본문내용
1. 개요
1.1. 프로젝트 주제
프로젝트 주제는 "종이로 만든 접는 헬멧"이다. 전동킥보드의 대중화로 인해 헬멧 착용률이 상승할 것으로 기대되는 상황에서, 사용자의 편의성과 휴대성을 높이기 위해 접이식 구조의 종이 소재 헬멧을 개발하고자 한다. 이를 통해 안전사고에 대한 피해를 감소시키는 것이 프로젝트의 목적이다.
1.2. 프로젝트 목적 및 필요성
최근 세계적으로 경제 성장과 이에 따른 에너지 수요의 증가로 인해 많은 화석 에너지가 사용되고 있다. 화석 에너지의 사용량이 증가할수록 온실가스로 인한 환경문제나 에너지 자원의 고갈문제 등이 제기되고 있다. 이에 대해 전 세계적으로 에너지 효율 상승 및 친환경 에너지원에 대한 관심이 급속도로 높아짐에 따라 일상 속에서 파생되는 에너지를 재활용하여 사용하는 에너지 하베스팅(Energy Harvesting)에 대한 연구가 활발히 진행 중이다.
진동을 이용한 에너지 하베스팅 시스템은 지난 수십 년간 연구되어 오고 있는 연구 분야 중 하나이며, 이를 이용해 발전기에 적용함으로서 자가 발전이 되어 지속적으로 전기에너지를 생산할 수 있는 점에서 친환경적인 에너지원으로 주목되고 연구가 활발히 진행되고 있으나, 진동에너지를 적용하여 실제 리니어 발전기를 설계 및 실험을 통한 분석은 미흡한 상태이다.
진동에너지를 이용한 전자기 기반 선형발전기 시스템에 적용하기 위해서는 진동에너지가 필수적이다. 이러한 진동에너지는 우리 주변에서 쉽게 접할 수 있는 전봇대 위에 달려있는 변압기에서 확인할 수 있다. 변압기의 경우 60hz, 120hz의 진동을 접할 수 있으며 또한 변압기의 전압과 전류에 대한 정보를 원격 측정 및 감시를 할 수 있는 무선부하감시시스템이 적용되어져 있다. 이러한 시스템을 구동시켜 관리자에게 정보를 전달하기 위해서는 배터리가 필수적이지만 배터리 수명의 한계로 인해 3년마다 교체해야하며 이에 따라 많은 시간과 비용이 들어가는 단점이 있다. 이에 대해 본 연구에서는 변압기에서 발생하는 기계적 진동인 60hz를 이용하여 에너지 하베스팅을 통해 전기에너지를 지속적으로 자가 발전할 수 있는 전자기 기반 선형발전기 시스템을 개발하고자 한다.
2. 세정집진장치 기술 현황
2.1. 세정집진장치 원리 및 특성
세정집진장치 원리 및 특성은 다음과 같다.
세정집진장치는 세정액 또는 함진 가스를 분산시켜서 생성되는 액적, 액막, 기포 등에 의하여 함진 가스 중의 미립자를 분리, 포집하는 장치이다. 이러한 세정집진에서는 관성력, 확산력, 응집력, 중력 등이 이용되며, 관성력과 중력 등은 입자경이 클수록 커지고, 확산력과 응집력은 입자경이 작을수록 큰 집진작용을 나타낸다. 세정집진기의 문제점은 세정액의 처리 및 세정액에 의한 장치의 부식이 발생하는 것이다.
관성충돌과 직접 차단은 세정집진에서 가장 지배적인 집진작용력이다. 분진 입경이 1㎛ 이상의 경우 관성충돌이 가장 지배적이며, 직접 차단은 분진입자의 질량(관성력)보다는 분진입자의 크기에 좌우된다. 분진입자가 기류를 따라 액적 주위를 흘러갈 때, 액적의 표면과 분진입자와의 거리가 분진입자직경의 1/2 정도가 되면 직접 차단이 일어난다.
브라운 확산 작용은 0.1㎛ 이하의 미세한 입자의 분리에 지배적이다. 확산에 의한 입자의 부착속도는 입자의 확산계수에 비례하고, 이 계수는 입자경이 작을수록 커지고, 입자의 액적에의 부착량도 증가한다.
응집 작용은 매연에 포함된 수증기, 무수황산, 유기물 등이 가스온도가 낮아지면 입자 표면에 흡착 내지는 흡수되어 분진 입자가 상호 응집하는 것이다. 따라서 세정집진에서는 처리가스 온도를 가능한한 낮게 하고, 함진가스를 증습시킨 상태에서 처리하는 것이 높은 집진율을 얻는 유효한 수단이 된다.
2.2. 미세 입자 제거 기술
미세 입자 제거 기술은 고온 기체 중에 함유된 미세 분진입자를 저온 수면으로 thermal force에 의해 추진시키는 작용에 기반한다. 이 방식은 미세한 분진입자일수록 향력이 크다는 특징이 있다.
세정집진장치에서는 액적에서의 미세분진 부착 및 입자 상호간의 응집이 효과적으로 이루어지게 하기 위하여, 액적, 액막 등의 형성과 세정방법을 여러 가지로 연구하여 다양한 장치가 이용 가능하다. 이를 성능표시의 측면에서 구별해 보면 유수식, 가압수식, 충전탑식(가압수식의 일종), 회전식, 정전식으로 분류된다.
유수식은 집진실 내...
