정화조(2020)
프로젝트 개요
기술개발 과제
국문 : 양방향 지하철 환기구 분무집진 시스템
영문 : 2-way Spraying System for Purification of Subway Vent Air)
과제 팀명
정화조(2020)
지도교수
장서일 교수님
개발기간
2020년 9월 ~ 2020년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 이**(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 박**
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 박**
서울시립대학교 환경공학부 20158900** 손**
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
◇ 본 프로젝트의 목적은 지하철 환기구에 적용되는 습식 세정장치 설계이다.
◇ 프로젝트의 목표 장소는 사람들이 많이 지나다니지만, 처리가 되지 않은 지하철 선로 터널의 환기구에 설치가 이루어지며, 분무를 통한 세정 집진장치를 설계한다.
◇ 설계한 세정장치가 실제로 유효한 데이터를 뽑아낼 수 있는지 확인하고 실효성을 검증한다.
◇ 시장에서 유사한 제품이나 경쟁 제품군을 살펴보고 설계물이 경쟁력을 가지기 위한 마케팅 전략을 세운다.
개발 과제의 배경 및 효과
◇ 서울시티의 기사의 내용을 인용하면, 제293회 임시회 교통위원회 서울교통공사에 대한 현안질의에서 정진철 시의원은 “설치기준 상 환기구는 사람 이 접근하기 어려운 곳에 설치해야 하나 시민 왕래가 잦은 지하철 출입구 앞과 보도 중앙에 설치되어 있다”라고 지적하며, “환기구에서 여과장치 없이 배출되는 미세먼지 바람으로 시민의 건강이 위협받고 불쾌감이 초래되고 있어 조속히 설치기준에 맞는 방식으로 개선해야 한다”라고 촉구한 바 있다. 이처럼, 현재 모든 본선터널 319개소와 지하역사 배기 환기구 대부분은 미세먼지 필터 등의 여과장치가 없는 실정이다.
◇ 이러한 상황 속에서, 서울교통공사는 2020년도, 지하철 터널의 본선 환기구에 약 60억원을 투자하여, 19개소에 전기 집진기(ESP)를 계획이라고 밝힌 바 있다. 더 나아가, 2022년까지 약 190개 소에 이와 같은 전기 집진기를 추가적으로 설치할 계획을 가지고 있다.
◇ 이러한 배경 속에서, 약 1개소에 설치하는 비용이 3억원에 달한다. 이 중에서 전기 집진기의 원가는 대략 1억 정도이 비용이 든다. 이 보다, 비용이 저렴한 장치를 구상함으로써, 전체적인 비용의 절감을 도모한다. 또한, 유사한 효율을 가질 수 있는 장치를 설계함으로써, 도보 위를 통행하는 시민들에게 폭로되는 미세먼지의 양을 저감할 수 있는 효과를 기대할 수 있다.
개발 과제의 목표와 내용
◇ 본 개발과제의 목표는 전기 집진기에 대한 대안적인 설계를 모색한다. 5㎛~ 10㎛효율은 90% 이상이 되도록 설계하며, 전체적인 장치의 비용은 전기 집진기의 비용 이하가 될 수 있도록 설계한다.
◇ 별도의 동력장치 없이, 단순히 열차가 운전할 때 사용되는 열차풍으로만 장치가 운영될 수 있도록 유동하는 공기의 압력손실은 최소화가 될 수 있도록 하는 장치를 설계한다. 또한, 공기가 지하철 터널로 유입하는 경우와 지하철 터널에서 유출하는 경우, 양방향으로 운전이 이루어질 수 있도록 장치를 설계한다.
◇ 장치를 운영 시, 발생할 수 있는 기타의 오염물질에 대한 처리는 가급적 확실히 이루어질 수 있도록 하는 장치를 설계한다. 또한, 가급적 자동적으로 운영이 이루어질 수 있도록 하는 장치를 설계하는 것을 목표로 한다.
◇ 장치의 설치 시, 예산적인 측면을 용이하게 고려할 수 있도록, 일차적인 설비와 이차적인 설비로 나누어 설치할 수 있도록 하는 장치를 목표로 설정한다.
관련 기술의 현황
State of art
◇ 본 항목에서는 공기질 정화를 위해 세계각지에서 도입되고 있는 첨단 미세먼지 제거기술에 대해 다룬다.
◇ 영국 런던 지하철 역에 도입된 첨단 미세먼지 정화기: 런던의 기차역 대기오염 수준은 차도의 30배에 육박한다. 오염된 공기를 정화하기 위해 메릴본 역에 도입된 첨단 미세먼지 정화기는 필터 없이 작동하며 고압 전자기장과 가스 여과기로 오염물질을 걸러낼 수 있다. 이는 손이 많이 가지도 않고 고장이 날 염려도 적어 주목받고 있다.
◇ 네덜란드 로테르담에 존재하는 미세먼지를 제거하는 스모그 프리 타워 : 약 7m 정도의 높이로 이뤄진 이 타워 아래에는 정전기장을 발생시키는 코일이 묻혀있는데 이 코일로 인해 극성을 가진 미세먼지가 탑 주위의 땅에 달라붙는 성질을 이용하여 미세먼지를 제거한다.
◇ 드론을 이용한 미세먼지 제거기술: 미세먼지 제거필터를 장착한 수백대의 드론을 띄워서 하늘에 존재하는 미세먼지를 걸러내는 방식. 상공에 드론 충전소를 띄우면 장시간 운행도 가능해 기대 이상의 효과를 얻을 수 있다. 중국에서는 이와 같은 방식 말고도 드론을 활용해 공기중에 미세먼지 응고제를 살포하고 비처럼 내리게 하여 미세먼지를 응고시켜 제거하는 기술을 도입하고 있다. 이는 응고방식을 사용한다는 점에서 인공강우와는 차이를 보인다.
기술 로드맵
내용
특허조사
내용
특허전략
내용
관련 시장에 대한 분석
경쟁제품 조사 비교
내용
마케팅 전략
내용
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적 및 사회적 파급효과
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
조립도
조립도
내용
조립순서
내용
부품도
내용
제어부 및 회로설계
내용
소프트웨어 설계
내용
자재소요서
내용
결과 및 평가
완료작품 소개
프로토타입 사진
내용
포스터
내용
특허출원번호 통지서
내용
개발사업비 내역서
내용
완료 작품의 평가
내용
향후평가
내용
부록
참고문헌 및 참고사이트
내용
관련특허
내용
소프트웨어 프로그램 소스
내용
