KR100543537B1 - 전기 집진기의 집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 벌집형으로 된 집진극의 통공 중심부에 축방향을 따라 존재하면서 고전압을 인가받아 전계영역을 형성시키는 방전극을 비틀림시킨 구조로하여 낮은 전압에 의해서도 충분히 넓은 전계영역이 형성되도록 하고, 그 제작과정에서는 작업성도 크게 향상되도록 하며, 특히 유연성도 매우 좋아지도록 한 것이다.

이를 위해 본 발명은, 수직방향으로 복수개의 통공(402)이 벌집(honeycomb)형태로 형성된 집진극(401)과, 상기 집진극의 상방에 집진극(401)과 일정간격 이격된 상태로 고정된 방전극 프레임(403)과, 상기 집진극(401)의 각 통공(402) 중심부에 축방향을 따라 위치하면서 그 상단이 방전극 프레임(403)에 고정된 방전극(404)으로 구성되고, 상기 집진극(401)과 방전극(404)으로 고전압이 인가되도록 구성된 것에 있어서, 상기 각 방전극(404)의 전극몸체(404a)는 전체가 하나로 일체화된 평판으로 되고, 상기 평판으로 된 전극몸체는 적정길이의 높이차를 두고 60°의 비틀림 각도가 한 방향을 따라 연속적으로 유지되며, 상기 각 방전극(404)의 비틈림된 전극몸체(404a)는 집진극(401)의 각 코너부분중 서로 대향된 부분을 동시에 향하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진기의 집진장치이다.

집진기, 집진장치, 집진극, 방전극

Description

전기 집진기의 집진장치{electric dust collector}

도 1은 전기 집진기의 전체 구조를 설명하기 위한 개략 구성도

도 2는 전기 집진기의 종래 집진장치를 일 실시예로 나타낸 요부 사시도

도 3은 전기 집진기의 종래 집진장치를 일 실시예로 나타낸 종단면도

도 4는 도 3의 Ⅰ-Ⅰ선 단면도

도 5는 전기 집진기의 종래 집진장치를 다른 실시예로 나타낸 요부 사시도

도 6은 전기 집진기의 종래 집진장치를 일 실시예로 나타낸 종단면도

도 7은 도 6의 Ⅱ-Ⅱ선 단면도

도 8은 전기 집진기의 본 발명 집진장치를 나타낸 사시도

도 9는 전기 집진기의 본 발명 집진장치를 나타낸 종단면도

도 10는 도 9의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

401. 집진극 402. 통공

403. 방전극 프레임 404. 방전극

404a. 전극몸체

본 발명은 전기 집진기 분야에 관련된 것으로, 좀더 구체적으로 먼지를 전기적 극성차이에 의해 공기로 부터 분리시켜 집진할 수 있도록 한 전기 집진기의 집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 집진기는 각 산업현장에서 발생되는 여러 종류의 먼지(일반먼지, 산화아연, 목분, 석분, 원면(原綿), 곡분, 털, 연분(鉛紛) 등)를 공기와 분리시켜 상기 먼지가 분리된 청정 공기만을 대기권으로 배출시켜 주도록 함에 따라 상기 대기권이 먼지로 부터 오염되지 않도록 하는 공해방지 시설물로서, 통상 집진방식에 따라 전기식과 필터식으로 나뉘어지는데, 상기 전기식 집진기는 전기의 극성을 이용하여 공기중에 포함된 먼지를 분리하는 방식이고, 필터식 집진기는 집진포를 이용하여 공기중에 포함된 먼지를 분리하는 방식이다.

상기한 집진기중 전기식 집진기에 대하여 첨부된 도 1을 참고로 하여 간략하게 설명하기로 한다.

전기식 집진기는 내부에 공간부를 갖는 하우징(1)이 있고, 상기 하우징의 하부 일측에는 하우징 내의 공간부로 먼지가 포함된 혼합공기를 흡입하기 위한 흡기구(2)가 고정되어 있으며, 상기 하우징(1) 내의 공간부에는 고전압발생기(3)를 통해 고전압을 인가받아 작동하면서 혼합공기중의 먼지입자만을 분리하도록 하기 위한 집진장치(4)가 설치되어 있고, 상기 하우징(1)의 상부에는 집진장치(4)에 의해 먼지입자가 분리되고 난 청정공기를 외부로 배출하기 위한 배기구(5)가 고정되어 있다.

또한 상기 하우징(1) 내의 공간부중 집진장치(4) 직상방에는 세척펌프(6)를 통해 물을 공급받아 직하방으로 분사시켜 주면서 집진장치(4)에서 분리되어 있는 먼지입자를 씻어내어 주도록 물분사부재(7)가 설치되어 있고, 상기 하우징(1)의 하부에는 집진장치(4)에서 씻어내어진 물과 먼지입자를 외부로 배출시켜 주기 위한 배수구(8)가 고정되어 있다.

한편, 배기구(5)에는 흡기구(2)를 통한 혼합공기의 흡입과 상기 배기구(5)를 통한 청정공기의 배출이 동시에 자연스럽게 이루어지도록 하기 위해 배기팬(9)이 설치된다.

상기한 구조의 전기 집진기를 이용하여 혼합공기중의 먼지를 집진하는 과정에 대해 살펴보면 다음과 같는데, 상기 전기 집진기가 산업현장에 설치된 상태에서는 전기 집진기의 구성요소인 흡기구(2)를 산업현장의 먼지발생 요소와 연결시켜야 함은 이해 가능하다.

전기 집진기가 전원을 공급받아 작동되면 먼저 배기구(5)에 설치된 배기팬(9)이 고속으로 회전하게 되므로 흡기구(2)를 통해 하우징(1) 내의 공간부로 외부공기가 흡입됨과 동시에 상기 배기구(5)를 통해 하우징(1) 내부로 흡입된 공기가 외부로 배출되는데, 이때 상기 흡기구(2)를 통한 하우징(1) 내부로의 흡입공기는 먼지입자가 포함된 혼합공기이다.

상기와 같이 하여 하우징(1) 내부로 흡입된 혼합공기는 공기유로상 상기 하우징의 상부에 고정되어 있는 배기구(5)쪽을 향해 상방으로 이동되면서 상기 하우징(1) 내의 공간부에 설치되어 있는 집진장치(4)를 통과하게 되는데, 이때 상기 집 진장치는 고전압발생기(3)로 부터 고전압을 인가받아 작동하면서 혼합공기중의 먼지입자만을 분리하는 집진작용을 수행하고, 상기 집진장치(4)에 의해 먼지가 분리되고 난 후의 청정한 공기는 계속해서 배기구(5)를 통해 대기권으로 배출된다.

한편 상기한 과정(혼합공기중의 먼지가 집진장치에 의해 분리됨에 따라 청정공기만이 대기권으로 배출되는 과정)이 계속되는 어느 순간부터는 상기 집진장치(4)에 의해 분리된 먼지입자가 포화상태를 이루게 되므로 집진력이 급격히 떨어지게 되는데, 이때에는 기기의 작동을 잠시 중단시킨 상태에서 사용자의 제어선택에 의해 세척모드를 선택하면 하우징(1) 내의 집진장치(4) 직상방에 설치된 물분사부재(8)가 세척펌프(7)로 펌핑된 물을 받아 직하방으로 고압분사하므로 상기 집진장치(4)에 의해 분리되어 있던 먼지입자가 분사된 물에 의해 중력방향으로 씻겨내려가므로 결국 집진장치(4)에는 먼지입자가 거의 없는 깨끗한 상태가 되어 다음 동작에 의한 먼지입자의 원활한 집진이 가능하게 되고, 상기 물분사에 의해 집진장치(4)에서 씻어내어진 먼지입자는 물과 함께 하우징(1) 하부에 고정되어 있는 배수구(8)를 통해 외부로 빠져나간다.

이와 같은 구조와 작용을 갖는 전기 집진기의 구성요소중에서 하우징(1) 내부로 흡입된 혼합공기중의 먼지입자를 분리하여 집진하는 집진장치(4)의 종래 일 실시예에 따른 구조와 그에 따른 작용에 대해 첨부된 도 2 내지 도 4를 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

전기 집진기의 종래 일 실시예에 따른 집진장치는 하우징(1) 내의 공간부에 고정되며 수직방향으로 복수개의 통공(42)이 벌집(honeycomb)형태로 형성된 집진극(41)과, 상기 집진극의 상방에 집진극(41)과 일정간격 이격된 상태로 고정된 방전극 프레임(43)과, 상기 집진극(41)의 각 통공(42) 중심부에 축방향을 따라 위치되면서 그 상단이 방전극 프레임(43)에 고정된 방전극(44)으로 구성되는데, 상기 방전극은 원형 와이어 형태로 된 전극몸체(44a)로 단일화되어 있다.

상기에서 집진극(41)에 형성된 각 통공(42)을 벌집형태로 한 것은, 집진면적을 최대한 넓게하여 후술하는 작동 과정에서 가급적 많은량의 먼지입자가 달라 붙도록 하기 위함에 있음은 이해 가능하다.

따라서 전기 집진기의 작동이 시작되면, 고전압발생기(3)에 의해 고전압이 발생되고, 이중 ＋전압은 집진장치(4)의 구성요소인 집진극(41)으로 전달됨과 동시에 －전압은 방전극 프레임(43)을 통해 원형 와이어 형태로 된 방전극(44)으로 전달되므로 상기 집진극(41)은 ＋전극을, 방전극(44)은 －전극을 띠게 된다.

이 상태에서 하우징(1) 내로 흡입된 혼합공기가 집진장치(4)를 통과할 때는 결국 집진극(41)에 형성된 벌집형태의 각 통공(42)을 수직방향으로 통과하게 되는데, 이때 혼합공기중의 먼지입자는 각 방전극(44)의 －전압에 하전(荷電)되어 －전극을 띠게 되고, 이후 상기 －전극을 띠는 먼지입자는 ＋전극을 띠고 있는 각 집진극(41)에 달라 붙게 됨에 따라 결국 집진장치(4)를 통과한 공기는 먼지입자가 포함되지 않은 청정공기인 것이다.

그러나 종래 이와 같은 집진장치의 일 실시예는 그 구성요소인 방전극(44)의 전극몸체(44a)가 원형 와이어 형태이므로 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 방전극(44)에 의한 전계영역은 상기 방전극의 중심을 기준으로 일정 직 경을 이루면서 형성되는데, 상기 와이어 형태의 방전극(44)에 의해 하전된 먼지입자가 달라 붙게 되는 집진극(41)은 벌집형태의 통공(42)으로 인해 육각형을 이루고 있음에 따라 고전압발생기(3)에 의해 발생되는 고전압 용량이 낮을 경우 도 4에 도시된 바와 같이 집진극(41)에 방전극(44)의 전계가 미치지 않은 사각(死角)부분이 생기게 되므로 결국 집진극(41)의 전부분에 혼합공기중의 먼지입자가 골고루 달라 붙지 못하게 되면서 집진력이 떨어짐은 물론 짧은 시간내에 집진극(41)에 집진된 먼지입자의 집진량이 부분적으로 포화되면서 청소주기가 짧아져 잦은 청소로 인해 운전율이 떨어지게 되었다.

또한 와이어 형태를 갖는 방전극(44)의 전극몸체(44a) 하단을 별도의 다른 시설물에 의해 팽행한 상태로 고정시키지 못할 경우 상기 와이어 형태의 방전극이 유연성이 좋은 상태임을 감안할 때 수직을 이루지 못함에 따라 어느 부분에서는 집진극(41)에 형성된 통공(42) 중심부분에 정확히 위치되지 못하게 되고, 이 경우에는 상기 방전극(44)에 형성되는 전계영역이 집진극(41)으로 미치지 못하는 범위가 더 늘어나면서 집진력이 그 만큼 떨어지게 될 수 밖에 없어 결국 와이어 형태를 갖는 방전극(44)의 전극몸체(44a) 하단을 별도의 복잡한 구성요소에 의해 잡아당겨 팽팽한 상태로 고정시켜야 함에 따라 별도의 시설비가 추가로 증대된다.

상기한 종래 일 실시예의 문제점중 일부 문제점을 해결하기 위하여 도 5 내지 7과 같이 종래 다른 실시예로 된 집진장치가 제공되고 있는 바, 상기 종래 다른 실시예의 집진장치중 방전극의 구성을 제외한 나머지 구성요소는 일 실시예와 동일하다.

그럼 종래 다른 실시예의 집진장치에서 방전극에 대하여 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

원통형 전극몸체(44a) 둘레에 복수개의 평판핀(44b)이 60°를 유지한 상태로고정된 구조로서, 이러한 구조를 갖는 방전극(44)은 고전압발생기(3)에 의해 발생된 낮은 전압에 의해서도 상기 방전극(44)의 전계영역은 각 평판핀(44b)에 의해 넓게 형성되도록 한 것으로, 그에 따른 작용에 있어서는 일 실시예를 참고하면 충분히 이해 가능하리라 생각되어 구체화하지 않기로 한다.

그러나 종래 다른 실시예에 따른 방전극(44)은 일 실시예에 따른 문제점중 고전압에 의해 전계영역을 향상시킬 수 밖에 없었던 일부 문제점을 충분히 해결하고는 있지만 전극몸체(44a)가 중공상태인 원통형이고, 상기 원통형 전극몸체 둘레에 복수개의 평판핀(44b)이 60°를 유지한 상태로 고정되어 있는 구조이므로 다음과 같은 문제점이 있다.

즉, 원통형 전극몸체(44a)에 복수개의 평판핀(44b)을 고정시켜야 하므로 제작과정에서의 작업성이 저하됨에 따라 생산성이 떨어짐은 물론 제작비용의 지출이 늘어나게 된다.

또한 원통형 전극몸체(44a)은 유연성이 거의 없으므로 기기의 조립 과정에서 방전극(44)을 설치할 때나 아니면 기기의 사용 과정과정에서 필요에 의해 방전극을 교환하고자 할 때 휨이 거의 일어지지 못함에 따라 전기 집진기 구성요소인 하우징(1) 내의 좁은 공간면적으로 인해 방전극(44)을 설치하기가 매우 어려웠다.

그리고 원통형 전극몸체(44a)의 무게 증가로 인해 방전극(44)의 전체 무게가 증대되어 전기 집진기의 조립과정에서는 물론 필요에 따라 방전극을 수리하거나 교체할 때 그 작업이 쉽지가 않음은 물론 작업 과정에서 안전사고의 위험성이 증대되었다.

본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출한 것으로, 벌집형으로 된 집진극의 통공 중심부에 축방향을 따라 존재하면서 고전압을 인가받아 전계영역을 형성시키는 방전극을 비틀림(twist)시킨 구조로하여 낮은 전압에 의해서도 충분히 넓은 전계영역이 형성되도록 하고, 그 제작과정에서는 작업성도 크게 향상되도록 하며, 특히 유연성도 매우 좋아지도록 하는데 그 목적이 있다.

상기 목적의 본 발명은, 수직방향으로 복수개의 통공이 벌집(honeycomb)형태로 형성된 집진극과, 상기 집진극의 상방에 집진극과 일정간격 이격된 상태로 고정된 방전극 프레임과, 상기 집진극의 각 통공 중심부에 축방향을 따라 위치하면서 그 상단이 방전극 프레임에 고정된 방전극으로 구성되고, 상기 집진극과 방전극으로 고전압이 인가되도록 구성된 것에 있어서, 상기 각 방전극의 전극몸체는 전체가 하나로 일체화된 평판으로 되고, 상기 평판으로 된 전극몸체는 적정길이의 높이차를 두고 60°의 비틀림 각도가 한 방향을 따라 연속적으로 유지되며, 상기 각 방전극의 비틈림된 전극몸체는 집진극의 각 코너부분중 서로 대향된 부분을 동시에 향하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진기의 집진장치를 제공함에 의해 달성된다.

이하 본 발명을 실시예로 도시한 첨부된 도 8 내지 도 10을 참고로 하여 더 욱 상세히 설명하면 다음과 같다.

첨부된 도 8은 전기 집진기의 본 발명 집진장치를 나타낸 사시도이고, 도 9는 전기 집진기의 본 발명 집진장치를 나타낸 종단면도이며, 도 10는 도 9의 Ⅲ-Ⅲ선 단면도로서, 본 발명은 수직방향으로 복수개의 통공(402)이 벌집(honeycomb)형태로 형성된 집진극(401)이 있고, 상기 집진극의 상방에는 집진극(401)과 일정간격 이격된 상태로 방전극 프레임(403)이 고정되어 있으며, 상기 집진극(401)의 각 통공(402) 중심부에는 축방향을 따라 그 상단이 방전극 프레임(403)에 고정된 상태로 방전극(404)이 위치되어 상기 집진극(401)과 방전극(404)으로 고전압이 인가되도록 된 것에 있어서, 상기 각 방전극(404)의 전극몸체(404a)는 전체가 하나로 일체화된 평판으로 되고, 상기 평판으로 된 전극몸체(404a)는 적정길이의 높이차(h)를 두고 60°의 비틀림 각도가 한 방향을 따라 연속적으로 유지되며, 상기 각 방전극(404)의 비틈림된 전극몸체(404a)는 집진극(401)의 각 코너부분중 서로 대향된 부분을 동시에 향하게 된 구조이다.

또한 상기 각 방전극(404)의 전극몸체(404a) 하단에는 무게추(weight)(405)가 메달려 상기 무게추의 무게로 인해 방전극(404)이 휘어짐이 없는 상태가 되면서 수직이 정확히 유지된다.

한편 상기한 본 발명에서 각 방전극(404)의 상단을 방전극 프레임(403)에 고정할 때는 각 방전극(404)을 용접등에 의해 직접 고정할 수도 있지만 필요에 따라 언제든지 분리하고, 다시 고정시킬 수도 있도록 볼트 등과 같은 조임부재를 사용하여 고정함이 바람직할 것이다.

이와 같은 구조의 본 발명 집진장치를 갖는 전기 집진기에 의해 혼합공기중의 먼지입자를 분리하여 집진하는 과정은 기 설명된 종래 일 실시예를 참고하면 충분히 이해 가능하므로 생략하기로 한다.

한편 상기 본 발명 집진장치를 갖는 전기 집진기가 작동하면서 혼합공기중의 먼지입자를 분리하여 집진할 때 전계영역을 형성하면서 －전압을 먼지입자에 하전시키는 방전극(404)의 전극몸체(404a)가 60˚의 비틀림 각도를 한 방향을 따라 연속적으로 유지하면서 집진극(401)의 각 코너부분중 서로 대향된 부분을 동시에 향하고 있으므로 전계영역이 그 만큼 넓어지고(집진극의 각 코너부분과 방전극 사이의 간격이 줄어들고), 이에 따라 고전압발생기(3)에 의해 발생된 고전압이 필요이상 높지 않더라도 상기 집진극(401)의 각 코너부분까지 전계영역이 충분이 미치게 되면서 사각(四角)이 없어짐에 따라 결국 낮은 전압의 사용에 의해서도 집진력이 크게 향상됨은 이해 가능하다.

상기 방전극(404)에서 전극몸체(404a)의 비틀림은 모두가 동일한 길이의 높이차(h)를 갖게 함에 바람직할 것인데, 상기 동일한 길이라 함은 전계영역이 벗어나지 않을 정도의 높이차를 말하는 것으로 이는 집진극(401)의 집진면적이나 방전극(404)의 방전면적 등을 고려하여 실험에 의해 결정하면 될 것이다.

이상에서 설명된 본 발명에서 각 방전극(404)의 전극몸체(404a)에는 무게추(405)가 메달려 있으므로 상기 무게추의 무게로 인해 방전극(404)은 직하방으로 당김력이 제공되고, 이에 따라 방전극(404)의 전극몸체(404a)가 하나로 일체화된 평판으로 되어 있음에 따라 유연성이 있다고 하더라도 특정구간에서 휘어지지 않고 전체가 팽팽한 상태로 유지하므로 상기 방전극(404)이 집진극(401)에 형성된 통공(402)의 중심부분에 수직상태로 정확하게 위치됨은 이해 가능하다.

그러므로 본 발명은 그 구성요소인 방전극(404)의 전극몸체(404a)가 평판형이면서 60˚의 비틀림 각도를 한 방향을 따라 연속적으로 유지하면서 집진극(401)의 각 코너부분중 서로 대향된 부분을 동시에 향하고 있으므로 전계영역이 그 만큼 넓어짐에 따라 고전압발생기(3)에 의해 발생된 고전압이 필요이상 높지 않더라도 상기 집진극(401)의 각 코너부분까지 전계영역이 충분이 미치게 되어 낮은 전압의 사용에 의해서도 집진력이 크게 향상된다.

즉, 상기 전계영역이 집진극(401)의 전부분에 골고루 미치될 경우에는 혼합공기중의 먼지입자가 특정영역부분에 한정되지 않고 전영역부분에 골고루 달라 붙게되어 집진력이 향상됨은 물론 이와는 별도로 오랜 시간이 지나더라도 집진극(401)에 집진된 먼지입자의 집진량이 포화상태가 되지 않아 청소주기를 길게 가져가도 되어 전기 집진기의 운전율이 올라가게 된다.

또한 방전극(404)의 전극몸체(404a)가 유연성을 가지고 있더라도 하단에 메달여 있는 무게추(405)로 인해 항상 팽행한 상태를 유지함에 따라 상기 방전극을 팽팽한 상태로 유지시켜 주기 위해 종래에서 처럼 별도의 복잡한 구성요소를 필요로 하지 않아도 되어 시설비용의 절감이 가능하다.

그리고 기 설명된 바와 같이 방전극(404)의 전극몸체(404a)는 평판형태로서 유연성이 매우 좋으므로 기기의 조립 과정에서 방전극(404)을 설치할 때나 아니면 기기의 사용 과정과정에서 필요에 의해 방전극을 교환하고자 할 때 휨이 쉽게 일어남에 따라 전기 집진기의 구성요소인 하우징(1) 내의 좁은 공간면적 범위내에서도 상기 방전극(404)을 설치하기가 매우 편리해지게 된다.

Claims (1)

1. 수직방향으로 복수개의 통공이 벌집(honeycomb)형태로 형성된 집진극과, 상기 집진극의 상방에 집진극과 일정간격 이격된 상태로 고정된 방전극 프레임과, 상기 집진극의 각 통공 중심부에 축방향을 따라 위치하면서 그 상단이 방전극 프레임에 고정된 방전극으로 구성되고, 상기 집진극과 방전극으로 고전압이 인가되도록 구성된 것에 있어서,

   상기 각 방전극의 전극몸체는 전체가 하나로 일체화된 평판으로 되고, 상기 평판으로 된 전극몸체는 적정길이의 높이차를 두고 60°의 비틀림 각도가 한 방향을 따라 연속적으로 유지되며, 상기 각 방전극의 비틈림된 전극몸체는 집진극의 각 코너부분중 서로 대향된 부분을 동시에 향하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진기의 집진장치.

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