KR101158672B1 - 융합형 미세먼지 제거 장치 - Google Patents

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KR101158672B1 KR1020110119598A KR20110119598A KR101158672B1 KR 101158672 B1 KR101158672 B1 KR 101158672B1 KR 1020110119598 A KR1020110119598 A KR 1020110119598A KR 20110119598 A KR20110119598 A KR 20110119598A KR 101158672 B1 KR101158672 B1 KR 101158672B1
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Abstract

본 발명은 융합형 미세먼지 제거 장치에 관한 것으로, 그 목적은 집진필터의 압력손실의 증가를 억제하면서도 여과속도를 향상시키고, 또한 미세한 먼지에 대한 포집효율을 증대시켜 고전압 방전 스파크에 의한 집진필터 손상이 방지되도록 한 융합형 미세먼지 제거 장치를 제공하는데 있다.
본 발명의 구성은 외통(1)과, 상기 외통 하부에 설치되어 하부방향 직경이 작게 테이퍼진 호퍼(2)와, 외통의 내부에 설치되어 상승된 미세먼지의 유로인 내통(3)과, 상기 외통의 일측 접선방향으로 형성되어 미세먼지가 유입되는 유입구(4)로 구성된 원심집진부와; 상기 외통 상부에 형성되고 일측에는 유출구(19)가 형성된 상부본체(5)의 내부에 설치된 복수개의 여과필터(6)와, 하부방향으로 복수개의 여과필터가 설치되게 천공부가 형성된 분할판(7)으로 구성된 여과집진부와; 상기 상부본체(5)의 내부에 배열된 복수개의 여과필터 어느 한 방향 배열 마다 가로질러 설치되고 상하로 복수개가 설치된 복수개의 집진극(8)과 각 집진극의 바깥쪽마다 설치된 방전극(10)으로 구성된 전기집진부와; 상기 복수개로 상하 배열된 방전극(10)과 집진극(8) 하부에 설치되어 축 회전에 의해 방전극과 집진극을 탈진시키는 추타(14);를 포함하여 구성된 융합형 미세먼지 제거 장치를 발명의 특징으로 한다.

Description

융합형 미세먼지 제거 장치{Integrated fine particulate removal apparatus}
본 발명은 융합형 미세먼지 제거 장치에 관한 것으로, 자세하게는 화석연료연소로, 폐기물 소각로, 제철제강 공정의 용광로 및 아크로, 코크스 제조설비, 시멘트 제조설비 등에서 발생되어 유입된 대기오염물질 중 미세먼지가 하나의 본체 내부에 장치된 원심집진부 및 전기집진부 그리고 여과집진부를 경유하면서 원심력 집진과 여과집진 및 전기집진이 동시에 이루어지도록 하여 효율적으로 제거되면서도 장치 내부의 각 집진부의 부하를 덜도록 하여 내구성을 높인 융합형 미세먼지 제거 장치에 관한 것이다.
대표적인 대기오염물질 중 미세먼지는 입자크기 범위가 0.1～10 ㎛로써 주로 화석연료연소로, 폐기물 소각로, 제철제강 공정의 용광로 및 아크로, 코크스 제조설비, 시멘트 제조설비 등에서 발생되고 있으며, 산업공정에서 배출되는 미세먼지입자를 포집 제거하기 위해 원심력집진기, 전기집진기, 여과포집진기, 세정식집진기 등을 적용하여 사용하고 있다.
상기 원심력집진기는 도 11에 도시된 바와 같이 입구로 미세먼지가 유입되면 상부에서부터 접선방향으로 기류가 회전하면서 소용돌이가 형성되며 이 소용돌이는 벽면을 따라 하강하다가 원추형 부분의 하부 중심에서부터 역전되어 상승하여 2차 소용돌이가 형성되면서 상부로 상승하는 원리이며 이는 구조가 간단하고 운전비가 저렴하여 오래전부터 사용을 해오고 있지만 5 ㎛ 이하의 먼지입자에 대한 제거효율이 급격히 저하되는 단점이 있다.
또한 상기 전기집진기는 도 12에 도시된 바와 같이 직류고압전압에 의하여 방전극에 (-)전압을 인가시키면 코로나 방전이 발생하여 음(-)이온은 가스중의 미세먼지 입자와 대전되어 전기력에 의하여 (+)전압이 인가되고 있는 집진극으로 이동되어 포집되는 정전기적인 원리를 이용하며 이는 초기 설치비와 운영비가 높으며 먼지입자의 종류에 따라 전기저항의 영향을 받는 단점을 가지고 있다.
또한 여과집진장치는 도 13에 도시된 바와 같이 먼지입자들이 섬유상의 집진필터를 통과하면서 섬유 또는 쌓인 먼지입자들에 의해 포집되어 제거되는 방식의 집진장치로서 먼지의 종류에 관계없이 높은 집진성능을 발휘하며 운전이 비교적 용이한 장점이 있지만, 먼지가 집진필터에 쌓여 압력손실이 증가하면 고압 압축공기의 분사로 집진필터에 물리적 충격을 가하여 포집된 먼지를 털어주어야 하기 때문에 탈진이 거듭될수록 집진필터가 손상되고 직조구조가 변화되어 집진효율이 떨어지며 이처럼 손상되고 성능이 떨어진 집진필터의 교체와 높은 집진필터 차압에서의 가스 흡인 및 탈진공기 압축에 많은 비용이 소요된다는 점이 여과집진장치의 단점이다.
한편, 미세먼지 제거를 위해 상기와 같은 단일 구조의 장치로는 고효율을 얻는데 한계가 있으므로 2가지 이상의 장치를 결합시키는 개발이 많이 진행되어 왔다.
즉, 상기에 기재된 여과포 집진은 주기적인 탈진조작에 의해 여과포 표면에 포집되어진 미세 먼진를 털어줘야 하는데 주기적인 탈진조작으로 여과포의 손상이 이루어져 수명을 단축이 이루어지고, 이러한 여과포 집진장치에 먼지부하량이 증가하면 압력손실이 상승하기 때문에 여과포 집진장치 전단에 전기집진기 또는 원심집진기를 설치하여 미세먼지의 부하량을 감소시킨 집진장치가 개발되었다.
하지만 이러한 2가지 이상의 집진장치를 이용하여 산업공정에서 배출되는 미세먼지의 효율을 극대화하기 위해서는 설치비가 증가되고 설치면적이 넓어야 한다는 추가 문제점이 발생하였다.
종래 2가지 이상의 장치를 결합시킨 구성을 살펴보면, 상부의 여과포집진장치와 하부의 원심력집진장치가 접합된 일체형으로 구성된 본 출원인의 고효율 일체형 원심여과집진장치(대한민국 특허 등록 제10-242228)가 있다.
또한 본 출원인의 다른 특허로 전기집진장치와 여과포집진장치를 하나의 유입구와 유출구를 사용하는 일체형 먼지하전 여과집진장치(대한민국 특허등록 제 10-341635)가 있다.
하지만 상기 고효율 일체형 원심여과집진장치(대한민국 특허 등록 제10-242228))는 탈진간격은 늘어났지만 탈진 이후의 재 포집되는 문제를 해결하지 못하였다.
또한 상기 일체형 먼지하전 여과집진장치(대한민국 특허등록 제 10-341635)는 탈진간격이 늘어났으며 탈진 이후의 재 포집되는 문제를 해결하였으나 큰 먼지들은 중량에 의해 집진극에 달라 붙지 않고 여과포에 포집되는 문제를 해결하지 못하였다.
상기에서 살펴본 종래의 제거 기술의 성능으로 볼때 발전소를 비롯한 중대형 배출시설에서 배출되는 유해물질의 배출농도 규제가 점차 강화되는 규제수준에 대응하기 위해서는 경제적 부담이 크게 가중될 전망이어서 보다 효율적인 제거 기술의 필요성이 대두되고 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 목적은 탈진 이후의 재 포집을 방지하기 위하여 전기집진과 고효율을 유지하기 위해 여과포 집진 그리고 큰 먼지를 제거하기 위하여 원심집진의 3가지 원리로 결합시켜 집진필터의 압력손실의 증가를 억제하면서도 여과속도를 향상시키고, 또한 미세한 먼지에 대한 포집효율을 증대시켜 고전압 방전 스파크에 의한 집진필터 손상이 방지되도록 한 융합형 미세먼지 제거 장치를 제공하는데 있다.
상기한 바와 같은 목적을 달성하고 종래의 결점을 제거하기 위한 과제를 수행하는 본 발명은 외통과, 상기 외통 하부에 설치되어 하부방향 직경이 작게 테이퍼진 호퍼와, 외통의 내부에 설치되어 상승된 미세먼지의 유로인 내통과, 상기 외통의 일측 접선방향으로 형성되어 미세먼지가 유입되는 유입구로 구성된 원심집진부와;
상기 외통 상부에 형성되고 일측에는 유출구가 형성된 상부본체의 내부에 설치된 복수개의 여과필터와, 하부방향으로 복수개의 여과필터가 설치되게 천공부가 형성된 분할판으로 구성된 여과집진부와;
상기 상부본체의 내부에 배열된 복수개의 여과필터 어느 한 방향 배열 마다 가로질러 설치되고 상하로 복수개가 설치된 복수개의 집진극과 각 집진극의 바깥쪽마다 설치된 방전극으로 구성된 전기집진부와;
상기 복수개로 상하 배열된 방전극과 집진극 하부에 설치되어 축 회전에 의해 방전극과 집진극을 탈진시키는 추타;를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치를 제공함으로써 달성된다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 여과필터 상부에 설치되어 탈진시 공기흐름을 빠르게 하는 벤츄리와, 벤츄리를 통해 여과필터로 고압의 공기를 공급하는 인젝터와, 인젝터에 고압공기를 공급하도록 상부본체 외부에 설치된 압축 공기 저장 탱크로 구성된 탈진부;를 더 포함하여 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 외통과 상부본체 사이는 상부방향으로 테이퍼지게 형성된 확산이음부로 연결 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 내통의 상부 외경쪽과 외통의 상부 내경쪽은 연결되어 막힌 구조로 구성될 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 복수개의 여과필터는 평면기준으로 가로세로 방향으로 배열되게 설치할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 각각의 여과필터 하부에는 미세 먼지를 방전극과 집진극 사이의 하전공간으로 유도하는 '∧' 형상의 유도 깃이 설치되게 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 집진극은 길이방향을 형성된 평판부와, 평판부와 동일 길이를 가지는 평판형상의 상부 유로부와 하부 유로부로 구성되되, 상부 유로부는 일측방향으로 일정각도를 가지고 절곡되어 상향되는 형상을 가지고, 하부유로부는 상기 상부유로부와 다른 타측방향으로 일정각도를 가지고 절곡되어 하향되는 형상을 가지게 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 방전극은 길이방향으로 형성된 평판부와, 이 평판부의 상부에 일측 방향으로 절곡된 톱니부로 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 내통의 하부 개방구는 유입구보다 하부에 위치하도록 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 추타는 축상에 일정각도로 고정된 지지부와; 이 지지부 일측단과 힌지결합된 힌지부의 타측단에 결합된 추타;로 구성되어 축 회전시 상부로 올라가면서 지지부에 포개져 접혀진 상태가 되었다가 상부에서 하부쪽으로 회전하면 접혀진 부분이 펼쳐지면서 자유낙하하여 집진극 지지체와 방전극 지지체의 하부간을 연결한 연결지지체를 타격하도록 구성할 수 있다.
본 발명은 바람직한 실시예로, 상기 축상에 고정된 지지부는 일정간격으로 다수 지점에 설치되어 서로 다르거나 일부끼리만 동일한 각도로 설치할 수 있다.
상기와 같이 본 발명은 원심력 집진과 여과집진 및 전기집진 원리가 한 개의 장치에서 동시에서 순차적으로 이루어져 미세먼지 입자까지 고효율 포집이 되고 집진필터의 표면에 포집된 먼지입자는 방전극에서 방전된 정전기력에 의한 주변의 먼지입자와의 서로 응집으로 공극율이 큰 먼지층이 형성되어 이층을 통과하는 배 가스의 저항이 낮아 집진필터의 전체 압력손실이 낮게 유지되며 탈진조작시 집진필터 표면으로부터 털어진 먼지층은 주변의 집진극에 포집이 되는 효과가 있어 재비산이 일어나지 않아 집진필터의 성능이 월등이 향상되고 수명이 현저하게 연장된다는 장점과,
또한 집진필터의 압력손실의 증가가 억제되고 여과속도가 현저히 향상되며 미세한 먼지에 대한 포집효율이 현저히 증대되고 고전압 방전 스파크에 의한 집진필터의 손상이 방지된다는 장점과,
또한 원심집진과 전기집진에 의해 주기적인 탈진의 간격이 길어졌으며 탈진이 이루어졌을 때 이후의 재 포집되는 것을 방지하였으며 원심집진에 의해 큰 먼지를 미리 제거하여 전기집진 및 여과포 집진에 무리를 줄여 여과포의 수명을 극대화 시킬 수 있는 장점을 가진 유용한 발명으로 산업상 그 이용이 크게 기대되는 발명인 것이다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 원심집진과 전기집진 및 여과집진이 융합된 융합형 미세 먼지 제거 장치를 보인 단면 예시도이고,
도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 하부를 이루는 원심집진부를 보인 평면 예시도이고,
도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 하부를 이루는 원심집진부를 보인 정면 예시도이고,
도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 상부를 이루는 전기집진부와 및 여과집진부를 보인 단면 예시도이고,
도 4b는 한 실시예에 따른 추타의 구성을 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 상부를 이루는 전기집진부와 및 여과집진부의 측면 구조를 보인 단면 예시도이고,
도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 전기 집진부를 구성하는 집진극의 측면 및 정면 구조를 보인 예시도이고,
도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 전기 집진부를 구성하는 방전극의 측면 및 정면 구조를 보인 예시도이고,
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세 먼지 제거 장치와 종래 집진장치의 압력손실변화 경향을 비교하는 그래프이고,
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세 먼지 제거 장치와 종래 집진장치의 탈진 간격 변화 경향을 비교한 그래프이며,
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세 먼지 제거 장치와 종래 집진장치의 총괄 집진효율을 비교한 그래프이고,
도 11은 종래 한 실시예에 따른 원심력 집진방식 미세먼지 제거장치를 보인 예시도이고,
도 12는 종래 한 실시예에 따른 전기 집진방식 미세먼지 제거장치를 보인 예시도이고,
도 13은 종래 한 실시예에 따른 여과집진방식 미세먼지 제거장치를 보인 예시도이다.
이하 본 발명의 실시 예인 구성과 그 작용을 첨부도면에 연계시켜 상세히 설명하면 다음과 같다. 또한 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 한 실시예에 따라 원심집진과 전기집진 및 여과집진이 융합된 융합형 미세 먼지 제거 장치를 보인 단면 예시도이고, 도 2는 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 하부를 이루는 원심집진부를 보인 평면 예시도이고, 도 3은 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 하부를 이루는 원심집진부를 보인 정면 예시도이고, 도 4a는 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 상부를 이루는 전기집진부와 및 여과집진부를 보인 단면 예시도이고, 도 4b는 한 실시예에 따른 추타의 구성을 보인 예시도이고,
도 5는 본 발명의 한 실시예에 따라 융합형 미세 먼지 제거 장치의 상부를 이루는 전기집진부와 및 여과집진부의 측면 구조를 보인 단면 예시도이고, 도 6은 본 발명의 한 실시예에 따라 전기 집진부를 구성하는 집진극의 측면 및 정면 구조를 보인 예시도이고, 도 7은 본 발명의 한 실시예에 따라 전기 집진부를 구성하는 방전극의 측면 및 정면 구조를 보인 예시도이다.
도시된 바와 같이 본 발명은 미세먼지 중 보다 큰 먼지를 원심력으로 제거하는 원심집진부가 하부에 위치한다. 원심집진부는 크게 외부를 이루는 외통(1)과, 외통 하부에 형성되어 하부로 갈수록 직경이 점차로 작아지게 테이퍼진 형상을 가지는 호퍼(2) 그리고 외통 내부에 설치된 내통(3)으로 구성된다.
상기 내통의 상부 외경쪽과 외통의 상부 내경쪽은 연결되어 막힌 구조로 이루어져 미세먼지는 내통의 내경부를 통해서만 상부로 유입되도록 구성하였다. 호퍼(3)를 통해서는 원심력에 의해 하강한 미세먼지가 쌓여 배출되도록 구성하였다. 미도시되었지만 호퍼 하부에는 배출을 위한 밸브 구성이 구비되어 일정량 이상의 먼지가 쌓이면 밸브 개방에 의해 먼지가 하부로 배출되게 구성된다.
외통의 일측 접선방향으로는 유입구(4)가 형성되어 화석연료연소로, 폐기물 소각로, 제철제강 공정의 용광로 및 아크로, 코크스 제조설비, 시멘트 제조설비 등에서 발생되어 유입된 대기오염물질 중 미세먼지가 유입되게 된다.
상기 내통은 적어도 하부 개방구가 유입구보다 하부에 위치하도록 하여 외통의 접선방향으로 유입된 미세먼지가 선회하면서 하강된후 상승하여 유입하도록 구성한다.
즉, 유입구(4)를 통해 유입된 함진배가스 중 미세먼지 입자는 접선방향으로 선회하면서 내통(3)의 바깥과 외통(1)의 안쪽면 사이의 유도 통로를 통하여 강한 1차 선회류를 발생 시킨다. 1차 선회류는 외통(1)벽을 따라 하강하면서, 하단부의 호퍼(2)부근에서 선회방향을 바꾸면서 중심축을 따라 2차 상승 선회류로 바뀐다. 선회중에 미세먼지와 유체는 원심력과 중력 및 관성력의 평형이 깨지면서 먼지입자와 유체가 분리되기 시작하고, 외통(1) 벽면에 부딪히는 먼지입자는 침강하여 포집된다.
이러한 원리에 의해 유입되는 미세먼지 중 입경이 큰 입자들이 1차적으로 호퍼(2) 하부에 모인후 제거되고, 제거되지 않은 나머지 먼지들은 2차 선회류를 따라 내통(3) 안쪽을 통해 상승하여 상부로 유입된다. 즉, 외통(1)과 내통(3)으로 이루어진 원심집진부에서 유입구(4)를 통해 미세먼지가 유입되면 외통(1)의 벽면을 타고 회전하면서 큰 먼지 입자는 제거 되고 나머지 미세 먼지들이 내통(3)의 내면을 통해 상부의 전기집진부 및 여과집진부로 흐르게 된다.
상기 외통(1), 내통(3), 호퍼(2) 및 유입구(4)로 구성된 원심집진부를 통과하면서 유입된 미세 입자중 비교적 하중이 큰 입자가 제거된 후의 미세입자는 내통(3)을 통해 상부로 유입되어 전기집진부 및 여과집진부를 거친 후 배출되게 된다.
이를 위해 상기 외통의 상부에 형성된 원통 또는 4각 형상의 상부본체(5) 내부에는 평면기준으로 가로세로로 배열된 복수개의 여과필터(6)가 장치될 부분이 천공된 천공부를 가지는 분할판(7)에 설치되고, 이 분할판 하부방향으로 설치된 복수개로 이루어진 여과필터의 가로배열 또는 세로배열중 어느 하나의 배열을 기준으로 가로질러 설치된 집진극(8)이 상하로 배열되어 구성된다. 즉, 상하로 배열된 복수개의 집진극이 복수개의 가로배열 또는 세로배열로 배치되어 설치된다. 설치시 상하배열은 집진극 지지체(9)에 상하가 일정간격 이격되어 유로를 확보하면서 설치된다.
또한 각 집진극의 바깥쪽마다 방전극(10)이 집진극과 동일한 배열로 상하배열된 방전극 지지체(11)가 가로배열 또는 세로배열로 복수개 배열되어 구성된다.
한편, 외통과 상부본체 사이의 연결부에는 확산이음부(12)가 형성되어 내통을 통해 유입된 미세먼지의 원활한 확산을 도와줌과 동시에 외통과 상부본체의 단면 형상차이 또는 직경 차이를 자연스럽게 연결해주도록 구성된다.
즉, 상부본체의 형상은 원통형상도 되지만 바람직하게는 4각통형이 바람직하다. 그 이유는 여과필터의 가로 세로 배열을 위해서는 정사각형 또는 직사각형이 편리하기 때문이고, 상기한 바와 같이 미세먼지를 머금은 공기의 흐름이 원활이 상부본체 내부 공간에 퍼지게 하기 위해서는 내통의 내경보다 크게 상부본체를 크게 형성하는 것이 바람직하기 때문이다.
이를 위해 확산이음부는 상부로 갈수록 넓어지게 테이퍼진 형상으로 가공한다. 이때 상부본체의 단면 형상이 사각형 또는 원통형이냐에 따라 하부와 상부 형상이 달라지게 된다. 상부가 원통이면 확산이음부의 상부 형상도 원형으로 하면 되고, 상부가 사각형이면 확산이음부의 상부형상을 사각형이 되도록 하면 된다.
하부에 위치한 내통(3)을 통해 유입된 미세먼지는 직접 여과필터(6)로 유입되는 것이 아니고 상부본체의 하부쪽, 즉 상기 복수개의 여과필터마다 각 하부에 설치된 유도 깃(13)에 의해 전기집진부를 구성하는 방전극(10)과 집진극(8) 사이에 형성되는 공간부인 하전 영역으로 유입된다. 유도깃의 형상은 '∧'으로 형성되어 측방향으로 공기 흐름을 유도한다.
하전 영역에 유입된 미세먼지는 코로나 방전에 의해 전기적으로 하전되어 정전기를 띄게 되고 정전기적 인력에 의해 집진극(8)으로 이동한다.
집진극(8)에서 미세먼지는 상하로 배열되어 이웃하는 집진극(8) 사이의 유로를 통과하여 여과필터(6) 쪽으로 이동하게 되는데 집진극(8)의 구조상 미세먼지의 흐름 방향은 직각 이상으로 급격히 꺾이게 되며, 이때 대부분의 미세먼지는 정전기적 인력과 관성에 의해 유선을 따라가지 못하고 벗어나 집진극(8)에 부딪혀 포집된다. 이때 미쳐 집진극에 포집되지 않은 미세먼지들은 여과필터(6)에 포집되게 된다.
보다 구체적으로 상기 집진극(8)과 방전극(10)의 형상을 설명한다.
먼저 집진극(8)은 배열된 복수개의 집진필터를 가로 지를 만큼의 길이를 가진 하나의 평판부(81)와 이 평판부의 상하에 형성된 평판부와 동일 길이를 가지는 평판형상의 상부 유로부(82)와 하부 유로부(83)로 구성되는데, 상부 유로부는 일측방향으로 일정각도를 가지고 절곡되어 상향되는 형상을 가지고, 하부유로부는 상기 상부유로부와 다른 타측방향으로 일정각도를 가지고 절곡되어 하향되는 형상을 가지게 구성한다. 이와 같이 구성함으로써 복수개의 집진극이 상하로 일정 간격 이격되게 설치하면 상부에 형성된 상부유로부와 상부로 이웃하는 집진극 하부유로부 간에 동일한 방향을 가지는 유로를 형성하게 되어 미세먼지의 유로를 형성하게 된다.
상기 방전극(10)은 배열된 복수개의 집진필터를 가로 지를 만큼의 길이를 가진 하나의 평판부(101)와 이 평판부의 상부에 일측 방향으로 절곡된 삼각형상이 복수개 돌출 형성된 톱니부(102)로 구성된다. 설치시 절곡된 톱니부(102)는 집진극쪽으로 향하게 설치한다. 또한 이때 방전극의 끝단 톱니부 형상을 뽀족하게 한 이유는 방전이 끝단에서 일어나도록 하기 위함이고, 일측으로 기울어지게 절곡한 이유는 뾰족한 부분에 먼지가 쌓일 경우 흘러내리도록 하여 방전 효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.
한편, 상기 복수개로 상하 배열된 방전극(10)과 집진극(8)의 탈진을 위해 하부에는 무게추의 자연 낙하를 이용하는 추타(14)를 이용하여 탈진시키도록 구성하였다. 복수개의 무게추가 장착된 축(141)은 장치 외부에 장착된 전동 감속 모터(도시 없음)에 의해 주기적으로 회전하며, 축이 한번 회전할 때마다 한 번씩 탈진이 이루어지고 탈착된 먼지는 호퍼(3)를 통해 배출된다. 이때 축상에 4개의 추가 형성되어 있어 축이 1회전할 때 적어도 2번 또는 4번의 탈진이 이루어지게 된다.
도 4b에 다라 추타의 작동원리를 개념적으로 설명하면 추타(14)는 축(141)상에 일정 간격으로 이격된 다수 지점(한 실시예에 따른 도면상에서는 4지점)에 서로 다르거나 일부끼리만 동일한 각도로 고정된 복수개의 지지부(142)와, 이 지지부 일측단과 힌지결합된 힌지부(143)의 타측단에 결합된 추타(14)가 축(141) 회전시 상부로 올라가면서 지지부에 포개져 접혀진 상태가 되었다가 상부에서 하부쪽으로 회전하면 접혀진 부분이 펼쳐지면서 자유낙하하여 집진극 지지체(9)와 방전극 지지체(11)의 하부간을 연결한 연결지지체(18)를 타격하여 이와 연결된 집진극 지지체(9)와 방전극 지지체(11)에 충격이 전달되어 집진극(8) 및 방전극(10)이 동시에 탈진되게 된다.
상기에서 복수개의 지지부(142)가 구성됨으로 인해 축이 일회전할 때 지지부의 각도가 모두 다를때는 4번의 타격이 가해지고, 2개씩 같을때는 2번의 타격이 일어나게 된다.
또한 상기 여과필터의 상부에는 탈진부가 형성되는데, 상기 여과필터의 외부표면에 포집된 먼지층을 여과필터의 상부에서 순간적으로 고압의 공기를 벤츄리(15)를 통해 불어넣어 유입된 공기의 충격력과 역기류에 의해서 탈진하는 방식의 고효율 탈진 인젝터(16)가 있으며, 이 고효율 탈진 인젝터(16)는 배관(161)을 통해 상부본체(5) 외부에 설치된 고압의 공기를 저장하는 압축 공기 저장 탱크(17)가 연결되어 구성되어 있다. 또한 각각의 배관 및 고효율 탈진 이젝터는 상부본체(5)에 설치된 지지체(162)에 연결되어 지지된다.
또한 상기 여과필터(6)를 최종적으로 지나면서 미세먼지가 제거된 공기는 벤츄리를 통과 후 유출구(19)를 통해 배출된다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 융합형 미세 먼지제거장치는 쓰레기 소각장에 설치시는 중력집진장치 및 열교환 냉각장치를 지난 다음 설치되어 미세먼지를 제거후 배기되도록 구성한다.
또한 유리 용해로에 설치시는 배가스냉각 장치 및 반건식탈황장치 다음에 설치되어 미세먼지를 제거후 배기되도록 구성한다.
또한 폐기물 소각장치에 설치시는 폐열보일러 다음에 설치되어 미세먼지를 제거후 배기되도록 구성한다.
이하 상기와 같이 구성된 본 발명의 장치와 종래 미세먼지 제거기술인 미세먼지 제거를 원심집진 및 여과필터 집진으로 이루어진 장치와 전기집진 및 여과필터 집진으로 이루어진 장치를 먼지 입구 농도 20 g/m3, 온도를 130 ℃로 설정을 유지한후, 여과속도를 0.5 m/min일때의 경우를 비교 실험을 하였다.
도 8은 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세 먼지 제거 장치와 종래 집진장치의 압력손실변화 경향을 비교하는 그래프인데, 본 발명에 따른 장치의 압력손실변화 경향이 종래 미세먼지 제거장치보다 서서히 증가하고, 이로인해 필터링 지속시간이 오래 지속됨을 알 수 있다.
도 9는 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세 먼지 제거 장치와 종래 집진장치의 탈진 간격 변화 경향을 비교한 그래프로, 본 발명에 따른 장치가 종래 미세먼지 제거 장치보다 탈진 간격이 더 길음을 알 수 있다.
도 10은 본 발명의 한 실시예에 따른 융합형 미세 먼지 제거 장치와 종래 집진장치의 총괄 집진효율을 비교한 그래프인데, 본 발명에 따른 장치가 종래 미세먼지 제거장치보다 입자 크기별로 총괄집진효율이 골고루 높음을 알 수 있다.
본 발명은 상술한 특정의 바람직한 실시 예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 그와 같은 변경은 청구범위 기재의 범위 내에 있게 된다.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
(1) : 외통 (2) : 호퍼
(3) : 내통 (4) : 유입구
(5) : 상부본체 (6) : 여과필터
(7) : 분할판 (8) : 집진극
(9) : 집진극지지체 (10) : 방전극
(11) : 방전극 지지체 (12) : 확산 이음부
(13) : 유도깃 (14) : 추타
(15) : 벤츄리 (16) : 인젝터
(17) : 압축공기 저장탱크 (18) : 연결지지체
(19) : 유출구 (81) : 평판부
(82) : 상부유로부 (83) : 하부유로부
(101) : 평판부 (102) : 톱니부
(141) : 축 (142) : 지지부
(143) : 힌지부 (161) : 배관
(162) : 지지체

Claims (11)

  1. 외통(1)과, 상기 외통 하부에 설치되어 하부방향 직경이 작게 테이퍼진 호퍼(2)와, 외통의 내부에 설치되어 상승된 미세먼지의 유로인 내통(3)과, 상기 외통의 일측 접선방향으로 형성되어 미세먼지가 유입되는 유입구(4)로 구성된 원심집진부와;
    상기 외통 상부에 형성되고 일측에는 유출구(19)가 형성된 상부본체(5)의 내부에 설치된 복수개의 여과필터(6)와, 하부방향으로 복수개의 여과필터가 설치되게 천공부가 형성된 분할판(7)으로 구성된 여과집진부와;
    상기 상부본체(5)의 내부에 배열된 복수개의 여과필터 어느 한 방향 배열 마다 가로질러 설치되고 상하로 복수개가 설치된 복수개의 집진극(8)과 각 집진극의 바깥쪽마다 설치된 방전극(10)으로 구성된 전기집진부와;
    상기 복수개로 상하 배열된 방전극(10)과 집진극(8) 하부에 설치되어 축 회전에 의해 방전극과 집진극을 탈진시키는 추타(14);를 포함하여 구성하되,
    상기 여과필터 상부에 설치되어 탈진시 공기흐름을 빠르게 하는 벤츄리(15)와, 벤츄리를 통해 여과필터로 고압의 공기를 공급하는 인젝터(16)와, 인젝터에 고압공기를 공급하도록 상부본체 외부에 설치된 압축 공기 저장 탱크(17)로 구성된 탈진부;를 더 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  2. 삭제
  3. 청구항 1에 있어서,
    상기 외통과 상부본체 사이는 상부방향으로 테이퍼지게 형성된 확산이음부(12)로 연결 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  4. 청구항 1에 있어서,
    상기 내통의 상부 외경쪽과 외통의 상부 내경쪽은 연결되어 막힌 구조로 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  5. 청구항 1에 있어서,
    상기 복수개의 여과필터(6)는 평면기준으로 가로세로 방향으로 배열되어 설치된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  6. 청구항 1에 있어서,
    상기 각각의 여과필터 하부에는 미세 먼지를 방전극(10)과 집진극(8) 사이의 하전공간으로 유도하는 '∧' 형상의 유도 깃(13)이 설치되어 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  7. 청구항 1에 있어서,
    상기 집진극(8)은 길이방향을 형성된 평판부(81)와, 평판부와 동일 길이를 가지는 평판형상의 상부 유로부(82)와 하부 유로부(83)로 구성되되, 상부 유로부는 일측방향으로 일정각도를 가지고 절곡되어 상향되는 형상을 가지고, 하부유로부는 상기 상부유로부와 다른 타측방향으로 일정각도를 가지고 절곡되어 하향되는 형상을 가지게 구성한 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  8. 청구항 1에 있어서,
    상기 방전극(10)은 길이방향으로 형성된 평판부(101)와, 이 평판부의 상부에 일측 방향으로 절곡된 톱니부(102)로 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  9. 청구항 1에 있어서,
    상기 내통의 하부 개방구는 유입구보다 하부에 위치하도록 구성한 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  10. 청구항 1에 있어서,
    상기 추타는 축(141)상에 일정각도로 고정된 지지부(142)와;
    이 지지부 일측단과 힌지결합된 힌지부(143)의 타측단에 결합된 추타(14);로 구성되어 축(141) 회전시 상부로 올라가면서 지지부에 포개져 접혀진 상태가 되었다가 상부에서 하부쪽으로 회전하면 접혀진 부분이 펼쳐지면서 자유낙하하여 집진극 지지체(9)와 방전극 지지체(11)의 하부간을 연결한 연결지지체(18)를 타격하도록 구성된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.
  11. 청구항 10에 있어서,
    상기 축상에 고정된 지지부(142)는 일정간격으로 다수 지점에 설치되어 서로 다르거나 일부끼리만 동일한 각도로 설치되어 힌지부 및 추타가 결합된 것을 특징으로 하는 융합형 미세먼지 제거 장치.


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