KR101924518B1 - 습식형 무동력 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량을 운행하는 과정에서 미세먼지가 포함된 오염공기를 무동력으로 흡입하여 세정수를 이용해 미세먼지를 집진하고 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 대기 중으로 배출할 수 있게 하는 습식형 무동력 집진장치에 관한 것으로, 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치는, 차량의 지붕 외측에 탈부착 가능하게 결합되되 전면에 인접하게는 다수의 배수공이 형성되며, 상부면 중앙부에서 배면 측으로는 수용공간부가 마련되는 플로어; 공기는 통과시면서 미세먼지는 집진하는 세정수가 충진되되 수용공간부에 분리 가능하게 지지되는 집진조; 및 집진조를 내부에 한정할 수 있도록 플로어에 탈부착 가능하게 결합되고 미세먼지가 포함된 오염공기를 집진조 측으로 안내하면서 미세먼지가 집진된 정화된 공기를 대기 중으로 배출하는 커버;를 포함한다.

Description

습식형 무동력 집진장치{NON POWERED DUST COLLECTOR OF WATER FILTER TYPE}

본 발명은 습식형 무동력 집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 차량을 운행하는 과정에서 미세먼지가 포함된 오염공기를 무동력으로 흡입하여 세정수를 이용해 미세먼지를 집진하고 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 대기 중으로 배출할 수 있게 하는 습식형 무동력 집진장치에 관한 것이다.

최근 갈수록 심화되고 있는 환경오염 문제는 인간의 생존에 필수적인 대기와 수질을 점차 오염시키고 있으며 이로 인해 각종 질병이 유발되는 등 인체에 치명적인 영향을 미치고 있어 심각한 사회적 이슈가 되고 있다.

특히, 우리나라는 지리적으로 각종 오염물질을 포함한 황사 및 미세먼지 등이 대륙으로부터 편서풍을 타고 유입되고 있지만 이를 막을 수 있는 방법은 사실상 전무한 실정이다.

한편, 황사 및 미세먼지를 저감시키거나 제거하는 대표적인 기술로는 집진(포집) 장치를 들 수 있다. 그러나 집진 장치들은 미세먼지 등을 발생시키는 설비, 예를 들면 화력 발전소 등의 대형 보일러 등에 설치되어 사용되는 것으로, 대기 중에 부유하는 미세먼지 등을 저감시키거나 제거하지 못하는 문제점이 있다.

설사 전술한 집진 장치들을 사용해 대기 중의 미세먼지를 저감 및 제거할 수는 있지만 이를 위해서는 공기를 흡입하여야 하기 때문에 흡입수단 및 흡입수단을 작동시키기 위한 동력원이 필요하고, 그로 인해 유지관리 비용이 증가할 수밖에 없는 또 다른 문제점이 있었다.

전술한 문제점을 해결하기 위해서 "대한민국 공개특허 10-2017-0014313호"에는 차량의 이동으로 발생하는 주행풍을 흡입하여 미세먼지를 제거하고 미세먼지가 제거된 공기를 배출하는 차량용 무동력 집진장치가 개시되어 있다.

그러나 전술한 "대한민국 공개특허 10-2017-0014313호"에 개시된 차량용 무동력 집진장치는 미세먼지 제거를 위해 여과포로 된 집진부재를 사용하기 때문에 집진부재 교체하여야 하며 지름 2.5㎛ 이하의 초미세먼지는 여과포로는 집진하기 어려운 문제점이 있었다.

이에, 본 발명자는 전술한 문제점들을 개선하고자 초기 투자비용을 절감할 수 있으며 유지 및 관리비용을 절감할 수 있는 본 발명을 출원하기에 이르렀다.

본 발명은 차량을 운행하는 과정에서 미세먼지가 포함된 오염공기를 무동력으로 흡입하여 세정수를 이용해 미세먼지를 집진하고, 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 대기 중으로 배출할 수 있게 하는 습식형 무동력 집진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명이 이루고자 하는 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않는다.

상기 과제를 달성하기 위한 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치는, 차량의 지붕 외측에 탈부착 가능하게 결합되되 전면에 인접하게는 다수의 배수공이 형성되며, 상부면 중앙부에서 배면 측으로는 수용공간부가 마련되는 플로어; 공기는 통과시키면서 미세먼지는 집진하는 세정수가 충진되되 수용공간부에 분리 가능하게 지지되는 집진조; 및 집진조를 내부에 한정할 수 있도록 플로어에 탈부착 가능하게 결합되고 미세먼지가 포함된 오염공기를 집진조 측으로 안내하면서 미세먼지가 집진된 정화된 공기를 대기 중으로 배출하는 커버;를 포함할 수 있다.

구체적으로 집진조는, 상부는 개방되고 내부는 중공된 사각 함체 형상으로 제공되며, 집진조의 하부는 세정수에 의해 집진된 미세먼지를 한 곳으로 취합할 수 있도록 깔대기의 형태로 형성되되, 집진조는 내부에 충진되는 세정수를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 제작될 수 있다.

더 구체적으로, 집진조의 하부 외측에는 세정수에 의해 집진된 미세먼지가 일시적으로 저장되는 침전물 탱크;가 마련되며, 침전물 탱크와 집진조의 하부는 배관을 매개로 연결되고, 침전물 탱크는 배관에 분리 가능하게 연결될 수 있다.

더 구체적으로, 집진조의 내부는 다수의 수직한 분할판들에 의해 전면 측에서 배면 측으로 다단으로 분할되고, 분할판들의 하단은 공기가 집진조의 전면 측에서 배면 측으로 유동할 수 있도록 집진조의 하부와 이격될 수 있다.

더 구체적으로, 어느 하나의 분할판과 이웃한 또 다른 분할판, 및 집진조의 배면 내측과 집진조의 배면 내측과 마주하는 분할판 사이에는 세정수의 넘침을 억제하면서 공기는 통과시키는 넘침 방지패드들이 배치되며, 어느 하나의 분할판과 이웃한 또 다른 분할판, 및 집진조의 배면 내측과 집진조의 배면 내측과 마주하는 분할판에는 넘침 방지패드의 이탈을 방지하는 걸림턱이 일체로 형성될 수 있다.

구체적으로 커버는 하부는 개방되고 내부는 중공된 함체 형상을 가지며, 커버의 일측 또는 양측에는 내부에 한정된 집진조에 충진된 세정수의 수위를 육안으로 확인할 수 있게 하는 투시창이 마련될 수 있다.

구체적으로 커버의 내부는 전면에서 배면 측으로 플로어의 전면에 인접한 영역과 마주하는 제 1 영역과, 플로어에 수용된 집진조의 전면 측 상부와 마주하는 제 2 영역 및 집진조의 배면 측 상부와 마주하는 제 3 영역으로 구분되되, 제 1 영역으로는 차량 주행 시 미세먼지를 포함한 오염공기가 유입되고, 제 2 영역은 제 1 영역 측에서 유입된 오염공기를 집진조에 충진된 세정수에 유입시키며, 제 3 영역은 집진조에 의해 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 배출할 수 있다.

구체적으로 제 1 영역은, 커버의 전면을 관통해 형성되는 유입공; 및 유입공을 통해 유입된 오염공기를 제 2 영역 측으로 유도하는 제 1 및 제 2 유입유로;를 포함하되, 제 1 유입유로는 커버의 전면 내측과 이격되게 형성되는 제 1 격벽 사이에 형성되고, 제 2 유입유로는 제 1 격벽의 배면과 이격되게 형성되는 제 2 격벽 사이에 형성되며, 제 1 및 제 2 격벽은 각각 커버의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 커버를 가로질러 형성되되, 제 1 격벽의 상단은 유입공을 통해 유입된 오염공기 및 빗물 등이 제 1 격벽의 상단을 월류하지 못하게 커버의 전면 내측 또는 커버의 상부면 내측과 연결되며, 제 1 격벽의 하단은 오염공기가 제 2 유입유로 측으로 안내되도록 플로어의 상부와 이격되고, 제 2 격벽의 상단은 오염공기를 제 2 영역 측으로 안내할 수 있도록 커버의 상부면 내측과 이격되며, 제 2 격벽의 하단은 오염공기 및 빗물 등이 수용공간부 측으로 유입되지 못하게 플로어의 상부에 밀착되며, 상기 유입공은 이물질 및 해충 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 여과망에 의해 덮어질 수 있다.

더 구체적으로 제 2 유입유로의 입구 측에는 플로어의 상부 측으로 유입된 빗물이 비산하여 제 2 영역 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 빗물 비산 방지판이 제 2 유입유로의 입구와 마주하는 제 1 및 제 2격벽에 서로 간섭되지 않게 형성되되, 각각 제 2 유입유로의 폭의 길이방향을 따라 연장되게 형성되면서 제 2 유입유로의 입구 측으로 돌출되게 형성되며, 제 2 유입유로 내부에는 제 2 유입유로를 단속하는 제 1 댐퍼가 장착되되, 제 1 댐퍼는 차량 주행 시 유입되는 오염공기의 압력에 의해 제 2 유입유로를 개방시키고, 차량 정차 시 탄성적으로 복귀되면서 제 2 유입유로를 폐쇄시킬 수 있다.

구체적으로 제 2 영역은, 제 2 유입유로를 따라 안내된 오염공기를 집진조에 충진된 세정수 측으로 유도하는 제 3 유입유로를 포함하되, 제 3 유입유로는 제 2 유입유로의 출구 측과 커버의 상부면 내측에서 집진조의 전면 내측으로 연장되는 제 1 차단판 사이에 형성되며, 제 1 차단판은 커버의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 커버를 가로질러 형성되되, 제 1 차단판의 하단은 집진조의 전면 내측으로 삽입되어 세정수 내부로 잠겨 오염공기를 세정수 측으로 유도할 수 있다.

더 구체적으로, 제 2 영역에는 집진조의 전면 내측과 제 1 차단판에 간섭되지 않게 제 1 차단판의 수평한 길이방향을 따라 이격 배치되는 다수의 스크루축을 더 포함하며, 스크루축들의 상단은 제 3 유입유로 측으로 유입되는 오염공기의 압력에 의해 회전될 수 있도록 커버의 상부면 상에 회전 가능하게 지지되고, 어느 하나의 스크루축 하단은 세정수에 잠지기 않게 연장되되 나머지 스크루축의 하단은 세정수의 내부로 잠겨 세정수에 와류를 형성해 세정수와 오염공기의 접촉을 용이하게 할 수 있다.

구체적으로 습식형 무동력 집진장치는, 세정수가 결빙되는 것을 방지하면서 세균 번식을 막기 위해 상기 세정수를 가열시키는 전열선; 및 전열선과 전기적으로 연결되고 전열선에 전력을 공급하는 발전기들을 더 포함하며, 전열선은 집진조의 내부에 배치되거나 또는 집진조의 외부를 감싸도록 배치되고, 발전기는 스크루축 중 세정수에 잠기지 않은 스크루축의 상단과 연결되어 회전하는 상기 스크루축의 회전력을 이용해 전력을 생산하여 상기 전열선 측으로 전력을 인가시킬 수 있다.

구체적으로 제 3 영역은, 커버의 배면을 관통해 형성되는 배출공; 및 집진조를 통과하면서 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 배출공 측으로 유도하는 배출유로;를 포함하되, 배출유로는 배출공과 배출공에 인접한 커버의 상부면 내측에서 집진조의 타측 상부 측으로 연장되는 제 2 차단판 사이에 형성되며, 제 2 차단판은 커버의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 커버를 가로질러 형성될 수 있다.

더 구체적으로 배출유로 상에는 세정수가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하나 이상의 경사판이 배출유로에서 집진조의 상부 측으로 하향 경사지게 형성됨과 동시에 상기 배출유로의 폭 방향을 따라 형성되며, 배출유로 내부에는 배출유로를 단속하는 제 2 댐퍼 및 정화필터가 장착되되, 제 2 댐퍼는 차량 주행 시 배출되는 정화된 공기의 압력에 의해 배출유로를 개방시키고, 차량 정차 시 탄성적으로 복귀되면서 배출유로를 폐쇄시킬 수 있다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은, 차량을 운행하는 과정에서 미세먼지가 포함된 오염공기를 무동력으로 흡입하여 세정수를 이용해 미세먼지를 집진하고, 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 대기 중으로 배출할 수 있기 때문에 초기 투자비용을 절감할 수 있으며 유지 및 관리비용의 절감을 기대할 수 있게 하는 이점이 있다.

또한, 본 발명은 집진조의 내부에 배치되거나 또는 집진조의 외부를 감싸도록 배치되는 절연선 및 절연선에 전력을 공급하는 발전기들을 구비함으로써, 외기의 온도가 낮은 겨울철에 세정수가 결빙되는 것을 미연에 방지할 수 있게 하는 이점이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치를 나타낸 사시도이며,
도 2는 도 1에 도시된 습식형 무동력 집진장치를 분해하여 나타낸 도면이고,
도 3은 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치의 내부를 나타낸 단면도이며, 그리고
도 4는 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치의 작동상태를 나타낸 도면이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 도면들 중 동일한 구성요소들은 가능한 어느 곳에서든지 동일한 부호로 표시한다. 또한 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 공지 기능 및 구성에 대한 상세한 설명은 생략한다.

도 1 내지 도 4는 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치를 나타낸 도면이다.

도 1 내지 도 4를 참조하면, 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)는 플로어(110)와, 공기는 통과시키면서 미세먼지(D)는 집진하는 세정수(W)가 충진되되 플로어(110)에 지지되는 집진조(120), 및 집진조(120)를 내부에 한정할 수 있도록 플로어(110)에 결합되고 미세먼지(D)가 포함된 오염공기를 집진조(120) 측으로 안내하면서 미세먼지(D)가 집진된 정화된 공기를 대기 중으로 배출하는 커버(140)를 포함한다.

먼저, 플로어(110)는 차량(도시되지 않음)의 길이방향을 따라 연장된 평판 형상으로 제공되고, 차량의 지붕(roof; 도시되지 않음) 외측에 탈부착 가능하게 결합된다.

플로어(110)에는 우천 시 커버(140)를 통해 유입되는 빗물을 외부로 배수할 수 있도록 다수의 배수공(112)이 플로어(110)의 전면에 인접하게 형성되며, 플로어(110)의 상부면 중앙부에서 배면 측으로는 집진조(120)를 분리 가능하게 수용하는 수용공간부(116)가 마련된다.

여기서, 수용공간부(114)는 집진조(120)를 내측으로 수용하고 수용된 집진조(120)를 흔들림 없이 지지할 수 있으면서 집진조(120) 내부에 충진된 세정수(W)를 확인할 수 있게 형성, 즉 일측 또는 양측이 절개 및 전단된 형태로 형성된다면 어떠한 형태를 가지더라도 무방하다.

그리고 본 발명에서는 플로어(110)와 차량 지붕과의 결합 관계를 특별히 한정하지 않는다. 일례로, 플로어(110)는 차량 지붕에 결합되는 통상의 차량용 루프박스와 동일한 방법으로 차량 지붕에 결합될 수 있다.

집진조(120)는 도시된 바와 같이 상부는 개방되고 내부는 중공된 사각 함체 형상으로 제공되며, 집진조(120)의 하부는 세정수(W)에 의해 집진된 미세먼지(D)를 한 곳으로 취합할 수 있도록 깔대기의 형태, 즉 호퍼(hopper)의 형태로 형성된다.

이렇게 형성된 집진조(120)는 전술한 바와 같이 수용공간부(114)에 수용되면서 수용공간부(114) 내에 흔들림 없이 지지되며, 집진조(120)는 내부에 충진되는 세정수(W)를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 제작된다.

그리고 세정수(W)로는 일반적인 물, 또는 세균의 번식을 억제할 수 있도록 소금이 희석된 소금물 또는 물에 기타 기능성 약품 등을 희석시켜 사용할 수 있다.

한편, 집진조(120)의 하부 외측에는 세정수(W)에 의해 집진된 미세먼지(D)가 일시적으로 저장되는 침전물 탱크(122)가 마련된다.

즉, 세정수(W)에 의해 집진된 미세먼지(D)는 집진조(120)의 하부 측으로 가라앉으면서 한 곳으로 취합되고, 이렇게 취합된 미세먼지(D)는 슬러지의 형태로 침전물 탱크(122)로 유입되는데, 이를 위해 침전물 탱크(122)와 집진조(120)의 하부는 배관(124)을 매개로 연결되고, 침전물 탱크(122)는 내부로 유입되어 저장된 슬러지 형태의 미세먼지(D)를 비울 수 있도록 배관(124)에 분리 가능하게 연결된다.

여기서, 침전물 탱크(122)와 배관(124)은 통상의 배관용 소켓 등을 매개로 분리 가능하게 연결될 수 있으며, 배관용 소켓을 이용한 배관(124)과 침전물 탱크(122)의 연결 관계는 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

그리고 집진조(120)의 내부는 미세먼지(D)의 집진 효율을 높일 수 있으면서 세정수(W)의 넘침을 방지할 수 있도록 형성된다.

이를 위해서 집진조(120)의 내부에는 다수의 수직한 분할판(126)들이 일체로 형성된다. 다수의 분할판(126)들에 의해 집진조(120)의 내부는 전면 측에서 배면 측으로 다단으로 분할되고, 분할판(126)들의 하단은 공기가 집진조(120)의 전면 측에서 배면 측으로 유동할 수 있도록 집진조(120)의 하부와 이격된다.

즉, 오염공기는 집진조(120)의 내부 전면을 통해 세정수(W) 측으로 유입되고 유입된 오염공기는 분할판(126)들의 하단 측으로 유동하면서 집진조(120)의 배면 측으로 안내되는데, 이때 세정수(W) 측으로 유입된 오염공기는 분할판(126)들의 하단을 지나면서 분할판(126)들과 충돌하기 때문에 미세먼지(D)의 집진 효율을 높일 수 있게 된다.

또한, 다수의 분할판(126)들이 형성된 집진조(120)의 내부에는 차량 주행 시 전달되는 요동으로 인해 세정수(W)가 넘치는 것을 방지하는 넘침 방지패드(128)들이 더 배치된다.

넘침 방지패드(128)들은 어느 하나의 분할판(126)과 이웃한 또 다른 분할판(126), 및 집진조(120)의 배면 내측과 집진조(120)의 배면 내측과 마주하는 분할판(126) 사이에 배치되는데, 이러한 넘침 방지패드(128)는 세정수(W)의 넘침을 억제하고, 차량 이동 시 세정수(W)의 흔들림을 방지하며 공기는 통과시키는 다공성 물질, 바람직하게는 합성수지 등으로 제작되는 다공질 판재 또는 통상의 스펀지(sponge) 중 어느 하나 일 수 있으며, 더욱 바람직하게는 유입되는 바람에 의해 이탈되지 않도록 스펀지 상부에 합성수지 등으로 제작되는 다공질 판재가 적층되어 제공될 수 있다.

한편, 어느 하나의 분할판(126)과 이웃한 또 다른 분할판(126), 및 집진조(120)의 배면 내측과 집진조(120)의 배면 내측과 마주하는 분할판(126)에는 넘침 방지패드(128)의 이탈을 방지하는 걸림턱(130)이 일체로 형성된다.

커버(140)는 플로어(110)의 상부를 덮을 수 있도록 플로어(110)에 탈부착 가능하게 결합되어 내부에 집진조(120)를 한정한다. 이를 위해서 커버(140)는 도시된 바와 같이 하부는 개방되고 내부는 중공된 함체 형상으로 제공된다.

본 발명에서는 커버(140)와 플로어(110)의 결합 관계를 특별히 한정하지 않으나, 일례로 커버(140)와 플로어(110)는 통상의 클램프(도시되지 않음), 다시 말해 시중에서 일명 "매미고리"로 판매되는 클램프 등을 이용해 탈부착 가능하게 결합될 수 있다.

그리고 커버(140)의 일측 또는 양측에는 커버(140)의 내부에 한정된 집진조(120)의 세정수(W)의 수위를 육안으로 확인할 수 있도록 투시창(141)이 마련된다.

한편, 커버(140)의 내부는 전면에서 배면 측으로 플로어(110)의 전면에 인접한 영역, 즉 수용공간부(114)의 전면 측과 마주하는 제 1 영역(142a)과, 플로어(110)에 수용된 집진조(120)의 전면 측 상부와 마주하는 제 2 영역(142b) 및 집진조(120)의 배면 측 상부와 마주하는 제 3 영역(142c)으로 구분된다.

여기서, 제 1 영역(142a)은 차량 주행 시 미세먼지(D)를 포함한 오염공기가 유입되는 부분이고, 제 2 영역(142b)은 제 1 영역(142a) 측에서 유입된 오염공기를 집진조(120)의 세정수(W)에 유입시키는 부분이며, 그리고 제 3 영역(142c)은 집진조(120)에 의해 미세먼지(D)가 제거된 공기를 배출하는 부분이다.

제 1 영역(142a)은 오염공기가 유입되는 유입공(144) 및 유입된 오염공기를 제 2 영역(142b) 측으로 유도하는 제 1 및 제 2 유입유로(146, 148)를 포함한다.

유입공(144)은 도시된 바와 같이 커버(140)의 전면을 관통해 형성된다. 이렇게 형성된 유입공(144)은 이물질 및 해충 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 여과망(145)에 의해 덮어진다.

그리고 제 1 유입유로(146)는 커버(140)의 전면 내측과 이격되게 형성되는 제 1 격벽(150) 사이에 형성되며, 마찬가지로 제 2 유입유로(148)는 제 1 격벽(150)의 배면과 이격되게 형성되는 제 2 격벽(152) 사이에 형성된다.

이때, 제 1 및 제 2 격벽(150, 152)은 각각 커버(140)의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 커버(140)를 가로질러 형성되되, 제 1 격벽(150)의 상단은 유입공(144)을 통해 유입된 오염공기 및 빗물 등이 제 1 격벽(150)의 상단을 월류하지 못하게 커버(140)의 전면 내측 또는 커버(140)의 상부면 내측과 연결되며, 제 1 격벽(150)의 하단은 오염공기가 제 2 유입유로(148) 측으로 안내되도록 플로어(110)의 상부와 이격된다. 그리고 제 2 격벽(152)의 상단은 오염공기를 제 2 영역(142b) 측으로 안내할 수 있도록 커버(140)의 상부면 내측과 이격되며, 제 2 격벽(152)의 하단은 오염공기 및 빗물 등이 수용공간부(114) 측으로 유입되지 못하게 플로어(110)의 상부에 밀착된다.

즉, 제 1 및 제 2 유입유로(146, 148)는 대략 "U"자 형상을 이루며, 유입공(144)을 통해 유입된 오염공기 및 빗물 등은 제 1 격벽(150)에 부딪힌 후 제 1 유입유로(146)을 따라 플로어(110)의 상부 측으로 안내되고, 플로어(110) 측으로 안내된 오염공기는 제 2 유입유로(148)를 따라 제 2 영역(142b) 측으로 유입된다.

여기서, 제 1 유입유로(146)를 통해 플로어(110)의 상부 측으로 유입된 빗물은 배수공(112)을 통해 플로어(110)의 외부로 배수된다.

한편, 제 2 유입유로(148)의 입구 측에는 플로어(110)의 상부 측으로 유입된 빗물이 비산하여 제 2 영역(142b) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 빗물 비산 방지판(154)이 형성된다.

빗물 비산 방지판(154)는 제 2 유입유로(148)의 입구와 마주하는 제 1 및 제 2격벽(150, 152)에 서로 간섭되지 않게 형성되되, 각각 제 2 유입유로(148)의 폭의 길이방향을 따라 연장되게 형성되면서 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 유입유로(148)의 입구 측으로 돌출되게 형성된다.

그리고 제 2 유입유로(148) 내부에는 제 2 유입유로(148)를 단속하는 제 1 댐퍼(154)가 장착된다. 제 1 댐퍼(154)는 차량 주행 시 유입되는 오염공기의 압력에 의해 제 2 유입유로(148)를 개방시키며, 차량 정차 시 탄성적으로 복귀되면 제 2 유입유로(148)를 폐쇄시킨다.

즉, 제 1 댐퍼(154)는 차량 정차 및 주차 시 제 2 유입유로(148)를 폐쇄하여 이물질 및 해충 등이 집진조(120) 측으로 유입되는 것을 방지한다.

제 2 영역(142b)은 제 2 유입유로(148)을 따라 안내된 오염공기를 집진조(120)에 충진된 세정수(W) 측으로 유도하는 제 3 유입유로(156)를 포함한다.

제 3 유입유로(156)는 제 2 유입유로(148)의 출구 측과 커버(140)의 상부면 내측에서 집진조(120)의 전면 내측으로 연장되는 제 1 차단판(158) 사이에 형성된다.

이때, 제 1 차단판(158)은 제 1 및 제 2 격벽(150, 152)과 마찬가지로 커버(140)의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 커버(140)를 가로질러 형성되되, 제 1 차단판(158)의 하단은 집진조(120)의 전면 내측과 집진조(120)의 전면 내측과 마주하는 분할판(126) 사이로 삽입되어 세정수(W) 내부로 잠기게 된다.

한편, 제 2 영역(142b)에는 집진조(120)의 전면 내측과 제 1 차단판(158)에 간섭되지 않게 다수의 스크루축(160)이 배치된다.

스크루축(160)들은 제 1 차단판(158)의 수평한 길이방향을 따라 소정의 간격을 유지하며 배치되되, 스크루축(160)들의 상단은 커버(140)의 상부면 상에 회전 가능하게 지지된다. 이때 어느 하나의 스크루축(160) 하단은 세정수(W)에 잠기지 않게 연장되며, 나머지 스크루축(160)의 하단은 제 1 차단판(158)과 마찬가지로 세정수(W)의 내부로 잠기게 연장된다.

즉, 제 2 유입유로(148)를 따라 안내된 오염공기는 제 3 유입유로(156) 측으로 유입된 후 스크루축(160)을 지나 제 1 차단판(158)에 부딪혀 세정수(W) 내부로 유입되는데, 이때 스크루축(160)들은 유입되는 오염공기의 압력에 의해 회전하면서 세정수(W)에 와류를 형성하게 되고, 이렇게 형성된 와류에 의해 세정수(W)와 오염공기는 용이하게 접촉하게 되며, 이에 의해 오염공기에 포함된 미세먼지(D)는 세정수(W)에 집진된다.

한편, 제 3 영역(142c)은 집진조(120)를 통과하면서 미세먼지(D)가 제거된 정화된 공기를 배출하는 배출공(162) 및 배출공(162) 측으로 정화된 공기를 유도하는 배출유로(164)를 포함한다.

배출공(162)은 도시된 바와 같이 커버(140)의 배면을 관통해 형성된다. 그리고 배출유로(164)는 배출공(162)과 배출공(162)에 인접한 커버(140)의 상부면 내측에서 집진조(120)의 타측 상부 측으로 연장되는 제 2 차단판(166) 사이에 형성된다.

이때, 제 2 차단판(166)은 제 1 차단판(158)과 마찬가지로 커버(140)의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 커버(140)를 가로질러 형성된다.

즉, 집진조(120)의 전면 측으로 유입된 오염공기는 집진조(120)의 배면 측으로 유동되면서 미세먼지(D)가 집진되고, 미세먼지(D)가 제거된 정화된 공기는 배출유로(164)를 따라 유도된 후 배출공(162)을 통해 대기 중으로 배출된다.

한편, 집진조(120)의 상부와 인접한 배출유로(164) 상에는 집진조(120)의 세정수(W)가 배출유로(164) 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하나 이상의 경사판(168)이 배출유로(164)에서 집진조(120)의 상부 측으로 하향 경사지게 형성된다.

경사판(168)은 제 2 차단판(166) 및 커버(140)의 배면 내측에 서로 간섭되지 않게 상하로 이격되게 형성되되, 각각 배출유로(164)의 폭의 길이방향을 따라 연장되게 형성되면서 배출유로(164) 측으로 돌출되게 형성된다.

그리고 배출유로(164) 내부에는 배출유로(164)를 단속하는 제 2 댐퍼(170) 및 정화필터(172)가 장착된다. 제 2 댐퍼(170)는 차량 주행 시 배출유로(164)를 따라 유도되는 정화된 공기의 압력에 의해 배출유로(164)를 개방시키고, 차량 정차 시 탄성적으로 복귀되면서 배출유로(164)를 폐쇄시킨다.

즉, 제 2 댐퍼(170)는 차량 정차 및 주차 시 배출유로(164)를 폐쇄하여 이물질 및 해충 등이 집진조(120) 측으로 유입되는 것을 방지한다.

그리고 정화필터(172)는 배출되는 공기에 포함된 악취 등을 제거하는 것으로, 활성탄과 같은 흡착물질로 제작된다.

한편, 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)는 외기의 온도가 낮은 겨울철 세정수(W)가 결빙되는 것을 방지하면서 세균 번식 등을 막기 위해 세정수(W)를 가열시키는 전열선(180) 및 전열선(180)과 전기적으로 연결되어 전열선(180)에 전력을 공급하는 발전기(182; generator)를 더 포함한다.

전열선(180)은 도시된 바와 같이 분할판(126)들에 간섭되지 않게 집진조(120)의 내부에 배치되거나 또는 집진조(120)의 외부를 감싸도록 배치된다. 그리고 발전기(182)는 스크루축(160) 중 하단이 세정수(W)에 잠기지 않은 스크루축(160)의 상단과 연결된다.

즉, 발전기(182)는 회전하는 스크루축(160)의 회전력을 이용해 전력을 생산하며, 생산된 전력을 전열선(180) 측으로 인가시켜 전열선(180)을 발열시킨다.

여기서 발전기(182)와 전열선(180)의 연결 관계 및 스크루축(160)과 연결되어 발전하는 발전기(182)의 구동은 공지의 기술이므로 상세한 설명은 생략한다.

하기에는 전술한 바와 같이 형성된 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)의 작동상태를 간략하게 설명한다.

본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)를 사용하기 위해서는, 우선 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)를 차량의 지붕에 설치한 후, 차량을 주행시킨다.

전술한 바와 같이 차량이 주행하게 되면, 오염공기는 유입공(144)을 통해 제 1 및 제 2 유입유로(146, 148) 측으로 유도된 후, 제 3 유입유로(156) 측으로 유도된다.

그리고 제 3 유입유로(156) 측으로 유도된 오염공기는 스크루축(160)을 회전시키면서 제 1 차단판(158)에 부딪혀 세정수(W) 내부로 유입되는데, 이렇게 세정수(W) 내부로 유입된 오염공기의 미세먼지(D)는 세정수(W)에 위해 집진되고, 미세먼지(D)가 제거된 정화된 공기는 배출유로(164) 측으로 유도된 후 배출공(162)을 통해 대기 중으로 배출된다.

그리고 세정수(W)에 의해 집진된 미세먼지(D)는 슬러지 형태로 침전물 탱크(122) 내부로 유입된다.

여기서 차량은 통상 도로를 주행하는 차량이거나, 또는 선로를 주행하는 기차 또는 전동차 등일 수 있다.

이와 같이 형성된 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)는 차량을 운행하는 과정에서 미세먼지(D)가 포함된 오염공기를 무동력으로 흡입하여 세정수(W)를 이용해 미세먼지(D)를 집진하고, 미세먼지(D)가 제거된 정화된 공기를 대기 중으로 배출할 수 있기 때문에 초기 투자비용을 절감할 수 있으며 유지 및 관리비용의 절감을 기대할 수 있게 한다.

또한, 본 발명에 따른 습식형 무동력 집진장치(100)는 집진조(120)의 내부에 배치되거나 또는 집진조(120)의 외부를 감싸도록 배치되는 절연선(180) 및 절연선(180)에 전력을 공급하는 발전기(182)들을 구비함으로써, 외기의 온도가 낮은 겨울철에 세정수(W)가 결빙되는 것을 미연에 방지할 수 있게 한다.

상기와 같은 습식형 무동력 집진장치(100)는 위에서 설명된 실시예들의 구성과 작동 방식에 한정되는 것이 아니다. 상기 실시예들은 각 실시예들의 전부 또는 일부가 선택적으로 조합되어 다양한 변형이 이루어질 수 있도록 구성될 수도 있다.

100 : 습식형 무동력 집진장치 110 : 플로어
114 : 수용공간부 120 : 집진조
122 : 침전물 탱크 126 : 분할판
128 : 넘침 방지패드 140 : 커버
142a : 제 1 영역 142b : 제 2 영역
142c : 제 3 영역 144 : 유입공
146 : 제 1 유입유로 148 : 제 2 유입유로
156 : 제 3 유입유로 160 : 스크루축
162 : 배출공 164 : 배출유로
180 : 절연선 182 : 발전기

Claims (14)

1. 차량의 지붕 외측에 탈부착 가능하게 결합되되 전면에 인접하게는 다수의 배수공이 형성되며, 상부면 중앙부에서 배면 측으로는 수용공간부가 마련되는 플로어;
   공기는 통과시키면서 미세먼지는 집진하는 세정수가 충진되되 상기 수용공간부에 분리 가능하게 지지되는 집진조; 및
   상기 집진조를 내부에 한정할 수 있도록 상기 플로어에 탈부착 가능하게 결합되고 미세먼지가 포함된 오염공기를 상기 집진조 측으로 안내하면서 미세먼지가 집진된 정화된 공기를 대기 중으로 배출하는 커버;를 포함하고,
   상기 집진조는,
   상부는 개방되고 내부는 중공된 사각 함체 형상으로 제공되며,
   상기 집진조의 하부는 상기 세정수에 의해 집진된 미세먼지를 한 곳으로 취합할 수 있도록 깔대기의 형태로 형성되되, 상기 집진조는 내부에 충진되는 상기 세정수를 육안으로 확인할 수 있도록 투명한 재질로 제작되고,
   상기 집진조의 내부는 다수의 수직한 분할판들에 의해 전면 측에서 배면 측으로 다단으로 분할되고, 상기 분할판들의 하단은 공기가 상기 집진조의 전면 측에서 배면 측으로 유동할 수 있도록 상기 집진조의 하부와 이격되는 습식형 무동력 집진장치.
   
2. 삭제
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 집진조의 하부 외측에는 상기 세정수에 의해 집진된 미세먼지가 일시적으로 저장되는 침전물 탱크;가 마련되며,
   상기 침전물 탱크와 상기 집진조의 하부는 배관을 매개로 연결되고,
   상기 침전물 탱크는 상기 배관에 분리 가능하게 연결되는 습식형 무동력 집진장치.
   
4. 삭제
5. 청구항 1에 있어서,
   어느 하나의 상기 분할판과 이웃한 또 다른 상기 분할판, 및 상기 집진조의 배면 내측과 상기 집진조의 배면 내측과 마주하는 상기 분할판 사이에는 상기 세정수의 넘침을 억제하면서 공기는 통과시키는 넘침 방지패드들이 배치되며,
   어느 하나의 상기 분할판과 이웃한 또 다른 상기 분할판, 및 상기 집진조의 배면 내측과 상기 집진조의 배면 내측과 마주하는 상기 분할판에는 상기 넘침 방지패드의 이탈을 방지하는 걸림턱이 일체로 형성되는 습식형 무동력 집진장치.
   
6. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버는 하부는 개방되고 내부는 중공된 함체 형상을 가지며,
   상기 커버의 일측 또는 양측에는 내부에 한정된 상기 집진조에 충진된 상기 세정수의 수위를 육안으로 확인할 수 있게 하는 투시창이 마련되는 습식형 무동력 집진장치.
   
7. 청구항 1에 있어서,
   상기 커버의 내부는 전면에서 배면 측으로 상기 플로어의 전면에 인접한 영역과 마주하는 제 1 영역과, 상기 플로어에 수용된 상기 집진조의 전면 측 상부와 마주하는 제 2 영역 및 상기 집진조의 배면 측 상부와 마주하는 제 3 영역으로 구분되되,
   상기 제 1 영역으로는 차량 주행 시 미세먼지를 포함한 오염공기가 유입되고, 상기 제 2 영역은 상기 제 1 영역 측에서 유입된 오염공기를 상기 집진조에 충진된 상기 세정수에 유입시키며, 상기 제 3 영역은 상기 집진조에 의해 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 배출하는 습식형 무동력 집진장치.
   
8. 청구항 7에 있어서,
   상기 제 1 영역은,
   상기 커버의 전면을 관통해 형성되는 유입공; 및
   상기 유입공을 통해 유입된 오염공기를 상기 제 2 영역 측으로 유도하는 제 1 및 제 2 유입유로;를 포함하되,
   상기 제 1 유입유로는 상기 커버의 전면 내측과 이격되게 형성되는 제 1 격벽 사이에 형성되고, 상기 제 2 유입유로는 상기 제 1 격벽의 배면과 이격되게 형성되는 제 2 격벽 사이에 형성되며,
   상기 제 1 및 제 2 격벽은 각각 상기 커버의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 상기 커버를 가로질러 형성되되, 상기 제 1 격벽의 상단은 상기 유입공을 통해 유입된 오염공기 및 빗물 등이 상기 제 1 격벽의 상단을 월류하지 못하게 상기 커버의 전면 내측 또는 상기 커버의 상부면 내측과 연결되며, 상기 제 1 격벽의 하단은 오염공기가 상기 제 2 유입유로 측으로 안내되도록 상기 플로어의 상부와 이격되고,
   상기 제 2 격벽의 상단은 오염공기를 상기 제 2 영역 측으로 안내할 수 있도록 상기 커버의 상부면 내측과 이격되며, 상기 제 2 격벽의 하단은 오염공기 및 빗물 등이 상기 수용공간부 측으로 유입되지 못하게 상기 플로어의 상부에 밀착되며,
   상기 유입공은 이물질 및 해충 등이 유입되는 것을 방지할 수 있도록 여과망에 의해 덮어지는 습식형 무동력 집진장치.
   
9. 청구항 8에 있어서,
   상기 제 2 유입유로의 입구 측에는 상기 플로어의 상부 측으로 유입된 빗물이 비산하여 상기 제 2 영역 측으로 유입되는 것을 방지할 수 있도록 빗물 비산 방지판이 상기 제 2 유입유로의 입구와 마주하는 상기 제 1 및 제 2격벽에 서로 간섭되지 않게 형성되되, 각각 상기 제 2 유입유로의 폭의 길이방향을 따라 연장되게 형성되면서 상기 제 2 유입유로의 입구 측으로 돌출되게 형성되며,
   상기 제 2 유입유로 내부에는 상기 제 2 유입유로를 단속하는 제 1 댐퍼가 장착되되, 상기 제 1 댐퍼는 차량 주행 시 유입되는 오염공기의 압력에 의해 상기 제 2 유입유로를 개방시키고, 차량 정차 시 탄성적으로 복귀되면서 상기 제 2 유입유로를 폐쇄시키는 습식형 무동력 집진장치.
   
10. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 2 영역은,
    상기 제 2 유입유로를 따라 안내된 오염공기를 상기 집진조에 충진된 상기 세정수 측으로 유도하는 제 3 유입유로를 포함하되,
    상기 제 3 유입유로는 상기 제 2 유입유로의 출구 측과 상기 커버의 상부면 내측에서 상기 집진조의 전면 내측으로 연장되는 제 1 차단판 사이에 형성되며,
    상기 제 1 차단판은 상기 커버의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 상기 커버를 가로질러 형성되되, 상기 제 1 차단판의 하단은 상기 집진조의 전면 내측으로 삽입되어 상기 세정수 내부로 잠겨 상기 오염공기를 상기 세정수 측으로 유도하는 습식형 무동력 집진장치.
    
11. 청구항 10에 있어서,
    상기 제 2 영역에는 상기 집진조의 전면 내측과 상기 제 1 차단판에 간섭되지 않게 상기 제 1 차단판의 수평한 길이방향을 따라 이격 배치되는 다수의 스크루축을 더 포함하며,
    상기 스크루축들의 상단은 상기 제 3 유입유로 측으로 유입되는 오염공기의 압력에 의해 회전될 수 있도록 상기 커버의 상부면 상에 회전 가능하게 지지되고, 어느 하나의 상기 스크루축 하단은 상기 세정수에 잠지기 않게 연장되되 나머지 상기 스크루축의 하단은 상기 세정수의 내부로 잠겨 상기 세정수에 와류를 형성해 상기 세정수와 상기 오염공기의 접촉을 용이하게 하는 습식형 무동력 집진장치.
    
12. 청구항 11에 있어서,
    상기 습식형 무동력 집진장치는,
    상기 세정수가 결빙되는 것을 방지하면서 세균 번식을 막기 위해 상기 세정수를 가열시키는 전열선; 및
    상기 전열선과 전기적으로 연결되고 상기 전열선에 전력을 공급하는 발전기;를 더 포함하며,
    상기 전열선은 상기 집진조의 내부에 배치되거나 또는 상기 집진조의 외부를 감싸도록 배치되고,
    상기 발전기는 상기 스크루축 중 상기 세정수에 잠기지 않은 상기 스크루축의 상단과 연결되어 회전하는 상기 스크루축의 회전력을 이용해 전력을 생산하여 상기 전열선 측으로 전력을 인가시키는 습식형 무동력 집진장치.
    
13. 청구항 7에 있어서,
    상기 제 3 영역은,
    상기 커버의 배면을 관통해 형성되는 배출공; 및
    상기 집진조를 통과하면서 미세먼지가 제거된 정화된 공기를 상기 배출공 측으로 유도하는 배출유로;를 포함하되,
    상기 배출유로는 상기 배출공과 상기 배출공에 인접한 상기 커버의 상부면 내측에서 상기 집진조의 타측 상부 측으로 연장되는 제 2 차단판 사이에 형성되며,
    상기 제 2 차단판은 상기 커버의 일측면 내측에서 타측면 내측으로 상기 커버를 가로질러 형성되는 습식형 무동력 집진장치.
    
14. 청구항 13에 있어서,
    상기 배출유로 상에는 상기 세정수가 유입되는 것을 방지할 수 있도록 하나 이상의 경사판이 상기 배출유로에서 상기 집진조의 상부 측으로 하향 경사지게 형성됨과 동시에 상기 배출유로의 폭 방향을 따라 형성되며,
    상기 배출유로 내부에는 상기 배출유로를 단속하는 제 2 댐퍼 및 정화필터가 장착되되, 상기 제 2 댐퍼는 차량 주행 시 배출되는 정화된 공기의 압력에 의해 상기 배출유로를 개방시키고, 차량 정차 시 탄성적으로 복귀되면서 상기 배출유로를 폐쇄시키는 습식형 무동력 집진장치.
    
    

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