KR100893771B1 - 습식 전기집진기 및 이를 이용한 공기 정화장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 집진판에 세척수를 흘려보내 집진판에 들러붙는 분진 등이 세척수에 의해 자동으로 세척되도록 한 습식 전기집진기를 제공하기 위한 것으로, 일자형으로 원통형상인 바디프레임(1); 상기 바디프레임 내부에 일정 간극을 갖도록 설치되며, 상기 바디 프레임보다는 작은 원통형상의 집진판(11); 및 상기 바디프레임의 중심축 방향에 설치되는 다수개의 방전전극(8); 을 포함하며, 상기 바디프레임(1)과 상기 집진판(11) 사이의 간극의 하단이 폐쇄되어 세척수가 상기 간극에 채워지도록 하고, 상기 바디프레임(1)과 상기 집진판(11) 사이의 간극의 상단은 개방되어 상기 세척수가 넘쳐 집진판(11)의 내벽을 타고 흘러내릴 수 있도록 되어 있으며, 상기 방전전극(8)은 샤프트(7)에 부착되며, 다시 상기 샤프트(7)는 상부 커버(5)를 통해 상기 습식 전기집진기 내부에 부착되며, 상기 상부 커버(5)와 상기 샤프트(7) 간에는 절연지지체(6)를 통해 전기적으로 차단되며, 상기 상부 커버(5)는 두 개 이상의 가지가 있는 부메랑 형상, 프로펠러 형상, 삼각대 형상 또는 삼발이 형상 중의 어느 한 가지 형상으로 만들어지며, 오염된 공기를 통과시키면서 커버 중앙에서 방전 전극(8)이 설치된 샤프트(7)를 지지하는 것을 특징으로 한다.

전기집진기, 세척수, 집진판, 바디프레임, 방전전극

Description

습식 전기집진기 및 이를 이용한 공기 정화장치{Wet Electrostatic Precifitator and Air Purifying Apparatus using the same}

본 발명은 전기집진기에 관한 것으로, 특히 집진기에 의해 집진한 먼지나 슬러지, 오일미스트(oilmist) 등을 세척수로 집진과 동시에 세척가능하도록 한 습식 전지집진기에 관한 것이다.

일반적으로 집진기는 일측방향에서 유입되는 오염된 공기를 정화시켜 타측방향으로 배출시키는 것으로서, 그 중에서 전기식 집진기는 높은 방전 전압을 생성하여 중성자 상태의 미세분진들을 코로나 방전을 통해 생성된 "e⁺ "또는" e^-" 와 결합 되도록 하여 해당 미세분진들을 하전시킨 후, '+' 및 '-'극성으로 대전된 집진판에 상기 하전된 미세분진들이 포집되도록 하여 집진하게 된다.

예를들어, 미세분진이 방전전압에 의해 마이너스 전기를 갖도록 대전된 후 집진부를 통과하면서 대전된 이물질이 상기 집진판에 흡착 집진되어 청정한 공기를 배출하도록 작용한다.

이러한 과정에서 공기 중의 먼지입자나 미세분진 등이 집진판에 흡착하게 되며 시간이 지남에 따라 많은 양의 입자들이 집진기에 쌓여서 집진 기능을 저하시키며 전기를 낭비하게 된다.

이러한 상황을 막기 위해서 기존의 방법들은 필터를 부착하여 초기에 입자나 먼지 등을 걸러내어 집진량을 줄여 집진기의 수명을 연장시키거나, 집진기를 쉽게 착탈할 수 있도록 하여 사용자가 쉽게 씻을 수 있도록 하고 있다.

그러나, 전자의 방식은 궁극적인 방법이 되지 못할 뿐더러, 더욱이 양자 모두 일정시간이 지나면 집진판을 분리하여 세척한 후에 다시 조립하여야 한다는 문제점이 있다.

최근에는 강한 송풍 방식으로 집진판에 달라붙은 먼지나 분진 등을 날려보내는 방식도 있으나, 이 역시 어디까지나 주기적인 청소가 필요한 실정이며, 그 효과 또한 한계가 있다.

더욱이, 종래의 습식 전기집진기는 그 구조가 복잡하거나, 오염된 공기의 입구 및 정화된 공기의 출구의 방향이 각을 이루어 구부러진 형태를 이루거나, 아니면 배기구나 굴뚝에 구부러진 형태로 설치되어야 하므로, 배기구에 설치가 복잡하거나 설치되더라도 배기 성능이 떨어지며 유지 관리도 힘들다는 단점이 있었다.

본 발명은 이상의 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은, 집진판에 세척수를 흘려보내 집진판에 들러붙는 분진이나 오일미스트(oilmist) 또는 미세먼지가 세척수에 의해 자동으로 세척되도록 한 습식 전기집진기를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 일측면에 따른 습식 전기집진기는, 일자형으로 원통형상인 바디프레임(1); 상기 바디프레임 내부에 일정 간극을 갖도록 설치되며, 상기 바디 프레임보다는 작은 원통형상의 집진판(11); 및 상기 바디프레임의 중심축 방향에 설치되는 다수개의 방전전극(8); 을 포함하며, 상기 바디프레임(1)과 상기 집진판(11) 사이의 간극의 하단이 폐쇄되어 세척수가 상기 간극에 채워지도록 하고, 상기 바디프레임(1)과 상기 집진판(11) 사이의 간극의 상단은 개방되어 상기 세척수가 넘쳐 집진판(11)의 내벽을 타고 흘러내릴 수 있도록 되어 있으며, 상기 방전전극(8)은 샤프트(7)에 부착되며, 다시 상기 샤프트(7)는 상부 커버(5)를 통해 상기 습식 전기집진기 내부에 부착되며, 상기 상부 커버(5)와 상기 샤프트(7) 간에는 절연지지체(6)를 통해 전기적으로 차단되며, 상기 상부 커버(5)는 두 개 이상의 가지가 있는 부메랑 형상, 프로펠러 형상, 삼각대 형상 또는 삼발이 형상 중의 어느 한 가지 형상으로 만들어지며, 오염된 공기를 통과시키면서 커 버 중앙에서 방전 전극(8)이 설치된 샤프트(7)를 지지하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는, 다시 상기 샤프트(7)의 하부는 하부 커버(5')를 통해 상기 습식 전기집진기 내부 중앙에 고정되도록 하며, 상기 하부 커버(5')와 상기 샤프트(7) 간에는 절연지지체(6')를 통해 전기적으로 차단되며, 상기 하부 커버(5')는 두 개 이상의 가지가 있는 부메랑 형상, 프로펠러 형상, 삼각대 형상 또는 삼발이 형상 중의 어느 한 가지 형상으로 만들어지며, 정화된 공기를 통과시키면서 커버 중앙에서 방전 전극(8)이 설치된 샤프트(7)를 지지하는 것을 특징으로 한다.

또한 바람직하게는, 상기 샤프트(7)의 하부는 중심추(71)에 의해 상기 습식 전기집진기 내부 중앙에 위치되도록 하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위한 본 발명의 다른 측면에 따른 공기 정화장치는, 상기 습식 전기집진기를 오염된 공기가 배출되는 상방향의 배기구(200) 상에 설치하고, 상기 습식 전기집진기 상에 굴뚝(600)을 설치하여, 상기 배기구와 상기 습식 전기집진기 및 상기 굴뚝이 일렬로 되도록 하되, 상기 습식 전기집진기와 배기구, 상기 습식 전기집진기와 굴뚝, 또는 상기 습식 전기집진기와 상기 배기구 및 상기 습식 전기집진기와 상기 굴뚝 모두의 사이에 송풍기(300, 300')를 설치하고, 배기구 하측에는 세척수를 유출시키는 장치(400, 500)를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 관한 습식 전기집진기에 의하면, 집 진된 분진이나 미세먼지가 집진기 내부의 집진판에 들러붙기 전에 세척수에 의해 자동으로 세척하게 되므로, 집진기 내부를 주기적으로 청소할 필요가 없으며, 그럼에도 집진기의 성능을 항상 최적 상태로 유지할 수 있게 된다.

특히, 본 발명의 제2 실시예의 추타 방식의 전기집진기에 의하면, 습식환경에서 발생할 수 있는 누전이나 단락 문제도 완벽하게 해결할 수 있는 장점이 있다.

특히, 본 발명의 습식 전기집진기는 그 구조가 일자형이면서 간단하고, 오염된 공기의 입구 및 정화된 공기의 출구의 방향이 정 반대 방향이어서 배기구에 설치가 간단하고, 설치 후에도 배기구와 습식 전기집진기 및 굴뚝이 전체로 일자형을 이루어 상방향으로 배출되기 때문에, 설치 전에 비해 배기 성능이 떨어지지 않으며, 배기가 상방향으로 일자형으로 이루어지게 되는 것이 가능하여 그을음도 그다지 쌓이지 않으므로 유지 관리도 용이하다는 단점이 있었다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 전기식 집진기의 사시도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시예의 전기식 집진기의 입 단면도이며, 도 3은 도 2의 커버의 상세 단면도로서, (a)는 커버의 평 단면도이고, (b)는 (a)의 B-B' 선 단면도이다.

도 4는 도 2의 방전 전극의 상세도이고, 도 5는 도 2의 절연지지체의 상세도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 입 단면도이다.

먼저, 도 1 및 도 2에서 보는 바와 같이, 본 발명의 습식 전기집진기는 상부와 하부의 단부에 각각 상부 및 하부 플랜지(4, 4')가 달린 대략 원통형의 바디 프레임(1)으로 이루어지며, 그 내부는 도 2의 단면도에서 보듯이, 바디 프레임보다 약간 작은 원통형의 집진판(11)이 내장되되, 상기 원통형의 집진판(11)과 상기 바디프레임(1)의 사이에는 소정의 간극이 존재하고, 상기 간극의 상단은 개방되나 하단은 폐쇄되어 있어, 여기에 세척수가 외부로부터 유입구(2)를 통해 유입되며, 유입된 세척수는 상기 간극을 채우고 나서, 여분의 계속 유입되는 세척수는 집진판(11)의 내면을 따라 흘러내리게 된다.

한편, 상기 바디프레임(1)의 정 중앙에는, 다수 개의 방전 전극(8)이 길이 방향으로 부착되어 있는 샤프트(7)가 상부 및 하부 커버(5, 5')에 의해 지지되어 있는 바, 상기 샤프트(7)와 커버 사이에는 전기적 절연을 위한 상부 및 하부 절연지지체(6, 6')가 개재되어 있다. 커버, 방전 전극 및 절연지지체에 대해서는 도 3 내지 도 5를 참조하여 후술한다.

한편, 상기 바디프레임(1)의 하부에는 드레인(3)이 설치되어 있으나, 이는 반드시 필요한 사항은 아니나, 수리나 시험을 위해 내부의 세척수를 배출하기에 용이하도록 설치되는 것이 바람직하다.

부재 번호 9 및 10은 각각, 본 발명의 전기집진기(100)를 공기 정화의 목적이 되는 오염된 공기의 배기구나 공장의 굴뚝에 설치할 때에, 전기집진기를 운반하는데 사용되는 손잡이 및 굴뚝에 견고하게 지지하기 위한 지지판이다.

도 3에는 상술한 상부 및 하부 커버(5, 5')가 도시되어 있는 바, 상기 커버 는 일례로 세 개의 가지가 있는 부메랑 혹은 프로펠러 형상으로 만들어질 수 있으며, 삼각대나 삼발이 형상으로 만들어질 수 있다. 이는 오염된 공기 및 정화된 공기를 각각 통과시키면서 커버 중앙에서 방전 전극(8)이 설치된 샤프트(7)를 지지하기 위함이다.

커버(5, 5')의 중앙에는 방전전극에 전원을 공급하기 위한 전선 통과용 중앙홀(54)이 천공되어 있고, 역시 전선 통과용 수평홀(53)이 어느 일측 가지에 천공되어 있다. 부재 번호 51 및 52는 각각 상기 커버(5, 5')를 바디 프레임(1)에 결착하기 위한 제1 및 제2 탭 홀이다.

역시 도 4에는 방전 전극(8)의 상세 도면이 도시되어 있는 바, 중앙에는 샤프트(7)에 끼워지기 위한 관통홀(82)이 천공되어 있고, 판형의 방전 전극의 원주상 가장자리로는 고압 방전을 잘 일으키도록 뾰족한 형상의 전극침(81)이 돌출되어 있다.

그리고, 도 5에는 상기 커버(5, 5')와 샤프트(7)를 지지하면서 샤프트(7)를 커버(5, 5') 및 바디 프레임(1) 등으로부터 절연시키기 위한 절연지지체(6, 6')가 도시되어 있다. 절연지지체는 통상의 애자 형상으로 외부에 주름부(62)를 갖도록 하며, 내부에는 역시 방전 전극에 전원을 공급하기 위한 전선이 지나가는 관통홀(61)이 천공되어 있다.

한편, 도 6은 본 발명의 상기 제1 실시예(도 2)와는 약간 상이한 다른 실시예를 들어 본 발명의 동작을 설명하고 있는 바, 본 실시예(도 6)와 제1 실시예(도 2)의 차이점은, 제1 실시예의 경우에는 상측과 마찬가지로 하측에서도 상측 커버(5)와 동일한 하측 커버(5')를 사용하여 방전전극의 샤프트(7)를 지지하는데 반해, 본 실시예(도 6)에서는 추타방식을 사용한다. 즉, 하측에서는 별도로 샤프트(7)를 지지하지 않고, 샤프트의 끝에 중심추(71)를 매달아 놓아, 본 실시예의 전기집진기(100')가 수직으로 세워졌을 때에, 샤프트도 추의 중력에 의해 수직으로 유지되도록 하는 것에 차이점이 있다.

이렇게 추타방식을 사용함으로써, 제1 실시예의 경우에 습한 환경에서 하측 절연지지체(6')와 하측 커버(5')가 습기에 노출되어 생길 수도 있는 절연파괴 문제를 말끔하게 해소할 수 있다는 점이 있다. 다만 제1 실시예의 경우에는 진동이 심한 장소에서도 문제가 없으나, 본 실시예의 경우에는 진동에 의해 샤프트가 중심 위치에서 다소 이탈할 수 있다는 단점이 있을 수 있다.

이제, 본 발명의 습식 전기집진기의 동작을 도 6 및 도 7을 참조하여 설명한다. 도 7은 본 발명의 습식 전기집진기의 설치예를 나타내고 있다.

먼저, 도 7에서 보는 바와 같이, 본 발명에 관한 습식 전기집진기(100 또는 100')를 오염된 공기가 배출되는 공장 등의 배기구(200) 상에 하측 플렌지(4')를 사용하여 결착시킨다. 전기집진기 상부에는 상측 플렌지(4)를 사용하여 통상의 굴뚝(600)에 연결한다. 바람직하게는, 본 발명의 전기집진기(100 혹은 100')와 배기구 및/또는 굴뚝 사이에는 배기용 송풍기(300, 300')가 설치되는 것이 좋다.

이때, 배출되는 오염공기의 양이나 오염정도에 따라 하나의 전기집진기로 정 화하는 것이 곤란할 경우, 상기 두 개 이상의 전기집진기(100, 100')를 직렬 및/또는 병렬로 연결할 수도 있다.

이와 같은 상태에서, 유입구(2)를 통해 세척수를 습식 전기집진기(100 혹은 100') 내로 유입시키면, 세척수가 바디프레임(1)과 집진판(11) 사이의 간극의 공간을 채우고 난 후, 집진판(11) 위로 흘러넘쳐 집진판(11) 내벽을 타고 흘러내리게 되는 바, 집진기를 수직으로 세우게 되면 세척수의 표면장력에 의해 집진판 내벽 전체를 자연스럽게 감싸면서 흘러내리게 된다. 이 상태에서 집진기 내부의 방전 전극에 고압방전을 일으키게 되면 (도 6 참조), 오염된 공기 중의 분진이나 미세먼지가 대전되어, 방전전극과 소정거리가 이격되어 둘러싸고 있는 집진판(11)에 들러붙게 되는 바, 본 발명의 습식 전기집진기에서는 집진판 내벽을 타고 흘러내리는 세척수에 의해 세척수와 함께 집진기 하측 방향으로 자연스럽게 유출될 수 있다.

이렇게 하여 정화된 공기가 집진기 상측 방향으로 유출되게 되며, 오염물질을 포함한 세척수는 집진기 하측 방향으로 유출되어, 도 7은 세척수 호퍼(400)에 모이게 되며, 일정 주기로 혹은 소량씩 유출 밸브(500)를 통해 세척수만을 밖으로 버리면 되고, 별도로 집진기 내부를 청소할 필요가 없게 된다.

드레인(3) 상의 유출 밸브(500)는 평소에는 작동할 필요가 없고, 집진기 교체나 내부 수리를 위해 집진기 내의 세척수를 완전히 빼내야 할 경우에만 필요하게 된다.

이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 전기식 집진기의 사시도.

도 2는 본 발명의 일 실시예의 전기식 집진기의 입 단면도.

도 3은 도 2의 커버의 상세 단면도로서, (a)는 커버의 평 단면도이고, (b)는 (a)의 B-B' 선 단면도이다.

도 4는 도 2의 방전 전극의 상세도.

도 5는 도 2의 절연지지체의 상세도로서, (a)는 정면도이고, (b)는 입 단면도이다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예의 동작 설명도.

도 7은 본 발명의 습식 전기집진기의 설치예를 나타내고 있다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

100, 100' : 습식 전기집진기 200 : 배기구

300, 300' : 송풍기 400 : 세척수 호퍼

500 : 밸브 600 : 굴뚝

1 : 바디 프레임 2 : 유입구

3 : 드레인 4, 4' : 플렌지

5, 5' : 커버 6, 6' : 절연지지체

7 : 샤프트 8 : 방전 전극

9 : 지지판 10 : 손잡이

11 : 집진판

51 : 제1 탭 홀 52 : 제2 탭 홀

53 : 수평홀 54 : 중앙홀

61 : 관통홀 62 : 주름부

71 : 중심추

81 : 전극침 82 : 관통홀

Claims (4)

1. 습식 전기집진기에 있어서,

   일자형으로 원통형상인 바디프레임(1);

   상기 바디프레임 내부에 일정 간극을 갖도록 설치되며, 상기 바디 프레임보다는 작은 직경의 원통형상의 집진판(11); 및

   상기 바디프레임의 중심축 방향에 설치되는 다수개의 방전전극(8);

   을 포함하며,

   상기 바디프레임(1)과 상기 집진판(11) 사이의 간극의 하단이 폐쇄되어 세척수가 상기 간극에 채워지도록 하고, 상기 바디프레임(1)과 상기 집진판(11) 사이의 간극의 상단은 개방되어 상기 세척수가 넘쳐 집진판(11)의 내벽을 타고 흘러내릴 수 있도록 되어 있으며,

   상기 방전전극(8)은 샤프트(7)에 부착되며,

   다시 상기 샤프트(7)는 상부 커버(5)를 통해 상기 습식 전기집진기 내부에 부착되며,

   상기 상부 커버(5)와 상기 샤프트(7) 간에는 절연지지체(6)를 통해 전기적으로 차단되며,

   상기 상부 커버(5)는 두 개 이상의 가지가 있는 부메랑 형상, 프로펠러 형상, 삼각대 형상 또는 삼발이 형상 중의 어느 한 가지 형상으로 만들어지며, 오염된 공기를 통과시키면서 커버 중앙에서 방전 전극(8)이 설치된 샤프트(7)를 지지하 는 것을 특징으로 하는 습식 전기집진기.
2. 제 1항에 있어서,

   다시 상기 샤프트(7)의 하부는 하부 커버(5')를 통해 상기 습식 전기집진기 내부 중앙에 고정되도록 하며,

   상기 하부 커버(5')와 상기 샤프트(7) 간에는 절연지지체(6')를 통해 전기적으로 차단되며,

   상기 하부 커버(5')는 두 개 이상의 가지가 있는 부메랑 형상, 프로펠러 형상, 삼각대 형상 또는 삼발이 형상 중의 어느 한 가지 형상으로 만들어지며, 정화된 공기를 통과시키면서 커버 중앙에서 방전 전극(8)이 설치된 샤프트(7)를 지지하는 것을 특징으로 하는 습식 전기집진기.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 샤프트(7)의 하부는 중심추(71)에 의해 상기 습식 전기집진기 내부 중앙에 위치되도록 하는 것을 특징으로 하는 습식 전기집진기.
4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항의 상기 습식 전기집진기를 오염된 공기가 배출되는 상방향의 배기구(200) 상에 설치하고, 상기 습식 전기집진기 상에 굴뚝(600)을 설치하여, 상기 배기구와 상기 습식 전기집진기 및 상기 굴뚝이 일렬로 되도록 하되,

   상기 습식 전기집진기와 배기구, 상기 습식 전기집진기와 굴뚝, 또는 상기 습식 전기집진기와 상기 배기구 및 상기 습식 전기집진기와 상기 굴뚝 모두의 사이에 송풍기(300, 300')를 설치하고,

   배기구 하측에는 세척수를 유출시키는 장치(400, 500)를 설치하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 오염된 공기의 정화장치.

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