KR100769285B1 - Multiple automatic air cleaner - Google Patents
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Abstract
Description
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치의 사시도1 is a perspective view of a composite air filtration device according to an embodiment of the present invention
도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치의 평면도2 is a plan view of a composite air filtration device according to an embodiment of the present invention
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과의 전기집진부의 정면도Figure 3 is a front view of the electrostatic precipitator of the composite air filtration according to an embodiment of the present invention
도 4는 도 3의 전기집진부에 포함된 수세정부의 상세도4 is a detailed view of a washing unit included in the electrostatic precipitator of FIG.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치에서 광촉매에 의하여 발생하는 광화학 반응의 상태도5 is a state diagram of the photochemical reaction generated by the photocatalyst in the composite air filtration apparatus according to an embodiment of the present invention
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치에서 톨루엔의 분해/제거 상태도6 is a state diagram for decomposing / removing toluene in the composite air filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치에 의한 입자상 오염물의 입경별 집진효율을 나타내는 그래프7 is a graph showing the dust collection efficiency according to the particle diameter of the particulate contaminants by the composite air filtration apparatus according to an embodiment of the present invention
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명* Explanation of symbols for the main parts of the drawings
10 : 덕트 13 : 유입구10
15 : 와류 방지망 20 : 전처리 필터15: vortex prevention net 20: pretreatment filter
30 : 플라즈마 방전부 40 : 전기 집진부30: plasma discharge unit 40: electric dust collector
43 : 집진셀 45 : 수세정 라인 43: dust collection cell 45: water washing line
47 : 분사노즐 49 : 세정수 배출부 50 : 자외선 광촉매부 51 : 메쉬플레이트 47: spray nozzle 49: washing water discharge portion 50: ultraviolet photocatalyst portion 51: mesh plate
53 : 자외선 램프 55 : 구동모터53: UV Lamp 55: Driving Motor
57 : 세정수 공급 펌프57: washing water supply pump
본 발명은 복합공기여과 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전체적인 공기여과 효율이 향상되고, 복수개의 수세정 라인에 의해 전기 집진부가 전체적으로 균일하게 중복 세정되는 복합공기여과 장치에 관한 것이다.The present invention relates to a composite air filtration device, and more particularly, to a composite air filtration device in which the overall air filtration efficiency is improved, and the electric dust collecting part is uniformly overlapped and cleaned by the plurality of water washing lines.
생활공간에 쾌적한 실내공기를 조성하고, 사람의 건강을 보호하기 위하여 공기여과 장치의 설치가 지속적으로 증가하고 있다. 최근 들어, 건물이나 지하시설 등에 설치되는 공기조화기에 냉난방 기능뿐만 아니라 공기정화 기능을 부여하는 것이 거의 필수적인 것으로 되고 있다. 그런데, 일반적으로 인간의 주거공간에서의 오염 분진들은 그 입경이 서브미크론 단위에서 수십미크론 단위에 이르기까지 매우 다양하게 분포되고 있으며, 화학적 또는 미생물학적으로도 매우 다른 특성을 갖는다. 그러므로 이러한 오염 분진들의 화학적 또는 미생물학적 특성에 따라 상기 오염 분진들이 인체에 미치는 유해성도 달라진다.In order to create comfortable indoor air in living spaces and to protect human health, the installation of air filtration devices is continuously increasing. In recent years, it has become almost essential to provide not only an air conditioning function but also an air purifying function to an air conditioner installed in a building or an underground facility. However, in general, polluted dusts in human living spaces are distributed in various sizes ranging from submicron units to tens of microns, and have very different chemical or microbiological characteristics. Therefore, depending on the chemical or microbiological characteristics of these polluted dusts, the harmful effects of the polluted dusts on the human body also vary.
이에 따라, 공기여과 장치는 단순한 섬유상의 전처리 필터에 의한 여과뿐만 아니라 전기집진 방식 및 가스상 또는 미생물 오염입자들까지도 제거할 수 있어야 한다.Accordingly, the air filtration device must be able to remove not only the filtration by a prefibrous pretreatment filter but also an electrostatic precipitating method and gaseous or microbial contaminants.
이를 위하여, 예를 들면 대한민국 공개특허공보 제 10-2000-59884 호(2000. 10. 16. 공개)에서는 그 전방부 및 후방부에 각각 유입구 및 배출구가 형성되는 덕트, 상기 유입구에 인접하게 덕트 내에 배치되며 상기 유입구를 통해 유입되는 오염물을 1차로 여과하는 전처리 필터, 상기 전처리 필터의 후방에 배치되어 상기 전처리 필터를 통과한 입자상 물질에 하전을 부여하고 가스상의 오염물을 분해하는 플라즈마 방전부, 상기 플라즈마 방전부의 후방에 배치되어 상기 하전된 먼지를 포집하는 전기 집진부, 상기 전기 집진부의 후방에 배치되어 가스상의 오염물을 산화 제거시키는 자외선 광촉매부를 포함하는 공기여과 장치가 개시되어 있다.To this end, for example, Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2000-59884 (published on October 16, 2000) discloses a duct in which an inlet and an outlet are formed at its front and rear portions, respectively, in a duct adjacent to the inlet. A pre-treatment filter disposed in the first inlet and filtering the contaminants introduced through the inlet, a plasma discharge unit disposed at a rear of the pretreatment filter to impart charge to particulate matter passing through the pretreatment filter and decompose gaseous contaminants, and the plasma Disclosed is an air filtration apparatus including an electrostatic precipitator disposed behind a discharge unit to collect charged dust, and an ultraviolet photocatalyst unit disposed behind the electrostatic precipitator to oxidize and remove gaseous contaminants.
이러한 공기여과 장치는 전기 집진기 및 자외선 광촉매와 펄스 코로나 플라즈마의 상호작용으로 입자상의 분진을 효율적으로 제거하고, 가스상 오염물의 분해효율을 향상시키는 효과를 지니고 있다.Such an air filtration device has an effect of efficiently removing particulate matter and improving the decomposition efficiency of gaseous contaminants by the interaction of an electrostatic precipitator, an ultraviolet photocatalyst, and a pulsed corona plasma.
그러나, 실제로 건물이나 지하시설 등에 공기여과 장치를 시공할 때, 통풍구의 구조나 기타 여러 이유로 인하여, 덕트의 전방부에서 2개 이상의 유입구를 서로 다른 방향으로 형성해야만 하는 경우가 대부분이다. 상기와 같이 유입구를 서로 다른 방향으로 형성하게 되면, 상기 각 유입구에서 동시에 고압으로 유입되는 기류가 서로 간섭함으로써 덕트 내부에서 와류가 발생하여 전처리 필터를 포함하는 필터엘리먼트의 어느 한 부분으로만 진행하게 된다. 따라서, 와류가 도달하는 전처리 필터 등의 해당 부분에만 과부하가 걸리게 될 뿐만 아니라, 다음 단계의 공기여과 유닛인 플라즈마 방전부, 전기 집진부, 및 자외선 광촉매부에도 영향을 미쳐서, 결국 공기여과 장치의 전체적인 공기여과 효율의 저하로 연결된다는 문제점이 있다. 이러한 문제는 두개 이상의 유구가 형성되는 경우뿐만 아니라, 하나의 유입구를 가지는 경우라도 여러 가지 유입경로의 구조적인 문제로 인하여 와류가 발생하는 경우에도 동일하게 문제가 발생한다.In practice, however, when installing an air filtration device in a building or an underground facility, in many cases, two or more inlets must be formed in different directions at the front of the duct due to the structure of the ventilation holes or other reasons. When the inlets are formed in different directions as described above, vortices are generated in the duct by interfering with the airflows introduced at the same time at high pressure in each of the inlets, thereby proceeding to only one part of the filter element including the pretreatment filter. . Therefore, not only an overload is applied to the corresponding portion of the pretreatment filter or the like which reaches the vortex, but also affects the next stage air filtration unit, the plasma discharge unit, the electrostatic precipitating unit, and the ultraviolet photocatalyst unit, and eventually the overall air of the air filtration device. There is a problem that leads to a decrease in filtration efficiency. This problem occurs not only when two or more yugu are formed, but also when a vortex occurs due to structural problems of various inflow paths even when one inlet is formed.
또한, 와류에 의하여 전처리 필터의 어느 한 부분에만 집중적으로 부착되는 오염물을 제거하기 위하여 수시로 전처리 필터를 교환하거나 또는 오염물을 세척 제거해야 하기 때문에, 전처리 필터의 유지관리가 번거롭고 추가적인 유지비용이 소요되며, 이로 인하여 공기여과 장치의 가동률이 저하된다는 문제점이 있다.In addition, in order to remove contaminants that are concentrated on only one portion of the pretreatment filter by vortex, the pretreatment filter has to be replaced or the contaminants have to be washed and removed frequently. Therefore, maintenance of the pretreatment filter is cumbersome and additional maintenance costs are required. As a result, there is a problem that the operation rate of the air filtration device is lowered.
또한, 종래의 공기여과 장치는 전기 집진부를 세정하기 위하여, 세정수를 고압으로 하향 분사하는 분사 노즐이 일정한 간격으로 형성된 하나의 수세정 라인이 설치된다. 그런데, 분사 노즐이 일정한 간격으로 형성된 하나의 수세정 라인을 사용하면, 상기 수세정 라인의 각 노즐 사이의 중간 부분에 대한 세정 불능 공백이 발생하기 때문에, 세정 대상인 전기 집진부를 전체적으로 균일하게 세정시킬 수 없다는 문제점이 있다.In addition, the conventional air filtration apparatus is provided with a single water washing line formed at regular intervals in order to clean the electric dust collecting unit, the spray nozzle for spraying the washing water down to a high pressure. However, when one water cleaning line having spray nozzles is formed at regular intervals, a non-cleaning gap is generated in the middle portion between the nozzles of the water cleaning line, so that the electric dust collecting part to be cleaned can be uniformly cleaned as a whole. There is no problem.
즉, 수세정 라인의 각 분사 노즐의 세정수 분사 각도를 줄이면, 상기 각 노즐에서 분사된 세정수가 도달하지 못하는 전기 집진부의 세정 불능 공백이 발생하며, 반대로 넓은 영역을 세정하기 위하여 수세정 라인의 각 분사 노즐의 세정수 분사 각도를 증가시키면, 상기 각 노즐에서 분사된 세정수가 서로 부딪혀 간섭함으로써 전기 집진부의 세정 불능 공백이 발생하게 된다.That is, if the washing water spray angle of each spray nozzle of the water washing line is reduced, an uncleaning gap of the electric dust collecting part which does not reach the washing water sprayed from the nozzles is generated, and conversely, to clean a large area, When the washing water spray angle of the spray nozzle is increased, the washing water sprayed from the nozzles collide with each other and cause interference with the cleaning dust.
상기와 같이 전기 집진부에서 세정 불능 공백이 발생하여 균일하게 세정되지 않게 되면, 상기 전기 집진부의 집진 효율이 저하되며, 이것은 결국 공기여과 장치의 공기여과 효율의 저하로 연결된다는 문제점이 있다. As described above, when the non-cleaning voids are generated in the electric dust collector and are not uniformly cleaned, the dust collection efficiency of the electric dust collector is lowered, which leads to a decrease in the air filtration efficiency of the air filtration device.
따라서, 본 발명의 목적은 덕트 내부로 유입되는 기류가 와류 방지망에 의하여 균일하게 분산되어 다음 단계의 공기여과 유닛의 전면을 균일하게 투과하고, 복수개의 수세정 라인에 의해 전기 집진부가 전체적으로 균일하게 중복 세정되는 복합공기여과 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to uniformly distribute the airflow flowing into the duct by the vortex prevention net to uniformly penetrate the front surface of the air filtering unit of the next stage, and the electric dust collector is uniformly overlapped by the plurality of water washing lines. To provide a compound air filtration device to be cleaned.
상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에서는, 덕트의 하나 이상의 유입구에 인접하게 형성되어 가스상의 오염물을 분해하는 플라즈마 방전부, 방전부의 먼지를 제거하여 효율향상을 위한 수제정부, 상기 플라즈마 방전부의 후방에 형성되어 하전된 먼지를 포집하는 전기 집진부, 상기 전기 집진부의 하부에 형성되어 포집된 먼지를 세정하는 수세정부, 및 상기 전기 집진부의 후방에 형성되어 가스상의 오염물을 산화 제거하는 자외선 광촉매부를 포함하는 공기여과 장치에 있어서, 상기 덕트의 유입구로부터 유입되는 기류가 서로 간섭하여 와류가 발생하는 것을 방지하도록 상기 덕트의 유입구와 전처리 필터 사이에 형성되는 복수의 홀이 형성되어 있는 와류 방지망을 포함하는 복합공기여과 장치가 제공된다.In order to achieve the above object of the present invention, in one embodiment of the present invention, the plasma discharge portion is formed adjacent to one or more inlets of the duct to decompose gaseous contaminants, to remove the dust of the discharge portion for efficiency improvement A handmade part, an electric dust collecting part formed at the rear of the plasma discharge part to collect charged dust, a water washing part formed at the lower part of the electric dust collecting part to wash the collected dust, and a gaseous contaminant formed at the rear of the electric dust collecting part. In the air filtration device including an ultraviolet photocatalyst for oxidizing and removing the water, a plurality of holes are formed between the inlet of the duct and the pretreatment filter to prevent vortices from interfering with each other. A combined air filtration device is provided that includes a vortex barrier.
본 발명에 의한 복합공기여과 장치는 덕트 내부로 유입되는 기류가 와류 방지망에 의하여 균일하게 분산되어 전처리 필터, 및 다음 단계의 공기여과 유닛의 전면을 균일하게 투과함으로써 전체적인 공기여과 효율이 향상되고, 전처리 필터의 교환 또는 세척 주기가 연장되며, 방전부의 수세정 장치로 높은 방전효율을 유지케하며, 복수개의 수세정 라인에 의해 전기 집진부가 전체적으로 균일하게 세정되어 청결도가 향상된다.In the composite air filtration apparatus according to the present invention, the air flow flowing into the duct is uniformly distributed by the vortex prevention net, and uniformly penetrates the entire surface of the pretreatment filter and the air filtration unit of the next stage, thereby improving the overall air filtration efficiency, and pretreatment The filter replacement or cleaning cycle is extended, and the water cleaning device of the discharge part maintains high discharge efficiency, and the electric dust collecting part is uniformly cleaned by the plurality of water cleaning lines to improve cleanliness.
본 발명의 복합공기여과 장치에 대한 일 실시예를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.An embodiment of the composite air filtration device of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치의 개략적으로 도시한 것이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치의 평면을 도시한 것이다.1 is a schematic view of a composite air filtration device according to an embodiment of the present invention, Figure 2 shows a plane of the composite air filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 1, 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치는 덕트(10)의 하나 또는 둘 이상의 유입구(13)와 플라즈마 방전부(30) 사이에 형성되는 와류 방지망(15)이 포함된다. 이때 필요에 따라 상기 유입구(13)과 플라즈마 방전부(30) 사이에 비교적 큰 입자의 입자(particle)를 걸러 줄 수 있는 전처리 필터(20)를 더 형성할 수도 있다.1 and 2, the composite air filtration device according to an embodiment of the present invention is a
우선, 복합공기여과 장치는 입자상의 분진 또는 가스상의 오염물이 함유된 공기가 유입되도록 그 전방부에서 서로 다른 방향에 형성되는 하나 이상의(도 1 및 도 2에서는 2개의 유입구가 형성된 것을 예시함) 유입구(13), 및 상기 유입구(13)에서 유입된 공기가 플라즈마 방전부(30)를 포함하는 공기여과 유닛에서 여과되어 배출되도록 후방부에 형성되는 배기구를 포함하는 덕트(10)가 구비된다. First, at least one inlet (shown in FIG. 1 and FIG. 2 having two inlets formed) formed in different directions at the front thereof so that air containing particulate dust or gaseous contaminants is introduced therein. (13) and a
상기 덕트(10)의 전방부의 서로 다른 방향으로 형성된 2개의 유입구(13)와 인접하는 위치, 즉 상기 유입구(13)와 플라즈마 방전부(30) 사이에 복수의 홀(hole)이 형성된 와류 방지망(15)이 위치한다(전처리 필터(20)가 상기 유입구(13)와 상기 플라즈마 방전부(30)에 더 형성되는 경우 상기 와류 방지망(15)은 상기 유입구(13)와 전처리 필터(20) 사이에 형성된다. 이하 동일).A vortex flow prevention net having a plurality of holes formed between the
상기와 같이 2개의 유입구(13)와 인접하여 형성되는 와류 방지망(15)이 상기 각 유입구(13)로부터 동시에 유입되는 기류의 간섭으로 인한 와류의 발생을 방지하여 기류를 균일하게 분산시킴으로써, 상기 기류가 전처리 필터(20) 뿐만 아니라 다음 단계의 공기여과 유닛인 플라즈마 방전부(30), 전기 집진부(40), 및 자외선 광촉매부(50)의 전면을 균일하게 투과하도록 지원한다. As described above, the
이러한 와류 방지망(15)은 기계적인 물성이 우수한 금속 재질을 사용하여 구성된다. 그런데, 와류 방지망(15)은 복합공기여과 장치의 덕트(10)의 유입구(13)와 인접하여 형성되기 때문에, 상기 덕트(10) 내부로 유입되는 입자상 또는 가스상의 오염물이 함유된 공기가 최초로 와류 방지망(15)과 접촉하게 된다. 따라서, 철망을 포함하는 금속망에 가스상의 오염물에 대한 내오염성과 내구성이 우수한 아연을 도금하여 이루어지는 와류 방지망(15)을 사용하는 것이, 와류 방지망(15)의 부식을 방지하여 수명을 연장시킬 수 있다는 측면에서 바람직하다.The
상기와 같이, 유입(13)와 전처리 필터(20) 사이에 설치되는 와류 방지망(15)은 55 내지 65 %의 개구율을 지니도록 구성된다.As described above, the vortex
와류 방지망(15)의 개구율이 55 % 미만이면 상기 와류 방지망(15)을 통과하는 기류의 압력 손실이 증가되며, 와류 방지망(15)의 개구율이 65 %를 초과하면 상기 와류 방지망(15)을 통과하는 기류에 대한 와류 방지 효과가 저하된다.If the opening ratio of the
또한, 와류 방지망(15)의 홀은 다양한 형태를 가질 수 이다. 이때 홀이 원형이라면, 그 직경은 3 내지 15 ㎜인 것이 바람직하다. In addition, the hole of the
상기 와류 방지망(15)의 개구율 조건을 만족하는 동시에, 상기 와류 방지망(15)에 형성되는 홀의 직경이 3 ㎜ 미만이면 매우 많은 수의 홀을 단위면적당 형성하여야 하는 바 가공성이 저하되며, 와류 방지망(15)의 홀의 직경이 15 ㎜를 초과하면 결과적으로 큰 크기의 홀이 몇 개만 형성되어 있는 결과가 되어 상기 와류 방지망(15)을 통과하는 기류에 대한 와류 방지 효과가 저하된다.If the diameter of the hole formed in the
상기와 같이 구성되는 개구율이 55 내지 65 %이고, 홀의 직경 3 내지 15 ㎜인 와류 방지망(15)에 의하여, 하나 이상의 유입구(1)에서 동시에 유입되는 기류의 간섭으로 인한 와류의 발생이 방지되고, 상기 기류가 균일하게 분산되어 발생하는 층류(laminar flow) 형태로 전처리 필터(20)로 진행하게 된다. 이에 따라, 전체적인 공기여과 효율이 향상되고, 전처리 필터(20)를 교환하거나 또는 세척하는 주기가 연장된다.By the
선택적으로, 상기 와류 방지망(15)의 후방에 대면하여, 유입구(13)에서 유입되는 기류에 함유된 오염물을 1차로 여과하는 전처리 필터(20)가 형성된다. 상기 전처리 필터(20)는 입경이 큰 먼지를 1차로 제거함으로써, 다음 단계의 공기여과 유닛에서 과부하가 걸리는 것을 방지하도록 구성된다.Optionally, a
상기 전처리 필터(20)의 후방에 대면하여 가스상의 오염물을 분해하는 플라즈마 방전부(30)가 형성된다. 상기 플라즈마 방전부(30)는 전처리 필터(20)를 통과한 입경이 비교적 작은 입자상 물질에 하전을 부여하고, 펄스 코로나 방전을 이용하여 가스상의 오염물질을 분해하도록 구성된다.The
상기 플라즈마 방전부(30)의 후방에 대면하여 하전된 입자상 먼지를 포집하는 전기 집진부(40)가 형성된다. 상기 전기 집진부(40)는 플라즈마 방전부(30)에서 하전된 입자상 먼지를 포집하여 세척 제거하도록 구성된다.An electric
구체적으로, 전기 집진부(40)는 하전된 입자상 먼지를 포집하는 다수의 집진셀(43)로 이루어진다. 상기 각각의 집진셀(43)은 알루미늄 망으로 이루어지는 접지 메쉬, 상기 접지 메쉬의 내부에 형성되는 다수개의 집전극, 상기 집전극들 사이에 배열되는 다수개의 방전극, 및 상기 방전극을 감싸는 절연피복체로 구성된다. Specifically, the
하전된 입자상 먼지를 포집하는 집진셀(43)은 10 내지 100 ㎜의 두께로 구성된다. 일반적으로, 집진셀(43)의 두께가 커지면, 집진효율은 증가된다. 상기 집진셀(43)의 두께가 10 ㎜ 미만이면 하전된 입자상 먼지의 집진 효율이 저하되며, 집진셀(43)의 두께가 100 ㎜를 초과하면 전기 집진부(40)의 부피가 지나치게 커져서 시공상의 문제가 발생하고, 상기 전기 집진부(40)의 가동에 과도한 동력이 소요된다.The
이러한 집진셀(43)이 연속적으로 연결되어, 덕트 내부에 배치되는 지지 프레임 내에서 순환 회전하도록 구성된다. 즉, 지지 프레임의 상단과 하단에 각각 상부 스프라켓, 및 하부 스프라켓이 형성되고, 상기 하부 스프라켓은 회전력을 제공 하는 구동 모터(55)와 연결된다. 또한, 상기 상부 스프라켓과 하부 스프라켓 사이에는 상기 상부 스프라켓, 및 하부 스프라켓을 따라서 이동하는 한 쌍의 체인이 각각 연결되며, 상기 한 쌍의 체인에 다수의 집진셀(43)이 차례로 연결되어, 상기 체인을 따라서 무한회전하게 되는 전기 집진부(40)가 구성된다.These
본 발명의 일 실시예에서는 전기 집진부(40)에서 무한회전하는 집진셀(43)을 세정하는 수세정부를 포함한다.In one embodiment of the present invention includes a washing unit for cleaning the
전기 집진부의 내부 하부에 복수개의 수 세정라인이 형성된다. 예를 들면 제 1 수세정 라인과 제 2 수세정 라인의 두개의 수세정라인이 형성될 수 있다. 상기 제 1 수세정 라인의 분사노즐과 제 2 수세정 라인의 분사노즐이 교대로 배열되는 수세정부를 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.A plurality of water cleaning lines are formed in the inner lower portion of the electric dust collector. For example, two flush lines may be formed, a first flush line and a second flush line. The flushing unit in which the jetting nozzles of the first flushing line and the jetting nozzles of the second flushing line are alternately arranged will be described in detail with reference to the drawings.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과의 전기집진부의 정면을 도시한 것이고, 도 4는 도 3의 전기집진부에 포함된 수세정부를 상세하게 도시한 것이다.3 is a front view of the electrostatic precipitator of the composite air filtration according to an embodiment of the present invention, and FIG. 4 is a detailed view of the washing part included in the electrostatic precipitator of FIG. 3.
도 3, 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치는 전기 집진부(40)에서 포집된 먼지를 세정수 분사에 의해 세척하는 수세정부가 포함된다. 상기 수세정부는 세정수 공급 펌프(57)과 연결되는 2 열의 수세정 라인(45)이 형성되고, 상기 각 수세정 라인(45)의 분사노즐(47)이 교대로 배열되도록 구성된다.3 and 4, the composite air filtration device according to an embodiment of the present invention includes a washing unit for washing the dust collected by the
구체적으로, 전기 집진부(40)의 내부 하부에서 상기 전기 집진부(40)의 하부의 집진셀(43)을 향해 세정수를 고압으로 분사하는 제 1 수세정 라인(45)과 제 2 수세정 라인(45)이 상호간에 수평으로 평행하게 배치되는 수세정부가 구성된다. 상기 제 1 수세정 라인(45)과 제 2 수세정 라인(45)의 높이를 다르게 배치하여 수세정부를 구성할 수 있으나, 상기 제 1 수세정 라인(45)과 제 2 수세정 라인(45)의 높이를 동일하게 배치하면 수세정부를 구성하는 것이, 상기 제 1 수세정 라인(45)에서 분사되는 세정수와 제 2 수세정 라인(45)에서 분사되는 세정수에 의한 세정 효과를 동일하게 유지할 수 있다. Specifically, the first
상기 수세정부의 제 1, 제 2 수세정 라인(45)은 각각 일정한 간격으로 분사노즐(47)이 형성되는데, 집진셀(43)에 전체적으로 균일하게 세정수를 분사하기 위하여, 제 1 수세정 라인의 분사노즐(45)의 분사노즐(47)과, 제 2 수세정 라인(45)의 분사노즐(45)이 교대로 배열되도록 상기 제 1 수세정 라인(45)과 제 2 수세정 라인(45)이 구성된다. The first and second
구체적으로, 제 1 수세정 라인의 1번 노즐, 제 2 수세정 라인의 1번 노즐, 제 1 수세정 라인의 2번 노즐, 제 2 수세정 라인의 2번 노즐, 제 1 수세정 라인의 3번 노즐, 제 2 수세정 라인의 3번 노즐, 제 1 수세정 라인의 4번 노즐, 및 제 2 수세정 라인의 4번 노즐 등이 순서대로 지그재그 형태로 배치되어, 세척대상이 되는 집진셀(43)이 이동하면서 두 번씩 세정되는 효과를 가질 수 있게 된다. Specifically, nozzle 1 of the first water washing line, nozzle 1 of the second water washing line, nozzle 2 of the first water washing line, nozzle 2 of the second water washing line, 3 of the first water washing line No. 1 nozzle, No. 3 nozzle of the second flush line, No. 4 nozzle of the first flush line, No. 4 nozzle of the second flush line and the like are arranged in a zigzag pattern in order to be cleaned. 43) may have the effect of being washed twice while moving.
상기와 같이 교대로 배열되는 제 1 수세정 라인(45)의 분사노즐(47)과, 제 2 수세정 라인(45)의 분사노즐(47)로부터 각각 분사되는 세정수에 의해 집진셀(43)이 전체적으로 균일하게 세정된다. 즉, 전기 집진부(40)의 집진셀(43)이 제 1 수세정 라인(45)에 의해 1 차 세정되고, 상기 1 차 세정된 집진셀(43)에서 미처 세정되지 못한 세정 불능 공백이 제 2 수세정 라인(45)에 의하여 2차 세정됨으로써 상기 집진셀(43)이 전체적으로 균일하게 세정되는 것이다.The
또한, 상기 집진셀(43)의 세정 불능 공백을 제외한 대부분의 영역은 제 1 수세정 라인(45)과 제 2 수세정 라인(45)에 의해 중복되어 세정됨으로써 상기 집진셀(43)의 청결도가 향상된다.In addition, most of the regions excluding the non-cleanable voids of the
집진셀(43)을 중복 세정하는 수세정부는 제 1, 2 수세정 라인(45)으로 세정수를 고압으로 공급하는 세정수 공급 펌프(57), 및 전기 집진부(40)의 하부에 형성되어 제 1, 2 수세정 라인(45)에서 분사된 세정수를 외부로 배출하는 세정수 배출부(49)가 포함된다.The water washing unit for washing the
상기와 같은 전기 집진부(40)와 수세정부의 후방에 대면하여 가스상의 오염물을 산화 제거하는 자외선 광촉매부(50)가 형성된다. 상기 자외선 광촉매부(50)는 일정한 거리로 이격 배치되고, 각각 산화티타늄이 코팅되는 한 쌍의 메쉬플레이트(51), 및 상기 한 쌍의 메쉬플레이트(51) 사이에 형성되는 자외선 램프(53)가 포함된다. 상기 자외선 램프(53)에 의한 자외선광과 펄스 플라즈마 방전에 의한 자외선 발광이 산화티타늄이 코팅된 메쉬플레이트(51)에 동시 전파되어 광촉매 효율이 향상됨으로써 가스상의 오염물이 산화 제거된다.The
상기와 같은 복합공기여과 장치의 작용을 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.The operation of the compound air filtration device as described above will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
복합공기여과 장치의 덕트의 서로 다른 방향에 형성되는 2개의 유입구에서 입자상의 분진 또는 가스상의 오염물이 함유된 공기가 유입된다. 상기 덕트 내부 로 유입된 기류는 와류 방지망을 통과하면서 상기 기류의 간섭으로 인한 와류의 발생이 방지되고, 균일하게 분산되어 발생하는 층류가 전처리 필터로 진행하게 된다. Air containing particulate dust or gaseous contaminants is introduced at two inlets formed in different directions of the duct of the compound air filtration device. As the airflow introduced into the duct passes through the vortex prevention network, the generation of vortices due to the interference of the airflow is prevented, and the laminar flow generated by being uniformly distributed proceeds to the pretreatment filter.
상기 와류 방지망에서 균일하게 분산된 기류에 함유된 오염물은 전처리 필터에서 1차로 여과된다. 기류에 함유된 입경이 큰 먼지가 전처리 필터에서 1차로 제거되어, 다음 단계의 공기여과 유닛에서 과부하가 걸리지 않는다.Contaminants contained in the air stream uniformly dispersed in the vortex flow prevention net are first filtered in a pretreatment filter. The large particle size contained in the air stream is first removed from the pretreatment filter, so that the next stage of the air filtration unit is not overloaded.
상기 전처리 필터에서 오염물이 1차 여과되어 제거된 기류는 플라즈마 방전부를 통과하는 동안 고전압을 인가받아서, 상기 기류에 함유된 입자상 분진에 하전이 부여되며, 가스상의 오염물은 분해된다.The air stream from which the contaminants are first filtered and removed from the pretreatment filter is applied with a high voltage while passing through the plasma discharge unit, and charge is applied to the particulate dust contained in the air stream, and gaseous contaminants are decomposed.
상기 하전이 부여된 입자상 분진은 전기 집진부에 포집되고, 상기 포집된 분진들은 수세정부에 의해 세정된다. 이어서, 상기 집진셀이 수세정부의 제 1 수세정 라인에 의해 1 차 세정되고, 상기 1 차 세정된 집진셀에서 미처 세정되지 못한 세정 불능 공백이 제 2 수세정 라인에 의하여 2차 세정됨으로써 상기 스크롤 타입 집진셀이 전체적으로 균일하게 세정된다. 또한, 상기 집진셀의 세정 불능 공백을 제외한 대부분의 영역은 제 1 수세정 라인과 제 2 수세정 라인에 의해 중복 세정됨으로써 상기 스크롤 타입 집진셀의 청결도가 향상된다.The charged particulate dust is collected in the electrostatic precipitator, and the collected dust is washed by the water washing unit. Subsequently, the dust collecting cell is first washed by the first washing line of the water washing unit, and the non-cleaning non-cleaning voids not yet cleaned by the first washing dust collecting cell are secondly washed by the second washing line, thereby causing the scroll to be washed. The type dust collecting cell is cleaned uniformly throughout. In addition, since most of the regions excluding the non-cleanable blanks of the dust collecting cells are washed by the first water washing line and the second water washing line, the cleanliness of the scroll type dust collecting cell is improved.
한편, 상기 플라즈마 방전부와 전기 집진부에 의해 분해 제거되지 않은 가스상의 오염물은 광촉매부에 의해 산화 제거되어 입자상의 분진은 물론 가스상의 오염물이 효율적으로 제거된다.On the other hand, gaseous contaminants not decomposed and removed by the plasma discharge unit and the electrostatic precipitating unit are oxidized and removed by the photocatalyst unit to effectively remove particulate matter as well as gaseous contaminants.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치에서 광촉매에 의하여 발생하는 광화학 반응의 상태를 도시한 것이다.Figure 5 shows the state of the photochemical reaction generated by the photocatalyst in the composite air filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 5를 참조하면, 우선 예를 들면, 아나타제(anatase) 상을 지닌 산화티타늄 메쉬플레이트의 표면에 자외선광을 산화티타늄의 밴드캡(bandcap) 에너지인 3.2 eV 이상으로 투사하면 전자 e-CB와 홀(hole) h+VB이 생성된다. 이들은 공기 중의 수분 또는 산소분자와 다음과 같이 반응하여 활성 라디칼 OH*를 생성시킨다. Referring to FIG. 5, first, when ultraviolet light is projected onto a surface of a titanium oxide mesh plate having an anatase phase, at least 3.2 eV, which is a bandcap energy of titanium oxide, electrons e- CB and holes may be used. hole h + VB is generated. They react with water or oxygen molecules in air as follows to produce the active radicals OH * .
O2 + 2H2O + 4e-CB → 4OH- O 2 + 2H 2 O + 4e- CB → 4OH -
4OH- + 4h+VB → 4OH* 4OH - + 4h + VB → 4OH *
이 때 발생된 OH* 라디칼은 일반적인 분자반응에 의한 산화력에 비하여 산화 반응이 강력하기 때문에, 오염 가스에 함유된 휘발성 유기물 및 오염물질을 산화하여 안정화시킨다.Since the OH * radicals generated at this time are more oxidative than the oxidative power of general molecular reactions, the volatile organic substances and pollutants contained in the polluted gas are oxidized and stabilized.
일 예로, 실내 공기오염의 대표적인 휘발성 유기물인 톨루엔에 대한 제거 사례를 도 6을 참조하여 상세하게 설명한다.As an example, the removal of toluene, which is a representative volatile organic substance of indoor air pollution, will be described in detail with reference to FIG. 6.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치에서 공기에 함유된 톨루엔을 분해/제거하는 상태를 도시한 것이다.6 illustrates a state of decomposing / removing toluene contained in air in the composite air filtration apparatus according to an embodiment of the present invention.
도 6을 참조하면, OH* + ㅨ CH3 → ㅨ CH2 * + H2OReferring to Figure 6, OH * + ㅨ CH 3 → ㅨ CH 2 * + H 2 O
ㅨ CH2 * + 7O2 + 7OH* → 7CO2 + 8H2O 2 CH 2 * + 7O 2 + 7OH * → 7CO 2 + 8H 2 O
그리고, 황산화물 SOX 및 질소산화물 NOX 오염가스 분해 및 입자생성 반응은 다음의 4 단계의 반응식에 의하여 액체상의 미스트화, 또는 고체상의 입자화 반응하여 전부 집진된다.Then, the sulfur oxide SO X and NO X pollution NOx decomposition gas and particle formation reaction are all dust by reaction of the particles from becoming fine mist, or a solid phase the liquid phase of the screen by the following steps of Scheme 4.
1) N2, O2, H2O + e- → OH, O, HO2 (활성화 라디칼 생성) 1) N 2, O 2, H 2 O + e - → OH, O, HO 2 ( active radical generating)
2) -SOX + OH, O, HO2 → H2SO4 (황산가스화 반응)2) -SO X + OH, O, HO 2 → H 2 SO 4 (sulfurization gasification reaction)
-NOX + OH, O, HO2 → HNO3 (질산가스화 반응)-NO X + OH, O, HO 2 → HNO 3 (nitrate gasification reaction)
3) H2SO4 + HNO3, H2O → (NH4)2SO4 (황산암모늄 미스트화 반응)3) H 2 SO 4 + HNO 3 , H 2 O → (NH 4 ) 2 SO 4 (ammonium sulfate misting reaction)
4) (NH4)2SO4 + NH3, H2O, HNO3 → (NH4)2SO4 2NH4NO3 (고체입자 반응)4) (NH 4 ) 2 SO 4 + NH 3 , H 2 O, HNO 3 → (NH 4 ) 2 SO 4 2NH 4 NO 3 (Solid particle reaction)
본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치를 입자계수기를 사용하여 입격별 집진 효율을 측정하고, 그 결과를 도 7에서 나타낸다.In the composite air filtration device according to an embodiment of the present invention, the dust collecting efficiency of each particle was measured using a particle counter, and the results are shown in FIG. 7.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 의한 복합공기여과 장치에 의한 입자상 오염물의 입경별 집진효율을 나타내는 그래프이다.7 is a graph showing the dust collection efficiency according to the particle size of the particulate contaminants by the composite air filtration device according to an embodiment of the present invention.
도 7을 참조하면, 본 발명의 복합공기여과 장치는 입경 0.8 ㎛ 이상의 분진에 대하여 90 % 이상의 집진 효율을 지니고 있으며, 입경 0.3 ㎛ 이상의 분진에 대하여 50 % 이상의 집진 효율을 지니고 있는 것으로 나타났다(계수법으로 측정 결과)Referring to FIG. 7, the composite air filtration apparatus of the present invention has a dust collecting efficiency of 90% or more for dusts having a particle diameter of 0.8 μm or more and a dust collecting efficiency of 50% or more for dusts having a particle size of 0.3 μm or more (by counting method). Measurement results)
따라서, 본 발명의 복합공기여과 장치는 전기 집진기 및 자외선 광촉매와 펄스 코로나 플라즈마의 상호작용으로 입자상의 분진을 효과적으로 제거할 수 있고, 가스상 오염물의 분해효율을 향상시킨다는 것을 알 수 있다.Therefore, it can be seen that the composite air filtration device of the present invention can effectively remove particulate matter by the interaction of the electrostatic precipitator, the ultraviolet photocatalyst and the pulse corona plasma, and improve the decomposition efficiency of gaseous contaminants.
본 발명에 의한 복합공기여과 장치는 덕트 내부로 유입되는 기류가 와류 방지망에 의하여 균일하게 분산되어 전처리 필터, 및 다음 단계의 공기여과 유닛의 전면을 균일하게 투과함으로써 전체적인 공기여과 효율이 향상되고, 전처리 필터의 교환 또는 세척 주기가 연장되어 경제성이 향상되는 효과를 지니고 있다.In the composite air filtration apparatus according to the present invention, the air flow flowing into the duct is uniformly distributed by the vortex prevention net, and uniformly penetrates the entire surface of the pretreatment filter and the air filtration unit of the next stage, thereby improving the overall air filtration efficiency, and pretreatment. The filter replacement or cleaning cycle is extended to improve the economic efficiency.
또한, 전기 집진부에 복수개의 수세정 라인에서 분사되는 세정수에 의해 상기 전기 집진부의 집진셀을 균일하게 중복 세정하여 상기 전기 집진부의 청결도를 향상시킬 수 있다.In addition, it is possible to improve the cleanliness of the electric dust collecting part by uniformly overlapping cleaning of the dust collecting cells of the electric dust collecting part by the washing water sprayed from the plurality of water cleaning lines in the electric dust collecting part.
상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.While the above has been described with reference to a preferred embodiment of the present invention, those skilled in the art will be able to variously modify and change the present invention without departing from the spirit and scope of the invention as set forth in the claims below. It will be appreciated.
Claims (7)
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