4조- 불사조
프로젝트 개요
기술개발 과제
IoT와 광촉매를 이용한 담배연기물질 제거용 화장실 공기청정기
Air purifier for removing smoke substances using photocatalysts and IoT .
과제 팀명
불4조
지도교수
장서일 교수님
개발기간
2021년 9월 ~ 2021년 12월 (총 4개월)
구성원 소개
서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 김**(팀장)
서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 김**
서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 소**
서울시립대학교 환경공학부 20*****0** 이**
서론
개발 과제의 개요
개발 과제 요약
- ◇ 2020년 ‘국민신문고’에 접수된 층간 간접흡연 피해 건수는 약 2,844건으로, 평균적으로 하루에 약 8건의 피해가 접수되고 있다. 공동주택의 화장실을 통한 층간 간접흡연의 피해를 환풍기 내부에 필터의 설치를 통해 방지하고, 그 작동을 아두이노의 센서 설치로 제어한다. 유해물질의 탈취율을 최소 15분간 70%이상 제거하는 것을 목표로 하며, 담배연기의 정화를 통해 신체적, 정신적 건강의 증진을 추구한다.
개발 과제의 배경
- ◇ 아파트와 같은 공동주택은 사적 공간을 포함하고 있어 법 집행의 실효성과 사생활 공간 침해와 같은 이유로 공간 전체를 금연구역으로 지정하기 어렵다는 점과 코로나 바이러스로 인하여 사람들이 집에 있는 시간이 길어지면서 다음과 같은 문제가 발생하였다고 추측하였다.
- ◇ 담배연기는 흡연자가 들여 마신 후 내뿜는 연기인 주류연과 담배가 혼자 연소되면서 발생하는 연기인 부류연으로 구분한다. 간접흡연으로 인해 흡입되는 연기의 80%가 부류연으로부터 생성되고 있다. 부류연은 주류연보다 독성물질의 농도가 높은 것이 특징이며, 주류연의 타르 4.3배, 톨루엔 5.6배, 메탄 3.1배 등 약 250개의 독성물질과 발암물질을 함유한다. 간접흡연은 태아의 발육을 억제하고, 아동에게 기관지천식, 중이염을 유발한다. 또한 각종 암을 일으키고, 폐에도 영향을 미쳐 기도폐쇄성 질환을 유발하는 등, 인체에 해로움이 명백하다.
개발 과제의 목표 및 내용
- ◇ 환풍기의 내부에 필터(프리필터, UV 광촉매 필터, 헤파필터)를 설치하여 유입/유출되는 담배연기의 오염물질을 저감하여 청정한 공기를 유지하며, 그 작동은 아두이노 센서로 제어
- ◇ 한국이동식구조물산업협동조합의 흡연부스 (표준번호 SPS-KMSC-001-2015-6591)를 참고하여 유해물질의 탈취율을 최소 15분간 70%이상 제거
- ◇ 아크릴판으로 간이 실험실을 제작하여 실제 제거 효율을 측정하고, 문제점을 보완
관련 기술의 현황
관련 기술의 현황 및 분석(State of art)
- 전 세계적인 기술현황
◇ 공기청정기 글로벌 시장 현황 연구개발특구진흥재단의 2021년 “가정용공기청정기 시장보고서”에서의 현재 공기청정기 글로벌 시장 현황을 보면 2020년에는 92억 달러, 2025년에는 136억 달러로 예상되는 것으로 보아 시장규모가 계속 성장 중임을 알 수 있다.
◇ 2020년의 공기청정기 적용기술 점유율을 보면 헤파필터를 사용하는 것이 77%, 전기집진기가 8.4%, 이온화 및 오존발생기를 6.95%로 사용하고 있음을 알 수 있다. 향후 2025년에는 헤파필터의 사용이 79%로 늘어날 것으로 예측된다.
- 특허조사 및 특허 전략 분석
(1) 담배연기 제거용 제연장치 특허 출원번호 – 10-2013-0071352 (2013.10.30.) 특허 출원인 - 웰 엘엔케이 ◇본 발명은 담배연기가 실내로 유입되는 것을 방지하고, 담배연기에 포함된 유해성분을 제거한 후 외부로 배출할 수 있는 장치이다.
◇외부와 격리 공간이 마련된 하우징, 니코틴 및 냄새를 제거하는 유해성분 제거부, 유해성분 제거부를 톻과한 공기를 외부로 배출하는 배기팬을 포함한다.
(2) 휴대용 담배연기 정화기 특허 출원번호 – 10-2004-0041910(2004.06.08) 특허 출원인 – 기현민 ◇본 발명을 통해 흡연자가 배출한 담배연기를 정화하여 실내공기 오염을 방지하는데 그 목적이 있다.
◇상기와 같은 목적 달성을 위해서 배기구, 유입구, 본체, 필터, 담배수납함, 담배연소부로 이뤄져있다. 이와 같이 구성된 발명의 휴대용 담배연기 정화기는 흡연자가 내뿜거나 담배가 타면서 배출하는 담배연기를 정화 후 배기함으로써 간접흡연을 방지할 수 있으며 흡연자 역시 간접흡연에 대한 죄책감 없이 어느 장소에서나 흡연이 가능하다.
◇ 화장실 덕트 내부에 설치하는 담배연기물질 제거용 공기청정기는 없다는 점에 주목하여, 효율이 높은 직접제거용 공기청정기를 설계하는 것을 목표로 함
- 기술 로드맵
시장상황에 대한 분석
- 경쟁제품 조사 비교
시중에서 판매되는 화장실 설치형 담배연기 공기청정기를 조사한 후, 유형을 분류하였다. 그 결과 벽면에 설치되어 오염물질을 제거하는 직접제거형보다 환풍기에 설치하는 차단형의 리뷰가 더 좋은 것을 확인 하였다.
1) 직접제거형 ◇ ㈜ 니즈컴퍼니 <전기세100원 화장실담배냄새 음이온 공기청정기> 필터 없이 기기에 내장된 스마트칩이 음이온농도를 유지하여 악취, PM2.5 미세먼지 등을 제거한다. 2) 차단형 ◇ ㈜ 페틀코스완의 <화장실 담배냄새제거 역류방지 댐퍼 환풍기> 천장형 환풍기에 부착하여 역류하여 들어오는 냄새(담배연기 등)와 유해물질을 제거하는 제품이다. 또한 화장실의 습기와 냄새를 다공성 황토볼패드로 제거하며, 환풍기 작동 시 자동으로 건조되는 특수 구조로 설계하였다.
◇ ㈜ 코코나의 <그렉스 화장실 욕실 환풍기 파워오토팬 교체 설치 담배냄새역류 곰팡이방지 습기제거 전동댐퍼> 사용시 닫혀있던 파워오토팬과 역류방지댐퍼가 작동되어 2중으로 역류방지, 냄새차단, 소음방지가 가능하다. 특별한 필터를 사용하지는 않는다.
- 마케팅 전략 제시
개발과제의 기대효과
기술적 기대효과
내용
경제적, 사회적 기대 및 파급효과
내용
기술개발 일정 및 추진체계
개발 일정
내용
구성원 및 추진체계
내용
설계
설계사양
제품의 요구사항
내용
설계 사양
내용
개념설계안
내용
이론적 계산 및 시뮬레이션
내용
상세설계 내용
내용
결과 및 평가
완료 작품의 소개
프로토타입 사진 혹은 작동 장면
내용
포스터
내용
관련사업비 내역서
내용
완료작품의 평가
내용
향후계획
내용
특허 출원 내용
내용
