KR101039281B1 - 오존발생 저감용 전기집진장치 - Google Patents

오존발생 저감용 전기집진장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 오존의 발생과 소비전력 및 오염된 공기(유해가스)의 처리시 발생하는 2차 오염물질의 발생을 최소화 하기 위한 오존발생 저감용 전기집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방전극과 접지부을 구비하고, 상기 방전극에 고전압을 인가함으로써 방전이 발생하도록 이루어진 종래의 전기집진장치를 대신하여 낮은 전압에도 방전이 발생하도록 다발의 탄소섬유를 사용하여 소비전력을 낮추는 동시에 낮은 전압에서도 방전이 발생하여 오존의 발생과, 2차 오염물질을 억제하도록 이루어진 오존발생 저감용 전기집진장치에 관한 것이다.
이러한 본 발명의 오존발생 저감용 전기집진장치는, 오염된 공기를 하전시켜 미세입자를 집진하는 전기집진장치에 있어서, 탄소섬유로 이루어진 이온발생구가 설치되어 인입되는 오염된 공기를 하전시키는 하전부와; 상기 하전부의 후단에 설치되어 하전된 오염되 공기의 미세입자를 집진하는 집진부로 구성된 것이다.
이러한 상기 하전부는 유입되는 오염된 공기를 안내하는 몸체인 제1 닥트와; 상기 제1 닥트 내에 설치되는 탄소섬유로 이루어진 이온발생구와; 상기 이온발생구에 고전압을 인가하는 하전부용 고전압발생장치로 구성되며, 상기 하전부의 제1 닥트는 극성을 가지지 않도록 비금속재질로 이루어진다.
전기집진장치, 오존, 탄소섬유

Description

오존발생 저감용 전기집진장치{Electric Dust Collector}
본 발명은 오존의 발생과 소비전력 및 오염된 공기(유해가스)의 처리시 발생하는 2차 오염물질의 발생을 최소화 하기 위한 오존발생 저감용 전기집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 방전극과 접지부을 구비하고, 상기 방전극에 고전압을 인가함으로써 방전이 발생하도록 이루어진 종래의 전기집진장치를 대신하여 낮은 전압에도 방전이 발생하도록 다발의 탄소섬유를 사용하여 소비전력을 낮추는 동시에 낮은 전압에서도 방전이 발생하여 오존의 발생과, 2차 오염물질을 억제하도록 이루어진 오존발생 저감용 전기집진장치에 관한 것이다.
오염된 공기로부터 미세입자 등과 같은 유해물질을 제거하여 깨끗한 공기로 처리하는 다양한 장치가 있으며, 최근에 가장 많이 사용되는 장치는 집진효율이 좋은 코로나 방전을 이용한 전기집진장치가 널리 사용된다.
일반적인 전기집진장치는 코로나 방전을 이용하여 입자(미세입자)에 전하를 부여시켜, 미세입자를 하전시키고, 상기 극성을 가진 하전된 미세입자를 전기장 속 으로 이동시켜 수거하는 장치로, 첨부된 도 1과 같이 전기집진장치는 코로나 방전을 일으켜 미세입자를 하전시키는 방전봉(1)과, 접지극(2)과, 고전압발생장치(3)로 이루어진 하전부와, 상기 하전부에서 하전된 미세입자를 집진하는 집진판(4)이 설치된 집진부와, 상기 하전부의 전단에 설치되어 유입되는 오염된 공기를 1차 처리하는 전처리용 필터(5)와, 집진부의 후단에 설치되어 최종처리하는 후처리용 필터(6)로 구성된다.
이러한 상기 전기집진장치는 전처리용 필터(5)에서 1차적으로 비교적 큰 미세입자를 처리하고, 전처리용 필터를 통과한 미세입자를 포함한 오염된 공기는 하전부의 고전압발생장치(3)로부터 인가되는 전류에 의하여 방전봉(1)과 접지극(2) 사이에 코로나 방전이 발생되고, 상기 코로나 방전에 의하여 유입된 미세입자는 하전된다. 상기 하전된 미세입자는 집진부로 유입되고, 유입된 미세입자는 집진판에 집진되고, 나머지는 후처리용 필터를 거쳐 외부로 배출된다.
이러한 방전봉(극)과 상대 접지극 사이에 양극 또는 음극의 고전압을 인가하여 방전극 부분에서 코로나 방전을 생성하는 종래의 전기집진장치는 집진효율이 좋은 장점이 있으나, 아래와 같은 다양한 단점을 가지고 있다.
즉, 종래의 전기집진장치는 고전압에 의하여 발생하는 코로나 방전으로 공기(미세입자)를 이온화시킴으로써 첫째, 다량의 오존을 발생시키는 단점이 있으며, 둘째, 기타 유해가스 처리시 유해가스를 이온화 기키는 과정에서 Nox, Sox, 산성물질 또는 알데히드 등의 2차 오염물질을 발생시키는 단점이 있고, 셋째, 입자 포집효율을 위해서는 방전극에 더욱더 큰 고전압을 인가시켜야 함으로써, 전압의 상승 에 따라 전류 또한 상승하여 전력소모가 많은 단점이 있고, 넷째, 코로나 발생을 위해서는 금속성의 방전극과 접지극이 필요한 단점이 있다. 즉, 상기 방전극과 접지극이 금속성임으로써 반도체 혹은 LCD 제조 등의 공정에서 나오는 강산성의 유해가스에 의하여 부식이 쉽게 이루어져 내구성에 많은 문제점이 있고, 이로 인하여 전기집진장치를 사용하지 못하는 요인이 된다.
상기 첫째의 단점과 같이 오존의 발생이 많은 경우에는 오존의 발생에 의하여 지하철역 등과 같이 사람이 많이 모이는 장소에서 전기집진장치를 사용하지 못하는 단점이 있다.
종래의 전기집진장치를 사람이 많이 모이는 장소등과 같은 곳에 설치하고자 할 경우에는 별도의 후처리용 필터인 오존처리장치를 필수로 설치하여야 하는 단점이 있으며, 이로 인하여 제작 비용이 상상하는 단점이 있으며, 상기 후처리용 필터는 영구적이지 못해 주기적으로 교체하여야 함으로 유지보수에 대한 비용이 상승하는 단점이 있다.
본 발명은 상기과 같은 단점을 해결하고자 발명된 것으로, 종래의 방전봉(극)과 접지판에 인가되는 고전압 보다 상대적으로 낮은 전압에서도 방전이 일어나도록 하여 오존의 발생을 억제시키고, 소비전력을 줄이도록 이루어진 오존발생 저감용 전기집진장치를 제공하는데 목적이 있다.
상기 목적을 달성하고자 본 발명의 오존발생 저감용 전기집진장치는,
오염된 공기를 하전시켜 미세입자를 집진하는 전기집진장치에 있어서, 탄소섬유로 이루어진 이온발생구가 설치되어 인입되는 오염된 공기를 하전시키는 하전부와; 상기 하전부의 후단에 설치되어 하전된 오염되 공기의 미세입자를 집진하는 집진부로 구성되고,
상기 하전부의 전단에는 전처리용 필터를 설치할 수 있으며, 상기 집진부의 후단부에는 후처리용 필터를 설치할 수 있다.
이러한 상기 하전부는 유입되는 오염된 공기를 안내하는 몸체인 제1 닥트와; 상기 제1 닥트 내에 설치되는 다발의 탄소섬유로 이루어진 이온발생구와; 상기 이온발생구에 고전압을 인가하는 하전부용 고전압발생장치로 구성된다.
상기 하전부의 제1 닥트는 극성을 가지지 않도록 비금속재질로 이루어진다.
상기 제1 닥트는 보통 원형관 또는 사각관으로 형성되되, 오각형, 육각형등 다각형으로 형성될 수도 있다.
상기 원형관으로 이루어진 제1 닥트의 경우, 설치되는 상기 이온발생구는 적어도 하나 이상이 상기 제 1닥트의 내측에 등간격으로 방사선 형태로 고정설치되거나, 또는 상기 원형관의 제1 닥트의 중심에 이온발생구 설치용 봉을 설치하고, 상기 이온발생구 설치용 봉에는 적어도 3개 이상의 이온발생구를 등간격으로 방사선 형태로 고정설치 할 수도 있다.
상기 제1 닥트가 사각형관으로 형성된 경우에는, 상기 제1 닥트의 내측에는 적어도 1개 이상의 이온발생구 설치용 봉을 설치하고, 상기 이온발생구 설치용 봉에는 적어도 1개 이상의 이온발생구가 등간격으로 고정설치한다.
상기 집진부는 하전부를 통과하여 유입되는 오염된 공기를 안내하는 몸체인 제2 닥트와; 하전된 미세입자와 동일한 극성을 가지는 전극봉 또는 전극판과; 상기 하전된 미세입자를 집진하는 집진판과; 상기 전극봉과 집진판에 전기를 인가하는 집진부용 고전압발생장치로 구성되거나,
또는 상기 집진부는 하전부를 통과하여 유입되는 오염된 공기를 안내하며, 하전된 미세입자를 집진하는 몸체인 집진판용 제2 닥트와; 하전된 미세입자와 동일한 극성을 가지는 전극봉과; 상기 제2 닥트와 전극봉에 전기를 인가하는 집진부용 고전압발생장치로 구성된다.
상기와 같이 이루어진 오존발생 저감용 전기집진장치는 다발의 탄소섬유로 이루어진 이온발생구를 사용함으로써 종래의 전기집진장치보다 낮은 전압에서도 방전을 일으켜 이온을 발생시켜 미세입자를 하전시킴으로써 오존의 발생이 적고, 소비전력을 줄일 수 있는 효과가 있다. 상기와같이 오존의 발생이 적어 지하철역과 같은 사람이 많은 장소에서도 설치가 가능한 장점이 있다.
또한 상기 이온발생구는 탄소섬유로 이루어짐으로써 강한 산성의 유해가스를 포함하는 곳에서도 내구성이 좋아 사용이 가능한 장점이 있다.
또한, 후처리용 필터를 제거할 수 있음으로 공기의 흐름에 대한 차압발생을 줄일 수 있는 효과가 있다.
첨부된 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
첨부된 도면인 도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 오존발생 저감용 전기집진장치의 이온발생장치이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 오존발생 저감용 전기집진장치의 개략도이고, 도 4는 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 하전부에 대한 측단면도이며, 도 5는 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 하전부에 대한 다른 실시예의 측단면도이고, 도 6는 도 5에 대한 측단면도이며, 도 7은 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 하전부에 대한 또 다른 실시예의 측단면도이고, 도 8은 도 7에 대한 측단면도이며, 도 9 내지 도 12는 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 집진부에 대한 다양한 실시예를 나타낸 개략도이다.
도 3과 같이 본 발명의 오존발생 저감용 전기집진장치는 크게 탄소섬유로 이루어진 이온발생구(12)가 설치된 하전부(10)와, 상기 하전부(10)의 후단에 설치되어 하전된 오염되 공기의 미세입자를 집진하는 집진부(20)와, 상기 하전부(10)의 전단부에 설치된 전처리용 필터(30)와, 상기 집진부(20)의 후단부에 설치된 후처리용 필터(40)로 구성된다.
상기 하전부(10)는 유입되는 오염된 공기를 안내하는 몸체인 제1 닥트(11)와, 상기 제1 닥트(11) 내에 설치되는 탄소섬유로 이루어진 이온발생구(12)와, 상기 이온발생구(12)에 고전압을 인가하는 하전부용 고전압발생장치(13)로 구성된다.
상기 몸체인 제1 닥트(11)는 플라스틱 계열(PVC, PE, PP 등) 등과 같은 비금속재질로 형성된다. 상기와 같이 제1 닥트(11)가 비금속재질로 형성됨으로써 이온발생구(12)로부터 발생되는 이온손실을 최소화 할 수 있게 된다. 만일 제1 닥트(11)가 금속재질로 형성될 경우에는 내부면을 플라스틱 계열 등과 같은 비금속재질로 코팅처리를 하는 것이 바람직하다.
이러한 상기 몸체인 제1 닥트(11)는 도 4와 도 5와 도 7과 같이 보통 원형 또는 사각형의 관으로 형성되며, 또는 오각형, 육각형 등과 같은 다각형의 관으로도 형성될 수도 있다.
상기 하전부(10)에 설치되어 양이온 또는 음이온을 발생하는 이온발생장치는 도 2와 같이 탄소섬유(12a)가 다발로 묶여 이루어진 방진구(12)와, 상기 방진구(12)에 고전압을 인가하는 고전압발생장치(13)로 구성된다.
이와 같이 이루어진 이온발생장치의 이온을 발생하는 다발의 탄소섬유(12a)로 형성된 방진구(12)에 고전압발생장치(13)로부터 전압이 인가되면 다발의 탄소섬유(12a)에 대응되는 접지부가 없어도 탄소섬유의 직경이 매우 작아 섬유주위의 국부적인 전기장이 커서 기존의 전기집진장치에 비하여 낮은 전압에서도 방전이 일어나 이온이 발생한다.
이와 같이 낮은 전압에서도 방전이 일어남으로써 기존의 전기발생장치에 비하여 오존의 발생량이 획기적으로 줄어들게 되고, 소비전력도 낮아지게 된다.
상기 이온발생구(12)는 도 4와 같이 원형관 형태의 제1 닥스(11)에 등간격으로 방사선 형태로 배치되어 끝단부가 내부를 향하도록 교체가능하도록 고정설치된다.
또는 상기 이온발생구(12)는 도 5와 도 6과 같이 원형관 형태의 제1 닥스(11) 내의 중심에 이온발생구 설치용 봉(14)을 설치하고, 상기 이온발생구 설치용 봉(14)에 방사선 행태로 등간격으로 배치하여 교체가능하도록 고정설치할 수도 있다.
이러한 상기 이온발생구(12)는 고전압발생장치(13)로부터 전압을 인가받을 수 있도록 전기적으로 연결된다.
도 7과 도 8과 같이 제1 닥스(11')가 사각형 관형태인 경우에는 사각관의 내부에 등간격으로 다수개의 이온발생구 설치용 봉(14')을 수직 또는 수평형태로 배열하고, 상기 이온발생구 설치용 봉(14')에 다수개의 이온발생구(12)을 등간격으로 배치하여 교체가능하도록 고정설치할 수도 있다.
상기 집진부(20)는 도 3과 같이 하전부(10)의 후단에 설치되어 상기 하전부로부터 하전된 미세입자(50)를 집진하는 것으로, 상기 집진부(20)는 제2 닥트(21)와, 상기 제2 닥트(21)의 내측에 설치된 전극봉(22)과, 집진부용 고전압발생장치(23)으로 구성된다.
상기 제2 닥트(21)는 보통 금속재질로 형성되고, 도 3과 같이 고전압발생장치(23)의 접지극와 연결되어 하전된 미세입자를 집진하는 집진판 역할을 한다.
상기 전극봉(22)은 고전압발생장치(23)와 연결되어 전압을 인가받아 집진판 사이에 전기장을 형성하게 된다. 이때, 상기 전극봉(22)은 하전된 미세입자(50)와 동극성을 가지도록 고전압발생장치(23)에 연결되고, 집진판은 하전된 미세입자(50)와 반대되는 극성을 가지도록 고전압발생장치(23)에 연결된다.
상기 전극봉(22)은 제2 닥트(21) 내에 설치되는 집진판의 형태에 따라 전극봉이 아닌 전극판으로 형성될 수 있다.
이러한 집진부(20)는 도 3과 같이 하전부(10)에서 하전된 미세입자(50)는 전극봉(22)과 집진판 역할을 하는 제2 닥트(21) 사이에 형성되는 자기장에 의하여 미세입자 흐름선(51)과 같이 이동하여 제2 닥트(집진판)(21)에 집진된다.
도 9 내지 도 12는 본 발명의 오존발생 저감용 전기집진장치인 집진부(20)에 대한 다른 실시예를 나타난 것으로,
도 9는 제2 닥트(21)의 내측에 하전된 미세입자(50)를 집진하는 집진판(25)을 설치한 것이다. 이때, 상기 집진판(25)은 제2 닥트(21)의 크기에 따라 설치되는 수량이 변화하게 되고, 상기 집판판(25)의 수량에 따라 전극봉(22)의 수량도 변화하게 된다.
도 10은 상기 도 9에 나타난 것과 동일하나 전극봉(22)을 제거한 것이다.
도 11과 도 12는 전술되 도 3의 발명과 동일하나, 제2 닥트(21)의 내측에 하전된 미세입자(50)를 집진하는 집진판(25)을 더 설치한 것이다. 이때, 제2 닥트(21)와 집진판(25)을 고전압발생장치(23)에 연결하여 상기 제2 닥트(21)와 집진판(25)이 하전된 미세입자를 집진하는 집진판 역할을 하도록 한 것이다.
상기 전처리용 필터(30)는 종래의 전기집진장치에 사용되는 것과 동일한 것으로 하전부(20)의 전단에 설치되어 비교적 큰 미세입자를 제거하는 것으로, 도 11과 도 12와 같이 설치되지 않을 수도 있다.
상기 후처리용 필터(30)는 상지 전처리용 필터(30)와 동일하게 종래의 전기집진장치에 사용되는 것과 동일한 것으로, 집진부(20)를 통과한 공기를 다시 한번 여과시키는 것이다. 이러한 후처리용 필터(30)는 도 11과 도 12와 같이 설치되지 않을 수도 있다.
도 1은 종래의 전기집진장치에 대한 개략도.
도 2는 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 오존발생 저감용 전기집진장치의 이온발생장치.
도 3은 본 발명의 바람직한 실시예를 나타낸 오존발생 저감용 전기집진장치의 개략도.
도 4는 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 하전부에 대한 측단면도.
도 5는 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 하전부에 대한 다른 실시예의 측단면도.
도 6는 도 5에 대한 측단면도.
도 7은 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 하전부에 대한 또 다른 실시예의 측단면도.
도 8은 도 7에 대한 측단면도.
도 9 내지 도 12는 본 발명인 오존발생 저감용 전기집진장치의 집진부에 대한 다양한 실시예를 나타낸 개략도.
[도면의 주요부분에 대한 부호의 설명]
10 : 하전부 11 : 닥트
12 : 이온발생구 13 : 고전압발생장치
14, 14' : 봉
20 : 집진부 21 : 닥트
22 : 전극봉 23 : 고정압발생장치
30 : 전처리용 필터
40 : 후처리용 제2필터
50 : 미세입자

Claims (10)

  1. 오염된 공기를 하전시켜 미세입자를 집진하는 전기집진장치에 있어서,
    오염된 공기를 안내하는 비금속 재질로 이루어진 몸체인 제1덕트와, 상기 덕트의 내측에 설치된 탄소섬유로 이루어진 이온발생구와, 상기 이온발생구에 고전압을 인가하는 하전부용 고전압발생장치로 구성되어, 상기 이온발생구에 고전압을 인가하여 다량의 이온 발생시 오존의 발생을 줄이도록 이루어진 오염된 공기 중의 미세입자를 하전시키는 하전부와;
    상기 하전부를 통과하여 유입되는 하전된 오염된 공기의 미세입자를 집진하는 하전된 오염된 공기의 미세입자를 집진하는 집진부로 구성되며,
    상기 하전부의 제1 닥트는 원형관으로 형성되고, 상기 제1 닥트의 중심에 이온발생구 설치용 봉이 설치되고, 상기 이온발생구 설치용 봉에는 적어도 3개 이상의 이온발생구가 등간격으로 방사선 형태로 설치됨을 특징으로 하는 오존발생 저감용 전기집진장치.
  2. 오염된 공기를 하전시켜 미세입자를 집진하는 전기집진장치에 있어서,
    오염된 공기를 안내하는 비금속 재질로 이루어진 몸체인 제1덕트와, 상기 덕트의 내측에 설치된 탄소섬유로 이루어진 이온발생구와, 상기 이온발생구에 고전압을 인가하는 하전부용 고전압발생장치로 구성되어, 상기 이온발생구에 고전압을 인가하여 다량의 이온 발생시 오존의 발생을 줄이도록 이루어진 오염된 공기 중의 미세입자를 하전시키는 하전부와;
    상기 하전부를 통과하여 유입되는 하전된 오염된 공기의 미세입자를 집진하는 하전된 오염된 공기의 미세입자를 집진하는 집진부로 구성되며,
    상기 하전부의 제1 닥트는 원형관으로 형성되고,
    상기 이온발생구는 적어도 하나 이상이 제1 닥트에 등간격으로 방사선 형태로 설치됨을 특징으로 하는 오존발생 저감용 전기집진장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 집진부는 하전부를 통과하여 유입되는 오염된 공기를 안내하는 몸체인 제2 닥트와;
    하전된 미세입자와 동일한 극성을 가지는 전극봉 또는 전극판과;
    상기 하전된 미세입자를 집진하는 집진판과;
    상기 전극봉과 집진판에 전기를 인가하는 집진부용 고전압발생장치로 구성됨을 특징으로 하는 전기집진장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 집진부는 하전부를 통과하여 유입되는 오염된 공기를 안내하며, 하전된 미세입자를 집진하는 몸체인 집진판용 제2 닥트와;
    하전된 미세입자와 동일한 극성을 가지는 전극봉과;
    상기 제2 닥트와 전극봉에 전기를 인가하는 집진부용 고전압발생장치로 구성됨을 특징으로 하는 전기집진장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 제1 닥트 내에 설치되는 이온발생구는 다발의 탄소섬유로 이루어짐을 특징으로 하는 오존발생 저감용 전기집진장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하전부의 전단에는 전처리용 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 집진부의 후단부에는 후처리용 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
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