KR100235408B1 - 측면 및 하부 주행식 집진기(a mobile dust collector) - Google Patents

Abstract

본 발명은 기관차 또는 전동차량의 측면 및 하부를 청소할 때 비산하는 각종 분진 또는 오염물질을 집진·제거하는 집진기에 관한 것으로서 특히 기관차나 전동차의 측면 및 하부를 압축공기로 청소할 때 압축공기의 분사와 동시에 차량의 측면 및 하부에서 각종 분진이 포함된 공기를 흡입하여 필터와 전기집진부를 거치게 하여 청정한 공기를 배출하는 주행가능한 차량 측면 및 하부청소용 주행식 집진기에 관한 것이다.

Description

측면 및 하부 주행식 집진기(A MOBILE DUST COLLECTOR)

본 발명은 기관차 또는 전동차량의 측면 및 하부청소시 비산하는 각종 분진 또는 오염물질을 집진·제거하는 집진기에 관한 것이며, 더욱 상세하게는 특히 기관차나 전동차의 측면 및 하부를 압축공기로 청소할 때 압축 공기분사와 동시에 차량의 측면 및 하부에서 각종 분진이 포함된 공기를 흡입하여 필터와 전기집진부를 거치게 하여 청정한 공기를 배출하는 주행가능한 차량 측면 및 하부청소용 주행식 집진기에 관한 것이다.

차량의 원활한 주행과 차량 운행시설 즉, 도로나 지하철 운행구역, 지하철역 구내의 청결유지, 차량의 고장방지 등을 위하여 차량의 외면 특히 각종의 정밀부품과 장치가 설치된 차량측면 및 하부를 정기적으로 청소작업하는 것이 필수적이다.

도로 주행용 차량의 경우 지표면 또는 지하에 설치된 고압수류 분사장치로부터 차량의 그 측면 및 하부에 고압 수류를 분사하거나, 고압 수류가 분사되고 있는 세척장치 위를 차량을 통과시키는 방법으로 측면 및 하부청소를 하는 것이 가능하지만 각종의 전자·전기 장치가 측면 및 하부에 장착되어 있는 기관차 특히, 고압의 전류가 흐르는 전동차량의 측면 및 하부를 도로주행용 차량의 청소처럼 물세척하는 방법은 불가능하다.

따라서 종래에는 기관차 또는 전동차 차량기지의 레일 사이의 지하에 설치된 좁은 작업공간인 피트내에서 작업자가 직접 압축공기 분사노즐로 압축공기를 차량의 측면 및 하부에 뿜어주며 작업하는 방법, 압축공기 분사장치를 기관차 또는 전동차 레일 사이의 지표면 또는 지하에 고정 장치하고 압축공기가 분사되는 동안 그 위로 차량을 서행시키면서 작업하는 방법, 작업자가 차량의 양 측면에 서서 압축공기 분사노즐로 전동차량의 상·하, 좌·우에 압축공기를 뿜어주면서 차량을 서행시키는 방법이 이용되고 있으며, 경우에 따라서는 차량 수리창고내에서 차량 하체의 부품을 각각 분해하여 직접 청소한 후 재조립하는 방법도 활용되고 있다.

분해-청소-조립 방식은 전문가가 필요할 뿐 아니라 장시간을 요하기 때문에 특별한 경우로 한정된다.

압축공기 분사방식은 일정한 시설물내에서 청소작업이 이루어져야 하기 때문에 여러개의 차량을 동시에 수납할 수 있는 넓은 건물이 요구되고 작업장과 주변환경의 청결을 위하여 큰 용량의 공기정화기를 설치하는 등 기타의 부대시설이 요구된다. 그러나 비교적 밀폐된 넓은 공간과, 공기정화기를 설치하더라도 종래의 공기 분사에 의한 청소시 발생하는 각종 금속가루, 화합물 성분가루, 흙먼지 등을 회수하기 어려워 대부분의 분진과 오염물이 주위로 확산되는 것이 일반적이다. 따라서 이러한 분진과 오염물의 확산에 의해 주변의 자연환경과 거주환경이 악화될 가능성이 많기 때문에 지역주민은 자기 지역에 차량기지가 들어서는 것을 기피하게 된다.

특히 정밀한 청소를 위하여 작업자가 지하에 설치된 피트에 들어가 직접 압축공기를 분사하는 방식은 청소과정중에 비산하는 각종 분진, 오염물질에 작업자가 노출되어 작업에 지장을 줄 뿐 아니라 작업자의 건강에도 영향을 주므로 작업수행에 어려움이 따른다.

즉, 종래 기관차나 전동차의 측면 및 하부 청소시 작업자를 보호하고 주변환경을 보호하기 위하여 청소시 발생하는 분진과 오염물 적절하게 제거해야할 필요성이 증대되고 있는 것이다.

본 발명은 상기와 같은 종래의 압축공기 분사에 의한 기관차나 전동차의 측면 및 하부 청소시 발생하는 각종의 분진·오염물질 등을 즉시 흡입·제거할 수 있는 집진기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 또다른 목적은 작업자의 원격조정에 의하여 기관차나 전동차의 측면 및 하부를 청소함과 아울러 각종의 분진·오염물질 제거할 수 있는 주행식 집진기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은 기관차나 전동차의 측면 및 하부청소를 위하여 압축공기 분사수단과 분진 흡입제거 수단이 일체로 구성된 주행식 집진기를 제공하는 것이다.

도 1은 본 발명에 의한 집진기의 단면개략도이고,

도 2는 전기집진부 사시도이고,

도 3은 대전부 단면개략도이고,

도 4는 집진부 단면개략도이고,

도 5는 분사노즐이 추가된 본 발명에 의한 집진기의 단면개략도이고,

도 6은 원격조절시스템.

다양한 지역을 주행하는 기관차 혹은 주로 반 밀폐된 지하를 주행하는 전동차 특히 이들 차량의 측면 및 하부는 레일과 차량 바퀴의 마찰에 의하여 발생되는 철가루, 레일 바닥의 돌·콘트리트·흙에서 발생된 돌먼지·시멘트가루 등 각종 분진 등에 노출되어 있다. 이러한 환경에서 장기간 주행시 각 차량부품의 원활한 작동을 위해 가해진 윤활유나 절연을 위한 기름성분 등과 이들 분진이 엉겨붙어 차량 측면 및 하부 각 부품의 표면에 분진막을 형성하게 되고 이들 분진막의 축적은 차량 이용자의 위생을 해할 뿐 아니라 차량의 안전운행에 지장을 초래하여 예기치 아니한 차량사고를 유발하기도 한다.

따라서 위에서 설명한 바와 같이 주기적으로 차량에 압축공기를 분사하여 차량 측면 및 하부의 분진막을 제거하게 되는데 이때 압축공기의 충격으로 분진막이 균열되면서 2차적으로 분진이 발생하게 된다.

2차적 분진은 다양한 크기의 철, 동, 산화아연 등 각종의 금속분진(0.5∼100㎛), 시멘트·돌·흙먼지(3∼100㎛), 각종 오일 매연(0.1∼1.0㎛), 합성수지 탄화물·매연(0.01∼5㎛) 기타 유리가루, 각종 세균 또는 이들이 수분이나 오일성분과 혼합된 입자로서 직경이 대략 0.001∼100㎛ 정도의 영역에 분포한다. 전동차량의 측면 및 하부청소시 발생하는 2차 분진은 통상 60g/m³정도이다.

본 발명은 전동차의 측면 및 하부 청소시 발생·비산하는 분진 또는 오염물질을 집진·제거하는 집진기를 제공한다(도 1).

본 발명에 의한 집진기는, 전동차 측면 및 하부 청소시 고압공기에 의하여 발생한 2차 분진을 함유하는 함진공기를 집진기본체(1) 내부로 흡입하는 흡기수단(2)과, 흡기수단(2)에 의하여 본체(1) 내부로 유입되는 함진공기중에 포함된 큰 직경의 고형물을 흡착하는 프리필터(3)와, 프리필터(3)를 통과한 함진공기에 포함된 먼지입자를 양전하로 대전시키는 대전부(4)와 대전된 먼지입자를 쿨롱력에 의하여 포착·집진시키는 집진부(5)로 이루어지는 전기집진부와, 전기집진기의 대전부(4)와 집진부(5)에 고압의 전류를 공급하는 고전압 발생기(6)와, 전기집진부에서 떨어져 나오는 분진입자를 흡착하여 걸러주는 최종필터(7)와, 흡입수단, 프리필터(3), 전기집진부, 고전압 발생기(6) 및 최종필터(7)가 수납된 본체(1)와, 본체(1)에 장착된 이동용 바퀴(8) 및 바퀴구동모터(9)와, 위 각 구성요소의 작동관계를 조절하는 콘트롤 패널(10)로 구성된다.

본 발명에 의한 집진기에는 집진기를 구성하는 각 요소의 작동관계를 조정하기 위한 콘트롤 패널(10)이 본체(1)의 전방부와 후방부에 각각 장착된다.

콘트롤 패널(10)에는 본체(1)에 전기를 공급·차단하기 위한 전원차폐 스위치와 작업영역의 위험지역내에 장애물이나 작업자가 있는 경우 또는 기계작동상 하자가 발생하는 경우 본체(1)의 작동을 임시적으로 중지시키는 비상버튼이 설치되어 있다. 본 발명에 의한 집진기에는 위험영역내에 장애물이나 작업자가 있는지 여부를 감지하는 비상정지센서가 장착되는 것이 바람직하다.

콘트롤 패널(10)에는 본체(1)를 정지상태·전진상태 또는 후진상태로 설정할 수 있는 전진스위치 및 후진스위치가 설치된다. 각 전진 또는 후진스위치는 본체(1)가 정지한 상태에서 집진작업을 수행하는 정지상태, 본체(1)가 전진 또는 후진하면서 집진작업을 수행하는 1단·2단 상태를 조정할 수 있다.

본체(1)에는 작업 환경에 따라 본체(1) 상면과 전동차 측면 및 하부면의 간격을 조절할 수 있도록 수동식 또는 자동식 높이 조절장치가 설치되는 것이 바람직하다. 높이조절장치가 설치되는 경우 이를 조작하는 상·하 버튼이 콘트롤 패널(10)에 설치될 수 있다.

본 발명에 의한 집진기에서 전기집진부는 대전부(4)와 집진부(5)로 구성되며 대전부(4)에는, 복수개의 원형개구부(4b)가 형성된 복수개의 금속판(41a)이 함진공기가 유입되는 방향과 평행하게 일정간격으로 설치되어 있으며 고전압발생기(6)로부터 고전압이 인가되는 방전극판(41)과, 방전극판(41)에 대하여 직각으로 방전판의 개구부(4b)를 관통하며 일단이 접지되어 있는 복수개의 대전극선(42)으로 구성되어 있다(도 2, 3). 본 발명에서는 인도되는 공기의 흐름을 원활하게 하고, 방전극판(41)과 대전극선(42)에 의한 분진입자의 대전효과를 강화하기 위하여 대전판을 사용하는 통상의 전기집진기와 달리 금속선을 대전부(4)재로 사용하는 것이다.

대전부(4) 바로 아래에 설치된 집진부(5)는 함진공기가 유입되는 방향과 평행하게 일정 간격으로 음극판(51)과 양극판쌍(52)이 복수개의 설치되고, 모든 양극판(52)에는 고전압발생기(6)로부터 고전압이 인가되며 모든 음극판(51)은 접지되어 있다(도 3, 4). 공기의 난류형성을 최소화하면서도 집진능력을 강화하기 위하여 음·양극판(52)의 간격이 결정된다.

프리필터(3)를 통과한 함진공기가 전기집진부로 인도되면 고압의 전류가 인가된 방전극판(41)으로부터 대전극선(42)으로 이온방전이 일어나면서 형성된 강력한 전기장에 의하여 함진공기중의 분진입자가 이온화하여 양전하로 대전된다. 대전된 분진입자를 함유한 공기가 계속해서 전기집진부의 집진부(5)로 인도되면 대전된 분진입자와 집진부(5)의 양극판(52) 사이의 척력 및 대전된 분진입자(D)와 집진부(5)의 음극판(51) 사이의 인력에 의하여 대전된 분진입자가 집진부(5)의 음극판(51)에 포착되는 것이다(도 3, 4).

음극판(51)에 포착된 분진입자는 전하를 잃게 되는 데 이러한 방식으로 계속 쌓인 분진입자간의 응집력에 의하여 상호 응집하여 입자가 커지는 동시에 고화된다. 쌓인 분진입자는 어느 정도 양이 되면 자체 중력이나 공기의 충돌에 의하여 음극판(51)으로부터 탈리되거나, 주기적인 청소에 의하여 탈리되며, 탈리된 분진입자는 최종필터(7)에 의하여 걸러지게 된다.

고전압 발생기(6)는 2 종류의 고압전류를 각각 전기집진부의 대전부(4)의 방전극판(41)과 집진부(5)의 양극판(52)에 공급한다.

본 발명에 의한 집진기에서 흡기 수단은 단위시간 동안 정화해야 할 함진공기의 부피에 맞게 용량이 결정되며 최종필터(7) 후방에 설치된다. 정화된 청정공기는 집진기 본체(1)의 상부를 제외한 양 측방, 전후방, 하방 등으로 배출될 수 있으나 차량 청소의 효율을 위하여 청소가 끝난 방향으로 배출되는 것이 바람직하다.

한편, 본 발명에 의한 집진기는 전동차량 등의 측면 및 하부청소시 발생하는 2차분진을 흡입·제거하는 장치이기 때문에, 전동차량의 측면 및 하부청소를 위하여 본 발명에 의한 집진기의 작동과 동시에 전동차량의 측부 내지 측면 및 하부에서 수동으로 혹은 또다른 장치에 의하여 압축공기가 분사되어야 한다. 이러한 불편함을 해소하기 위하여 본 발명에 의한 집진기의 상면에 압축공기 분사수단(11)이 일정간격으로 설치되는 것도 바람직하다(도 5). 이때 압축공기 분사노즐(11)은 주기적으로 그 분사방향이 변화하도록 장치하는 것이 더욱 바람직하다. 압축공기는 본체(1) 내부에 장치된 공기압축수단에서 공급되거나 외부의 공기압축수단에 의하여 공급될 수 있다. 공기압축수단으로 통상의 공기압축기가 사용될 수 있다.

기관차 또는 전동차량의 길이가 길다는 특징에 따라 본 발명에 의한 집진기는 그 본체(1)에 본체(1)를 운반할 수 있는 이동용 바퀴(8)와 바퀴구동모터(9)가 장착된다. 이에 의하여 작업자는 작업상황에 따라 집진기를 자유롭게 전·후진 또는 정지시킬 수 있는 것이다. 또한 본 발명에 의한 집진기를 2대 이상 일렬로 배열하여 작업효율을 향상시킬 수도 있다.

한편, 본체(1)의 전면 또는 후면의 4곳 측부에 이동바퀴를 장착하고 본체(1)를 세우거나, 프리필터(3)-대전부(4)-집진부(5)의 방향이 본체의 일측면을 향하도록 배치시키면 전동차량의 측면청소용 집진기로 활용된다.

본 발명에 의한 집진기의 작동조작을 위하여 콘트롤 패널(10) 이외에도 무선의 원격조절장치를 부설하여 작업자의 편의를 도모하는 것이 바람직하다(도 6).

이상과 같은 본 발명의 구성에 따른 작용을 개략한다.

전동차 측면 및 하부청소시 발생되는 2차분진이 본 발명의 집진기 내부의 흡기수단(2)에 의하여 본체(1)내부로 흡입·인도되면 먼저 직경이 큰 입자나 고형물이 금속망(프리필터(3))에 흡착되고, 프리필터(3)를 통과한 미세한 분진입자가 전기 집진부에 도달하면 대전부(4)의 방전극판(41)과 대전극선(42)에 의하여 발생되는 대전력에 의하여 양이온으로 대전된다. 양이온으로 대전된 분진입자는 집진부(5)에 도달하여 집진부(5)의 양극판(52)의 반발력과 집진부(5) 음극판(51)의 흡인력에 의하여 음극판(51)에 집진된다. 음극판(51)에 집진되는 입자크기는 대전부(4)와 집진부(5)에 걸린 전압에 따라 변한다. 이렇게 음극판(51)에 분진입자가 집적되면 자체하중 및 흡기수단(2)에 의한 기류에 의하여 음극판(51)에서 탈락되어 기류를 따라 최종필터(7)에 흡착되고 최종필터(7)를 통과한 청정공기가 배기부(12)를 통해 집진기 외부로 배출된다.

이하 본 발명의 실시예에 관하여 첨부도면을 참조하면서 상세히 설명한다.

(실시예 1)

프리필터(3)로 20 메쉬의 스테인레스 망을 사용하였다. 방전극판(41)은 양단 부근에 직경 6cm인 원형의 개구부(4b)가 있는 두께 0.5mm의 직사각형 알미늄판을 사용하였고 방전극판(41)의 간격은 50cm되도록 함진공기의 유입방향과 평행이 되도록 배치하고 고전압 발생기(6)로부터 DC 12KV의 전류를 인가하였다. 대전극선(42)은 직경 0.2mm의 텅스텐재 판형 스프링을 채용하여, 설치된 방전극판(41)의 개구부(4b)를 관통하여 방전극판(41)에 대하여 수직으로 상·하에 각각 1세트씩 설치하였다.

대전부(4) 바로 아래에는 방전극판(41) 설치방향과 같은 방향으로 두께 0.5mm의 알미늄재질로 된 음극판(51)과 양극판(52)을 5.3mm 간격으로 교대로 설치하였다. 각 양극판(52)에는 고전압발생기(6)로부터 DC 6KV의 전류를 인가하고, 각 음극판(51)은 접지하였다.

상하에 20메쉬의 스테인레스 망 사이에 폴리에스터와 면섬유의 합성섬유를 심재로 하여 최종필터(7)를 채용하였다. 흡기수단(2)으로서 최종필터(7) 후면에 5 마력 용량의 모터와 상기 모터에 팬을 설치하였다.

본체(1)의 측면 및 하부 전·후 측면에 이동용 고무바퀴를 설치하고 여기에 구동력을 부여하기 위하여 2마력 용량의 기어드 모터를 장착하였다. 본체(1)의 전·후면에는 통상의 콘트롤 패널(10)을 설치하였다(도 7).

(실시예 2)

상기 실시예 1에 의한 본체(1)에 도 6a에 도시된 회로도에 의한 신호수신장치를 부설하여 도 6b에 도시된 회로도에 의한 원격 제어기(도 6c)를 이용하여 콘트롤 패널(10)상의 각종 기능버튼 스위치를 조절할 수 있게 하였다.

(실시예 3)

상기 실시예 1에 의한 집진기의 상면에 도 5에 도시된 바와 같이 압축공기 분사노즐을 일정간격으로 설치하고 외부의 공기압축기로부터 압축공기를 제공받도록 하였다.

본 발명에 의한 집진기는 압축공기 분사에 의한 전동차량 측면 및 하부 청소시 발생하는 2차분진을 90% 이상 제거하여 청소시 발생하는 분진에 의한 전동차량의 재오염을 방지하고, 작업자의 작업환경을 개선하며, 차랑기지 및 주변환경의 오염·피폐화를 방지할 수 있게 한다.

Claims (4)

1. 함진공기를 본체(1) 내부로 흡입하는 흡기수단(2)과;

   상기 흡기수단(2)에 의하여 본체(1) 내부로 유입되는 공기중에 포함된 큰 직경의 고형물을 흡착시키는 프리필터(3)와;

   상기 프리필터(3)를 통과한 함진공기에 포함된 먼지입자를 대전시키는 대전부(4)와, 대전된 먼지입자를 쿨롱력에 의해 포착·집진시키는 집진부(5)로 이루어지는 전기집진부와;

   상기 전기집진기의 대전부(4)와 집진부(5)에 고압의 전류를 공급하는 고전압 발생기(6);

   상기 전기집진부에서 분진입자를 흡착하여 걸려주는 최정필터와;

   상기 흡기수단(2), 프리필터(3), 전기집진기, 고전압 발생기(6) 및 최종필터(7)가 수납된 본체(1)와; 상기 본체(1)에 장착된 이동용 바퀴(8) 및 바퀴구동모터(9)와;

   상기 각 구성요소의 작동을 조절하는 콘트롤 패널(10)을 포함하는 것을 특징으로 하는 주행식 집진기.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 전기집진부는 복수개의 원형개구부(4b)가 형성된 복수개의 금속판이 함진공기가 유입되는 방향과 평행하게 설치된 방전극판(41)과, 상기 방전극판(41)에 대하여 수직으로 상기 방전극판(41)의 원형개구부(4b)를 관통하며 한쪽 말단이 접지되어 있는 복수개의 금속성 대전극선(42)으로 이루어져 고전압 인가에 의하여 공기중의 분진을 대전시키는 대전부(4)와;

   상기 대전부(4) 하단에 설치되며, 함진공기가 유입되는 방향과 평행하게 일정간격으로 복수개의 음극판(51)과 양극판(52)이 교대로 설치되어 고전압 인가에 의하여 대전된 분진입자를 포착하는 집진부(5)로 구성되는 것을 특징으로 하는 주행식 집진기.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 집진기에 원격조절 시스템이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 주행식 집진기.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 집진기의 상면에 일정 간격으로 압축공기 분사수단이 추가로 설치되는 것을 특징으로 하는 주행식 집진기.

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