KR20200116469A - 공기 정화 장치, 복수의 공기 정화 장치들의 배열 및 소프트웨어 기반의 어플리케이션 - Google Patents

공기 정화 장치, 복수의 공기 정화 장치들의 배열 및 소프트웨어 기반의 어플리케이션 Download PDF

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KR20200116469A
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Abstract

본 발명은, 저렴하고 사용이 용이하며, 사용자가 임의의 장소에서 임의의 시간에 공기로부터 오염물질을 제거할 수 있게 하는, 적어도 하나의 공기 유입구(3), 필터 수단(4, 5), 적어도 하나의 팬(6), 및 적어도 하나의 공기 배출구(8, 108, 208)를 포함하는, 적어도 하나의 하우징(2)을 포함하는, 특히 실외의, 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 그러한 장치는 운송 가능하고 상이한 설치 위치들에 배치되도록 구현된다. 본 발명은 또한 복수의 공기 정화 장치의 배열체, 및 공기 정화 장치를 위한 소프트웨어-기반의 어플리케이션, 특히 스마트폰 어플리케이션에 관한 것이다.

Description

공기 정화 장치, 복수의 공기 정화 장치들의 배열 및 소프트웨어 기반의 어플리케이션
본 발명은, 적어도 하나의 공기 유입구, 필터 수단(filter means), 적어도 하나의 팬(fan), 및 적어도 하나의 공기 배출구를 포함하는, 적어도 하나의 하우징을 포함하는, 특히 실외의, 공기 정화 장치에 관한 것이다.
본 발명은 또한 복수의 공기 정화 장치들의 배열에 관한 것이다.
본 발명은 또한 공기 정화 장치를 위한 소프트웨어 기반의 어플리케이션, 특히 스마트폰 어플리케이션에 관한 것이다.
현재 대부분이 연소 파워 플랜트(combustion power plant)에 의해서 석탄과 같은 화석 연료로부터 생산되는 전력에 대한 인류의 큰 수요는 호흡 공기의 상당한 오염을 생성한다. 인간의 이동에 필요한 모터 차량, 항공기, 및 선박은 현재 화석 연료를 연소하는 연소 파워 플랜트에 의해서 주로 파워(power)를 공급 받고, 이는 또한 호흡 공기를 크게 오염시키는 상당한 방출물을 유발한다. 그러한 방출물은 연소에서 생성되는 CO2 뿐만 아니라, 호흡 공기를 오염시키는 질소 산화물(NOx) 및 미립자를 포함한다. 호흡 공기를 추가적으로 오염시키는 추가적인 방출물은, 예를 들어, 운행 중인 모터 차량이 제동할 때 생성되는 타이어로부터의 마모물 또는 제동 분진을 포함할 수 있다.
실외에서 전술한 방출물에 의해서 오염된 공기를 정화할 때, 뚜렷한 정화 효과를 달성하기 위해서 다량의 공기가 필터링되어야 한다는 것이 고려되어야 한다. 또한, 연소 엔진에 의해서 파워를 제공 받는 모터 차량과 같이 공기를 오염시키는 원인이 시간에 따라 상이한 위치들에서 영향을 미칠 수 있기 때문에, 공기의 정화가 요구되는 설치 장소가 시간에 따라 변경될 수 있다는 것을 고려하여야 한다.
전술한 유형의 장치가 WO 2017/1799984 A1로부터 알려져 있다. 알려진 장치는 특히 미립자 물질로 오염된 공기를 정화하는데 적합하다. 알려진 장치에서, 다양한 필터 및 공기 이온화 장치(air ionizer)가 사용된다. 알려진 장치는 설치 테이블에 의해서 설치 표면 상에 설치되고, 파워 공급원에 연결된다. 그러한 장치는, 예를 들어, 장치의 주변 지역 내의 공기를 정화하기 위해서, 건물 상에 또는 거주 장소 내에 배치될 수 있다.
알려진 장치의 단점은, 그러한 장치가 초기에 선택된 설치 장소로 한정된다는 것 그리고 상이한 위치에서 장치를 설치하는 것이 상당한 노력 및 비용과 관련된다는 것, 그리고 충분한 설치 공간 및 충분한 크기의 전력 연결부(electrical power connection)와 같은, 장치를 위해서 요구되는 주변 조건이 항상 이용 가능하지는 않다는 것이다. 알려진 장치의 추가적인 단점은, 장치가 상당한 소음 방출을 생성한다는 것이다.
본 발명의 목적은, 저렴하고 사용이 단순하며, 사용자가 임의의 시간 및 임의의 장소에서 공기로부터 오염물질을 정화할 수 있게 하는, 특히 실외의, 공기 정화 장치, 복수의 공기 정화 장치들의 배열, 및 공기 정화 장치를 위한 소프트웨어-기반의 어플리케이션, 특히 스마트폰 어플리케이션을 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 종래 기술로부터 알려진 장치보다 분진을 덜 발생시키고 적은 소음 방출을 유발하는, 특히 실외의, 공기 정화 장치, 공기를 정화하기 위한 복수의 장치의 배열체, 및 공기 정화 장치를 위한 소프트웨어-기반의 어플리케이션, 특히 스마트폰 어플리케이션을 제공하는 것이다.
장치와 관련하여, 그러한 목적은, 상이한 설치 장소들로 운송되고 배치되도록 구현된 전술한 유형의 장치에 의해서 달성된다. 그에 의해서, 장치를 하나의 설치 장소로부터 다른 설치 장소로 운송할 수 있고, 그 곳에서 장치를 설치할 수 있다. 따라서, 장치는, 공기의 정화가 특히 요구되는 및/또는 적절한 상이한 설치 장소들에서 적은 노력으로 동작될 수 있다. 설치 장소에서의 설치는 바람직하게 기계적 및/또는 유압적 상승 시스템에 의해서 이루어질 수 있고, 그러한 상승 시스템은 특히 불균일한 표면 상에서의 설치를 가능하게 한다. 그에 의해서, 예를 들어, 도로 상의 모터 차량으로부터의 이동 바람(travel wind)이, 정화하고자 하는 공기를 장치의 공기 유입구 내로 가압하도록, 장치를 설치 장소에 설치할 수 있다. 이러한 방식으로, 정화하고자 하는 공기를 흡입하는데 필요한 팬 구동 파워가 유리하게 감소될 수 있다.
장치와 관련하여, 목적은, 팬의 적어도 하나가 필터 수단들 사이의 유동 방향을 따라서 배치되는, 전술한 유형의 장치에 의해서 추가적으로 달성된다. 이에 의해서, 주로 팬에 의해서 유발되는 공기 청정기(air cleaner)의 소음 방출의 감소가 달성된다. 본 발명에 따른 공기 청정기의 본 실시예에서 팬은 또한, 필터 하류의 설치 위치로 인해서, 공기 유동 내의 감소된 양의 공기 입자에 노출된다. 그에 의해서, 팬의 연마성 마모가 유리하게 감소된다. 본 발명에 따른 전술한 특징은 운송 가능한 실시예, 및 기초부(foundation) 상에 영구적으로 설치되는 및/또는 설치 장소에 고정되는 실시예 모두에서 유리하다.
장치와 관련하여, 목적은, 공기를 흡입하기 위한 유입구가, 적절히 이용될 때, 설치 표면에 수평으로 제공되고, 및/또는 공기를 배출하기 위한 공기 배출구가 설치 표면에 수직으로 제공되는, 전술한 유형의 장치에 의해서 추가적으로 달성된다. 그에 의해서, 공기의 흡입 및 배출이 동일한 방향이 아닌 것이 유리하게 달성된다. 한 가지로서, 이미 정화된 공기가 내부로 흡입되는 비율이 그에 의해서 유리하게 감소된다. 다른 것으로서, 이러한 방식으로, 분진 발생 및/또는 공기 청정기 옆을 지나는 사람 및/또는 차량에 대한 송풍이 유리하게 방지된다. 이러한 방식으로, 공기 배출구에서의 소음 방출이 또한 유리하게 감소된다.
장치와 관련하여, 목적은, 적절히 이용될 때, 공기 유입구에서의 공기의 유동 방향이 공기 배출구에서의 유동 방향에 직각인, 전술한 유형의 장치에 의해서 추가적으로 달성된다. 그에 의해서, 공기의 흡입 및 방출이 동일한 방향이 아닌 것이 유리하게 달성된다. 한 가지로서, 이미 정화된 공기가 내부로 흡입되는 비율이 그에 의해서 유리하게 감소된다. 다른 것으로서, 이러한 방식으로, 분진 발생 및/또는 공기 청정기 옆을 지나는 사람 및/또는 차량에 대한 송풍이 유리하게 방지된다. 이러한 방식으로, 공기 배출구에서의 소음 방출이 또한 유리하게 감소된다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에 따라, 장치는 공기 유입구와 공기 배출구 사이에 배치된 공기 편향 수단을 포함한다. 공기 편향 수단은 공기를 편향시킬 수 있고, 다시 말해서 공기의 유동 방향을 변화시킬 수 있다. 공기 편향 수단은, 90도 파이프 엘보 형태의 또는 서로 90도로 오프셋된 2개의 개구부를 갖는 상자 형태의, 공기 배출구의 하류에 및/또는 공기 배출구의 상류에 장착되는 공기 편향 유닛일 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 공기 편향 수단 유입구 면적은 공기 편향 수단 배출구 면적보다 크고, 바람직하게 공기 편향 수단 유입구 면적은 공기 편향 수단 배출구 면적의 크기의 약 3배이다. 그에 의해서, 공기의 더 빠른 유동 속도가 공기 배출구에서 유리하게 달성된다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에 따라, 장치는 운송 수단, 특히 바퀴를 갖는 샤시(chassis)를 포함한다. 이러한 방식으로, 장치는, 장치의 운송에 필요한 운송 수단을 포함하고, 그에 따라 장치의 단순하고 신속한 운송이 가능하다. 가능성 있는 운송 수단은 트레일러(trailer)의 샤시와 유사하게 장치에 영구적으로 및/또는 해제 가능하게 연결된 샤시일 수 있다. 대안적으로, 본 발명의 범위 내의 운송 수단이 또한 트럭, 트럭 트레일러, 및/또는 화물용 항공기, 예를 들어 헬리콥터 및/또는 화물용 비행선일 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에서, 운송 수단이 구동 수단, 특히 모터에 의해서 구동되는 바퀴를 포함하는 것이 제공된다.
그에 의해서, 공기 정화 장치는, 승용차 및/또는 트럭과 같은 부가적인 수단이 없는 자가-추진 운송을 위해서 구현된다. 본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에서, 장치가 자율적인 이동성을 위해서 구현되는 것이 제공된다. 이러한 방식으로, 공기 정화 장치는 설치 장소로부터 설치 장소로 자율적으로 이동하기 위한 장치로서 구현된다. 운전자는 필요치 않고, 그에 따라 장치는 저렴하게 그리고 유연하게 동작될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 하우징이 표준 컨테이너의 치수를 갖는다. 한 가지로서, 그에 의해서, 그러한 치수는 단순하고 신속한 운송이 가능하도록 보장하는데, 이는, 특별한 허가가 필요 없는 도로를 포함하여, 컨테이너가 상이한 수단들에 의해서, 예를 들어 트럭 또는 트레일러를 갖는 승용차에 의해서 운송될 수 있도록, 컨테이너의 치수가 설계되기 때문이다. 다른 것으로서, 표준화된 컨테이너의 크기는 복수의 장치를 적층할 수 있게 한다. 그에 의해서, 더 큰 정화 용량을 갖는 더 큰 시스템이 복수의 장치로부터 생성될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에서, 적절하게 사용될 때, 설치 표면에 수평인 유동 방향을 위해서 하우징이 구현되는 것이 제공된다. 수평 공기 안내부를 갖는 그러한 설계는 수평 길이방향으로 가장 큰 범위를 갖는 표준 컨테이너의 치수에 특히 적합하고, 콤팩트하면서도 표준화된 구성을 가능하게 한다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에서, 장치가 파워 공급 수단을 포함하는 것이 제공된다. 파워 공급 수단은 유리하게 파워를, 특히 동작을 위해서 필요한 전력을 장치의 구성요소에 제공하는 역할을 한다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에서, 파워 공급 수단이 파워 발생 수단, 특히 광전지(photovoltaic) 시스템 및/또는 연료 전지를 포함하는 것이 제공된다. 그에 의해서, 공기 정화 장치는 설치 장소에서 파워를 공급받고, 광전지 시스템의 경우에, 재생 파워를 공급받는다. 외부 파워 공급부가 절대적으로 필요한 것은 아니다. 그에 의해서, 장치의 설치가 촉진되는데, 이는 설치 장소에서 파워 공급부가 장치에 연결될 필요가 없기 때문이다. 광전지 시스템 및/또는 연료 전지에 대한 대안으로서, 다른 유형의 파워 생성 수단이 본 발명의 범위 내에서 또한 이용될 수 있다. 그러한 수단은 바람직하게 풍력 발전기 및/또는 가스, 가솔린, 및/또는 디젤과 같은 연료에 의해서 파워를 제공받는 발전기일 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 파워 공급 수단은 파워 연결 수단, 특히 전력 연결부를 포함한다. 그에 의해서, 공기 정화 장치는 설치 장소에서 파워를 공급 받는다. 그러한 설계는 설치 장소에 외부 파워 공급부가 존재하는 경우에 장치를 동작시키는데 있어서 유리한데, 이는, 그에 의해서 장치가, 다른 주위 조건, 특히 기후 조건과 관계없이, 큰 소비 파워에서 동작되도록 구현되기 때문이다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에서, 파워 공급 수단이 에너지 저장 수단, 특히 배터리를 포함하는 것이 제공된다. 그에 의해서, 공기 정화 장치는 설치 장소에서 파워를 공급 받는다. 에너지 저장 수단에 저장된 에너지는, 장치의 동작을 위해서 필요할 때, 회수될 수 있다. 이러한 방식으로, 외부 전력 연결부가 없는 경우에 및/또는 파워 생성 수단이 존재하지 않는 경우에, 장치가 또한 동작될 수 있다. 에너지 저장 수단에 의해서, 장치의 동작에 필요하지 않은, 예를 들어 광전지 시스템의, 과다 생성 용량(capacity)을 또한 저장할 수 있다. 에너지 저장 수단은 또한, 전원이 연결된 경우에, 에너지로 충전될 수 있다. 배터리에 대한 대안으로서, 다른 유형의 에너지 저장 수단이 본 발명의 범위 내에서 사용될 수 있다. 그러한 수단은 바람직하게 커패시터 및/또는 압축 공기 저장부일 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에서, 파워 공급 수단이 파워 회수 수단, 특히 배기 풍력 발전기를 포함하는 것이 제공된다. 이러한 방식으로, 공기를 필터를 통해서 변위시키기 위한 팬의 동작에 필요한 에너지의 일부를 회수할 수 있고, 필터 하류의 공기 유동은 배기 풍력 발전기를 구동시켜, 에너지 저장 수단, 바람직하게 배터리에 저장하기 위한 전기 에너지를 생성한다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 하우징의 공기 유입구는, 적절히 이용될 때, 설치 표면 위로 1.5 m 내지 2.5 m의 범위, 바람직하게 2 m의 높이에 배치될 수 있다. 그러한 높이에서 오염된 공기를 흡입하는 것이 특히 유리한데, 이는, 오염물 및 질소 산화물의 농도가, 모터 차량이 운행하는 지면 또는 도로 위의 그러한 높이에서 특히 높기 때문이고, 그에 따라 단위 시간 당 오염물질 또는 미립자 물질 및/또는 질소 산화물의 양으로 표시되는, 높은 정화 효율이 달성될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 필터 수단은 예비-필터 수단, 미립자 물질 필터 수단, 및/또는 활성 탄소 필터 수단을 포함한다. 그에 의해서, 미립자 물질 필터 수단은 특히 공기로부터 검댕(soot), 타이어 분진, 및 브레이크 분진과 같은 미립자 물질을 정화하도록 구현되는 한편, 활성 탄소 필터 수단은 특히 공기로부터 질소 산화물 및 다른 기체 연소 생성물을 정화하도록 구현된다. 예비-필터 수단, 예를 들어 직조된 직물은, 대조적으로, 미립자 물질 필터 수단에 진입하기 전에 공기를 예비-정화하도록 구현된다. 그에 의해서, 미립자 물질 필터 수단을 빨리 막을 수 있는 큰 입자를 분리하는 것이 유리하게 달성된다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에서, 필터 수단, 특히 예비-필터 수단은, 공기 유동에 의해서 마찰전기적으로 대전되는(triboelectrically charging) 캐리어 수단을 포함하는 실(thread)을 포함하고, 그러한 실은 소수성 코팅 재료를 포함하는 코팅, 특히 전체적인 코팅(full coating)을 갖는다. 소수성 코팅을 가지는 실, 바람직하게 WO 2012/003852로부터 알려진 실은, 어떠한 능동적인 대전도 필요로 하지 않으면서, 공기로부터 자동적으로 정전하를 축적한다. 그에 의해서, 상기 실은 메시 구조를 가지는 필터 수단을 생성하는데 있어서 특히 적합하다. 이는, 자동 대전 능력, 및 유리하게 캐리어 재료의 적절한 선택을 위한 추가적으로 실험적으로 관찰된 장기간의 전기 전하 방전 방지가, 본 발명에 따른 실로부터 생산된 직조된 직물의 메시 크기가 필터 수단에 특히 적합한 크기로 선택될 수 있게 하기 때문이다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 필터 수단, 특히 예비-필터 수단은 코어(core)를 포함하는 실을 포함하고, 코어는 자체적으로 또는 다른 실에 재료적으로 결합되는 열-활성화(heat-activated) 접착제를 갖는 코팅을 포함하고, 코어는 접착제보다 높은 융점을 가지며, 코팅은 소수성 배척 수단을 포함한다. 그러한 실, 바람직하게 DE 10.2011.057.150로부터 알려진 실은, 필터 재료의 직조된 섬유의 노드점(node point)에서의 날실(warp threads) 및 씨실(weft threads)의 국소적으로 제한된 접착을 가능하게 한다. 열-활성화 접착제를 선택하는 것에 의해서, 모든 자연적인 주위 온도에서 존재하는 비활성화의, 비-점착 상태의 실을 취급하는 것이 어려움 없이 달성된다. 접착제의 활성화는 생각 가능한 단순한 방식으로, 즉 가열에 의해서 이루어진다. 그에 따라, 온도에 의해서, 실 접착제가 활성화되고 비활성화되는 때를 매우 정확하게 제어할 수 있다. 코어가 접착제보다 높은 융점을 갖는 것이 특히 유리하다는 것을 발견하였다. 그에 따라, 접착 중에 실이 파열되는 것을 방지하기 위해서, 코어의 용융이나 실질적인 연화가 없이, 접착제가 용융될 수 있고 그에 따라 활성화될 수 있다. 온도가 매우 양호하게 제어되는 프로세스 매개변수이기 때문에, 실 그리고 또한 직조된 직물의 산업적인 생산이 단순한 그리고 그에 따라 저렴한 조건 하에서 실시될 수 있다. 본 발명의 범위는 실을 완전히 둘러싸는 코팅을 포함하나, 또한 실의 길이방향 축에 평행한 스트립(strip)으로서 또는 실의 원주를 따라서 연장되는 유한한 폭의 링(ring)으로서 구현되는 코팅을 포함한다. 구분된, 점 형상의 코팅 패턴이 또한 가능하다. 실은, 필터 수단을 위한 직조된 섬유로 특히 효율적으로 가공될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 팬은 인-라인(in-line) 팬으로서 및/또는 제어 가능한 디스크 전기자(armature) 모터를 가지는 및/또는 역 곡선형 블레이드를 가지는 팬으로서 구현된다. 인-라인 팬을 갖는 본 발명에 따른 실시예가 유리한데, 이는 인-라인 팬이 전형적으로 저렴하고, 콤팩트하게 설치되는 표준 팬이기 때문이다. 제어 가능한 디스크 전기자 모터 및/또는 역 곡선형 블레이드를 가지는 팬을 갖는 본 발명에 따른 실시예가 더 유리한데, 이는 그러한 유형의 팬이 특히 에너지 효율적이고 조용하기 때문이다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 팬의 적어도 하나가 유동 방향을 따라 미립자 물질 필터 수단과 활성 탄소 필터 수단 사이에 및/또는 예비-필터 수단과 미립자 물질 필터 수단 사이에 배치된다. 이에 의해서, 주로 팬에 의해서 유발되는 공기 청정기의 소음 방출의 감소가 달성된다. 공기 청정기의 본 실시예의 팬은 또한, 필터 하류의 설치 위치로 인해서, 공기 유동 내의 감소된 양의 공기 입자에 노출된다. 그에 의해서, 팬의 연마성 마모가 유리하게 감소된다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에 따라, 공기 유입구 면적이 통과-유동 면적보다 작은 단면적을 갖도록, 공기 유입구가 테이퍼링되게(tapered) 설계된다. 이러한 방식으로, 흡입 공기의 유동 속도가 공기 유입구에서 유리하게 증가되는데, 이는, 예를 들어 통과-유동 면적으로부터 공기 유입구 면적의 방향으로 작아지게 테이퍼링되는 원뿔형 공기 안내 베인(vane)에 의해서, 공기가 통과하는 단면적이 감소되기 때문이다. 유리한 결과로서, 공기 유입구에서의 최적화된 유동 조건 및 공기 유입구 전방의 더 큰 공기 흡입 영역이 초래된다.
본 발명에 따른 장치의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 장치는 입력 매개변수에 따라 정화 파워 레벨을 제어하기 위한 제어 유닛을 포함하고, 제어 유닛은 바람직하게 데이터를 외부 유닛 및/또는 추가적인 공기 정화 장치와 교환하기 위한 통신 수단을 포함한다. 그에 의해서, 제어 유닛은 데이터 또는 정보를 통신 당사자, 예를 들어 외부 유닛, 예를 들어 외부 제어 유닛, 및/또는 다른 공기 정화 장치로부터 수신하도록 그리고 데이터 또는 정보를 전술한 것과 동일한 통신 당사자에게 송신하도록 설계된다. 본 발명의 범위 내에서 정보를 교환하기 위한 통신 수단은 모바일 통신 네트워크(LTE, UMTS, 등)를 위한 통신 장치, Wi-Fi 네트워크를 위한 통신 장치, LAN 네트워크를 위한 통신 장치, 및/또는 전화기 및 DSL 네트워크를 위한 통신 장치일 수 있다. 송신 및/또는 수신되는 데이터 또는 정보는 바람직하게 교통량에 관한 정보, 공기 오염에 관한 정보, 및/또는 장치의 동작 상태에 관한 정보이다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에 따라, 장치는, 제어 유닛을 위한 입력 매개변수로서, 공기 오염을 특성화하는 매개변수를 결정하기 위한 수단 및/또는 교통량을 특성화하기 위한 매개변수를 결정하기 위한 수단 및/또는 소리 레벨(sound level)을 결정하기 위한 수단을 포함한다. 그에 의해서, 유리하게, 공기 오염에 따라, 교통량에 따라, 및/또는 소음 또는 소리 레벨에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어할 수 있고, 현재의 경계 조건을 고려하여 공기의 희망 순도를 달성할 수 있다. 공기 오염에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하는 것이 유리한데, 이는 장치의 정화 파워 레벨이 이러한 방식으로 현재의 공기 오염 레벨에 맞춰 적응되기 때문이다. 이는, 많은 공기 오염의 경우에, 정화가 가능한 한 전체 파워로 이루어져야 하는 반면, 적은 공기 오염의 경우에, 에너지 절감을 위해서 정화 파워 레벨을 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다. 교통량에 따라, 즉 단위 시간 당 장치 옆을 지나는 모터 차량의 양에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하는 것이 유리한데, 이는 공기 오염의 주요 원인이, 특히 도시-내 지역의, 모터 차량이기 때문이다. 소리 레벨에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하는 것이 유리한데, 이는, 하루 중의 특정 시간에서의, 특히 야간에서의 잠재적인 소음 오염의 맥락에서, 특정 소리 레벨 한계를 초과하지 않아야 하기 때문이다. 공기 오염을 특성화하는 매개변수를 결정하기 위한 수단은 바람직하게 공기 중의 미립자 물질 농도를 측정하기 위한 센서, 이산화탄소 농도를 측정하기 위한 센서, 및 질소 산화물 농도를 측정하기 위한 센서이다. 공기 오염을 특성화하는 매개변수를 결정하기 위한 수단은 추가적으로 풍향, 산소 함량, 온도, 및/또는 습도를 결정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 교통량을 특성화하는 매개변수를 결정하기 위한 수단은 바람직하게 광학 센서, 레이다 센서, 레이저 스캐너, 및/또는 카메라이다. 네비게이션 시스템의 서비스와 유사한, 교통 정보 서비스가 또한 이용될 수 있다. 소리 레벨을 결정하기 위한 수단은 바람직하게 소리 레벨 측정 장치 및/또는 마이크로폰이다.
배열체와 관련하여, 목적은, 장치의 적어도 일부가 서로 데이터를 교환하도록 구성되고 및/또는 배열체 제어 유닛이 배열체의 정화 파워 레벨을 제어하기 위해서 제공되고, 장치의 적어도 일부가 배열체 제어 유닛과 데이터를 교환하도록 구현되는, 전술한 유형의 배열체에 의해서 달성된다. 그에 의해서, 배열체는 유리하게 먼저 장치들 사이에서 데이터를 교환하도록 그리고 두 번째로 장치들의 정화 파워 레벨을 제어하기 위한 배열체 제어 유닛과 데이터를 교환하도록 구현된다. 서로 간의 데이터 교환은 모바일 통신 네트워크(LTE, UMTS, 등)를 위한 통신 장치, Wi-Fi 네트워크를 위한 통신 장치, LAN 네트워크를 위한 통신 장치, 및/또는 전화기 및 DSL 네트워크를 위한 통신 장치에 의해서 이루어질 수 있다. 서로 교환될 수 있는 데이터 또는 정보는 바람직하게 교통량에 관한 정보, 공기 오염에 관한 측정 값, 측정된 기후 값, 교통량에 관한 정보, 및/또는 현재의 팬 파워와 같은, 장치의 동작 상태에 관한 정보를 포함한다. 배열체 제어 유닛, 바람직하게 모바일 통신 네트워크에 의해서 데이터를 교환하기 위한 통신 장치를 가지는 산업용 PC가 또한 정보를 수신하도록 설계된다. 배열체 제어 유닛은 장치들 중 하나에 통합될 수 있거나, 장치와 독립적으로 임의의 위치에 설치될 수 있다.
본 발명에 따른 장치의 유리한 실시예에 따라, 전술한 장치는 공기 오염을 특성화하는 입력 매개변수를 배열체 제어 유닛에 제공하기 위한 공기 오염 측정 수단을 포함한다. 이러한 방식으로, 배열체는 유리하게 공기 오염 측정 수단에 의해서 결정된 측정 값에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하도록 구현되는데, 이는, 공기 오염 측정 수단의 측정된 값이 배열체 제어 유닛을 위한 입력 매개변수이기 때문이다. 공기 오염 측정 수단은 바람직하게 공기 중의 미립자 물질 농도를 측정하기 위한 센서, 이산화탄소 농도를 측정하기 위한 센서, 및/또는 질소 산화물 농도를 측정하기 위한 센서일 수 있다. 또한, 공기 오염 측정 수단은 또한 바람직하게 풍향, 산소 함량, 온도, 및/또는 습도를 결정하기 위한 센서를 포함할 수 있다. 센서는 장치에 장착될 수 있고, 장치와 독립적으로, 예를 들어 공기 측정 스테이션, 건물, 신호등, 교통 신호판, 및/또는 배열체 제어 유닛에 장착될 수 있다.
본 발명에 따른 배열체의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 전술한 배열체는 배열체 제어 유닛을 위해서 교통량을 특성화하는 입력 매개변수를 제공하기 위한 차량 검출 수단을 포함한다. 그에 의해서, 배열체는 유리하게, 교통량에 따라 배열체의 장치의 정화 파워 레벨을 제어하도록 그리고 현재의 경계 조건을 고려하여 희망 순도를 달성하도록 설계된다. 교통량에 따라, 즉 단위 시간 당 장치 옆을 지나는 모터 차량의 양에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하는 것이 유리한데, 이는 공기 오염의 주요 원인이, 특히 도시-내 지역의, 모터 차량이기 때문이다. 장치들 사이에서 및/또는 배열체 제어 유닛과 교통량에 관한 정보를 교환하는 것의 하나의 장점은, 도로 경로로 인해서 모터 차량이 장치 옆을 통과할 것을 아는 경우에, 차량 검출 수단의 바로 주변의 지역 내의 많은 교통량이 공기 정화 장치에 대한 증가된 교통량을 초래할 수 있다는 것이다. 이러한 경우에, 모터 차량이 도달하기 전에도, 장치의 정화 파워 레벨이 증가될 수 있다. 차량 검출 수단은 바람직하게 광학 센서, 레이다 센서, 레이저 스캐너, 및/또는 카메라이다. 그러한 센서는 장치에 장착될 수 있거나 장치와 독립적으로, 예를 들어 공기 측정 스테이션, 건물, 교통 신호판, 및/또는 배열체 제어 유닛에 장착될 수 있다. 네비게이션 시스템의 서비스와 유사한, 교통 정보 서비스가 또한 차량 검출 수단으로서 이용될 수 있다.
본 발명에 따른 배열체의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 배열체 제어 유닛은 차량 검출 수단의 데이터 및/또는 공기 오염 측정 수단의 데이터를 데이터 네트워크에서 이용할 수 있게 하는 서버 수단을 포함한다. 이러한 방식으로, 배열체 제어 유닛은 차량 검출 수단의 데이터 및/또는 공기 오염 측정 수단의 데이터를 데이터 네트워크에서 이용할 수 있도록 설계되고, 그에 따라 그러한 데이터는 데이터 네트워크 사용자 및 클라이언트에 의해서 다양한 방식으로 더 처리될 수 있다. 예를 들어, 다양한 설치 장소에서의 현재의 교통량 및/또는 현재의 공기 오염에 관한 정보를 데이터 네트워크에서 이용하게 할 수 있다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 조깅하는 사람 및 자전거를 타는 사람은, 상응되는 데이터 분석을 기초로, 가능한 한 오염이 적은 최적의 걷기 또는 자전거 타기 경로를 계획할 수 있다.
본 발명에 따른 배열체의 유리한 실시예에 따라, 배열체 제어 유닛은 차량 검출 수단의 데이터 및/또는 공기 오염 측정 수단의 데이터를 기초로 장치의 요구되는 정화 파워 레벨을 결정하도록, 그리고 그러한 파워 레벨을 장치에 송신하도록 구현된다. 그에 의해서, 배열체는 교통량에 따라 및/또는 공기 오염에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하도록 유리하게 구현된다. 교통량에 따라, 즉 단위 시간 당 장치 옆을 지나는 모터 차량의 양에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하는 것이 유리한데, 이는 공기 오염의 주요 원인이, 특히 도시-내 지역의, 모터 차량이기 때문이다. 공기 오염에 따라 장치의 정화 파워 레벨을 제어하는 것이 유리한데, 이는 장치의 정화 파워 레벨이 이러한 방식으로 현재의 공기 오염 레벨에 맞춰 적응되기 때문이다. 이는, 많은 공기 오염의 경우에, 정화가 가능한 한 전체 파워로 이루어져야 하는 반면, 적은 공기 오염의 경우에, 에너지 절감을 위해서 정화 파워 레벨을 감소시킬 수 있다는 것을 의미한다.
본 발명에 따른 배열체의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 배열체 제어 유닛은, 차량 검출 수단의 데이터 및/또는 공기 오염 측정 수단의 데이터를 기초로, 공기 오염이 최대 공기 오염 값을 초과하지 않게 하는 및/또는 최소화되게 하는 교통 제어를 계산하도록 구현된다. 특정 공기 오염 최대값이 초과되지 않도록, 배열체 제어 유닛은, 차량 검출 수단의 데이터 및/또는 공기 오염 측정 수단의 데이터를 기초로, 적은 공기 오염을 초래하는 교통 제어를 계산하도록 구현된다. 이를 위해서, 예를 들어, 변경된 신호등 회로, 간헐적인 도로 차단, 및 간헐적으로 생성되는 일방향 도로와 같은 수단을 취할 수 있다.
본 발명에 따른 배열체의 추가적인 유리한 실시예에 따라, 배열체 제어 유닛은, 차량 검출 수단의 데이터 및/또는 공기 오염 측정 수단의 데이터를 기초로, 최적의 공기 정화 결과가 얻어지는 공기 정화 장치의 설치 장소를 계산하도록 구현된다. 공기 정화 결과를 최적화하기 위해서, 배열체 제어 유닛은, 주어진 경계 조건 하에서 가능한 한 가장 최적의 정화 효과를 달성하기 위해서, 배열체의 장치들에 대한 최적의 지리적 배열, 즉 최적의 설치 장소를 계산하도록 구현된다. 장치의 재배치는, 개별적인 장치의 계산된 설치 장소를 기초로 실시될 수 있다. 재배치가 특정 리드 타임(lead time)으로 실시될 수 있도록, 특정 경계 조건, 예를 들어 하루 중의 특정 시간에서의 교통량이 반복될 것이라고 종종 가정될 수 있는 것이 또한 유리한데, 이는, 과거의 경험 및 측정된 값의 곡선으로부터 미래의 이벤트에 관한 결론을 도출할 수 있기 때문이다.
청구항 중 임의의 하나의 청구항에 따른 배열체의 유리한 실시예에 따라, 적어도 하나의 장치가 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따라 구현된다. 본 발명의 범위 내에서 공기 정화 장치의 상이한 실시예의 버전, 특히 모바일 실시예 버전, 편향된 공기 안내를 갖는 실시예 버전, 및 필터 수단들 사이에 배치된 팬을 갖는 실시예가 가능한 배열체의 실시예가 조합될 수 있다.
소프트웨어-기반의 어플리케이션과 관련하여, 본 발명의 목적은, 바람직하게 제10항 또는 제11항에 따라, 공기 정화 장치의 적어도 하나의 제어기와 통신하도록, 및/또는 바람직하게 제25항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따라, 공기 정화 장치의 배열체의 배열체 제어 유닛과 통신하도록 구현된, 전술한 유형의 소프트웨어-기반의 어플리케이션에 의해서 달성된다. 그에 의해서, 소프트웨어-기반의 어플리케이션은 유리하게 공기 정화 장치의 제어 유닛과 통신하도록 및/또는 공기 정화 장치의 배열체의 배열체 제어 유닛과 통신하도록 구현된다. 통신은 모바일 통신 네트워크(LTE, UMTS, 등)를 위한 통신 장치, Wi-Fi 네트워크를 위한 통신 장치, LAN 네트워크를 위한 통신 장치, 및/또는 전화기 및 DSL 네트워크를 위한 통신 장치에 의해서 이루어질 수 있다. 서로 통신될 수 있는 데이터 또는 정보는 바람직하게 교통량에 관한 정보, 공기 오염에 관한 측정 값, 측정된 기후 값, 현재의 팬 파워와 같은, 장치의 동작 상태, 및/또는 장치의 팬을 위한 제어 명령에 관한 정보를 포함한다.
본 발명에 따른 소프트웨어-기반의 어플리케이션의 유리한 실시예에 따라, 어플리케이션은 공기 오염에 관한 정보를 제공 및/또는 디스플레이하도록, 및/또는 교통량에 관한 정보를 제공 및/또는 디스플레이하도록 구현된다. 그에 의해서, 소프트웨어-기반의 어플리케이션은, 상이한 설치 위치들에서의 현재의 교통량 및/또는 현재의 공기 오염에 관한 정보를 사용자가 이용할 수 있도록 및/또는 사용자에게 디스플레이할 수 있도록 구현된다. 이러한 방식으로, 예를 들어, 조깅하는 사람 및 자전거를 타는 사람은 가능한 한 오염이 적은 최적의 걷기 또는 자전거 타기 경로를 계획할 수 있다.
본 발명에 따른 소프트웨어-기반의 어플리케이션의 유리한 실시예에 따라, 어플리케이션은 공기 정화 장치를 제어하도록 및/또는 공기 정화 장치의 배열체를 제어하도록 구현된다. 이러한 방식으로, 소프트웨어-기반의 어플리케이션은 공기 정화 장치 및/또는 공기 정화 장치의 배열체를 단순하게 제어하도록 구현된다. 그에 의해서, 특히 지자체(municipality)와 같은 공기 정화 장치의 운영자가 상당히 더 용이하게 장치를 제어할 수 있게 하고, 예를 들어, 유지 보수를 위해서 또는 재배치 과정을 위해서 장치를 신속하게 비활성화시킬 수 있게 한다.
이하에서 도면을 이용하여 본 발명의 실시예의 예를 더 구체적으로 설명한다. 그에 의해서, 기능적으로 동일한 부분들은 동일한 참조 번호로 표시하였다. 도면들 중 각각의 도면은 구체적으로 아래와 같다:
도 1은 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 모바일 공기 청정기(mobile air cleaner) - 의 실시예의 개략적 측면도이다.
도 2는 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 모바일 공기 청정기 - 의 실시예의 개략적 측면도이다.
도 3은 도시의 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치들의 본 발명에 따른 배열체의 실시예의 개략적 평면도이다.
도 4는 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 조합 필터 유닛 - 의 추가적인 실시예의 개략적 단면도이다.
도 5는 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 도 4에 따른 3개의 조합 필터 유닛을 포함하는 모바일 도시 공기 청정기 - 의 추가적인 실시예의 개략적 사시도이다.
도 6은 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 하우징 설계의 모바일 도시 공기 정화기 - 의 추가적인 실시예의 개략적 사시도이다.
도 7은 도 6에 따른 본 발명에 따른 공기 정화 장치 - 하우징 설계의 도시 공기 청정기 - 의 실시예의 측면도이다.
도 8은 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 공기 편향 유닛을 갖는 수평 조합 필터 유닛 - 의 추가적인 실시예의 개략적 단면도이다.
도 9는 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 도 8에 따른 3개의 조합 필터 유닛을 포함하는 모바일 도시 공기 청정기 - 의 추가적인 실시예의 개략적 사시도이다.
도 10은 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 공기 편향 유닛을 갖는 수직 조합 필터 유닛 - 의 추가적인 실시예의 개략적 단면도이다.
도 11은 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치 - 도 10에 따른 3개의 조합 필터 유닛을 포함하는 모바일 도시 공기 청정기 - 의 추가적인 실시예의 개략적 사시도이다.
도 1은 공기 정화 유닛(1)의 개략적 측면도를 도시한다. 주위 지역으로부터의 오염된 공기(21)가 공기 유입구(3)를 통해서 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2)에 진입한다. 공기(21)는 팬(6)에 의해서 미립자 물질 필터(4) 및 활성 탄소 필터(5)를 통해서 운송되고, 상기 2개의 필터에 의해서 공기로부터 미립자 물질 및 질소 산화물과 같은 오염물이 정화된다. 이어서, 공기(21)는 팬(6)에 의해서 배기 풍력 발전기(7)를 거쳐 공기 배출구(8)를 통해 공기 정화 유닛(1)의 주변 지역으로 다시 운송된다. 공기 정화 유닛(1)은, 팬 파워, 에너지 관리, 및/또는 주변 유닛과의 통신과 같은, 공기 정화 유닛(1)의 모든 기능의 제어를 실시하기 위해서, 산업용 PC를 기초로 하는 제어 유닛(9)을 갖는다. 공기 정화 유닛(1)은 현재 아스팔트 도로(10)에 설치되었다. 운송을 위해서, 공기 정화 유닛(1)은, 구동 또는 롤링을 위한 양 바퀴(12) 및 안정적인 지지를 위한 지지부(13)를 포함하는 샤시(11)를 갖는다. 외부 전력 연결부가 없는 자율적인 동작을 위해서, 공기 정화 유닛(1)은 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2)에 장착되고 태양이 비춰질 때 전기를 생성하는 광전지 시스템(14)을 갖는다. 공기 정화 유닛(1)은 또한 전력 연결부(15)를 포함하고, 그러한 전력 연결부(15)에 의해서 외부 전원이 공기 정화 유닛(1)의 동작을 위해 연결될 수 있다. 배터리(16)가 하우징(2)에 추가적으로 장착되고, 배터리(16)는 광전지 시스템(14)에 의해서 생성되는 전기 에너지를 저장할 수 있다. 그러한 배터리(16)는 공기 정화 유닛(1)의 동작을 위해서 사용될 수 있다. 공기 유입구(3) 및 공기 배출구(8) 모두에서의 공기(21)의 오염을 결정할 수 있도록, 공기 정화 유닛(1)은 공기 유입구(3) 및 공기 배출구(8) 모두에서 미립자 물질 센서(17) 및 질소 산화물 센서(18)를 갖는다.
현재 교통량을 결정할 수 있도록, 교통 카메라(20)가 하우징(2) 상에 존재하고 모든 통과 모터 차량을 캡쳐(capture)한다. 현재의 소리 레벨은 또한 소리 레벨 측정 장치(26)를 이용하여 캡쳐된다. 통신을 위해서, 공기 정화 유닛(1)은 모바일 통신 네트워크(LTE)를 위한 통신 장치(19)를 포함하고, 그러한 통신 장치(19)에 의해서 제어 유닛(9)은 주변 유닛, 예를 들어 다른 공기 정화 유닛 및/또는 비-중앙 제어기와 정보를 교환할 수 있다.
도 2는 도로를 따라 복수의 공기 정화 유닛(1)의 배열체의 개략적 평면도를 도시한다. 공기 정화 유닛(1)은 현재 모터 차량(22)이 이동하는 도로(23)를 따라서 설치되어 있다. 공기 정화 유닛(1)은 모바일 통신 네트워크(LTE)를 위한 그 통신 장치(19)에 의해서 배열체 제어 유닛(24)과 통신한다. 비-중앙 공기 측정 유닛(25)이 또한 도로에 존재하여 미립자 물질 센서(17) 및 질소 산화물 센서(18)로 공기 측정 값을 결정하고, 그러한 값을 모바일 통신 네트워크(LTE)를 위한 통신 장치(19)에 의해서 배열체 제어 유닛(24)에 대해서 통신한다.
도 3은, 도시 지도 상의, 도시 내의 복수의 공기 정화 유닛(1)의 배열체, 공기 측정 유닛(25), 및 배열체 제어 유닛(24)의 개략적 평면도를 도시한다. 공기 정화 유닛(1) 및 공기 측정 유닛(25)은 도시된 전체 도시 영역 주위에 분산되고, 모바일 통신 네트워크(LTE)를 위한 통신 장치(19) 및 배열체 제어 유닛(24)에 의해서 정보를 교환하도록 서로 연결된다. 도 3은 또한, 개별적인 공기 정화 유닛(1) 및 공기 측정 유닛(25) 내에 통합된 미립자 물질 센서(17) 및 질소 산화물 센서(18)로 인해서, 복수의 위치에 대한 공기 품질 값들이 존재한다는 것을 명확하게 보여준다. 이는, 개별적인 공기 정화 유닛(1)에 통합된 교통 카메라(20)에 의해서 제공되는 교통 정보에서도 마찬가지로 적용된다.
도 4는 공기 정화 유닛(1)을 위한 조합 필터 유닛(27)의 개략적 단면도를 도시한다. 주위 지역의 오염된 공기(21)는, 공기 안내 베인(29)에 의해서 하향 테이퍼링된 공기 유입구(3)를 통해서 조합 필터 유닛(27)에 진입한다. 공기 흡입 지역(35)의 영역 내의 공기 유입구(3)에서의 흡입 공기(21)의 유동 속도는 공기 안내 베인(29)에 의해서 통과-유동 지역(36)의 영역 내의 유동 속도에 비해서 증가된다. 공기(21)는, 유동 방향에 평행하게 서로 인접하여 배치된 2개의 팬(6)에 의해서, 예비-필터(28) 및 미립자 물질 필터(4), 여기에서 포켓 필터를 통해서 운송되고, 공기(21)는 2개의 필터에 의해서 오염물, 특히 미립자 물질 물질과 관련하여 정화된다. 이어서, 공기(21)는 팬(6)에 의해서 활성 탄소 필터(5)를 거쳐 공기 배출구(8)를 통해 조합 필터 유닛(27)의 주변 지역으로 다시 운송된다. 조합 필터 유닛(27)의 소음 방출을 가능한 한 적게 유지하기 위해서, 팬(6)이 미립자 물질 필터(4)와 활성 탄소 필터(5) 사이에 설치된다. 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같이, 복수의 조합 필터 유닛(27)이 공기 정화 유닛(1) 내로 조합될 수 있다.
도 5는 모바일 공기 정화 유닛(1)의 개략적 사시도를 도시한다. 공기 정화 유닛(1)은, 하우징(2)을 가지는 샤시(11)에 장착되고 공기 유입구(3) 및 공기 배출구(8)를 각각 포함하는, 도 4에 따른 3개의 조합 필터 유닛(27)을 포함한다. 샤시(11)는, 예를 들어 모터 차량에 의해서 운송될 수 있도록, 바퀴(12)를 포함한다. 샤시(11)는 또한, 예를 들어, 공기를 정화화고자 하는 위치에 설치될 수 있도록 그리고 지면의 불균일(unevenness)을 보상할 수 있도록, 지지부(13)를 포함한다. 배터리(16)는 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2)의 전방 부분 내의 저장 공간(34) 내에 배치되고 공기 정화 유닛(1)의 조합 필터 유닛(27)에, 특히 조합 필터 유닛(27)의 팬(6)에 전력을 공급한다. 이에 대해서는 도 4를 참조한다. 배터리(16)는 연료 전지(30)에 의해서 충전되고, 연료 전지(30)에는 다시 메탄올 탱크(31)에 의해서 여기에서 메탄올인 연료가 공급된다.
도 6은, 하우징(2) 내부의, 도시되지 않은, 도 4로부터의 3개의 조합 필터 유닛(27)을 포함하는 하우징 설계의 공기 정화 유닛(1)의 개략적 사시도를 도시한다. 공기 정화 유닛(1)은 높이-조절 가능 지지부(13)에 의해서 오염 공기(21)를 정화하는 위치에 설치된다. 주위 지역의 오염된 공기(21)는 하우징(2)에 통합된 공기 유입구(3)를 통해서 공기 정화 유닛(1)에 진입하고, 도 4를 참조하여 설명한 바와 같이, 조합 필터 유닛(27)을 침투하고, 이어서 이중-날개 도어(32)에 통합된 공기 배출구(8)를 통해서 다시 주변 지역으로 빠져 나간다. 배터리(16)는 공기 정화 유닛(1)의 저장 공간(34) 내에 배치되고 조합 필터 유닛(27)에, 특히 조합 필터 유닛(27)의 팬(6)에 전력을 공급한다. 이에 대해서는 도 4를 참조한다. 배터리(16)는 연료 전지(30)에 의해서 충전되고, 연료 전지(30)에는 다시 메탄올 탱크(31)에 의해서 여기에서 메탄올인 연료가 공급된다. 배터리(16)는 또한 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2) 상에 존재하는 광전지 시스템(14)에 의해서 충전될 수 있다.
도 7은 도 6으로부터의 공기 정화 유닛(1)의 측면도를 도시한다. 확인될 수 있는 바와 같이, 공기 정화 유닛(1)은, 도 4의 조합 필터 유닛(27)을 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2) 내로 배치하기 위해서, 외부-당김 시스템(33)을 포함한다. 이를 위해서, 공기 유입구(3)를 포함하는 이중-날개 도어(32)가 개방된다. 외부-당김 시스템(33)은 조합 필터 유닛(27)의 배치 및 제거 모두를 돕는데, 이는 그러한 유닛이 외부-당김 시스템(33)에 의해서 안내되기 때문이다. 조합 필터 유닛(27)의 유지보수가 또한 이러한 방식으로 유리하게 도움을 받고, 배터리(16)는 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2)의 저장 공간(34) 내에 배치되고 전력을 조합 필터 유닛(27)에, 특히 조합 필터 유닛(27)의 팬(6)에 공급한다. 이에 대해서는 도 4를 참조한다. 배터리(16)는 연료 전지(30)에 의해서 충전되고, 연료 전지(30)에는 다시 메탄올 탱크(31)에 의해서 여기에서 메탄올인 연료가 공급된다. 배터리(16)는 또한 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2) 상에 존재하는 광전지 시스템(14)에 의해서 충전될 수 있다.
도 8은 공기 정화 유닛(1)을 위한 조합 필터 유닛(127)의 개략적 단면도를 도시한다. 그 구조는 도 4의 조합 필터 유닛(27)에 상응한다. 그러나, 도 4의 실시예와 달리, 공기(21)는 공기 배출구(108) 상류의 공기 편향 유닛(137)에 의해서 90도만큼 편향되고, 그에 따라 공기(21)는 공기 배출구(108)에서 하우징(2) 내의 공기 유동 방향으로부터 그리고 공기 유입구(3)에서의 공기 유동 방향으로부터 90도만큼 편향되어 조합 필터 유닛(127)의 외부로 송풍된다. 조합 필터 유닛(127)이 적절히 사용될 때, 이는, 공기 유입구(3)에서의 공기(21)가 조합 필터 유닛(127) 내의 팬(6)에 의해서 수평으로 흡입되고, 팬(6)에 의해서 공기 배출구(108)에서 수직 위쪽으로, 즉 지구의 중력장에 반대로 조합 필터 유닛(127)의 외부로 송풍된다는 것을 의미한다. 여기에서, 공기 편향 유닛(137)은, 4개의 금속 시트들로부터 함께 상자(box)로 용접되고, 그러한 상자는 서로 90도로 오프셋된 2개의 개구부를 갖는다.
도 9는 모바일 공기 정화 유닛(1)의 개략적 사시도를 도시한다. 공기 정화 유닛(1)의 구성은 도 5의 공기 정화 유닛(1)의 구성에 실질적으로 상응한다. 그러나, 도 5의 실시예와 달리, 공기 정화 유닛(1)은 도 8에 따른 3개의 조합 필터 유닛(127)을 포함하고, 그에 따라 공기(21)는 공기 유입구(3)에서의 공기(21)의 흡입 방향으로부터 90도만큼 편향되어 공기 배출구(108)에서 조합 필터 유닛(127)의 외부로 송풍된다. 공기 정화 유닛(1)이 적절히 사용될 때, 이는, 공기(21)가 공기 유입구(3)에서 수평으로 조합 필터 유닛(127) 내로 흡입되고, 공기 배출구(108)에서 수직 위쪽으로, 즉 지구의 중력장에 반대로 공기 정화 유닛(1)의 조합 필터 유닛(127)의 외부로 송풍된다는 것을 의미한다.
도 10은 공기 정화 유닛(1)을 위한 조합 필터 유닛(227)의 개략적 단면도를 도시한다. 그 구조는 도 8의 조합 필터 유닛(127)에 상응한다. 그러나, 도 8의 실시예와 달리, 조합 필터 유닛(227)은 수평이 아닌 수직 동작을 위해서 설계된다. 조합 필터 유닛(227)이 적절히 사용될 때, 이는, 공기 유입구(3)에서의 공기(21)가 조합 필터 유닛(227) 내의 팬(6)에 의해서 수직 위쪽으로, 즉 지구의 중력장에 반대로 흡입되고 팬(6)에 의해서 공기 배출구(208)에서 수평으로 조합 필터 유닛(27)의 외부로 송풍된다는 것을 의미한다.
도 11은 모바일 공기 정화 유닛(1)의 개략적 사시도를 도시한다. 공기 정화 유닛(1)의 구조는 도 9의 공기 정화 유닛(1)의 구조에 실질적으로 상응한다. 그러나, 도 9의 실시예와 달리, 공기 정화 유닛(1)은 도 10에 따른 3개의 조합 필터 유닛(227)을 포함하고, 그에 따라 공기 정화 유닛(1)이 적절히 사용될 때, 공기(21)는 공기 유입구(3)에서 공기 정화 유닛(1)의 조합 필터 유닛(227) 내로 수직 위쪽으로, 즉 지구의 중력장에 반대로 흡입되고, 공기 배출구(208)에서 수평으로 공기 정화 유닛(1)의 조합 필터 유닛(227)의 외부로 송풍된다. 공기를 정화하기 위한 본 발명에 따른 장치의 적용예, 복수의 공기 정화 장치의 배열체, 및 공기 정화 장치를 위한 소프트웨어-기반의 어플리케이션이 이하에서 설명된다:
공기 정화 유닛(1)은 샤시(11)(설계에서 존재하는 경우)에 의해서 설치 장소로 운송되고, 지지부(13)에 의해서 설치 표면 상에, 여기에서 아스팔트 도로(10) 상에 배치된다. 이어서, 공기 정화 유닛(1)은 동작을 위한 전력을 제공하기 위해서 전력 연결부(15)에 의해 외부 전원에 연결되고, 동작으로 진입한다. 외부 전원이 존재하지 않는 경우에, 또는 공기 정화 유닛(1)이 전력 연결부(15)를 포함하지 않는 경우에, 광전지 시스템(14) 및/또는, 설계에 따라, 연료 전지(30)에 의해서, 전력 연결부(15)에 의해서, 또는 광전지 시스템(14)에 의해서 충전된 배터리(16)에 저장된 전기 에너지에 의해서 동작이 이루어진다.
공기 정화 유닛(1)이 동작에 진입할 때, 주위 지역의 공기(21)가 팬(들)(6)에 의해서 공기 유입구(3)를 경유하여 미립자 물질 필터(4) 및 활성 탄소 필터(5)를 통해서 운송되고, 미립자 물질 및 질소 산화물과 같은 오염물질의 정화가 이루어지며, 팬(6) 또는 팬들(6)은 일부 설계에서 미립자 물질 필터(4)와 활성 탄소 필터(5) 사이에 설치된다. 일부 설계에서, 예비-필터(28)가 또한 존재한다. 공기 정화 유닛(1)의 하우징(2) 내의 공기 안내부를 따라, 공기(21)가 일부 설계에서 배기 풍력 발전기(7)를 가로질러 추가적으로 운송될 수 있고, 그에 의해서 공기(21)를 운송하는데 필요한 에너지의 일부가 회수된다. 이어서, 공기(21)는 공기 배출구(8, 108, 208)를 통해서 주위 지역으로 복귀된다.
동작 중에, 공기 정화 유닛(1)의 정화 효과를 평가할 수 있도록, 미립자 물질 센서(17) 및 질소 산화물 센서(18)에 의해서, 측정 값들이 공기 유입구(3) 및 공기 배출구(8)에서 연속적으로 결정된다. 현재의 교통량에 관한 데이터가 또한 교통 카메라(20)에 의해서 동작 중에 연속적으로 기록된다. 교통 카메라(20)의 데이터 그리고 미립자 물질 센서(17) 및 질소 산화물 센서(18)의 측정 값 모두가 제어 유닛(9)으로 송신된다. 제어 유닛(9)은 먼저, 교통 및 공기 오염에 의해서 제어되는 공기 정화 유닛(1)의 동작을 위해서, 그러한 데이터 및 측정 값을 이용한다. 두 번째로, 제어 유닛(9)은 데이터 및 측정 값을 모바일 통신 네트워크(LTE)를 위한 통신 장치(19)로 배열체 제어 유닛(24)에 송신한다. 배열체 제어 유닛(24)은 부가적으로 공기 정화 유닛(1) 및 비-중앙 공기 측정 유닛(25)으로부터 측정 데이터를 수신하고, 그러한 측정 데이터는 첫 번째로 공기 정화 유닛들(1)의 협력적인 동작을 위해서 사용되고 두 번째로 배열체 제어 유닛(24)에 통합된 서버에 의해서 스마트폰 어플리케이션의 사용자에 의해서 이용될 수 있다.
따라서, 저렴하고 사용이 단순하며, 사용자가 임의의 시간 및 임의의 장소에서 공기로부터 오염물질을 정화할 수 있게 하는, 특히 실외의, 공기 정화 장치, 공기를 정화하기 위한 복수의 장치의 배열체, 및 공기 정화 장치를 위한 소프트웨어-기반의 어플리케이션, 특히 스마트폰 어플리케이션의 여러 실시예가 개시된다.
1 공기 정화 유닛
2 하우징
3 공기 유입구
4 미립자 물질 필터
5 활성 탄소 필터
6 팬
7 배기 풍력 발전기
8 공기 배출구
9 제어 유닛
10 아스팔트 도로
11 샤시
12 바퀴
13 지지부
14 광전지 시스템
15 전력 연결부
16 배터리
17 미립자 물질 센서
18 질소 산화물 센서
19 모바일 통신 네트워크(LTE)용 통신 장치
20 교통 카메라
21 공기
22 모터 차량
23 도로
24 배열체 제어 유닛
25 비-중앙 공기 측정 유닛
26 소리 레벨 측정 장치
27 조합 필터 유닛
28 예비-필터
29 공기 안내 베인
30 연료 전지
31 메탄올 탱크
32 이중-날개 도어
33 외부-당김 시스템
34 저장 공간
35 공기 흡입 면적
36 통과-유동 면적
108 공기 배출구
127 조합 필터 유닛
137 공기 편향 유닛
138 공기 편향 유닛 유입구 면적
139 공기 편향 유닛 배출구 면적
208 공기 배출구
227 조합 필터 유닛
237 공기 편향 유닛
238 공기 편향 유닛 유입구 면적
239 공기 편향 유닛 배출구 면적

Claims (34)

  1. 적어도 하나의 공기 유입구(3), 필터 수단(4, 5), 적어도 하나의 팬(6), 및 적어도 하나의 공기 배출구(8, 108, 208)를 포함하는, 적어도 하나의 하우징(2)을 포함하는, 특히 실외의, 공기 정화 장치로서, 상기 장치가 운송 가능하도록 그리고 상이한 설치 위치들에 배치되도록 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    운송 수단(11), 특히 바퀴(12)를 갖는 샤시(11)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 운송 수단(11)이 구동 수단(12), 특히 모터에 의해서 구동되는 바퀴(12)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    자율 이동을 위해서 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    파워 공급 수단(7, 14, 15, 16, 30)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파워 공급 수단이 파워 생성 수단(14, 30), 특히 광전지 시스템(14) 및/또는 연료 전지(30)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파워 공급 수단이 파워 연결 수단(15), 특히 전력 연결부(15)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파워 공급 수단이 에너지 저장 수단(16), 특히 배터리(16)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 파워 공급 수단이 파워 회수 수단(7), 특히 배기 풍력 발전기(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  10. 제1항 내지 제9항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 장치가 입력 매개변수에 따라 정화 파워 레벨을 제어하기 위한 제어 유닛(9)을 포함하고, 상기 제어 유닛(9)은 바람직하게 데이터를 외부 유닛 및/또는 공기(21)를 정화하기 위한 추가적인 장치(1)와 교환하기 위한 통신 수단(19)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  11. 제1항 내지 제10항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제어 유닛(9)을 위한 입력 매개변수로서, 공기 오염을 특성화하는 매개변수를 결정하기 위한 수단(17, 18) 및/또는 교통량을 특성화하기 위한 매개변수를 결정하기 위한 수단(20) 및/또는 소리 레벨을 결정하기 위한 수단(26)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  12. 제1항의 전제부에 있어서,
    적절히 사용될 때, 상기 공기 유입구(3)에서의 공기의 유동 방향이 상기 공기 배출구(8, 108, 208)에서의 유동 방향에 직각인 것을 특징으로 하는 장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 공기 유입구(3)와 상기 공기 배출구(8, 108, 208) 사이에 배치된 공기 편향 수단(137, 237)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  14. 제13항 또는 제14항에 있어서,
    공기 편향 수단 유입구 면적(138, 238)이 공기 편향 수단 배출구 면적(139, 239)보다 넓고, 상기 공기 편향 수단 유입구 면적(138, 238)이 바람직하게 상기 공기 편향 수단 배출구 면적(139, 239)보다 약 3배 더 큰 것을 특징으로 하는 장치.
  15. 제1항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팬(6)은 인-라인 팬으로서 및/또는 제어 가능한 디스크 전기자 모터를 가지는 및/또는 역곡선형 블레이드를 가지는 팬으로서 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
  16. 제1항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 팬(6)의 적어도 하나가 유동 방향을 따라 상기 미립자 물질 필터 수단(4)과 상기 활성 탄소 필터 수단(5) 사이에 및/또는 상기 예비-필터 수단(28)과 상기 미립자 물질 필터 수단(4) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  17. 제1항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    공기 흡입 면적(35)이 통과-유동 면적(36)보다 단면적이 작도록, 상기 공기 유입구(3)가 테이퍼링되게 설계되는 것을 특징으로 하는 장치.
  18. 제1항의 전제부에 있어서,
    상기 필터 수단(4, 5)은 제1 필터 수단(4) 및, 유동 방향을 따라 상기 제1 필터 수단으로부터 하류에 배치된 제2 필터 수단(5)을 포함하고, 상기 적어도 하나의 팬(6)은 상기 유동 방향을 따라 상기 제1 필터 수단(4)과 상기 제2 필터 수단(5) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 장치.
  19. 제1항 내지 제18항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 하우징(2)이 표준 컨테이너의 치수를 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  20. 제1항 내지 제19항 중 어느 한 항에 있어서,
    적절히 사용될 때, 설치 표면(10)에 수평인 유동 방향을 위해서 상기 하우징(2)이 구현되는 것을 특징으로 하는 장치.
  21. 제1항 내지 제20항 중 어느 한 항에 있어서,
    적절히 사용될 때, 상기 하우징(2)의 공기 유입구(3)가 설치 표면(10) 위로 1.5 m 내지 2.5 m 범위의, 바람직하게 2 m의 높이에 배치될 수 있는 것을 특징으로 하는 장치.
  22. 제1항 내지 제21항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 필터 수단(4) 및/또는 제2 필터 수단(5)이 예비-필터 수단(28), 미립자 물질 필터 수단(4), 및/또는 활성 탄소 필터 수단(5)을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  23. 제1항 내지 제22항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 수단(4, 5), 특히 예비-필터 수단(28)이, 공기 유동에 의해서 마찰전기적으로 대전되는 캐리어 수단을 포함하는 실을 포함하고, 상기 실은 소수적 코팅 재료를 포함하는 코팅, 특히 전체적인 코팅을 가지는 것을 특징으로 하는 장치.
  24. 제1항 내지 제23항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터 수단(4, 5), 특히 예비-필터 수단(28)은 코어를 포함하는 실을 포함하고, 상기 코어는 자체적으로 또는 다른 실에 재료적으로 결합되는 열-활성화 접착제를 갖는 코팅을 포함하고, 상기 코어는 상기 접착제보다 높은 융점을 가지며, 상기 코팅은 소수성 배척 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 장치.
  25. 제1항의 전제부에 따른 복수의 공기 정화 장치의 배열체로서, 상기 장치(1)의 적어도 일부가 서로 데이터를 교환하도록 구현되고, 및/또는 배열체 제어 유닛(24)이 상기 배열체의 정화 파워 레벨을 제어하기 위해서 제공되고, 상기 장치(1)의 적어도 일부가 상기 배열체 제어 유닛(24)과 데이터를 교환하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 배열체.
  26. 제25항에 있어서,
    상기 배열체 제어 유닛(24)을 위해서 공기 오염을 특성화하는 입력 매개변수를 제공하기 위한 공기 오염 측정 수단(17, 18), 및/또는 상기 배열체 제어 유닛(24)을 위해서 교통량을 특성화하는 입력 매개변수를 제공하기 위한 차량 검출 수단(20)을 포함하는 것을 특징으로 하는 배열체.
  27. 제25항 또는 제26항에 있어서,
    상기 배열체 제어 유닛(24)은 데이터 네트워크 내에서 상기 차량 검출 수단(20)의 데이터 및/또는 상기 공기 오염 측정 수단(17, 18)의 데이터를 제공하기 위한 서버 수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 배열체.
  28. 제25항 내지 제27항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배열체 제어 유닛(24)은 상기 차량 검출 수단(20)의 데이터 및/또는 상기 공기 오염 측정 수단(17, 18)의 데이터를 기초로 상기 장치(1)의 요구되는 정화 파워 레벨을 결정하도록, 그리고 상기 정화 파워 레벨을 상기 장치(1)에 송신하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 배열체.
  29. 제25항 내지 제28항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배열체 제어 유닛(24)은, 상기 차량 검출 수단(20)의 데이터 및/또는 상기 공기 오염 측정 수단(17, 18)의 데이터를 기초로, 공기 오염이 최대 공기 오염 값을 초과하지 않게 하는 및/또는 최소화되게 하는 교통 제어를 계산하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 배열체.
  30. 제25항 내지 제29항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 배열체 제어 유닛(24)은, 상기 차량 검출 수단(20)의 데이터 및/또는 상기 공기 오염 측정 수단(17, 18)의 데이터를 기초로, 최적의 공기 정화 결과가 얻어지는 상기 장치(1)의 설치 장소를 계산하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 배열체.
  31. 제25항 내지 제30항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 장치(1)가 제1항 내지 제24항 중 어느 한 항에 따라 구현되는 것을 특징으로 하는 배열체.
  32. 소프트웨어-기반의 어플리케이션, 특히 스마트폰 어플리케이션으로서, 상기 어플리케이션은, 바람직하게 제10항 또는 제11항에 따른, 공기(21)를 정화하기 위한 장치(1)의 적어도 하나의 제어 유닛(9)과 통신하도록, 및/또는 바람직하게 제25항 내지 제31항 중 어느 한 항에 따른, 상기 공기(21)를 정화하기 위한 장치(1)의 배열체의 배열체 제어 유닛(24)과 통신하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 소프트웨어-기반의 어플리케이션.
  33. 제32항에 있어서,
    공기 오염에 관한 정보를 제공 및/또는 디스플레이하도록 및/또는 교통량에 관한 정보를 제공 및/또는 디스플레이하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 소프트웨어-기반의 어플리케이션.
  34. 제32항 또는 제33항에 있어서,
    상기 공기(21)를 정화하기 위한 장치(1)를 제어하도록 및/또는 상기 공기(21)를 정화하기 위한 장치(1)의 배열체를 제어하도록 구현되는 것을 특징으로 하는 소프트웨어-기반의 어플리케이션.
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