quality can be provided.
  • an apparatus and a method for environmentally friendly management of air quality can be provided.
  • an apparatus and method for reducing the concentration in air of particles having a size of less than a certain level can be provided.
  • 1 is a view for explaining the particle concentration reduction operation described in the present specification.
  • FIG. 2 is a view for explaining the particle concentration reduction operation described in the present specification.
  • 3 is a view for explaining the particle concentration reduction operation described in the present specification.
  • 5 is a view for explaining the particle concentration reduction operation described in the present specification.
  • FIG. 6 is a diagram for illustratively illustrating an apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 7 shows some examples of nozzles that can be used in the invention described herein.
  • FIG. 8 is a view for explaining the end of the nozzle by way of example.
  • FIG 9 is a view for explaining a nozzle array according to an embodiment.
  • FIG. 10 is a diagram for describing a nozzle array according to an exemplary embodiment.
  • FIG. 11 is a view for explaining an embodiment of a nozzle array.
  • FIG. 12 is a view for explaining an embodiment of a nozzle array.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an apparatus according to an embodiment.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of reducing the concentration of fine particles in air.
  • 15 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for reducing the concentration of fine particles in air.
  • 16 is a diagram illustrating a method of reducing the concentration of fine particles according to another exemplary embodiment.
  • 17 is a diagram illustrating a method of controlling a learning device according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of reducing the concentration of fine particles according to an exemplary embodiment.
  • 19 is a flowchart illustrating a method of reducing the concentration of fine particles according to an exemplary embodiment.
  • 20 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for managing an apparatus for reducing the concentration of fine particles in air.
  • 21 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for managing an apparatus for reducing the concentration of fine particles in air.
  • 22 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of managing a space charge density around a nozzle in air.
  • 23 is a diagram for describing a method of controlling a device over time.
  • FIG. 24 is a view for explaining an embodiment of a voltage applied to a nozzle of the device and a current output from the nozzle at a first time point t1 and a second time point t2.
  • 25 is a view for explaining an embodiment of a voltage applied to a nozzle of the device and a current output from the nozzle at a first time point t1 and a second time point t2.
  • 26 is a diagram for describing a method of managing the concentration of fine particles in air.
  • FIG. 27 is a view for explaining a fine particle reduction system according to an embodiment of the invention described in the present specification.
  • 29 is a view for explaining the operation of the fine particle concentration reduction system according to an embodiment of the present specification.
  • FIG. 30 is a view for explaining the operation of the fine particle concentration reduction system according to an embodiment of the present specification.
  • 31 is a view for explaining the operation of the fine particle concentration reduction system according to an embodiment of the present specification.
  • 32 is a view for explaining the operation of the fine particle concentration reduction system according to an embodiment of the present specification.
  • 33 is a view for explaining a fine particle reduction system according to an embodiment of the invention described in the present specification.
  • 34 is a view for explaining a fine particle concentration reduction system according to an embodiment of the present invention described in the present specification.
  • 35 is a view for explaining an embodiment of a fine particle concentration reduction system for indoor fine particle concentration reduction.
  • 36 is a flow chart illustrating an embodiment of a method for managing the apparatus for reducing concentration of fine particles described in the present specification.
  • FIG. 37 is a flow chart illustrating an embodiment of a method for managing the apparatus for reducing concentration of fine particles described in the present specification.
  • 38 is a flow chart illustrating an embodiment of a method for managing the apparatus for reducing concentration of fine particles described in the present specification.
  • 39 is a view for explaining an embodiment of a method for reducing the concentration of fine particles.
  • 40 is a view for explaining an embodiment of a method for reducing the concentration of fine particles.
  • 41 is a diagram for describing an example of a method for managing the concentration of fine particles.
  • 43 is a diagram for describing an embodiment of a method for managing the concentration of fine particles.
  • 44 is a diagram for describing a partial configuration of an apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 45 is a view for explaining an experiment for reducing the concentration of fine particles using an apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • 49 is an experimental example for examining the change in the concentration of fine particles according to the sensor position and nozzle voltage application.
  • the method according to the embodiment may be implemented in the form of program instructions that can be executed through various computer means and recorded in a computer-readable medium.
  • the computer-readable medium may include program instructions, data files, data structures, and the like alone or in combination.
  • the program instructions recorded on the medium may be specially designed and configured for the embodiment, or may be known and usable to those skilled in computer software.
  • Examples of computer-readable recording media include magnetic media such as hard disks, floppy disks, and magnetic tapes, optical media such as CD-ROMs and DVDs, and magnetic media such as floptical disks.
  • -A hardware device specially configured to store and execute program instructions such as magneto-optical media, and ROM, RAM, flash memory, and the like.
  • Examples of the program instructions include not only machine language codes such as those produced by a compiler, but also high-level language codes that can be executed by a computer using an interpreter or the like.
  • the hardware device described above may be configured to operate as one or more software modules to perform the operation of the embodiment, and vice versa.
  • the methods, devices, and systems for reducing the density of particles floating in the air in the target area described in this specification use electrostatic phenomena to forcibly move the particles from the target area, thereby obtaining a desired density reduction effect.
  • electrostatic phenomena to forcibly move the particles from the target area, thereby obtaining a desired density reduction effect.
  • particle concentration reduction operation is described by way of example.
  • the operation of reducing the particle concentration described in the present specification may include discharging fine droplets carrying electric charges to the target region in order to reduce the distribution concentration of the target particles in the target region (or target space).
  • the operation of reducing the particle concentration may include generating an electric field in the target region by emitting fine droplets carrying an electric charge in the target region.
  • the operation of reducing the particle concentration may include maintaining an electric field in the target region so that target particles having the same charge as the droplets are pushed out of the target region.
  • FIG. 1 to 5 are views for explaining the particle concentration reduction operation described in the present specification. 1 to 5, the operation of reducing the particle concentration described in the present specification may be performed by the apparatus 100 for forming an electric field.
  • the particle concentration reduction operation described in the present specification may include the device 100 supplying a charged material CS.
  • the device 100 may emit or generate an electrically charged material CS.
  • Supply of the charged material CS by the device 100 may be performed using various methods.
  • the device 100 may spray or spray charged droplets.
  • the device 100 may inject a liquid droplet carrying an electric charge to the outside by using an electrostatic repulsive force or a physical force.
  • the device 100 may generate charged droplets using electrospray or electrostatic spray.
  • the device 100 may supply the charged material CS using a discharge means such as a corona discharge electrode.
  • the device 100 may generate charged droplets using a discharge means such as a corona discharge electrode.
  • the droplets generated by the device 100 may be generated to have a size within a certain range. For example, droplets can be created to have an average diameter between tens of nanometers and hundreds of nanometers.
  • the droplet generated by the device 100 may refer to a liquid that is separated from the liquid bulk discharged from the nozzle of the device 100 and has a droplet shape.
  • the size of the droplet generated by the device 100 may mean the size immediately after the droplet is generated. In other words, the device 100 may generate droplets having an average diameter of several ⁇ m immediately after creation.
  • the droplets generated by the apparatus 100 may be changed in size by evaporation. For example, droplets produced by device 100 may have their diameter reduced from approximately several ⁇ m to several nm.
  • the device 100 may supply the charged material CS into the atmosphere. According to an embodiment, the device 100 may discharge droplets carrying an electric charge into the atmosphere. The device 100 may emit droplets of charge at an external interface with the liquid.
  • the liquid and the external interface may be an interface where the liquid and the space outside the device 100 meet.
  • the interface between the liquid and the outside may be an interface between the liquid and the interior space of a chamber provided inside the apparatus 100.
  • the charged material CS supplied to the device 100 may be a charge, ions, or a liquid or solid material including the charge supplied from the device 100.
  • the charged material CS may be an ion having a negative or positive charge.
  • the charge-bearing material CS supplied to the device 100 may include a charge transfer material that acquires charge supplied by the device and transfers it to the fine particles FP.
  • the device 100 may output droplets carrying electric charges.
  • the droplets generated by the device 100 may be in a charged state.
  • the charged droplet may mean a liquid droplet having a negative or positive charge.
  • the charged droplet may mean a droplet containing a material having a negative or positive charge.
  • the charged droplet may be a droplet of a solution containing a material having a negative or positive charge.
  • the droplets generated in the device 100 may be liquid droplets including a charged substance and a liquid (or solvent).
  • the droplet may be a liquid droplet containing charged ions and a solvent.
  • Droplets can carry negative and/or positive charges.
  • the droplets may contain negative and/or positively charged ions.
  • the droplet contains both negative and positive charges, but may contain more negative or positive charges.
  • Droplets generated from the device can explode.
  • a droplet including a charged substance and a solvent may be reduced in size (or volume or mass) by evaporation.
  • the electric force may be greater than the surface tension of the droplet.
  • the electrostatic repulsion force cancels the surface tension of the droplet, and thus the droplet may fission.
  • a droplet splits a number of smaller sized droplets can be created.
  • the particle concentration reduction operation described in the present specification may include the device 100 directly or indirectly transferring a charge to the fine particles FP floating in the air through the charged material CS. .
  • the device 100 may transfer at least some of the charge to the charge transfer material or fine particles FP in air through droplets that are charged by the droplet.
  • the droplet may indirectly provide charge to the fine particles FP through a charge transfer material.
  • the droplet may directly provide electric charges to the fine particles FP.
  • the indirect or direct transfer of droplets or the aforementioned charges can occur in combination.
  • the device 100 may charge at least some of the fine particles FP in the target region TR to have a negative or positive electric charge through droplets carrying electric charges. For example, when a droplet emitted from the device 100 has a negative charge, the droplet may directly or indirectly transfer a negative charge to the fine particles FP. For example, the droplet may directly contact the fine particles FP to transfer negative charges, or may transfer charges to a charge transfer material that contacts the fine particles FP to transfer negative charges.
  • the fine particles (FP) are charged substances (CS) supplied by the device 100, for example, a charged droplet or a negative charge from a charge transfer component in the air that has received a charge from the charged droplet. Alternatively, it may receive a positive charge and be charged.
  • CS charged substances
  • the charge transfer material may mean a material that transports electrons or charges.
  • the charge transfer material may refer to a material that receives charges contained in the released droplets and directly or indirectly transfers charges to the fine particles FP.
  • the charge transfer material may be a gaseous material constituting the air of the target region TR, or the charge transfer material is a material that obtains a droplet or a material having a charge contained in the droplet. I can.
  • the charge transfer material may be a material that is not provided by the device 100. Alternatively, the charge transfer material may be separately provided by the device 100.
  • the charge transfer material may refer to a material, particles, molecules, ions, etc. included in the target region TR.
  • the charge transfer material may be a molecule of a predetermined material (eg, oxygen molecule) floating in the target region.
  • the target region TR may mean a region or a space that is a target of reducing the distribution concentration of the fine particles FP.
  • the target area TR may mean a three-dimensional space.
  • the target area TR may be a space defined by a physical boundary example.
  • the target area TR may be a space defined by a virtual boundary.
  • the target area TR may be an area determined to have a predetermined geometric shape around the device.
  • the target area TR may be a hemispherical or deformed hemispherical area having a predetermined radius around the device.
  • the distribution concentration of the fine particles FP may mean the mass of the fine particles FP contained in a unit volume of air. Alternatively, the distribution concentration of the fine particles FP may mean the volume of the fine particles FP contained in a unit volume of air. The distribution concentration of the fine particles FP may be substituted with another parameter indicating the degree to which the fine particles FP are contained in a predetermined volume.
  • the operation of reducing the concentration of fine particles described herein may include the apparatus 100 spraying droplets in the form of electrospray.
  • the spraying of droplets through electric spraying will be described with reference to FIG. 2.
  • an electrostatic repulsive force may act on the liquid at the end of the nozzle.
  • polarization occurs in the liquid inside the nozzle (or a material contained in the liquid), and a repulsive force may act between the polarized materials in proportion to the degree of polarization.
  • polarization occurs with respect to ions in the liquid, so that +ions approach the nozzle surface by attractive force, and -ions may move away from the nozzle surface by repulsive force. As this repulsive force becomes stronger-the liquid containing ions can be separated in the form of droplets.
  • a taylor cone may be formed at the end of the nozzle by electrostatic repulsion.
  • a voltage is applied to the nozzle, when a repulsive force of a certain level or more acts on the polarized liquid at the end of the nozzle, the liquid separated from the end may form droplets.
  • the separated droplets can be accelerated by an electric field to form a jet.
  • FD fine droplets
  • the droplets or fine droplets FD may transfer at least a part of electric charges to the charge transfer material or fine particles FP in air.
  • the droplet may transfer at least a portion of a negative charge to a charge transfer material in air, for example, oxygen molecules in the air.
  • Oxygen molecules may receive negative charges from the droplets and may transfer at least some of the negative charges to fine particles (FP) in the air.
  • the droplets or child droplets may directly transfer negative charges to the fine particles FP.
  • the electric spray described in FIG. 2 is only an example, and the contents of the invention described in the present specification are not limited thereto.
  • the invention described in the present specification may be implemented using a charge emission method other than electric spray.
  • the device may discharge droplets in the form of an electrostatic spray.
  • droplets may be generated by electrostatic spraying in which droplets are formed by non-electric force, such as physical force.
  • electrostatic spraying a high voltage is applied to the nozzle so that the liquid is charged, but the formation of droplets may be caused by vibration or gas injection by ultrasonic waves.
  • the device 100 may discharge a material having an electric charge in a form other than a droplet.
  • the material emitted from the device 100 suffices as long as it can form an electric field, and does not necessarily have to be discharged in the form of fine droplets.
  • the material emitted from the device 100 may have an electric charge and transfer electric charges to the fine particles FP distributed in the space, and may be in a form other than a droplet that affects the fine particles FP.
  • the material emitted from the device 100 may be a discharged charge or an ion having a charge.
  • the particle concentration reduction operation described herein may include the device 100 outputting a current to the target region TR.
  • the device FP may output a current to the target region TR through the above-described droplet.
  • the device 100 outputs a current it may mean that a negative or positive charge is released from the device 100.
  • the device 100 outputs current it may mean that droplets emitted from the device 100 are discharged with a negative or positive charge.
  • the device 100 may output a current to the target region TR using the electric spray illustrated in FIG. 2.
  • the device 100 may output a positive or negative current by outputting a negative or positively charged droplet through electrospray.
  • the particle concentration reduction operation described in the present specification may include charging at least some of the fine particles FP in the target region TR.
  • the fine particles FP in the target region TR may directly or indirectly acquire at least a part of the charge emitted from the device.
  • Fine particles may be understood as a term encompassing small-sized particles.
  • the fine particles FP may mean a specific type of particles to be removed.
  • the fine particles FP may be dust particles floating in the air of the target area TR.
  • the fine particles (FP) may mean Total Suspended Particles (TSP), Particulate Matter (PM), and/or ultrafine dust (PM2.5 or less).
  • the fine particles FP may be understood as ultrafine dust having a predetermined size or less (eg, PM2.5 or a diameter of 2.5 ⁇ m or less).
  • the fine particles FP are harmful substances in the target region TR, and may be understood as suspended substances for which the concentration is to be reduced.
  • the fine particles FP may include one or more of an ionic component, a carbon component, and a metal component.
  • the fine particles FP may contain ionic components such as chlorine ions (Cl-), nitrates (NO3-), ammonium (NH4 + ), sulfates (SO4 2-), and sodium ions (Na+).
  • the fine particles FP may include metal components such as chromium (Cr), beryllium (Be), arsenic (As), cadmium (Cd), iron (Fe), zinc (Zn), and titanium (Ti).
  • the fine particles FP may contact or combine with a charged material, a charge transfer material, or a fine droplet.
  • the fine particles FP may receive electric charges from a charged material, a charge transfer material, or a fine droplet.
  • the device 100 may charge the fine particles FP.
  • the fine particles FP may be charged by a field charging mechanism or a diffusion charging mechanism.
  • the fine particles FP may be charged by a field charging mechanism in which charged particles moving by an electric field meet with fine dust to charge the fine dust.
  • the fine particles FP may be charged by a diffusion charging mechanism that charges the fine dust by a random motion of the charged particles.
  • the particle concentration reduction operation described in the present specification may include the device 100 forming a space charge or an electric field in the target region TR.
  • the device 100 may continuously or repeatedly emit droplets having a charge to form a space charge in the target region TR.
  • the device 100 may emit droplets having a charge to form a space charge having a non-uniform charge density on the target region TR.
  • the charge density may mean a volumetric charge density, that is, an amount of charge present per unit volume (C/m 3 ).
  • the space charge may affect the behavior of the fine particles FP from the device 100.
  • the device 100 may generate a space charge having a high charge density around the device by continuously emitting charges and decreasing the charge density as the distance from the device increases.
  • the space charge formed by the device 100 may form an electric field in the target region TR.
  • the device 100 may continuously or repeatedly emit droplets having a charge, thereby forming an electric field in the target region TR.
  • the device 100 may form an electric field from the ground GND toward the device.
  • the device 100 may operate to form an electric field between the generated charges and the ground GND by continuously generating negative or positive charges.
  • the device 100 may generate an electric field in a direction from the ground GND toward the device by emitting droplets having a negative charge.
  • the device 100 may generate an electric field that has a high intensity around the device and decreases as the distance from the device increases by continuously emitting charge.
  • the device 100 may generate an electric field by releasing charge to form a space charge.
  • the device 100 may adjust the intensity, direction, characteristics, distribution range, and the like of the electric field formed in the target region TR.
  • the device 100 may control the amount of droplets emitted to the outside, current (or electric charge) emitted through the droplets, etc. so that an electric field of an appropriate intensity is formed in an appropriate range.
  • the apparatus 100 may adjust a voltage applied to a nozzle from which droplets are discharged, thereby adjusting a current discharged into the air to adjust characteristics of an electric field.
  • the device 100 may adjust the range, density, and intensity of space charges distributed in the target region TR.
  • the device can control the amount of droplets discharged to the outside, current discharged through the droplets, and the like.
  • the device 100 may adjust the characteristics of the space charge distributed in the target region TR by adjusting the voltage applied to the nozzle.
  • the particle concentration reduction operation described in the present specification may further include reducing the concentration of the fine particles FP in the target region TR.
  • the particle concentration reduction operation may include forming an electric field (or space charge) in the target region TR to reduce the concentration of the fine particles FP in the target region TR by at least a part of the ratio.
  • the particle concentration reduction operation may include the apparatus 100 directly or indirectly involved in the movement of the charged fine particles FP to decrease the density of the fine particles FP in the target region TR.
  • the device 100 may reduce the density of the fine particles FP by forming and maintaining an electric field in the target region TR.
  • Device 100 may continuously or repeatedly emit droplets to maintain the electric field.
  • the device 100 may continuously or repeatedly emit droplets to maintain an electric field in the target region TR.
  • the density of the fine particles FP in the target region TR may decrease with time. As the device 100 maintains the electric field in the target region TR, the density of the fine particles FP in the target region TR may be maintained below a certain level.
  • the device 100 may adjust the maintenance state of the electric field.
  • the device 100 may maintain the electric field for a predetermined time or longer in order to reduce the density of the fine particles FP in the target region TR.
  • the device 100 may adjust the holding time of the electric field according to the concentration of the fine particles FP in the target region TR.
  • the device 100 may adjust the maintenance state of the electric field in consideration of external conditions.
  • the device 100 may adjust the holding time and maintenance period of the electric field in consideration of environmental conditions such as temperature, humidity, and altitude of the target region TR.
  • the particle concentration reduction operation may include the apparatus 100 pushing at least a portion of the charged fine particles FP in the target region TR out of the target region TR.
  • the device 100 may generate an electric field by continuously outputting a negative or positive charge to the target region TR so that the negatively or positively charged fine particles FP are pushed out by a repulsive force.
  • the device 100 when the device 100 continuously or repeatedly emits negatively charged droplets to form an electric field, at least partially charged fine particles FP by the negative charge emitted from the device 100 are formed. It may be moved to the outside of the target area TR along the electric field. The device 100 may continuously output a negative or positive charge to move the negatively or positively charged fine particles FP in a direction away from the device.
  • the electric field (or space charge) formed by the device 100 may affect the behavior characteristics of the fine particles FP.
  • the strength of the formed electric field may affect the moving speed of the fine particles FP.
  • the strength of the electric field may weaken as you move away from the device.
  • the charged fine particles FP may move under the influence of an electric field or a space charge, and may move more quickly near a device having a strong electric field (or a high density of space charges) than at a location far from the device.
  • the fine particles FP close to the device may be pushed out at a faster moving speed than the fine particles FP far away from the device.
  • the direction of the formed electric field may affect the moving direction of the fine particles FP.
  • the particle concentration reduction operation described in the present specification may further include removing the floating fine particles FP.
  • the device 100 discharges charges in the target region TR, maintains the distribution of space charges, and at least partially removes the fine particles FP floating in the target region TR through the space charges. It may include removing.
  • the device 100 may discharge charged droplets and maintain a state in which space charges are formed in the target region TR for a predetermined time or longer. Accordingly, the charged fine particles FP of the target region TR may be affected by electric force due to space charges formed by the device 100. The charged fine particles FP may be moved by electric force or gravity by the device 100.
  • the charged fine particles FP may be pushed out of the target region TR.
  • the charged fine particles FP may be moved outside the target area TR or may be moved toward the ground GND or a target object (eg, an outer wall of a building in the target area).
  • the charged fine particles FP may reach the ground GND or a target object, and may be grounded to lose charge.
  • the fine particles FP may be changed into an electrical neutral state by contacting the ground GND or a target object.
  • the ground (GND) or a target object connected to the ground (GND) may function as a major loss channel.
  • the fine particles FP are charged by the current emitted from the device, and the charged fine particles FP are the electric field formed in the target region TR by the current emitted from the device.
  • the case where it is pushed out of the target area TR due to the influence of is described as an example.
  • the operation of reducing the particle concentration described in the present specification is not limited thereto.
  • the reduction operation of the particle concentration described in this specification is a variety of forms in which an electric field is maintained in the target region TR by emitting an electric current, and the fine particles FP in the target region TR are at least partially moved under the influence of the electric field.
  • an electric field is maintained in the target region TR by emitting an electric current, and the fine particles FP in the target region TR are at least partially moved under the influence of the electric field.
  • the device may generate an electric field around the device by outputting a negative or positive charge to reduce the concentration of fine particles in the target region.
  • the device may perform the aforementioned fine dust reduction operation.
  • the device may output negative or positive charges in the target region, form an electric field in the target region, and reduce the concentration of fine dust in the target region.
  • an apparatus 100 for reducing the concentration of fine particles may be provided.
  • the apparatus includes a storage unit 110, a water supply unit 120, a water outlet unit 130, a communication unit 140, a sensor unit 150, a power supply unit 160, and a control unit 170. ) Can be included.
  • the water reservoir 110 may store liquid.
  • the water storage unit 110 may store a liquid supplied from the outside or a liquid previously stored.
  • the water storage unit 110 may prevent separation of the liquid or prevent deterioration.
  • the storage unit 110 may include a storage container for storing a liquid.
  • the water storage unit 110 may include an inlet hose receiving liquid from the outside and/or an outlet hose supplying liquid to the outlet 130.
  • the water storage unit 110 may be provided to prevent deterioration of the liquid or to prevent deterioration by the liquid.
  • the water storage unit 110 may be coated (eg, an anti-corrosion coating) to prevent deterioration of the liquid and the storage container.
  • the water storage unit 110 may include a heat insulating material, a heat resistant material, a heat insulating material, a fireproof agent, etc. so that the liquid does not deteriorate according to the external environment.
  • the water storage unit 110 may include a ceramic insulating material formed outside the water storage container.
  • the reservoir 110 may store a liquid having electrical conductivity.
  • the reservoir 110 may store a liquid containing a specific component.
  • the liquid stored in the reservoir 110 may contain one or more types of ions.
  • the liquid stored in the water storage unit 110 may contain an ionic component. Ion components may be added to the liquid stored in the water storage unit 110 as necessary.
  • Liquids may contain anionic or positive ionic components.
  • the water storage unit 110 may store a liquid having a viscosity greater than or equal to a reference value.
  • the liquid stored in the reservoir 110 may be distilled water, domestic water, industrial water, ground water, and the like.
  • the water reservoir 110 may be connected to the water outlet 130.
  • the water reservoir 110 is connected to the water outlet 130 through an outlet hose, and may supply liquid to the water outlet 130.
  • the water storage unit 110 may supply liquid to the water outlet unit 130 by a water supply unit.
  • the water storage unit 110 may be implemented in the form of a cartridge in which a liquid is stored in advance, a cartridge in which a liquid is stored, or a storage container in which a liquid supplied from the outside can be stored.
  • the water supply unit 120 may cause the liquid to move.
  • the water supply unit 120 may allow a liquid to flow using hydraulic pressure, pneumatic pressure, or a mechanical motor.
  • the water supply unit 120 may transfer liquid from one location to another location.
  • the water supply unit 120 may move a liquid at a constant flow rate.
  • the water supply unit 120 may deliver a liquid at a predetermined flow rate or flow rate.
  • the water supply unit 120 may provide a moving path of the liquid.
  • the water supply unit 120 in addition to generating the movement of the liquid by consuming additional power as described above, may provide a path so that the liquid moves by gravity or flows by capillary force. I can.
  • the water supply unit 120 may include a liquid container and a discharge port formed so that a predetermined amount of liquid stored in the container is discharged from the container by air pressure or gravity.
  • the water supply unit 120 may include a pump module.
  • the pump module may include a syringe pump, a hydraulic pump, a pneumatic pump, and the like.
  • the water supply unit 120 may supply the liquid stored in the storage unit 110 to the water outlet unit 130.
  • the water supply unit 120 may supply the liquid stored in the storage unit to the water outlet unit 130 at a predetermined flow rate under the control of the controller.
  • the water supply unit 120 may supply a liquid at a flow rate of several ⁇ L/min to several hundreds ⁇ L/min. For example, the water supply unit 120 may supply the liquid at a rate of 20 ⁇ L/min or less.
  • the water outlet 130 may output a liquid.
  • the water outlet 130 may discharge liquid supplied from the water storage unit through the water supply unit.
  • the water outlet 130 may be connected to the power supply.
  • the water outlet 130 may receive power from the power supply.
  • a high voltage may be applied to the water outlet 130 by the power supply unit.
  • the water outlet 130 may discharge a charged droplet to the outside as a high voltage is applied.
  • the water outlet 130 may include at least one nozzle for ejecting a liquid.
  • the water outlet 130 may include at least one nozzle for spraying droplets.
  • the water outlet 130 may include at least one nozzle to which a high voltage is applied.
  • the water outlet 130 may include at least one nozzle provided to electrically spray a liquid positioned therein as a high voltage is applied.
  • a high voltage may be applied to the nozzle by the power supply.
  • the nozzle may be formed of metal such as stainless steel, glass, or fused silica.
  • the nozzle can have a shape that is easy for electrospray or electrostatic spray.
  • the nozzle may be formed to have an inner diameter of tens to hundreds of ⁇ L and an outer diameter of several hundreds of ⁇ m or more.
  • a nozzle having an outer diameter of 0.3 mm and an inner diameter of 0.1 mm may be used.
  • the nozzle may have an outer surface and an inner surface.
  • the nozzle can have an end face.
  • the nozzle may have a tapered tip shape that becomes narrower toward the distal end.
  • the outer surface of the nozzle may be provided in a cylindrical shape or a tapered shape that becomes narrower toward the end.
  • the inner surface of the nozzle may be provided in a cylindrical or tapered shape.
  • Each side of the nozzle can be hydrophilic or hydrophobic.
  • Each surface of the nozzle may be formed of a hydrophilic or hydrophobic material, or may be coated with a hydrophilic or hydrophobic material.
  • Each side of the nozzle can have different properties.
  • the outer surface and the end surface of the nozzle may be provided to exhibit hydrophobicity and the inner surface of the nozzle to exhibit hydrophilicity.
  • FIG. 7 shows some examples of nozzles that can be used in the invention described herein.
  • the nozzle may have a cylindrical outer surface and a cylindrical inner surface.
  • the nozzle may have a cylindrical inner surface and a tapered outer surface.
  • the nozzle may have a conical outer surface and a conical inner surface.
  • the nozzle may have a linear nozzle, for example, a slit type nozzle.
  • the nozzle may have a composite shape in which the shapes shown in FIGS. 7A to 7D are mixed.
  • the nozzle may have a polygonal columnar shape and a tapered shape combined with a cylindrical inner surface.
  • the nozzle may have an end.
  • the end of the nozzle may be formed to be blunt or sharp depending on the shape of the nozzle. In the case of the cylindrical nozzle illustrated in FIG. 7 (a), it may have a blunt end. In the case of the conical nozzle illustrated in Fig. 7 (c), it may have a sharp end.
  • Nozzles used in the apparatus described herein may have an inner diameter and an outer diameter.
  • the ratio of the outer diameter and the inner diameter of the nozzle may vary according to the length direction of the nozzle.
  • the ratio of the outer diameter to the inner diameter may decrease toward the end.
  • the shape of the nozzle end may vary depending on the ratio of the outer diameter to the inner diameter.
  • a nozzle having a large ratio of the outer diameter to the inner diameter may have a blunt end.
  • a nozzle having a small ratio of the outer diameter to the inner diameter at the end may have a narrow end surface.
  • 8 is a view for explaining the end surface of the nozzle by way of example.
  • 8A and 8B show plan views observed in the longitudinal direction of the nozzle.
  • a ratio of an outer diameter r2 to an inner diameter r1 of a nozzle having a blunt end surface may have a relatively large value.
  • the ratio of the outer diameter r2 to the inner diameter r1 may be 1.5 to 2 times.
  • the nozzle may have a tapered shape in which an outer diameter decreases toward an end.
  • the outer diameter r4 at the end face of the nozzle may be smaller than the outer diameter r5 at a position spaced apart from the end face of the nozzle.
  • the ratio of the outer diameter r4 to the inner diameter r3 of the nozzle may have a relatively large value.
  • the ratio of the outer diameter r4 to the inner diameter r3 having a narrow end surface is It may be 1.001 to 1.01 times.
  • the water outlet 130 may include a plurality of nozzles.
  • the water outlet 130 may include a nozzle array in which a plurality of nozzles are arranged.
  • the nozzle array may include a plurality of nozzles arranged parallel to each other.
  • the nozzle array may include a plurality of nozzles arranged in different directions. For example, a plurality of nozzles may be arranged radially.
  • the plurality of nozzles may be arranged to face different directions so that mutual influence due to the current emitted from each nozzle is minimized.
  • FIG 9 is a diagram for describing a nozzle array 1000 according to an exemplary embodiment.
  • a nozzle array 1000 may include a base and a plurality of nozzles positioned on the base.
  • the nozzle array 1000 may include a plurality of nozzles 1030 fixed to a base.
  • the nozzle array 1000 may include a plurality of through-holes to which nozzles are fixed, and may include nozzles 1030 formed in each through-hole.
  • the plurality of nozzles may be positioned to have a predetermined distance (d). The distance d between the nozzles may be determined in consideration of the voltage applied to the nozzles.
  • the nozzle array 1001 may be provided in the form of a substrate including a plurality of nozzles 1031 and a control electrode 1051.
  • the plurality of nozzles 1031 may be formed to have a predetermined distance (d). The distance d between the nozzles may be determined in consideration of the voltage applied to the nozzles.
  • the control electrode may be positioned on one surface of the substrates 1011 and 1012.
  • the control electrode can be located on the side from which the liquid is discharged.
  • the control electrodes may be positioned on both sides of the substrates 1011 and 1012, for example, on the upper and lower surfaces.
  • the control electrode can be positioned so as not to be connected with the nozzle.
  • a high voltage may be applied to the control electrodes formed on the substrates 1011 and 1012 or the plurality of nozzles 1031 and 1032.
  • a high voltage is applied to the control electrode or the plurality of nozzles 1031 and 1032, the liquid discharged from the distal end of the through hole may be charged.
  • the direction in which the liquid is discharged can be controlled.
  • a control electrode surface 1051 may be formed on one surface of the nozzle array.
  • a control electrode pattern 1052 may be formed around a through hole on one surface of the nozzle array.
  • the nozzle array may be provided in the form of a printed circuit board (PCB).
  • the nozzle array may be provided in the form of a printed circuit board including through-holes formed through a via process and in which electrodes are patterned near the through-holes.
  • the electrode patterned on the substrate may be used for pattern control for a plurality of nozzles.
  • the apparatus 100 may control the electric spray output or the direction of the electric spray of each nozzle by varying the voltage applied to each electrode.
  • the plurality of electrodes may be divided into one or more nozzle groups and controlled.
  • the apparatus 100 may control an electric spray operation for each group by adjusting a voltage value applied to an electrode corresponding to each group.
  • the device 100 applies voltage to individual nozzle groups sequentially or alternately in order to offset the effect of increasing the voltage due to space charges near the discharge port (eg, one end of the nozzle or through hole) from which the droplet is discharged can do.
  • the device 100 may change the direction in which the individual nozzle groups emit charged droplets, and manage the nozzle voltage near the ejection port.
  • 11A and 11B are diagrams for explaining some exemplary embodiments of electrodes patterned on a substrate.
  • a plurality of through holes and linear control electrodes may be formed in the substrate.
  • the linear (ie, rod-shaped) control electrode may be formed to correspond to a through-hole column or row.
  • the linear control electrode may be formed to surround a through-hole column or row.
  • One linear control electrode can be used to control electric spraying in a group of nozzles comprising a plurality of nozzles.
  • the apparatus 100 can individually control the electrospray of through-hole groups by individually controlling the linear control electrodes.
  • the nozzle array may include a first electrode LE1, a second electrode LE2, a third electrode LE3, and a fourth electrode LE4.
  • the first to fourth electrodes LE1, LE2, LG3, and LE4 may be formed to surround the first to fourth nozzle groups LG1, LG2, LG3, and LG4, respectively.
  • the device 100 may apply different voltages to the first to fourth electrodes LE1, LE2, LG3, and LE4.
  • the device 100 may sequentially apply voltages to the first to fourth electrodes LE1, LE2, LG3, and LE4.
  • the device 100 applies a first voltage to the first and third electrodes LE1 and LG3, and applies a second voltage to the second and fourth electrodes LE2 and LE4, and then Applying the second voltage to the third electrodes LE1 and LG3 and applying the first voltage to the second and fourth electrodes LE2 and LE4 may be repeated.
  • the nozzle array may include a substrate 1012, a plurality of nozzles 1032, and a plurality of control electrodes 1032 having a concentric circle shape.
  • the plurality of control electrodes 1032 may be formed in the form of multiple rings having the same spacing.
  • the ring electrode may be formed to surround a plurality of through holes arranged in a circle. Individual ring electrodes can be used to control electrospray in a group of through holes comprising a plurality of through holes arranged in a circle.
  • the nozzle array may include a first ring electrode RE1, a second ring electrode RE2, and a third ring electrode RE3.
  • the first to third electrodes RE1, RE2, and RE3 may be formed to surround the first to third through-hole groups RG1, RG2, and RG3, respectively.
  • the device 100 individually controls the first ring electrode to the third electrode (RE1, RE2, RE3) to individually control the electrospray operation in the first to third through-hole groups (RG1, RG2, RG3). can do.
  • the device 100 may sequentially apply a voltage to the first ring electrode RE1, the second ring electrode RE2, and the third ring electrode RE3.
  • the device 100 applies a first voltage, a second voltage, and a third voltage to the first ring electrode RE1, the second ring electrode RE2, and the third ring electrode RE3, respectively, to determine whether microscopic droplets are emitted. , Emission direction, etc. can be adjusted.
  • the device 100 applies a first voltage to the first ring electrode RE1 and the third ring electrode RE3, applies a second voltage to the second ring electrode RE2, and then applies a second voltage to the first ring electrode RE1.
  • the third ring electrode RE3, and the first voltage to the second ring electrode RE2 may be repeated.
  • each nozzle group or control electrode included in the nozzle array may be different from each other.
  • the end of each nozzle included in the first nozzle group and the end of each nozzle included in the second nozzle group may have different heights protruding from the base of the nozzle array.
  • the first electrode and the second electrode may have different heights protruding from the base of the nozzle array.
  • the end of each nozzle included in the first nozzle group corresponding to the first electrode and the first electrode may have a different height protruding from the base of the nozzle array.
  • the nozzle array or the like may further include a separate droplet generating means (eg, a gas ejection unit or a vibration unit), and may generate droplets by electrostatic spraying.
  • a separate droplet generating means eg, a gas ejection unit or a vibration unit
  • the water reservoir 110 and the water outlet 130 may be provided integrally.
  • the apparatus according to an embodiment may be implemented in the form of spraying charged droplets using a cartridge including a storage container for storing liquid and a nozzle connected to the storage container.
  • the communication unit 140 may communicate with an external device by wire or wirelessly.
  • the communication unit 140 may perform bi-directional or one-way communication.
  • the communication unit 140 may include a local area network (LAN), a wireless local area network (WLAN), a Wi-Fi, a ZigBee, a WiGig, and a Bluetooth ) To communicate with external devices.
  • the communication unit 140 may include a wired or wireless communication module.
  • the communication unit 140 may obtain information from an external device or transmit information to an external device. For example, the communication unit 140 may obtain a control command from an external device and transmit it to a control unit or a corresponding unit. Alternatively, the communication unit 140 may transmit device information and status information acquired by the sensor unit to an external device.
  • the communication unit 140 may communicate with external devices such as a user terminal, a control device, a control server, and/or another device. As an example, the communication unit 140 may communicate with an external server or the like to obtain environmental information including weather information of a target area.
  • the sensor unit 150 may obtain information.
  • the sensor unit 150 may acquire environmental information including a measurement value of a measurement parameter.
  • the sensor unit 150 may acquire state information inside the device, operation information of the device, and/or environment information outside the device.
  • the sensor unit 150 stores status information of parts constituting the device, such as the water storage unit 110, the water supply unit 120, the water outlet unit 130, the communication unit 140, the gas injection unit, and the power supply unit 160. Can be obtained.
  • the sensor unit may include the temperature of water stored in the water storage unit 110, the amount of water, the operation state of the water supply unit 120, the water outlet efficiency of the water outlet unit 130 (eg, whether or not a nozzle is clogged), and the temperature inside the device. , It is possible to obtain state information such as the temperature of the water outlet unit 130, the temperature of the storage unit 110.
  • the sensor unit 150 may obtain state information such as intensity and temperature of the gas output from the gas injection unit.
  • the sensor unit 150 may acquire environmental information such as temperature information, humidity information, air flow (eg, wind speed), air quality (eg, concentration of fine dust) information.
  • the environmental information may be information measured by the sensor unit 150 or information obtained from outside.
  • the sensor unit 150 may receive environmental information from an external survey center.
  • the sensor unit 150 may acquire operation information related to the operation of the device.
  • the sensor unit 150 may acquire operation information used to determine whether the device is properly operating according to a control command.
  • the sensor unit 150 may obtain a current output from the device, a voltage applied to a nozzle of the device, a charge density around the device, an electric field intensity around the device, a concentration of fine particles around the device, and the like.
  • the sensor unit 150 may obtain operation information such as charge density and strength of an electric field in a region where particles are dispersed by the particle dispersion unit.
  • the sensor unit 150 is configured to indicate a surrounding value measured around the device where the sensor unit 150 is located, an average value representing the average value of the target area, or a specific value representing a value at a specific location. You can get the position value.
  • the sensor unit 150 may include a sensor module that acquires information. Alternatively, the sensor unit 150 may obtain a measurement value from an external device including a sensor module and directly obtaining information.
  • the sensor module may be located inside the device or exposed outside the device.
  • a sensor module that acquires status information or operation information about the device may be fixed inside the device.
  • a sensor module that acquires environmental information or operation information about the outside of the device may be exposed to the outside of the device and positioned.
  • the information acquired through the sensor unit 150 may be used to control the device. For example, status information or environmental information may be used to determine an operating command.
  • the operation information or the like can be used to generate a user notification when abnormal operation information occurs.
  • history control of the device may be performed. Regarding the control of the device, it will be described later in more detail with respect to the operation of the controller.
  • the power supply unit 160 may supply power required for the operation of the device.
  • the power supply unit 160 may supply power to each part of the device.
  • the power supply unit may supply power to the water outlet unit, the water supply unit, the reservoir unit, the communication unit, the sensor unit and/or the control unit.
  • the power supply unit 160 may supply DC or AC power.
  • the power supply unit 160 may supply power to each unit in a different form.
  • the power supply unit 160 may apply a high voltage to a component of the device, for example, the water outlet unit 130.
  • the power supply unit 160 may apply a high voltage to the water outlet unit 130 through a connector.
  • the power supply unit 160 may apply a high voltage to the nozzle so that the liquid discharged through the water outlet unit 130 is ejected in the form of a charged droplet.
  • the power supply unit 160 may apply a voltage of sufficient intensity to generate electric spray to the nozzle.
  • the power supply unit 160 may apply a voltage having a large potential difference with respect to the ground GND to the nozzle.
  • the power supply unit 160 may apply a positive voltage or a negative voltage to the ground surface GND to the nozzle.
  • the power supply unit 160 may apply a high voltage of -1 kV or less to the unit nozzle.
  • the apparatus may further include a gas injection unit.
  • the gas injection unit may inject gas to a position where droplets are ejected by the water outlet unit 130.
  • the gas injection unit discharges gas toward the droplets ejected from the water outlet unit 130 to promote evaporation of the droplets.
  • the gas injection part promotes the evaporation of the droplets, so that the division of the droplets can occur more stably.
  • the gas injection unit promotes the evaporation of droplets so that space charges are stably distributed in the target region.
  • the gas injection unit can locally reduce the space charge density in the vicinity of the discharge port by ejecting gas near the discharge port where the droplets are ejected, and pushing charged particles in the vicinity of the discharge port. By reducing the space charge density in the vicinity of the discharge port, the gas injection unit can simultaneously perform the function of the particle dispersing unit described later.
  • the gas injection unit ejects gas near the discharge port from which the liquid is discharged, thereby promoting the generation of droplets.
  • the gas injection unit may exert a gas toward a discharge port from which the liquid is discharged, thereby exerting a physical force so that droplets can be separated from the liquid.
  • the gas injection unit may discharge gas toward the liquid or the generated droplets so that smaller size droplets are generated.
  • the gas injection unit may provide a path for the droplet to travel.
  • the gas injection unit may induce a gas to be ejected near a discharge port from which the liquid is discharged, and to move the discharged droplets or particles toward a specific direction.
  • the gas injection unit may include an air nozzle and an air pump.
  • the air pump may be formed integrally with a pump that supplies liquid.
  • the gas injection unit may include an inlet through which gas is introduced.
  • the gas injection unit may include a flow regulator that controls the ejection of gas.
  • the gas injection unit may include a plurality of air nozzles.
  • the plurality of air nozzles may be provided parallel to each other, or may be provided to face different directions.
  • a plurality of air nozzles may be provided to face an area where droplets are discharged by the water outlet 130.
  • the gas injection unit may be provided in the water outlet unit 130 described above.
  • the gas injection unit may be provided integrally with the water outlet unit 130 described above.
  • the gas injection unit may further include a heating module, if necessary.
  • the heating module may include heating means such as an electric heating coil, an induction heating coil, or a thermoelectric element.
  • the gas injection unit includes an air nozzle, an air pump, and a heating module, and may inject the heated gas.
  • the gas injection unit may inject a gas having low reactivity.
  • the gas injection unit may inject nitrogen gas, argon gas, compressed air, or the like.
  • the gas injection unit may inject an inert gas.
  • the gas injection unit may inject gas including a charge transfer material.
  • the gas injection unit may discharge a gas including a charge transfer material that acquires electric charge from a charged material included in the droplet.
  • the gas injection unit may discharge a gas containing an oxygen (O2) component.
  • 12A is a view for explaining an embodiment of a nozzle array.
  • the nozzle array 1003 may further include a gas outlet 1073.
  • the gas outlet 1073 may be provided to have a coaxial structure with the nozzle.
  • the gas ejection port 1073 may be formed between the nozzle and the nozzle.
  • the gas ejection port 1073 may be provided as a separate through hole formed around the nozzle.
  • the gas ejection port 1073 is formed in parallel with the nozzle, and may push out charged droplets injected from the nozzle.
  • the plurality of gas outlets 1073 may receive gas from one air pump.
  • the device may further include a particle dispersion unit.
  • the particle dispersing unit may adjust the voltage applied to the nozzle as necessary by adjusting the space charge density near the discharge port through which the charged droplets are ejected.
  • the particle dispersing unit may disperse the charged particles in the vicinity of the nozzle end from which the droplets are discharged by applying a non-electric force to the area where the droplets charged by the water outlet 130 are discharged.
  • the particle dispersing unit can lower the space charge density near the nozzle end by dispersing charged particles near the nozzle end.
  • the particle dispersing unit may reduce the space charge density near the end of the nozzle, thereby lowering the reference voltage that must be applied to the nozzle in order to emit a reference current through the nozzle.
  • the particle dispersing unit may lower the reference voltage so that the voltage applied to the nozzle end is maintained within an appropriate range.
  • the voltage applied to the nozzle end may be maintained at a value within the range of 10 kV to 15 kV.
  • the appropriate range of the voltage applied to the nozzle end may vary depending on the shape of the nozzle end.
  • a voltage value at which direct discharge such as corona discharge occurs from the nozzle may vary, and accordingly, an appropriate range of the voltage applied to the nozzle end may vary.
  • an appropriate range of voltage may have a lower upper limit value.
  • the reference voltage to be applied to the nozzle in order to emit 1 mA of reference current through droplets carrying electric charges from one nozzle of the device 100 may vary depending on the space charge density around the discharge port of the nozzle.
  • a reference voltage for emitting 1 mA of a reference current in a state in which there is little space charge around the discharge port may be 8 kV.
  • the area around the discharge port may have a high spatial charge density, and the reference voltage at this time may be 9 kV or more.
  • the particle dispersion unit may lower the discharge port space charge density by pushing out charged particles around the discharge port, and lower the reference voltage to a value lower than 9 kV, for example, 8.5 kV.
  • the particle dispersion unit can maintain the reference voltage within an appropriate range by lowering the reference voltage.
  • the particle dispersing unit maintains the reference voltage in an appropriate range, thereby improving energy efficiency of the apparatus 100.
  • the particle dispersing unit may prevent unnecessary discharge or generation of substances that may occur at the end of the nozzle.
  • the particle dispersing unit can improve the stability and safety of the device.
  • the particle dispersion unit may be implemented in the form of the gas injection unit described above.
  • the apparatus may further include a heating unit.
  • the heating unit may heat a configuration of the device 100 or a liquid or gas discharged from the device 100.
  • the heating section may be used to heat one or more of each section of the device.
  • the heating unit may heat a portion of the water storage unit, the water outlet unit 130, or the gas injection unit.
  • the heating unit may be located around the water storage unit.
  • the heating unit surrounds the storage container of the storage unit, and may heat the storage container and the liquid stored in the storage container.
  • the heating unit is located around the nozzle of the water outlet unit 130 and may heat the nozzle and the liquid passing through the nozzle.
  • the heating unit is located around the air nozzle of the gas injection unit and may heat the air nozzle and the gas passing through the nozzle.
  • the heating unit may heat the area from which the droplet is discharged. For example, the heating unit may heat the gas sprayed to the area where the droplets are emitted, thereby heating the area where the droplets are emitted.
  • the heating unit may include heating means such as an electric heating coil, an induction heating coil, or a thermoelectric element.
  • 12B is a view for explaining an embodiment of the nozzle array 1004.
  • the nozzle array 1004 may further include a heating module 1094.
  • the heating module 1094 may be disposed around the nozzle.
  • the heating module 1094 may be disposed between the nozzle and the nozzle.
  • the heating module 1094 may be disposed to surround a plurality of nozzles.
  • the heating module 1094 may be formed to have a coaxial structure with a nozzle.
  • the heating module 1094 may be provided in the form of a coil.
  • the heating module 1094 may be provided in the form of a coil surrounding the gas outlet and disposed to heat the jetted gas.
  • the heating module 1094 may be provided in the form of a coil surrounding the nozzle, and may heat the sprayed liquid.
  • the device 100 may include an interface unit.
  • the interface unit may be implemented as a space connecting the outside air and the water outlet unit 130.
  • the interface unit may provide a space that is at least partially blocked from the outside so that the influence of the change in the external environment on the formation of space charges by droplets emitted from the device is minimized.
  • the interface unit may provide an environment required for droplets discharged from the water outlet unit 130.
  • the interface unit may provide a temperature or humidity to sufficiently evaporate or split a droplet.
  • the interface unit may include a reaction space, such as a chamber.
  • the chamber may include a configuration for weakening the influence of the external environment, for example, a heat insulating material, an insulating material, a heat resistant material, a waterproof material, a water repellent material, and the like.
  • the interface unit may include a cover to block external influences. The cover may be opened or closed according to the operating state of the device 100.
  • the interface unit may be formed in connection with the water outlet unit 130.
  • the interface unit may be formed in connection with a gas injection unit, a particle dispersion unit, or a heating unit.
  • the control unit may control the operation of the device and/or each unit.
  • the control unit can generate a control command and control each unit of the device.
  • the control unit may obtain a control command through the communication unit and control a corresponding unit based on the obtained control command.
  • the control unit may control the operation of the storage unit, the water supply unit, the water outlet unit 130, the communication unit, the sensor unit, the power unit, and/or other device configurations.
  • the control unit may control on/off of the water supply operation of the water supply unit.
  • the amount of water supplied per hour can be controlled by the water supply.
  • the controller may control an information acquisition operation of the sensor unit.
  • the control unit may control a power supply operation of the power unit.
  • the controller may control the voltage or current output by the power supply.
  • the control unit may apply a voltage to a specific configuration through the power supply unit.
  • the control unit may control a voltage applied to the water outlet unit 130 through the power unit.
  • the control unit may control to generate electric spray from the water outlet unit 130 through the power supply unit.
  • the controller may control the current output from the water outlet 130 through the power supply.
  • the control unit may apply a high voltage to the nozzle so that droplets charged from the nozzle are discharged using the power supply unit.
  • the control unit may apply a high voltage to the nozzle to generate electric spray from the nozzle by using the power supply unit.
  • the control unit may apply a high voltage to the nozzle so that the fine particles in the air acquire at least some negative charges from the charged droplets and are charged using the power supply unit.
  • the control unit may apply a high voltage to the nozzle so that the charged fine particles are pushed out by an electric field formed by negative charges emitted from the device using the power supply unit.
  • the controller may apply a high voltage to some components of the device through the power supply. For example, the controller may apply a voltage less than or equal to the reference value to the nozzle through the power unit. For example, the controller may control the power unit to apply a voltage of 2 kV or more to the unit nozzle. The control unit may control the power unit to apply a voltage of 20 kV or less to the unit nozzle. The controller may control the power unit to apply an average voltage of 20 kV or less to the nozzle array.
  • the device 100 may include an output unit.
  • the output unit may include an output means for outputting operation information or status information of the device.
  • the output unit may include visual information display means such as a display or an LED light bulb, or voice information display means such as a speaker.
  • FIGS. 6 to 12 are merely examples, and the configurations described in FIGS. 6 to 12 may be omitted, and configurations not shown in FIGS. 6 to 12 may be further included in the device 100. have.
  • An apparatus may include a water outlet including a linear electrode.
  • the device may comprise a substrate having a linear conductor positioned on its surface.
  • the device may include a substrate on which a stripline is formed.
  • the device has a linear electrode placed on its surface
  • the apparatus can supply a liquid to the surface of the substrate and apply a high voltage to an electrode positioned on the surface of the substrate so that electric spraying occurs at the electrode of the substrate.
  • 44 is a diagram for describing a partial configuration of an apparatus according to an exemplary embodiment.
  • 44A is a cross-sectional view of a water outlet module 200 of a device according to an embodiment.
  • 44B is a plan view of the water outlet module 200 of the device according to an embodiment.
  • FIGS. 44A and 44B it will be described with reference to FIGS. 44A and 44B.
  • the apparatus may include a water outlet module in the form of a substrate for generating charged droplets.
  • a water outlet module 200 according to an embodiment includes an electrode 203 formed on a substrate 201 and a first sub-substrate 205 and a second sub-substrate 207 disposed on the electrode. Can include.
  • the substrate 201 may be provided in a flat plate shape.
  • the substrate 201 may have a multilayer structure.
  • the substrate 201 may be a printed circuit board (PCB).
  • PCB printed circuit board
  • a hole (through hole or via hole) penetrating the substrate perpendicular to the surface direction of the substrate or a strip line formed in the surface or surface of the substrate may be positioned.
  • the electrode 203 may be positioned on one surface (especially, an upper surface) of the substrate 201.
  • the water outlet module 200 may include a plurality of electrodes 203 formed on one surface of the substrate 201.
  • a plurality of electrodes 203 may be positioned on the substrate 201 and may extend in one direction.
  • Each of the electrodes 203 may be disposed to be spaced apart from each other by a predetermined distance.
  • each of the electrodes 203 may be disposed to be spaced apart from each other by 1 mm to 10 mm.
  • the plurality of electrodes 203 may be disposed parallel to each other.
  • the electrode 203 may be a stripline or microstrip provided on a printed circuit board.
  • the water outlet module 200 may further include a first sub-substrate 205 provided to cover at least a portion of the electrode 203.
  • the first sub-substrate 205 may be disposed to be spaced apart from the electrode 203 and/or the substrate 201 by a predetermined distance.
  • the first sub-substrate 205 is disposed to be spaced apart from the substrate 201 by a predetermined distance, so that the liquid LQ can flow between the electrode 203 and/or the substrate 201 and the first sub-substrate 205 Can provide.
  • the first sub-substrate 205 may be disposed to cover the electrode 203. Referring to FIG. 44, the first sub-substrate 205 may be disposed so that the end of the electrode 203 is exposed. The first sub-substrate 205 may be disposed so that each end of the plurality of electrodes 203 is exposed.
  • the water outlet module 200 may further include a second sub-substrate 207 disposed on the first sub-substrate 205.
  • the second sub-substrate 207 may be positioned to cover the first sub-substrate 205.
  • the second sub-substrate 207 may be disposed to be spaced apart from the first sub-substrate 205 by a predetermined distance.
  • the second sub-substrate 207 is disposed to be spaced apart from the first sub-substrate 205 by a predetermined distance so that a space through which air can be supplied is formed between the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207. I can.
  • the water outlet module 200 may obtain the liquid LQ stored in the storage container and supply the obtained liquid LQ to the surface of the substrate 201.
  • the liquid LQ may be supplied to one surface of the substrate 201 on which the electrode 203 is formed.
  • the liquid LQ may flow into the space between the substrate 201 and the first sub-substrate 205.
  • the liquid LQ may spread to a region between the substrate 201 and the first sub-substrate 205 through a capillary phenomenon.
  • the device can apply a high voltage to the electrode 203.
  • the device may apply a high voltage to the electrode 203 and supply a liquid (eg, water) onto the substrate 201 on which the electrode 203 is located to induce electric spraying.
  • a liquid eg, water
  • a charged droplet may be generated by an electric field formed by the electrode 203 (especially, the end of the electrode 203).
  • charged droplets may be generated in the exposed portion of the electrode 203 (a portion not covered by the sub-substrate).
  • the water outlet module 200 is connected to the air pump and may obtain air supplied through the air pump. Air supplied through the air pump may be supplied into a space (eg, an air flow path) formed between the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207. Air may be introduced into one side of the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207 and discharged to the other side of the first and second sub-substrates 205 and 207. Air may be discharged in the direction in which the electrode 203 is exposed.
  • a space eg, an air flow path
  • the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207 are connected to an air pump and discharge air through a space formed between the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207, which will be described later. It can perform the function of the particle dispersion unit.
  • the device may discharge air through a space between the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207 to a region where the electrode 203 is exposed.
  • the device may discharge air through the space between the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207 to provide non-electrical force to the charged material.
  • the device discharges air through the space between the first sub-substrate 205 and the second sub-substrate 207 to provide an external force in a direction away from the electrode 203 to the charged material. It is possible to reduce the space charge density. In other words, the device may reduce the charge density of space charges around the electrode 203 so that the efficiency of generating charged droplets by the electrode 203 is increased by emitting air.
  • FIG. 13 is a conceptual diagram illustrating an apparatus according to an exemplary embodiment.
  • the device includes a control module 171, a power supply 161, a sensor module 151, a communication module 141, a feed pump 121, an air pump 181, and a storage container. 111 and a nozzle array 131 may be included.
  • the control module 171 may receive power from the power module 161.
  • the control module 171 may control the power module 161.
  • the control module 171 may be connected to the sensor module 151 and/or the communication module 141.
  • the control module 171 may control the water supply pump 121 and the air pump 181.
  • the control module 171 may control the feed pump 121 to supply the liquid stored in the storage container to the nozzle array 131.
  • the control module 171 may control the air pump 181 to supply gas to the nozzle array 131.
  • the power module 161 may supply power to the control module 171.
  • the power module 161 may supply power to the nozzle array 131.
  • the power module 161 may apply a high voltage to individual nozzles included in the nozzle array 131.
  • the feed pump 121 may provide the liquid stored in the storage container 111 to the nozzle array 131.
  • the air pump 181 may discharge gas through an air nozzle formed in the nozzle array 131.
  • the water outlet or the nozzle array may further include a protective cover for safety.
  • a protective cover for safety During the operation of reducing the concentration of fine particles of the device, a high voltage is applied to the nozzle included in the water outlet or the nozzle array, so the device for reducing the concentration of fine particles further includes a protective cover covering the top of the nozzle to prevent a situation such as a short circuit or the introduction of foreign substances. can do.
  • an apparatus for managing the concentration of fine particles in a target region by supplying electric charge to a target region comprising: a container storing a liquid, at least one nozzle outputting a liquid, and at least An apparatus including a pump supplying liquid to one nozzle, a power supply supplying power to the apparatus, and a controller supplying electric charge to a target region through at least one nozzle using the power supply may be provided.
  • a container storing a liquid, at least one nozzle outputting a liquid, and at least
  • An apparatus including a pump supplying liquid to one nozzle, a power supply supplying power to the apparatus, and a controller supplying electric charge to a target region through at least one nozzle using the power supply.
  • the device can supply electric charge to the target area.
  • the controller may supply the electric charge to the target region by applying a voltage to at least one nozzle using power.
  • the device can supply negative charges to the target area.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle using power.
  • the controller supplies negative charges to the target area using power, and the controller applies a negative voltage to at least one nozzle using the power source, and discharges droplets carrying negative charges through at least one nozzle. have.
  • the controller may apply a voltage greater than or equal to the first reference value to at least one nozzle using power.
  • the first reference value may be a threshold value determined such that sufficient current is discharged to the target area through the liquid provided to the nozzle.
  • the controller may apply power equal to or greater than a first reference value determined in consideration of a predetermined effective radius value to at least one nozzle using power.
  • the predetermined effective radius may be a distance to a point at which the concentration of fine particles at a reference time is reduced by a reference ratio.
  • the device can operate according to a predetermined effective radius.
  • the effective radius may be determined in consideration of a time to drive the device, a target reduction ratio of the concentration of fine particles, a voltage applied to the nozzle, and/or a current output through the nozzle.
  • the device may output the first current for the reference time so that the concentration of fine particles at a position away from the device in the reference time is reduced by a reference ratio.
  • the device When the effective radius is a second radius greater than the first radius, the device outputs a second current that is greater than the first current for a reference time so that the concentration of fine particles at a position distant from the second radius within the reference time is reduced by a reference ratio. can do.
  • the device may output the first current for the first time so that the concentration of fine particles at a position distant from the device is reduced by a reference ratio.
  • the device may output the first current for a second time longer than the first time so that the concentration of fine particles at a position away from the second radius is reduced by a reference ratio.
  • the controller may apply a voltage greater than or equal to the first reference value determined to output a current of 100 ⁇ A to 10 mA through at least one nozzle to at least one nozzle using a power source.
  • the controller may apply a voltage equal to or less than the second reference value to at least one nozzle using power.
  • the second reference value may be determined to prevent discharge of electric charges from the nozzle.
  • the second reference value may be determined to prevent direct discharge from the nozzle, for example, corona discharge from occurring.
  • the second reference value may be determined such that the amount of current discharged directly from the nozzle does not exceed the amount of current output through the liquid discharged from the nozzle.
  • the controller may collectively apply a voltage equal to or greater than the first reference value to the plurality of nozzles.
  • the controller may individually apply a plurality of voltage values selected within a range exceeding the plurality of nozzle first reference values.
  • the device can form a space charge.
  • the controller may supply the electric charge to the target region by applying a voltage to at least one nozzle using power, and may form a space charge in the target region.
  • the controller may use a power source to form a space charge that forms an electric field in the target region.
  • the device can form a negative space charge in the target area.
  • the controller may generate negative space charges in the target region by supplying negative charges to the target region through at least one nozzle using power.
  • the device can charge fine particles in the target area.
  • the fine particles in the target region may be charged with the same polarity as the electric charge supplied by the supplied electric charge.
  • the fine particles in the target region may be charged with negative charges.
  • the device can provide electrical force to the fine particles.
  • the device may charge the fine particles in the target area and provide electric force to the charged fine particles.
  • the controller may supply the electric charge to the target region by applying a voltage to at least one nozzle using a power source, and provide electric force in a direction away from the device to the fine particles in the target region charged by the supplied electric charge. .
  • the electric force provided to the charged fine particles may be provided by an electric field formed by electric charges supplied to at least some of the target regions.
  • the device may form a negative space charge in the target region, and an electric force applied to the fine particles may be provided by an electric field caused by at least some negative space charge.
  • the controller can provide power to the fine particles by providing electric force in a predetermined direction to the fine particles.
  • the controller may provide electric power including components directed to the ground to the fine particles in the target region using a power source.
  • the controller may supply a material carrying an electric charge to the target region for a predetermined time or longer, so that the charged fine particles are provided with electric force and moved to the ground and removed, so that the space charge may be maintained for a predetermined time or longer.
  • the electric force applied to the fine particles may include a first direction component perpendicular to the ground.
  • the electric force applied to the fine particles may include a first direction component toward the ground.
  • the electric force applied to the fine particles may include a second direction component horizontal to the ground.
  • the electrical force applied to the fine particles may include a second directional component in a direction horizontal to the ground and away from the device.
  • an apparatus for managing the concentration of fine particles in a target region by supplying electric charges to a target region comprising: a container storing a liquid, at least one nozzle outputting a liquid, and A pump that supplies liquid to at least one nozzle, a power supply that supplies power to the device, a controller that supplies a substance with an electric charge to the target area through at least one nozzle using a power source, and the substance with charge -An apparatus comprising a particle dispersing unit providing electrical force may be provided.
  • the controller may apply a voltage greater than or equal to a first reference value to at least one nozzle using power, and output droplets carrying electric charges through the at least one nozzle.
  • the controller may form a space charge in the target region by supplying a material having an electric charge through at least one nozzle using power.
  • the controller may apply a voltage to at least one nozzle using a power source to output a liquid carrying electric charge through the at least one nozzle, supply electric charge to the target region, and form space charge in the target region.
  • the particle dispersing unit may be configured to provide a specific electric force by injecting an electrically neutral material onto a charged material.
  • the content of the particle dispersion unit or the gas injection unit described in the present specification may be applied.
  • the particle dispersing unit may include at least one air nozzle for injecting gas, and may inject the gas in a direction away from the nozzle with respect to the charged material.
  • At least one nozzle may include one end from which the charged droplets are discharged.
  • One end from which the droplet is discharged may mean an end at which a discharge port through which the liquid of the nozzle is output is located.
  • the controller may provide a non-electric force in a direction away from the first end to a material having a charge in the vicinity of one end by using the particle dispersing unit so that the density of the space charge in the vicinity of one end is at least partially reduced.
  • the vicinity of one end may mean an area within a predetermined distance from the end of the nozzle.
  • the vicinity of one end may be a region in which a space charge that exerts an electric force of a meaningful magnitude on a liquid located in the nozzle is distributed.
  • the vicinity of one end may mean a region within 10 cm from the end of the nozzle.
  • the controller may manage the space charge density in the vicinity of one end so that the electric force acting on the liquid positioned at the first end is reduced so that the space charge density in the vicinity of the first end does not exceed a threshold value.
  • the controller includes a direction component away from one end of the nozzle in a material having a charge distributed near one end of the nozzle so that the required voltage applied to the nozzle to output a reference current through the nozzle does not exceed the reference voltage. Can provide non-electrical power.
  • the space charge density around the discharge port of the nozzle may increase.
  • the current output through the nozzle may be reduced when the voltage applied to the nozzle is constant (that is, when constant voltage control is performed) due to the electric force that the space charge exerts on the liquid in the nozzle.
  • the constant current control is performed so that the current output through the nozzle is constant
  • the voltage applied to the nozzle may increase.
  • a problem such as direct discharge may occur through the nozzle.
  • the apparatus can reduce the electric force that the space charge acts on the liquid at the end of the nozzle by applying a non-electric force by spraying gas or the like near the end of the nozzle.
  • a method for reducing the concentration of fine particles using an apparatus or a method for controlling an apparatus for reducing the concentration of fine particles is provided.
  • a method of controlling a device, a method of reducing the concentration of fine particles, a method of effectively operating a device to reduce the concentration of fine particles, and the like will be described with reference to some embodiments.
  • the device 100 may perform a method of reducing the concentration of fine particles in air.
  • the device or the controller of the device may perform a method of reducing the concentration of fine particles in the air for the target region using each unit.
  • FIG. 14 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of reducing the concentration of fine particles in air.
  • a method of reducing the concentration of fine particles in air may include applying a high voltage to the nozzle (S101) and supplying a liquid to the nozzle (S103).
  • a method of reducing the concentration of fine particles in air may be performed by the apparatus described herein.
  • a method of reducing the concentration of fine particles in air may be performed by an apparatus including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a voltage higher than a predetermined value to the nozzle.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include, by the control unit, applying a voltage sufficient to generate electric spray to the nozzle using a power supply unit.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a voltage equal to or less than a predetermined value to the nozzle.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a voltage within a range in which discharge from the nozzle (eg, direct discharge such as corona discharge) does not occur by the control unit using the power supply unit.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include, by the control unit, applying a high voltage to the nozzle so that droplets charged from the nozzle are discharged using the power supply unit.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a high voltage to the nozzle so that the control unit uses the power supply to generate electric spray from the nozzle.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101), the control unit may include applying a high voltage to the nozzle so that droplets having negative charges are discharged from the nozzle using a power supply and at least some of the negative charges are transferred to fine particles in the air. have.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a high voltage to the nozzle so that the fine particles in the air acquire at least some negative charges from the charged droplets and are charged using the power supply unit.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a high voltage to the nozzle so that the charged fine particles are pushed out by the electric field formed by the negative charge emitted from the device using the power supply.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S101) may include applying a high voltage to the plurality of nozzles above the reference value so that the control module discharges the charged droplets from the plurality of nozzles included in the nozzle array through power. I can.
  • Supplying the liquid to the nozzle (S103) may include supplying a liquid having conductivity.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle (S103) may include providing the liquid stored in the reservoir at a predetermined flow rate through the water supply unit to the water outlet unit.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle (S103) may include providing the liquid stored in the reservoir to the outlet so that the liquid of a predetermined volume per unit time is discharged from the nozzle through the water supply unit.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle (S103) may include supplying, by the control module, the liquid stored in the storage container at a predetermined flow rate through the pump to the nozzle array.
  • the device may further comprise a gas injection.
  • the method of reducing the concentration of fine particles in the air may further include discharging a gas.
  • the step of discharging the gas may include the control unit ejecting gas through the gas injection unit into a region where the droplet is discharged.
  • the step of discharging the gas may include the control unit ejecting the gas through the gas injection unit into a region where the droplet is ejected.
  • the step of discharging the gas may include, by the control unit, ejecting gas in a first direction to provide a moving path to the ejected droplets through the gas injection unit.
  • the first direction may be a direction away from the location of the droplet generation.
  • the step of discharging the gas may include, by the control unit, discharging the gas to a region where the droplet is ejected so that evaporation and/or division of the ejected droplet is accelerated through the gas injection unit.
  • the device may further include a heating unit.
  • the method of reducing the concentration of fine particles in the air may further include heating the liquid.
  • Heating the liquid may include heating the nozzle by the control unit through the heating unit.
  • the step of heating the liquid may include heating, by the control unit, a nozzle through which the liquid is discharged above a predetermined temperature through the heating unit.
  • the step of heating the liquid may include heating, by the control unit, a nozzle through which the liquid is discharged above a predetermined temperature through the heating unit.
  • the step of heating the liquid may include heating a nozzle from which the liquid is discharged so that evaporation and/or division of the ejected droplet is accelerated by the control unit through the heating unit.
  • the step of heating the liquid may include heating, by the controller, a storage container in which the liquid is stored, a space in which the liquid is ejected through the heating unit.
  • the apparatus may further include a heating unit and a gas injection unit.
  • the method of reducing the concentration of fine particles in the air may further include discharging the heated gas.
  • the step of discharging the heated gas may include heating a gas injection port (eg, an air nozzle) through which the gas is discharged through the heating unit, and discharging the gas heated to a reference temperature or higher through the gas injection unit.
  • the order of applying a high voltage to the nozzle (S101) and supplying the liquid to the nozzle (S103) may be changed.
  • the apparatus may supply liquid to the nozzle after applying the voltage to the nozzle.
  • 15 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for reducing the concentration of fine particles in air.
  • a method of reducing the concentration of fine particles includes the step of outputting a liquid droplet carrying a charge (S201), forming a space charge (S203), and charging the fine particles in the air (S205).
  • S201 liquid droplet carrying a charge
  • S203 space charge
  • S205 fine particles in the air
  • the method of reducing the concentration of fine particles can be performed by the apparatus described herein.
  • a method of reducing the concentration of fine particles in air may be performed by an apparatus including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • the step of outputting the charged droplets (S201) includes the control unit providing the liquid stored in the storage unit through the water supply unit to the outlet, and applying a high voltage to the outlet unit through the power supply unit to output the charged droplets. can do.
  • the step of outputting the charged droplets (S201) may include applying a high voltage to the nozzle so that the controller discharges a predetermined amount of current (charge per hour) from the nozzle.
  • the controller may output a current of 0.1 mA or more through a nozzle or a nozzle array.
  • the control unit may include applying a high voltage to the nozzle or the nozzle array so that 4.16*10 ⁇ 18 charges are released per second (ie, 0.67mA current is output) through the nozzle or the nozzle array.
  • the step of forming the space charge (S203) may include forming a space charge distribution in the target region by the control unit discharging a liquid droplet having a charge through the outlet portion.
  • the step of forming the space charge (S203) may include forming a space charge distribution in the target region by the control unit continuing to release the negatively charged droplets for a predetermined time or longer.
  • the step of forming the space charge (S203) may include forming a space charge distribution such that an electric field is formed in the target region by the control unit discharging a liquid droplet having a charge through the water outlet.
  • the step of charging the fine particles in the air (S205) may include at least partially charging the fine particles in the target region by discharging droplets of charge through the water outlet.
  • the step of charging the fine particles in the air (S205) may include charging the fine particles floating in the air in the target region with at least some negative charges by continuously discharging the negatively charged droplets for a predetermined time or longer.
  • the concentration of fine particles eg, ultrafine dust of PM2.5 or less
  • the device may output droplets that are charged for 1 hour or more.
  • the method of reducing the concentration of fine particles may further include assisting the formation (or maintenance) of space charges.
  • the step of assisting the formation of the space charge may further include assisting the formation of the space charge so that the charge contained in the droplet carrying the charge is sufficiently dispersed so that a sufficient space charge density is formed in the target region.
  • the step of assisting the formation of the space charge may include assisting the formation of the space charge by droplets discharged from the water outlet by the control unit using a gas injection unit or a heating unit.
  • the step of assisting the formation of space charges may further include ejecting, by the controller, gas into a region where droplets are discharged through the gas injection unit.
  • the step of assisting the formation of the space charge may further include ejecting, by the controller, the heated gas through the gas injection unit and/or the heating unit to a region where the droplets are discharged.
  • the step of assisting the formation of space charge may further include heating, by the controller, a nozzle through which the liquid is sprayed.
  • the method of reducing the concentration of fine particles may further include reducing the concentration of the fine particles in the target area and/or removing the fine particles in the target area.
  • the method of reducing the concentration of fine particles may include maintaining a space charge formed in the target region.
  • the operation of removing fine particles in the target region of the device or reducing the concentration of fine particles in the target region may be performed using a space charge formed by the device or an electric field formed by the space charge.
  • a method of reducing the concentration of fine particles may include the device maintaining a state in which space charges are formed, thereby providing electric force to the charged fine particles.
  • the method of reducing the concentration of fine particles is that the device forms a space charge and maintains the formation of a space charge, so that the charged fine particles move away from the device (e.g., a charged substance is released from the device. It may include reducing the concentration of fine particles in the target region by providing electric force in a direction away from the discharge port to be used.
  • a method of reducing the concentration of fine particles wherein the device maintains a space charge to provide electric force to charged fine particles in a target area, and the fine particles move toward the ground or structure based at least in part on the electric force by the device, It may include removing at least some of the fine particles in the target area by being attached to the ground or structure.
  • the method of reducing the concentration of fine particles may include applying power to the nozzle in consideration of characteristics of the target region.
  • the controller may take into account the size, radius of the target area (e.g., the radius of the target area having a hemispherical shape around the device), the width or height, and the voltage value applied to the water outlet through the power supply or the power supply through the power supply.
  • the current value output from the negative can be controlled.
  • the control unit controls the current value output from the water outlet through the power supply unit to be the first current value
  • the target area has a second radius greater than the first radius
  • the current value output from the water outlet through the power supply unit may be controlled to become the second current value.
  • FIG. 16 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of reducing the concentration of fine particles in air.
  • the method of reducing the concentration of fine particles in air may be performed by a device described in the present specification, for example, a device including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • a method of reducing the concentration of fine particles in a predetermined target region may be provided.
  • a method of reducing the concentration of fine particles may include applying a voltage determined in consideration of characteristics of a target region to the nozzle (S301) and supplying a liquid to the nozzle (S303).
  • the step of supplying the liquid to the nozzle (S303) may be implemented similarly to the embodiment described above with respect to FIG. 15.
  • the step (S301) of applying a high voltage to the nozzle in consideration of the characteristics of the target region may include applying a voltage to the nozzle in consideration of the size of the target region.
  • the voltage applied to the nozzle may be determined based on the radius of the target area determined around the position of the device.
  • the voltage applied to the nozzle may be determined based on the radius of the target area of the device and the time required to reduce the fine particles to the reference concentration.
  • the voltage applied to the nozzle may be determined according to a reference current determined based on the radius of the target region of the device and/or the radius of the target region and a time required to reduce the fine particles to the reference concentration.
  • the radius (or effective radius) R of the target area may have a positive correlation with the output power.
  • the radius R of the target area may be determined in proportion to the log value of the output power.
  • the current output through the nozzle or the voltage applied to the nozzle may be determined according to the output power.
  • the output power may be expressed as a product of the voltage applied to the nozzle and the current output through the nozzle.
  • Target area Radius R of may have a positive correlation with time T at which the device is operated. In other words,
  • the operation time of the device may be determined according to the output of the device. For example, if the radius R of the target area is 50m and the output of the device is 300W, the time required until the concentration of fine particles at a point with a radius of 50m from the device is reduced by 50% (that is, the operating time of the device) is It can be determined as 2 hours and 30 minutes. Alternatively, when the radius R of the target area is 50 m and the output of the device is 1 kW, the time required until the concentration of fine particles at a point with a radius of 50 m from the device is reduced by 50% may be determined as 1 hour and 30 minutes. .
  • the time required until the concentration of fine particles at a point with a radius of 50 m from the device is reduced by 50% can be determined to be less than 1 hour, such as 50 minutes. have.
  • the effective radius R of the device may be determined according to the output of the device. For example, if the operating time of the device is 2 hours and the output of the device is 300W, the radius of the target area for which the concentration of fine particles is to be reduced (or the distance from the device to the point where the concentration of fine particles is reduced by 50%) R can be determined to be 50 m or less, such as about 45 m. When the operating time of the device is 2 hours and the output of the device is 1 kW, the radius R of the target area for which the concentration of fine particles is to be reduced may be determined to be 50 m or more, for example, about 52 m. When the operating time of the device is 2 hours and the output of the device is 10 kW, the radius R of the target area for which the concentration of fine particles is to be reduced may be determined to be 60 m or more, for example, about 65 m.
  • the voltage applied to the nozzle may be a value determined according to the radius.
  • the voltage applied to the nozzle may vary.
  • a first voltage applied to the nozzle to reduce the concentration of fine particles by a first ratio for a first time is in a second target region having a second radius greater than the first radius. It may be less than the second voltage for reducing the concentration of fine particles during the first time by a first ratio
  • a method of reducing the concentration of fine particles may include supplying a liquid to a nozzle (S401) and outputting a predetermined current in consideration of characteristics of a target region through the nozzle (S403). .
  • the step of supplying the liquid to the nozzle (S401) may be implemented similarly to that described above. Before liquid is supplied to the nozzle, a certain level of voltage may be applied to the nozzle in advance. Alternatively, a step of providing a non-electric force to the nozzle end portion may be further performed prior to supplying the liquid to the nozzle.
  • the control unit In the step of outputting a current through the nozzle in consideration of the characteristics of a predetermined target region (S403), the control unit outputs a nozzle current (the amount of charge emitted per hour from the nozzle) determined based on the radius R of the preset target region.
  • a nozzle current (the amount of charge emitted per hour from the nozzle) determined based on the radius R of the preset target region.
  • the nozzle current may be determined as a current value to be output from the device for a reference time in order to reduce the concentration of fine particles in a target area having a radius R within a reference time through a nozzle (or nozzle array) of the apparatus.
  • the nozzle current may be determined differently according to the radius of the target area when the device continuously outputs a constant current to reduce the concentration of the fine particles in the target area by a reference ratio during the reference time.
  • a first current for reducing the concentration of fine particles by a first ratio for a first time in a first target region having a first radius is during a first time in a second target region having a second radius greater than the first radius It may be smaller than the second current for reducing the fine particle concentration by the first ratio.
  • the reference current may be an average current output from the nozzle during the reference time.
  • the device does not necessarily have to continuously output a constant current value, and may output a variable current while maintaining the average current value within the reference current range.
  • the voltage V applied to the nozzle or the current I output through the nozzle is the number of nozzles (if the device includes a nozzle array), the radius R of the target area (or equivalent size or volume parameter), and fine dust. It can be determined by taking into account the target reduction ratio of the concentration and/or the reference time T.
  • the step of applying a voltage to the nozzle in consideration of the characteristics of the target region (S301) or the step of outputting the current in consideration of the characteristics of the target region (S403) includes the concentration of fine particles in the target region, the temperature of the target region, and It may include applying a voltage to the nozzle or outputting a current in consideration of the humidity of the nozzle.
  • the controller may apply a voltage determined in proportion to the concentration of the fine particles in the target region to the nozzle, or output a current determined in a positive correlation with the concentration of the fine particles in the target region through the nozzle. Also, for example, the controller may apply a voltage determined in proportion to the humidity of the target region to the nozzle or output a current determined in proportion to the humidity of the target region through the nozzle.
  • FIG. 17 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of reducing the concentration of fine particles in air.
  • the method of reducing the concentration of fine particles in air may be performed by a device described in the present specification, for example, a device including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • the method of reducing the concentration of fine particles is based on the step of applying a high voltage to the nozzle (S501), supplying the liquid to the nozzle (S502), and the concentration of the fine particles in the target area. It may include a step of reducing the ratio (S503).
  • the control unit sustains the charged droplets so that the concentration of the fine particles in the target region is reduced from the first concentration to the second concentration, which is reduced by the reference ratio than the first concentration. Or may include continuous release.
  • the step of reducing the concentration of fine particles by a reference ratio (S503) is performed by the control unit to continuously or continuously release the charged droplets so that the concentration of the fine particles in the target region is reduced to a reference concentration with a reduced reference ratio compared to the initial concentration.
  • the step (S503) of reducing the concentration of fine particles in the target region (S503) may include applying a voltage to the nozzle so that the concentration of the fine particles in the target region is reduced by the reference ratio.
  • the voltage applied to the nozzle may be determined such that the concentration of fine particles in the target region decreases by a reference ratio when a predetermined reference time elapses from the time when the device is driven.
  • the control unit obtains the fine particle concentration of the target region using a sensor unit, and when the fine particle concentration of the target region does not decrease by a reference ratio, it is applied to the nozzle. And maintaining the high voltage.
  • the concentration of fine particles in the target region may mean the average concentration of fine particles in the target region.
  • the concentration of fine particles in the target region may mean the concentration of fine particles sampled at a specific point in the target region.
  • FIG. 18 is a flowchart illustrating a method of reducing the concentration of fine particles according to an exemplary embodiment.
  • the method of reducing the concentration of fine particles includes driving the device when the concentration of the fine particles in the target region is a first concentration (S601) and the method of reducing the concentration of the fine particles in the target region is the second concentration. It may include a step (S603) of stopping the driving.
  • the step of driving the device (S601) may include obtaining the fine particle concentration of the target region.
  • driving the device (S601) may include determining whether the concentration of the fine particles is equal to or greater than the first concentration.
  • the step of driving the device when the concentration of fine particles in the target region is the first concentration (S601) the step of obtaining the fine particle concentration of the target region and starting the fine particle management operation of the device when the concentration of fine particles is greater than or equal to the first concentration. Can include.
  • Stopping the driving of the device when the concentration of the fine particles in the target region is the second concentration may include obtaining the concentration of the fine particles in the target region while maintaining the operation of the device.
  • stopping the driving of the device may include determining whether the concentration of the fine particles is less than or equal to the second concentration.
  • Stopping the driving of the device when the fine particle concentration in the target region is the second concentration may include stopping the fine particle management operation of the device when the fine particle concentration is less than the second concentration.
  • the second concentration may be a value reduced by a predetermined ratio or value compared to the first concentration.
  • a method of reducing the concentration of fine particles may include supplying a liquid to the nozzle (S701) and outputting a current within a predetermined range through the nozzle (S703).
  • the method of reducing the concentration of fine particles in air may be performed by a device described in the present specification, for example, a device including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle may be implemented similarly to that described above. Before liquid is supplied to the nozzle, a certain level of voltage may be applied to the nozzle in advance. Alternatively, a step of providing a non-electric force to the nozzle end portion may be further performed prior to supplying the liquid to the nozzle.
  • the step of outputting a current within a predetermined range through the nozzle may include, by the control unit, outputting a reference current through the nozzle using a water supply unit and/or a power supply unit.
  • the reference current may have a value within the reference range.
  • the reference range may be determined in consideration of the size of the target region and a time for outputting a current.
  • the current applied to the individual nozzles may be determined in consideration of the number of nozzles included in the nozzle array.
  • the predetermined range of current may be between several tens of ⁇ A and several hundreds of mA.
  • the predetermined current range may be in the range of 100 ⁇ A to 10 mA.
  • the predetermined current range may be in the range of 500 ⁇ A to 2 mA.
  • the controller may control the power so that the current output through the charged droplets in the nozzle array is within a predetermined range. .
  • a range of a predetermined current may be determined within 1 uA to 1 mA.
  • the predetermined range of current may be determined within 10 uA to 10 mA.
  • a method of managing an apparatus for performing a method of reducing the concentration of fine particles in air may be provided.
  • the apparatus for reducing the concentration of fine particles in air described in the present specification may perform a method for managing a state of the apparatus or an operation for reducing the concentration of fine particles of the apparatus.
  • the device management method described below may be performed by a device described in the present specification, for example, a device including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • the method of managing the device may be performed by using a device having a fine particle reduction mode in which droplets carrying an electric charge are discharged to form a space charge in a target region and a nozzle cleaning mode in which the nozzle is cleaned.
  • the device in the fine particle reduction mode, outputs charged droplets at a low flow rate to form an electric field in the target region, and outputs the droplets at a higher flow rate compared to the fine particle reduction mode in the nozzle cleaning mode.
  • the inner surface of the nozzle can be cleaned.
  • the apparatus described herein may include a nozzle, and discharge droplets charged from the nozzle by applying a high voltage to the nozzle. At this time, due to the high voltage applied to the nozzle, some components included in the liquid may adhere to the inner surface of the nozzle. For example, when a-voltage is applied to the nozzle, a + ion component may adhere to the inner surface of the nozzle. In order to remove the substance attached to the inner surface of the nozzle, a method of managing the nozzle, etc. may be provided.
  • 20 is a flowchart illustrating an embodiment of a method for managing an apparatus for reducing the concentration of fine particles in air.
  • a method of managing an apparatus includes applying a first voltage to the nozzle (S801), supplying a liquid to the nozzle at a first flow rate (S803), and controlling the nozzle faster than the first flow rate. It may include a step (S805) of supplying the liquid at a flow rate of 2.
  • the step of applying the first voltage to the nozzle (S801) may include, by the control unit, providing the nozzle with a first voltage according to the fine particle reduction mode through power.
  • the step of applying the first voltage to the nozzle (S801) may include applying, by the control unit, a voltage sufficient to generate electric droplets to the nozzle.
  • the first voltage may be a voltage for causing electric spray to occur at the outlet of the nozzle.
  • the step of applying the first voltage to the nozzle may be implemented similarly to the embodiments of the step of applying a voltage to the nozzle illustrated in relation to the method of reducing the concentration of fine particles.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle at the first flow rate may include supplying the liquid to the nozzle at the first flow rate according to the fine particle reduction mode through power by the controller.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle at a first flow rate may include supplying the liquid to the nozzle at a flow rate of several ⁇ L to several mL per minute by the control unit through a power source.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle at a second flow rate that is faster than the first flow rate may include supplying the liquid to the nozzle at a second flow rate according to the nozzle cleaning mode through a water supply unit or a pump.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle at a second flow rate that is faster than the first flow rate may include supplying the liquid to the nozzle at a second flow rate for removing foreign substances deposited or adhering to the nozzle through a water supply unit or a pump.
  • the step of supplying the liquid at the second flow rate may include supplying the liquid at a flow rate of several tens of mL or more per hour by the control unit through a water supply unit or a pump.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle at the first flow rate includes supplying the liquid to the nozzle at the first flow rate, and may include supplying the liquid to the nozzle at a second flow rate greater than the first flow rate.
  • the nozzle cleaning mode may be initiated when a current value output from the device is less than or equal to a predetermined value, or an amount of liquid discharged from the device per unit time is less than or equal to a predetermined amount.
  • the device outputs charged droplets to form an electric field in the target area in the fine particle reduction mode, and the nozzle cleaning mode has a faster flow rate (or more flow rate than in the fine particle reduction mode) compared to the fine particle reduction mode.
  • the inner surface of the nozzle can be cleaned.
  • the method of managing the device may further include applying a second voltage to the nozzle that is less than the first voltage.
  • the method of managing the device may further include stopping the application of voltage to the nozzle.
  • the control unit applies a second voltage less than the first voltage to the nozzle through a water supply unit and a power supply, and a second voltage greater than the first flow rate is applied to the nozzle. It may include supplying liquid at a flow rate.
  • the step of supplying the liquid at a second flow rate faster than the first flow rate may include, by the control unit, stopping applying power to the nozzle, and supplying the liquid at a second flow rate greater than the first flow rate.
  • the device can manage the nozzle while maintaining the formation of an electric field or space charge in the target region.
  • a voltage may be applied to the nozzle so that sufficient current is output through the nozzle.
  • the nozzle management method may include managing the nozzle while performing the function of reducing fine particles of the device by increasing only the flow velocity of the liquid supplied to the nozzle while maintaining the current output from the device (or the amount of charge output per hour). have.
  • the apparatus may include a nozzle cleaning mode in which the inner surface of the nozzle is cleaned by outputting gas through a nozzle from which droplets are output.
  • the apparatus described herein may include an air pump that outputs gas.
  • the air pump may be connected to an air nozzle that outputs gas or a nozzle that discharges liquid.
  • the device may provide gas to a nozzle that discharges liquid through an air pump to clean the inner surface of the nozzle through which the liquid passes.
  • the method of managing the device includes applying a first voltage to the nozzle, providing a first fluid at a first flow rate (or second flow rate) to the nozzle, and reducing the second flow rate (or second flow rate) to the nozzle.
  • 2 may include providing a fluid.
  • the second flow rate may be faster than the first flow rate (or, the second flow rate may be greater than the first flow rate).
  • the step of applying the first voltage to the nozzle may be implemented similarly to the above-described embodiment.
  • Providing the first fluid to the nozzle at the first flow rate may include supplying a liquid substance to the nozzle at the first flow rate. It may include supplying a liquid substance to the nozzle while the first voltage is applied to the nozzle.
  • the step of providing the first fluid to the nozzle at the first flow rate may be implemented similarly to the step of supplying the liquid to the nozzle at the first flow rate.
  • Providing the second fluid at the second flow rate to the nozzle may include providing a gas to the nozzle.
  • the providing of the second fluid to the nozzle at the second flow rate may include supplying, by the control unit, a gas to the nozzle at a second flow rate according to the nozzle cleaning mode through a water supply unit or a pump.
  • the providing of the second fluid to the nozzle at the second flow rate may further include providing the second fluid to the nozzle while the first voltage is applied to the nozzle.
  • the method of managing the device may further include applying a second voltage smaller than the first voltage to the nozzle.
  • the method of managing the device may further include stopping the application of voltage to the nozzle.
  • the providing of the second fluid to the nozzle at the second flow rate may further include providing the second fluid to the nozzle while a second voltage smaller than the first voltage is applied to the nozzle.
  • Providing the second fluid to the nozzle at the second flow rate may further include providing the second fluid to the nozzle while no voltage is applied to the nozzle.
  • the control unit may clean or manage the nozzle by heating the nozzle, changing a property of a liquid supplied to the nozzle, or changing a property of a voltage applied to the nozzle.
  • the method of managing a device may include acquiring device state information or operation state information, and transmitting the information to the management device.
  • the device may generally be located remotely from the management device (or management server). Accordingly, in order for the user or the administrator to recognize whether the internal state of the device or the fine particle reduction operation state of the device is a normal state, information needs to be transmitted to the management device.
  • the management device may be implemented as an external control device or an external control server.
  • the management device may acquire and store state information of the device over time and manage it.
  • the method of managing the device may be performed by a device including a sensor unit and a communication unit.
  • a method of managing a device may include a step S901 of obtaining status information by the device and a step S903 of transferring the status information to the management device.
  • the step of obtaining the state information by the device (S901) may include the controller obtaining the state information of each unit constituting the device through the sensing unit.
  • the state information may include whether a module constituting the device is normally operated, whether a fine particle reduction operation is normally operated, and the like.
  • the step of transmitting the status information from the device to the management device may include the control unit transmitting the acquired status information to an external management device through the communication unit.
  • the transmitting of the status information to the management device may include generating, by the control unit, a user guide based on the acquired status information, and outputting the generated guide to the management device.
  • the device may output status information through an output unit provided in the device.
  • the density of the space charge near the nozzle of the device can increase. If the space charge density increases around the nozzle, when the same voltage is applied to the nozzle, the droplets electrosprayed through the nozzle may be reduced. Alternatively, if the space charge density increases around the nozzle, the voltage applied to the voltage to output the same current through the nozzle may increase. In this case, problems such as space charges may not sufficiently cover the target region, the efficiency of the device may be degraded, or discharge may occur from the nozzle.
  • a method for managing a space charge density around a nozzle, a voltage applied to the nozzle, or an amount of current emitted from the nozzle may be provided.
  • the apparatus for reducing the concentration of fine particles in air described in the present specification may perform an operation for managing the space charge density around the nozzle.
  • the method described below may be performed by a device described in the present specification, for example, a device including a power supply unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, and a control unit.
  • the method of managing the space charge density around the nozzle includes managing the charge density around the discharge port of the nozzle so that the voltage applied to the nozzle does not exceed a threshold value in order to output a current above a reference value. can do.
  • FIG. 22 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of managing a space charge density around a nozzle in air.
  • the method of managing the voltage can be carried out by a device including a particle dispersion unit (or gas injection unit).
  • the method of managing the space charge density around the nozzle includes applying a high voltage to the nozzle (S1001), supplying a liquid to the nozzle (S1003), and dispersing particles (S1005). can do.
  • the step of applying a high voltage to the nozzle (S1001) and the step of supplying the liquid to the nozzle (S1001) may be implemented similarly to those in the above-described embodiments.
  • the step of dispersing the particles may include the control unit dispersing charged particles by applying a non-electric force using the particle dispersing unit.
  • the charged particles may include any one of droplets emitted from a nozzle, child droplets generated by division of the droplets, or electric charges generated from droplets.
  • the step of dispersing the particles may include dispersing the charged particles by applying a non-electric force in a direction away from the discharge port of the nozzle by the control unit using the particle dispersing unit.
  • the step of dispersing the particles may include, by the control unit, applying a non-electric force around the discharge port so that the charge density around the discharge port of the nozzle is lowered using the particle dispersing unit.
  • the non-electrical force may mean a physical force that does not have an electrical or magnetic effect on the electric charge emitted by the device.
  • the non-electric force exerted on the charged material by the particle dispersing unit may be greater than the electric force exerted on the charged material.
  • a repulsive force due to a space charge and a physical force due to the particle dispersing unit may act on a material having an electric charge located near the discharge port.
  • the physical force caused by the particle dispersing unit acting on the charged material may be greater than the repulsive force caused by the space charge acting on the charged material.
  • the step of dispersing the particles (S1005) may include injecting the gas toward the discharge port through which the droplets of the nozzle are discharged, by the control unit using the gas injection unit.
  • the step of dispersing the particles (S1005) may include injecting the gas in a direction away from the discharge port of the nozzle by the control unit using the gas injection unit.
  • the step of dispersing the particles may include injecting the gas using an air nozzle arranged in a direction parallel to the nozzle from which the droplet is discharged.
  • a method of performing different control over time for effective concentration management of the fine particles may be provided.
  • the following method and the like may be performed by an apparatus described in the present specification, for example, a device including a water outlet, a water supply, a power supply, a control unit, and the like, and ejects fine droplets carrying electric charges.
  • the device described in the present specification releases a charged droplet to form a space charge in the target region, and charges the fine particles in the target region, so that the charged fine particles are affected by the space charge or the electric field due to the space charge. Can be pushed out.
  • the operation or effect of these devices may be made sequentially over time. In other words, the device may operate differently over time. The device can be controlled differently over time.
  • 23 is a diagram for describing a method of controlling a device over time.
  • FIG. 23A is a simplified view of the device and its surroundings immediately after the device starts to be driven or when time has not passed since the device starts to be driven.
  • the device may generate a fine droplet FD having a negative charge by applying a first voltage V1 to the nozzle.
  • the device may supply the charged material CS to the target region where the fine particles FP are distributed.
  • the total amount of charges emitted from the device is small, and thus the space charge density may be very low around the device or in the target region.
  • FIG. 23B is a simplified view of the device and its surroundings when the device is driven for a certain period of time, for example, a few seconds after the device is driven.
  • the device may generate a fine droplet FD having a negative charge by applying a second voltage V2 to the nozzle.
  • space charges may be formed around the device and in the target region by the charges emitted from the device.
  • a space charge density distribution may be maintained by charges emitted from the device, and the formed space charge may have a high density around the device and may decrease as the density increases away from the device.
  • the device is driven and more than a certain time elapses, at least some of the fine particles in the target area may be charged. Fine particles may be charged by colliding with a charged material (droplets, child droplets, or charge transfer material).
  • FIG. 23C is a simplified view of the device and its surroundings when the device is sufficiently driven, for example, tens of minutes have passed after the device is driven.
  • the device may generate a fine droplet FD having a negative charge by applying a third voltage V3 to the nozzle.
  • the device supplies the charge for a sufficient time, the space charge formed around the device is maintained, and fine particles in the target region may be pushed out due to the influence of the maintained space charge.
  • the method for controlling the concentration of fine particles includes applying a first voltage to the nozzle at a first point in time and performing a first spray of spraying charged droplets (S1101) and at a second time point to the nozzle. It may include applying a second voltage and performing second spraying of spraying charged droplets (S1103).
  • the device and its surroundings may be in the state described with respect to (a) of FIG. 23.
  • the device and its surroundings may be in the state described with reference to (b) of FIG. 23.
  • the step (S1101) of performing a first spraying of applying a first voltage to the nozzle at a first point in time and spraying charged droplets (S1101) includes a high voltage to the nozzle so that electric spraying occurs at the end of the nozzle using the power supply unit. It may include applying.
  • the control unit uses power, and the amount of electric charge (that is, the nozzle current ) May include applying a first voltage to the nozzle to be equal to or greater than the first current.
  • the step of performing the first spraying (S1101) may include spraying droplets having a charge so that the amount of charge discharged per hour from the nozzle is the first amount of charge.
  • the step of performing the second spraying of applying a second voltage to the nozzle at a second time point and spraying charged droplets is performed by the control unit using the power supply unit, at a second time point later than the first time point, It may include applying a second voltage smaller than the first voltage to.
  • the step of performing the second spraying of applying a second voltage to the nozzle at a second time point and spraying charged droplets (S1103) is performed by the control unit using the power supply unit, at a second time point later than the first time point, It may include applying a second voltage greater than the first voltage to.
  • the step of performing the second spraying includes applying a second voltage greater than the first voltage to the nozzle so that the current output through the nozzle at the second time point is not less than the first current, which is the current output through the nozzle at the first time point. May include doing.
  • the step of performing the second spraying of applying a second voltage to the nozzle at the second time point and spraying charged droplets (S1103) is discharged by the apparatus near the droplet discharge port at a second time point after the first time point. It may include applying a second voltage to the nozzle so as to overcome a potential due to a space charge formed based at least in part on the generated charge and to spray a charged droplet.
  • the second voltage may be greater than the first voltage so that the amount of charge per time (that is, the nozzle current) emitted from the nozzle at the first and second time points is the same.
  • the step of performing the second spraying of applying a second voltage to the nozzle at a second time point and spraying charged droplets (S1103) is performed by the control unit using the power supply unit, at a second time point later than the first time point, It may include performing a second spraying so that a second current smaller than the first current output at a first point in time is output.
  • the control unit uses the water outlet to a second time point later than the first time point. It may include performing the second spraying so that the droplets produced by the two spraying move at a faster rate than the droplets produced by the first spraying.
  • the method for controlling the concentration of fine particles includes the steps of applying a first voltage to a nozzle in a first time period and performing a first spraying of spraying charged droplets, and a second time period later than the first time period. It may include applying a second voltage to the nozzle in the liver and performing second spraying of spraying charged droplets.
  • Performing the first spraying in the first time period may include discharging the first amount of electric charge.
  • the step of performing the first spraying in the first time period may include discharging the charged droplets so that the average amount of electric charges emitted per unit time through the nozzle during the first time period becomes the first electric charge amount.
  • Performing the second spraying in the second time period may include discharging a second amount of charge greater than the first amount of charge.
  • the average amount of discharged charges emitted per unit time through the nozzle during the first time period is a second charge amount greater than the first amount of charges, which is the average amount of discharged charges in the first time period. It may include discharging droplets that are charged as possible.
  • 25 is a view for explaining an embodiment of a voltage applied to a nozzle of the device and a current output from the nozzle at a first time point t1 and a second time point t2.
  • a first current I1 is emitted through a nozzle at a first time point and a second time point, a first voltage V1 is applied to the nozzle at the first time point, It may include applying the second voltage V2 to the nozzle at point 2.
  • the control method of the apparatus may include increasing a voltage applied to the nozzle at the second time point than at the first time point in order to maintain a constant current output through the nozzle at the first time point and the second time point.
  • the control method of the device is to apply a higher voltage to the nozzle at the second time point than at the first time point in order to overcome the problem of decreasing the amount of charge emitted from the device as the charge density around the nozzle increases and to output a constant current. May include doing.
  • 26 is a view for explaining an embodiment of a voltage applied to a nozzle of the device and a current output from the nozzle at a first time point t1 and a second time point t2.
  • a first voltage V1 is applied to the nozzle at the first and second time points, the first current I1 is discharged through the nozzle at the first time point, and the second It may include discharging the second current I2 through the nozzle at the time point.
  • the method of controlling the apparatus may include outputting a lower current at the second time point than at the first time point in order to maintain a constant voltage applied to the nozzle at the first time point and the second time point.
  • the method of controlling the device may include maintaining the voltage value so that the voltage applied to the nozzle does not exceed a reference value, but the amount of current output through the device is maximized.
  • a method of controlling an apparatus for managing the concentration of fine particles in air is based on information acquired during operation, for example, feedback control is performed to change a control state using the acquired information. May include doing.
  • the method of controlling a device described below may be performed by a device described in the present specification, for example, a device including a control unit, a water storage unit, a water supply unit, a water outlet unit, a power supply unit, a sensor unit, a gas injection unit, and the like. .
  • the method of managing the concentration of fine particles in air includes controlling a device according to a first control condition (S1201), obtaining information (S1203), and controlling the device according to a second control condition. It may include a controlling step (S1205).
  • Controlling the device according to the first control condition (S1201) may include, by the controller, applying a first voltage to the nozzle of the device. Controlling the device according to the first control condition (S1201) may include the controller outputting a first current through a nozzle of the device. Controlling the device according to the first control condition (S1201) may include the control unit injecting gas at a first speed through the gas injection unit. Controlling the device according to the first control condition (S1201) may include the control unit discharging the liquid at a first flow rate through the water supply unit.
  • the step of acquiring information (S1203) may include obtaining, by the control unit, status information of units constituting the device by using the sensor unit.
  • the step of acquiring information (S1203) may include acquiring a temperature of a nozzle, a voltage applied to the nozzle, an amount of liquid contained in a storage container, a temperature of the liquid, and power supplied to the device.
  • the step of acquiring information (S1203) may include the controller obtaining operation information related to the operation of the device using the sensor unit.
  • the step of acquiring information (S1203) may include acquiring current emitted from the nozzle, charge density around the nozzle discharge port, electric field strength of the target region, charge density of the target region, or fine particle concentration of the target region. .
  • the step of acquiring the information (S1203) may include obtaining, by the control unit, environmental information about the environment of a specific area.
  • the step of acquiring information (S1203) may include acquiring temperature, humidity, wind speed, airflow, weather, or atmospheric pressure of the target region.
  • the step of acquiring information may include the controller obtaining information from an external device using the communication unit.
  • the step of acquiring information may include acquiring environment information from an external sensor device, an external server, or the like by the controller using the communication unit.
  • Controlling the device based on the acquired information may include controlling, by the controller, the device based on the acquired information.
  • Controlling the device based on the acquired information may include, by the controller, notifying the external device in consideration of the acquired state information or operation information.
  • the control unit may transmit status information or operation information to an external server or an external control device through the communication unit. When the acquired state information or operation information is out of a normal range, the control unit may transmit the state information to the external device.
  • the controller may obtain state information in which the liquid stored in the storage unit is less than a certain amount, and may output a notification indicating that the stored water is insufficient to the external device.
  • the control unit sends a notification notifying the status of the device to the external device in the event that power is not properly supplied to the device, the voltage applied to the nozzle is out of the appropriate range, or the current output from the nozzle is out of the appropriate range, etc. Can be printed as
  • Controlling the device based on the acquired information may include, by the control unit, changing the operation state according to the second condition in consideration of the obtained operation information.
  • the control unit may control the device according to a second control condition different from the first condition.
  • controlling the device according to the second condition may include, when the current value output from the nozzle is smaller than the predicted value, the controller increases the voltage applied to the nozzle higher than the voltage according to the first control condition.
  • Controlling the device according to the second condition may include, when the charge density of the target region is smaller than the predicted charge density, the controller increases the current output through the nozzle to the current according to the first control condition.
  • the controller may transmit operation information to the external control device and control the device according to a second control command generated based on the operation information.
  • the control unit transmits the obtained nozzle current value to the external control device
  • the external control device generates a second control command by comparing the obtained nozzle current value with the predicted nozzle current value
  • the device receives 2 Acquires a control command, and can operate according to the second control command.
  • Controlling the device based on the acquired information may include controlling, by the controller, the device according to the second control condition in consideration of the acquired environmental information.
  • the control unit may control the device according to the second control condition determined differently from the first control condition in consideration of the obtained environmental information.
  • the controller may control the device by changing control conditions such as a flow rate of a liquid supplied to the nozzle, a voltage applied to the nozzle, and an amount of gas released per hour in consideration of the humidity of the target area.
  • controlling the device according to the second control condition means that the control unit reduces the flow rate of the liquid supplied to the nozzle rather than the first control condition, or It may include increasing the applied voltage or increasing the amount of gas released per hour than the first condition.
  • the controller may control the power supply unit according to environmental information.
  • the controller may control the power supply in consideration of temperature information, humidity information, or fine particle concentration of the target region.
  • the controller controls the power supply so that the first current is output through the water outlet when the concentration of fine particles in the target region is a first value, and when the concentration of fine particles in the target region is a second value greater than the first value, the water outlet
  • the power supply unit may be controlled to output a second current greater than the first current through the unit.
  • controlling the device may further include outputting the status information obtained by the controller through the output unit.
  • Outputting the information may include outputting, by the controller, status information, operation information, environment information, etc. of the device in the form of visual information or audio information through a display screen or a speaker.
  • the step of acquiring information may include acquiring first information at a first point in time and acquiring second information at a second point in time.
  • the control unit compares the first information obtained at the first time point and the second information obtained at the second time point, and is determined according to the second control condition. It may include controlling the device.
  • the step of acquiring information includes obtaining a first value, which is a space charge density of the target region at a first time point, and obtaining a second value, which is a space charge density of the target region at a second time point. can do.
  • the control unit applies a second voltage higher than the first voltage applied to the nozzle to the nozzle according to the first control condition. It may include licensing.
  • the method of controlling the device may include performing history control based on the obtained information. If the measured value over time is sufficiently secured, history control may become possible.
  • the control unit may perform history control using a time-series change in measured values obtained through a sensor unit or a communication unit.
  • the controller may obtain external humidity information over time through a sensor unit or a communication unit.
  • the control unit may perform history control using humidity information over time and control information over time.
  • the controller may acquire a relationship between a control operation according to a predetermined humidity change pattern (eg, a control command obtained from a user or an external control device) based on the accumulated humidity information according to time and control information according to time.
  • the control unit may perform a control operation according to the measured humidity value based on the relationship between the humidity change pattern and the control operation.
  • a storage unit eg, a container for storing a liquid
  • a water outlet eg, at least one nozzle
  • a water supply unit eg, a pump
  • a power supply that supplies power
  • a power source to charge the target area through at least one nozzle
  • the method according to an embodiment includes the step of applying a voltage higher than or equal to a first reference value to the nozzle (S1501), supplying a liquid to the nozzle (S1503), and dropping a charged droplet through the nozzle. Generating and supplying electric charges to the target region (S1505), and charging fine particles of the target region and providing electric force to the charged fine particles (S1507).
  • the step of applying a voltage greater than or equal to the first reference value to the nozzle (S1501) may include applying a voltage greater than or equal to the first reference value to at least one nozzle by the controller using power.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle using power.
  • the contents described in the first embodiment and the entire specification may be similarly applied.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle may include supplying the liquid to at least one nozzle by the controller using a pump.
  • the step of supplying the liquid to at least one nozzle may be performed after a voltage is applied to the at least one nozzle.
  • the control method of the apparatus may include supplying a liquid after applying a voltage to the nozzle in order to improve stability of the current output through at least one nozzle and the stability of the voltage applied to the nozzle.
  • the controller In the step (S1505) of generating a liquid droplet carrying an electric charge through a nozzle and supplying electric charge to a target region (S1505), the controller generates a liquid droplet carrying an electric charge through at least one nozzle using a power supply and a pump, and the target region It may include supplying an electric charge to.
  • the first embodiment described above and the contents described throughout this specification can be similarly applied.
  • the controller applies a voltage to at least one nozzle using a power source, and discharges the liquid through the at least one nozzle.
  • it may include generating an electrically charged droplet, and supplying an electric charge to the target region through the electrically charged droplet.
  • the controller supplies electric charge to the target region using a power source, and a space charge having the same polarity as the charge supplied to the target region It may include forming.
  • the controller may form negative space charges in the target region by supplying negative charges to the target region through at least one nozzle using power.
  • the controller creates a space charge in the target region, charges the fine particles in the target region, and uses the electric charge supplied to the target region. It may include providing an electric force including at least a part of a direction component away from the device to the fine particles charged with the same polarity as the electric charge supplied by the device.
  • the controller providing electric force to the fine particles may include forming a space charge in the target region to form an electric field between the ground and the device in the target region, and providing electric force to the fine particles through the formed electric field.
  • the electric force provided to the fine particles may be provided by an electric field caused by at least some negative space charge.
  • the controller may provide an electric force including a component directed to the ground to the fine particles in the target region using a power source.
  • the controller can provide power to the fine particles by providing electric force in a predetermined direction to the fine particles.
  • the electric force provided to the fine particles may include a first direction component perpendicular to the ground and/or a second direction component horizontal to the ground.
  • the method for reducing the concentration of fine particles wherein the controller supplies a material having a charge to a target region for a predetermined period of time or longer so that the charged fine particles are provided with electric force and moved toward the ground to be removed. It may further include maintaining a predetermined time or longer.
  • the step of maintaining the space charge for a predetermined time or longer may include generating, by the controller, continuously or repeatedly charged droplets through at least one nozzle using a power source, and supplying the electric charge to the target region.
  • the time for which the space charge is maintained may be determined based on the target region of the device or the effective radius of the device. For example, the time that the space charge is maintained may be determined based on the current output from the device and the effective radius of the device.
  • the space charge when the effective radius of the device is the first radius and the current output from the device is the first current, the space charge may be maintained for the first time. In this case, when the effective radius of the device is a second radius less than the first radius, and the current output from the device is the first current, the space charge may be maintained for a second time less than the first time.
  • the space charge when the effective radius of the device is the first radius and the current output from the device is the first current, the space charge may be maintained for the first time.
  • the space charge when the effective radius of the device is the second radius, and the current output from the device is the second current smaller than the first current, the space charge may be maintained for a second time longer than the first time.
  • a container for storing a liquid, at least one nozzle for outputting a liquid, and a container A pump that supplies liquid to at least one nozzle from a pump, a power supply that supplies power, a controller that supplies a substance with an electric charge to the target region through at least one nozzle using a power source, and the substance with a charge is non-
  • a method of managing the concentration of fine particles in a target region by using an apparatus including a particle dispersion unit providing electric force may be provided.
  • the method according to an embodiment includes applying a voltage to a nozzle (S1601), supplying a liquid to the nozzle (S1603), generating a droplet having an electric charge, and applying an electric charge to a target region. It may include a supplying step (S1605) and a step of providing a non-electric force to the charged material (S1607).
  • the step of applying a voltage to the nozzle may include applying a voltage to at least one nozzle by the controller using power.
  • the controller may apply a voltage greater than or equal to a first reference value to at least one nozzle by using a power source, and provide electric force in a direction away from the device to fine particles in a target region charged by the supplied electric charge.
  • the electric force provided to the fine particles may be provided by an electric field formed by electric charges supplied to at least some of the target regions.
  • the fine particles in the target region may be charged with the same polarity as the electric charge supplied by the supplied electric charge.
  • the step of supplying the liquid to the nozzle may include the controller supplying the liquid to at least one nozzle using a pump.
  • the controller In the step S1605 of generating a charged droplet and supplying an electric charge to the target region (S1605), the controller generates a charged droplet through at least one nozzle using a power supply and a pump, and the charged liquid It may include supplying electric charges to the target region through the enemy.
  • the controller supplying electric charges to the target region may include the controller supplying electric charges to the target region to form space charges that form an electric field in the target region.
  • the controller uses a particle dispersion unit to provide a ratio of the charged material to the charged material located near one end where droplets of the nozzle are generated in a direction away from the first end. - May include providing electrical power.
  • the contents described in Example 2 and throughout the present specification may be selectively applied.
  • the step of applying the non-electric force to the charged material may further include providing a non-electric force by spraying an electrically neutral material to the charged material.
  • the particle dispersing unit includes an air nozzle for injecting an electrically neutral gas, and in the step of providing a non-electric force to a charged material (S1607), the controller uses an air nozzle to apply a non-electric force to the charged material from the nozzle. It may include providing a physical force that includes a direction component away from it.
  • Providing the non-electrical force by the controller further comprises providing the non-electrical force including a directional component away from the first end to the charged material in order for the controller to lower the distribution density of the space charge near one end.
  • the controller provides a non-electrical force, which means that the controller provides a non-electrical force to the charged material near one end to reduce the electric force acting on the liquid at the end of the nozzle by the space charge near the end.
  • a method for managing the concentration of fine particles using a device that supplies electric charges to a target region comprising: a container storing liquid, at least one nozzle outputting liquid, at least one from the container
  • a method for managing the concentration of fine particles may be provided using a device including a controller that provides a first electric force in a direction away from the device to fine particles in a target region charged by the charged charges.
  • the method includes the step of supplying a liquid stored in a container to a nozzle (S1701). At a first point in time, a material carrying an electric charge to a target region is applied by applying a first voltage to the nozzle.
  • the supplying step (S1703) and the second time point may include applying a second voltage to the nozzle to supply a material carrying an electric charge to the target region (S1705).
  • the step of supplying the liquid stored in the container to the nozzle (S1701) may include the controller supplying the liquid stored in the container to at least one nozzle using a pump.
  • the step of supplying a material carrying an electric charge to the target region by applying a first voltage to the nozzle is performed by applying a first voltage to at least one nozzle using a power source at a first point It may include supplying a material carrying an electric charge to the target region through the nozzle of.
  • the controller supplying the charged material to the target region at the first time point may further include forming a space charge in the target region by supplying the charged material to the target region by the controller using power. .
  • the formed space charge may form an electric field in the target region, thereby providing a first electric force to the fine particles in the target region.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle using a power source to discharge a droplet having a negative charge through the at least one nozzle.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle using a power source to form a negative space charge in the target region.
  • the controller At a second point in time, in the step of supplying a material carrying an electric charge to the target region by applying a second voltage to the nozzle (S1705), the controller, at a second point of time later than the first point of time, a second voltage to at least one nozzle By applying, it may include supplying an electrically charged material to the target region through at least one nozzle.
  • the space charge formed by the controller takes into account a second electric force acting on the liquid contained in the at least one nozzle, and the second electric force is applied to the at least one nozzle. It may include maintaining a space charge formed by applying a voltage to supply a charged material to the target region.
  • the first voltage and the second voltage are greater than a first reference voltage determined to emit a current equal to or greater than the first current through at least one nozzle, and the amount of charge directly discharged from the at least one nozzle is the charge output through the liquid. It may be determined to be smaller than the second reference voltage determined not to exceed the amount of.
  • the controller when the controller applies the first voltage to the at least one nozzle at the first time point, the first voltage is applied to the at least one nozzle so that the first current is emitted through the at least one nozzle at the first time point. It may include applying.
  • the controller when the controller applies the second voltage to the at least one nozzle at the second time point, the controller cancels the second electric force acting on the liquid at the second time point, and the first current through the at least one nozzle It may include applying a second voltage greater than the first voltage to the at least one nozzle such that a second current not smaller than is emitted.
  • the first current can be determined according to the effective radius of the device.
  • the effective radius may be a distance from the device at a point where the concentration of fine particles decreases below the reference ratio when the controller discharges the charged material for a reference time through at least one nozzle as a first current.
  • the first current when the device outputs a constant current for a reference time, the first current may be determined as a current value to be output in order to reduce the concentration of fine particles within a predetermined effective radius by a reference ratio.
  • a first voltage is applied to at least one nozzle to generate a first current through at least one nozzle at a first time point. It may include emitting.
  • the controller when the controller applies the second voltage to the at least one nozzle at the second time point, applies a first current through the at least one nozzle in response to a second electric force acting on the liquid at the second time point. It may include applying a first voltage equal to the first voltage to at least one nozzle such that a second smaller current is emitted.
  • an apparatus for managing the concentration of fine particles may be provided.
  • a power supply that supplies power and a power supply is used to apply a voltage to at least one nozzle to output a liquid carrying electric charge through at least one nozzle to supply electric charge to the target area, and the target area charged by the supplied electric charge.
  • a device may be provided that includes a controller that provides a first electric force in a direction away from the device to the fine particles of.
  • the controller may supply the liquid stored in the container to at least one nozzle using a pump.
  • the controller may apply a first voltage to at least one nozzle using a power source at a first time point, and supply a material carrying an electric charge to the target region through the at least one nozzle.
  • the controller may apply a second voltage to at least one nozzle at a second point in time that is later than the first point in time to supply a material carrying an electric charge to the target region through the at least one nozzle.
  • the controller supplying the charged material to the target region at the first point in time further includes the controller supplying the charged material to the target region using power to form a space charge in the target region, and the controller
  • the supply of the charged material to the target area at the second point in time is a second voltage to at least one nozzle in consideration of a second electric force acting on the liquid contained in the at least one nozzle by the space charge formed by the controller. It may include maintaining a space charge formed by applying a material having a charge to the target region by applying.
  • the formed space charge may form an electric field in the target region, thereby providing a first electric force to the fine particles in the target region.
  • a method for managing the concentration of fine particles using a device that supplies electric charges to a target region comprising: a container storing liquid, at least one nozzle outputting liquid, at least one from the container
  • a method for managing the concentration of fine particles may be provided using a device including a controller that provides a first electric force in a direction away from the device to fine particles in a target region charged by the charged charges.
  • the method for managing the concentration of fine particles may include outputting a first current to a target region through a nozzle and outputting a second current greater than the first current to the target region through the nozzle. .
  • outputting the first current includes outputting a first current at a first time point
  • outputting the second current includes outputting a second current at a second time point later than the first time point.
  • outputting the first current includes outputting a first current in a first time period
  • outputting a second current is outputting a second current in a second time period later than the first time period. May include.
  • a method including outputting a first current and/or a second current at a predetermined time period or time will be described with reference to some embodiments.
  • the method according to an embodiment includes the steps of supplying the liquid stored in the container to the nozzle (S1801), and outputting a first current to the target region through the nozzle at a first time period (S1803). And outputting a second current to the target region through the nozzle in the second time period (S1805).
  • the step of supplying the liquid stored in the container to the nozzle may include, by the controller, supplying the liquid stored in the container to at least one nozzle using a pump. Before liquid is supplied to the nozzle, a certain level of voltage may be applied to the nozzle in advance. Alternatively, a step of providing a non-electric force to the nozzle end portion may be further performed prior to supplying the liquid to the nozzle.
  • the controller In the step of outputting the first current to the target region through the nozzle in the first time period (S1803), the controller outputs the first current in the first time period through at least one nozzle using power May include doing.
  • Outputting the first current to the target region through the nozzle in the first time period may include outputting a first amount of electric charge per unit time in the first time period.
  • the controller supplies a material having a charge through at least one nozzle using power to form a space charge in the target region. May include.
  • the formed space charge may form an electric field in the target region, thereby providing a first electric force to the fine particles in the target region.
  • the controller uses a power source, in a second time period after the first time period, through at least one nozzle. It may include outputting the second current per unit time.
  • a second current different from the first current is output to transfer the space charge to the target region. It may include maintaining.
  • the controller when the controller outputs the first current through at least one nozzle in the first time period, the controller applies a first voltage to at least one nozzle, and the first reference is made from the at least one nozzle. It may further include outputting a first current greater than the current.
  • the controller when the controller outputs the second current through at least one nozzle in the second time period, the controller determines the amount of charge discharged through the liquid by the amount of charge discharged directly from the at least one nozzle. It may further include outputting a second current greater than the first reference current through at least one nozzle so as not to exceed it.
  • the controller outputs the first current through at least one nozzle in the first time period, so that the controller applies a first voltage to the at least one nozzle in the first time period. It may include outputting the first current through.
  • the controller when the controller outputs the second current through at least one nozzle in the second time period, the controller applies a second voltage that is greater than the first voltage to the at least one nozzle in the second time period. It may further include canceling a second electric force acting on and outputting a second current that is not smaller than the first current.
  • the first current can be determined according to the effective radius of the device.
  • the effective radius may be a distance from the device at a point at which the concentration of fine particles decreases below the reference ratio when the controller discharges the charged material as the first current for a reference time through at least one nozzle.
  • a first voltage is applied to the at least one nozzle to be controlled through at least one nozzle in the first time period. 1 May include emitting current.
  • the controller when the controller outputs the second current through at least one nozzle in the second time period, the controller, in the second time period, corresponds to the second electric force acting on the liquid, at least one nozzle It may include applying a first voltage to and outputting a second current smaller than the first current through at least one nozzle.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle to discharge a negatively charged droplet through the at least one nozzle.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle to emit negative charges through the at least one nozzle.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle to form a negative space charge in the target region.
  • an apparatus for managing the concentration of fine particles using a device that supplies electric charges to a target region may be provided.
  • the apparatus includes: a container for storing liquid, at least one nozzle for outputting the liquid, and a pump for supplying the liquid from the container to the at least one nozzle;
  • a liquid having an electric charge is output through at least one nozzle to supply electric charge to the target region, and charge by the supplied electric charge. It may include a controller that provides a first electric force in a direction away from the device to the fine particles of the target region.
  • the controller supplies the liquid stored in the container to the at least one nozzle using a pump, and outputs a first current in a first time period through the at least one nozzle using power, and the Using power, a second current per unit time may be output through the at least one nozzle in a second time period that is later than the first time period.
  • the controller When the controller outputs the first amount of charge per unit time in the first time period, the controller supplies the material having the charge through the at least one nozzle using the power source to provide a space charge to the target region. It may include forming.
  • the step of discharging the second current in the second time period by the controller may include the second current and the second current different from the first current in consideration of the electric force that the formed space charge exerts on the liquid supplied to the at least one nozzle. It may include outputting a current to maintain the space charge in the target region.
  • the formed spatial charge may form an electric field in the target region, thereby providing the first electric force to the fine particles in the target region.
  • Outputting a specific current in a specific time period may mean not only constantly outputting a current of a specific value during a specific time period, but also outputting a specific average current during a specific time period.
  • the time period described in the present specification may mean a sufficiently short time period.
  • the first or second time period may be a minimum time required to measure the output current in the corresponding time period.
  • the method of managing the fine particle concentration described in the sixth embodiment may be applied based on a time point other than a time period.
  • a method includes supplying a liquid stored in a container to a nozzle, outputting a first current to a target region through the nozzle at a first time point, and outputting a first current to a target region through the nozzle at a second time point. 1 It may include the step of outputting the current.
  • the step of supplying the liquid stored in the container to the nozzle may be implemented similarly to that described above.
  • the outputting of the first current to the target area through the nozzle at the first time point may be implemented similarly to the step of outputting the first current to the target area through the nozzle at the first time period (S1803).
  • the outputting of the first current to the target region through the nozzle at the first time point may further include outputting the first current through the nozzle by applying a first voltage to the nozzle at the first time point.
  • the outputting of the first current to the target area through the nozzle at the second point in time may be implemented similarly to the step of outputting the second current to the target area through the nozzle at the second time period (S1805).
  • the outputting of the second current to the target region through the nozzle at the second point in time may further include outputting the first current through the nozzle by applying a second voltage to the nozzle at a second point in time later than the first point in time. .
  • the first current output at the first time point and/or the second current output at the second time point may be larger than the first reference current or smaller than the first reference current.
  • the first current and/or the second current may be set to a lower limit value, that is, greater than or equal to the first reference current in consideration of the target region and the operating time of the device.
  • the first current and/or the second current may be set to be less than or equal to an upper limit value that prevents direct discharge from occurring through the nozzle, that is, the second reference current.
  • the first voltage applied to the nozzle to output the first current and/or the second voltage applied to the nozzle to output the second current may be determined according to the above-described upper and/or lower limits.
  • outputting a current at a specific time may mean outputting an instantaneous current at a specific time.
  • the value of the current output at a specific point in time can be obtained through a current value measured near the nozzle of the device at a specific point in time.
  • a method for managing the concentration of fine particles using a device that supplies electric charges to a target region comprising: a container storing liquid, at least one nozzle outputting liquid, at least one from the container
  • a method for managing the concentration of fine particles may be provided using a device including a controller that provides a first electric force in a direction away from the device to fine particles in a target region charged by the charged charges.
  • the method includes the step of supplying a liquid stored in a container to a nozzle (S1901), supplying a material having an electric charge to a target region, and forming a distribution of space charges in the target region.
  • the step of supplying the liquid stored in the container to the nozzle (S1901) may include the controller supplying the liquid stored in the container to at least one nozzle using a pump.
  • the controller supplying the liquid stored in the container to at least one nozzle using a pump.
  • the controller applies a voltage to at least one nozzle using a power source to apply a voltage to the target region through at least one nozzle. It may include forming a distribution of space charges in the target region by supplying a material having a charge to the region.
  • the controller may apply a negative voltage to at least one nozzle to supply a negative charge to the target region through the at least one nozzle, and may form a space charge including the negative charge in the target region.
  • the controller applies a voltage to at least one nozzle using a power source to It may include supplying a material having an electric charge to the target region through the nozzle, and maintaining the distribution of space charges in the target region for a first time.
  • the space charge formed by the controller takes into account a second electric force acting on the liquid contained in the at least one nozzle, and the second electric force is applied to the at least one nozzle. Applying a voltage to supply a charged material to the target region to maintain the formed space charge,
  • the formed space charge may form an electric field in the target region, thereby providing a first electric force to the fine particles in the target region.
  • the first electric force may mean an electric force provided by a space charge formed by the device to charged fine particles in a target region.
  • the first electrical force can act on the fine particles in a direction away from the device.
  • the formation of the distribution of space charges in the target region includes a controller applying a first voltage to at least one nozzle using a power source, and outputting a charged droplet through at least one nozzle. It may include forming a space charge in the target region.
  • the controller maintains the distribution of space charges in the target region, in consideration of the second electric force acting on the liquid contained in at least one nozzle by the controller using a power source, at least one It may include applying a second voltage greater than the first voltage to the nozzles of, and outputting a liquid droplet having a charge through at least one nozzle to maintain a space charge in the target region.
  • the second electric force refers to the electric force provided by the space charge formed in the target area by the device, particularly the space charge around the nozzle of the device, to the liquid in the nozzle (liquid before separation from the nozzle) or the charged component in the liquid.
  • the second electric force may be a repulsive force acting on a material having a negative space charge in the nozzle and having a negative space charge formed in the target region.
  • the controller forming the distribution of space charges in the target region includes the controller outputting a first current through at least one nozzle using a power source to form space charges in the target region, and ,
  • the controller maintains the distribution of space charges in the target region, when the controller uses a power source, the formed space charge is at least one in response to a second electric force acting on the liquid contained in at least one nozzle. It may include outputting a first current smaller than the first current through the nozzle to form a space charge in the target region.
  • the first time may be determined according to the effective radius of the device.
  • the effective radius may be a distance from the device at a point at which the concentration of fine particles decreases below the reference ratio when the controller discharges the charged material as the first current for a reference time through at least one nozzle.
  • a device for managing the concentration of fine particles using a device that supplies electric charges to a target region comprising: a container storing a liquid, at least one nozzle outputting a liquid, and Applying a voltage to the at least one nozzle using a pump for supplying the liquid to the at least one nozzle, a power supply for power, and a power supply to supply electric charge to the target region through at least one nozzle, and the supplied It may include a controller that provides a first electric force in a direction away from the device to the fine particles in the target region charged by electric charges.
  • the controller supplies the liquid stored in the container to the at least one nozzle using the pump, and applies a voltage to the at least one nozzle using the power source, and the target object through the at least one nozzle.
  • a distribution of space charges may be formed in the target region.
  • the controller may apply a voltage to the at least one nozzle to supply a material having an electric charge to the target region through the at least one nozzle, and maintain the distribution of space charges in the target region for a first time.
  • the fine particle concentration reducing device may operate in conjunction with other devices (eg, fine particle concentration reducing device, control device, other functional device, etc.).
  • 45 is a view for explaining an experiment for reducing the concentration of fine particles using an apparatus according to an embodiment of the present disclosure.
  • a test chamber having a width, width, and height of 150 cm each, a nozzle 300 positioned at the center of the test chamber and applying a high voltage to generate a charged material, and a concentration of fine particles attached to the sidewall of the chamber Through the sensors S1 to S8 that obtain (number concentration), it is possible to experiment on the function of reducing fine particles of the device according to an embodiment.
  • a nozzle 300 may be located in a central region of a chamber.
  • the first to fourth sensors S1 to S4 are located on any one of the inner surfaces of the chamber, and the fifth to eighth sensors S5 to S8 are the first to fourth sensors S1 to S4 of the inner surfaces of the chamber. May be located on a side opposite to the side on which is located.
  • 46 is an experimental example for explaining the change in the concentration of fine particles.
  • 46 shows the number of fine particles obtained by the first to fourth sensors S1 to S4 when a voltage is not applied to the nozzle 300.
  • the x-axis is time and the unit is seconds (sec)
  • the y-axis is the number of fine particles
  • the unit is number/cm 3 .
  • FIG. 46 shows the number concentrations of fine particles obtained over time in the first sensor S1 according to the size of the fine particles (PM0.5, PM1.0, PM2.5, PM4.0, and PM10. It is represented by 0).
  • B) of FIG. 46 shows the number of fine particles obtained by the second sensor S2 over time according to the size of the fine particles.
  • C) of FIG. 46 shows the number of fine particles obtained by the third sensor S3 over time according to the size of the fine particles.
  • D shows the number of fine particles obtained by the fourth sensor S4 over time, according to the size of the fine particles.
  • the concentration of fine particles over time may be approximated as shown in the following equation.
  • T off can be obtained as about 1626 sec (about 27.1 min).
  • a high voltage is applied to the nozzle 300, and a change in the concentration of fine particles detected by each sensor may be observed over time.
  • FIG. 47 is another experimental example for explaining the change in the concentration of fine particles.
  • FIG. 47 shows the number of fine particles obtained by the first to fourth sensors S1 to S4 when voltage is applied to the nozzle 300 (eg, 24 kV in the case of the experiment of FIG. 47).
  • the x-axis is time and the unit is seconds
  • the y-axis is the number of fine particles
  • the unit is number/cm 3 .
  • 47A to 47D respectively show the number concentration of fine particles obtained over time in the first to fourth sensors S1 to S4 when a voltage is applied to each nozzle 300. It is expressed in terms of particle size (PM0.5, PM1.0, PM2.5, PM4.0 and PM10.0).
  • the concentration of fine particles over time may be approximated as shown in the following equation.
  • T on can be obtained as about 170.4 sec (about 3.17 min).
  • the concentration of fine particles measured by each sensor may be changed by the influence of gravity, convection, diffusion, etc. on the fine particles.
  • the concentration of fine particles may be interpreted as being reduced by gravity, convection, diffusion, etc. acting on each fine particle. That is, T off may be a time during which the concentration of fine particles is reduced due to various effects of natural systems acting on the fine particles.
  • the concentration of fine particles is determined by the electric field due to the voltage applied to the nozzle in addition to the effects of gravity, convection, and diffusion acting on each fine particle. It may be more affected by the electric force acting on it. That is, T on may be a time during which the concentration of fine particles is reduced by electric force and various effects of natural systems acting on the fine particles.
  • Tg due to gravity may be calculated as 363 min
  • Tg due to gravity may be calculated as 64 min. Therefore, the effect of gravity can be neglected in the estimation of the effect of the electric field on the fine dust concentration.
  • 48 is an experimental example for explaining the change in the concentration of fine particles according to the size of the fine particles.
  • 48 shows particle sizes (PM0.5, PM1.0, PM2.5, and PM4) when a voltage is applied to the nozzle 300 (V_on) and when a voltage is not applied to the nozzle 300 (T_off).
  • V_on a voltage is applied to the nozzle 300
  • T_off a voltage is not applied to the nozzle 300
  • the decay time of the concentration of each fine particle may be calculated based on an exponential function fitting of the change in the number concentration over time by obtaining a change in the water concentration obtained through each sensor.
  • the decay time of the fine particle concentration may be calculated as a value obtained by an average of the decay time obtained from the change over time of the number concentration obtained by each sensor.
  • the fine particle reduction time when the voltage is applied to the nozzle 300 (V_on) is significantly shorter than the fine particle reduction time when the voltage is not applied to the nozzle 300 (V_off).
  • the effect of the particle size on the fine particle reduction time when a voltage is applied to the nozzle 300 (V_on) is insignificant. That is, when a voltage is applied to the nozzle 300 (V_on), it can be seen that the fine particle reduction time is shortened by a mechanism independent of the fine particle size.
  • the particle size affects the fine particle reduction time.
  • FIG. 48 in general, it was confirmed that the larger the particle size, the lower the particle concentration decay time.
  • the moving speed of the fine particles by the electric field is proportional to the strength of the electric field and may be inversely proportional to the radius (r) of the particle or may have a negative correlation.
  • n in the case of field charning may be proportional to the square of the radius r of the particle. That is, the effect of field charning on the moving speed of the fine particles may have a positive correlation or be proportional to the radius r of the particles.
  • n may be proportional to the radius r of the particle. That is, the component of the moving speed of the particles due to diffusion charging may be determined regardless of the radius (r) of the particles.
  • the effect of the particle size on the particle concentration reduction speed when a voltage is applied to the nozzle (V_on) is insignificant, and thus the particle concentration decreases when a voltage is applied to the nozzle (V_on).
  • the main mechanism of can be interpreted as being the effect of the electric field due to diffusion charging.
  • the values obtained by the fifth to eighth sensors S5 to S8 do not show a significant difference from the values obtained by the first to fourth sensors S1 to S4, The results according to the fifth to eighth sensors S5 to S8 are omitted.
  • 49 is an experimental example for examining the change in the concentration of fine particles according to the sensor position and nozzle voltage application.
  • 49 shows the decay time of the fine particle concentration according to the fine particle concentration obtained from each of the sensors S1 to S8.
  • Each of the indicator lines in FIG. 49 shows fine particles according to the concentration of fine particles obtained from the sensors S1 to S8, respectively, when a voltage is not applied to the nozzle (V_off) and when a voltage is applied to the nozzle (V_on). It shows the particle concentration decay time.
  • the time for reducing the fine particle concentration according to the fine particle concentration obtained through the first to fourth sensors S1 to S4 is, the fine particles obtained through the fifth to eighth sensors S5 to S8. It can be seen that the microparticle concentration decreases according to the concentration and shows a similar pattern. In addition, referring to FIG. 49, it can be seen that in all sensors, the fine particle concentration reduction time appears faster when a voltage is applied to the nozzle (V_on) than when a voltage is not applied to the nozzle (V_off).
  • the operation of reducing the concentration of fine particles may be used to lower the concentration of the fine particles in an outdoor space.
  • the outdoor space may mean a space having substantially the same environmental conditions as the atmosphere.
  • the outdoor space described in the present specification may be understood to correspond to an outdoor space even in the case of a space surrounded by structures such as some wall or ceiling, if the influence of temperature, humidity, wind, etc. acts in the same manner as in the atmosphere. .
  • the operation of reducing the concentration of fine particles described in the present specification may be performed by a device installed in an outdoor space.
  • the device installed in the outdoor space can reduce the concentration of fine particles in the outdoor target area.
  • the apparatus described in the present specification is installed in an apartment complex, a playground, an outdoor concert hall, a school, an industrial complex, a park, and the like, so that the concentration of fine particles can be reduced.
  • the system for reducing fine particles may include a first device, a second device, a server, and a user device.
  • the first device may be the device for reducing the concentration of fine particles described herein.
  • the first device may be a device for reducing the concentration of fine particles in the target region.
  • the first device can communicate with the server.
  • the first device may receive a control command from a server and operate based on the received control information.
  • the first device may receive environment information from the server.
  • the first device may receive control information determined according to the environment information from the server and operate based thereon.
  • the first device may transmit device information to the server.
  • the first device may transmit device information to the server.
  • the first device may transmit device information to the server.
  • the first device may transmit status information or operation information to the server.
  • the first device may communicate directly with the second device.
  • the first device may obtain information (eg, environmental information) from the second device and operate based on the obtained information.
  • the first device includes a sensor unit and may acquire status information, operation information, or environment information.
  • the second device may be a device that performs a different function than the first device.
  • the second device may be a device installed in or around the target area of the first device.
  • the second device may be a sensor device that acquires environment information in a target area corresponding to the first device or near the device.
  • the second device may include a sensor unit and may acquire environment information in the target area or the device vicinity.
  • the second device may acquire charge density, humidity, temperature, or weather information of the target region.
  • the second device may acquire charge density, humidity, or temperature information near the first device.
  • the second device may transmit environment information to the first device, the user device, or the server.
  • the second device may deliver environment information in response to a request from the first device or server.
  • the fine particle concentration reduction system may include a plurality of sensor devices (ie, the second device in FIG. 28 ).
  • the fine particle concentration system may include a first sensor device positioned at a first distance apart from the first device and a second sensor device positioned at a second distance apart from the first device.
  • the system may include a first sensor device spaced a first distance from the ground and a second sensor device spaced a second distance from the ground.
  • the system may include a first sensor device that acquires first information and a second sensor device that acquires second information.
  • the first sensor device obtains a space charge density or a concentration of fine particles at a location a first distance away from the first device
  • the second sensor device obtains a space charge density at a location a second distance from the first device
  • the concentration of fine particles can be obtained.
  • the first information and the second information may be distinguished from each other.
  • the first sensor device may acquire charge density and the concentration of fine particles on the ground
  • the second sensor device may acquire weather information such as temperature, humidity, air pressure, and wind at a location several tens of meters from the ground. .
  • the server may manage the fine particle concentration reduction operation of the first device.
  • the server may store programs or data and communicate with external devices.
  • the server may be a cloud server.
  • the server may communicate with a device not shown in FIG. 27.
  • the server can store device information.
  • the server may store first device identification information for identifying the first device.
  • the server may store first location information for identifying a location where the first device is installed.
  • the server may store first installation environment information regarding the installation environment characteristics of the first device. For example, the server may store first installation environment information indicating whether the location where the first device is installed is indoors or outdoors, or whether the location where the first device is installed is a residential complex or an industrial complex.
  • the server may communicate with the first device, the second device and/or the user device.
  • the server may mediate the user device and the first device and/or the second device.
  • the server may store information obtained from the first device or the second device or may transmit the information to the user device.
  • the server may acquire device status information or operation information from the first device.
  • the server may transmit status information or operation information acquired from the first device to the user device.
  • the server may transmit a guide message generated based on the status information or operation information acquired from the first device to the user device.
  • the server may acquire environment information of the target area or the vicinity of the first device from the second device.
  • the server may transmit the acquired environmental information to the user device.
  • the server may transmit a guide message generated based on the acquired environment information to the user device.
  • the server may obtain control information or a control command for the first device and/or the second device from the user device.
  • the server may transmit control information or control command acquired from the user device to the first device or the second device.
  • the server may identify a destination based on the control information or control command acquired from the user device, and transmit the control information or control command to the identified destination.
  • the server may obtain status information or operation information from the first device.
  • the server may transmit control information or a control command generated based on the obtained information to the second device.
  • the server may obtain environment information from the second device.
  • the server may transmit control information or a control command generated based on the environment information to the first device.
  • the server can control the fine particle concentration reduction system to manage the fine particle concentration in the target area.
  • the server may generate a control command for controlling the device or control information that is the basis of the control command.
  • the server may store a program, an application, a web application, a web page, etc. (hereinafter referred to as an application) for managing the fine particle concentration.
  • the server may generate control information or a control command through an application.
  • the server may generate control command information or a control command for causing the first device to perform a fine particle concentration reduction operation, a device management operation, a charge density management operation, a time series control operation, and/or a feedback control operation.
  • the server may generate control information or a control command for controlling the first device or the second device.
  • the server may generate control information or a control command based on information obtained from the first device, the second device, or the user device.
  • the server may generate control information or a control command for controlling the first device based on the information obtained from the first device. For example, the server may obtain device status information or operation information from the first device, and generate control information or a control command in consideration of the obtained information. As an example, the server may obtain state information on the amount of water discharged from the nozzle of the device, and may generate a control command to cause the first device to start the nozzle cleaning mode when the amount of water discharged is less than a reference value.
  • the server may generate control information or a control command for controlling the first device based on the information obtained from the second device. For example, the server obtains the charge density of the target region from the second device, and when the charge density is less than or equal to the reference value, may generate a control command for applying a voltage higher than the default value to the nozzle of the first device.
  • the server may obtain control information and generate a control command based on the control information. For example, the server may obtain first control information for a first device from a user device and generate a first control command based on the first control information. The server may obtain control information on the first target area from the user device and generate a first control command for controlling the first device corresponding to the first target area. As a specific example, the server acquires control information including the target fine particle concentration reduction level of the target area, and based on the control information, control including control values for controlling the device, for example, nozzle applied voltage, gas emission amount, etc. You can create commands.
  • the server may transmit control information or a control command to the first device or the second device.
  • the server may transmit control information to the first device so that the first device generates a control command based on the control information and operates according to the control command.
  • the server may transmit control information to the first device so that the first device operates according to the control command.
  • the server may transmit the control information to the second device so that the second device generates a control command based on the control information and operates according to the control command.
  • the server may transmit control information to the first device so that the second device operates according to the control command.
  • the server may transmit a control command to the second device to control the second device to acquire environment information of the target area.
  • the server can store the acquired information.
  • the server may store information obtained from the first device to the second device, control information generated by the server, a control command, control information obtained from the user device, and/or a control command.
  • the server may store information obtained from the first device or the second device.
  • the server may store state information, operation information, and the like of the first device obtained from the first device.
  • the server may store environment information obtained from the second device.
  • the server may store the information acquired from the first device or the second device together with the acquisition time point of the information.
  • the server may store temperature information of the target region obtained from the second device together with a time when the second information measures the temperature or when the server obtains the temperature information from the second information.
  • the server may store control information, a control command generated by the server, or control information or control command obtained from a user device.
  • the server may store first control information and a first control command for the first device together with information on the first device.
  • the server can match and store and manage heterogeneous information.
  • the server may associate and store information obtained from each device.
  • the server may store information obtained from the first device and environment information obtained from the first area in association with each other.
  • the server may associate and store the nozzle state information of the device obtained from the first device and the charge density information of the target region obtained from the second device.
  • the server may store information obtained from the device in association with a control command.
  • the server may store information obtained from the first device in association with the first control command (or first control information) for the first device.
  • the server may store the first state information obtained from the first device in association with the first control command generated based at least in part on the first state information.
  • the server may associate and store environmental information acquired from the first device or the second device with a control command.
  • the server may associate and store first environment information obtained from a target area where the first device is located and a first control command generated based at least in part on the first environment information.
  • the server may provide a control command to the first device using the matched information.
  • the server may predict second information according to the first information by using a database in which the first information and the second information are associated and stored.
  • the server can predict the change over time of the second information based on the change over time of the first information using a database in which the change pattern of the second information over time according to the change pattern of the first information is stored. I can.
  • the server may predict the second information using a logical algorithm or a neural network model.
  • the server uses a database in which information obtained from the first device and a control command for the first device (eg, a control command for the first device obtained from a user device) are stored in association with the stored database, and the information obtained from the first device is Based on the control command can be generated.
  • a control command for the first device eg, a control command for the first device obtained from a user device
  • the server uses a database in which environmental information obtained from the second device and a control command for the first device (eg, a control command for the first device obtained from the user device) are associated and stored, and the information obtained from the second device It is possible to generate a control command based on.
  • a control command for the first device eg, a control command for the first device obtained from the user device
  • the server may predict second information based on the first information acquired from the first device or the second device, and generate a control command according to the second information. For example, the server predicts operation information (eg, the amount of output current) of the device based on environmental information (eg, humidity information) obtained from the first device or the second device, and a control command according to the predicted operation information (Eg, a control command related to the nozzle voltage) can be generated.
  • operation information eg, the amount of output current
  • environmental information eg, humidity information
  • the server is illustrated as a separate physical device, but the server may be included in the first device.
  • the first device may include a server and may perform the above-described server operation.
  • the first device stores information obtained from the first device and/or the second device, communicates with the user device to transmit information to the user device, obtains control information from the user device, and operates the first device.
  • the above-described operation of the server device may be performed, such as generating or managing a control command for and controlling the operation of the first device.
  • the user device may obtain a user input and communicate with each device of the server or the fine particle concentration reduction system to manage the fine particle concentration of the target area.
  • the user device may drive a program, an application, a web application, a web page, etc. (hereinafter referred to as an application) for managing the concentration of fine particles.
  • the user device may provide information obtained from the first device or the second device to the user through an application, and may obtain user input information.
  • the user device may include a display unit and/or an input unit.
  • the user device may provide information obtained from the first device, the second device and/or the server to the user through the display unit.
  • the user device may obtain information related to the operation of the first device or the second device from the user through the input unit.
  • the user device may provide a user interface.
  • the user device may obtain a user input through a user interface and provide the user with information obtained from the first device, the second device, or the server.
  • the user device may communicate with a server device, a first device and/or a second device.
  • the user device may communicate with the first device, the second device, and/or the server to obtain environment information such as device status information, device operation information, or a target area.
  • the user device can generate a control command.
  • the user device may obtain control information and generate a control command based on the control information. For example, the user device obtains a nozzle output current value for the first device or a radius R value of the target area for the first device from the user through the user interface, and based on the obtained value, a control command such as a nozzle applied voltage It is possible to generate a control command including, etc.
  • the user device may transmit the generated control command to the server, the first device, or the second device.
  • 29 is a view for explaining a fine particle reduction system according to an embodiment of the invention described in the present specification.
  • the fine particle reduction system may include a device 100 for managing the concentration of fine particles.
  • the device 100 may emit negatively charged droplets to form a negative space charge around the device.
  • the device 100 may be installed on an object or structure OB.
  • the installation location of the device may be determined in consideration of a space charge formed by the device 100 and a shape of an electric field resulting therefrom.
  • the device 100 may be installed such that a region in which the device forms a space charge covers a region in which the concentration of fine particles is required to be reduced.
  • the device may be installed on the roof of a building or on an outdoor structure.
  • an insulating material may be used if necessary.
  • the installation method of the device it will be described in more detail in the section on the device installation method described later.
  • the device 100 may have an effective radius R.
  • the effective radius may mean the radius of the target area TR of the device 100.
  • the effective radius may mean a radius of a region in which the device can reduce the concentration of fine particles by a reference ratio within a reference time.
  • the device may have a dome-shaped target area TR.
  • the target region TR may mean a region in which the device can reduce the concentration of fine particles by a reference ratio within a reference time.
  • the target area TR may be determined according to the height H from the ground of the device and the effective radius R.
  • the shape of the target area TR of the device may be changed according to environmental factors. For example, when there is wind in the target area, it may have a dome shape skewed along the direction of the wind.
  • the device may be installed at a location spaced apart from the ground by a predetermined distance H.
  • the height H or the effective radius R of the device from the ground can be determined taking into account the operating efficiency of the device.
  • the device may be installed at a location spaced apart from the ground by a predetermined ratio with respect to the effective radius R.
  • the device may be installed at a position spaced apart from the ground by a height H having a value between 1/2 and 2 times the effective radius R.
  • a device having an effective radius of 30 m may be installed at a location 50 m apart from the ground.
  • the system for reducing fine particles may include a sensor device SD installed in a target area.
  • the sensor device SD may be installed at a location within the target area TR.
  • the sensor device SD may be installed at a position spaced apart by an effective radius R from a point where the device (or a structure in which the device is installed) is located.
  • the sensor device SD may be located near the device.
  • the sensor device may acquire environment information of the target area TR.
  • the sensor device may acquire environmental information including any one of temperature, humidity, air pressure, air flow (eg, wind speed), air quality (eg, concentration of fine dust), and space charge density within the target area. have.
  • the sensor device may acquire environmental information at a location where the sensor device is installed.
  • the sensor device may acquire environmental information and transmit it to a device for reducing concentration of fine particles, a server, or a user device.
  • the fine particle reduction system may include a plurality of sensor devices.
  • the fine particle reduction system is installed at a location away from the device 100 at a first distance and obtains first information, and a first sensor device installed at a location at a second distance away from the device 100 and obtains second information. It may also include a second sensor device. At least some of the first information and the second information may be distinguished.
  • the first sensor device may be installed at a location spaced apart from the ground GND by a first distance.
  • the second sensor device may be installed at a position spaced a second distance from the ground GND. In this case, either the first distance or the second distance may be substantially the same as the height H at which the device is installed.
  • the first sensor device may obtain a space charge density or a concentration of fine particles at a location distant from the device 100 by an effective radius R of the device.
  • the second sensor device may acquire a space charge density near the device 100.
  • the first sensor device acquires the charge density and the concentration of fine particles on the ground (GND), and the second sensor device obtains the temperature, humidity, and humidity at a location several tens of meters away from the ground (for example, between H and 2H).
  • Weather information such as air pressure and wind can be obtained.
  • the fine particle reduction system may include the fine particle reduction device and sensor device shown in FIG. 29.
  • the fine particle reduction system although not shown in FIG. 28, further includes a server device and a user device, and may operate as described above with respect to FIG. 27.
  • 29 to 32 are views for explaining the operation of the system for reducing the concentration of fine particles according to an embodiment of the present specification.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may reduce the concentration of the fine particles in the target region TR.
  • the fine particle concentration reduction system may include a device 100 and a sensor device SD installed at a predetermined height H from the ground GND.
  • the device 100 may have an effective radius R.
  • the device 100 may be installed at a predetermined height H.
  • the fine particle concentration reduction system described in FIGS. 29 to 32 may be configured and operated similarly to the fine particle concentration reduction system described in connection with FIG. 28 unless otherwise specified.
  • the device 100 may provide an electrically charged material CS.
  • the device 100 may emit a negatively charged droplet.
  • the device 100 may emit negatively charged droplets to provide a charged material CS to the atmosphere.
  • the device 100 may output a current within a predetermined range.
  • the device 100 may operate such that an amount of charge output per hour through a nozzle (or nozzle array) is within a predetermined range.
  • the device 100 may output a current between 100 ⁇ A and 10 mA through the nozzle.
  • the device can output a first current.
  • the device 100 may initiate discharge of a material carrying a charge.
  • the first concentration may be an initial concentration of the fine particles FP.
  • the sensor device SD may acquire environment information.
  • the sensor device SD may acquire temperature, humidity, air pressure, wind speed, wind direction, concentration or charge density of fine particles.
  • the sensor device SD may start acquiring environmental information in response to the device 100 starting an operation.
  • the sensor device SD may acquire environment information and transmit it to the server or device 100.
  • the device 100 may start driving based on environmental information obtained from the sensor device SD. For example, when information on the concentration of fine particles exceeding the reference value is obtained from the sensor device SD, discharge of a droplet carrying an electric charge may be started.
  • the device 100 may operate based on environmental information obtained from the sensor device SD.
  • the device 100 provides a physical quantity determined based on environmental information, such as humidity, temperature, temperature, air pressure, wind speed, etc., obtained from the sensor device SD, for example, a voltage applied to the nozzle or a nozzle. It can operate according to the flow rate (or flow rate) of the liquid and the amount of gas released per hour.
  • the device 100 may apply a voltage higher than the default value to the nozzle.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may form a space charge in the target region TR.
  • the device 100 may continuously or repeatedly output a droplet carrying an electric charge.
  • the device 100 may continuously or repeatedly output the charged droplets to form a space charge in the target region TR.
  • the device 100 may form a space charge having the highest charge density in the vicinity of the device (eg, near the discharge port of the nozzle) and having a lower charge density as the device 100 is further away from the device 100.
  • the space charge formed can form an electric field.
  • an equipotential line (EPL) and an electric field line (EFL) of an electric field formed by the device 100 may be formed as illustrated in FIG. 30.
  • electric lines of force formed by the device 100 may be formed in a direction from the ground toward the device.
  • the device 100 may continuously or repeatedly output the charged droplets to thereby at least partially charge the fine particles FD in the target region TR.
  • the fine particles FD in the target region TR may be negatively charged due to the influence of the space charge formed by the device.
  • the charging of the fine particles may be due to field charging when electrons moving by an electric field collide with the fine particles or by diffusion charging by a random motion of electric charges.
  • the device 100 may supply electrons in an amount sufficient to charge the fine particles to the target region.
  • the device 100 may supply electrons of tens to tens of thousands of times the number of fine particles to the target region.
  • the number of electrons supplied by the device may depend on the effective radius of the device and/or the power supplied.
  • the device 100 may supply electrons of 100,000 times or more of the number of fine particles to the target region TR.
  • 2.67 ultrafine dust per 1cm 3 may exist.
  • the supply power of the device is 1 kW, 286,000 charged particles may be supplied.
  • the charge attached to fine dust can be calculated as 638. 239 electrons are attached per fine dust particle, so the fine dust can take on a negative charge.
  • the concentration of fine particles in a target area within a radius of 30 m from the device may be reduced by 90% or more.
  • a device having an effective radius of 30 m can operate with a supply power of 1 kW in an environment in which ultrafine dust of PM2.5 or less is 35 ⁇ g/m 3 .
  • the sensor device SD may acquire environmental information according to the operation of the device.
  • the device 100 may obtain a charge density value at a location of the target region according to the operation of the device.
  • the sensor device SD may acquire a change in a charge density value at a location of the target region according to an operation of the device.
  • the sensor device SD may obtain a charge density value of the device and transmit it to the server or device 100.
  • the device 100 may change the operating state based on the environmental information acquired from the sensor device SD. For example, when the charge density value measured by the sensor device SD is less than or greater than the predicted value, the device 100 may increase or decrease the output current.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may provide power to the fine particles FP in the target region TR.
  • the device 100 may continuously or repeatedly emit charged droplets to maintain a spatial charge distribution in the target region TR above a predetermined level.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may form a space charge in the target region TR and provide electric force to the charged fine particles FP through the space charge, thereby causing the fine particles FP to behave.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may form an electric field in the target region TR, and may provide electric force to the charged fine particles FP through the electric field.
  • the device 100 may push at least a portion of the fine particles FP in the target region TR.
  • the device may maintain the space charge in the target region TR so that the fine particles FP receive power and move away from the device 100.
  • the device 100 is configured for a time sufficient for the fine particles FP in the target region TR to be sufficiently pushed out due to the effect of the space charge, and the concentration of the fine particles FP in the target region TR to be reduced below the reference value. It is possible to output droplets that are continuously or repeatedly charged.
  • the charged fine particles FD in the target region may receive an electric force in a direction away from the device 100.
  • the fine particles FP may receive a ground-direction component force due to the electric force.
  • the fine particles FP may move in a direction away from the device under the influence of electric force.
  • the fine particles FP may move to the outside of the target area under the influence of electric force.
  • the fine particles FP may move in a direction away from the target device along the electric field line EFL of the electric field formed by the device 100.
  • the concentration of the fine particles in the target region TR may be reduced.
  • the sensor device SD may acquire environment information of the target area TR according to the operation of the device.
  • the sensor device SD may acquire changes in environmental information according to the operation of the device.
  • the sensor device SD may acquire the charge density of the target region. For example, the sensor device SD may acquire the fine particle concentration of the target area.
  • the sensor device SD may transmit environmental information or a change in environmental information to the device 100, a server, or a user device.
  • the device 100 may change the operating state based on the information obtained from the sensor device SD.
  • the device 100 may stop the operation or reduce the output current value.
  • the device 100 may increase the amount of output current when the concentration of the fine particles FP obtained from the sensor device SD is greater than or equal to the reference value.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may remove the fine particles FP in the target region TR.
  • the device 100 may continuously or repeatedly emit charged droplets to maintain a spatial charge distribution and an electric field in the target region TR.
  • the device 100 can maintain the state of the electric field formation for a sufficient time so that the charged particles move in the direction of the ground and contact the ground to lose and settle.
  • the fine particles FP in the target region TR may move toward the ground GND under the influence of the electric force.
  • the fine particles FD may move along the electric field line EFL and contact the ground GND to lose charge.
  • the concentration of the fine particles FP in the target region TR may decrease.
  • the sensor device SD may obtain environmental information, for example, the concentration of the fine particles or the change in the concentration of the fine particles in the target area TR. Referring to FIG. 32, the sensor device SD may acquire the concentration of fine particles and transmit it to the device 100, a server, or a user device.
  • the device 100 may change an operating state according to environmental information obtained from the sensor device SD. For example, when the concentration of fine particles obtained from the sensor device SD is less than or equal to the reference value, the device 100 may stop the operation or reduce the output current value. When the concentration of the fine particles FP obtained from the sensor device SD increases from a reference value or less to a reference value or more, the device 100 may resume emission of current or increase the emission current.
  • the fine particle reduction system may include a plurality of fine particle concentration reduction devices.
  • 34 is a view for explaining a fine particle reduction system according to an embodiment of the invention described in the present specification.
  • a system for reducing fine particles may include a first device, a second device, a third device, a server, and a user device.
  • each of the first device and the second device may operate similarly to that described above with respect to the first device of FIG. 28.
  • the user device and the server may also operate similarly to those described in FIG. 28, and the third device may operate similarly to that described with respect to the second device in FIG. 28.
  • the first device and the second device may be devices for reducing the concentration of fine particles for reducing the concentration of fine particles in the target region described herein.
  • the first device may be a device for reducing the concentration of fine particles in the first target region.
  • the second device may be a device for reducing the concentration of fine particles in the second target region.
  • the first target area and the second target area may be at least partially different.
  • Each of the first device and/or the second device may include a sensor unit, and may obtain status information, operation information, or environment information.
  • the third device may be a device having at least some different functions from the first device or the second device.
  • the third device may be a sensor device including one or more sensor units.
  • the third device may be a sensor device that acquires environment information and transmits it to the first device, the second device, the server, and/or the user device.
  • the third device may be a sensor device that acquires first environment information on a first target area corresponding to the first device and/or second environment information on a second target area corresponding to the second device. .
  • the third device may acquire environment information near the first device and/or the second device.
  • the third device may acquire charge density, humidity, temperature, or weather information of the first target region and/or the second target region.
  • the third device may acquire charge density, humidity, or temperature information in the vicinity of the first device and/or the second device.
  • the third device may transmit environmental information to the first device, the second device and/or the server.
  • the third device may deliver environment information in response to a request from the first device, the second device and/or the server.
  • the fine particle reduction system may include a plurality of third devices, for example, a plurality of sensor devices.
  • the fine particle concentration reduction system may include a first sensor device corresponding to a first target area of the first device and a second sensor device corresponding to a second target area of the second device.
  • the first sensor device may acquire environment information of the first target area.
  • the second sensor device may acquire environment information of the second target area.
  • Each sensor device may be located at a point on the corresponding corresponding area, or may be located near the corresponding device.
  • the system for reducing the fine particle concentration includes a first sensor device corresponding to the first device and spaced a first distance from the first device, a second sensor device corresponding to the first device and spaced a second distance from the first device, A third sensor device corresponding to the second device and spaced a third distance from the second device, and a fourth sensor device corresponding to the second device and spaced a fourth distance from the second device.
  • Sensor devices corresponding to the respective fine particle concentration reduction devices may operate similarly to those described above with respect to FIG. 27 and the like.
  • the server may manage a fine particle concentration reduction operation of the first device and the second device.
  • the server may store programs or data and communicate with external devices.
  • the server may be a cloud server.
  • the server may communicate with a device not shown in FIG. 33.
  • the server may communicate with a first device, a second device, a third device and/or a user device.
  • the server may mediate the user device and the first device, the second device and/or the third device.
  • the server can store device information.
  • the server includes first device identification information for identifying a first device, first location information for identifying a location where the first device is installed, and/or first installation environment information regarding an installation environment characteristic of the first device, such as a server May store first installation environment information indicating whether the location where the first device is installed is indoors or outdoors, or whether the location where the first device is installed is a residential complex or an industrial complex.
  • the server may store second device identification information, second location information, and second installation environment information for the second device.
  • the server may store information obtained from the first to third devices or may transmit the information to the user device.
  • the server may obtain, store, or transmit the first state information or first operation information from the first device to the user device.
  • the server may obtain an amount of liquid stored in the device from the first device and store or deliver it to the user device.
  • the server may store the information obtained from the first device together with the identification information of the first device, or may transmit the information obtained from the first device together with the identification information of the first device to the user device.
  • the server may obtain, store, or transmit the second status information or second operation information from the second device to the user device.
  • the server may obtain the first environment information for the first target area or the second environment information for the second target area from the third device.
  • the server may obtain the first environment information acquired in the vicinity of the first device or the second environment information acquired in the second target area from the third device.
  • the server may store the second environment information or the second environment information, or may transmit the second environment information to the user device.
  • the server acquires first environment information from the first sensor device, acquires second environment information from the second sensor device, and acquires One environment information can be stored or delivered to the user device.
  • the server may transmit the first environment information and the identification information of the first device to the user device together.
  • the server may obtain first environment information from the first sensor device and transmit the first environment information to the first device or the second device.
  • the server may transmit a guide message generated based on the acquired environment information to the user device.
  • the server may transmit a guide message including the acquired environment information and identification information of a corresponding device to the user device.
  • the server may control a system including a plurality of fine particle concentration reducing devices to manage fine particle concentrations in a plurality of target regions.
  • the server may generate a control command for controlling a plurality of devices or control information that is the basis of the control command, and may transmit it to each device.
  • the server may store a program, an application, a web application, a web page, etc. (hereinafter referred to as an application) for managing the fine particle concentration.
  • the server may generate control information or a control command through an application.
  • the server may generate a first control command or first control information for controlling the first device.
  • the server may generate the first control information or the first control command based on the first state information or the first operation information obtained from the first device. For example, the server may obtain a current value output by the first device, compare it with a reference current value, and generate a first control command to apply a current value higher or lower than an existing value.
  • the server may generate a second control command or second control information for controlling the second device.
  • the server may generate a second control command for controlling the second device based on the first information obtained from the first device.
  • the server may obtain state information of the first device from the first device and generate a second control command. For example, the server obtains the output current value from the first device, and when the current value output from the first device is less than the reference value, generates a second control command that increases the output current value of the second device than the reference current value. And can be delivered to the second device.
  • the concentration of fine particles in the first correspondence region corresponding to the first device may be reduced by increasing the output of the second device.
  • the server may generate a control command for controlling the first device and/or the second device based on the environment information obtained from the third device.
  • the server may obtain first environment information of the first target area from the third device and generate a first control command based on the first environment information.
  • the server When the fine particle concentration reduction system includes a plurality of sensor devices, the server generates a first control command based on the first environment information acquired from the first sensor device, and the second environment information acquired from the second sensor device.
  • a second control command may be generated based on.
  • the server generates a first control command for the first device that uses the first current determined according to the first humidity value obtained from the first sensor device as the nozzle current, and is obtained from the second sensor device and receives the first humidity.
  • a second control command for the second device may be generated using the second current determined according to the second humidity value greater than the value as the nozzle current.
  • the server may generate a first control command and a second control command by considering the first environment information and the second environment information together. For example, the server uses the average value of the humidity value obtained from the first sensor device and the sensor value obtained from the second sensor device as the reference humidity value, and is determined according to the reference humidity value in the nozzle for the first device and the second device. A first control command and a second control command to apply the nozzle voltage may be generated and transmitted.
  • the server may obtain control information and generate a control command based on the control information. For example, the server may obtain control information for the first device or the second device from the user device and generate a control command for controlling the device according to the control information. The server may obtain first control information corresponding to the first device from the user device and generate a first control command. Alternatively, the server obtains first control information for the first target region (eg, first control information including a target reduction ratio of the concentration of fine particles in the first target region) and controls the first device. 1 You can create control commands.
  • first target region eg, first control information including a target reduction ratio of the concentration of fine particles in the first target region
  • the server acquires control information for a third area including the first target area and the second target area (eg, first control information including a target reduction ratio of the concentration of fine particles of the third target area), A first control command for controlling the first device and a second control command for controlling the second device may be generated.
  • the server may obtain control information or a control command for the first device, the second device and/or the third device from the user device. For example, the server may obtain a first control command for the first device from the user device. The server may obtain a second control command for the second device from the user device. The server may transmit the first control command to the first device and may transmit the second command to the second device. The server may transmit the information obtained from the first to third devices to the user device, and in response thereto, may obtain control information or a control command from the user device.
  • the server may store the obtained information.
  • the server may store information acquired from the first to third devices, control information generated by the server, control command, control information or control command acquired from the user device.
  • the server may store the obtained information together with the identification information.
  • the server may store the information acquired from the first device together with the identification information of the first device, and store the information acquired from the second device together with the identification information of the second device.
  • the server may store the information acquired from the first sensor device together with the identification information of the first device, and store the information acquired from the second sensor device together with the identification information of the second device.
  • the server may store the acquired information together with the time information.
  • the server may store first information obtained from a first device at a first time point together with first time point information, and store information obtained at a second time point from a first device together with second time point information. .
  • the server can match and store and manage heterogeneous information.
  • the server may associate and store information obtained from each device.
  • the server may match and manage environment information and control commands. For example, the server may match and store first control information or a first control command generated from a user device in response to the first environment information and the first environment information acquired from the third device (or the first sensor device). The server may match and store the second control information or the second control command generated from the user device in response to the second environment information and the second environment information obtained from the third device (or the second sensor device).
  • the server can match and manage control commands and information.
  • the server may match and store the first state information of the first device, the first operation information, or the first environment information of the first target area with the first control command obtained from the user.
  • the server may match and store the second state information of the second device, the second operation information, or the second environment information of the second target area with the second control command obtained from the user.
  • the server may provide a control command to the first device using the matched information.
  • the server may predict second information according to the first information by using a database in which the first information and the second information are associated and stored. Unless otherwise noted, the contents described in connection with FIG. 27 may be applied.
  • the server uses a first database in which information obtained from the first device and a first control command for the first device (eg, a control command for the first device obtained from the user device) are stored in association and stored, A control command may be generated based on the obtained information.
  • the server uses a second database in which information obtained from the second device and a second control command for the second device (eg, a control command for the second device obtained from the user device) are stored in association with each other and stored therein.
  • a control command may be generated based on the obtained information.
  • the server uses a first database in which environment information obtained from a third device and a first control command for a first device (eg, a first control command for a first device obtained from a user device) are associated and stored, 1
  • a first control command may be generated based on information obtained from the device.
  • the server uses a second database in which the environment information obtained from the third device and the second control command for the second device (eg, the second control command for the second device obtained from the user device) are associated and stored.
  • a second control command may be generated based on information obtained from the second device.
  • the server may predict second information based on the first information obtained from the first device, the second device, or the third device, and generate a control command according to the second information. For example, the server predicts operation information (eg, the amount of output current) of the device based on environmental information (eg, humidity information) obtained from the first to third devices, and a control command according to the predicted operation information (eg , Control command for nozzle voltage) can be generated.
  • operation information eg, the amount of output current
  • environmental information eg, humidity information
  • the server may use a database in which information acquired from the first device (or information acquired from the first sensor device) and information acquired from the second device (or information acquired from the second sensor device) are integrated.
  • the server matches and stores the first control command obtained from the user device in correspondence with the first fine particle concentration and the first fine particle concentration obtained from the first device, and stores the second control command obtained from the second device.
  • a control command for the first device or the second device may be generated using a stored database by matching the second control command obtained from the user device in correspondence with the fine particle concentration and the second fine particle concentration.
  • the server is illustrated based on a case where the server is configured as a separate physical device, but according to an embodiment, when the system for reducing the concentration of fine particles includes a plurality of devices for reducing the concentration of fine particles, any one
  • the fine particle concentration reducing device of the can function as a hub device including a server, and the other fine particle concentration reducing device may function as a peripheral device.
  • the first device may be a hub fine particle concentration management device including a server
  • the second device may be a peripheral fine particle concentration management device that communicates with the first device.
  • the first device may include a server and may perform the above-described server operation.
  • the first device stores information obtained from the first device, the second device and/or the third device, communicates with the user device to transmit the information to the user device, obtains control information from the user device, and
  • the above-described operation of the server device may be performed, such as generating or managing a control command for the operation of the first device and/or the second device, and controlling the operation of the first device and/or the second device.
  • the second device may communicate with the first device, transmit status information, etc. as the first information, and may operate by obtaining a control command from the first device.
  • the user device may obtain a user input and communicate with each device of the server or the fine particle concentration reduction system to manage the fine particle concentration of a plurality of target areas.
  • the user device may run a program, application, web application, web page, etc. for managing the concentration of fine particles.
  • the user device may manage the concentration of fine particles for the first target area and the second target area, respectively.
  • the user device may include a display unit and/or an input unit.
  • the user device may provide information obtained from the first device, the second device, the third device and/or the server to the user through the display unit.
  • the user device may obtain information related to the operation of the first device, the second device, or the third device from the user through the input unit.
  • the user device may communicate with a server, a first device, a second device and/or a third device.
  • the user device may communicate with the server to obtain first state information of the first device, first operation information of the first device, or first environment information of the first target area.
  • the user device may obtain information on the first device or the second device, and transmit a first control command or a second control command generated based on the obtained information to the server device.
  • the user device may generate a second control command for the second device in consideration of the first state information for the first device. For example, the user device may generate a control command that increases the voltage applied to the nozzle of the second device, the current output from the second device, etc., higher than the default value, when the water quantity of the first device and the output current are less than the reference value. have.
  • the user device may generate the first control command and/or the second control command in consideration of the positions of the first device and the second device.
  • the user device may generate a first control command and/or a second control command in consideration of a distance between the first device and the second device.
  • the user device may issue a first control command or a second control command in which the amount of output current is determined according to the interval between devices (e.g., the amount of output current is determined to have a positive correlation with the gap between devices). Can be generated.
  • the server or the user device may generate a control command to control the operation of the first device and the second device.
  • the server or the user device may control the first device and the second device by interworking with each other.
  • the server or user device may control the first device and the second device to sequentially emit charged particles.
  • the server or user device may control the first device and the second device to alternately emit charged particles.
  • the fine particle concentration reduction system may include a plurality of devices installed outdoors.
  • a fine particle reduction system including a plurality of devices will be described.
  • the system for reducing the concentration of fine particles according to an exemplary embodiment may use a plurality of devices to manage the concentration of fine particles in a system target region (or the entire target region, TRt).
  • the system for reducing the concentration of fine particles may include a first device 101 and a second device 102 for discharging a charged material CS.
  • the first device 101 and the second device 102 may emit negatively charged droplets to form a negative space charge around the device.
  • the system for reducing fine particles may include a first device 101 and a second device 101 as two devices adjacent to each other among a plurality of devices for reducing concentration of fine particles spaced apart from each other.
  • the first device 101 or the second device 102 may include a sensor unit.
  • the first device 101 may include a first sensor unit
  • the second device 102 may include a second sensor unit.
  • Each of the first device 101 and/or the second device 102 may be installed and used similarly to the device 100 described in connection with FIG. 28.
  • Each of the first device 101 and/or the second device 102 may operate similarly to the device 100 described with respect to FIGS. 29 to 32.
  • the contents described with respect to FIGS. 28 to 32 may be applied.
  • the first device 101 and/or the second device 102 may be installed on a predetermined structure.
  • the installation position of the first device 101 and/or the second device 102 may be determined in consideration of a space charge formed by each device, a shape of an electric field formed thereby, and a surrounding topography.
  • the installation positions of the first device 101 and the second device 102 are the system target area TRt to be reduced in the concentration of fine particles, the effective radius R1 of the first device 101, and the second device ( 102) may be determined in consideration of the effective radius R2.
  • the first device and the second device may be installed at positions spaced apart from the ground by a predetermined distance.
  • the first device may be installed at a location spaced apart from the ground by a first distance H1
  • the second device may be installed at a location spaced apart from the ground by a second distance H2.
  • the first distance and the second distance may be the same.
  • the first distance and the second distance may have a predetermined difference according to the surrounding topography.
  • the system for reducing the concentration of fine particles uses a first device 101 for reducing the concentration of fine particles in a first target region and a second device 102 for reducing the concentration of fine particles in a second target region.
  • TRt fine particle concentration can be managed.
  • the first device 101 may reduce the concentration of fine particles in the first target region TR1.
  • the second device 102 may reduce the concentration of fine particles in the second target region TR2.
  • the first device 101 and the second device 102 may reduce the concentration of fine particles in the system target region TRt.
  • the system target region TRt may be a target region in which the fine particle concentration is reduced by a fine particle concentration reduction system including a plurality of fine particle concentration reduction devices.
  • the first device 101 may be a device having a first effective radius R1.
  • the second device 102 may be a device having a second effective radius R2.
  • the fine particle concentration reduction system including the first device 101 and the second device 102 may make the total effective radius Rt the effective radius.
  • the total effective radius Rt may be determined to be smaller than the sum of the first effective radius R1 and the second effective radius R2.
  • the first device 101 and the second device 102 may be installed at a first distance D12.
  • the first interval D12 may be determined to be smaller than the sum of the first effective radius TR1 and the second effective radius TR2.
  • the first interval D12 may be determined as 50m.
  • the first effective area TR1 of the first device 101 and the second effective area TR1 of the second device 102 may at least partially overlap.
  • the effective radius of the first device 101 and the second device 102 and/or the distance D12 between the first device and the second device may be determined in consideration of the efficiency of the entire system.
  • the power consumed by the first device 101 and the second device 102 is a device for reducing the concentration of fine particles having a radius obtained by adding the first radius R1 and the second radius R2. Can be less compared to When a single device is used to reduce the concentration of fine particles in a large area, interference by external structures may be severe, and since a dome-shaped target area is formed around the device, a useless area may occur in the sky. Therefore, in order to minimize unnecessary power consumption, a plurality of fine particle concentration reduction devices may be appropriately disposed in the system target area TRt.
  • the system for reducing fine particles may include a sensor device SD installed in a target area.
  • the sensor device SD may be installed at a location within the system target area TRt.
  • the sensor device SD may be installed at a position spaced apart from the point where the first device (or the structure in which the device is installed) is located by a first effective radius R1.
  • the sensor device SD may be located near the first device 101.
  • the sensor device SD may be located between the first device 101 and the second device 102.
  • the sensor device SD may be located at an intermediate point between the first device 101 and the second device 102.
  • the sensor device may acquire environment information of the system target area TRt, the first target area TR1, or the second target area TR2.
  • the sensor device may include temperature, humidity, air pressure, airflow (eg, wind speed), air quality (eg, fine dust) in the system target area TRt, the first target area TR1 or the second target area TR2. Concentration), it is possible to obtain environmental information including any one of the density of the space charge.
  • the sensor device may acquire environmental information and transmit it to the first device 101, the second device 102, a server, or a user device.
  • the fine particle concentration reduction system may include a plurality of sensor devices.
  • the fine particle reduction system is installed at a location a first distance away from the first device 101 and a first sensor device for acquiring first information and a second device installed at a location a second distance away from the first device 101. It may also include a second sensor device for obtaining information.
  • the fine particle reduction system includes a first sensor device for acquiring environmental information of a first target area TR1 corresponding to the first device 101 and a second target area TR1 corresponding to the second device 102. It may include a second sensor device that acquires environmental information of.
  • the fine particle concentration reduction system shown in FIG. 34 can operate similarly to those described in FIGS. 30 to 33.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may form a space charge by supplying a material CS having a charge in the system target region TRt.
  • the system for reducing the concentration of fine particles for a sufficient time so that the fine particles FP located in the system target region TRt are charged by a space charge and pushed out by an electric field formed by the space charge, and are ultimately removed in contact with the ground. It is possible to drive a plurality of fine particle concentration reduction devices, and use a sensor device to manage the state and environment of the fine particle concentration reduction operation.
  • the operation of reducing the concentration of fine particles may be used to lower the concentration of the fine particles in an indoor space.
  • the indoor space described in the present specification may mean a space having an environment partially different from the atmosphere.
  • the indoor space described in the present specification does not mean only an interior that is separated from the outside by having a ceiling, a floor, and a slope, but a semi-indoor space connected to the outside by opening at least some surfaces may also be understood to correspond to an indoor space. .
  • the operation of reducing the concentration of fine particles described in the present specification may be performed by a device installed in an indoor space.
  • the device installed in the indoor space can reduce the concentration of fine particles in the indoor target area.
  • the apparatus described in the present specification may be installed in a house, a department store, a large shopping mall, an athletic stadium, an indoor concert hall, a library, and the like, so that the concentration of fine particles may be reduced.
  • 36 is a view for explaining an embodiment of a fine particle concentration reduction system for indoor fine particle concentration reduction.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may include a device 100 and a sensor device SD for reducing the concentration of fine particles.
  • the target area of the apparatus 100 for reducing the fine particle concentration may be a unit indoor space.
  • the apparatus 100 for reducing the concentration of fine particles may be installed at a location in an indoor space.
  • a case installed close to the ceiling is illustrated as an example, but this does not constitute the contents of the invention.
  • the device 100 may be located in an area through which a person mainly passes.
  • the device 100 may be installed in the air or may be installed on the floor of an indoor space.
  • the device 100 may be located in a duct through which the indoor air flow passes.
  • the apparatus 100 for reducing the concentration of fine particles may supply a material CS having an electric charge to the indoor space.
  • the device 100 may discharge charged droplets to supply the charged material CS to the indoor space.
  • the device 100 may charge the fine particles FP in an indoor space by supplying the charged material CS.
  • the device 100 may supply a charged material CS to induce the charged fine particles FP to move to a specific indoor location and be collected.
  • the device 100 can supply a charged material CS to form a space charge, and provide an electric force so that the charged fine particles FP through the space charge are attached to the target location to lose and remove the charge. have.
  • the sensor device SD may acquire environmental information of an indoor space.
  • the sensor device SD may acquire temperature, humidity, charge density, and concentration of fine particles of an indoor space.
  • the sensor device SD and the fine particle concentration management device 100 may be provided integrally.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may further include a central control device 300.
  • the central control device 300 may control the operation of the device 100, the sensor device SD, and other air quality management devices installed in the space.
  • the central control device 300 may control the operation of the device 100 and an air conditioning facility, a cooling/heating device, a blower, and a ventilation fan.
  • the central control device 300 may interlock the operation of the device 100 with the operation of another air quality management device.
  • the central control device 300 may stop the operation of the blower while the device 100 is operating.
  • the fine particle concentration reduction system may include a dust collection module.
  • the dust collecting module may collect fine particles FP charged by the device 100.
  • the dust collecting module may be installed at a location in an indoor space.
  • the dust collecting module may be installed in a duct of an air conditioning system embedded in a building.
  • the dust collecting module may have an electrical characteristic opposite to the electric charge emitted from the device 100. For example, when negative charges are supplied by the device 100, the dust collecting module may take on positive charges. Alternatively, a + voltage may be applied to the dust collecting module. However, this does not limit the content of the invention according to the present specification, and the dust collecting module may have a grounded dust collecting part.
  • the fine particle concentration reduction system may further include an air quality control device.
  • the air quality control device may be a device for controlling humidity, temperature, and wind direction in indoor air.
  • the central control device 300 may control the air quality control device to improve the operating efficiency of the device for reducing the concentration of fine particles.
  • the air quality control device may be an air cleaning device having a filter.
  • the air quality control device may suck air in the space and discharge the air that has passed through the filter.
  • the air quality control apparatus may have a dust collecting unit that functions similar to a dust collecting module, and may collect fine particles charged by the fine particle concentration reduction device.
  • the fine particle concentration reduction system shown in FIG. 36 can operate similarly to those described in FIGS. 30 to 33.
  • the system for reducing the concentration of fine particles shown in FIG. 36 can charge the fine particles located in the indoor space by supplying the charged material CS into the indoor area.
  • the fine particle concentration reduction system can reduce the concentration of suspended fine particles in an indoor space by applying an electrical influence to the charged fine particles.
  • the indoor fine particle concentration reduction operation described in the present specification includes a partially open indoor, That is, it can also be applied to semi-indoor spaces.
  • the operation of reducing the concentration of fine particles may be applied to an indoor space with an open ceiling.
  • the fine particle concentration reduction operation may be applied to an indoor space in which at least one side of the sidewall is open.
  • the system for reducing the concentration of fine particles may include at least one device for reducing the concentration of fine particles located close to an unopened surface.
  • the system for reducing the concentration of fine particles is located close to the unopened surface to charge the fine particles in the indoor space, and the charged fine particles are attached to some structures of the indoor space or are pushed out of the indoor space, forming a space charge to generate electric power. It may include a device for reducing the concentration of fine particles to provide a.
  • the fine particle concentration reduction system may include at least one fine particle concentration reduction device positioned close to the open surface.
  • the system for reducing the concentration of fine particles is located close to the open surface to charge the fine particles in the indoor space, and the charged fine particles are attached to some structures of the indoor space or are pushed out of the indoor space by forming a space charge to generate electric force. It may include a device for reducing the concentration of fine particles to provide.
  • 36 is a flowchart illustrating an embodiment of a method of installing the apparatus for reducing concentration of fine particles described in the present specification.
  • the method of installing the device for reducing the concentration of fine particles includes the step of installing a structure for installing the device (S1301), installing the device on the installed structure (S1303). I can.
  • Installing the structure for installing the device may include determining an installation location of the device. Determining the installation location of the device may include determining the height from the ground of the location where the device is installed. For example, the installation position of the device can be determined based on the effective radius of the device.
  • Installing a structure for installing the device may include providing a structure providing electrical or magnetic stability.
  • the environment or structure in which the device is installed may be provided to have electrical or magnetically stable properties.
  • the structure may be provided to have at least some insulated sections.
  • the structure may be formed of at least some non-magnetic material.
  • installing the structure for installing the device may include installing a structure for installing the fine dust reduction device at a first position spaced apart from the ground surface by a first distance.
  • a structure in which the device is installed may include a first end and a second end contacting the fine dust reduction device.
  • the structure may include a section that is at least partially electrically insulated between the first end and the second end.
  • the structure can be electrically grounded at the first stage.
  • the structure may abut the ground at the first stage.
  • the structure may be fixed to buildings or other objects at the first stage.
  • An insulated section may be located between the device and the second end where the structure and the device abut.
  • the first end and the second end may be spaced apart by a predetermined distance.
  • Installing the device on the structure may include installing the device such that the first side of the device is in contact with the structure.
  • the apparatus may include a first side on which the water reservoir is located and a second side on which the nozzle is located.
  • installing the device on the structure may include installing such that the first side where the storage container is located is in contact with the structure.
  • the device in the case of installing the device on a structure to build an outdoor fine particle concentration system, the device has a first side where a storage container is located relatively close to a building, and a second side where the nozzle is located is relatively It can be installed in a building so that it is located away from the building.
  • the first side where the storage container is located is located relatively close to the inner wall
  • the second side where the nozzle is located is relatively It can be installed at one location indoors so that it is located away from the inner wall.
  • Installing the device on the structure may include positioning the device so that the nozzles of the device face a direction perpendicular to the ground. Installing the device on the structure may include positioning the device so that the nozzles of the device face a direction parallel to the ground. When the device includes a plurality of nozzles, the device may be positioned such that at least one of the plurality of nozzles has a direction perpendicular to or parallel to the ground.
  • Installing the device on the structure may include installing the device close to a second of the first and second ends of the structure. Installing the device on the structure may include installing the device at a second end opposite to the first end facing the surface of the structure.
  • Installing the device on the structure may include installing the device so that it protrudes from the structure.
  • Installing the device on the structure may include installing the device to a sidewall of the structure (eg, a target building) so as to protrude in one direction, eg, a direction perpendicular to the sidewall.
  • Installing the device on a structure may include installing the device on a plurality of structures.
  • installing the device may include installing the device on or between a plurality of structures such that the device is supported by the plurality of structures.
  • the method of installing the device for reducing the concentration of fine particles may further include connecting a water supply to the device.
  • the device for reducing the concentration of fine particles may use a cartridge in which a liquid is stored in advance, or may be operated in a direct manner.
  • the method of installing the device for reducing the concentration of fine particles may further include connecting water supplied to the device via at least a portion of the structure.
  • 38 is a flow chart illustrating an embodiment of a method for managing the apparatus for reducing concentration of fine particles described in the present specification.
  • a method of managing a device for reducing concentration of fine particles includes: installing the device (S1301), obtaining status information from the device (S1303), and configuring the device based on the status information. It may include the step of at least partially changing (S1305).
  • Installing the device may be implemented similar to that described above with respect to FIG. 37.
  • Installing the device may include installing the device in a first state.
  • Installing the device may include inserting a first reservoir container containing a first volume of liquid into the device.
  • Installing the device may include inserting into the device a first cartridge containing a first volume of liquid.
  • Installing the device may include connecting a water pipe to the device and supplying liquid to a nozzle of the device through the water supply.
  • Obtaining status information from the device may include obtaining a liquid supply status of the device.
  • Obtaining status information from the device may include obtaining an amount of liquid in a cartridge contained in the device.
  • Obtaining status information from the device may include obtaining an amount of liquid supplied to a nozzle of the device.
  • Changing at least some of the device configuration based on the state information may include changing the liquid supply state of the nozzle.
  • changing at least some of the device configuration based on the status information may include changing the first cartridge to the second cartridge when the amount of liquid contained in the first cartridge is less than a predetermined ratio of the first capacity.
  • changing at least some of the device configuration based on the status information may include supplying a liquid to the first storage container.
  • changing at least some of the device configuration based on the status information may include replacing a nozzle or nozzle array of the device.

Landscapes

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Abstract

본 발명의 일 양태는, 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치에 있어서, 액체를 저장하는 용기, 상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프, 상기 장치에 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 기준 값 이상의 전압을 인가하고, 상기 공급된 전하에 의해 대전된 상기 대상 영역의 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공하는 장치에 관한 것이다.

Description

미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치 및 방법
본 발명은 미세 입자 농도를 관리하는 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 대상 영역에 전기력을 작용하여 미세 입자 농도를 관리하는 장치 등에 관한 것이다.
최근 제조업의 발달 및 산업 폐기물의 증가 등으로 인한 공기 중 유해 성분의 위험성이 대두되고 있다. 특히, 바람을 타고 이동하는 미세 먼지 또는 초미세먼지의 경우, 마스크를 착용하여도 충분히 걸러지지 않아 아동, 노인 등 취약 집단에게는 심각한 호흡기 질환을 초래할 수 있다.
종래의 공기 순환 및 포집 방식은 미세 먼지가 함유된 주변 공기를 흡입하여, 비선택적으로 처리로 에너지 효율이 낮은 문제점이 있다. 또한, 정화된 깨끗한 공기가 오염된 공기와 섞여, 같은 자리에서 같은 공기만 정화된다. 고밀도의 필터를 사용할 경우, 미세 먼지 제거율을 증가시키나 압력 손실이 크다.
종래의 반응 물질 살포 방식은 살수 방식과 인공 강우 방식이 있다. 살수 방식은 많은 양의 물을 살포해도 낮은 초미세먼지 저감효과를 제공한다. 또한, 종래의 인공 강우 방식은 많은 강수량이 있어야 미세 먼지 제거 효과가 발현된다. 본 명세서에서는, 이러한 문제점을 극복하면서 공기 중 유해 물질의 농도를 낮추는 방식을 제안한다.
본 발명의 일 과제는, 넓은 영역의 공기 품질을 효율적으로 관리하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 과제는 크기가 일정 수준 이하인 입자의 공기 중 농도를 저감하기 위한 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제가 상술한 과제로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 과제들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 양태에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 장치에 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 공급하는 컨트롤러를 포함하되, 컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 기준 값 이상의 전압을 인가하고, 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공하며, 미세 입자에 제공되는 전기력은 대상 영역에 공급된 전하에 의해 형성되는 전기장에 의해 제공되고, 대상 영역의 미세 입자는 공급된 전하에 의해 상기 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전되는 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 다른 일 양태에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치에 있어서, 액체를 저장하는 용기, 상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프, 상기 장치에 전력을 공급하는 전원, 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 컨트롤러 및 상기 전하를 띠는 물질에 대하여 비-전기력을 제공하는 입자 분산부를 포함하고, 상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 출력하는 장치가 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 전하를 공급 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서, 상기 장치는 액체를 저장하는 용기, 상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하는 컨트롤러를 포함하고, 상기 방법은, 상기 컨트롤러가 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 펌프를 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 상기 액체를 공급하는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 전원 및 상기 펌프를 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 상기 대상 영역에 전하를 공급하는 단계 및 상기 컨트롤러가 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하여, 상기 대상 영역의 상기 미세 입자를 대전하고, 상기 대상 영역에 공급된 전하에 의해 상기 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전된 상기 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향 성분을 적어도 일부 포함하는 전기력을 제공하는 단계를 포함하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 또 다른 일 양태에 따르면, 전하를 공급 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서, 상기 장치는 액체를 저장하는 용기, 상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원, 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 컨트롤러 및 상기 전하를 띠는 물질에 대하여 비-전기력을 제공하는 입자 분산부를 포함하고, 상기 방법은, 상기 컨트롤러가 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 펌프를 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 상기 액체를 공급하는 단계, 상기 컨트롤러가 상기 전원 및 상기 펌프를 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 상기 전하를 띠는 액적을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하는 단계 및 상기 컨트롤러가 상기 입자 분산부를 이용하여, 상기 노즐의 상기 액적이 생성되는 일 단 부근에 위치된 상기 전하를 띠는 물질에 상기 일 단으로부터 멀어지는 방향으로 비-전기력을 제공하는 단계를 포함하는 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 과제의 해결 수단이 상술한 해결 수단들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 해결 수단들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명에 의하면, 넓은 영역의 공기 품질을 효율적으로 관리하는 장치 및 방법 등이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 실외 공기 품질을 관리하는 장치 및 방법 등이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 공기 품질을 친환경적으로 관리하는 장치 및 방법 등이 제공될 수 있다.
본 발명에 의하면, 크기가 일정 수준 이하인 입자의 공기 중 농도를 저감하기 위한 장치 및 방법이 제공될 수 있다.
본 발명의 효과가 상술한 효과들로 제한되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본 명세서 및 첨부된 도면으로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 3은 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 6은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 명세서에서 설명하는 발명에서 이용될 수 있는 노즐의 몇 가지 예를 도시한 것이다.
도 8은 노즐의 말단을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 일 실시예에 따른 노즐 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 10는 일 실시예에 따른 노즐 어레이를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 노즐 어레이의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12은 노즐 어레이의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 13는 실시예에 따른 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 14은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 15는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 16은 다른 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 17은 본 발명의 일 실시예에 따른 학습 장치의 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 18은 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 19는 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 20은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 21은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 22는 공기 중 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명을 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 23은 시간에 따른 장치 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 24는 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 장치의 노즐에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25는 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 장치의 노즐에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26은 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 27은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 28은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 29는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 30은 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 31은 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 32는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다.
도 33은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 34는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 35는 실내 미세 입자 농도 저감을 위한 미세 입자 농도 저감 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 37은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 38은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 39는 미세 입자 농도 저감 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 40은 미세 입자 농도 저감 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 41은 미세 입자의 농도의 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 42는 미세 입자의 농도의 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 43은 미세 입자의 농도의 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 44는 일 실시예에 따른 장치의 일부 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 45는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치를 이용한 미세 입자 농도 저감 실험을 설명하기 위한 도면이다.
도 46은, 미세 입자 농도 변화를 설명하기 위한 실험예이다.
도 47은 미세 입자 농도 변화를 설명하기 위한 다른 실험예이다.
도 48은 미세 입자의 크기 별 미세 입자의 농도 변화를 설명하기 위한 실험예이다.
도 49는 센서 위치 및 노즐 전압 인가에 따른 미세 입자 농도 변화를 살펴보기 위한 실험예이다.
본 발명의 상술한 목적, 특징들 및 장점은 첨부된 도면과 관련된 다음의 상세한 설명을 통해 보다 분명해질 것이다. 다만, 본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예들을 가질 수 있는 바, 이하에서는 특정 실시예들을 도면에 예시하고 이를 상세히 설명하고자 한다.
도면들에 있어서, 층 및 영역들의 두께는 명확성을 기하기 위하여 과장된 것이며, 또한, 구성요소(element) 또는 층이 다른 구성요소 또는 층의 "위(on)" 또는 "상(on)"으로 지칭되는 것은 다른 구성요소 또는 층의 바로 위뿐만 아니라 중간에 다른 층 또는 다른 구성요소를 개재한 경우를 모두 포함한다. 명세서 전체에 걸쳐서 동일한 참조번호들은 원칙적으로 동일한 구성요소들을 나타낸다. 또한, 각 실시예의 도면에 나타나는 동일한 사상의 범위 내의 기능이 동일한 구성요소는 동일한 참조 부호를 사용하여 설명한다.
본 발명과 관련된 공지 기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 본 명세서의 설명 과정에서 이용되는 숫자(예를 들어, 제1, 제2 등)는 하나의 구성요소를 다른 구성요소와 구분하기 위한 식별 기호에 불과하다.
또한, 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함 만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다.
실시예에 따른 방법은 다양한 컴퓨터 수단을 통하여 수행될 수 있는 프로그램 명령 형태로 구현되어 컴퓨터 판독 가능 매체에 기록될 수 있다. 상기 컴퓨터 판독 가능 매체는 프로그램 명령, 데이터 파일, 데이터 구조 등을 단독으로 또는 조합하여 포함할 수 있다. 상기 매체에 기록되는 프로그램 명령은 실시예를 위하여 특별히 설계되고 구성된 것들이거나 컴퓨터 소프트웨어 당업자에게 공지되어 사용 가능한 것일 수도 있다. 컴퓨터 판독 가능 기록 매체의 예에는 하드 디스크, 플로피 디스크 및 자기 테이프와 같은 자기 매체(magnetic media), CD-ROM, DVD와 같은 광기록 매체(optical media), 플롭티컬 디스크(floptical disk)와 같은 자기-광 매체(magneto-optical media), 및 롬(ROM), 램(RAM), 플래시 메모리 등과 같은 프로그램 명령을 저장하고 수행하도록 특별히 구성된 하드웨어 장치가 포함된다. 프로그램 명령의 예에는 컴파일러에 의해 만들어지는 것과 같은 기계어 코드뿐만 아니라 인터프리터 등을 사용해서 컴퓨터에 의해서 실행될 수 있는 고급 언어 코드를 포함한다. 상기된 하드웨어 장치는 실시예의 동작을 수행하기 위해 하나 이상의 소프트웨어 모듈로서 작동하도록 구성될 수 있으며, 그 역도 마찬가지이다.
1. 개요
1.1 목적
본 명세서에서는, 대상 영역에서 공기 중에 부유하는 입자의 농도를 전기장을 이용하여 저감하기 위한 방법, 장치, 시스템 등에 관한 발명에 대하여, 몇몇 실시예를 들어 설명한다. 이하에서는, 전하를 띠는 입자를 방출하여, 대상 영역에서 대상 입자의 농도를 감소시키는 방법, 장치, 시스템 등에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
넓은 대상 영역에 미소 입자가 공기 중에 부유하고 있는 경우, 이를 화학적 또는 물리적인 방법으로 제거하는 것이 곤란한 경우가 있을 수 있다. 예컨대, 대상 영역에 일정 크기(예컨대, 2.5 PM)이하의 미세 먼지가 일정 농도 이상 분포하고 있는 경우에, 살수 처리를 통한 초미세먼지의 정화 효과는 매우 미미하며, 대상 영역이 넓은 경우에는 필터를 이용한 정화의 효율이 매우 떨어질 수 있다. 이하에서는, 여기서 예시된 경우 등을 포함하는 다양한 환경에서 광역 공기 품질 관리를 위해 이용될 수 있는 방법, 장치 및 시스템 등에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
1.2 동작의 개요
본 명세서에서 설명하는 대상 영역에서 공기 중에 부유하는 입자의 밀도를 저감하기 위한 방법, 장치, 시스템 등은 정전기적 현상을 이용하여 입자를 대상 영역으로부터 강제 이동 시킴으로써, 목적하는 밀도 저감 효과를 얻어낼 수 있다. 여기에서는, 이러한 입자 농도 저감 동작에 대하여 예를 들어 설명한다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작은, 대상 영역(또는 대상 공간)의 대상 입자의 분포 농도를 감소시키기 위하여, 대상 영역으로 전하를 띠는 미세 액적을 방출하는 것을 포함할 수 있다. 입자 농도의 저감 동작은, 대상 영역에 전하를 띠는 미세 액적을 방출하여, 대상 영역에 전기장을 형성하는 것을 포함할 수 있다. 입자 농도의 저감 동작은, 액적과 동일한 전하를 띠는 대상 입자가 대상 영역으로부터 밀려나도록, 대상 영역에 전기장을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
도 1 내지 5는 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 1 내지 5를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작은 전기장을 형성하는 장치(100)에 의해 수행될 수 있다.
도 1을 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 방출 또는 생성할 수 있다. 장치(100)가 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하는 것은, 다양한 방법을 이용하여 수행될 수 있다.
예컨대, 장치(100)는 전하를 띠는 액적을 분무 또는 분사할 수 있다. 장치(100)는 정전기적 척력 또는 물리력을 이용하여 전하를 띠는 액적을 외부로 분사할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 전자 분무(electrospray) 또는 정전 분무(electrostatic spray)를 이용하여, 전하를 띠는 액적을 생성할 수 있다.
다른 예로, 장치(100)는 코로나 방전극 등의 방전 수단을 이용하여 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 장치(100)는 코로나 방전극 등의 방전 수단을 이용하여 대전된 액적을 생성할 수도 있다.
장치(100)에 의해 생성되는 액적은 일정한 범위 내의 크기를 가지도록 생성될 수 있다. 예를 들어, 액적은 수십 nm 에서 수백 nm 사이의 평균 직경을 가지도록 생성될 수 있다.
장치(100)에 의해 생성되는 액적은 장치(100)의 노즐로부터 방출되는 액체 벌크로부터 분리되어 액적의 형태를 가지게 된 액체를 의미할 수 있다. 장치(100)에 의해 생성되는 액적의 크기는 액적이 생성된 직후의 크기를 의미할 수 있다. 다시 말해, 장치(100)는 그 생성 직후의 평균 직경이 수 μm인 액적을 생성할 수 있다. 장치(100)에 의해 생성되는 액적은 증발에 의해 그 크기가 변동될 수 있다. 예컨대, 장치(100)에 의해 생성되는 액적은 그 직경이 대략적으로 수 μm 에서 수nm로 감소할 수 있다.
장치(100)는 대기중으로 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 장치(100)는 대기중으로 전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다. 장치(100)는 액체와 외부의 인터페이스에서 전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다. 액체와 외부의 인터페이스는 액체와 장치(100) 바깥의 공간이 만나는 인터페이스일 수 있다. 액체와 외부의 인터페이스는 액체와 장치(100) 내부에 마련된 챔버(chamber) 내부 공간 사이의 인터페이스일 수 있다.
장치(100)에 공급되는 전하를 띠는 물질(CS)은 장치(100)로부터 공급된 전하, 이온, 또는 이를 포함하는 액상 또는 고상의 물질일 수 있다. 예컨대, 전하를 띠는 물질(CS)은 음 또는 양의 전하를 띠는 이온일 수 있다. 또는, 장치(100)에 공급되는 전하를 띠는 물질(CS)은, 장치에 의해 공급된 전하를 획득하고 미세 입자(FP)에 전달하는 전하 전달 물질을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치(100)는 전하를 띠는 액적을 출력할 수 있다.
장치(100)에서 생성되는 액적은 대전된 상태일 수 있다. 대전된 액적은 음 또는 양의 전하를 가지는 액체 방울을 의미할 수 있다. 대전된 액적은 음 또는 양의 전하를 띠는 물질을 함유하는 액적을 의미할 수 있다. 대전된 액적은 음 또는 양의 전하를 띠는 물질을 포함하는 용액의 액적일 수 있다.
장치(100)에서 생성되는 액적은 전하를 띠는 물질 및 액체(또는 용매)를 포함하는 액체 방울일 수 있다. 액적은 전하를 띠는 이온과 용매를 포함하는 액체 방울일 수 있다. 액적은 음 및/또는 양의 전하를 띨 수 있다. 액적은 음 및/또는 양의 전하를 띠는 이온을 포함할 수 있다. 액적은 음 및 양의 전하를 모두 포함하되, 음 또는 양의 전하를 더 많이 포함할 수 있다.
장치로부터 생성된 액적은 분열(explode)할 수 있다. 예를 들어, 전하를 띠는 물질과 용매를 포함하는 액적은, 증발에 의하여 그 크기(또는 부피 또는 질량)가 작아질 수 있다. 액적의 크기가 작아짐에 따라 전기력이 액적의 표면 장력보다 커질 수 있다. 액적의 크기가 작아짐에 따라 정전기적 반발력이 액적의 표면 장력을 상쇄하여 액적이 분열(fission)할 수 있다. 액적이 분열하면, 다수의 보다 작은 크기의 액적이 생성될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 전하를 띠는 물질(CS)을 통하여, 직접적 또는 간접적으로 공기 중에 부유하는 미세 입자(FP)에 전하를 전달하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치(100)는 의해 전하를 띠는 액적을 통하여 공기 중의 전하 전달 물질 또는 미세 입자(FP)로 전하를 적어도 일부 전달할 수 있다. 액적은 전하 전달 물질을 통하여 미세 입자(FP)에 간접적으로 전하를 제공할 수 있다. 액적은 미세 입자(FP)에 직접적으로 전하를 제공할 수 있다. 액적 또는 상술한 전하의 간접 또는 직접 전달은 복합적으로 일어날 수 있다.
장치(100)는, 전하를 띠는 액적을 통하여, 대상 영역(TR) 내의 적어도 일부의 미세 입자(FP)를 음 또는 양의 전하를 가지도록 대전할 수 있다. 예를 들어, 장치(100)로부터 방출된 액적이 음의 전하를 띠는 경우, 액적은 미세 입자(FP)로 음의 전하를 직접 또는 간접적으로 전달할 수 있다. 예컨대, 액적은 직접 미세 입자(FP)와 접촉하여 음의 전하를 전달하거나, 미세 입자(FP)와 접촉하여 음의 전하를 전달하는 전하 전달 물질로 전하를 전달할 수 있다.
미세 입자(FP)는 장치(100)에 의해 공급된 전하를 띠는 물질(CS), 예컨대, 전하를 띠는 액적 또는 전하를 띠는 액적으로부터 전하를 전달받은 공기 중의 전하 전달 성분으로부터 음의 전하 또는 양의 전하를 전달받고, 대전될 수 있다.
전하 전달 물질은 전자 또는 전하를 운반하는 물질을 의미할 수 있다. 전하 전달 물질은 방출된 액적에 포함된 전하를 전달 받고 직접적 또는 간접적으로 미세 입자(FP)에 전하를 전달하는 물질을 의미할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 전하 전달 물질은 대상 영역(TR)의 공기를 구성하는 기상의 물질일 수 있다, 또는, 전하 전달 물질은 액적 또는 액적에 포함된 전하를 띠는 물질을 획득하는, 물질일 수 있다. 전하 전달 물질은 장치(100)에 의해 제공되지 않는 물질일 수 있다. 또는, 전하 전달 물질은 장치(100)에 의해 별도로 제공될 수도 있다. 전하 전달 물질은 대상 영역(TR)에 포함된 물질, 입자, 분자, 이온 등을 의미할 수 있다. 예컨대, 전하 전달 물질은 대상 영역에 부유하는 소정 물질의 분자(예컨대, 산소 분자)일 수 있다.
대상 영역(TR)은 미세 입자(FP)의 분포 농도 저감의 대상이 되는 영역 또는 공간을 의미할 수 있다. 대상 영역(TR)은 3차원의 공간을 의미할 수 있다. 대상 영역(TR)은 물리적인 경계예 의해 정해지는 공간일 수 있다. 대상 영역(TR)은 가상의 경계에 의하여 정해지는 공간일 수 있다. 대상 영역(TR)은 장치를 중심으로 소정의 기하학적 형태를 가지도록 결정된 영역일 수 있다. 예컨대, 대상 영역(TR)은, 장치를 중심으로 소정의 반경을 가지는 반구 또는 변형된 반구형의 영역일 수 있다.
미세 입자(FP)의 분포 농도는 단위 부피의 공기에 포함된 미세 입자(FP)의 질량을 의미할 수 있다. 또는, 미세 입자(FP)의 분포 농도는 단위 부피의 공기에 포함된 미세 입자(FP)의 부피를 의미할 수 있다. 미세 입자(FP)의 분포 농도는, 소정의 부피에 미세 입자(FP)가 포함된 정도를 가리키는 다른 파라미터로 갈음될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자의 농도 저감 동작은, 장치(100)가 전기 분무(electrospray)의 형태로 액적을 분무하는 것을 포함할 수 있다. 이하에서는, 도 2를 참조하여 전기 분무를 통한 액적의 분무에 대하여 설명한다.
도 2를 참조하면, 일 실시예에 따른 장치(100)의 노즐에 액체가 공급되고, 노즐에 전압에 인가됨에 따라 노즐 말단의 액체에 정전기적 척력이 작용할 수 있다. 다시 말해, 노즐에 전압이 인가됨에 따라 노즐 내부 액체(또는 액체에 포함된 물질)에 분극이 발생하고, 분극의 정도에 비례하여 분극된 물질들 사이에 척력이 작용할 수 있다. 예를 들어, 노즐에 -전압이 인가되는 경우, 액체 내의 이온에 대하여 분극이 발생하여, +이온이 인력에 의해 노즐 면에 접근하고 - 이온은 척력에 의해 노즐 면으로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 이러한 척력이 강해짐에 따라 - 이온을 포함하는 액체가 액적의 형태로 분리될 수 있다.
노즐에 전압이 인가됨에 따라 정전기적 척력에 의하여 노즐 말단에 테일러 콘(taylor cone)이 형성될 수 있다. 노즐에 전압이 인가됨에 따라 노즐 말단의 분극된 액체에 일정 수준 이상의 척력이 작용하면, 말단으로부터 분리된 액체가 액적을 형성할 수 있다. 분리된 액적들은 전기장에 의해 가속되어 제트(jet)를 형성할 수 있다.
도 2를 참조하면, 노즐로부터 방출된 액적의 부피가 증발에 의해 감소하면, 분열(Coulomb fission)에 의하여 자식 액적(children droplet) 또는 미세 액적(FD)이 다수 생성될 수 있다. 다시 말해, 액적의 크기가 작아짐에 따라 액적이 레일리 한계(Rayleigh limit)에 도달하면, 액적은 쿨롱 분열(Coulomb fission)에 의해 분열할 수 있다. 액적은 분열하여, 미세 액적(FD) 스프레이를 형성할 수 있다.
액적 또는 미세 액적(FD)은 공기 중의 전하 전달 물질 또는 미세 입자(FP)로 전하를 적어도 일부 전달할 수 있다. 일 예로, 액적은 공기 중의 전하 전달 물질, 예컨대, 공기 중의 산소 분자에 음의 전하를 적어도 일부 전달할 수 있다. 산소 분자는 액적으로부터 음의 전하를 전달받고, 공기 중의 미세 입자(FP)로 음의 전하 적어도 일부 전달할 수 있다. 또는, 액적 또는 자식 액적이 미세 입자(FP)로 음의 전하를 직접 전달할 수도 있다.
한편, 도 2에서 설명하는 전기 분무는 일 예에 불과하며, 본 명세서에서 설명하는 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. 본 명세서에서 설명하는 발명은, 전기 분무가 아닌 다른 형태의 전하 방출 방식을 이용하여 구현될 수도 있다.
일 실시예에 따르면, 장치는 정전 분무 형태로 액적을 방출할 수 있다. 예를 들어, 위에서 예시된, 전기적 반발력에 의해 액적이 방출되는 형태의 전기 분무와는 달리, 비-전기력, 예컨대 물리력에 의해 액적이 형성되는 정전 분무에 의해 액적이 생성될 수도 있다. 정전 분무를 이용하는 경우에도, 노즐에 고전압을 인가하여 액체가 전하를 띠도록 하되, 액적의 형성은 초음파에 의한 진동, 가스 분사 등에 의할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 장치(100)는 전하를 가지는 물질을, 액적이 아닌 다른 형태로 방출할 수도 있다. 장치(100)로부터 방출되는 물질은 전하를 전기장을 형성할 수 있으면 족하고, 반드시 미세 액적의 형태로 방출되어야만 하는 것은 아니다. 장치(100)로부터 방출되는 물질은 전하를 가지고 공간에 분포하는 미세 입자(FP)에 전하를 전달하고, 미세 입자(FP)에 영향을 미치는 액적 외의 형태일 수 있다. 예를 들어, 장치(100)로부터 방출되는 물질은 방전된 전하 또는 전하를 가지는 이온일 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)으로 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 장치(FP)는 상술한 액적을 통하여 대상 영역(TR)으로 전류를 출력할 수 있다. 장치(100)가 전류를 출력하는 것은, 장치(100)로부터 음 또는 양의 전하가 방출되는 것을 의미할 수 있다. 예컨대, 장치(100)가 전류를 출력하는 것은, 장치(100)로부터 방출되는 액적이 음 또는 양의 전하를 가지고 방출되는 것을 의미할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치(100)는, 도 2에서 예시하는 전기 분무를 이용하여 대상 영역(TR)으로 전류를 출력할 수 있다. 장치(100)는, 전기 분무를 통하여 음 또는 양의 전하를 띠는 액적을 출력함으로써, + 또는 - 값의 전류를 출력할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)를 적어도 일부 대전하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)는 장치로부터 방출된 전하의 적어도 일부를, 직접 또는 간접적으로 획득할 수 있다.
미세 입자(FP)는 작은 크기의 입자를 포괄하는 용어로 이해될 수 있다. 미세 입자(FP)는 제거 대상이 되는 특정 종류의 입자를 의미할 수 있다. 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR)의 공기 중에 부유하는 먼지 입자일 수 있다. 미세 입자(FP)는 총먼지(TSP, Total Suspended Particles), 미세먼지(PM, Particulate Matter) 및/또는 초미세먼지(PM2.5 이하)를 의미할 수 있다. 미세 입자(FP)는 소정 크기 이하의 초미세먼지(예컨대, PM2.5 또는 직경 2.5μm 이하)로 이해될 수 있다. 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR) 내의 유해 물질로서 농도를 감소시키고자 하는 부유 물질로 이해될 수 있다.
미세 입자(FP)는 이온 성분, 탄소 성분, 금속 성분 중 하나 이상을 포함할 수 있다. 예컨대, 미세 입자(FP)는 염소 이온(Cl-), 질산염(NO3 - ), 암모늄(NH4 + ), 황산염(SO4 2-), 나트륨 이온(Na+) 등의 이온 성분을 포함할 수 있다. 미세 입자(FP)는 크롬(Cr), 베릴륨(Be), 비소(As), 카드뮴(Cd), 철(Fe), 아연(Zn), 티타늄(Ti) 등의 금속 성분을 포함할 수 있다.
미세 입자(FP)는, 전하를 띠는 물질, 전하 전달 물질 또는 미세 액적과 접촉 또는 결합할 수 있다. 미세 입자(FP)는 전하를 띠는 물질, 전하 전달 물질 또는 미세 액적으로부터 전하를 전달받을 수 있다.
장치(100)는 미세 입자(FP)를 대전할 수 있다. 미세 입자(FP)는, 미세먼지는 필드 차징 기작(field charging mechanism) 또는 확산 차징 기작(diffusion charging mechanism)에 의하여 대전될 수 있다. 다시 말해, 미세 입자(FP)는, 전기장에 의해 이동하는 하전 입자가 미세먼지와 만나 미세 먼지를 대전시키는 필드 차징 기작에 의하여 대전될 수 있다. 또는, 미세 입자(FP)는, 대전 입자의 랜덤 모션(random motion)에 의하여 미세 먼지를 대전시키는 확산 차징 기작에 의하여 대전될 수 있다.
도 3을 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)에 공간 전하(space charge) 또는 전기장을 형성하는 것을 포함할 수 있다.
장치(100)는 지속 또는 반복적으로 전하를 가지는 액적을 방출하여 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)는 전하를 가지는 액적을 방출하여, 대상 영역(TR) 상에 불균일한 전하 밀도를 가지는 공간 전하를 형성할 수 있다. 전하 밀도는 부피 전하 밀도, 즉, 단위 부피당 존재하는 전하량(C/m3)을 의미할 수 있다. 공간 전하는 장치(100)로부터 미세 입자(FP)의 거동에 영향을 미칠 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 지속적으로 전하를 방출함으로써 장치 주변에서 높은 전하 밀도를 가지고 장치로부터의 거리가 멀어질수록 전하 밀도가 낮아지는 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)에 의해 형성된 공간 전하는 대상 영역(TR)에 전기장을 형성할 수 있다.
장치(100)는 지속 또는 반복적으로 전하를 가지는 액적을 방출하여, 대상 영역(TR)에 전기장을 형성할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 지면(GND)으로부터 장치 방향으로 전기장을 형성할 수 있다. 예를 들어, 장치(100)는, 음 또는 양의 전하를 지속적으로 생성함으로써, 생성되는 전하들과 지면(GND)과의 사이에서 전기장이 형성되도록 작동할 수 있다. 장치(100)는 음전하를 가지는 액적을 방출함으로써 지면(GND)에서 장치를 향하는 방향의 전기장을 형성할 수 있다.
일 예로, 장치(100)는 지속적으로 전하를 방출함으로써 장치 주변에서 높은 세기를 가지고 장치로부터의 거리가 멀어질수록 세기가 낮아지는 전기장을 형성할 수 있다. 장치(100)는 전하를 방출하여 공간 전하를 형성함으로써 전기장을 형성할 수 있다.
장치(100)는 대상 영역(TR)에 형성되는 전기장의 세기, 방향, 특성, 분포 범위 등을 조절할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 적절한 범위에 적절한 세기의 전기장이 형성되도록, 외부로 방출되는 액적의 양, 액적을 통하여 방출되는 전류(또는 전하)등을 조절할 수 있다. 구체적인 예로, 장치(100)는 액적이 방출되는 노즐에 인가되는 전압을 조정함으로써, 공기 중으로 방출되는 전류를 조절하여 전기장의 특성을 조절할 수 있다.
또는, 장치(100)는 대상 영역(TR)에 분포되는 공간 전하의 범위, 밀도, 세기 등을 조절할 수 있다. 장치는 외부로 방출되는 액적의 양, 액적을 통하여 방출되는 전류 등을 조절할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 노즐에 인가되는 전압을 조절하여 대상 영역(TR)에 분포되는 공간 전하의 특성을 조절할 수 있다.
도 4를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도를 감소시키는 것을 더 포함할 수 있다. 입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR)에 전기장(또는 공간 전하)을 형성하여, 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)의 농도를 적어도 일부 비율 감소시키는 것을 포함할 수 있다.
입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가, 대전된 미세 입자(FP)의 이동에 직접 또는 간접적으로 관여하여 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)의 밀도를 떨어트리는 것을 포함할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)에 전기장을 형성하고 유지하여 미세 입자(FP)의 밀도를 감소시킬 수 있다. 장치(100)는 전기장을 유지하기 위하여, 지속 또는 반복적으로 액적을 방출할 수 있다.
입자 농도 저감 동작은, 대상 영역(TR)에 전기장을 유지하여 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도를 감소시키는 것을 포함할 수 있다. 전기장을 유지하는 것은, 대상 영역(TR)에 일정 세기 이상의 전기장이 형성된 상태를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 전기장을 유지하는 것은, 대전된 입자를 방출하여 대상 영역(TR)에 전하 밀도의 기울기(gradient)가 존재하는 상태를 유지하는 것을 의미할 수 있다. 장치(100)는, 지속 또는 반복적으로 액적을 방출하여 대상 영역(TR)에 전기장을 유지할 수 있다.
장치(100)가 대상 영역(TR)에 전기장을 유지함에 따라, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)의 밀도가 시간에 따라 감소할 수 있다. 장치(100)가 대상 영역(TR)에 전기장을 유지함에 따라, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)의 밀도가 일정 수준 이하로 유지될 수 있다.
장치(100)는 전기장의 유지 상태를 조절할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 밀도를 감소시키기 위하여, 일정 시간 이상 전기장을 유지할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP) 농도에 따라 전기장의 유지 시간을 조절할 수 있다. 장치(100)는 외부 조건을 고려하여 전기장의 유지 상태를 조절할 수 있다. 일 예로, 장치(100)는 대상 영역(TR)의 온도, 습도, 고도 등의 환경 조건을 고려하여 전기장의 유지 시간, 유지 주기 등을 조절할 수 있다.
입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가, 대상 영역(TR) 내의 적어도 일부의 대전된 미세 입자(FP)를 대상 영역(TR) 밖으로 밀어내는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 음 또는 양으로 대전된 미세 입자(FP)가 척력에 의해 밀려나도록, 대상 영역(TR)에 지속적으로 음 또는 양의 전하를 출력하여 전기장을 형성할 수 있다.
구체적인 예로, 장치(100)가 지속적 또는 반복적으로 음의 전하를 띠는 액적을 방출하여 전기장을 형성하면, 장치(100)로부터 방출된 음의 전하에 의해 적어도 일부 대전된 미세 입자(FP)는 형성된 전기장을 따라 대상 영역(TR)의 외측으로 이동될 수 있다. 장치(100)는, 음 또는 양의 전하를 지속적으로 출력하여, 음 또는 양으로 대전된 미세 입자(FP)를 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동시킬 수 있다.
장치(100)에 의해 형성되는 전기장(또는 공간 전하)은 미세 입자(FP)의 거동 특성에 영향을 미칠 수 있다. 일 예로, 형성된 전기장의 세기는 미세 입자(FP)의 이동 속도에 영향을 미칠 수 있다. 전기장의 세기는 장치에서 멀어질수록 약해질 수 있다. 이때, 대전된 미세 입자(FP)는 전기장 또는 공간 전하의 영향으로 이동할 수 있고, 전기장의 세기가 강한(또는 공간 전하의 밀도가 높은) 장치 인근에서, 장치에서 먼 위치에서보다 빠르게 이동할 수 있다. 다시 말해, 장치에 가까운 미세 입자(FP)가 장치에서 멀리 떨어진 미세 입자(FP)보다 빠른 이동 속도로 밀려날 수 있다. 다른 예로, 형성된 전기장의 방향은 미세 입자(FP)의 이동 방향에 영향을 미칠 수 있다.
도 5를 참조하면, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도 저감 동작은, 부유하는 미세 입자(FP)를 제거하는 것을 더 포함할 수 있다. 입자 농도 저감 동작은, 장치(100)가 대상 영역(TR)에 전하를 방출하여, 공간 전하의 분포를 유지하고, 공간 전하를 통하여 대상 영역(TR)에 부유하는 미세 입자(FP)를 적어도 일부 제거하는 것을 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 장치(100)는 대전된 액적을 방출하여, 대상 영역(TR)에 공간 전하가 형성된 상태를 일정 시간 이상 유지할 수 있다. 이에 따라, 대상 영역(TR)의 대전된 미세 입자(FP)는 장치(100)에 의해 형성된 공간 전하에 의한 전기력의 영향을 받을 수 있다. 대전된 미세 입자(FP)는 장치(100)에 의한 전기력, 중력 등에 의하여 이동될 수 있다.
대전된 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR)의 외측으로 밀려날 수 있다. 대전된 미세 입자(FP)는 대상 영역(TR) 외부로 이동되거나 지면(GND) 또는 대상 물체(예컨대, 대상 영역 내의 건물 외벽 등)를 향하여 이동될 수 있다. 대전된 미세 입자(FP)는 지면(GND) 또는 대상 물체에 도달하고, 접지되어 전하를 잃을 수 있다. 미세 입자(FP)는 지면(GND)또는 대상 물체와 접촉하여 전기적 중성 상태로 변경될 수 있다. 미세 입자 저감 동작에서, 지면(GND) 또는 지면(GND)과 연결된 대상 물체가 주요 로스 채널로 기능할 수 있다.
이상에서는, 입자 농도의 저감 동작에 대하여, 장치로부터 방출된 전류에 의해 미세 입자(FP)가 대전되고, 대전된 미세 입자(FP)가 장치로부터 방출된 전류에 의해 대상 영역(TR)에 형성된 전기장의 영향으로 대상 영역(TR)으로부터 밀려나는 경우를 예시로 하여 설명하였다. 그러나, 본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작이 이에 한정되지는 아니한다.
본 명세서에서 설명하는 입자 농도의 저감 동작은, 전류를 방출함으로써 대상 영역(TR) 내에 전기장을 유지하고, 전기장의 영향으로 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)가 적어도 일부 이동되도록 하는 다양한 형태로 구현될 수 있다. 이하에서는, 위에서 예시된 입자 농도의 저감 동작을 수행하는 장치, 시스템 및 방법 등에 관련하여, 몇몇 실시예를 들어 보다 상세히 설명한다.
2. 미세 입자 농도 저감 장치
2.1 정의
여기에서는, 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예로서, 미세 입자의 농도를 저감하는 장치에 대하여 설명한다. 일 실시예에 따르면, 장치는 대상 영역의 미세 입자 농도 저감을 위하여, 음 또는 양의 전하를 출력하여, 장치 주변에 전기장을 형성할 수 있다.
장치는 전술한 미세먼지 저감 동작을 수행할 수 있다. 장치는 대상 영역 내에 음 또는 양의 전하를 출력하고, 대상 영역에 전기장을 형성하고, 대상 영역 내의 미세먼지 농도를 감소시킬 수 있다.
2.2 장치의 구성
2.2.1 미세 입자 농도 저감 장치의 구성
본 명세서에서 설명하는 발명에 의하면, 미세 입자의 농도를 저감하는 장치(100)가 제공될 수 있다.
도 6은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치를 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 6을 참조하면, 일 실시예에 따른 장치는 저수부(110), 급수부(120), 출수부(130), 통신부(140), 센서부(150), 전원부(160) 및 제어부(170)를 포함할 수 있다.
저수부(110)는 액체를 저장할 수 있다. 저수부(110)는 외부로부터 공급된 액체 또는 미리 저장된 액체를 저장할 수 있다. 저수부(110)는 액체의 이탈을 방지하거나 변질을 방지할 수 있다.
저수부(110)는 액체를 저장하는 저장 용기를 포함할 수 있다. 저수부(110)는 외부로부터 액체를 공급받는 유입 호스 및/또는 출수부(130)로 액체를 공급하는 유출 호스를 포함할 수 있다.
저수부(110)는 액체의 변질을 방지하도록 또는 액체에 의한 변성이 방지되도록 마련될 수 있다. 예컨대, 저수부(110)는 액체의 변질 및 저수 용기의 변성이 방지되도록 코팅(예컨대, 부식 방지 코팅)될 수 있다. 또 예컨대, 저수부(110)는 액체가 외부 환경에 따라 변질되지 않도록, 단열재, 내열재, 보온재, 내화제 등을 포함할 수 있다. 저수부(110)는 저수 용기 외부에 형성된 세라믹 단열재를 포함할 수 있다.
저수부(110)는 전기 전도도를 가지는 액체를 저장할 수 있다. 저수부(110)는 특정 성분을 포함하는 액체를 저장할 수 있다. 저수부(110)에 저장되는 액체는 하나 이상의 종류의 이온을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 저수부(110)에 저장되는 액체는 이온 성분을 포함할 수 있다. 저수부(110)에 저장된 액체에 이온 성분이 필요에 따라 부가될 수도 있다. 액체는 음이온 또는 양의 이온 성분을 포함할 수 있다. 저수부(110)는 기준값 이상의 점도를 가지는 액체를 저장할 수 있다. 일 예로, 저수부(110)에 저장되는 액체는 증류수, 가정용수, 산업용수, 지하수 등일 수 있다.
저수부(110)는 출수부(130)와 연결될 수 있다. 저수부(110)는 유출 호스를 통하여 출수부(130)와 연결되고, 출수부(130)로 액체를 공급할 수 있다. 저수부(110)는, 급수부에 의하여 출수부(130)로 액체를 공급할 수 있다. 저수부(110)는 액체가 미리 저장된 카트리지, 액체가 저장될 수 있는 카트리지 또는 외부로부터 공급되는 액체가 저장될 수 있는 저수 용기 형태로 구현될 수 있다.
급수부(120)는 액체의 이동을 발생시킬 수 있다. 급수부(120)는 유압, 공압, 기계 모터 등을 이용하여 액체가 유동하게 할 수 있다. 급수부(120)는 액체가 일 위치로부터 타 위치로 전달(transfer)할 수 있다. 일 예로, 급수부(120)는 일정한 유량으로 액체를 이동시킬 수 있다. 급수부(120)는 미리 정해진 유량 또는 유속으로 액체를 전달할 수 있다. 급수부(120)는 액체의 이동 경로를 제공할 수 있다. 예컨대, 급수부(120)는, 전술한 것과 같이 추가적인 전력을 소비하여 액체의 이동을 발생시키는 것 외에도, 액체가 중력에 의해 이동하거나, 모세관력(capillary force)에 의해 유동하도록 경로를 제공할 할 수 있다. 구체적인 예로, 급수부(120)는 액체 용기 및 용기에 저장된 액체가 용기로부터 기압 또는 중력에 의해 일정량씩 방출되도록 형성된 방출구를 포함할 수 있다.
급수부(120)는 펌프 모듈을 포함할 수 있다. 펌프 모듈은 시린지 펌프, 유압 펌프, 공압 펌프 등을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 급수부(120)는 저수부(110)에 저장된 액체를 출수부(130)로 공급할 수 있다. 급수부(120)는, 제어부의 제어에 의해 저수부에 저장된 액체를 미리 정해진 유량으로 출수부(130)로 공급할 수 있다. 급수부(120)는 수 μL/min 에서 수백 μL/min 의 유량으로 액체를 공급할 수 있다. 예컨대, 급수부(120)는 20 μL/min 이하의 속도로 액체를 공급할 수 있다.
출수부(130)는 액체를 출력할 수 있다. 출수부(130)는 저수부로부터 급수부를 통하여 공급되는 액체를 방출할 수 있다. 출수부(130)는 전원부와 연결될 수 있다. 출수부(130)는 전원부로부터 전원을 공급받을 수 있다. 출수부(130)에는 전원부에 의하여 고전압이 인가될 수 있다. 출수부(130)는 고전압이 인가됨에 따라 대전된 액적을 외부로 방출할 수 있다.
출수부(130)는 액체를 분출하는 노즐을 적어도 하나 포함할 수 있다. 출수부(130)는 액적을 분무하는 노즐을 적어도 하나 포함할 수 있다. 출수부(130)는, 고전압이 인가되는 노즐을 적어도 하나 포함할 수 있다. 출수부(130)는, 고전압이 인가됨에 따라 그 내부에 위치된 액체가 전기 분무되도록 마련된 노즐을 적어도 하나 포함될 수 있다. 노즐에는 전원부에 의해 고전압이 인가될 수 있다. 노즐은 스테인리스 스틸 등의 금속, 유리, 융합 실리카(fused silica) 등으로 형성될 수 있다.
노즐은 전기 분무 또는 정전 분무에 용이한 형태를 가질 수 있다. 노즐은 수십에서 수백 μL의 내경, 수백 μm 이상의 외경을 가지도록 형성될 수 있다. 일 예로, 노즐은 외경 0.3mm, 내경 0.1mm의 노즐이 이용될 수 있다.
노즐은 외면 및 내면을 가질 수 있다. 노즐은 말단면을 가질 수 있다. 노즐은 말단으로 갈수록 좁아지는 테이퍼드 팁 형태를 가질 수 있다. 노즐의 외면은 원통형 또는 말단으로 갈수록 좁아지는 테이퍼드 형태로 마련될 수 있다. 노즐의 내면은 원통형 또는 테이퍼드 형태로 마련될 수 있다.
노즐의 각 면은 친수성 또는 소수성을 띨 수 있다. 노즐의 각 면은 친수성 또는 소수성 물질로 형성되거나, 친수성 또는 소수성 물질로 코팅되어 마련될 수 있다. 노즐의 각 면은 다른 성질을 띨 수 있다. 일 예로, 노즐의 외면 및 말단면은 소수성을 띠고 노즐의 내면은 친수성을 띠도록 마련될 수 있다.
도 7은 본 명세서에서 설명하는 발명에서 이용될 수 있는 노즐의 몇 가지 예를 도시한 것이다.
도 7의 (a)를 참조하면, 노즐은 원통형의 외면 및 원통형의 내면을 가질 수 있다. 도 7의 (b)를 참조하면, 노즐은 원통형의 내면 및 테이퍼드 형태의 외면을 가질 수 있다. 도 7의 (c)를 참조하면, 노즐은 원뿔형의 외면 및 원뿔형의 내면을 가질 수 있다. 도 7의 (d)를 참조하면, 노즐은 선형의 노즐, 예컨대 슬릿 형태의 노즐을 가질 수 있다. 노즐은 도 7의 (a) 내지 (d)에서 나타내는 형태가 혼합된 복합 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 노즐은 다각 기둥 형태와 테이퍼드 형태가 결합된 되면 및 원통형의 내면을 가질 수도 있다.
도 7의 (a) 내지 (d)를 참조하면, 노즐은 말단을 가질 수 있다. 노즐의 말단은 노즐의 형태에 따라 뭉툭하거나 날카롭게 형성될 수 있다. 도 7의 (a)에서 예시하는 원통형 노즐의 경우 뭉툭한 말단을 가질 수 있다. 도 7의 (c)에서 예시하는 원뿔형 노즐의 경우 날카로운 말단을 가질 수 있다
본 명세서에서 설명하는 장치에서 이용되는 노즐은, 내경 및 외경을 가질 수 있다. 이때, 노즐의 외경과 내경의 비율은 노즐의 길이 방향에 따라 달라질 수 있다. 예컨대, 도 7의 (b) 또는 (c)에서 예시하는 노즐의 경우, 말단으로 갈수록 내경에 대한 외경의 비율이 작아질 수 있다.
노즐의 말단에서, 내경에 대한 외경의 비율에 따라 노즐 말단의 형태가 달라질 수 있다. 예컨대, 내경에 대한 외경의 비율이 큰 노즐은 뭉툭한 말단을 가질 수 있다. 또 예컨대, 단부에서 내경에 대한 외경의 비율이 작은 노즐은 좁은 말단면을 가질 수 있다.
도 8은 노즐의 말단면을 예시적으로 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a) 및 (b)는 노즐의 길이 방향에서 관찰한 평면도를 나타낸 것이다.
도 8의 (a)는 뭉툭한 말단면을 가지는 노즐을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (a)를 참조하면, 뭉툭한 말단면을 가지는 노즐의 내경(r1)에 대한 외경(r2)의 비율은 비교적 큰 값을 가질 수 있다. 예컨대, 내경(r1)에 대한 외경(r2)의 비율은 1.5 내지 2배일 수 있다.
도 8의 (b)는 좁은 말단면을 가지는 노즐을 설명하기 위한 도면이다. 도 8의 (b)를 참조하면, 노즐은 말단으로 갈수록 외경이 작아지는 테이퍼드 형태를 가질 수 있다. 예컨대, 노즐의 말단면에서의 외경(r4)은, 노즐의 말단면에서 이격된 위치에서의 외경(r5)보다 작을 수 있다. 도 8의 (b)를 참조하면, 노즐의 내경(r3) 대한 외경(r4의 비율은 비교적 큰 값을 가질 수 있다. 예컨대, 좁은 말단면을 가지는 내경(r3) 대한 외경(r4)의 비율은 1.001 내지 1.01배일 수 있다.
출수부(130)는 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 출수부(130)는 복수의 노즐이 배열된 노즐 어레이(array)를 포함할 수 있다. 노즐 어레이는 서로 나란하게 배열된 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 노즐 어레이는 서로 다른 방향으로 배열된 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 예컨대, 복수의 노즐은 방사형으로 배열될 수 있다. 복수의 노즐은, 각각의 노즐에서 방출되는 전류로 인한 상호 영향이 최소화 되도록, 서로 다른 방향을 향하도록 배열될 수 있다.
도 9는 일 실시예에 따른 노즐 어레이(1000)를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 일 실시예에 따른 노즐 어레이(1000)는 베이스 및 베이스에 위치된 복수의 노즐을 포함할 수 있다. 노즐 어레이(1000)는 베이스에 고정된 복수의 노즐(1030)을 포함할 수 있다. 노즐 어레이(1000)는 노즐이 고정되는 복수의 관통공을 포함하고, 각각의 관통공에 형성된 노즐(1030)을 포함할 수 있다. 복수의 노즐은 소정의 간격(d)을 가지도록 위치될 수 있다. 노즐 사이의 간격(d)은 노즐에 인가되는 전압을 고려하여 정해질 수 있다.
도 10의 (a) 및 (b)는 몇몇 실시예에 따른 노즐 어레이(1001, 1002)를 설명하기 위한 도면이다. 도 10을 참조하면, 노즐 어레이(1001)는, 복수의 노즐(1031) 및 제어 전극(1051)을 포함하는 기판 형태로 마련될 수 있다. 복수의 노즐(1031)은 소정의 간격(d)을 가지도록 형성될 수 있다. 노즐 사이의 간격(d)은 노즐에 인가되는 전압을 고려하여 정해질 수 있다.
제어 전극은 기판(1011,1012)의 일 면에 위치될 수 있다. 제어 전극은 액체가 방출되는 측 면에 위치될 수 있다. 제어 전극은 기판(1011,1012)의 양면, 예컨대, 상면 및 하면에 위치될 수도 있다. 제어 전극은 노즐과 연결되지 않도록 위치될 수 있다.
기판(1011, 1012)에 형성된 제어 전극 또는 복수의 노즐(1031, 1032)에는 고전압이 인가될 수 있다. 제어 전극 또는 복수의 노즐(1031, 1032)에 고전압이 인가되면, 관통공의 말단부에서 방출되는 액체가 대전될 수 있다. 특히, 분리된 제어 전극 각각에 인가되는 전압을 달리함으로써, 액체가 방출되는 방향이 제어될 수 있다.
도 10의 (a)를 참조하면, 노즐 어레이의 일 면에는 제어 전극면(1051)이 형성될 수 있다. 도 10의 (b)를 참조하면, 노즐 어레이의 일 면에는 관통공 주변에 제어 전극 패턴(1052)이 형성될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노즐 어레이는 인쇄 회로 기판(PCB, printed circuit board) 형태로 마련될 수 있다. 노즐 어레이는, 비아(via) 공정을 통하여 형성된 관통공을 포함하고 관통공 부근에 전극이 패터닝된 인쇄 회로 기판 형태로 마련될 수 있다.
기판에 패터닝된 전극은 복수의 노즐에 대한 패턴 제어에 이용될 수 있다. 예를 들어, 기판이 복수의 패터닝된 전극을 포함하는 경우, 장치(100)는 각각의 전극에 인가되는 전압을 달리함으로써 각각의 노즐의 전기 분무 출력 또는 전기 분무의 방향을 제어할 수 있다. 다른 예를 들어, 복수의 전극은 하나 이상의 노즐 그룹으로 나뉘어 제어될 수 있다. 장치(100)는 각 그룹에 대응되는 전극에 인가되는 전압값을 조절하여, 그룹 별 전기 분무 동작을 제어할 수 있다.
노즐 어레이의 모든 토출구에서 동시에 지속적으로 전하를 띠는 액적이 방출되는 경우, 토출구들 부근에 공간 전하 밀도가 올라감으로써 목표하는 전류값을 출력하기 위한 전압이 상승되어, 의도하지 않은 부수적 현상이 발생될 수 있다. 예컨대, 필요 전압의 상승에 의한 의도되지 않은 코로나 방전이 발생될 수 있다. 노즐 어레이의 모든 토출구에서 동일한 방향으로 전하를 띠는 액적을 방출하는 경우에도 유사한 문제가 발생될 수 있다. 이를 방지하기 위하여, 노즐 어레이에 포함되는 복수의 노즐 군을 분리하여 제어할 수 있다. 일예로, 장치(100)는, 액적이 토출되는 토출구(예컨대, 노즐 또는 관통공의 일단) 근처에서의 공간 전하에 의한 전압 상승 효과를 상쇄하기 위하여 개별 노즐 그룹에 순차적으로 또는 번갈아가면서 전압을 인가할 수 있다. 또는, 장치(100)는, 개별 노즐 그룹이 전하를 띠는 액적을 방출하는 방향을 바꾸어가며, 토출구 근처에서의 노즐 전압을 관리할 수 있다.
도 11의 (a) 및 (b)는 기판에 패터닝된 전극의 몇몇 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 11의 (a)를 참조하면, 기판에는 복수의 관통공 및 선형 제어 전극이 형성될 수 있다. 선형(즉, 막대 형태) 제어 전극은 관통공 열(column) 또는 행(row)에 대응되도록 형성될 수 있다. 선형 제어 전극은 관통공 열(column) 또는 행(row)을 감싸도록 형성될 수 있다. 하나의 선형 제어 전극은, 복수의 노즐을 포함하는 하나의 그룹의 노즐에서의 전기 분무를 제어하는데 이용될 수 있다. 장치(100)는 선형 제어 전극들을 개별적으로 제어함으로써 관통공 그룹들의 전기 분무를 개별 제어할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노즐 어레이는 제1 전극(LE1), 제2 전극(LE2), 제3 전극(LE3) 및 제4 전극(LE4)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제4 전극(LE1, LE2, LG3, LE4)은 제1 내지 제4 노즐 그룹((LG1, LG2, LG3, LG4)을 각각 둘러싸도록 형성될 수 있다.
장치(100)는, 제1 전극 내지 제4 전극(LE1, LE2, LG3, LE4)에 서로 다른 전압을 인가할 수 있다. 장치(100)는 제1 전극 내지 제4 전극(LE1, LE2, LG3, LE4)에 순차적으로 전압을 인가할 수 있다. 장치(100)는 제1 전극 및 제3 전극(LE1, LG3)에 제1 전압을 인가하고, 제2 전극 및 제4 전극(LE2, LE4)에 제2 전압을 인가하였다가, 제1 전극 및 제3 전극(LE1, LG3)에 제2 전압을 인가하고, 제2 전극 및 제4 전극(LE2, LE4)에 제1 전압을 인가하는 것을 반복할 수 있다.
도 11의 (b)를 참조하면 노즐 어레이는 기판(1012), 복수의 노즐(1032) 및 동심원 형태를 가지는 복수의 제어 전극(1032)을 포함할 수 있다. 복수의 제어 전극(1032)은, 동일한 간격을 가지는 다중 링 형태로 형성될 수 있다. 링 전극은 원형으로 배열된 복수의 관통공을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 개별 링 전극은 원형으로 배열된 복수의 관통공을 포함하는 관통공 그룹에서의 전기 분무를 제어하는데 이용될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노즐 어레이는 제1 링 전극(RE1), 제2 링 전극(RE2) 및 제3 링 전극(RE3)을 포함할 수 있다. 제1 내지 제3 전극(RE1, RE2, RE3)은 각각 제1 내지 제3 관통공 그룹(RG1, RG2, RG3)을 둘러싸도록 형성될 수 있다.
장치(100)는 제1 링 전극 내지 제3 전극(RE1, RE2, RE3)을 개별적으로 제어하여, 제1 내지 제3 관통공 그룹(RG1, RG2, RG3)에서의 전기 분무 동작을 개별적으로 제어할 수 있다. 장치(100)는 제1 링 전극(RE1), 제2 링 전극(RE2) 및 제3 링 전극(RE3)에 순차적으로 전압을 인가할 수 있다. 장치(100)는 제1 링 전극(RE1), 제2 링 전극(RE2) 및 제3 링 전극(RE3)에 각각 제1 전압, 제2 전압, 제3 전압을 인가하여, 미세 액적의 방출 여부, 방출 방향 등을 조절할 수 있다. 장치(100)는 제1 링 전극(RE1) 및 제3 링 전극(RE3)에 제1 전압을 인가하고, 제2 링 전극(RE2)에 제2 전압을 인가하였다가, 제1 링 전극(RE1) 및 제3 링 전극(RE3)에 제2 전압을 인가하고, 제2 링 전극(RE2)에 제1 전압을 인가하는 것을 반복할 수 있다.
한편, 도 11의 (a) 및 (b)에서는 노즐 어레이를 평면도를 예시로 들어 설명하였으나, 노즐 어레이에 포함되는 각각의 노즐 그룹 또는 제어 전극이 형성하는 면은 서로 상이할 수 있다. 예를 들어, 제1 노즐 그룹에 포함되는 각 노즐의 말단과 제2 노즐 그룹에 포함되는 각 노즐의 말단은, 노즐 어레이의 베이스에 대하여 돌출된 높이가 상이할 수 있다. 또는, 제1 전극과 제2 전극은 노즐 어레이의 베이스에 대하여 돌출된 높이가 상이할 수 있다. 또는, 제1 전극과 제1 전극에 대응되는 제1 노즐 그룹에 포함되는 각 노즐의 말단은 노즐 어레이의 베이스에 대하여 돌출된 높이가 상이할 수 있다.
도 9 내지 11에서는, 전기 분무를 통하여 액적을 생성하는 노즐 어레이 등을 기준으로 설명하였으나, 이는 예시에 불과하고, 본 발명의 내용이 이에 한정되는 것은 아니다. 노즐 어레이 등은 별도의 액적 생성 수단(예컨대, 기체 분출부 또는 진동부 등)를 더 포함하고, 정전 분무에 의해 액적을 생성할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 저수부(110)와 출수부(130)는 일체로서 마련될 수 있다. 예를 들어, 일 실시예에 따른 장치는, 액체를 저장하는 저수 용기 및 저수 용기와 연결된 노즐을 포함하는 카트리지를 이용하여 대전된 액적을 분사하는 형태로 구현될 수도 있다.
통신부(140)는 외부 장치와 유선 또는 무선으로 통신할 수 있다. 통신부(140)는 양방향(bi-directional) 또는 단방향 통신을 수행할 수 있다. 예컨대, 통신부(140)는, 근거리 통신망(LAN, Local Area Network), 무선 근거리 통신망(WLAN, Wireless Local Area Network), 와이파이(WIFI), 지그비(ZigBee), 와이기그(WiGig), 블루투스(Bluetooth) 등을 통하여 외부 장치와 통신할 수 있다. 통신부(140)는, 유선 또는 무선 통신 모듈을 포함할 수 있다.
통신부(140)는, 외부 장치로부터 정보를 획득하거나, 외부 장치로 정보를 전달할 수 있다. 예를 들어, 통신부(140)는, 외부 장치로부터 제어 명령을 획득하고, 제어부 또는 대응되는 부(unit)로 전달할 수 있다. 또는, 통신부(140)는, 센서부에 의해 획득된 장치 정보, 상태 정보 등을 외부 장치로 전달할 수 있다. 통신부(140)는, 사용자 단말, 제어 장치, 제어 서버 및/또는 다른 장치 등의 외부 장치와 통신할 수 있다. 일 예로, 통신부(140)는 외부의 서버 등과 통신하여, 대상 영역의 기상 정보 등을 포함하는 환경 정보를 획득할 수 있다.
센서부(150)는 정보를 획득할 수 있다. 센서부(150)는 측정 파라미터의 측정 값을 포함하는 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서부(150)는 장치 내부의 상태 정보, 장치의 작동 정보 및/또는 장치 외부의 환경 정보를 획득할 수 있다.
일 예로, 센서부(150)는 저수부(110), 급수부(120), 출수부(130), 통신부(140), 기체 분사부, 전원부(160) 등 장치를 구성하는 부분들의 상태 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서부는, 저수부(110)에 저장된 용수의 온도, 용수의 양, 급수부(120)의 동작 상태, 출수부(130)의 출수 효율(예컨대, 노즐 막힘 발생 여부), 장치 내부의 온도, 출수부(130)의 온도, 저수부(110)의 온도 등의 상태 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서부(150)가 장치가 기체 분사부를 포함하는 경우, 기체 분사부에서 출력되는 기체의 세기, 온도 등의 상태 정보를 획득할 수 있다.
다른 예로, 센서부(150)는 온도 정보, 습도 정보, 기류(예컨대, 풍속), 공기 품질(예컨대, 미세 먼지의 농도) 정보 등의 환경 정보를 획득할 수 있다. 환경 정보는 센서부(150)가 측정한 정보 또는 외부로부터 획득한 정보일 수 있다. 예컨대, 센서부(150)는 외부 측량 센터로부터 환경 정보를 전달 받을 수 있다.
또 다른 예로, 센서부(150)는 장치의 작동과 관련된 작동 정보를 획득할 수 있다. 센서부(150)는 장치가 제어 명령에 따라 적절히 작동하고 있는지 판단하는데 이용되는 작동 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서부(150)는 장치에서 출력되는 전류, 장치의 노즐에 인가되는 전압, 장치 주변의 전하 밀도, 장치 주변의 전기장의 세기, 장치 주변의 미세 입자의 농도 등을 획득할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 센서부(150)가 장치가 입자 분산부를 포함하는 경우, 입자 분산부에 의해 입자가 분산되는 영역의 전하 밀도, 전기장의 세기 등의 작동 정보를 획득할 수 있다.
센서부(150)는 특정 파라미터(예컨대, 환경 정보)에 대하여, 센서부(150)가 위치된 장치 주변에서 측정된 주변 값, 대상 영역의 평균치를 나타내는 평균 값 또는 특정 위치에서의 값을 나타내는 특정 위치 값을 획득할 수 있다.
센서부(150)는 정보를 획득하는 센서 모듈을 포함할 수 있다. 또는, 센서부(150)는 센서 모듈을 포함하고 직접 정보를 획득하는 외부 장치로부터 측정 값을 획득할 수 있다.
센서 모듈은 장치 내부에 위치되거나, 장치 외부로 노출될 수 있다. 예컨대, 장치에 관한 상태 정보 또는 작동 정보를 획득하는 센서 모듈은 장치 내부에 고정될 수 있다. 또 예컨대, 장치 외부에 관한 환경 정보 또는 작동 정보를 획득하는 센서 모듈은 장치 외부로 노출되어 위치될 수 있다.
센서부(150)를 통하여 획득된 정보는 장치의 제어에 이용될 수 있다. 예컨대, 상태 정보 또는 환경 정보는, 작동 명령을 결정하는데 이용될 수 있다. 작동 정보 등은, 이상 작동 정보가 발생한 경우 사용자 알림을 생성하는데 이용될 수 있다. 센서부(150)를 통하여 획득된 정보가 충분히 축적되면, 장치의 이력 제어가 수행될 수 있다. 장치의 제어와 관련하여서는, 제어부의 동작과 관련하여 보다 상세히 후술한다.
전원부(160)는 장치의 동작에 필요한 전원을 공급할 수 있다. 전원부(160)는 장치를 구성하는 각 부분에 전원을 공급할 수 있다. 전원부는 출수부, 급수부, 저수부, 통신부, 센서부 및/또는 제어부에 전원을 공급할 수 있다. 전원부(160)는 직류 또는 교류 전원을 공급할 수 있다. 전원부(160)는 각 부에 다른 형태로 전원을 공급할 수도 있다.
전원부(160)는 장치의 구성 요소, 예컨대 출수부(130)에 고전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 전원부(160)는 커넥터를 통하여 출수부(130)에 고전압을 인가할 수 있다. 전원부(160)는, 출수부(130)를 통하여 토출되는 액체가 전하를 띠는 액적의 형태로 분출되도록, 노즐에 고전압을 인가할 수 있다. 전원부(160)는, 노즐에 전기 분무가 일어나기에 충분한 세기의 전압을 인가할 수 있다. 전원부(160)는 노즐에, 지면(GND)에 대해 큰 전위차를 가지는 전압을 인가할 수 있다. 전원부(160)는 노즐에, 지면(GND)에 대하여 양의 전압 또는 음의 전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 전원부(160)는 단위 노즐에 -1kV 이하의 고전압을 인가할 수 있다.
도 6에서 도시하지는 아니하였으나, 장치는 기체 분사부를 더 포함할 수 있다. 기체 분사부는 출수부(130)에 의해 액적이 분출되는 위치로 기체를 분사할 수 있다.
기체 분사부는 출수부(130)로부터 분출되는 액적을 향하여 기체를 방출하여, 액적의 증발을 촉진할 수 있다. 기체 분사부는 액적의 증발을 촉진하여, 액적의 분열이 보다 안정적으로 발생하게 할 수 있다. 기체 분사부는 액적의 증발을 촉진하여, 공간 전하가 대상 영역에 안정적으로 분포되도록 할 수 있다.
기체 분사부는 액적이 분출되는 토출구 근처로 기체를 분출하여, 토출구 부근의 대전된 입자들을 밀어냄으로써 토출구 부근의 공간 전하 밀도를 국소적으로 감소시킬 수 있다. 기체 분사부는 토출구 부근의 공간 전하 밀도을 감소시킴으로써, 후술하는 입자 분산부의 기능을 함께 수행할 수 있다.
기체 분사부는 액체가 방출되는 토출구 근처로 기체를 분출하여, 액적의 생성을 촉진할 수 있다. 기체 분사부는, 액체가 방출되는 토출구를 향하여 기체를 분출하여, 액체로부터 액적이 분리될 수 있도록 물리력을 작용할 수 있다. 기체 분사부는, 보다 작은 크기의 액적이 생성되도록 액체 또는 생성된 액적을 향하여 기체를 방출할 수 있다.
기체 분사부는 액적의 진행 경로를 제공할 수 있다. 기체 분사부는 액체가 방출되는 토출구 근처로 기체를 분출하여, 방출된 액적 또는 입자를 특정 방향을 향하여 이동하도록 유도할 수 있다.
기체 분사부는 에어 노즐 및 에어 펌프를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 에어 펌프는 액체를 공급하는 펌프와 일체로서 형성될 수도 있다. 기체 분사부는 기체가 유입되는 인렛을 포함할 수 있다. 기체 분사부는 기체의 분출을 조절하는 플로우 레귤레이터를 포함할 수 있다.
기체 분사부는 복수의 에어 노즐을 포함할 수 있다. 복수의 에어 노즐은 서로 나란하게 마련되거나, 서로 다른 방향을 향하도록 마련될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 복수의 에어 노즐은 출수부(130)에 의해 액적이 방출되는 영역을 향하도록 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기체 분사부는 전술한 출수부(130) 내에 마련될 수 있다. 기체 분사부는 전술한 출수부(130)와 일체로서 마련될 수 있다.
기체 분사부는, 필요에 따라, 가열 모듈을 더 포함할 수 있다. 가열 모듈은 전열 코일, 유도 가열 코일 또는 열전 소자 등의 가열 수단을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 기체 분사부는 에어 노즐, 에어 펌프 및 가열 모듈을 포함하고, 가열된 기체를 분사할 수 있다.
기체 분사부는 반응성이 작은 기체를 분사할 수 있다. 예컨대, 기체 분사부는 질소 기체, 아르곤 기체, 압축 공기 등을 분사할 수 있다. 기체 분사부는 비활성 기체를 분사할 수 있다.
기체 분사부는 전하 전달 물질을 포함하는 기체를 분사할 수 있다. 기체 분사부는 액적에 포함된 전하를 띠는 물질로부터 전하를 획득하는 전하 전달 물질을 포함하는 기체를 방출할 수 있다. 예를 들어, 기체 분사부는, 산소(O2) 성분을 포함하는 기체를 방출할 수 있다.
도 12의 (a) 는 노즐 어레이의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12의 (a)를 참조하면, 노즐 어레이(1003)는 기체 분출구(1073)를 더 포함할 수 있다. 기체 분출구(1073)는 노즐과 동축 구조를 가지도록 마련될 수 있다. 기체 분출구(1073)는 노즐과 노즐 사이에 형성될 수 있다. 기체 분출구(1073)는 노즐 주변에 형성되는 별도의 관통공으로 마련될 수 있다. 기체 분출구(1073)는 노즐과 나란히 형성되어, 노즐로부터 분사되는 대전된 액적을 밀어낼 수 있다. 복수의 기체 분출구(1073)는 하나의 에어 펌프로부터 기체를 공급받을 수 있다.
도 6에서 도시하지는 아니하였으나, 장치는 입자 분산부를 더 포함할 수 있다. 입자 분산부는 대전된 액적이 분출되는 토출구 근처에서, 공간 전하 밀도를 조절함으로써, 노즐에 인가되는 전압을 필요에 따라 조절 할 수 있다.
예를 들어, 입자 분산부는 출수부(130)에 의해 대전된 액적이 토출되는 영역에 대하여 비전기력을 작용함으로써, 액적이 토출되는 노즐 말단 부근의 대전된 입자를 분산시킬 수 있다. 입자 분산부는 노즐 말단 부근의 대전된 입자를 분산시킴으로써 노즐 말단 부근의 공간 전하 밀도를 떨어트릴 수 있다. 입자 분산부는 노즐 말단 부근의 공간 전하 밀도를 감소시킴으로써, 노즐을 통하여 기준 전류를 방출하기 위하여 노즐에 인가되어야 하는 기준 전압을 떨어트릴 수 있다. 입자 분산부는 기준 전압을 떨어트려 노즐 말단에 인가되는 전압이 적정 범위 내에 유지되도록 할 수 있다.
예를 들어, 노즐 말단에 인가되는 전압은 10 kV ~ 15 kV 범위 내의 값으로 유지될 수 있다. 노즐 말단에 인가되는 전압의 적정 범위는 노즐 말단부의 형상에 따라 달라질 수 있다. 노즐 말단부의 형상에 따라 노즐로부터 코로나 방전 등의 직접 방전이 발생하는 전압 값이 달라질 수 있고, 이에 따라 노즐 말단에 인가되는 전압의 적정 범위가 변동될 수 있다. 예컨대, 노즐에 날카로운 모서리가 포함된 경우 전압의 적정 범위는 보다 낮은 상한 값을 가질 수 있다.
구체적인 예를 들어, 장치(100)의 일 노즐에서 전하를 띠는 액적을 통하여 기준 전류 1mA를 방출하기 위하여 노즐에 인가되어야 하는 기준 전압은, 노즐의 토출구 주변의 공간 전하 밀도에 따라 다를 수 있다. 예컨대, 장치(100)가 작동을 개시하는 시점에서는 토출구 주변의 공간 전하가 거의 존재하지 않는 상태에서의 기준 전류 1mA를 방출하기 위한 기준 전압은 8kV일 수 있다. 장치가 일정 시간 이상 연속적으로 작동한 이후 시점에서는 토출구 주변은 높은 공간 전하 밀도를 가질 수 있고, 이때의 기준 전압은 9kV 이상일 수 있다. 입자 분산부는, 토출구 주변의 전하를 띠는 입자를 밀어냄으로써 토출구 공간 전하 밀도를 낮추고, 기준 전압을 9kV보다 낮은 값, 예컨대, 8.5 kV로 낮출 수 있다.
입자 분산부는 기준 전압을 낮춤으로써, 기준 전압을 적정 범위 내로 유지할 수 있다. 입자 분산부는 기준 전압을 적정 범위로 유지함으로써, 장치(100)의 에너지 효율을 향상시킬 수 있다. 입자 분산부는 노즐 말단에서 발생할 수 있는 불필요한 방전 또는 물질의 생성을 방지할 수 있다. 입자 분산부는 장치의 안정성 및 안전성을 향상시킬 수 있다.
입자 분산부는 전술한 기체 분사부의 형태로 구현될 수도 있다.
도 6에서 도시하지는 아니하였으나, 장치는 가열부를 더 포함할 수 있다.
가열부는 장치(100)의 구성 또는 장치(100)에서 방출되는 액체 또는 기체를 가열할 수 있다. 가열부는 장치의 각 부 중 하나 이상을 가열하기 위해 이용될 수 있다. 예컨대, 가열부는 저수부, 출수부(130) 또는 기체 분사부의 일부분을 가열할 수 있다.
예를 들어, 가열부는 저수부 주변에 위치될 수 있다. 가열부는 저수부의 저수 용기를 둘러싸고, 저수 용기 및 저수 용기에 저장된 액체를 가열할 수 있다. 가열부는 출수부(130)의 노즐 주변에 위치되고 노즐 및 노즐을 통과하는 액체를 가열할 수 있다. 가열부는 기체 분사부의 에어 노즐 주변에 위치되고 에어 노즐 및 노즐을 통과하는 기체를 가열할 수 있다. 가열부는 액적이 방출되는 영역을 가열할 수 있다. 예컨대, 가열부는 액적이 방출되는 영역으로 분사되는 기체를 가열하여, 액적이 방출되는 영역을 가열할 수 있다.
가열부는 전열 코일, 유도 가열 코일 또는 열전 소자 등의 가열 수단을 포함할 수 있다.
도 12의 (b) 는 노즐 어레(1004)이의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 12의 (b)를 참조하면, 노즐 어레이(1004)는 가열 모듈(1094)을 더 포함할 수 있다. 가열 모듈(1094)은, 노즐 주변에 배치될 수 있다. 가열 모듈(1094)은, 노즐과 노즐 사이에 배치될 수 있다. 가열 모듈(1094)은, 복수의 노즐을 둘러싸도록 배치될 수 있다. 가열 모듈(1094)은, 노즐과 동축 구조를 가지도록 형성될 수 있다. 가열 모듈(1094)은 코일 형태로 마련될 수 있다. 가열 모듈(1094)은, 기체 분출구를 감싸는 코일 형태로 마련되어 분출되는 기체를 가열하도록 배치될 수 있다. 가열 모듈(1094)은, 노즐을 감싸는 코일 형태로 마련되어, 분사되는 액체를 가열할 수 있다.
도 6에서 도시하지는 아니하였으나, 장치(100)는 인터페이스부를 포함할 수 있다.
인터페이스부는 외기와 출수부(130)를 연결하는 공간으로 구현될 수 있다. 인터페이스부는 외부 환경의 변화가 장치로부터 방출되는 액적에 의한 공간 전하의 형성에 미치는 영향이 최소화되도록, 외부로부터 적어도 일부 차단된 공간을 제공할 수 있다.
인터페이스부는 출수부(130)로부터 방출되는 액적에 필요한 환경을 제공할 수 있다. 예컨대, 인터페이스부는 액적의 증발 또는 분열이 충분히 일어나도록 하기 위한 온도 또는 습도를 제공할 수 있다.
인터페이스부는 반응 공간, 예컨대 챔버(chamber)를 포함할 수 있다. 챔버는 외부 환경의 영향을 약화하기 위한 구성, 예컨대, 단열재, 절연재, 내열재, 방수재, 발수재 등을 포함할 수 있다. 인터페이스부는 외부의 영향을 차단하기 위한 커버를 포함할 수 있다. 커버는 장치(100)의 동작 상태에 따라 개폐될 수 있다.
인터페이스부는 출수부(130)와 연결되어 형성될 수 있다. 인터페이스부는 기체 분사부, 입자 분산부 또는 가열부와 연결되어 형성될 수 있다.
제어부는 장치 및/또는 각 부(unit)의 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 제어 명령을 생성하고, 장치의 각 부를 제어할 수 있다. 제어부는, 통신부를 통하여 제어 명령을 획득하고, 획득된 제어 명령에 기초하여 해당 부를 제어 할 수 있다.
제어부는 저수부, 급수부, 출수부(130), 통신부, 센서부, 전원부 및/또는 그 외의 장치 구성의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부는 급수부의 급수 동작의 온 오프를 제어할 수 있다. 급수부에 의해 시간당 급수되는 양을 제어할 수 있다. 또 예컨대, 제어부는 센서부의 정보 획득 동작을 제어할 수 있다.
제어부는 전원부의 전원 제공 동작을 제어할 수 있다. 제어부는 전원부에 의해 출력되는 전압 또는 전류를 제어할 수 있다. 제어부는 전원부를 통하여 특정 구성에 전압을 인가할 수 있다. 일 예로, 제어부는 전원부를 통하여 출수부(130)에 가해지는 전압을 제어할 수 있다. 제어부는 전원부를 통하여, 출수부(130)에서 전기 분무가 발생하도록 제어할 수 있다. 제어부는 전원부를 통하여 출수부(130)에서 출력되는 전류를 제어할 수 있다.
제어부는 전원부를 이용하여, 노즐에서 대전된 액적이 방출되도록 노즐에 고전압을 인가할 수 있다. 제어부는 전원부를 이용하여, 노즐에서 전기 분무가 발생하도록, 노즐에 고전압을 인가할 수 있다. 제어부는 전원부를 이용하여, 공기 중의 미세 입자가 대전된 액적으로부터 음전하를 적어도 일부 획득하여 대전되도록, 노즐에 고전압을 인가할 수 있다. 제어부는 전원부를 이용하여, 대전된 미세 입자가 장치로부터 방출된 음전하에 의해 형성된 전기장에 의해 밀려나도록 노즐에 고전압을 인가할 수 있다.
제어부는, 전원부를 통하여 장치의 일부 구성에 고전압을 인가할 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 전원부를 통하여, 노즐에 기준값 이하 또는 기준값 이상의 전압을 인가할 수 있다. 예컨대, 제어부는, 전원부가 단위 노즐에 2kV 이상의 전압을 인가하도록 제어할 수 있다. 제어부는, 전원부가 단위 노즐에 20kV 이하의 전압을 인가하도록 제어할 수 있다. 제어부는 전원부가 노즐 어레이에 20kV 이하의 평균 전압을 인가하도록 제어할 수 있다.
도 6에서 도시하지는 아니하였으나, 장치(100)는 출력부를 포함할 수 있다. 출력부는 장치의 작동 정보 또는 상태 정보를 출력하는 출력 수단을 포함할 수 있다. 출력부는 디스플레이, LED 전구 등의 시각 정보 표시 수단 또는 스피커 등의 음성 정보 표시 수단을 포함할 수도 있다.
한편, 도 6 내지 12에서 설명하는 장치 및 구성들은 예시에 불과한 바, 도 6 내지 12에서 설명하는 구성들은 생략될 수 있고, 도 6 내지 12에서 도시하지 않은 구성이 장치(100)에 더 포함될 수도 있다.
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치는, 선형의 전극을 포함하는 출수부를 포함할 수 있다. 예컨대, 장치는, 그 표면에 선형의 도체가 위치된 기판을 포함할 수 있다. 장치는, 그 표면에 스트립라인이 형성된 기판을 포함할 수 있다. 장치는, 그 표면에 선형의 전극이 위치되고
장치는, 기판의 전극에서 전기 분무가 일어나도록, 기판의 표면에 액체를 공급하고, 기판의 표면에 위치되는 전극에 고전압을 인가할 수 있다.
도 44는 일 실시예에 따른 장치의 일부 구성을 설명하기 위한 도면이다. 도 44의 (a)는 일 실시예에 따른 장치의 출수 모듈(200)의 단면도를 나타낸 것이다. 도 44의 (b)는 일 실시예에 따른 장치의 출수 모듈(200)의 평면도를 나타낸 것이다. 이하에서는 도 44의 (a) 및 (b)를 참조하여 설명한다.
일 실시예에 따른 장치는, 대전된 액적을 생성하기 위한 기판 형태의 출수 모듈을 포함할 수 있다. 도 44를 참조하면, 일 실시예에 따른 출수 모듈(200)은, 기판(201) 상에 형성된 전극(203) 및 전극 위에 배치되는 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207)을 포함할 수 있다.
기판(201)은 평판 형태로 마련될 수 있다. 기판(201)은 다층 구조를 가질 수 있다. 기판(201)은 인쇄회로기판(PCB)일 수 있다. 기판(201)에는 기판의 면 방향에 수직하게 기판을 관통하는 홀(쓰루홀 또는 비아홀) 또는 기판의 면 또는 면 내에 형성되는 스트립라인이 위치될 수 있다.
전극(203)은 기판(201)의 일면(특히, 상면)에 위치될 수 있다. 도 44의 (b)를 참조하면, 출수 모듈(200)은 기판(201)의 일 면에 형성된 복수의 전극(203)을 포함할 수 있다. 도 44의 (b)를 참조하면, 복수의 전극(203)은 기판(201)상에 위치되고 일 방향으로 연장될 수 있다. 각각의 전극(203)은 서로 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 바람직하게는, 각각의 전극(203)은 서로 1 mm ~ 10 mm 이격되어 배치될 수 있다. 복수의 전극(203)은 서로 평행하게 배치될 수 있다. 전극(203)은 인쇄회로기판에 마련된 스트립라인 또는 마이크로스크립일 수 있다.
출수 모듈(200)은 전극(203)을 적어도 일부 덮도록 마련되는 제1 서브 기판(205)을 더 포함할 수 있다. 제1 서브 기판(205)은 전극(203) 및/또는 기판(201) 으로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 제1 서브 기판(205)은 기판(201)으로부터 소정 거리 이격되어 배치되어, 전극(203) 및/또는 기판(201)과 제1 서브 기판(205) 사이에 액체(LQ)가 흐를 수 있는 공간을 제공할 수 있다.
도 44를 참조하면, 제1 서브 기판(205)은 전극(203)을 덮도록 배치될 수 있다. 도 44를 참조하면, 제1 서브 기판(205)은 전극(203)의 말단이 노출되도록 배치될 수 있다. 제1 서브 기판(205)는 복수의 전극(203)의 각 말단이 노출되도록 배치될 수 있다.
출수 모듈(200)은 제1 서브 기판(205) 위에 배치되는 제2 서브 기판(207)을 더 포함할 수 있다. 제2 서브 기판(207)은 제1 서브 기판(205)을 덮도록 위치될 수 있다. 제2 서브 기판(207)은 제1 서브 기판(205)으로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다. 제2 서브 기판(207)은 제1 서브 기판(205)과 제2 서브 기판(207) 사이에 에어가 공급될 수 있는 공간이 형성되도록, 제1 서브 기판(205)으로부터 소정 거리 이격되어 배치될 수 있다.
출수 모듈(200)은 저수 용기에 저장된 액체(LQ)를 획득하고, 획득한 액체(LQ)를 기판(201) 표면에 공급할 수 있다. 액체(LQ)는 기판(201)의 전극(203)이 형성된 일 면으로 공급될 수 있다. 액체(LQ)는 기판(201)과 제1 서브 기판(205) 사이의 공간으로 흐를 수 있다. 액체(LQ)는 모세관 현상을 통하여 기판(201)과 제1 서브 기판(205) 사이의 영역에 퍼질 수 있다.
장치는 전극(203)에 고전압을 인가할 수 있다. 장치는 전극(203)에 고전압을 인가하고, 전극(203)이 위치되는 기판(201) 상에 액체(예컨대, 물)를 공급하여 전기 분무를 유도할 수 있다. 기판(201)에 액체가 공급되고 전극(203)에 고전압이 인가되면, 전극(203)(특히, 전극(203)의 말단)에 의해 형성되는 전기장에 의하여 대전된 액적이 생성될 수 있다. 기판(201)에 액체가 공급되고 전극(203)에 고전압이 인가되면, 전극(203)의 노출된 부분(서브 기판에 의해 덮이지 않은 부분)에서 대전된 액적이 생성될 수 있다.
출수 모듈(200)은 에어 펌프와 연결되고, 에어 펌프를 통하여 공급되는 에어를 획득할 수 있다. 에어 펌프를 통하여 공급되는 에어는 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207) 사이에 형성되는 공간(예컨대, 에어 유동 경로) 내로 공급될 수 있다. 에어는 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207)의 일 측으로 유입되어, 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207)의 타 측으로 배출될 수 있다. 에어는 전극(203)이 노출된 방향으로 배출될 수 있다.
제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207)은, 에어 펌프와 연결되고 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207) 사이에 형성된 공간을 통하여 에어를 방출하여, 후술하는 입자 분산부의 기능을 수행할 수 있다. 장치는 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207) 사이의 공간을 통하여, 전극(203)이 노출된 영역으로 에어를 방출할 수 있다. 장치는 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207) 사이의 공간을 통하여 에어를 방출하여, 대전된 물질에 비-전기력을 제공할 수 있다. 장치는 제1 서브 기판(205) 및 제2 서브 기판(207) 사이의 공간을 통하여 에어를 방출하여, 대전된 물질에 전극(203)으로부터 멀어지는 방향의 외력을 제공하여, 전극(203) 주변의 공간 전하 밀도를 감소시킬 수 있다. 다시 말해, 장치는 에어를 방출하여, 전극(203)에 의한 대전된 액적 생성 효율이 증가되도록, 전극(203) 주변의 공간 전하의 전하 밀도를 감소시킬 수 있다.
도 13은 일 실시예에 따른 장치를 설명하기 위한 개념도이다.
도 13을 참조하면, 일 실시예에 따른 장치는 제어 모듈(171), 전원 (161), 센서 모듈(151), 통신 모듈(141), 급수 펌프(121), 에어 펌프(181), 저수 용기(111) 및 노즐 어레이(131)를 포함할 수 있다.
제어 모듈(171)은 전원 모듈(161)로부터 전원을 공급받을 수 있다. 제어 모듈(171)은 전원 모듈(161)을 제어할 수 있다. 제어 모듈(171)은 센서 모듈(151) 및/또는 통신 모듈(141)과 연결될 수 있다. 제어 모듈(171)은 급수 펌프(121) 및 에어 펌프(181)를 제어할 수 있다. 제어 모듈(171)은 급수 펌프(121)를 제어하여 저수 용기에 저장된 액체를 노즐 어레이(131)로 공급할 수 있다. 제어 모듈(171)은 에어 펌프(181)를 제어하여 노즐 어레이(131)로 기체를 공급할 수 있다.
전원 모듈(161)은 제어 모듈(171)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 모듈(161)은 노즐 어레이(131)에 전원을 공급할 수 있다. 전원 모듈(161)은 노즐 어레이(131)에 포함된 개별 노즐에 고전압을 인가할 수 있다.
급수 펌프(121)는 저수 용기(111)에 저장된 액체를, 노즐 어레이(131)에 제공할 수 있다. 에어 펌프(181)는 노즐 어레이(131)에 형성된 에어 노즐을 통하여, 기체를 방출할 수 있다.
한편, 위에서 설명된 도면에서 도시하지는 아니하였으나, 출수부 또는 노즐 어레이는 안전을 위한 보호 커버를 더 포함할 수 있다. 장치의 미세 입자 농도 저감 동작 중에, 출수부 또는 노즐 어레이에 포함되는 노즐에는 고전압이 인가되므로, 미세 입자 농도 저감 장치는 쇼트 내지 이물질 유입 등의 상황 방지를 위하여 노즐 상단을 커버하는 보호 커버를 더 포함할 수 있다.
2.2.2 실시예
2.2.2.1 제1 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 장치에 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 공급하는 컨트롤러를 포함하는 장치가 제공될 수 있다. 여기서 장치에 대하여는, 본 명세서에서 설명되는 장치의 내용이 적용될 수 있다.
장치는 대상 영역에 전하를 공급할 수 있다. 컨트롤러는, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 상기 대상 영역에 상기 전하를 공급할 수 있다.
장치는 대상 영역에 음전하를 공급할 수 있다. 컨트롤러는, 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러는, 전원을 이용하여 대상 영역에 음전하를 공급하고, 컨트롤러는 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 음전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다.
컨트롤러는, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가할 수 있다. 제1 기준 값은 노즐에 제공된 액체를 통하여 충분한 전류가 대상 영역으로 방출되도록 정해진 임계값일 수 있다.
컨트롤러는, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에, 미리 정해진 유효 반경 값을 고려하여 결정된 제1 기준 값 이상의 전원을 인가할 수 있다. 미리 정해진 유효 반경은, 기준 시간 미세 입자의 농도가 기준 비율 감소되는 지점까지의 거리일 수 있다. 다시 말해, 장치는 미리 정해진 유효 반경에 따라 동작할 수 있다. 유효 반경은, 장치를 구동하는 시간, 미세 입자의 농도의 목표 감소 비율, 노즐에 인가되는 전압 및/또는 노즐을 통하여 출력되는 전류를 고려하여 결정될 수 있다.
예컨대, 장치는, 유효 반경이 제1 반경인 경우, 기준 시간 내에 장치로부터 제1 반경 떨어진 위치에서의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 기준 시간 동안 제1 전류를 출력할 수 있다. 장치는, 유효 반경이 제1 반경보다 큰 제2 반경인 경우, 기준 시간 내에 장치로부터 제2 반경 떨어진 위치에서의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 기준 시간 동안 제1 전류보다 큰 제2 전류를 출력할 수 있다.
또 예컨대, 장치는, 유효 반경이 제1 반경인 경우, 장치로부터 제1 반경 떨어진 위치에서의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 제1 시간 동안 제1 전류를 출력할 수 있다. 장치는, 유효 반경이 제1 반경보다 큰 제2 반경인 경우, 장치로부터 제2 반경 떨어진 위치에서의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 제1 전류를 출력할 수 있다.
컨트롤러는, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에, 적어도 하나의 노즐을 통하여 100μA 내지 10mA의 전류가 출력되도록 결정된 제1 기준 값 이상의 전압을 인가할 수 있다.
컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제2 기준 값 이하의 전압을 인가할 수 있다. 제2 기준 값은 노즐로부터 전하의 방전이 방지되도록 결정될 수 있다. 제2 기준 값은, 노즐로부터 직접 방전, 예컨대, 코로나 방전이 발생하는 것이 방지되도록 결정될 수 있다. 제2 기준 값은, 노즐로부터 직접 방전되는 전류의 양이 노즐로부터 방출되는 액체를 통하여 출력되는 전류의 양을 초과하지 않도록 결정될 수 있다.
장치가 복수의 노즐을 포함하는 경우, 컨트롤러는, 복수의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 일괄적으로 인가할 수 있다. 또는, 컨트롤러는 복수의 노즐 제1 기준 값을 초과하는 범위 내에서 선택된 복수의 전압 값을 개별적으로 인가할 수도 있다.
장치는 공간 전하를 형성할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 상기 대상 영역에 상기 전하를 공급하고, 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다. 컨트롤러는, 전원을 이용하여, 대상 영역에 전기장을 형성하는 공간 전하를 형성할 수 있다.
장치는 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통해 대상 영역에 음의 전하를 공급하여 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다.
장치는 대상 영역의 미세 입자를 대전할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자는 공급된 전하에 의해 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전될 수 있다. 장치가 음전하를 출력하는 경우, 대상 영역의 미세 입자는 음의 전하로 대전될 수 있다.
장치는 미세 입자에 전기력을 제공할 수 있다. 장치는 대상 영역의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자에 전기력을 제공할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 상기 대상 영역에 상기 전하를 공급하고, 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공할 수 있다.
대전된 미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 대상 영역에 공급된 전하에 의해 형성되는 전기장에 의해 제공될 수 있다. 장치는 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성할 수 있고, 미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 음의 공간 전하에 의한 전기장에 의해 제공될 수 있다.
컨트롤러는, 미세 입자에 소정 방향의 전기력을 제공하여, 미세 입자에 동력을 제공할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여, 대상 영역의 미세 입자에 지면을 향하는 성분을 포함하는 전기력을 제공할 수 있다. 예컨대, 컨트롤러는, 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 일정 시간 이상 공급하여, 대전된 미세 입자가 전기력을 제공받고 지면 방향으로 이동하여 제거되도록, 공간 전하를 일정 시간 이상 유지할 수 있다.
미세 입자에 제공되는 전기력은 지면에 수직하는 제1 방향 성분을 포함할 수 있다. 미세 입자에 제공되는 전기력은 지면을 향하는 제1 방향 성분을 포함할 수 있다. 미세 입자에 제공되는 전기력은, 지면에 수평한 제2 방향 성분을 포함할 수 있다. 미세 입자에 제공되는 전기력은, 지면에 수평하고 장치로부터 멀어지는 방향의 제2 방향 성분을 포함할 수 있다.
2.2.2.2 제2 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 다른 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 장치에 전력을 공급하는 전원, 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 컨트롤러 및 전하를 띠는 물질에 대하여 비-전기력을 제공하는 입자 분산부를 포함하는 장치가 제공될 수 있다.
장치에 대하여, 본 명세서 전반에 걸쳐 설명하는 장치에 관한 내용이 선택적으로 적용될 수 있다.
컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 출력할 수 있다.
컨트롤러는 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 공급하여 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액체를 출력하여, 대상 영역에 전하를 공급하고, 대상 영역에 공간 전하를 형성할 수 있다.
입자 분산부는, 전하를 띠는 물질에, 전기적으로 중성인 물질을 분사하여 비 전기력을 제공하도록 구성될 수 있다. 입자 분산부에 대하여, 본 명세서에서 설명하는 입자 분산부 또는 기체 분사부의 내용이 적용될 수 있다.
입자 분산부는 기체를 분사하는 적어도 하나의 에어 노즐을 포함하고, 전하를 띠는 물질에 대하여 노즐로부터 멀어지는 방향으로 기체를 분사할 수 있다.
적어도 하나의 노즐은 대전된 액적이 방출되는 일 단을 포함할 수 있다. 액적이 방출되는 일 단은 노즐의 액체가 출력되는 토출구가 위치된 말단을 의미할 수 있다.
이때, 컨트롤러는 일 단 인근에서 공간 전하의 밀도가 적어도 일부 감소되도록, 입자 분산부를 이용하여 일 단 인근의 전하를 띠는 물질에 대하여 일 단으로부터 멀어지는 방향으로 비-전기력을 제공할 수 있다. 일 단의 인근은, 노즐의 말단으로부터 소정 거리 이내의 영역을 의미할 수 있다. 일 단의 인근은, 노즐 내에 위치된 액체에 의미있는 크기의 전기력을 작용하는 공간 전하가 분포하는 영역일 수 있다. 일 단의 인근은, 노즐의 말단으로부터 10cm 이내인 영역을 의미할 수 있다.
컨트롤러는, 노즐의 일 단 인근에서, 형성된 공간 전하가 일 단에 위치된 액체에 작용하는 전기력이 감소되도록, 일 단 부근의 공간 전하 밀도가 임계치를 초과하지 않도록 관리할 수 있다. 컨트롤러는, 노즐을 통하여 기준 전류를 출력하기 위하여 노즐에 인가되는 필요 전압이 기준 전압을 초과하지 않도록, 노즐의 일 단 인근에 분포된 전하를 띠는 물질에 노즐의 일 단으로부터 멀어지는 방향 성분을 포함하는 비-전기력을 제공할 수 있다.
예컨대, 장치가 전류를 방출함에 따라, 노즐의 토출구 주변의 공간 전하 밀도가 상승될 수 있다. 토출구 주변의 공간 전하 밀도가 상승되면, 공간 전하가 노즐 내의 액체에 미치는 전기력에 의하여, 노즐에 걸리는 전압이 일정한 경우(즉, 정전압 제어를 수행하는 경우) 노즐을 통하여 출력되는 전류가 줄어들 수 있다. 또는, 노즐을 통하여 출력되는 전류가 일정하도록 정전류 제어를 수행하는 경우, 노즐에 인가되는 전압이 상승될 수 있다. 노즐에 일정 수준 이상의 전압이 인가되면, 노즐을 통하여 직접 방전이 발생하는 등의 문제가 야기될 수 있다. 장치는, 이러한 문제를 최소화하기 위하여, 노즐의 말단 근처로 기체 등을 분사하여 비-전기력을 인가함으로써, 노즐 말단의 액체에 공간 전하가 작용하는 전기력을 감소시킬 수 있다.
2.3 장치의 동작
본 명세서에서 설명하는 발명에 의하면, 장치를 이용한 미세 입자 농도 저감 방법 또는 미세 입자의 농도를 저감하기 위한 장치의 제어 방법 등이 제공된다. 이하에서는, 장치의 제어 방법, 미세 입자 농도의 저감 방법, 미세 입자 농도의 저감을 위해 장치를 효과적으로 운영하는 방법 등에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
이하의 실시 예들과 관련하여 예시되는 순서도에서, 표시된 각 단계의 순서가 절대적인 것은 아니며, 실시 태양에 따라 각 단계의 위치는 변경될 수 있다.
2.3.1 일반 : 미세 입자 농도 저감 방법
장치(100)는 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 수행할 수 있다. 장치 또는 장치의 제어부는 각 부를 이용하여 대상 영역에 대한 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 수행할 수 있다.
도 14는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 14를 참조하면, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101) 및 노즐에 액체를 공급하는 단계(S103)를 포함할 수 있다.
공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는 노즐에 미리 정해진 값 이상의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여 노즐에 전기 분무가 발생하기에 충분한 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는 노즐에 미리 정해진 값 이하의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여 노즐로부터의 방전(예컨대, 코로나 방전 등의 직접 방전)이 발생하지 않는 범위의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 노즐에서 대전된 액적이 방출되도록 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 노즐에서 전기 분무가 발생하도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 노즐에서 음전하를 가지는 액적이 방출되어 공기 중의 미세 입자로 음전하를 적어도 일부 전달하도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 공기 중의 미세 입자가 대전된 액적으로부터 음전하를 적어도 일부 획득하여 대전되도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 대전된 미세 입자가 장치로부터 방출된 음전하에 의해 형성된 전기장에 의해 밀려나도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101)는, 제어 모듈이 전원을 통하여 노즐 어레이에 포함된 복수의 노즐에서 대전된 액적이 방출되도록, 복수의 노즐에 기준값 이상의 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 액체를 공급하는 단계(S103)는 도전성을 가지는 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 액체를 공급하는 단계(S103)는, 제어부가 급수부를 통하여 미리 정해진 유량으로 저수부에 저장된 액체를 출수부에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 액체를 공급하는 단계(S103)는, 제어부가 급수부를 통하여 단위 시간 당 정해진 부피의 액체가 노즐로부터 방출되도록, 저수부에 저장된 액체를 출수부에 제공하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 노즐에 액체를 공급하는 단계(S103)는, 제어 모듈이 펌프를 통하여 미리 정해진 유량으로 저수 용기에 저장된 액체를 노즐 어레이로 공급하는 것을 포함할 수 있다.
장치는 기체 분사부를 더 포함할 수 있다. 이때, 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 기체를 방출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 기체를 방출하는 단계는, 제어부가 기체 분사부를 통하여, 액적이 토출되는 영역으로 기체를 분출하는 것을 포함할 수 있다. 기체를 방출하는 단계는, 제어부가 기체 분사부를 통하여, 액적이 분출되는 영역으로 기체를 분출하는 것을 포함할 수 있다. 기체를 방출하는 단계는, 제어부가 기체 분사부를 통하여, 분출된 액적에 이동 경로를 제공하기 위하여 제1 방향으로 기체를 분출하는 것을 포함할 수 있다. 제1 방향은 액적의 발생 위치로부터 멀어지는 방향일 수 있다. 기체를 방출하는 단계는, 제어부가 기체 분사부를 통하여, 분출된 액적의 증발 및/또는 분열이 촉진되도록, 액적이 분출되는 영역으로 기체를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
장치는 가열부를 더 포함할 수 있다. 이때, 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 액체를 가열하는 단계를 더 포함할 수 있다. 액체를 가열하는 단계는, 제어부가 가열부를 통하여 노즐을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 액체를 가열하는 단계는, 제어부가 가열부를 통하여 미리 정해진 온도 이상으로 액체가 방출되는 노즐을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 액체를 가열하는 단계는, 제어부가 가열부를 통하여 미리 정해진 온도 이상으로 액체가 방출되는 노즐을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 액체를 가열하는 단계는, 제어부가 가열부를 통하여, 분출된 액적의 증발 및/또는 분열이 촉진되도록 액체가 방출되는 노즐을 가열하는 것을 포함할 수 있다. 액체를 가열하는 단계는, 제어부가 가열부를 통하여, 액체가 저장된 저장 용기, 액체가 분출되는 공간 등을 가열하는 것을 포함할 수 있다.
장치는 가열부 및 기체 분사부를 더 포함할 수 있다. 이때, 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은 기체를 가열된 기체를 방출하는 단계를 더 포함할 수 있다. 가열된 기체를 방출하는 단계는 제어부가 가열부를 통하여 기체가 방출되는 기체 분사구(예컨대, 에어 노즐)을 가열하고, 기체 분사부를 통하여 기준 온도 이상으로 가열된 기체를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S101) 및 노즐에 액체를 공급하는 단계(S103)의 순서는 변경될 수 있다. 다만, 장치는, 노즐에 인가되는 전압의 안정성 또는 노즐을 통하여 출력되는 전류의 안정성을 확보하기 위하여, 노즐에 전압을 인가한 후 노즐에 액체를 제공할 수 있다.
도 15는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 전하를 띠는 액적을 출력하는 단계(S201), 공간 전하를 형성하는 단계(S203) 및 공기 중의 미세 입자를 대전하는 단계(S205)를 포함할 수 있다.
미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 본 명세서에서 설명하는 장치에 의해 수행될 수 있다. 예를 들어, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
전하를 띠는 액적을 출력하는 단계(S201)는 제어부가 급수부를 통하여 저수부에 저장된 액체를 출수부에 제공하고, 전원부를 통하여 출수부에 고전압을 인가하여 전하를 띠는 액적을 출력하는 것을 포함할 수 있다. 전하를 띠는 액적을 출력하는 단계(S201)는 제어부가 노즐로부터 미리 정해진 양의 전류(시간당 전하량)가 방출되도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 노즐 또는 노즐 어레이를 통하여 0.1mA 이상의 전류를 출력할 수 있다. 예를 들어, 제어부는, 노즐 또는 노즐 어레이를 통하여 초당 4.16*10^18 개의 전하가 방출되도록(즉, 0.67mA 전류가 출력되도록) 노즐 또는 노즐 어레이에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
공간 전하를 형성하는 단계(S203)는 제어부가 출수부를 통하여 전하를 띠는 액적을 방출하여 대상 영역 내에 공간 전하 분포를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 공간 전하를 형성하는 단계(S203)는 제어부가 음전하를 띠는 액적을 일정 시간 이상 지속하여 방출하여 대상 영역 내에 공간 전하 분포를 형성하는 것을 포함할 수 있다. 공간 전하를 형성하는 단계(S203)는 제어부가 출수부를 통하여 전하를 띠는 액적을 방출하여 대상 영역 내에 전기장이 형성되도록 공간 전하 분포를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
공기 중의 미세 입자를 대전하는 단계(S205)는 제어부가 출수부를 통하여 전하를 띠는 액적을 방출하여 대상 영역 내의 미세 입자를 적어도 일부 대전하는 것을 포함할 수 있다. 공기 중의 미세 입자를 대전하는 단계(S205)는 제어부가 음전하를 띠는 액적을 일정 시간 이상 지속하여 방출하여 대상 영역 내의 공기 중에 부유하는 미세 입자를 적어도 일부 음전하로 대전하는 것을 포함할 수 있다. 일 예로, 대상 영역에서 미세 입자(예컨대, PM2.5 이하의 초미세먼지)의 농도가 35μg/m3 인 경우, 장치는 1시간 이상 전하를 띠는 액적을 출력할 수 있다.
미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 공간 전하의 형성(또는 유지)를 보조하는 단계를 더 포함할 수 있다. 공간 전하의 형성을 보조하는 단계는, 제어부가 전하를 띠는 액적에 포함된 전하가 충분히 분산되어 대상 영역에 충분한 공간 전하 밀도가 형성되도록, 공간 전하의 형성을 보조하는 것을 더 포함할 수 있다.
공간 전하의 형성을 보조하는 단계는, 제어부가 기체 분사부 또는 가열부를 이용하여, 출수부에서 방출되는 액적에 의한 공간 전하의 형성을 보조하는 것을 포함할 수 있다. 공간 전하의 형성을 보조하는 단계는, 제어부가 기체 분사부를 통하여 액적이 방출되는 영역으로 기체를 분출하는 것을 더 포함할 수 있다. 공간 전하의 형성을 보조하는 단계는, 제어부가 액적이 방출되는 영역으로 기체 분사부 및/또는 가열부를 통하여 가열된 기체를 분출하는 것을 더 포함할 수 있다. 공간 전하의 형성을 보조하는 단계는, 제어부가 가열부를 통하여 액체가 분사되는 노즐을 가열하는 것을 더 포함할 수 있다.
도 15에서 도시하지는 아니하였으나, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 대상 영역의 미세 입자의 농도를 저감하는 단계 및/또는 대상 영역의 미세 입자를 제거하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 대상 영역에 형성된 공간 전하를 유지하는 것을 포함할 수 있다. 장치의 대상 영역의 미세 입자 제거 또는 대상 영역의 미세 입자 농도 저감 동작은, 장치에 의해 형성되는 공간 전하 또는 공간 전하에 의해 형성되는 전기장을 이용하여 수행될 수 있다.
미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 장치가 공간 전하의 형성 상태를 유지하여, 대전된 미세 입자에 전기력을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 장치가 공간 전하를 형성하고, 공간 전하의 형성 상태를 유지하여, 대전된 미세 입자에 장치에서 멀어지는 방향(예를 들어, 장치로부터 전하를 띠는 물질이 방출되는 토출구로부터 멀어지는 방향)으로 전기력을 제공하여, 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 것을 포함할 수 있다. 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 장치가 공간 전하를 유지하여 대상 영역의 대전된 미세 입자에 전기력을 제공하고, 미세 입자가 장치에 의한 전기력에 적어도 일부 기초하여 지면 또는 구조물을 향하여 이동하여, 지면 또는 구조물에 부착되도록 하여 대상 영역의 미세 입자를 적어도 일부 제거하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은, 대상 영역의 특성을 고려하여 노즐에 전원을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 제어부는, 대상 영역의 크기, 반경(예컨대, 장치를 중심으로 반구형의 형태를 가지는 대상 영역의 반경), 너비 또는 높이를 고려하여 전원부를 통해 출수부에 인가되는 전압값 또는 전원부를 통해 출수부에서 출력되는 전류값을 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제어부는 대상 영역이 제1 반경을 가지는 경우, 전원부를 통하여 출수부에서 출력되는 전류값이 제1 전류값이 되도록 제어하고, 대상 영역이 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 경우, 전원부를 통하여 출수부에서 출력되는 전류값이 제2 전류값이 되도록 제어할 수 있다.
도 16은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미리 정해진 대상 영역의 미세 입자의 농도를 저감하는 방법이 제공될 수 있다. 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 대상 영역의 특성을 고려하여 결정된 전압을 인가하는 단계(S301) 및 노즐에 액체를 공급하는 단계(S303)를 포함할 수 있다.
노즐에 액체를 공급하는 단계(S303)는 도 15와 관련하여 전술한 실시예에서와 유사하게 구현될 수 있다.
대상 영역의 특성을 고려하여 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S301)는, 대상 영역의 크기를 고려하여 노즐에 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 가해지는 전압은 장치의 위치를 중심으로 정해지는 대상 영역의 반경에 기초하여 정해질 수 있다. 노즐에 가해지는 전압은 장치의 대상 영역의 반경 및 미세 입자를 기준 농도까지 감소시키는데 소요되는 시간에 기초하여 정해질 수 있다. 노즐에 가해지는 전압은 장치의 대상 영역의 반경 및/또는 대상 영역의 반경 및 미세 입자를 기준 농도까지 감소시키는데 소요되는 시간에 기초하여 정해지는 기준 전류에 따라 정해질 수 있다.
예컨대, 대상 영역의 반경(또는 유효 반경) R은 출력되는 전력과 양의 상관관계를 가질 수 있다. 대상 영역의 반경 R은 출력되는 전력의 로그 값에 비례하여 결정될 수 있다. (노즐을 통하여 출력되는 전류 또는 노즐에 인가되는 전압은 출력되는 전력에 따라 결정될 수 있다. 출력되는 전력은 노즐에 인가되는 전압 및 노즐을 통하여 출력되는 전류의 곱으로 나타내어질 수 있다.) 대상 영역의 반경 R은 장치가 동작되는 시간 T와 양의 상관관계를 가질 수 있다. 다시 말해,
구체적인 예로, 대상 영역의 반경 R이 50m인 경우, 장치의 출력에 따라 장치의 동작 시간이 결정될 수 있다. 예컨대, 대상 영역의 반경 R이 50m이고, 장치의 출력이 300W인 경우, 장치로부터 반경 50m인 지점에서의 미세입자의 농도가 50% 감소될 때까지의 소요 시간(즉, 장치의 동작 시간)은 2시간 30분으로 결정될 수 있다. 또는, 대상 영역의 반경 R이 50m이고, 장치의 출력이 1kW인 경우, 장치로부터 반경 50m인 지점에서의 미세입자의 농도가 50% 감소될 때까지의 소요 시간은 1시간 30분으로 결정될 수 있다. 대상 영역의 반경 R이 50m이고, 장치의 출력이 10kW인 경우, 장치로부터 반경 50m인 지점에서의 미세입자의 농도가 50% 감소될 때까지의 소요 시간은 1시간 미만, 예컨대 50분으로 결정될 수 있다.
다른 구체적인 예로, 장치의 동작 시간이 2시간 인 경우에, 장치의 출력에 따라 장치의 유효 반경 R이 결정될 수 있다. 예컨대, 장치의 동작 시간이 2시간이고, 장치의 출력이 300W인 경우, 미세 입자의 농도를 감소시키고자 하는 대상 영역의 반경(또는 장치로부터 미세 입자의 농도가 50% 감소되는 지점까지의 거리) R은 50m 이하, 예컨대, 약 45m로 결정될 수 있다. 장치의 동작 시간이 2시간이고, 장치의 출력이 1kW인 경우, 미세 입자의 농도를 감소시키고자 하는 대상 영역의 반경 R은 50m 이상, 예컨대, 약 52m로 결정될 수 있다. 장치의 동작 시간이 2시간이고, 장치의 출력이 10kW인 경우, 미세 입자의 농도를 감소시키고자 하는 대상 영역의 반경 R은 60m 이상, 예컨대, 약 65m로 결정될 수 있다.
대상 영역이 장치로부터 반경 R인 영역으로 미리 정해진 경우, 노즐에 가해지는 전압은 반경에 따라 결정된 값일 수 있다. 대상 영역의 반경이 달라지면, 노즐에 가해지는 전압이 달라질 수 있다. 일 예로, 제1 반경을 가지는 제1 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위해 노즐에 인가되는 제1 전압은 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 제2 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위한 제2 전압보다 작을 수 있다
도 16의 (b) 는 다른 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 액체를 공급하는 단계(S401) 및 노즐을 통하여 대상 영역의 특성을 고려하여 정해진 전류를 출력하는 단계(S403)를 포함할 수 있다.
노즐에 액체를 공급하는 단계(S401)는 전술한 것과 유사하게 구현될 수 있다. 노즐에 액체를 공급하기 이전에 노즐에 일정 수준의 전압을 미리 인가할 수 있다. 또는, 노즐에 액체를 공급하기 이전에 노즐 말단부에 비-전기력을 제공하는 단계가 더 수행될 수 있다.
미리 정해진 대상 영역의 특성을 고려하여 노즐을 통하여 전류를 출력하는 단계(S403)는, 제어부가, 미리 설정된 대상 영역의 반경 R에 기초하여 결정된 노즐 전류(노즐로부터 시간당 방출되는 전하량)를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 노즐 전류는, 장치의 노즐(또는 노즐 어레이)를 통하여 기준 시간 내에 반경 R을 가지는 대상 영역 내의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 하기 위하여 기준 시간 동안 장치에서 출력되어야 하는 전류 값으로 결정될 수 있다.
노즐 전류는, 장치가 대상 영역 내의 미세 입자의 농도를 기준 시간 동안 기준 비율 감소시키기 위하여 지속적으로 일정한 전류를 출력하는 경우에, 대상 영역의 반경에 따라 달리 결정될 수 있다. 일 예로, 제1 반경을 가지는 제1 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위한 제1 전류는 제1 반경보다 큰 제2 반경을 가지는 제2 대상 영역에서 제1 시간 동안 미세 입자 농도를 제1 비율 감소시키기 위한 제2 전류보다 작을 수 있다.
기준 전류는 기준 시간 동안 노즐에서 출력되는 평균 전류일 수 있다. 다시 말해, 장치는 반드시 일정한 전류 값을 지속적으로 출력하여야 하는 것은 아니며, 평균 전류 값을 기준 전류 범위 내로 유지하면서, 변동하는 전류를 출력할 수 있다.
다시 말해, 노즐에 인가되는 전압 V 또는 노즐을 통하여 출력되는 전류 I는, (장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우) 노즐의 수, 대상 영역의 반경 R(또는 이에 준하는 크기 내지 부피 파라미터), 미세 먼지 농도의 목표 감소 비율 및/또는 기준 시간 T 를 고려하여 결정될 수 있다.
대상 영역의 특성을 고려하여 노즐에 전압을 인가하는 단계(S301) 또는 대상 영역의 특성을 고려하여 전류를 출력하는 단계(S403)는, 대상 영역의 미세 입자의 농도, 대상 영역의 온도, 대상 영역의 습도 등을 고려하여 노즐에 전압을 인가하거나 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
예컨대, 제어부는 대상 영역의 미세 입자의 농도에 비례하여 결정된 전압을 노즐에 인가하거나 또는 대상 영역의 미세 입자의 농도에 양의 상관관계를 가지고 결정된 전류를 노즐을 통하여 출력할 수 있다. 또 예컨대, 제어부는 대상 영역의 습도에 비례하여 결정된 전압을 노즐에 인가하거나 또는 대상 영역의 습도에 비례하여 결정된 전류를 노즐을 통하여 출력할 수 있다.
도 17는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 17을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S501), 노즐에 액체를 공급하는 단계(S502) 및 대상 영역의 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)를 포함할 수 있다.
미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는, 제어부가 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도에서, 제1 농도 보다 기준 비율 감소된 제2 농도로 감소되도록, 전하를 띠는 액적을 지속 또는 연속적으로 방출하는 것을 포함할 수 있다. 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는, 제어부가 대상 영역의 미세 입자 농도가 초기 농도에 비하여 기준 비율 감소된 기준 농도로 감소되도록, 전하를 띠는 액적을 지속 또는 연속적으로 방출하는 것을 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는 제어부가 대상 영역의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 노즐에 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 인가되는 전압은, 장치를 구동한 시점으로부터 미리 정해진 기준 시간이 경과하면 대상 영역의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소되도록 정해질 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키는 단계(S503)는 제어부가 센서부를 이용하여, 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하고, 대상 영역의 미세 입자 농도가 기준 비율 감소하지 않은 경우, 노즐에 인가된 고전압을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도는 대상 영역에서의 평균 미세 입자 농도를 의미할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도는 대상 영역 내의 특정 지점에 샘플링된 미세 입자 농도를 의미할 수 있다.
도 18은, 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 18을 참조하면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601) 및 대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)를 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601)는 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601)는 미세 입자 농도가 제1 농도 이상인지 판단하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 농도일 때 장치를 구동하는 단계(S601)는 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하고, 미세 입자 농도가 제1 농도 이상인 때 장치의 미세 입자 관리 동작을 개시하는 것을 포함할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)는 장치의 동작을 유지하면서 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)는 미세 입자 농도가 제2 농도 이하인지 판단하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역의 미세 입자 농도가 제2 농도일 때 장치의 구동을 중단하는 단계(S603)는 미세 입자 농도가 제2 농도 이하인 때 장치의 미세 입자 관리 동작을 중단하는 것을 포함할 수 있다. 제2 농도는 제1 농도에 비해 미리 정해진 비율 또는 값만큼 감소된 값일 수 있다.
도 19는 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법은 노즐에 액체를 공급하는 단계(S701) 및 노즐을 통하여 미리 정해진 범위 내의 전류를 출력하는 단계(S703)를 포함할 수 있다.
공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 방법은, 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
노즐에 액체를 공급하는 단계(S701)는 전술한 것과 유사하게 구현될 수 있다. 노즐에 액체를 공급하기 이전에 노즐에 일정 수준의 전압을 미리 인가할 수 있다. 또는, 노즐에 액체를 공급하기 이전에 노즐 말단부에 비-전기력을 제공하는 단계가 더 수행될 수 있다.
노즐을 통하여 미리 정해진 범위 내의 전류를 출력하는 단계(S703)는, 제어부가 급수부 및/또는 전원부를 이용하여, 노즐을 통하여 기준 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 기준 전류는 기준 범위 내의 값을 가질 수 있다. 기준 범위는, 대상 영역의 크기, 전류를 출력하는 시간 등을 고려하여 결정될 수 있다. 장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우, 개별 노즐에 인가되는 전류는 노즐 어레이에 포함되는 노즐의 수를 고려하여 결정될 수 있다.
예컨대, 미리 정해진 전류의 범위는, 수십 μA에서 수백 mA 사이일 수 있다. 예컨대, 미리 정해진 전류의 범위는, 100μA에서 10mA 범위일 수 있다. 미리 정해진 전류의 범위는, 500μA에서 2mA 범위일 수 있다 장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우, 제어부는 노즐 어레이에서 전하를 띠는 액적을 통하여 출력되는 전류가 미리 정해진 범위 이내이도록 전원을 제어할 수 있다.
구체적인 예로, 장치가 단일 노즐을 포함하는 경우, 미리 정해진 전류의 범위는 1 uA ~ 1 mA 내로 결정될 수 있다. 또는, 장치가 노즐 어레이를 포함하는 경우, 미리 정해진 전류의 범위는 10 uA ~ 10 mA 내로 결정될 수 있다.
2.3.2 장치 관리 동작
일 실시예에 따르면, 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 방법을 수행하는 장치를 관리하는 방법이 제공될 수있다.
본 명세서에서 설명되는 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 장치는, 장치의 상태 또는 장치의 미세 입자 농도 저감 동작을 관리하기 위한 방법을 수행할 수 있다. 이하에서 설명하는 장치의 관리 방법 등은, 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 전하를 띠는 액적을 방출하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 미세 입자 저감 모드 및 노즐을 세척하는 노즐 세척 모드를 가지는 장치를 이용하여 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치는 미세 입자 저감 모드에서는 대상 영역에 전기장을 형성하기 위하여 전하를 띠는 액적을 낮은 유량으로 출력하고, 노즐 세척 모드에서는 미세 입자 저감 모드에 비하여 큰 유량으로 액적을 출력하여 노즐 내면을 세척할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 장치는, 노즐을 포함하고, 노즐에 고전압을 인가함으로써 노즐에서 전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다. 이때, 노즐에 인가되는 고전압으로 인하여, 액체에 포함된 일부 성분이 노즐 내면에 부착될 수 있다. 예컨대, 노즐에 - 전압이 인가되는 경우, + 이온 성분이 노즐의 내면에 부착될 수 있다. 이러한 노즐 내면에 부착된 물질을 제거하기 위하여, 노즐을 관리하는 방법 등이 제공될 수 있다.
도 20은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다.
도 20을 참조하면, 장치를 관리하는 방법은, 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계(S801), 노즐에 제1 유속으로 액체를 공급하는 단계(S803), 및 노즐에 제1 유속보다 빠른 제2 유속으로 액체를 공급하는 단계(S805)를 포함할 수 있다.
노즐에 제1 전압을 인가하는 단계(S801)는, 제어부가 전원을 통하여 미세 입자 저감 모드에 따른 제1 전압을 노즐에 제공하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계(S801)는, 제어부가 노즐에 전하를 띠는 액적이 생성되기에 충분한 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 전압은, 노즐의 토출구에서 전기 분무가 일어나도록 하기 위한 전압일 수 있다. 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계는, 미세 입자의 농도를 저감하는 방법과 관련하여 예시된 노즐에 전압을 인가하는 단계의 실시 예들과 유사하게 구현될 수 있다.
노즐에 제1 유속으로 액체를 공급하는 단계(S803)는 제어부가 전원을 통하여 미세 입자 저감 모드에 따른 제1 유속으로 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 노즐에 제1 유속으로 액체를 공급하는 단계는 제어부가 전원을 통하여 분당 수 μL 내지 수 mL의 유속으로 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 제1 유속보다 빠른 제2 유속으로 액체를 공급하는 단계(S803)는, 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 노즐 세척 모드에 따른 제2 유속으로 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제1 유속보다 빠른 제2 유속으로 액체를 공급하는 단계는, 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 노즐에 침전 또는 부착된 이물질을 제거하기 위한 제2 유속으로 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 제2 유속으로 액체를 공급하는 단계는, 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 시간당 수십 mL 이상의 유속으로 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 노즐에 제1 유속으로 액체를 공급하는 단계(S803)는 노즐에 제1 유량으로 액체를 공급하는 것을 포함하고, 노즐에 제1 유량보다 많은 제2 유량으로 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
노즐 세척 모드는, 장치로부터 출력되는 전류 값이 소정 값 이하이거나, 장치로부터 단위 시간당 방출되는 액체의 양이 소정 량 이하인 경우에 개시될 수 있다.
장치는 미세 입자 저감 모드에서는 대상 영역에 전기장을 형성하기 위하여 전하를 띠는 액적을 출력하고, 노즐 세척 모드에서는 미세 입자 저감 모드에 비하여 빠른 유속(또는 미세 입자 저감 모드에서보다 보다 많은 유량)으로 보다 작은 전류를 출력하여, 노즐 내면을 세척할 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 장치를 관리하는 방법은, 노즐에 전압 인가를 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다.
제1 유속보다 빠른 제2 유속으로 액체를 공급하는 단계는, 제어부가 급수부 및 전원을 통하여, 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가한 상태에서, 노즐에 제1 유속보다 큰 제2 유속으로 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 제1 유속보다 빠른 제2 유속으로 액체를 공급하는 단계는, 제어부가 노즐에 전원 인가를 중단하고, 제1 유속보다 큰 제2 유속으로 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 장치는, 대상 영역에 전기장 또는 공간 전하의 형성을 유지하면서 노즐을 관리할 수 있다. 다시 말해, 장치는 노즐 세척 모드로 동작하는 경우에도, 노즐을 통하여 충분한 전류가 출력되도록 노즐에 전압을 인가할 수 있다. 노즐의 관리 방법은, 장치로부터 출력되는 전류(또는 시간당 출력되는 전하량)을 유지하면서, 노즐로 공급되는 액체의 유속만을 증가시킴으로써, 장치의 미세 입자 저감 기능을 수행하면서 노즐을 관리하는 것을 포함할 수 있다.
다른 일 실시예에 따르면, 장치는 액적이 출력되는 노즐을 통하여 기체를 출력하여 노즐 내면을 세척하는 노즐 세척 모드를 포함할 수도 있다.
본 명세서에서 설명하는 장치는 기체를 출력하는 에어 펌프를 포함할 수 있다. 에어 펌프는, 경우에 따라 기체가 출력되는 에어 노즐 또는 액체를 방출하는 노즐에 연결될 수 있다. 장치는 액체가 지나가는 노즐 내면을 세척하기 위하여 에어 펌프를 통하여 액체를 방출하는 노즐에 기체를 제공할 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 노즐에 제1 전압을 인가하는 단계, 노즐에 제1 유속(또는 제2 유량)으로 제1 유체를 제공하는 단계 및 노즐에 제2 유속(또는 제2 유량)으로 제2 유체를 제공하는 단계를 포함할 수 있다. 제2 유속은 제1 유속보다 빠를 수 있다(또는, 제2 유량은 제1 유량보다 많을 수 있다).
노즐에 제1 전압을 인가하는 단계는 전술한 실시예에서와 유사하게 구현될 수 있다.
노즐에 제1 유속으로 제1 유체를 제공하는 단계는 노즐에 제1 유속으로 액상의 물질을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제1 전압이 인가된 상태에서 노즐에 액상의 물질을 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제1 유속으로 제1 유체를 제공하는 단계는, 전술한 노즐에 제1 유속으로 액체를 공급하는 단계와 유사하게 구현될 수 있다.
노즐에 제2 유속으로 제2 유체를 제공하는 단계는 노즐에 기체를 제공하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제2 유속으로 제2 유체를 제공하는 단계는 제어부가 급수부 또는 펌프를 통하여 노즐 세척 모드에 따른 제2 유속으로 노즐에 기체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 제2 유속으로 제2 유체를 제공하는 단계는 노즐에 제1 전압이 인가된 상태에서 노즐에 제2 유체를 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 예로, 장치를 관리하는 방법은, 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가하는 단계를 더 포함할 수 있다. 장치를 관리하는 방법은, 노즐에 전압 인가를 중단하는 단계를 더 포함할 수 있다. 이때, 노즐에 제2 유속으로 제2 유체를 제공하는 단계는 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압이 인가된 상태에서 노즐에 제2 유체를 제공하는 것을 더 포함할 수 있다. 노즐에 제2 유속으로 제2 유체를 제공하는 단계는 노즐에 전압이 인가되지 않은 상태에서 노즐에 제2 유체를 제공하는 것을 더 포함할 수 있다.
위에서는, 유속을 증가시켜 노즐의 이물질 등을 제거하는 방법 및 에어를 이용하여 노즐을 세척하는 방법에 대하여 설명하였으나, 본 명세서에서 설명하는 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 예컨대, 노즐 세척 모드에서, 제어부는 노즐을 가열하거나, 노즐로 공급되는 액체의 성질을 변경하거나, 노즐에 인가되는 전압의 성질을 변경하여 노즐을 세척 내지 관리할 수 있다.
장치를 관리하는 방법은, 장치의 상태 정보 내지 동작 상태 정보 등을 획득하고, 관리 장치로 전달하는 것을 포함할 수 있다. 장치는 일반적으로, 관리 장치(또는 관리 서버)로부터 원거리에 위치될 수 있다. 이에 따라, 장치의 내부 상태 또는 장치의 미세 입자 저감 동작 상태가 정상 상태 인지에 대하여 사용자 또는 관리자가 인지하기 위하여는 관리 장치로 정보가 전달되어야 할 필요가 있다.
관리 장치는 외부의 제어 장치 또는 외부의 제어 서버 등으로 구현될 수 있다. 관리 장치는 시간에 따른 장치의 상태 정보를 획득 및 저장하여 관리할 수 있다.
도 21은 공기 중 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도를 나타낸 것이다. 장치를 관리하는 방법은, 센서부 및 통신부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 21을 참조하면, 장치를 관리하는 방법은, 장치가 상태 정보를 획득하는 단계(S901) 및 관리 장치로 상태 정보를 전달하는 단계(S903)를 포함할 수 있다.
장치가 상태 정보를 획득하는 단계(S901)는 제어부가 센싱부를 통하여, 장치를 구성하는 각 부의 상태 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 상태 정보는 장치를 구성하는 모듈의 정상 작동 여부, 미세 입자 저감 동작의 정상 동작 여부 등을 포함할 수 있다.
장치가 관리 장치로 상태 정보를 전달하는 단계(S903)는 제어부가 통신부를 통하여 외부의 관리 장치로 획득된 상태 정보를 전달하는 것을 포함할 수 있다. 관리 장치로 상태 정보를 전달하는 단계는 제어부가 획득된 상태 정보에 기초하여 사용자 안내를 생성하고, 생성된 안내를 관리 장치로 출력하는 것을 포함할 수 있다.
장치는 외부의 관리 장치로 상태 정보를 출력하는 대신, 장치에 마련된 출력부를 통하여 상태 정보를 출력할 수도 있다.
2.3.3 전하 밀도 관리 동작
장치가 전하를 지속적으로 방출하여 공간 전하를 형성함에 따라, 장치의 노즐 근처의 공간 전하 밀도가 높아질 수 있다. 노즐 주변에서 공간 전하 밀도가 높아지면, 노즐에 동일한 전압을 인가하는 경우, 노즐을 통하여 전기 분무되는 액적이 줄어들 수 있다. 또는, 노즐 주변에서 공간 전하 밀도가 높아지면, 노즐을 통하여 동일한 전류를 출력하기 위해 전압에 인가되는 전압이 높아질 수 있다. 이러한 경우, 공간 전하가 대상 영역을 충분히 커버하지 못하게 되거나, 장치의 효율이 떨어지거나, 노즐로부터 방전이 발생하는 등의 문제점이 발생할 수 있다.
위 문제점과 관련하여, 노즐 주변의 공간 전하 밀도, 노즐에 인가되는 전압 또는 노즐로부터 방출되는 전류량을 관리하기 위한 방법 등이 제공될 수 있다.
본 명세서에서 설명되는 공기 중 미세 입자의 농도를 저감하는 장치는, 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하기 위한 동작을 수행할 수 있다. 이하에서 설명하는 방법 등은, 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대, 전원부, 저수부, 급수부, 출수부 및 제어부를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법은, 기준치 이상의 전류를 출력하기 위해 노즐에 인가되는 전압이 임계값을 초과하지 않도록, 노즐의 토출구 주변의 전하 밀도를 관리하는 것을 포함할 수 있다.
도 22는 공기 중 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명을 위한 순서도를 나타낸 것이다. 전압을 관리하는 방법은, 입자 분산부(또는 기체 분사부)를 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 22를 참조하면, 노즐 주변의 공간 전하 밀도를 관리하는 방법은, 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S1001), 노즐에 액체를 공급하는 단계(S1003) 및 입자를 분산시키는 단계(S1005)를 포함할 수 있다. 노즐에 고전압을 인가하는 단계(S1001) 및 노즐에 액체를 공급하는 단계(S1001)는 전술한 실시 예들에서와 유사하게 구현될 수 있다.
입자를 분산시키는 단계(S1005)는 제어부가 입자 분산부를 이용하여, 비-전기력을 인가하여 전하를 띠는 입자를 분산시키는 것을 포함할 수 있다. 전하를 띠는 입자는, 노즐로부터 방출된 액적, 액적이 분열하여 생성된 자식 액적 또는 액적으로부터 생성된 전하 중 어느 하나를 포함할 수 있다. 입자를 분산하는 단계는 제어부가 입자 분산부를 이용하여, 노즐의 토출구로부터 멀어지는 방향으로 비-전기력을 인가하여, 전하를 띠는 입자를 분산시키는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산하는 단계는, 제어부가 입자 분산부를 이용하여, 노즐의 토출구 주변의 전하 밀도가 낮아지도록, 토출구 주변에 비-전기력을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 비-전기력은, 장치에 의해 방출된 전하에 전기적 또는 자기적 영향을 미치지 아니하는 물리력을 의미할 수 있다. 토출구 근처에서, 입자 분산부에 의해 전하를 띠는 물질에 작용되는 비-전기력은, 전하를 띠는 물질에 작용되는 전기력보다 클 수 있다. 다시 말해, 토출구 근처에 위치된 전하를 띠는 물질에는, 공간 전하에 의한 반발력 및 입자 분산부에 의한 물리력이 작용할 수 있다. 이때, 토출구 근처에서는, 전하를 띠는 물질에 작용하는 공간 전하에 의한 반발력보다 전하를 띠는 물질에 작용하는 입자 분산부에 의한 물리력의 크기가 더 클 수 있다.
입자를 분산시키는 단계(S1005)는 제어부가 기체 분사부를 이용하여, 노즐의 액적이 토출되는 토출구를 향하여 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산시키는 단계(S1005)는, 제어부가 기체 분사부를 이용하여, 노즐의 토출구에서 멀어지는 방향으로 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다. 입자를 분산하는 단계는, 제어부가, 액적이 방출되는 노즐과 나란한 방향으로 배치된 에어 노즐을 이용하여 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다.
2.3.4 시계열 제어 동작
일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서, 장치가 일정 시간 이상 작동하는 경우, 효과적인 미세 입자의 농도 관리를 위하여 시간에 따라 상이한 제어를 수행하는 방법이 제공될 수 있다. 이하의 방법 등은 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대 출수부, 급수부, 전원부, 제어부 등을 포함하고, 전하를 띠는 미세 액적을 분출하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 장치는, 전하를 띠는 액적을 방출하여, 대상 영역에 공간 전하를 형성하고, 대상 영역의 미세 입자를 대전하여, 대전된 미세 입자가 공간 전하 또는 공간 전하에 의한 전기장의 영향으로 밀려나도록 할 수 있다. 이러한 장치의 동작 내지 효과는 시간 경과에 따라 순차적으로 이루어질 수 있다. 다시 말해, 시간이 흐름에 따라 장치가 달리 동작할 수 있다. 시간의 흐름에 따라 장치가 달리 제어될 수 있다.
도 23은 시간에 따른 장치 제어 방법을 설명하기 위한 도면이다.
도 23의 (a)는 장치의 구동을 시작한 직후 또는 장치의 구동을 시작한 후 시간이 얼마 지나지 않은 시점에서의 장치 및 장치 주변을 간단히 나타낸 것이다.
도 23의 (a)를 참조하면, 장치는 노즐에 제1 전압(V1)을 인가하여, 음전하를 띠는 미세 액적(FD)을 생성할 수 있다. 장치는 미세 입자(FP)가 분포하는 대상 영역에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다.
도 23의 (a)를 참조하면, 장치를 구동하는 시점 부근에서는, 장치로부터 방출된 총 전하량이 적어 장치 주변 또는 대상 영역에 공간 전하 밀도가 매우 낮게 형성될 수 있다.
도 23의 (b)는 장치를 일정 시간 구동한 시점, 예컨대, 장치를 구동한 후 수 초가 흐른 후의 장치 및 장치 주변을 간단히 나타낸 것이다.
도 23의 (b)를 참조하면, 장치는 노즐에 제2 전압(V2)을 인가하여, 음전하를 띠는 미세 액적(FD)을 생성할 수 있다.
도 23의 (b)를 참조하면, 장치를 구동하고 일정 시간 이상이 경과하면, 장치로부터 방출된 전하에 의해 장치 주변 및 대상 영역에 공간 전하가 형성될 수 있다. 이때, 장치로부터 방출되는 전하에 의해 공간 전하 밀도 분포가 유지될 수 있고, 형성된 공간 전하는 장치 주변에서 높은 밀도를 가지고 장치에서 멀어질수록 그 밀도가 낮아질 수 있다. 또한, 장치를 구동하고 일정 시간 이상이 경과하면, 대상 영역의 미세 입자가 적어도 일부 대전될 수 있다. 미세 입자는 전하를 띠는 물질(액적, 자식 액적 또는 전하 전달 물질)과 충돌하여 대전될 수 있다.
도 23의 (c)는 장치를 충분히 구동한 시점, 예컨대, 장치를 구동한 후 수십 분이 흐른 후의 장치 및 장치 주변을 간단히 나타낸 것이다.
도 23의 (c)를 참조하면, 장치는 노즐에 제3 전압(V3)을 인가하여, 음전하를 띠는 미세 액적(FD)을 생성할 수 있다.
도 23의 (c)를 참조하면, 장치가 전하를 충분한 시간 동안 전하를 공급함에 따라, 장치 주변에 형성된 공간 전하가 유지되고, 유지된 공간 전하의 영향으로 대상 영역 내의 미세 입자가 밀려날 수 있다.
이하에서는, 도 23의 (a) 내지 (c)를 참조하여, 미세 입자의 농도 관리 방법 등에 대하여 설명한다.
도 24는 일 실시예에 따른 미세 입자의 농도 관리 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 24를 참조하면, 미세 입자의 농도 관리 방법은 제1 시점에 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제1 분무를 수행하는 단계(S1101) 및 제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계(S1103)를 포함할 수 있다.
제1 시점에서 장치 및 그 주변은 도 23의 (a)와 관련하여 설명된 상태일 수 있다. 제2 시점에서 장치 및 그 주변은 도 23의 (b)와 관련하여 설명된 상태일 수 있다.
제1 시점에 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제1 분무를 수행하는 단계(S1101)는, 제어부가 전원부를 이용하여 노즐 말단에서 전기 분무가 일어나도록, 노즐에 고전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시점에 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제1 분무를 수행하는 단계(S1101)는, 제어부가 전원을 이용하여, 노즐로부터 시간당 방출되는 전하량(즉, 노즐 전류)가 제1 전류 이상이 되도록 하는 제1 전압을 노즐에 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 분무를 수행하는 단계(S1101)는, 노즐로부터 시간당 방출되는 전하량이 제1 전하량이 되도록 전하를 띠는 액적을 분무하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 노즐에 제1 전압보다 작은 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제2 분무를 수행하는 단계는, 제2 시점에서 노즐을 통하여 출력되는 전류가 제1 시점에서 노즐을 통하여 출력되는 전류인 제1 전류보다 작지 않도록, 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계(S1103)는, 제1 시점보다 이후인 제2 시점에 액적 토출구 부근에 장치에 의해 방출된 전하에 적어도 일부 기초하여 형성된 공간 전하에 의한 전위를 극복하고 전하를 띠는 액적이 분사되도록, 노즐에 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐로부터 방출되는 시간당 전하량(즉, 노즐 전류)이 동일하도록, 제2 전압은 제1 전압보다 클 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 전원부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 노즐로부터 제1 시점에서 출력되는 제1 전류보다 작은 제2 전류가 출력되도록, 제2 분무를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시점에 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계(S1103)는, 제어부가 출수부를 이용하여, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 제2 분무에 의해 생성된 액적이 제1 분무에 의해 생성된 액적 보다 빠른 속도로 이동하도록 제2 분무를 수행하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자의 농도 관리 방법은 제1 시구간에서 노즐에 제1 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제1 분무를 수행하는 단계 및 제1 시구간보다 늦는 제2 시구간에서 노즐에 제2 전압을 인가하고 전하를 띠는 액적을 분무하는 제2 분무를 수행하는 단계를 포함할 수 있다.
제1 시구간에서 제1 분무를 수행하는 단계는 제1 전하량을 방출하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시구간에서 제1 분무를 수행하는 단계는, 제1 시구간 동안 노즐을 통하여 단위 시간당 방출되는 평균 전하량이 제1 전하량이 되도록 전하를 띠는 액적을 방출하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시구간에서 제2 분무를 수행하는 단계는 제1 전하량 보다 많은 제2 전하량을 방출하는 것을 포함할 수 있다. 제2 시구간에서 제2 분무를 수행하는 단계는, 제1 시구간 동안 노즐을 통하여 단위 시간당 방출되는 평균 방출 전하량이, 제1 시구간에서의 평균 방출 전하량인 제1 전하량 보다 많은 제2 전하량이 되도록 전하를 띠는 액적을 방출하는 것을 포함할 수 있다.
도 25는 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 장치의 노즐에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 25를 참조하면, 장치의 제어 방법은, 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐을 통하여 제1 전류(I1)을 방출하고, 제1 시점에서 노즐에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제2 시점에서 노즐에 제2 전압(V2)을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
장치의 제어 방법은, 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐을 통하여 출력되는 전류를 일정하게 유지하기 위하여, 제2 시점에서 노즐에 인가되는 전압을 제1 시점에서보다 높이는 것을 포함할 수 있다. 장치의 제어 방법은, 노즐 주변의 전하 밀도가 높아짐에 따라 장치로부터 방출되는 전하량이 감소되는 문제 등을 극복하고 일정한 전류를 출력하기 위하여, 노즐에 제1 시점에서보다 제2 시점에서 높은 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
도 26은 제1 시점(t1) 및 제2 시점(t2)에서, 장치의 노즐에 인가되는 전압 및 노즐로부터 출력되는 전류의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 26을 참조하면, 장치의 제어 방법은, 제1 및 제2 시점에서 노즐에 제1 전압(V1)을 인가하고, 제1 시점에서 노즐을 통하여 제1 전류(I1)을 방출하고, 제2 시점에서 노즐을 통하여 제2 전류(I2)를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
장치의 제어 방법은, 제1 시점 및 제2 시점에서 노즐에 인가되는 전압을 일정하게 유지하기 위하여, 제2 시점에서 제1 시점에서보다 낮은 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 장치의 제어 방법은, 노즐에 인가되는 전압이 기준치를 초과하지 않도록 관리하되, 장치를 통하여 출력되는 전류 량이 최대화 될 수 있도록, 전압 값을 유지하는 것을 포함할 수 있다.
2.3.5 피드백 제어 동작
일 실시예에 따르면, 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 장치를 제어하는 방법은, 작동 중 획득된 정보에 기초하여 피드백 제어, 예컨대, 획득된 정보를 이용하여 제어 상태를 변경하는 피드백 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 이하에서 설명하는 장치를 제어하는 방법 등은 본 명세서에서 설명하는 장치, 예컨대, 제어부, 저수부, 급수부, 출수부, 전원부, 센서부, 기체 분사부 등을 포함하는 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 27은 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 방법을 설명하기 위한 도면이다. 도 27을 참조하면, 공기 중 미세 입자의 농도를 관리하는 방법은, 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201), 정보를 획득하는 단계(S1203) 및 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1205)를 포함할 수 있다.
제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 장치의 노즐에 제1 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 장치의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 기체 분사부를 통하여 제1 속도로 기체를 분사하는 것을 포함할 수 있다. 제1 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1201)는 제어부가 급수부를 통하여 제1 유속으로 액체를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 센서부를 이용하여 장치를 구성하는 유닛의 상태 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 노즐의 온도, 노즐에 인가되는 전압, 저수 용기에 포함된 액체의 양, 액체의 온도, 장치로 공급되는 전원 등을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 센서부를 이용하여 장치의 동작과 관련된 작동 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 노즐로부터 방출되는 전류, 노즐 토출구 주변의 전하 밀도, 대상 영역의 전기장 세기, 대상 영역의 전하 밀도 또는 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 특정 영역의 환경에 대한 환경 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 대상 영역의 온도, 습도, 풍속, 기류, 기상(weather) 또는 기압을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
정보를 획득하는 단계(S1203)는 제어부가 통신부를 이용하여 외부 장치로부터 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 정보를 획득하는 단계(S1203)는, 제어부가 통신부를 이용하여, 외부 센서 장치, 외부 서버 등으로부터 환경 정보를 획득하는 것을 포함할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득한 정보에 기초하여 장치를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득된 상태 정보 또는 작동 정보를 고려하여 외부 장치로 고지하는 것을 포함할 수 있다. 제어부는, 통신부를 통하여, 외부 서버 또는 외부 제어 장치로 상태 정보 또는 작동 정보를 전달할 수 있다. 제어부는, 획득된 상태 정보 또는 작동 정보가 정상 범위를 벗어난 경우에, 상태 정보를 외부 장치로 전달할 수 있다.
예컨대, 제어부는, 저수부에 저장된 액체가 일정량 이하인 상태 정보를 획득하고, 저장된 용수가 부족함을 나타내는 알림을 외부 장치로 출력할 수 있다. 또는, 제어부는, 장치에 전원이 적절히 공급되지 않거나, 노즐에 인가되는 전압이 적정 범위를 벗어나거나, 노즐로부터 출력되는 전류가 적정 범위를 벗어나는 등의 경우에, 장치의 상태를 알리는 알림을 외부 장치로 출력할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득된 작동 정보를 고려하여 제2 조건에 따라 작동 상태를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 제어부는, 획득된 작동 정보가, 예측된 작동 정보와 상이한 경우, 제1 조건과 상이한 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어할 수 있다.
예컨대, 제2 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 노즐로부터 출력되는 전류 값이 예측 값보다 작은 경우, 제어부가 노즐에 인가되는 전압을 제1 제어 조건에 따른 전압 보다 높이는 것을 포함할 수 있다. 제2 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 대상 영역의 전하 밀도가 예측 전하 밀도 보다 작은 경우, 제어부가 노즐을 통하여 출력되는 전류를 제1 제어 조건에 따른 전류 보다 높이는 것을 포함할 수 있다.
제어부는, 외부 제어 장치로 작동 정보를 전송하고, 작동 정보에 기초하여 생성된 제2 제어 명령에 따라 장치를 제어할 수도 있다. 예컨대, 제어부는, 획득된 노즐 전류 값을 외부 제어 장치로 전달하고, 외부 제어 장치가 획득된 노즐 전류 값을 예측 노즐 전류 값과 비교하여 제2 제어 명령을 생성하고, 장치는 외부 제어 장치로부터 제2 제어 명령을 획득하고, 제2 제어 명령에 따라 동작할 수 있다.
획득된 정보에 기초하여 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 획득된 환경 정보를 고려하여 장치를 제2 제어 조건에 따라 제어하는 것을 포함할 수 있다. 제어부는, 획득된 환경 정보를 고려하여 제1 제어 조건과 상이하게 결정된 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어할 수 있다.
예컨대, 제어부는 대상 영역의 습도를 고려하여, 노즐로 공급되는 액체의 유량, 노즐에 인가되는 전압, 시간당 방출되는 기체의 양 등의 제어 조건을 변경하여 장치를 제어할 수 있다. 제어부는, 대상 영역의 습도가 기준 값 이상인 경우, 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 것은, 제어부가, 제1 제어 조건보다 노즐로 공급되는 액체의 유량을 줄이거나, 제1 조건보다 노즐에 인가되는 전압을 높이거나, 제1 조건보다 시간당 방출되는 기체의 양을 늘리는 것을 포함할 수 있다.
구체적인 예로, 제어부는 환경 정보에 따라 전원부를 제어할 수 있다. 예컨대, 제어부는 대상 영역의 온도 정보, 습도 정보 또는 미세 입자 농도를 고려하여 전원부를 제어할 수 있다. 구체적인 예로, 제어부는, 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 값인 경우, 출수부를 통하여 제1 전류가 출력되도록 전원부를 제어하고, 대상 영역의 미세 입자 농도가 제1 값보다 큰 제2 값인 경우, 출수부를 통하여 제1 전류보다 큰 제2 전류가 출력되도록 전원부를 제어할 수 있다.
한편, 장치가 출력부를 포함하는 경우, 장치를 제어하는 단계는, 제어부가 출력부를 통하여 획득한 상태 정보를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다. 정보를 출력하는 것은 제어부가 표시 화면 또는 스피커 등을 통하여 장치의 상태 정보, 작동 정보, 환경 정보 등을 시각 정보 또는 음성 정보 형태로 출력하는 것을 포함할 수 있다.
한편, 정보를 획득하는 단계(S1203)는 제1 시점에 제1 정보를 획득하는 단계 및 제2 시점에 제2 정보를 획득하는 단계를 포함할 수도 있다. 이때, 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가, 제1 시점에 획득된 제1 정보 및 제2 시점에 획득된 제2 정보를 비교하여 결정된 제2 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 정보를 획득하는 단계(S1203)는, 제1 시점에 대상 영역의 공간 전하 밀도인 제1 값을 획득하고, 제2 시점에 대상 영역의 공간 전하 밀도인 제2 값을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 이때, 제2 값이 제1 값보다 작은 경우, 제어 조건에 따라 장치를 제어하는 단계(S1205)는, 제어부가 제1 제어 조건에 따라 노즐에 인가되는 제1 전압 보다 높은 제2 전압을 노즐에 인가하는 것을 포함할 수 있다.
장치를 제어하는 방법은, 획득된 정보에 기초하여 이력 제어를 수행하는 것을 포함할 수 있다. 시간에 따른 측정 값이 충분히 확보된 경우, 이력 제어가 가능해질 수 있다. 제어부는, 센서부 또는 통신부를 통하여 획득된 측정 값의 시계열적 변화를 이용한 이력 제어를 수행할 수 있다.
예를 들어, 제어부는 센서부 또는 통신부를 통하여 시간에 따른 외부 습도 정보를 획득할 수 있다. 제어부는 시간에 따른 습도 정보 및 시간에 따른 제어 정보를 이용하여, 이력 제어를 수행할 수 있다. 예컨대, 제어부는 누적된 시간 별 습도 정보와 시간에 따른 제어 정보에 기초하여 소정의 습도 변화 패턴에 따른 제어 동작(예컨대, 사용자 또는 외부 제어 장치로부터 획득된 제어 명령)의 관계를 획득할 수 있다. 제어부는 습도 변화 패턴과 제어 동작의 관계에 기초하여, 측정된 습도 값에 따른 제어 동작을 수행할 수 있다.
2.3.6 실시예
2.3.6.1 제3 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 전하를 공급 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서, 액체를 저장하는 저수부(예컨대, 용기), 액체를 출력하는 출수부(예컨대, 적어도 하나의 노즐), 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 급수부(예컨대, 펌프), 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 공급하는 제어부(예컨대, 장치의 컨트롤러)를 포함하는 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법이 제공될 수 있다. 이하의 방법은, 본 명세서에서 설명하는 다양한 형태의 장치에 의해 수행될 수 있다.
도 39는 미세 입자 농도 저감 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 39를 참조하면, 일 실시예에 따른 방법은, 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하는 단계(S1501), 노즐에 액체를 공급하는 단계(S1503), 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1505) 및 대상 영역의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자에 전기력을 제공하는 단계(S1507)를 포함할 수 있다.
도 39에서, 각 단계가 순차적으로 수행되는 것을 기준으로 예시하였으나, 이는 설명의 편의를 위한 것에 불과하고, 각 단계의 순서는 변경될 수 있다.
노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하는 단계(S1501)는 컨트롤러가 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가할 수 있다. 컨트롤러가 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하는 것과 관련하여, 제1 실시예 및 본 명세서 전반에서 설명된 내용이 유사하게 적용될 수 있다.
노즐에 액체를 공급하는 단계(S1503)는 컨트롤러가 펌프를 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 적어도 하나의 노즐에 액체를 공급하는 단계는, 적어도 하나의 노즐에 전압이 인가된 후에 수행될 수 있다. 예컨대, 장치의 제어 방법은, 적어도 하나의 노즐을 통하여 출력되는 전류의 안정성 및 노즐에 인가되는 전압의 안정성 향상을 위하여, 노즐에 전압을 인가한 후 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1505)는 컨트롤러가 전원 및 펌프를 이용하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 대상 영역에 전하를 공급하는 것과 관련하여, 전술한 제1 실시예 및 본 명세서 전반에 걸쳐 설명된 내용이 유사하게 적용될 수 있다.
노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1505)는, 컨트롤러가 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하고, 적어도 하나의 노즐을 통하여 액체를 방출함으로써 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 띠는 액적을 통하여 전하를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1505)는 컨트롤러가 전원을 이용하여 대상 영역에 전하를 공급하고 대상 영역에 공급된 전하와 동일한 극성을 가지는 공간 전하를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러는 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통해 대상 영역에 음전하를 공급하여 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다.
대상 영역의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자에 전기력을 제공하는 단계(S1507)는 컨트롤러가 대상 영역에 공간 전하를 형성하여, 대상 영역의 미세 입자를 대전하고, 대상 영역에 공급된 전하에 의해 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전된 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향 성분을 적어도 일부 포함하는 전기력을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러가 미세 입자에 전기력을 제공하는 것은, 대상 영역에 공간 전하를 형성하여 대상 영역에 지면과 장치 사이의 전기장을 형성하고, 형성된 전기장을 통하여 미세 입자에 전기력을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 음의 공간 전하에 의한 전기장에 의해 제공될 수 있다.
대전된 미세 입자에 전기력을 제공하는 것과 관련하여, 전술한 제1 실시예 및 본 명세서 전반에 걸쳐 설명된 내용이 유사하게 적용될 수 있다.
예컨대, 컨트롤러는 전원을 이용하여, 대상 영역의 미세 입자에 지면을 향하는 성분을 포함하는 전기력을 제공할 수 있다. 컨트롤러는, 미세 입자에 소정 방향의 전기력을 제공하여, 미세 입자에 동력을 제공할 수 있다. 미세 입자에 제공되는 전기력은 지면에 수직하는 제1 방향 성분 및/또는 지면에 수평한 제2 방향 성분을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 방법은, 컨트롤러가, 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 일정 시간 이상 공급하여, 대전된 미세 입자가 전기력을 제공받고 지면 방향으로 이동하여 제거되도록, 공간 전하를 일정 시간 이상 유지하는 단계를 더 포함할 수 있다.
공간 전하를 일정 시간 이상 유지하는 단계는, 컨트롤러가 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 지속적 또는 반복적으로 대전된 액적을 생성하여, 대상 영역에 전하를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
공간 전하가 유지되는 시간은, 장치의 대상 영역 또는 장치의 유효 반경에 기초하여 결정될 수 있다. 예컨대, 공간 전하가 유지되는 시간은, 장치로부터 출력되는 전류 및 장치의 유효 반경에 기초하여 결정될 수 있다.
구체적인 예로, 장치의 유효 반경이 제1 반경이고, 장치로부터 출력되는 전류가 제1 전류인 경우, 공간 전하는 제1 시간 동안 유지될 수 있다. 이때, 장치의 유효 반경이 제1 반경보다 작은 제2 반경이고, 장치로부터 출력되는 전류가 제1 전류인 경우, 공간 전하는 제1 시간보다 작은 제2 시간 동안 유지될 수 있다.
다른 구체적인 예로, 장치의 유효 반경이 제1 반경이고, 장치로부터 출력되는 전류가 제1 전류인 경우, 공간 전하는 제1 시간 동안 유지될 수 있다. 이때, 장치의 유효 반경이 제2 반경이고, 장치로부터 출력되는 전류가 제1 전류보다 작은 제2 전류인 경우, 공간 전하는 제1 시간보다 긴 제2 시간 동안 유지될 수 있다.
2.3.6.2 제4 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 전하를 공급 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원, 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 컨트롤러 및 전하를 띠는 물질에 대하여 비-전기력을 제공하는 입자 분산부를 포함하는 장치를 이용하여 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법이 제공될 수 있다.
이하에서 설명되는 방법은, 본 명세서에서 설명되는 다양한 실시예에 따른 장치에 의해 수행될 수 있다. 이하의 방법에 대하여, 본 명세서에서 설명하는 다양한 실시예에 따른 내용이 적용될 수 있다.
도 40은 미세 입자 농도 저감 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 40을 참조하면, 일 실시예에 따른 방법은, 노즐에 전압을 인가하는 단계(S1601), 노즐에 액체를 공급하는 단계(S1603), 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1605) 및 전하를 띠는 물질에 비-전기력을 제공하는 단계(S1607)를 포함할 수 있다.
도 40에서는, 설명의 편의를 위하여, 각 단계를 순차적으로 나열하였으나, 이는 본 명세서에 의해 설명되는 발명을 한정하는 것은 아니며, 각 단계의 순서는 변경될 수 있다.
노즐에 전압을 인가하는 단계(S1601)는 컨트롤러가 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다. 컨트롤러는 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하고, 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공할 수 있다.
미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 대상 영역에 공급된 전하에 의해 형성되는 전기장에 의해 제공될 수 있다. 대상 영역의 미세 입자는 공급된 전하에 의해 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전될 수 있다.
노즐에 액체를 공급하는 단계(S1603)는 컨트롤러가 펌프를 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1605)는 컨트롤러가 전원 및 펌프를 이용하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 생성하고, 전하를 띠는 액적을 통하여 대상 영역에 전하를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 컨트롤러가 대상 영역에 전하를 공급하는 것은, 컨트롤러가 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역에 전기장을 형성하는 공간 전하를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
노즐에 전압을 인가하는 단계(S1601), 노즐에 액체를 공급하는 단계(S1603) 및 전하를 띠는 액적을 생성하고, 대상 영역에 전하를 공급하는 단계(S1605)에 대하여는, 실시예 1 내지 3 및 본 명세서의 전반에 걸쳐 설명된 내용이 선택적으로 적용될 수 있다.
전하를 띠는 물질에 비-전기력을 제공하는 단계(S1607)는 컨트롤러가 입자 분산부를 이용하여, 노즐의 액적이 생성되는 일 단 부근에 위치된 전하를 띠는 물질에 일 단으로부터 멀어지는 방향으로 비-전기력을 제공하는 것을 포함할 수 있다. 전하를 띠는 물질에 비-전기력을 제공하는 단계(S1607)에 대하여는, 실시예 2 및 본 명세서의 전반에 걸쳐 설명된 내용이 선택적으로 적용될 수 있다.
전하를 띠는 물질에 비-전기력을 인가하는 단계(S1607)는, 전하를 띠는 물질에, 전기적으로 중성인 물질을 분사하여 비 전기력을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다. 입자 분산부는 전기적으로 중성인 기체를 분사하는 에어 노즐을 포함하고, 전하를 띠는 물질에 비-전기력을 제공하는 단계(S1607)는 컨트롤러가 에어 노즐을 이용하여, 전하를 띠는 물질에 노즐로부터 멀어지는 방향 성분을 포함하는 물리력을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러가 비-전기력을 제공하는 것은, 컨트롤러가 일 단 근처에서의 공간 전하의 분포 밀도를 낮추기 위하여, 전하를 띠는 물질에 일 단으로부터 멀어지는 방향 성분를 포함하는 비-전기력을 제공하는 것을 더 포함할 수 있다. 컨트롤러가 비-전기력을 제공하는 것은, 컨트롤러가 일 단 근처에서의 공간 전하가 노즐 말단의 액체에 작용하는 전기력을 감소시키기 위하여, 일 단 근처의 전하를 띠는 물질에 비-전기력을 제공하는 것을 포함할 수 있다.
2.3.6.3 제5 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용한 미세 입자 농도의 관리 방법으로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액체를 출력하여 대상 영역에 전하를 공급하고 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 제1 전기력을 제공하는 컨트롤러를 포함하는 장치를 이용하는 미세 입자 농도의 관리 방법이 제공될 수 있다.
이하에서 설명되는 방법은, 본 명세서에서 설명되는 다양한 실시예에 따른 장치에 의해 수행될 수 있다. 이하의 방법에 대하여, 본 명세서에서 설명하는 다양한 실시예에 따른 내용이 적용될 수 있다.
도 41은 미세 입자의 농도의 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 41을 참조하면, 일 실시예에 따른 방법은, 용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1701), 제1 시점에, 노즐에 제1 전압을 인가하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 단계(S1703) 및 제2 시점에, 노즐에 제2 전압을 인가하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 단계(S1705)를 포함할 수 있다.
용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1701)는 컨트롤러가 펌프를 이용하여 용기에 저장된 액체를 적어도 하나의 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
제1 시점에, 노즐에 제1 전압을 인가하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 단계(S1703)는 1 시점에 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러가 제1 시점에 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것은, 컨트롤러가 전원을 이용하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 더 포함할 수 있다.
형성된 공간 전하는 대상 영역에 전기장을 형성하여, 대상 영역의 미세 입자에 제1 전기력을 제공할 수 있다.
컨트롤러는, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 음의 전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다. 컨트롤러는, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다.
제2 시점에, 노즐에 제2 전압을 인가하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 단계(S1705)는 컨트롤러가, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러가 제2 시점에 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것은, 컨트롤러가 형성된 공간 전하가 적어도 하나의 노즐에 포함된 액체에 작용하는 제2 전기력을 고려하여, 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 형성된 공간 전하를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
제1 전압 및 제2 전압은, 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류 이상의 전류가 방출되도록 결정된 제1 기준 전압보다 크고, 적어도 하나의 노즐에서 직접 방전되는 전하의 양이 상기 액체를 통해 출력되는 전하의 양을 초과하지 않도록 결정된 제2 기준 전압보다 작도록 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 제1 시점에 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하는 것은, 제1 시점에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류가 방출되도록, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
위 실시예에서, 컨트롤러가 제2 시점에 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하는 것은, 컨트롤러가, 제2 시점에서 액체에 작용하는 제2 전기력을 상쇄하고 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류보다 작지 않은 제2 전류가 방출되도록, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
제1 전류는 장치의 유효 반경에 따라 결정될 수 있다. 유효 반경은 컨트롤러가 적어도 하나의 노즐을 통하여 기준 시간 동안 전하를 띠는 물질을 제1 전류로 방출하는 경우, 미세 입자의 농도가 기준 비율 이하로 감소되는 지점의 장치로부터의 거리일 수 있다. 다시 말해, 제1 전류는, 장치가 기준 시간 동안 일정한 전류를 출력하는 경우, 미리 정해진 유효 반경 내의 미세 입자 농도를 기준 비율 감소시키기 위하여 출력되어야 하는 전류 값으로 정해질 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 제1 시점에 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하는 것은, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여 제1 시점에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
위 실시예에서, 컨트롤러가 제2 시점에 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하는 것은, 컨트롤러가, 제2 시점에서 액체에 작용하는 제2 전기력에 대응하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류보다 작은 제2 전류가 방출되도록, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압과 동일한 제1 전압을 인가하는 것을 포함할 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 발명의 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도를 관리하는 장치가 제공될 수 있다.
일 예로, 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용한 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치에 있어서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액체를 출력하여 대상 영역에 전하를 공급하고 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 제1 전기력을 제공하는 컨트롤러를 포함하는 장치가 제공될 수 있다.
컨트롤러는, 펌프를 이용하여 용기에 저장된 액체를 적어도 하나의 노즐에 공급할 수 있다.
컨트롤러는, 제1 시점에 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급할 수 있다.
컨트롤러는, 제1 시점보다 늦은 제2 시점에, 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급할 수 있다.
컨트롤러가 제1 시점에 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것은, 컨트롤러가 전원을 이용하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 더 포함하고, 컨트롤러가 제2 시점에 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것은, 컨트롤러가 형성된 공간 전하가 적어도 하나의 노즐에 포함된 액체에 작용하는 제2 전기력을 고려하여, 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 형성된 공간 전하를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
형성된 공간 전하는 대상 영역에 전기장을 형성하여, 대상 영역의 미세 입자에 제1 전기력을 제공할 수 있다.
2.3.6.4 제6 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용한 미세 입자 농도의 관리 방법으로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액체를 출력하여 대상 영역에 전하를 공급하고 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 제1 전기력을 제공하는 컨트롤러를 포함하는 장치를 이용하는 미세 입자 농도의 관리 방법이 제공될 수 있다.
이하에서 설명되는 방법은, 본 명세서에서 설명되는 다양한 실시예에 따른 장치에 의해 수행될 수 있다. 이하의 방법에 대하여, 본 명세서에서 설명하는 다양한 실시예에 따른 내용이 적용될 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자의 농도의 관리 방법은 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계 및 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류보다 큰 제2 전류를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
이때, 제1 전류를 출력하는 단계는 제1 시점에서 제1 전류를 출력하는 것을 포함하고, 제2 전류를 출력하는 단계는 제1 시점보다 늦은 제2 시점에서 제2 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 제1 전류를 출력하는 단계는 제1 시구간에서 제1 전류를 출력하는 것을 포함하고, 제2 전류를 출력하는 단계는 제1 시구간보다 늦는 제2 시구간에서 제2 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다. 이하에서는, 소정의 시구간 또는 시점에서 제1 전류 및/또는 제2 전류를 출력하는 것을 포함하는 방법에 대하여 몇몇 실시예를 들어 설명한다.
도 42는 미세 입자의 농도의 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 42를 참조하면, 일 실시예에 따른 방법은, 용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1801), 제1 시구간에서, 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계(S1803) 및 제2 시구간에서, 노즐을 통하여 대상 영역으로 제2 전류를 출력하는 단계(S1805)를 포함할 수 있다.
용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1801)는 컨트롤러가, 펌프를 이용하여 용기에 저장된 액체를 적어도 하나의 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다. 노즐에 액체를 공급하기 이전에 노즐에 일정 수준의 전압을 미리 인가할 수 있다. 또는, 노즐에 액체를 공급하기 이전에 노즐 말단부에 비-전기력을 제공하는 단계가 더 수행될 수 있다.
제1 시구간에서, 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계(S1803)는 컨트롤러가, 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 시구간에서 제1 전류를 출력(output)하는 것을 포함할 수 있다.
제1 시구간에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계(S1803)는, 제1 시구간에서 단위 시간당 제1 전하량을 출력하는 것을 포함할 수 있다. 제1 시구간에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계(S1803)는 컨트롤러가 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 물질을 공급하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
형성된 공간 전하는 대상 영역에 전기장을 형성하여, 대상 영역의 미세 입자에 제1 전기력을 제공할 수 있다.
제2 시구간에서, 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계(S1805)는 컨트롤러가, 전원을 이용하여, 제1 시구간보다 이후인 제2 시구간에서, 적어도 하나의 노즐을 통하여 단위 시간당 제2 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
제2 시구간에서 제2 전류를 방출하는 단계는, 형성된 공간 전하가 적어도 하나의 노즐에 공급된 액체에 미치는 전기력을 고려하여, 제1 전류와 다른 제2 전류를 출력하여 대상 영역에 공간 전하를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 제1 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것은, 컨트롤러가, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐로부터 제1 기준 전류보다 큰 제1 전류가 출력하는 것을 더 포함할 수 있다.
위 실시예에서, 컨트롤러가 제2 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제2 전류를 출력하는 것은, 컨트롤러가, 적어도 하나의 노즐에서 직접 방전되는 전하의 양이 액체를 통해 출력되는 전하의 양을 초과하지 않도록, 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 기준 전류보다 큰 제2 전류를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 제1 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것은, 컨트롤러가 제1 시구간에서 적어도 하나의 노즐에 제1 전압이 인가되도록, 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
위 실시예에서, 컨트롤러가 제2 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제2 전류를 출력하는 것은, 컨트롤러가 제2 시구간에서 적어도 하나의 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하여 액체에 작용하는 제2 전기력을 상쇄하고, 제1 전류보다 작지 않은 제2 전류를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다.
제1 전류는 장치의 유효 반경에 따라 결정될 수 있다. 유효 반경은 컨트롤러가 적어도 하나의 노즐을 통하여 기준 시간 동안 전하를 띠는 물질을 제1 전류로서 방출하는 경우, 미세 입자의 농도가 기준 비율 이하로 감소되는 지점의 장치로부터의 거리일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 제1 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것은, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여 제1 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 방출하는 것을 포함할 수 있다.
위 실시예에서, 컨트롤러가 제2 시구간에서 적어도 하나의 노즐을 통하여 제2 전류를 출력하는 것은, 컨트롤러가, 제2 시구간에서, 액체에 작용하는 제2 전기력에 대응하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류보다 작은 제2 전류를 출력하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러는, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 음의 전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다. 컨트롤러는, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 음전하를 방출할 수 있다. 컨트롤러는, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다.
본 명세서에서 개시하는 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용한 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치가 제공될 수 있다.
장치는, 액체를 저장하는 용기, 상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프;
전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액체를 출력하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하고 상기 공급된 전하에 의해 대전된 상기 대상 영역의 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향의 제1 전기력을 제공하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
컨트롤러는, 펌프를 이용하여 상기 용기에 저장된 액체를 상기 적어도 하나의 노즐에 공급하고, 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 시구간에서 제1 전류를 출력(output)하고, 상기 전원을 이용하여, 상기 제1 시구간보다 이후인 제2 시구간에서, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 단위 시간당 제2 전류를 출력할 수 있다.
컨트롤러가, 상기 제1 시구간에서 단위 시간당 상기 제1 전하량을 출력하는 것은, 상기 컨트롤러가 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 전하를 띠는 물질을 공급하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러가, 상기 제2 시구간에서 상기 제2 전류를 방출하는 단계는, 상기 형성된 공간 전하가 상기 적어도 하나의 노즐에 공급된 상기 액체에 미치는 전기력을 고려하여, 상기 제1 전류와 다른 상기 제2 전류를 출력하여 상기 대상 영역에 상기 공간 전하를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
형성된 공간 전하는 상기 대상 영역에 전기장을 형성하여, 상기 대상 영역의 상기 미세 입자에 상기 제1 전기력을 제공할 수 있다.
특정 시구간에서 특정 전류를 출력하는 것은, 특정 시구간 동안 특정 값의 전류를 일정하게 출력하는 것뿐만 아니라, 특정 시구간 동안 특정한 평균 전류를 출력하는 것을 의미할 수도 있다. 본 명세서에서 설명되는 시구간은, 충분히 짧은 시구간을 의미할 수 있다. 예컨대, 제1 또는 제2 시구간은, 해당 시구간에서의 출력 전류를 측정하는데 요구되는 최소 시간일 수 있다.
제 6 실시예에서 설명하는 미세 입자 농도의 관리 방법은, 시구간이 아닌 시점을 기준으로 적용될 수도 있다.
예컨대, 일 실시예에 따른 방법은, 용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계, 제1 시점에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계 및 제2 시점에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계를 포함할 수 있다.
용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계는 전술한 것과 유사하게 구현될 수 있다.
제1 시점에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계는 제1 시구간에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계(S1803)와 유사하게 구현될 수 있다. 제1 시점에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계는 제1 시점에서 노즐에 제1 전압을 인가하여 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다.
제2 시점에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제1 전류를 출력하는 단계는 제2 시구간에서, 노즐을 통하여 대상 영역으로 제2 전류를 출력하는 단계(S1805)와 유사하게 구현될 수 있다. 제2 시점에서 노즐을 통하여 대상 영역으로 제2 전류를 출력하는 단계는 제1 시점보다 늦은 제2 시점에서 노즐에 제2 전압을 인가하여 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하는 것을 더 포함할 수 있다.
제1 시점에서 출력되는 제1 전류 및/또는 제2 시점에서 출력되는 제2 전류는 제1 기준 전류보다 크거나 제1 기준 전류보다 작을 수 있다. 예컨대, 제1 전류 및/또는 제2 전류는 대상 영역 및 장치의 동작 시간을 고려하여 정해진 하한값, 즉, 제1 기준 전류 이상으로 정해질 수 있다. 또 예컨대, 제1 전류 및/또는 제2 전류는 노즐을 통하여 직접 방전이 일어나지 않도록 하는 상한값, 즉, 제2 기준 전류 이하로 정해질 수 있다. 제1 전류를 출력하기 위하여 노즐에 인가되는 제1 전압 및/또는 제2 전류를 출력하기 위하여 노즐에 인가되는 제2 전압이 전술한 상한값 및/또는 하한값에 따라 정해질 수도 있다.
위 실시예에서, 특정 시점에 전류를 출력하는 것은, 특정 시점에서의 순간 전류를 출력하는 것을 의미할 수 있다. 특정 시점에 출력되는 전류의 값은 특정 시점에 장치의 노즐 근처에서 측정된 전류 값을 통하여 얻어질 수 있다.
2.3.6.5 제7 실시예
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용한 미세 입자 농도의 관리 방법으로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 적어도 하나의 노즐로 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액체를 출력하여 대상 영역에 전하를 공급하고 공급된 전하에 의해 대전된 대상 영역의 미세 입자에 장치로부터 멀어지는 방향의 제1 전기력을 제공하는 컨트롤러를 포함하는 장치를 이용하는 미세 입자 농도의 관리 방법이 제공될 수 있다.
이하에서 설명되는 방법은, 본 명세서에서 설명되는 다양한 실시예에 따른 장치에 의해 수행될 수 있다. 이하의 방법에 대하여, 본 명세서에서 설명하는 다양한 실시예에 따른 내용이 적용될 수 있다.
도 43은 미세 입자의 농도의 관리 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다. 도 43을 참조하면, 일 실시예에 따른 방법은, 용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1901), 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성하는 단계(S1903) 및 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 제1 시간 동안 유지하는 단계(S1905)를 포함할 수 있다.
용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1901)는 컨트롤러가 펌프를 이용하여, 용기에 저장된 액체를 적어도 하나의 노즐에 공급하는 것을 포함할 수 있다. 용기에 저장된 액체를 노즐에 공급하는 단계(S1901)에 대하여는, 전술한 실시 예들의 내용이 유사하게 적용될 수 있다.
대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성하는 단계(S1903)는 컨트롤러가 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러는, 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 음의 전하를 공급하고, 대상 영역에 음의 전하를 포함하는 공간 전하를 형성할 수 있다.
대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 제1 시간 동안 유지하는 단계(S1905)는 컨트롤러가 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 제1 시간 동안 유지하는 것을 포함할 수 있다.
컨트롤러가 제2 시점에 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하는 것은, 컨트롤러가 형성된 공간 전하가 적어도 하나의 노즐에 포함된 액체에 작용하는 제2 전기력을 고려하여, 적어도 하나의 노즐에 제2 전압을 인가하여 전하를 띠는 물질을 대상 영역에 공급하여 형성된 공간 전하를 유지하는 것을 포함하고,
형성된 공간 전하는 대상 영역에 전기장을 형성하여, 대상 영역의 미세 입자에 제1 전기력을 제공할 수 있다. 제1 전기력은 장치에 의해 형성된 공간 전하가 대상 영역의 대전된 미세 입자에 제공하는 전기력을 의미할 수 있다. 제1 전기력은 미세 입자에 장치에서 멀어지는 방향으로 작용할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성하는 것은, 컨트롤러가 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐에 제1 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 출력하여 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
위 실시예에서, 컨트롤러가 대상 영역에 공간 전하의 분포를 유지하는 것은, 컨트롤러가 전원을 이용하여, 형성된 공간 전하가 적어도 하나의 노즐에 포함된 액체에 작용하는 제2 전기력을 고려하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 전압보다 큰 제2 전압을 인가하여, 적어도 하나의 노즐을 통하여 전하를 띠는 액적을 출력하여 대상 영역에 공간 전하를 유지하는 것을 포함할 수 있다.
제2 전기력은 장치에 의해 대상 영역에 형성된 공간 전하, 특히 장치의 노즐 주변의 공간 전하가, 노즐 내의 액체(노즐로부터 분리되기 전의 액체) 또는 액체 내의 전하를 띠는 성분에 제공하는 전기력을 의미할 수 있다. 예컨대, 장치가 대상 영역에 음전하를 공급하는 경우, 대상 영역에 음의 공간 전하가 형성될 수 있다. 이때, 제2 전기력은, 대상 영역에 형성된 음의 공간 전하가 노즐 내의 음전하를 띠는 물질에 작용하는 반발력일 수 있다.
일 실시예에 따르면, 컨트롤러가 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성하는 것은, 컨트롤러가 전원을 이용하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류를 출력하여, 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 포함하고,
위 실시예에서, 컨트롤러가 대상 영역에 공간 전하의 분포를 유지하는 것은, 컨트롤러가 전원을 이용하여, 형성된 공간 전하가 적어도 하나의 노즐에 포함된 액체에 작용하는 제2 전기력에 대응하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 제1 전류보다 작은 제1 전류를 출력하여, 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
제1 시간은, 장치의 유효 반경에 따라 결정될 수 있다. 유효 반경은 컨트롤러가 적어도 하나의 노즐을 통하여 기준 시간 동안 전하를 띠는 물질을 제1 전류로서 방출하는 경우, 미세 입자의 농도가 기준 비율 이하로 감소되는 지점의 장치로부터의 거리일 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 대상 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용한 미세 입자 농도를 관리하기 위한 장치로서, 액체를 저장하는 용기, 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하고 상기 공급된 전하에 의해 대전된 상기 대상 영역의 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향의 제1 전기력을 제공하는 컨트롤러를 포함할 수 있다.
컨트롤러는 상기 상기 펌프를 이용하여, 상기 용기에 저장된 상기 액체를 상기 적어도 하나의 노즐에 공급하고, 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 상기 대상 영역에 공간 전하의 분포를 형성할 수 있다.
컨트롤러는, 상기 적어도 하나의 노즐에 전압을 인가하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하여, 상기 대상 영역에 공간 전하의 분포를 제1 시간 동안 유지할 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 발명에 의하면, 다양한 환경에 속하는 대상 영역에서 미세 입자의 농도를 낮추기 위한 방법, 장치 등이 제공될 수 있다. 이러한 경우에, 미세 입자 농도 저감 장치는 다른 장치(예컨대, 미세 입자 농도 저감 장치, 제어 장치, 기타 기능 장치 등)와 연계되어 동작할 수 있다.
2.3.7 실험예
도 45는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 장치를 이용한 미세 입자 농도 저감 실험을 설명하기 위한 도면이다.
도 45를 참조하면, 폭, 너비 및 높이가 각각 150cm인 테스트 챔버, 테스트 챔버의 중심에 위치되고 고전압이 인가되어 대전된 물질을 생성하는 노즐(300) 및 챔버의 측벽에 부착되고 미세 입자의 농도(수농도)를 획득하는 센서(S1~S8)을 통하여, 일 실시예에 따른 장치의 미세 입자 저감 기능에 대하여 실험할 수 있다.
도 45를 참조하면, 일 실시예에 따른 실험예에서는, 챔버의 중앙 영역에 노즐(300)이 위치될 수 있다. 제1 내지 제4 센서(S1~S4)는 챔버의 내면 중 어느 한 면에 위치되고, 제5 내지 제8 센서(S5~S8)는 챔버의 내면 중 제1 내지 제4 센서(S1~S4)가 위치된 면과 대향하는 면에 위치될 수 있다. 도 45에서 예시하는 것과 같이 설계된 실험 챔버 내에 연기발생기 등을 통하여 미세 입자를 생성하고, 챔버 내부의 실험 조건에 따라 각 센서에서 시간에 따라 검출되는 미세 입자 농도를 획득함으로써, 장치의 미세 입자 저감 기능에 대하여 확인할 수 있다.
일 실험 예로, 챔버 내에 미세 입자를 발생시킨 후 노즐에 전압을 인가하지 아니한 상태에서 시간에 따라 각 센서에서 검출되는 미세 입자 농도 변화를 관찰할 수 있다.
도 46은, 미세 입자 농도 변화를 설명하기 위한 실험예이다. 도 46은, 노즐(300)에 전압을 인가하지 아니한 경우의 제1 내지 제4 센서(S1~S4)에서 획득되는 미세 입자 수농도를 나타낸 것이다. 도 46의 각 그래프에서, x축은 시간이고 단위는 초(sec) 이며, y축은 미세 입자 의 수농도이며, 단위는 개수/cm3이다.
도 46의 (a)는 제1 센서(S1)에서, 시간에 따라 획득되는 미세 입자의 수농도를 미세 입자의 크기 별(PM0.5, PM1.0, PM2.5, PM4.0 및 PM10.0)로 나타낸 것이다. 도 46의 (b)는 제2 센서(S2)에서 시간에 따라 획득되는 미세 입자의 수농도를 미세 입자의 크기 별로 나타낸 것이다. 도 46의 (c)는 제3 센서(S3)에서 시간에 따라 획득되는 미세 입자의 수농도를 미세 입자의 크기 별로 나타낸 것이다. 도 46의 (d)는 제4 센서(S4)에서 시간에 따라 획득되는 미세 입자의 수농도를 미세 입자의 크기 별로 나타낸 것이다.
도 46을 참조하면, 노즐(300)에 전압을 인가하지 아니한 경우에도 모든 크기의 미세 입자의 농도가 시간에 따라 감소하는 것이 확인되었다. 도 46을 참조하면, 노즐(300)에 전압을 인가하지 아니한 경우에도 미세 입자의 농도는 시간에 따라 지수함수적으로 감소하는 것이 확인되었다.
도 46을 참조하면, 노즐(300)에 전압이 인가되지 아니하는 경우의 시간에 따른 미세 입자 농도는 아래 식과 같이 근사될 수 있다.
Figure PCTKR2020005123-appb-I000001
위 식에 따르면, Toff는 약 1626 sec(약 27.1 min)으로 구해질 수 있다.
다른 실험 예로, 챔버 내에 미세 입자를 발생시킨 후 노즐(300)에 고전압을 인가하고 시간에 따라 각 센서에서 검출되는 미세 입자 농도 변화를 관찰할 수 있다.
도 47은 미세 입자 농도 변화를 설명하기 위한 다른 실험예이다. 도 47은 노즐(300)에 전압을 인가한 경우(예컨대, 도 47의 실험의 경우, 24kV)의 제1 내지 제4 센서(S1~S4)에서 획득되는 미세 입자 수농도를 나타낸 것이다. 도 47의 각 그래프에서, x축은 시간이고 단위는 초(sec) 이며, y축은 미세 입자의 수농도이며, 단위는 개수/cm3이다.
도 47의 (a) 내지 (d)는 각각, 각 노즐(300)에 전압을 인가한 경우에 제1 내지 제4 센서(S1~S4)에서, 시간에 따라 획득되는 미세 입자의 수농도를 미세 입자의 크기 별(PM0.5, PM1.0, PM2.5, PM4.0 및 PM10.0)로 나타낸 것이다.
도 47을 참조하면, 노즐(300)에 전압을 인가한 경우에 각 크기의 미세 입자의 농도는 시간에 따라 지수함수적으로 감소하는 것이 확인되었다.
도 47을 참조하면, 노즐(300)에 전압을 인가한 경우의 시간에 따른 미세 입자 농도는 아래 식과 같이 근사될 수 있다.
Figure PCTKR2020005123-appb-I000002
위 식에 따르면, Ton는 약 170.4 sec(약 3.17 min)으로 구해질 수 있다.
도 46 및 도 47에 따른 실험 결과에 기초하여, 노즐에 전압을 인가한 경우 미세 입자 농도의 감소 속도가 노즐에 전압을 인가하지 않은 경우에 비하여 현저히 빠름을 확인할 수 있다. 따라서, 본 명세서에서 설명하는 발명에 따른 장치 등에 의하여, 공간 내의 미세 입자 농도를 저전력으로도 빠르게 감소시킬 수 있음이 확인되었다.
도 46 및 도 47에 따른 실험 결과를 비교하여, 노즐에 고전압을 인가함에 따른 전기장이 미세 입자 농도에 미치는 영향을 추정할 수 있다.
미세 입자 농도 변화를 분석함에 있어서, 미세 입자 농도 변화에 영향을 미치는 다양한 요인이 고려될 수 있다. 예컨대, 미세 입자에 중력, 대류, 확산 등이 미치는 영향에 의하여 각 센서에서 측정되는 미세 입자 농도가 변화될 수 있다.
이때, 도 46과 관련하여 설명한 바와 같이 노즐(300)에 전압이 인가되지 아니한 경우의 미세 입자 농도는 각 미세 입자에 작용하는 중력, 대류, 확산 등에 의하여 감소되는 것으로 해석될 수 있다. 즉, Toff는 미세 입자에 작용하는 자연계의 다양한 영향에 의하여 미세 입자 농도가 감소되는 시간일 수 있다.
도 47과 관련하여 설명한 바와 같이 노즐(300)에 전압이 인가되는 경우의 미세 입자 농도는 각 미세 입자에 작용하는 중력, 대류, 확산 등의 영향 외에 노즐에 인가되는 전압에 의한 전기장이 미세 입자에 작용하는 전기력의 영향을 더 받을 수 있다. 즉, Ton은 미세 입자에 작용하는 자연계의 다양한 영향 및 전기력에 의하여 미세 입자 농도가 감소되는 시간일 수 있다.
한편, 미세 입자 농도 변화를 분석함에 있어서, 특히 PM2.5 이하의 미세 입자에 대하여, 중력이 미치는 영향은 무시될 수 있다. 구체적으로, 아래 식을 참조하면, PM1.0의 입자의 경우 중력에 의한 Tg는 363 min, PM2.5의 경우 중력에 의한 Tg는 64 min 으로 계산될 수 있다. 따라서, 전기장이 미세 먼지 농도에 미치는 영향 추정에 있어서 중력의 영향은 무시될 수 있다.
Figure PCTKR2020005123-appb-I000003
이때, 전기장에 의한 영향은 Ton과 Toff의 조합 평균으로 얻어질 수 있다. 1/Ton = 1/ TE + 1/Toff 이므로, TE = Ton x Toff / (Toff - Ton) = 3.17 min 으로 계산될 수 있다.
도 48은 미세 입자의 크기 별 미세 입자의 농도 변화를 설명하기 위한 실험예이다. 도 48은 노즐(300)에 전압을 인가한 경우(V_on) 및 노즐(300)에 전압을 인가하지 아니한 경우(T_off)의 각 입자 크기(PM0.5, PM1.0, PM2.5 및 PM4.0) 별 미세 입자 농도의 감소 시간(Decay time)을 나타낸 것이다. 미세 입자 농도의 감소 시간(Decay time)은 각 센서를 통하여 획득된 수농도의 시간에 따른 변화를 획득하고, 시간에 따른 수농도 변화의 지수 함수 피팅에 기초하여 계산될 수 있다. 미세 입자 농도의 감소 시간(Decay time)은 각 센서에서 획득된 수농도의 시간에 따른 변화로부터 획득된 감소 시간을 평균한 값으로 계산될 수 있다.
도 48을 참조하면, 노즐(300)에 전압이 인가된 경우(V_on)의 미세 입자 감소 시간은 노즐(300)에 전압이 인가되지 않은 경우(V_off)의 미세 입자 감소 시간보다 월등히 짧은 것이 확인되었다. 도 48을 참조하면, 노즐(300)에 전압이 인가된 경우(V_on)의 미세 입자 감소 시간에 입자 크기가 미치는 영향은 미미함이 확인되었다. 즉, 노즐(300)에 전압이 인가된 경우(V_on), 미세 입자 감소 시간은 미세 입자 크기와 무관한 기작에 의하여 단축되었음을 확인할 수 있다. 도 48을 참조하면, 노즐(300)에 전압이 인가되지 아니한 경우(V_off), 입자 크기는 미세 입자 감소 시간에 영향을 미치는 것이 확인되었다. 도 48을 참조하면, 일반적으로는, 입자 크기가 클수록 입자 농도 감소 시간(decay time)이 감소되는 것이 확인되었다.
전기장이 미세 입자에 미치는 영향을 살펴보면, 전기장에 의한 미세 입자의 이동 속도는 전기장의 세기에 비례하고 입자의 반경(r)에 반비례하거나 음의 상관관계를 가질 수 있다.
이때, 전계 대전(field charning)에 의한 경우의 n은 입자의 반경(r)의 제곱에 비례할 수 있다. 즉, 전계 대전(field charning)이 미세 입자의 이동 속도에 미치는 영향은 입자의 반경(r)에 양의 상관관계를 가지거나, 비례할 수 있다.
확산 대전(diffusion charging)에 의한 경우의 n은 입자의 반경(r)에 비례할 수 있다. 즉, 확산 대전에 의한 입자의 이동 속도 성분은 입자의 반경(r)과 무관하게 정해질 수 있다.
위에서 설명된 내용 및 도 48을 참조하면, 노즐에 전압이 인가된 경우(V_on)의 입자 농도 감소 속도에 입자의 크기가 미치는 영향은 미미하여, 노즐에 전압이 인가된 경우(V_on)의 입자 농도 감소의 주된 기작은 확산 대전에 의한 전기장 영향인 것으로 해석될 수 있다.
또한, 위에서 설명된 수식들 및 도 48을 참조하면, 노즐에 전압이 인가되지 아니한 경우(V_off)의 입자 농도 감소 속도는 입자 크기에 영향을 받으므로, 노즐에 전압이 인가되지 아니한 경우(V_off)의 입자 농도 감소의 주된 기작은 전계 대전에 의한 전기장 영향인 것으로 해석될 수 있다.
한편, 위 실시예들에서, 제5 내지 제8 센서(S5~S8)에 의하여 획득되는 값은, 제1 내지 제4 센서(S1~S4)에 의하여 획득되는 값과 유의미한 차이를 보이지 아니하여, 제5 내지 제8 센서(S5~S8)에 따른 결과는 생략하였다.
도 49는 센서 위치 및 노즐 전압 인가에 따른 미세 입자 농도 변화를 살펴보기 위한 실험예이다. 도 49는 각 센서(S1~S8)에서 획득되는 미세 입자 농도에 따른 미세 입자 농도 감소 시간(decay time)을 나타낸 것이다. 도 49의 각 표시선은, 노즐에 전압이 인가되지 아니하는 경우(V_off) 및 노즐에 전압이 인가된 경우(V_on) 각각에 대하여, 각 센서(S1~S8)에서 획득되는 미세 입자 농도에 따른 미세 입자 농도 감소 시간(decay time)을 나타낸 것이다.
도 49를 참조하면, 제1 내지 제4 센서(S1~S4)를 통하여 획득되는 미세 입자 농도에 따른 미세 입자 농도 감소 시간은, 제5 내지 제8 센서(S5~S8)을 통하여 획득되는 미세 입자 농도에 따른 미세 입자 농도 감소 시간과 유사한 양상을 나타내는 것이 확인될 수 있다. 또한, 도 49를 참조하면, 모든 센서에서, 노즐에 전압이 인가되지 아니하는 경우(V_off) 보다 노즐에 전압이 인가된 경우(V_on)에 미세 입자 농도 감소 시간이 빠르게 나타나는 것이 확인될 수 있다.
2.4 실외 미세 입자 농도 저감 시스템
2.4.1 실외 설치
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도 저감 동작은 실외 공간에서의 미세 입자 농도를 낮추기 위하여 이용될 수 있다.
본 명세서에서 실외 공간은, 대기와 실질적으로 동일한 환경 조건을 가지는 공간을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 실외 공간은, 일부 벽 천장 등의 구조물로 둘러 쌓인 공간의 경우에도, 온도, 습도, 바람 등의 영향이 대기 중과 동일하게 작용하는 경우, 실외 공간에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 미세 입자의 농도 저감 동작은, 실외 공간에 설치된 장치에 의해 수행될 수 있다. 실외 공간에 설치된 장치는, 실외 대상 영역 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 설명하는 장치는, 아파트 단지, 놀이터, 야외 공연장, 학교, 공업 단지, 공원 등에 설치되어, 미세 입자의 농도를 저감할 수 있다.
2.4.2 단일 장치 시스템
도 28은 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 28을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 서버 및 사용자 장치를 포함할 수 있다.
제1 장치는 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제1 장치는 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하기 위한 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다.
제1 장치는 서버와 통신할 수 있다. 제1 장치는 서버로부터 제어 명령을 수신하고, 수신한 제어 정보에 기초하여 동작할 수 있다. 제1 장치는 서버로부터 환경 정보를 수신할 수 있다, 제1 장치는 서버로부터 환경 정보에 따라 결정된 제어 정보를 수신하고 이에 기초하여 동작할 수 있다. 제1 장치는 서버로 장치 정보를 전송할 수 있다. 제1 장치는 서버로 장치 정보를 전송할 수 있다. 예컨대, 제1 장치는 상태 정보 또는 작동 정보를 서버로 전송할 수 있다.
제1 장치는 제2 장치와 직접 통신할 수도 있다. 제1 장치는 제2 장치로부터 정보(예컨대, 환경 정보)를 획득하고, 획득된 정보에 기초하여 동작할 수 있다.
제1 장치는 센서부를 구비하고, 상태 정보, 작동 정보 또는 환경 정보를 획득할 수 있다.
제2 장치는 제1 장치와 다른 기능을 수행하는 장치일 수 있다. 제2 장치는 제1 장치의 대상 영역 내에 또는 대상 영역 주변에 설치된 장치일 수 있다. 일 예로, 제2 장치는 제1 장치에 대응되는 대상 영역 또는 장치 인근에서의 환경 정보를 획득하는 센서 장치일 수 있다.
제2 장치는 센서부를 포함하고 대상 영역 또는 장치 인근의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 제2 장치는 대상 영역의 전하 밀도, 습도, 온도 또는 기상 정보를 획득할 수 있다. 또는, 제2 장치는, 제1 장치 인근의 전하 밀도, 습도 또는 온도 정보를 획득할 수 있다.
제2 장치는 제1 장치, 사용자 장치 또는 서버로 환경 정보를 전송할 수 있다. 제2 장치는 제1 장치 또는 서버의 요청에 응답하여, 환경 정보를 전달할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템은, 복수의 센서 장치(즉, 도 28에서의 제2 장치)를 포함할 수도 있다.
예컨대, 미세 입자 농도시스템은, 제1 장치로부터 제1 거리 이격되어 위치된 제1 센서 장치 및 제1 장치로부터 제2 거리 이격되어 위치된 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 또는, 시스템은, 지면으로부터 제1 거리 이격된 제1 센서 장치 및 지면으로부터 제2 거리 이격된 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 시스템은, 제1 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 제2 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 일 예로, 제1 센서 장치는 제1 장치로부터 제1 거리 떨어진 위치에서의 공간 전하 밀도 또는 미세 입자의 농도를 획득하고, 제2 센서 장치는 제1 장치로부터 제2 거리 떨어진 위치에서의 공간 전하 밀도 또는 미세 입자의 농도를 획득할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 정보와 제2 정보는 서로 구분될 수 있다. 예컨대, 제1 센서 장치는 지면에서의 전하 밀도, 미세 입자의 농도를 획득하고, 제2 센서 장치는 지면으로부터 수십 미터 떨어진 위치에서의 온도, 습도, 기압, 바람 등의 기상 정보를 획득할 수 있다.
서버는 제1 장치의 미세 입자 농도 저감 동작을 관리할 수 있다. 서버는 프로그램 또는 데이터를 저장하고, 외부 장치와 통신할 수 있다. 서버는 클라우드 서버일 수 있다. 서버는 도 27에서 표시하지 아니하는 장치와 통신할 수도 있다.
서버는 장치 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치를 식별하기 위한 제1 장치 식별 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치가 설치된 위치를 식별하기 위한 제1 위치 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치의 설치 환경 특성에 관한 제1 설치 환경 정보를 저장할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치가 설치된 위치가 실내인지 실외인지, 또는 제1 장치가 설치된 위치가 주거 단지인지 혹은 산업 단지인지 등을 나타내는 제1 설치 환경 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 사용자 장치와 통신할 수 있다. 서버는 사용자 장치와 제1 장치 및/또는 제2 장치를 중개할 수 있다. 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 장치의 상태 정보 또는 작동 정보를 획득할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 상태 정보 또는 작동 정보를 사용자 장치로 전달 할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 상태 정보 또는 작동 정보에 기초하여 생성된 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제2 장치로부터 대상 영역 또는 제1 장치 인근의 환경 정보를 획득할 수 있다. 서버는 획득한 환경 정보를 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 획득한 환경 정보에 기초하여 생성된 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다.
다른 예로, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치 및/또는 제2 장치에 대한 제어 정보 또는 제어 명령을 획득할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 획득한 제어 정보 또는 제어 명령을 제1 장치 또는 제2 장치로 전달할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 획득한 제어 정보 또는 제어 명령에 기초하여 목적지를 식별하고, 식별된 목적지로 제어 정보 또는 제어 명령을 전달할 수 있다.
또 다른 예로, 서버는 제1 장치로부터 상태 정보 또는 작동 정보를 획득할 수 있다. 서버는 획득된 정보에 기초하여 생성된 제어 정보 또는 제어 명령을 제2 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제2 장치로부터 환경 정보를 획득할 수 있다. 서버는 환경 정보에 기초하여 생성된 제어 정보 또는 제어 명령을 제1 장치로 전달할 수 있다.
서버는 미세 입자 농도 저감 시스템을 제어하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다. 서버는 장치를 제어하는 제어 명령 또는 제어 명령의 기초가 되는 제어 정보를 생성할 수 있다.
서버는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등(이하, 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 서버는 어플리케이션을 통하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 어플리케이션을 통하여, 제1 장치가 미세 입자 농도 저감 동작, 장치 관리 동작, 전하 밀도 관리 동작, 시계열 제어 동작 및/또는 피드백 제어 동작을 수행하도록 하는 제어 명령 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치를 제어하기 위한 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제1 장치, 제2 장치 또는 사용자 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제1 장치를 제어하기 위한 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치로부터 장치의 상태 정보 또는 동작 정보를 획득하고, 획득된 정보를 고려하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 일 예로, 서버는 장치의 노즐의 출수량에 관한 상태 정보를 획득하고, 출수량이 기준값보다 작은 경우 제1 장치가 노즐 세척 모드를 개시하도록 하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제1 장치를 제어하기 위한 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제2 장치로부터 대상 영역의 전하 밀도를 획득하고, 전하 밀도가 기준치 이하인 경우, 제1 장치의 노즐에 기본값보다 높은 전압을 인가하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치에 대한 제1 제어 정보를 획득하고, 제1 제어 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 제1 대상 영역에 대한 제어 정보를 획득하고, 제1 대상 영역에 대응되는 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 구체적인 예로, 서버는 대상 영역의 목표 미세 입자 농도 저감 수준을 포함하는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여, 장치를 제어하기 위한 제어 값, 예컨대, 노즐 인가 전압, 기체 방출량 등을 포함하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치로 제어 정보 또는 제어 명령을 전달할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치가 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성하고 제어 명령에 따라 동작하도록, 제1 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다. 또는, 서버는 제1 장치가 제어 명령에 따라 동작하도록 제1 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제2 장치가 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성하고 제어 명령에 따라 동작하도록, 제2 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다. 또는, 서버는 제2 장치가 제어 명령에 따라 동작하도록 제1 장치로 제어 정보를 전달할 수 있다. 예컨대, 서버는 제2 장치로, 제2 장치가 대상 영역의 환경 정보를 획득하도록 제어하는 제어 명령을 전달할 수 있다.
서버는 획득한 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치 내지 제2 장치로부터 획득된 정보, 서버에서 생성된 제어 정보, 제어 명령, 사용자 장치로부터 획득된 제어 정보 및/또는 제어 명령을 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 장치의 상태 정보, 동작 정보 등을 저장할 수 있다. 서버는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보 등을 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 정보의 획득 시점과 함께 저장할 수 있다. 예를 들어, 서버는 제2 장치로부터 획득된 대상 영역의 온도 정보를 제2 정보가 온도를 측정한 시점 또는 서버가 제2 정보로부터 온도 정보를 획득한 시점과 함께 저장할 수 있다.
서버는 서버에서 생성된 제어 정보, 제어 명령, 또는 사용자 장치로부터 획득된 제어 정보 또는 제어 명령을 저장할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치에 대한 제1 제어 정보, 제1 제어 명령을 제1 장치의 정보와 함께 저장할 수 있다.
서버는 이종의 정보를 매칭하여 저장 및 관리할 수 있다.
서버는 각 장치로부터 획득된 정보를 연관하여 저장할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 영역으로부터 획득된 환경 정보를 연관하여 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 장치의 노즐 상태 정보와 제2 장치로부터 획득된 대상 영역의 전하 밀도 정보를 연관하여 저장할 수 있다.
서버는 장치로부터 획득된 정보와 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 장치에 대한 제1 제어 명령(또는 제1 제어 정보)을 연관하여 저장할 수 있다. 구체적인 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 상태 정보와 제1 상태 정보에 적어도 일부 기초하여 생성된 제1 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보와 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치가 위치된 대상 영역으로부터 획득된 제1 환경 정보와, 제1 환경 정보에 적어도 일부 기초하여 생성된 제1 제어 명령을 연관하여 저장할 수 있다.
서버는 매칭된 정보를 이용하여 제1 장치에 제어 명령을 제공할 수 있다.
서버는 제1 정보와 제2 정보가 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 정보에 따른 제2 정보를 예측할 수 있다. 서버는 제1 정보의 시간에 따른 변화 패턴에 따른 제2 정보의 시간에 따른 변화 패턴이 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 정보의 시간에 따른 변화에 기초하여 제2 정보의 시간에 따른 변화를 예측할 수 있다. 서버는 논리 알고리즘 또는 신경망 모델을 이용하여 제2 정보를 예측할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 장치에 대한 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보와 제1 장치에 대한 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 제1 정보에 기초하여 제2 정보를 예측하고, 제2 정보에 따른 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 환경 정보(예컨대, 습도 정보)에 기초하여 장치의 동작 정보(예컨대, 출력되는 전류의 양)을 예측하고, 예측된 동작 정보에 따른 제어 명령(예컨대, 노즐 전압에 관한 제어 명령)을 생성할 수 있다.
한편, 도 28에서는, 서버가 별도의 분리된 물리적 장치로서 구성되는 경우를 기준으로 도시하였으나, 서버는 제1 장치에 포함될 수도 있다. 예컨대, 제1 장치는 서버를 포함하고, 전술한 서버의 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제1 장치는 제1 장치 및/또는 제2 장치로부터 획득되는 정보를 저장하고, 사용자 장치와 통신하여 사용자 장치로 정보를 전달하고 사용자 장치로부터 제어 정보를 획득하고, 제1 장치의 동작을 위한 제어 명령을 생성 또는 관리하고, 제1 장치의 동작을 제어하는 등 전술한 서버 장치의 동작을 수행할 수 있다.
사용자 장치는 사용자 입력을 획득하고, 서버 또는 미세 입자 농도 저감 시스템의 각 장치와 통신하여, 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다.
사용자 장치는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등(이하, 어플리케이션)을 구동할 수 있다. 사용자 장치는 어플리케이션을 통하여 사용자에게 제1 장치 또는 제2 장치로부터 획득된 정보를 제공하고, 사용자 입력 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 표시부 및/또는 입력부를 포함할 수 있다. 사용자 장치는 표시부를 통하여 사용자에게 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버로부터 획득된 정보를 제공할 수 있다. 사용자 장치는 입력부를 통하여 사용자로부터 제1 장치 또는 제2 장치의 동작과 관련된 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다. 사용자 장치는 사용자 인터페이스를 통하여 사용자 입력을 획득하고, 사용자에게 제1 장치, 제2 장치 또는 서버로부터 획득된 정보를 제공할 수 있다.
사용자 장치는 서버 장치, 제1 장치 및/또는 제2 장치와 통신할 수 있다. 사용자 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버와 통신하여, 장치의 상태 정보, 장치의 동작 정보 또는 대상 영역 등의 환경 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 제어 명령을 생성할 수 있다. 사용자 장치는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 사용자 장치는 사용자 인터페이스를 통하여 사용자로부터 제1 장치에 대한 노즐 출력 전류 값 또는 제1 장치에 대한 대상 영역의 반경 R 값을 획득하고, 획득된 값에 기초하여 제어 명령, 예컨대, 노즐 인가 전압 등을 포함하는 제어 명령을 생성할 수 있다.
사용자 장치는 생성된 제어 명령을 서버, 제1 장치 또는 제2 장치로 전달할 수 있다.
도 29는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 29를 참조하면, 미세 입자 저감 시스템은, 미세 입자 저감 시스템은 미세 입자의 농도를 관리하는 장치(100)를 포함할 수 있다. 장치(100)는 음 전하를 띠는 액적을 방출하여, 장치 주변에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다.
도 29를 참조하면, 장치(100)는 사물 또는 구조물(OB) 위에 설치될 수 있다. 장치의 설치 위치는, 장치(100)에 의해 형성되는 공간 전하 및 이로 인한 전기장의 형태를 고려하여 결정될 수 있다. 장치(100)는, 장치가 공간 전하를 형성하는 영역이 미세 입자의 농도 저감이 필요한 영역을 커버하도록 설치될 수 있다. 예컨대, 장치는, 건물의 옥상 내지 야외 구조물 위에 설치될 수 있다. 장치가 구조물(OB) 위에 설치되는 경우, 필요에 따라 절연재가 이용될 수 있다. 장치의 설치 방법과 관련하여서는, 후술하는 장치 설치 방법 항목에서 보다 상세히 설명한다.
장치(100)는 유효 반경(R)을 가질 수 있다. 유효 반경은, 장치(100)의 대상 영역(TR)의 반경을 의미할 수 있다. 유효 반경은, 장치가 기준 시간 내에 미세 입자의 농도를 기준 비율 감소시킬 수 있는 영역의 반경을 의미할 수 있다.
장치는 돔 형태의 대상 영역(TR)을 가질 수 있다. 대상 영역(TR)은 장치가 기준 시간 내에 미세 입자의 농도를 기준 비율 감소시킬 수 있는 영역을 의미할 수 있다. 대상 영역(TR)은, 장치의 지면으로부터의 높이(H) 및 유효 반경(R)에 따라 결정될 수 있다. 장치의 대상 영역(TR)의 형태는 환경 요인에 따라 변경될 수 있다. 예컨대, 대상 영역에 바람이 있는 경우, 바람의 방향을 따라 치우친 돔 형태를 가질 수 있다.
장치는 지면으로부터 소정 간격(H) 이격된 위치에 설치될 수 있다. 장치의 지면으로부터의 높이(H) 또는 유효 반경(R)은 장치의 작동 효율을 고려하여 결정될 수 있다. 장치는 유효 반경(R)에 대하여 소정 비율만큼 지면으로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 예를 들어, 장치는 유효 반경(R)의 1/2배에서 2배 사이의 값을 가지는 높이(H)만큼 지면으로부터 이격된 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 유효 반경 30m를 가지는 장치는 지면으로부터 50m 이격된 위치에 설치될 수 있다.
도 29를 참조하면, 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 대상 영역 내에 설치된 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 센서 장치(SD)는 대상 영역(TR) 내의 일 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 센서 장치(SD)는 장치(또는 장치가 설치된 구조물)가 위치된 지점으로부터 유효 반경(R)만큼 이격된 위치에 설치될 수 있다. 다른 예로, 센서 장치(SD)는 장치 인근에 위치될 수도 있다.
센서 장치는 대상 영역(TR)의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치는, 대상 영역 내에서 온도, 습도, 기압, 기류(예컨대, 풍속), 공기 품질(예컨대, 미세 먼지의 농도), 공간 전하의 밀도 중 어느 하나를 포함하는 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치는, 센서 장치가 설치된 위치에서의 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치는 환경 정보를 획득하고, 미세 입자 농도 저감 장치, 서버 또는 사용자 장치로 전달할 수 있다.
한편, 미세 입자 저감 시스템은 복수의 센서 장치를 포함할 수도 있다. 예컨대, 미세 입자 저감 시스템은 장치(100)로부터 제1 거리 떨어진 위치에 설치되고 제1 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 장치(100)로부터 제2 거리 떨어진 위치에 설치되고 제2 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수도 있다. 제1 정보와 제2 정보는 적어도 일부 구분될 수 있다.
제1 센서 장치는 지면(GND)으로부터 제1 거리 이격된 위치에 설치될 수 있다. 제2 센서 장치는 지면(GND)으로부터 제2 거리 이격된 위치에 설치될 수 있다. 이때, 제1 거리 또는 제2 거리 중 어느 하나는 장치가 설치된 높이(H)와 실질적으로 동일할 수 있다.
일 예로, 제1 센서 장치는 장치(100)로부터 장치의 유효 반경(R)만큼 떨어진 위치에서의 공간 전하 밀도 또는 미세 입자의 농도를 획득할 수 있다. 제2 센서 장치는 장치(100) 인근에서의 공간 전하 밀도를 획득할 수 있다. 다른 예로, 제1 센서 장치는 지면(GND)에서의 전하 밀도, 미세 입자의 농도를 획득하고, 제2 센서 장치는 지면으로부터 수십 미터 떨어진 위치(예컨대, H 에서 2H 사이)에서의 온도, 습도, 기압, 바람 등의 기상 정보를 획득할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 도 29에서 도시하는 미세 입자 저감 장치 및 센서 장치를 포함할 수 있다. 또한, 미세 입자 저감 시스템은, 도 28에서 도시하지는 아니하였으나, 서버 장치 및 사용자 장치를 더 포함하고, 도 27과 관련하여 전술한 것처럼 동작할 수 있다.
도 29 내지 32는 본 명세서의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템의 동작을 설명하기 위한 도면이다. 도 29 내지 32를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은 대상 영역(TR) 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다.
도 29 내지 32를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은 지면(GND)으로부터 소정 높이(H)에 설치된 장치(100) 및 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 장치(100)는 유효 반경 R을 가질 수 있다. 장치(100)은 소정의 높이(H)에 설치될 수 있다. 도 29 내지 32에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 특별한 설명이 없는 한 도 28과 관련하여 설명된 미세 입자 농도 저감 시스템과 유사하게 구성 및 동작할 수 있다.
도 30을 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)를 제공할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 음전하를 띠는 액적을 방출할 수 있다. 장치(100)는 음전하를 띠는 액적을 방출하여, 대기 중으로 전하를 띠는 물질(CS)를 제공할 수 있다.
장치(100)는 소정 범위 내의 전류를 출력할 수 있다. 장치(100)는 노즐(또는 노즐 어레이)를 통하여 시간당 출력되는 전하량이 소정 범위 이내이도록 동작할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 노즐을 통하여 100 μA 내지 10mA 사이의 전류를 출력할 수 있다. 장치는 제1 전류를 출력할 수 있다.
장치(100)는 대상 영역(TR)의 미세 입자(FP)의 농도가 제1 농도인 때 전하를 띠는 물질의 방출을 개시할 수 있다. 제1 농도는 미세 입자(FP)의 초기 농도일 수 있다.
도 30을 참조하면, 센서 장치(SD)는 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)는 온도, 습도, 기압, 풍속, 풍향, 미세 입자의 농도 또는 전하 밀도 등을 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치(100)가 동작을 개시하는 것에 응답하여 환경 정보의 획득을 시작할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 센서 장치(SD)는 환경 정보를 획득하고, 서버 또는 장치(100)로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보에 기초하여 구동을 시작할 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)로부터 기준값을 초과하는 미세 입자의 농도 정보가 획득된 경우, 전하를 띠는 액적의 방출을 개시할 수 있다.
장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보에 기초하여 작동할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보, 예컨대, 습도, 온도, 기온, 기압, 풍속 등의 환경 정보에 기초하여 결정된 물리량, 예컨대, 노즐에 인가되는 전압 또는 노즐에 제공되는 액체의 유량(또는 유속), 기체의 시간당 방출량에 따라 동작할 수 있다. 구체적인 예로, 장치(100)는 센서 장치(SD)로 획득된 습도 정보가 기준값보다 높은 경우, 노즐에 기본값보다 높은 전압을 인가할 수 있다.
도 31을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성할 수 있다.
도 31을 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 액적을 지속 또는 반복적으로 출력할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 액적을 지속 또는 반복적으로 출력하여, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성할 수 있다. 장치(100)는 장치 주변(예컨대, 노즐의 토출구 인근)에서 가장 높은 전하 밀도를 가지고, 장치(100)에서 멀어질수록 낮은 전하 밀도를 가지는 공간 전하를 형성할 수 있다.
형성된 공간 전하는 전기장을 형성할 수 있다. 일 예에 따르면, 장치(100)에 의해 형성되는 전기장의 등전위선(EPL) 및 전기력선(EFL)은 도 30에서 예시하는 것처럼 형성될 수 있다. 도 30을 참조하면, 장치(100)에 의해 형성되는 전기력선은 지면에서 장치를 향하는 방향으로 형성될 수 있다.
장치(100)는 전하를 띠는 액적을 지속 또는 반복적으로 출력하여, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FD)를 적어도 일부 대전시킬 수 있다. 예컨대, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FD)는 장치에 의해 형성된 공간 전하의 영향으로, 음전하를 띨 수 있다. 미세 입자의 대전은 전기장에 의해 이동하는 전자가 미세 입자와 충돌함에 따른 대전(Field charging) 또는 전하의 랜덤 모션에 의한 대전(Diffusion charging)에 의할 수 있다.
장치(100)는 미세 입자의 대전에 충분한 양의 전자를 대상 영역에 공급할 수 있다. 장치(100)는 미세 입자의 수의 수만~수십만 배수의 전자를 대상 영역에 공급할 수 있다. 장치에 의해 공급되는 전자의 수는 장치의 유효 반경 및/또는 공급 전력에 따라 결정될 수 있다.
여기에서는, PM2.5 이하의 초미세먼지 35μg/m3 인 경우를 기준으로 예를 들어 설명한다. 장치(100)는 대상 영역(TR)에, 미세 입자의 수의 10만배 이상의 전자를 공급할 수 있다. PM2.5 이하의 초미세먼지 35μg/m3 인 경우에, 1cm3당 초미세먼지는 2.67개가 존재할 수 있다. 이때, 장치의 공급 전력이 1kW인 경우, 하전 입자는 286,000개가 공급될 수 있다. 이 중 미세먼지에 부착되는 전하는 638개로 계산될 수 있다. 미세먼지 입자 하나당 239개의 전자가 부착되어, 미세먼지가 음전하를 띨 수 있다. 일 예로, 장치가 1시간 동안, 단위 시간당 286,000개의 하전 입자를 출력하는 동작 상태를 유지할 경우, 장치로부터 반경 30m 이내의 대상 영역에서의 미세 입자의 농도가 90% 이상 감소될 수 있다. 다시 말해, 유효 반경 30m 를 가지는 장치는, PM2.5 이하의 초미세 먼지가 35μg/m3 인 환경에서, 1kW의 공급 전력으로 동작할 수 있다.
센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 장치의 동작에 따른 대상 영역의 일 위치에서의 전하 밀도 값을 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 대상 영역의 일 위치에서의 전하 밀도 값의 변화를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치의 전하 밀도 값을 획득하고, 서버 또는 장치(100)로 전달 할 수 있다.
장치(100)는 센서 장치(SD)에서 획득된 환경 정보에 기초하여 작동 상태를 변경할 수 있다. 예를 들어, 센서 장치(SD)에서 측정된 전하 밀도 값이 예측 값보다 작거나 큰 경우, 장치(100)는 출력 전류를 늘리거나 줄일 수 있다.
도 32를 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)에 동력을 제공할 수 있다.
도 32를 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 액적을 지속 또는 반복적으로 방출하여, 대상 영역(TR)내의 공간 전하 분포를 일정 수준 이상으로 유지할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR)에 공간 전하를 형성하고, 공간 전하를 통하여 대전된 미세 입자(FP)에 전기력을 제공하여, 미세 입자(FP)를 거동케 할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR)에 전기장을 형성하고, 전기장을 통하여 대전된 미세 입자(FP)에 전기력을 제공할 수 있다.
장치(100)는 대상 영역(TR)내의 미세 입자(FP)를 적어도 일부 밀어낼 수 있다. 장치는 미세 입자(FP)가 동력을 제공받고 장치(100)에서 멀어지도록 대상 영역(TR)내의 공간 전하를 유지할 수 있다. 장치(100)는 대상 영역(TR)내의 미세 입자(FP)가 공간 전하에 의한 영향으로 충분히 밀려나고, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP) 농도가 기준 수치 이하로 감소되기에 충분한 시간 동안 지속 또는 반복적으로 전하를 띠는 액적을 출력할 수 있다.
예컨대, 장치(100)에 의해 공간 전하 및 전기장이 유지됨에 따라, 대상 영역 내의 대전된 미세 입자(FD)는 장치(100)에서 멀어지는 방향의 전기력을 받을 수 있다. 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 지면 방향 성분 힘을 받을 수 있다. 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 대상 영역의 외측으로 이동할 수 있다. 일 예로, 미세 입자(FP)는 장치(100)에 의해 형성된 전기장의 전기력선(EFL)을 따라 대상 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동할 수 있다. 미세 입자(FP)가 장치로부터 멀어지는 방향으로 이동함에 따라, 대상 영역(TR)의 미세 입자 농도가 저감될 수 있다.
도 32를 참조하면, 센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 대상 영역(TR)의 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치의 동작에 따른 환경 정보의 변화를 획득할 수 있다.
센서 장치(SD)는, 대상 영역의 전하 밀도를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)는, 대상 영역의 미세 입자 농도를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 장치(100), 서버 또는 사용자 장치로 환경 정보 또는 환경 정보의 변화를 전달 할 수 있다.
장치(100)는 센서 장치(SD)로부터 획득된 정보에 기초하여 작동 상태를 변경할 수 있다. 장치(100)는 센서 장치(SD)에서 획득된 미세 입자(FP)의 농도가 기준값 이하인 경우, 동작을 중단하거나, 출력되는 전류값을 줄일 수 있다. 또는, 장치(100)는, 센서 장치(SD)에서 획득된 미세 입자(FP)의 농도가 기준값 이상인 경우, 출력되는 전류의 양을 늘릴 수 있다.
도 33을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)를 제거할 수 있다.
도 33을 참조하면, 장치(100)는 전하를 띠는 액적을 지속 또는 반복적으로 방출하여, 대상 영역(TR)내의 공간 전하 분포 및 전기장의 형성 상태를 유지할 수 있다. 장치(100)는, 대전된 입자가 지면 방향으로 이동하여, 지면에 접촉하여 전하를 잃고 안착하도록, 전기장의 형성 상태를 충분한 시간 동안 유지할 수 있다.
예를 들어, 장치(100)에 의해 형성된 공간 전하 및 전기장이 유지됨에 따라, 대상 영역(TR) 내의 미세 입자(FP)는 전기력의 영향으로 지면(GND)을 향하여 이동할 수 있다. 공간 전하 및 전기장이 충분한 시간 동안 유지됨에 따라, 미세 입자(FD)는 전기력선(EFL)을 따라 이동하여, 지면(GND)과 접촉하여 전하를 상실할 수 있다. 미세 입자(FD)가 지면에 부착됨에 따라, 대상 영역(TR)내의 미세 입자(FP)의 농도가 감소될 수 있다.
도 33을 참조하면, 센서 장치(SD)는 환경 정보, 예컨대, 대상 영역(TR)에서의 미세 입자의 농도 또는 미세 입자의 농도의 변화를 획득할 수 있다. 도 32를 참조하면, 센서 장치(SD)는 미세 입자의 농도를 획득하고 장치(100), 서버 또는 사용자 장치로 전달할 수 있다.
장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 환경 정보에 따라 작동 상태를 변경할 수 있다. 예컨대, 장치(100)는, 센서 장치(SD)에서 획득된 미세 입자의 농도가 기준값 이하인 경우, 동작을 중단하거나, 출력되는 전류값을 줄일 수 있다. 장치(100)는, 센서 장치(SD)로부터 획득된 미세 입자(FP)의 농도가 기준값 이하에서 기준값 이상으로 높아지면, 전류의 방출을 재개하거나, 방출 전류를 증가시킬 수 있다.
2.4.3 복수 장치 시스템
일 실시예에 따르면, 미세 입자 저감 시스템은 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다.
도 34는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다.
도 34를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치, 서버 및 사용자 장치를 포함할 수 있다. 이하에서, 제1 장치 및 제2 장치 각각은, 도 28의 제1 장치와 관련하여 전술한 것과 유사하게 동작할 수 있다. 사용자 장치 및 서버 역시 도 28에서 설명한 것과 유사하게 동작할 수 있으며, 제3 장치는 도 28에서 제2 장치에 대하여 설명한 것과 유사하게 동작할 수 있다.
제1 장치 및 제2 장치는 본 명세서에서 설명하는 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하기 위한 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제1 장치는 제1 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제2 장치는 제2 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 미세 입자 농도 저감 장치일 수 있다. 제1 대상 영역 및 제2 대상 영역은 적어도 일부 상이할 수 있다. 제1 장치 및/또는 제2 장치는 각각 센서부를 구비하고, 상태 정보, 작동 정보 또는 환경 정보를 획득할 수 있다.
제3 장치는 제1 장치 또는 제2 장치와 적어도 일부 다른 기능을 가지는 장치일 수 있다. 예컨대, 제3 장치는 하나 이상의 센서부를 구비하는 센서 장치일 수 있다. 제3 장치는 환경 정보를 획득하고, 제1 장치, 제2 장치, 서버 및/또는 사용자 장치로 전달하는 센서 장치일 수 있다.
일 예로, 제3 장치는 제1 장치에 대응되는 제1 대상 영역에 대한 제1 환경 정보 및/또는 제2 장치에 대응되는 제2 대상 영역에 대한 제2 환경 정보를 획득하는 센서 장치일 수 있다. 제3 장치는 제1 장치 및/또는 제2 장치 인근의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 제3 장치는 제1 대상 영역 및/또는 제2 대상 영역의 전하 밀도, 습도, 온도 또는 기상 정보를 획득할 수 있다. 또는, 제3 장치는, 제1 장치 및/또는 제2 장치 인근의 전하 밀도, 습도 또는 온도 정보를 획득할 수 있다.
제3 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버로 환경 정보를 전송할 수 있다. 제3 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 서버의 요청에 응답하여, 환경 정보를 전달할 수 있다.
한편, 도 34에서는 하나의 제3 장치만을 도시하였으나, 미세 입자 저감 시스템은 복수의 제3 장치, 예컨대, 복수의 센서 장치를 포함할 수 있다.
일 예로, 미세 입자 농도 저감 시스템은 제1 장치의 제1 대상 영역에 대응되는 제1 센서 장치 및 제2 장치의 제2 대상 영역에 대응되는 제2 센서 장치를 포함할 수 있다. 제1 센서 장치는 제1 대상 영역의 환경 정보를 획득할 수 있다. 제2 센서 장치는 제2 대상 영역의 환경 정보를 획득할 수 있다. 각각의 센서 장치는 그 대응되는 대응 영역 상의 일 지점에 위치되거나, 대응되는 장치 인근에 위치될 수 있다.
다른 예로, 미세 입자 농도 저감 시스템은 제1 장치에 대응되고 제1 장치로부터 제1 거리 이격된 제1 센서 장치, 제1 장치에 대응되고 제1 장치로부터 제2 거리 이격된 제2 센서 장치, 제2 장치에 대응되고 제2 장치로부터 제3 거리 이격된 제3 센서 장치, 제2 장치에 대응되고 제2 장치로부터 제4 거리 이격된 제4 센서 장치를 포함할 수 있다. 각 미세 입자 농도 저감 장치에 대응되는 센서 장치들은 도 27 등과 관련하여 전술한 것과 유사하게 동작할 수 있다.
서버는 제1 장치 및 제2 장치의 미세 입자 농도 저감 동작을 관리할 수 있다. 서버는 프로그램 또는 데이터를 저장하고, 외부 장치와 통신할 수 있다. 서버는 클라우드 서버일 수 있다. 서버는 도 33에서 표시하지 아니하는 장치와 통신할 수도 있다.
서버는 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치 및/또는 사용자 장치와 통신할 수 있다. 서버는 사용자 장치와 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치를 중개할 수 있다.
서버는 장치 정보를 저장할 수 있다.
서버는 제1 장치를 식별하기 위한 제1 장치 식별 정보, 제1 장치가 설치된 위치를 식별하기 위한 제1 위치 정보 및/또는 제1 장치의 설치 환경 특성에 관한 제1 설치 환경 정보, 예컨대, 서버는 제1 장치가 설치된 위치가 실내인지 실외인지, 또는 제1 장치가 설치된 위치가 주거 단지인지 혹은 산업 단지인지 등을 나타내는 제1 설치 환경 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제2 장치에 대한 제2 장치 식별 정보, 제2 위치 정보, 제2 설치 환경 정보 등을 저장할 수도 있다.
서버는 제1 장치 내지 제3 장치로부터 획득된 정보를 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다.
일 예로, 서버는 제1 장치로부터 제1 상태 정보 또는 제1 작동 정보를 획득하고, 저장하거나 사용자 장치로 전달 할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치로부터 장치에 저장된 액체의 양을 획득하고, 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보를 제1 장치의 식별 정보와 함께 저장하거나, 제1 장치의 식별 정보와 함께 사용자 장치로 전달할 수 있다. 또는, 서버는 제2 장치로부터 제2 상태 정보 또는 제2 작동 정보를 획득하고, 저장하거나 사용자 장치로 전달 할 수 있다.
다른 예로, 서버는 제3 장치로부터 제1 대상 영역에 대한 제1 환경 정보 또는 제2 대상 영역에 대한 제2 환경 정보를 획득할 수 있다. 또는, 서버는 제3 장치로부터, 제1 장치 인근에서 획득된 제1 환경 정보 또는 제2 대상 영역에서 획득된 제2 환경 정보를 획득할 수 있다. 서버는 제2 환경 정보 또는 제2 환경 정보를 저장하거나, 사용자 장치로 전달할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 시스템이 복수의 센서 장치를 포함하는 경우, 서버는 제1 센서 장치로부터 제1 환경 정보를 획득하고, 제2 센서 장치로부터 제2 환경 정보를 획득하고, 획득한 환경 정보를 저장하거나 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 환경 정보와 제1 장치의 식별 정보를 함께 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 센서 장치로부터 제1 환경 정보를 획득하고, 제1 환경 정보를 제1 장치 또는 제2 장치로 전달할 수 있다.
서버는 획득한 환경 정보에 기초하여 생성된 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다. 서버는 획득한 환경 정보 및 대응되는 장치의 식별 정보를 포함하는 안내 메시지를 사용자 장치로 전달할 수 있다.
서버는 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함하는 시스템을 제어하여 복수의 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다. 서버는 복수의 장치를 제어하기 위한 제어 명령 또는 제어 명령의 기초가 되는 제어 정보를 생성하고, 각 장치로 전달할 수 있다.
서버는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등(이하, 어플리케이션)을 저장할 수 있다. 서버는 어플리케이션을 통하여 제어 정보 또는 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령 또는 제1 제어 정보를 생성할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 상태 정보 또는 제1 동작 정보에 기초하여, 제1 제어 정보 또는 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치에 의해 출력되는 전류 값을 획득하고, 기준 전류 값과 비교하여, 기존 값보다 높거나 낮은 전류 값을 인가하도록 하는 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제2 장치를 제어하기 위한 제2 제어 명령 또는 제2 제어 정보를 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 정보에 기초하여 제2 장치를 제어하기 위한 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 제1 장치의 상태 정보를 획득하고, 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 장치로부터 출력 전류 값을 획득하고, 제1 장치에서 출력되는 전류 값이 기준 값에 못 미치는 경우, 제2 장치의 출력 전류 값을 기준 전류 값보다 높이는 제2 제어 명령을 생성하고, 제2 장치로 전달할 수 있다. 제1 장치가 고장 등의 이유로 적절한 출력 전류를 생성하지 못하는 경우, 제2 장치의 출력을 높임으로써 제1 장치에 대응되는 제1 대응 영역의 미세 입자 농도를 감소시킬 수 있다.
서버는 제3 장치로부터 획득된 환경 정보에 기초하여 제1 장치 및/또는 제2 장치를 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제3 장치로부터 제1 대상 영역의 제1 환경 정보를 획득하고, 제1 환경 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템이 복수의 센서 장치를 포함하는 경우, 서버는 제1 센서 장치로부터 획득된 제1 환경 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성하고, 제2 센서 장치로부터 획득된 제2 환경 정보에 기초하여 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는, 제1 센서 장치로부터 획득된 제1 습도 값에 따라 결정된 제1 전류를 노즐 전류로 하는 제1 장치에 대한 제1 제어 명령을 생성하고, 제2 센서 장치로부터 획득되고 제1 습도 값보다 큰 제2 습도 값에 따라 결정된 제2 전류를 노즐 전류로 하는 제2 장치에 대한 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
또는, 서버는 제1 환경 정보 및 제2 환경 정보를 함께 고려하여, 제1 제어 명령 및 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 센서 장치로부터 획득된 습도 값 및 제2 센서 장치로부터 획득된 센서 값의 평균 값을 기준 습도 값으로 하여, 제1 장치 및 제2 장치에 대하여 노즐에 기준 습도 값에 따라 결정된 노즐 전압을 인가하도록 하는 제1 제어 명령 및 제2 제어 명령을 생성하고 전달할 수 있다.
서버는 제어 정보를 획득하고, 제어 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치 또는 제2 장치에 대한 제어 정보를 획득하고 제어 정보에 따라 장치를 제어하기 위한 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치에 대응되는 제1 제어 정보를 획득하고 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 서버는, 제1 대상 영역에 대한 제1 제어 정보(예컨대, 제1 대상 영역의 미세 입자 농도의 목표 감소 비율을 포함하는 제1 제어 정보)를 획득하고, 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 서버는 제1 대상 영역 및 제2 대상 영역을 포함하는 제3 영역에 대한 제어 정보(예컨대, 제3 대상 영역의 미세 입자 농도의 목표 감소 비율을 포함하는 제1 제어 정보)를 획득하고, 제1 장치를 제어하기 위한 제1 제어 명령 및 제2 장치를 제어하기 위한 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 사용자 장치로부터 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치에 대한 제어 정보 또는 제어 명령을 획득할 수 있다. 예컨대, 서버는 사용자 장치로부터 제1 장치에 대한 제1 제어 명령을 획득할 수 있다. 서버는 사용자 장치로부터 제2 장치에 대한 제2 제어 명령을 획득할 수 있다. 서버는 제1 제어 명령을 제1 장치로 전달하고, 제2 명령을 제2 장치로 전달할 수 있다. 서버는 제1 내지 제3 장치로부터 획득한 정보를 사용자 장치로 전달하고, 이에 응답하여 사용자 장치로부터 제어 정보 또는 제어 명령을 획득할 수 있다.
서버는 획득된 정보를 저장할 수 있다. 서버는 제1 내지 제3 장치로부터 획득된 정보, 서버에서 생성된 제어 정보, 제어 명령, 사용자 장치로부터 획득된 제어 정보 또는 제어 명령을 저장할 수 있다.
서버는 획득된 정보를 식별 정보와 함께 저장할 수 있다. 서버는 제1 장치로부터 획득된 정보를 제1 장치의 식별 정보와 함께 저장하고, 제2 장치로부터 획득된 정보를 제2 장치의 식별 정보와 함께 저장할 수 있다. 또는, 서버는 제1 센서 장치로부터 획득된 정보를 제1 장치의 식별 정보와 함께 저장하고, 제2 센서 장치로부터 획득된 정보를 제2 장치의 식별 정보와 함께 저장할 수 있다.
서버는 획득된 정보를 시간 정보와 함께 저장할 수 있다. 예를 들어, 서버는 제1 장치로부터 제1 시점에 획득된 제1 정보를 제1 시점 정보와 함께 저장하고, 제1 장치로부터 제2 시점에 획득된 정보를 제2 시점 정보와 함께 저장할 수 있다.
서버는 이종의 정보를 매칭하여 저장 및 관리할 수 있다. 서버는 각 장치로부터 획득된 정보를 연관하여 저장할 수 있다.
서버는 환경 정보와 제어 명령을 매칭하여 관리할 수 있다. 예컨대, 서버는 제3 장치(또는 제1 센서 장치)로부터 획득된 제1 환경 정보 및 제1 환경 정보에 대응하여 사용자 장치로부터 생성된 제1 제어 정보 또는 제1 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다. 서버는 제3 장치(또는 제2 센서 장치)로부터 획득된 제2 환경 정보 및 제2 환경 정보에 대응하여 사용자 장치로부터 생성된 제2 제어 정보 또는 제2 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다.
서버는 제어 명령과 정보를 매칭하여 관리할 수 있다. 서버는 제1 장치의 제1 상태 정보, 제1 작동 정보 또는 제1 대상 영역의 제1 환경 정보와 사용자로부터 획득된 제1 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다. 서버는 제2 장치의 제2 상태 정보, 제2 작동 정보 또는 제2 대상 영역의 제2 환경 정보와 사용자로부터 획득된 제2 제어 명령을 매칭하여 저장할 수 있다.
서버는 매칭된 정보를 이용하여 제1 장치에 제어 명령을 제공할 수 있다. 서버는 제1 정보와 제2 정보가 연관되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 정보에 따른 제2 정보를 예측할 수 있다. 별다른 언급이 없는 한, 도 27과 관련하여 설명한 내용이 적용될 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보와 제1 장치에 대한 제1 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 제1 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다. 서버는 제2 장치로부터 획득된 정보와 제2 장치에 대한 제2 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제2 장치에 대한 제어 명령)이 연관되어 저장된 제2 데이터베이스를 이용하여, 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제3 장치로부터 획득된 환경 정보와 제1 장치에 대한 제1 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제1 장치에 대한 제1 제어 명령)이 연관되어 저장된 제1 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제1 제어 명령을 생성할 수 있다. 또는, 서버는 제3 장치로부터 획득된 환경 정보와 제2 장치에 대한 제2 제어 명령(예컨대, 사용자 장치로부터 획득된 제2 장치에 대한 제2 제어 명령)이 연관되어 저장된 제2 데이터베이스를 이용하여, 제2 장치로부터 획득된 정보에 기초하여 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치, 제2 장치 또는 제3 장치로부터 획득된 제1 정보에 기초하여 제2 정보를 예측하고, 제2 정보에 따른 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 서버는 제1 내지 3 장치로부터 획득된 환경 정보(예컨대, 습도 정보)에 기초하여 장치의 동작 정보(예컨대, 출력되는 전류의 양)를 예측하고, 예측된 동작 정보에 따른 제어 명령(예컨대, 노즐 전압에 관한 제어 명령)을 생성할 수 있다.
서버는 제1 장치로부터 획득된 정보(또는 제1 센서 장치로부터 획득된 정보)와 제2 장치로부터 획득된 정보(또는 제2 센서 장치로부터 획득된 정보)가 통합된 데이터베이스를 이용할 수 있다. 일 예로, 서버는 제1 장치로부터 획득된 제1 미세 입자 농도 및 제1 미세 입자 농도에 대응하여 사용자 장치로부터 획득된 제1 제어 명령이 매칭되어 저장되고, 또한, 제2 장치로부터 획득된 제2 미세 입자 농도 및 제2 미세 입자 농도에 대응하여 사용자 장치로부터 획득된 제2 제어 명령이 매칭되어 저장된 데이터베이스를 이용하여, 제1 장치 또는 제2 장치에 대한 제어 명령을 생성할 수 있다.
한편, 도 34에서는, 서버가 별도의 분리된 물리적 장치로서 구성되는 경우를 기준으로 도시하였으나, 일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 시스템이 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함하는 경우, 어느 하나의 미세 입자 농도 저감 장치가 서버를 포함하는 허브 장치로서 기능하고, 다른 미세 입자 농도 저감 장치는 주변 장치로서 기능할 수 있다.
예컨대, 도 34를 참조하면, 제1 장치는 서버를 포함하는 허브 미세 입자 농도 관리 장치이고, 제2 장치는 제1 장치와 통신하는 주변 미세 입자 농도 관리 장치일 수 있다. 예컨대, 제1 장치는 서버를 포함하고, 전술한 서버의 동작을 수행할 수 있다. 다시 말해, 제1 장치는 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치로부터 획득되는 정보를 저장하고, 사용자 장치와 통신하여 사용자 장치로 정보를 전달하고 사용자 장치로부터 제어 정보를 획득하고, 제1 장치 및/또는 제2 장치의 동작을 위한 제어 명령을 생성 또는 관리하고, 제1 장치 및/또는 제2 장치의 동작을 제어하는 등 전술한 서버 장치의 동작을 수행할 수 있다. 이때, 제2 장치는, 제1 장치와 통신하고, 제1 정보로 상태 정보 등을 전달하고, 제1 장치로부터 제어 명령을 획득하여 동작할 수 있다.
사용자 장치는 사용자 입력을 획득하고, 서버 또는 미세 입자 농도 저감 시스템의 각 장치와 통신하여, 복수의 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다.
사용자 장치는 미세 입자 농도를 관리하기 위한 프로그램, 어플리케이션, 웹 어플리케이션, 웹 페이지 등을 구동할 수 있다. 사용자 장치는 제1 대상 영역 및 제2 대상 영역에 대한 미세 입자 농도를 각각 관리할 수 있다.
사용자 장치는 표시부 및/또는 입력부를 포함할 수 있다. 사용자 장치는 표시부를 통하여 사용자에게 제1 장치, 제2 장치, 제3 장치 및/또는 서버로부터 획득된 정보를 제공할 수 있다. 사용자 장치는 입력부를 통하여 사용자로부터 제1 장치, 제2 장치 또는 제3 장치의 동작과 관련된 정보를 획득할 수 있다.
사용자 장치는 서버, 제1 장치, 제2 장치 및/또는 제3 장치와 통신할 수 있다. 사용자 장치는 서버와 통신하여, 제1 장치의 제1 상태 정보, 제1 장치의 제1 동작 정보 또는 제1 대상 영역에 대한 제1 환경 정보를 획득할 수 있다. 사용자 장치는 제1 장치 또는 제2 장치에 관한 정보를 획득하고, 획득된 정보에 기초하여 생성된 제1 제어 명령 또는 제2 제어 명령을 서버 장치로 전달할 수 있다.
사용자 장치는, 제1 장치에 대한 제1 상태 정보를 고려하여 제2 장치에 대한 제2 제어 명령을 생성할 수도 있다. 예컨대, 사용자 장치는, 제1 장치의 저수량, 출력되는 전류 등이 기준 값 이하인 경우, 제2 장치의 노즐에 인가되는 전압, 제2 장치에서 출력되는 전류 등을 기본값보다 높이는 제어 명령을 생성할 수 있다.
사용자 장치는 제1 장치와 제2 장치의 위치를 고려하여 제1 제어 명령 및/또는 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 사용자 장치는 제1 장치와 제2 장치의 간격을 고려하여 제1 제어 명령 및/또는 제2 제어 명령을 생성할 수 있다. 예컨대, 사용자 장치는, 출력되는 전류의 양이 장치간의 간격에 따라 결정된 (예컨대, 출력되는 전류의 양이 장치간의 간격과 양의 상관관계를 가지도록 결정된)제1 제어 명령 또는 제2 제어 명령을 생성할 수 있다.
서버 또는 사용자 장치는 제어 명령을 생성하여 제1 장치 및 제2 장치의 동작을 제어할 수 있다. 서버 또는 사용자 장치는 제1 장치 및 제2 장치를 상호 연동하여 제어할 수 있다.
서버 또는 사용자 장치는 제1 장치 및 제2 장치가 순차적으로 전하를 띠는 입자를 방출하도록 제어할 수 있다. 서버 또는 사용자 장치는 제1 장치 및 제2 장치가 교대로 전하를 띠는 입자를 방출하도록 제어할 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템은, 실외에 설치된 복수의 장치를 포함할 수 있다. 이하에서는, 복수의 장치를 포함하는 미세 입자 저감 시스템에 대하여 설명한다.
도 35는 본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템을 설명하기 위한 도면이다. 도 35를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은, 시스템 대상 영역(또는 전체 대상 영역, TRt) 내의 미세 입자 농도를 관리하기 위하여, 복수의 장치를 이용할 수 있다.
도 35를 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은, 전하를 띠는 물질(CS)을 방출하는 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)를 포함할 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)는 음 전하를 띠는 액적을 방출하여, 장치 주변에 음의 공간 전하를 형성할 수 있다. 도 34를 참조하면, 미세 입자 저감 시스템은, 서로 이격되어 위치된 복수의 미세 입자 농도 저감 장치 중 서로 인접하는 두 장치로서 제1 장치(101) 및 제2 장치(101)를 포함할 수 있다.
제1 장치(101) 또는 제2 장치(102)는 센서부를 포함할 수 있다. 일 실시예에 따르면, 제1 장치(101)는 제1 센서부를 포함하고, 제2 장치(102)는 제2 센서부를 포함할 수 있다.
제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102) 각각은, 도 28과 관련하여 설명한 장치(100)와 유사하게 설치, 이용될 수 있다. 제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102) 각각은, 도 29 내지 32와 관련하여 설명한 장치(100)와 유사하게 동작할 수 있다. 이하에서, 특별한 설명이 없는 한, 도 28 내지 32와 관련하여 설명된 내용이 적용될 수 있다.
도 35를 참조하면, 제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102)는 소정의 구조물 위에 설치될 수 있다. 제1 장치(101) 및/또는 제2 장치(102)의 설치 위치는, 각 장치에 의해 형성되는 공간 전하, 이로 인해 형성되는 전기장의 형태 및 주변 지형을 고려하여 결정될 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)의 설치 위치는, 미세 입자의 농도 저감 대상이 되는 시스템 대상 영역(TRt), 제1 장치(101)의 유효 반경(R1) 및 제2 장치(102)의 유효 반경(R2)을 고려하여 결정될 수 있다.
도 35를 참조하면, 제1 장치 및 제2 장치는 지면으로부터 소정 간격 이격된 위치에 설치될 수 있다. 제1 장치는 지면으로부터 제1 거리(H1) 이격된 위치에 설치되고, 제2 장치는 지면으로부터 제2 거리(H2) 이격된 위치에 설치될 수 있다. 제1 거리 및 제2 거리는 서로 동일할 수 있다. 또는, 제1 거리 및 제2 거리는 주변 지형에 따라, 소정의 차이를 가질 수 있다.
미세 입자 농도 저감 시스템은, 제1 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 제1 장치(101), 제2 대상 영역의 미세 입자 농도를 저감하는 제2 장치(102)를 이용하여, 시스템 대상 영역(TRt)의 미세 입자 농도를 관리할 수 있다.
제1 장치(101)는 제1 대상 영역(TR1)의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 제2 장치(102)는 제2 대상 영역(TR2)의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)는 시스템 대상 영역(TRt)의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 시스템 대상 영역(TRt)은 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함하는 미세 입자 농도 저감 시스템에 의해 미세 입자 농도가 저감되는 대상 영역일 수 있다.
제1 장치(101)는 제1 유효 반경(R1)을 가지는 장치일 수 있다. 제2 장치(102)는 제2 유효 반경(R2)을 가지는 장치일 수 있다. 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)를 포함하는 미세 입자 농도 저감 시스템은 전체 유효 반경(Rt)을 유효 반경으로 할 수 있다. 전체 유효 반경(Rt)은 제1 유효 반경(R1) 및 제2 유효 반경(R2)을 더한 것보다 작도록 결정될 수 있다.
제1 장치(101) 및 제2 장치(102)는 제1 간격(D12) 이격되어 설치될 수 있다. 일 예로, 제1 간격(D12)은, 제1 유효 반경(TR1) 및 제2 유효 반경(TR2)을 더한 것보다 작도록 결정될 수 있다. 예컨대, 제1 유효 반경(TR1) 및 제2 유효 반경(TR2)이 각각 30m인 경우, 제1 간격(D12)은 50m로 결정될 수 있다. 제1 장치(101)의 제1 유효 영역(TR1) 및 제2 장치(102)의 제2 유효 영역(TR1)은 적어도 일부 중첩될 수 있다.
제1 장치(101) 및 제2 장치(102)의 유효 반경 및/또는 제1 장치 및 제2 장치 사이의 거리(D12)는 전체 시스템의 효율을 고려하여 결정될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 제1 장치(101) 및 제2 장치(102)에 의해 소모되는 전력은, 제1 반경(R1)과 제2 반경(R2)를 더한 것을 반경으로 하는 미세 입자 농도 저감 장치에 비하여 적을 수 있다. 단일 장치를 이용하여 넓은 영역의 미세 입자 농도를 저감하고자 하는 경우, 외부 구조물에 의한 방해가 심해질 수 있고, 장치를 중심으로 돔 형태의 대상 영역이 형성되므로, 상공에 무용 영역이 발생할 수 있다. 따라서, 불필요한 전력의 소비를 최소화 하기 위하여, 시스템 대상 영역(TRt)에 복수의 미세 입자 농도 저감 장치가 적절히 배치될 수 있다.
도 35를 참조하면, 실시예에 따른 미세 입자 저감 시스템은 대상 영역 내에 설치된 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 센서 장치(SD)는 시스템 대상 영역(TRt) 내의 일 위치에 설치될 수 있다. 일 예로, 센서 장치(SD)는 제1 장치(또는 장치가 설치된 구조물)가 위치된 지점으로부터 제1 유효 반경(R1)만큼 이격된 위치에 설치될 수 있다. 센서 장치(SD)는 제1 장치(101) 인근에 위치될 수도 있다. 센서 장치(SD)는 제1 장치(101)와 제2 장치(102)의 사이에 위치될 수 있다. 예컨대, 센서 장치(SD)는 제1 장치(101)와 제2 장치(102)의 중간 지점에 위치될 수 있다.
센서 장치는 시스템 대상 영역(TRt), 제1 대상 영역(TR1) 또는 제2 대상 영역(TR2)의 환경 정보를 획득할 수 있다. 예컨대, 센서 장치는, 시스템 대상 영역(TRt), 제1 대상 영역(TR1) 또는 제2 대상 영역(TR2)에서의 온도, 습도, 기압, 기류(예컨대, 풍속), 공기 품질(예컨대, 미세 먼지의 농도), 공간 전하의 밀도 중 어느 하나를 포함하는 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치는 환경 정보를 획득하고, 제1 장치(101), 제2 장치(102), 서버 또는 사용자 장치로 전달할 수 있다.
한편, 미세 입자 농도 저감 시스템은 복수의 센서 장치를 포함할 수도 있다. 예컨대, 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치(101)로부터 제1 거리 떨어진 위치에 설치되고 제1 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 제1 장치(101)로부터 제2 거리 떨어진 위치에 설치되고 제2 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수도 있다. 또는, 미세 입자 저감 시스템은 제1 장치(101)에 대응되는 제1 대상 영역(TR1)의 환경 정보를 획득하는 제1 센서 장치 및 제2 장치(102)에 대응되는 제2 대상 영역(TR1)의 환경 정보를 획득하는 제2 센서 장치를 포함할 수도 있다.
도 34 에서 도시하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 도 30 내지 33에서 설명하는 것과 유사하게 동작할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 시스템 대상 영역(TRt) 내에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여 공간 전하를 형성할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 시스템 대상 영역(TRt) 내에 위치된 미세 입자(FP)가 공간 전하에 의해 대전되고 공간 전하에 의해 형성된 전기장에 의해 밀려나고, 궁극적으로는 지면과 접하여 제거되도록 충분한 시간 동안 복수의 미세 입자 농도 저감 장치를 구동하고, 센서 장치를 이용하여 미세 입자 농도 저감 동작의 상태 및 환경을 관리할 수 있다.
2.5 실내 미세 입자 농도 저감 시스템
2.5.1 실내 설치
본 명세서에서 설명하는 발명의 일 실시예에 따르면, 미세 입자의 농도 저감 동작은 실내 공간에서의 미세 입자 농도를 낮추기 위하여 이용될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 실내 공간은, 대기와 일부 상이한 환경을 가지는 공간을 의미할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 실내 공간은, 천장, 바닥 및 사면을 가지고 외부와 구분되는 실내 만을 의미하는 것이 아니라, 적어도 일부 면이 개방되어 외부와 연결된 반 실내 공간 역시 실내 공간에 해당하는 것으로 이해될 수 있다.
본 명세서에서 설명하는 미세 입자의 농도 저감 동작은, 실내 공간에 설치된 장치에 의해 수행될 수 있다. 실내 공간에 설치된 장치는, 실내 대상 영역 내의 미세 입자 농도를 저감할 수 있다. 예컨대, 본 명세서에서 설명하는 장치는, 댁 내, 백화점, 대형 쇼핑몰, 운동 경기장, 실내 공연장, 도서관 등에 설치되어, 미세 입자의 농도를 저감할 수 있다.
2.5.2 단일 장치 시스템
도 36은 실내 미세 입자 농도 저감을 위한 미세 입자 농도 저감 시스템의 일 실시예를 설명하기 위한 도면이다.
도 36은 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 미세 입자 농도를 저감하는 장치(100) 및 센서 장치(SD)를 포함할 수 있다. 실내 미세 입자 농도 저감을 위한 미세 입자 농도 저감 시스템에서, 미세 입자 농도를 저감하는 장치(100)의 대상 영역은 단위 실내 공간일 수 있다.
미세 입자 농도를 저감하는 장치(100)는 실내 공간의 일 위치에 설치될 수 있다. 도 36에서 도시에서는 편의상 천장에 가깝게 설치된 경우를 예시로서 도시하였으나, 이는 발명의 내용을 구성하지는 아니한다. 장치(100)는 사람이 주로 지나는 영역에 위치될 수 있다. 예컨대, 장치(100)는 공중에 설치되거나, 실내 공간의 바닥에 설치될 수 있다. 또는, 장치(100)는 실내 공기 흐름이 지나는 덕트 내에 위치될 수도 있다.
미세 입자 농도를 저감하는 장치(100)는 실내 공간에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 장치(100)는 대전된 액적을 방출하여, 실내 공간에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 실내 공간의 미세 입자(FP)를 대전할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 대전된 미세 입자(FP)가 실내 특정 위치로 이동하여 포집되도록 유도할 수 있다. 장치(100)는 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 공간 전하를 형성하고, 공간 전하를 통하여 대전된 미세 입자(FP)가 대상 위치에 부착되어 전하를 잃고 제거되도록 전기력을 제공할 수 있다.
센서 장치(SD)는 실내 공간의 환경 정보를 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)는 실내 공간의 온도, 습도, 전하 밀도, 미세 입자의 농도 등을 획득할 수 있다. 센서 장치(SD)와 미세 입자 농도 관리 장치(100)는 일체로서 마련될 수 있다.
도 36을 참조하면, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 중앙 제어 장치(300)를 더 포함할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 장치(100), 센서 장치(SD) 및 공간에 설치된 다른 공기 품질 관리 장치의 동작을 제어할 수 있다. 예컨대, 중앙 제어 장치(300)는 장치(100) 및 공조 시설, 냉/난방 장치, 송풍기, 환기팬 등의 동작을 제어할 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 장치(100)의 동작과 다른 공기 품질 관리 장치의 동작을 연동할 수 있다. 예컨대, 중앙 제어 장치(300)는 장치(100)가 동작하는 동안에는 송풍기의 동작을 중단할 수 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은 집진 모듈을 포함할 수 있다. 집진 모듈은 장치(100)에 의해 대전된 미세 입자(FP)를 포집할 수 있다. 집진 모듈은 실내 공간의 일 위치에 설치될 수 있다. 집진 모듈은 건물에 내재된 공조 시스템의 덕트 내에 설치될 수 있다. 집진 모듈은 장치(100)로부터 방출되는 전하와 반대되는 전기적 특성을 띨 수 있다. 예컨대, 장치(100)에 의해 음전하가 공급되는 경우, 집진 모듈은 + 전하를 띨 수 있다. 또는, 집진 모듈에는 +전압이 인가될 수 있다. 그러나, 이는 본 명세서에 따른 발명의 내용을 한정하는 것은 아니며, 집진 모듈은 접지된 집진부를 가질 수도 있다.
일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 시스템은 공기 품질 관리 장치를 더 포함할 수 있다. 공기 품질 관리 장치는 실내 공기 중의 습도, 온도, 풍향 등을 제어하기 위한 장치일 수 있다. 중앙 제어 장치(300)는 공기 품질 관리 장치를 제어하여, 미세 입자 농도 저감 장치의 동작 효율을 향상시킬 수 있다.
일 실시예에 따르면, 공기 품질 관리 장치는 필터를 가지는 공기 청정 장치일 수 있다. 공기 품질 관리 장치는 공간 내의 공기를 흡입하고, 필터를 통과한 공기를 배출할 수 있다. 이때, 공기 품질 관리 장치는 집진 모듈과 유사한 기능을 하는 집진부를 가지고, 미세 입자 농도 저감 장치에 의해 대전된 미세 입자를 집진할 수 있다.
도 36에서 도시하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 도 30 내지 33에서 설명하는 것과 유사하게 동작할 수 있다. 도 36에서 도시하는 미세 입자 농도 저감 시스템은, 실내 영역 내에 전하를 띠는 물질(CS)을 공급하여, 실내 공간 내에 위치하는 미세 입자를 대전할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은, 대전된 미세 입자에 전기적 영향을 적용하여, 실내 공간 내의 부유하는 미세 입자의 농도를 저감할 수 있다.
한편, 도 36에서는 4면의 측벽과, 천장 및 바닥을 가지는 실내 공간을 기준으로 실내 미세 입자 농도 저감에 대하여 설명하였으나, 본 명세서에서 설명하는 실내 미세 입자 농도 저감 동작은, 일부가 개방된 실내, 즉 반-실내 공간에도 적용될 수 있다.
예컨대, 미세 입자 농도 저감 동작은, 천장이 개방된 실내 공간에 적용될 수 있다. 또 예컨대, 미세 입자 농도 저감 동작은, 측벽의 적어도 일 면이 개방된 실내 공간에 적용될 수도 있다.
이때, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 개방되지 않은 면에 가깝게 위치된 적어도 하나의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은 개방되지 않은 면에 가깝게 위치되어, 실내 공간 내의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자가 실내 공간의 일부 구조에 부착되거나, 실내 공간에서 밀려나도록, 공간 전하를 형성하여 전기력을 제공하는 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다.
또는, 미세 입자 농도 저감 시스템은, 개방된 면과 가깝게 위치된 적어도 하나의 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 시스템은 개방된 면과 가깝게 위치되어, 실내 공간 내의 미세 입자를 대전하고, 대전된 미세 입자가 실내 공간의 일부 구조에 부착되거나, 실내 공간에서 밀려나도록, 공간 전하를 형성하여 전기력을 제공하는 미세 입자 농도 저감 장치를 포함할 수 있다.
3. 장치 사용 방법
여기에서는, 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도를 저감하는 장치를 사용하는 방법 등에 대하여 설명한다.
3.1 장치 설치 방법
도 36은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 36을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법은 장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는 단계(S1301), 설치된 구조물 상에 장치를 설치하는 단계(S1303)를 포함할 수 있다.
장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는(S1301) 것은 장치의 설치 위지를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 장치의 설치 위치를 결정하는 것은, 장치가 설치되는 위치의 지면으로부터의 높이를 결정하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치의 설치 위치는 장치의 유효 반경에 기초하여 결정될 수 있다.
장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는(S1301) 것은 전기적 또는 자기적 안정성을 제공하는 구조물을 마련하는 것을 포함할 수 있다. 본 명세서에서 설명하는 장치는 미세 입자의 농도 저감을 위하여 전하를 띠는 물질을 방출하는 점을 고려할 때, 장치가 설치되는 환경 또는 구조물은 전기적 또는 자기적으로 안정한 성질을 가지도록 마련될 수 있다. 예컨대, 구조물은 적어도 일부 절연된 구간을 가지도록 마련될 수 있다. 또는, 구조물은 적어도 일부 비자성 재료로 마련될 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치를 설치하기 위한 구조물을 설치하는(S1301) 것은 미세먼지 저감 장치를 지표면으로부터 제1 간격 이격된 제1 위치에 설치하기 위한 구조물을 설치하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 장치가 설치되는 구조물은 제1 단과 미세먼지 저감 장치와 맞닿는 제2 단을 구비할 수 있다. 구조물은 제1 단과 제2 단 사이에 적어도 일부 전기적으로 절연된 구간을 포함할 수 있다. 구조물은 제1 단에서 전기적으로 접지될 수 있다. 구조물은 제1 단에서 지표와 맞닿을 수 있다. 구조물은 제1 단에서 건물 기타 사물에 고정될 수 있다. 구조물과 장치가 맞닿는 제2 단과 장치 사이에는 절연된 구간이 위치될 수 있다. 제1 단과 제2 단은 미리 정해진 거리만큼 이격될 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치의 제1 측이 구조물과 접하도록 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 장치는 저수 용기가 위치된 제1 측 및 노즐이 위치된 제2 측을 포함할 수 있다. 이때, 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 저수 용기가 위치된 제1 측이 구조물과 접하도록 설치하는 것을 포함할 수 있다.
일 예로, 실외 미세 입자 농도 시스템을 구축하기 위하여 구조물 상에 장치를 설치하는 경우, 장치는, 저수 용기가 위치된 제1 측이 상대적으로 건물과 가깝게 위치되고, 노즐이 위치된 제2 측이 상대적으로 건물과 멀리 위치되도록, 건물에 설치될 수 있다.
다른 예로, 실내 미세 입자 농도 시스템을 구축하기 위하여 구조물 상에 장치를 설치하는 경우, 장치는, 저수 용기가 위치된 제1 측이 상대적으로 내벽에 가깝게 위치되고, 노즐이 위치된 제2 측이 상대적으로 내벽과 멀리 위치되도록, 실내 일 위치에 설치될 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치의 노즐이 지면과 수직하는 방향을 향하도록 장치를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치의 노즐이 지면과 나란한 방향을 향하도록 장치를 위치시키는 것을 포함할 수 있다. 장치가 복수의 노즐을 포함하는 경우, 장치는, 복수의 노즐 중 적어도 하나의 노즐이 지면으로부터 수직하거나 지면과 나란한 방향을 가지도록 위치될 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 구조물의 제1 단 및 제2 단 중 제2 단에 가깝게 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 구조물의 지표와 맞닿는 제1 단과 대향하는 제2 단에 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치가 구조물로부터 돌출되도록 설치하는 것을 포함할 수 있다. 구조물 상에 장치를 설치하는 것은 장치를 구조물(예컨대, 대상 건물)의 측벽에, 일 방향, 예컨대, 측벽에 수직하는 방향으로 돌출되도록 설치하는 것을 포함할 수 있다.
구조물 상에 장치를 설치하는 것은 복수의 구조물 상에 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 장치를 설치하는 것은, 장치가 복수의 구조물에 의해 지지되도록, 복수의 구조물 상에 또는 복수의 구조물 사이에 장치를 설치하는 것을 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법은 장치에 수도를 연결하는 단계를 더 포함할 수 있다. 미세 입자 농도 저감 장치는 액체가 미리 저장된 카트리지를 이용하거나, 직수 방식으로 동작할 수 있다. 직수 방식으로 동작하는 경우, 미세 입자 농도 저감 장치를 설치하는 방법은 장치에 구조물을 적어도 일부 경유하여 공급되는 수도를 연결하는 것을 더 포함할 수 있다.
3.2 장치 관리 방법
도 38은 본 명세서에서 설명하는 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법의 일 실시예를 설명하기 위한 순서도이다.
도 38을 참조하면, 일 실시예에 따른 미세 입자 농도 저감 장치를 관리하는 방법은, 장치를 설치하는 단계(S1301), 장치로부터 상태 정보를 획득하는 단계(S1303), 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경(S1305)하는 단계를 포함할 수 있다.
장치를 설치하는 것은 도 37과 관련하여 전술한 것과 유사하게 구현될 수 있다. 장치를 설치하는 것은 장치를 제1 상태로 설치하는 것을 포함할 수 있다. 장치를 설치하는 것은 장치에 액체를 제1 용량 포함하는 제1 저수 용기를 삽입하는 것을 포함할 수 있다. 장치를 설치하는 것은 장치에 액체를 제1 용량 포함하는 제1 카트리지를 삽입하는 것을 포함할 수 있다. 장치를 설치하는 것은 장치에 수도관을 연결하고, 수도를 통하여 장치의 노즐에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다.
장치로부터 상태 정보를 획득하는 것은 장치의 액체 공급 상태를 획득하는 것을 포함할 수 있다. 장치로부터 상태 정보를 획득하는 것은 장치에 포함된 카트리지 내의 액체의 양을 획득하는 것을 포함할 수 있다. 장치로부터 상태 정보를 획득하는 것은 장치의 노즐에 공급되는 액체의 양을 획득하는 것을 포함할 수 있다.
상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은 노즐의 액체 공급 상태를 변경하는 것을 포함할 수 있다. 예컨대, 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은, 제1 카트리지에 포함된 액체의 양이 제1 용량의 소정 비율 이하인 경우, 제1 카트리지를 제2 카트리지로 변경하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은 제1 저수 용기에 액체를 공급하는 것을 포함할 수 있다. 또는, 상태 정보에 기초하여 장치 구성을 적어도 일부 변경하는 것은 장치의 노즐 또는 노즐 어레이를 교체하는 것을 포함할 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (20)

  1. 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치에 있어서,
    액체를 저장하는 용기;
    상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐;
    상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프;
    상기 장치에 전력을 공급하는 전원; 및
    상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하는 컨트롤러;를 포함하되,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하여 상기 노즐을 통하여 대전된 액적을 출력하고 상기 대전된 액적을 통하여 상기 대상 영역에 상기 전하를 공급하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하고,
    상기 컨트롤러는 상기 대전된 액적을 출력하고 상기 대전된 액적을 통하여 상기 대상 영역의 미세 입자를 대전시키고, 상기 형성된 상기 공간 전하를 통하여 상기 대전된 상기 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공하며,
    상기 미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 상기 대상 영역에 공급된 전하에 의해 형성되는 전기장에 의해 제공되고,
    상기 대상 영역의 미세 입자는 상기 공급된 전하에 의해 상기 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전되는
    장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 대상 영역에 상기 전하를 띠는 물질을 일정 시간 이상 공급하여, 상기 대전된 미세 입자가 상기 전기력을 제공받고 지면 방향으로 이동하여 제거되도록, 상기 공간 전하를 상기 일정 시간 이상 유지하는,
    장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 전원을 이용하여 상기 대상 영역에 음전하를 공급하고, 상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐에 음의 전압을 인가하여, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 음전하를 띠는 액적을 방출하는,
    장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통해 상기 대상 영역에 전하를 공급하여 상기 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성하고,
    상기 미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 상기 음의 공간 전하에 의한 전기장에 의해 제공되는,
    장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여, 상기 대상 영역의 미세 입자에 지면을 향하는 성분을 포함하는 전기력을 제공하는,
    장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에, 미리 정해진 유효 반경 값을 고려하여 결정된 제1 기준 값 이상의 전원을 인가하되,
    상기 미리 정해진 유효 반경은, 기준 시간 상기 미세 입자의 농도가 기준 비율 감소되는 지점까지의 거리인,
    장치.
  7. 제1 항에 있어서,
    상기 컨트롤러는, 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 10μA 내지 10mA의 전류가 출력되도록 결정된 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하는,
    장치.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 제2 기준 값 이하의 전압을 인가하는 것을 더 포함하되, 상기 제2 기준 값은 상기 노즐로부터 전하의 방전이 방지되도록 결정되는,
    장치.
  9. 대상 영역에 전하를 공급하여 대상 영역의 미세 입자 농도를 관리하는 장치에 있어서,
    액체를 저장하는 용기;
    상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐;
    상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프;
    상기 장치에 전력을 공급하는 전원;
    상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 띠는 물질을 공급하는 컨트롤러; 및
    상기 전하를 띠는 물질에 대하여 상기 노즐 인근에 비-전기력을 제공하는 입자 분산부;를 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여, 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 대전된 액적을 출력하여 상기 대전된 액적을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하고,
    상기 컨트롤러는 상기 공간 전하를 통하여, 상기 대상 영역된 공급된 상기 전하에 의해 대전된 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향의 전기력을 제공하는,
    장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 입자 분산부는, 상기 전하를 띠는 물질에, 전기적으로 중성인 물질을 분사하여 상기 비 전기력을 제공하도록 구성되는,
    장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 전하를 띠는 물질을 공급하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하는,
    장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 노즐은 상기 대전된 액적이 방출되는 일 단을 포함하고,
    상기 컨트롤러는 상기 일 단 인근에서 상기 공간 전하의 밀도가 적어도 일부 감소되도록, 상기 입자 분산부를 이용하여 상기 일 단 인근의 상기 전하를 띠는 물질에 대하여 상기 일 단으로부터 멀어지는 방향으로 상기 비-전기력을 제공하는,
    장치.
  13. 제9항에 있어서,
    상기 입자 분산부는 기체를 분사하는 적어도 하나의 에어 노즐을 포함하고, 상기 전하를 띠는 물질에 대하여 상기 노즐로부터 멀어지는 방향으로 상기 기체를 분사하는,
    장치.
  14. 지면으로부터 일정 거리 이격되어 위치되어 대상 영역에 전하를 공급하는 장치를 이용하여 상기 대상 영역의 미세 입자의 농도를 관리하는 방법에 있어서,
    상기 장치는 액체를 저장하는 용기, 상기 액체를 출력하는 적어도 하나의 노즐, 상기 용기로부터 상기 적어도 하나의 노즐로 상기 액체를 공급하는 펌프, 전력을 공급하는 전원 및 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하는 컨트롤러;를 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 컨트롤러가 상기 전원을 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 제1 기준 값 이상의 전압을 인가하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 펌프를 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐에 상기 액체를 공급하는 단계;
    상기 컨트롤러가 상기 전원 및 상기 펌프를 이용하여, 상기 적어도 하나의 노즐을 통하여 대전된 액적을 출력하고, 상기 대전된 액적을 통하여 상기 대상 영역에 전하를 공급하여 상기 대상 영역에 공간 전하를 형성하는 단계; 및
    상기 컨트롤러가 상기 대전된 액적을 통하여 상기 대상 영역의 상기 미세 입자를 대전하고, 상기 공간 전하를 통하여 상기 대상 영역에 공급된 전하에 의해 상기 공급된 전하와 동일한 극성으로 대전된 상기 미세 입자에 상기 장치로부터 멀어지는 방향 성분을 적어도 일부 포함하는 전기력을 제공하는 단계; 를 포함하는
    방법.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 미세 입자에 상기 전기력을 제공하는 것은, 상기 대상 영역에 상기 공간 전하를 형성하여 상기 대상 영역에 상기 지면과 상기 장치 사이의 전기장을 형성하고, 상기 형성된 전기장을 통하여 상기 미세 입자에 상기 전기력을 제공하는 것을 포함하는,
    방법.
  16. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러가, 상기 대상 영역에 상기 전하를 띠는 물질을 일정 시간 이상 공급하여, 상기 대전된 미세 입자가 상기 전기력을 제공받고 상기 지면 방향으로 이동하여 제거되도록, 상기 공간 전하를 상기 일정 시간 이상 유지하는 단계; 를 더 포함하는,
    방법.
  17. 제14항에 있어서,
    상기 컨트롤러는 상기 전원을 이용하여 상기 적어도 하나의 노즐을 통해 상기 대상 영역에 음전하를 공급하여 상기 대상 영역에 음의 공간 전하를 형성하고,
    상기 미세 입자에 제공되는 전기력은 적어도 일부 상기 음의 공간 전하에 의한 전기장에 의해 제공되는,
    방법.
  18. 제14항에 있어서,
    상기 장치는 상기 전하를 띠는 물질에 대하여 비-전기력을 제공하는 입자 분산부를 더 포함하고,
    상기 방법은,
    상기 컨트롤러가 상기 입자 분산부를 이용하여, 상기 노즐의 상기 액적이 생성되는 일 단 부근에 위치된 상기 전하를 띠는 물질에 상기 일 단으로부터 멀어지는 방향으로 비-전기력을 제공하는 단계; 를 더포함하는
    방법.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 비-전기력을 인가하는 단계는, 상기 전하를 띠는 물질에, 전기적으로 중성인 물질을 분사하여 상기 비 전기력을 제공하는 것을 더 포함하는,
    방법.
  20. 제18항에 있어서,
    상기 컨트롤러가 상기 대상 영역에 상기 전하를 공급하는 것은, 상기 컨트롤러가 상기 대상 영역에 상기 전하를 공급하여 상기 대상 영역에 전기장을 형성하는 공간 전하를 형성하는 것을 포함하고,
    상기 컨트롤러가 상기 비-전기력을 제공하는 것은, 상기 컨트롤러가 상기 일 단 근처에서의 상기 공간 전하의 분포 밀도를 낮추기 위하여, 상기 전하를 띠는 물질에 상기 일 단으로부터 멀어지는 방향 성분을 포함하는 비-전기력을 제공하는 것을 더 포함하는,
    방법.
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