KR101239841B1 - 일체형 백연 및 악취 처리장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형 백연 및 악취 처리장치에 관한 것으로, 백연, 악취를 포함한 가스를 하부로 도입하여 상부로 배출하는 본체하우징, 본체하우징에 장탈착되며 도입된 가스가 통과하도록 파이프 형태로 된 집진극, 집진극에 설치되는 방전극, 방전극에 고전압을 인가하는 고전압파워, 집진극과 방전극 상부에 설치되어 악취를 제거하도록 활성탄이 층을 이루도록 내장된 활성탄박스를 포함하는 백연 및 악취 처리장치에 있어서; 상기 방전극에 동일방향으로 배열된 다수의 갈고리를 구비하고; 상기 본체하우징에는 애자룸을 구비하되, 상기 애자룸에는 애자가 설치된 상태에서 애자 하부에 구비된 행거바가 애자룸 간을 연결하고, 행거바에는 상기 갈고리 각각이 원터치식으로 결합될 수 있게 대응되는 형태로 다수의 전극걸이가 더 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 백연 및 악취 처리장치를 제공한다.
본 발명에 따르면, 전극간의 간격이 너무 좁아 오염에 취약, 연속운전에 있어 제약이 많던 페니식 전기집진기의 문제점을 해결할 수 있도록 정전압, 정전류 제어 및 스파크 제어가 가능한 코트렐식 전기집진기를 통해 운전상의 문제를 최소화하면서 백연 처리효율을 극대화시키고, 큰 공극율을 갖도록 성형된 성형 활성탄 흡착층을 이용하여 막힘 문제를 해결함으로써 차압 발생을 최소화시켜 백연과 악취를 하나의 모듈에서 처리할 수 있으며, 나아가 스팀발생기를 통해 집진극과 방전극을 자동으로 스팀 청소함으로써 사용수명을 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.

Description

일체형 백연 및 악취 처리장치{WHITE PLUME AND ODOROUS GAS TREATMENT MODULE}
본 발명은 일체형 백연(白煙) 및 악취 처리장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 코트렐식, 1단식 전기집진장치를 도입하여 연기의 집진 효율을 높이고, 스팀을 이용하여 연기 처리시 오염되는 집진극과 방전극의 효율적인 세척이 가능하며, 오일성분 및 더스트 성분에 의한 오염에 따른 차압발생을 최소화시켜 서브마이크론 입자로 구성되는 백연 원인물질과 악취가스 성분을 하나의 모듈에서 동시에 처리할 수 있도록 개선된 일체형 백연 및 악취 처리장치에 관한 것이다.
일반적으로, 백연이라 함은 주로 0.1∼1㎛ 정도의 입경을 갖는 액상 또는 고상의 물질들이 공기 중에 부유되어 배출되는 것을 말하며, 보통 악취물질들과 함께 배출된다.
그런데, 백연을 동반한 악취물질의 배출은 백연물질의 유해성은 물론, 백연 그 자체의 혐오감과 더불어 악취공해 발생이라는 문제점을 안고 있다.
이러한 백연 및 악취의 배출원들은 숯불구이시 발생하는 연기 및 냄새를 비롯하여 플라스틱 등의 사출 및 압출 공정 중에 발생하는 DOP(디옥틸 프탈레이트, DIOCTYL PHTHALATE) 연기 및 악취, 숯가마 등에서 나는 연기 및 냄새 등 일반 생활공간은 물론 산업계에 이르기까지 다양하다.
따라서, 백연 및 악취에 대한 처리가 필요한데, 종래에는 주로 전처리 필터와 마이크로 필터 등을 이용하여 백연물질을 제거한 다음 4∼8 Mesh 조립활성탄을 40∼50cm 두께로 적층한 형태의 활성탄 흡착층에 의한 흡착방식으로 처리되었다.
하지만, 전처리 필터와 마이크로 필터를 이용한 백연 제거는 효율이 낮을 뿐만 아니라 특히, 백연 물질이 기름성분으로 이루어진 경우 차압이 쉽게 발생하고 자동으로 청소가 불가능하여 결국 잦은 교체에 따른 유지보수의 문제가 있다.
때문에, 필터를 이용한 기름성분의 백연물질 처리는 사실상 불가능하다고 보는 것이 타당하다.
또한, 4∼8Mesh 활성탄 흡착층에 의한 악취 물질의 흡착 제거에 있어서도 결정적인 문제점을 안고 있는데, 이를 테면 전단에서 미처리된 기름성분의 미세입자들이 악취가스와 함께 유입되어 활성탄 흡착층에 포집되게 되고, 그 결과 활성탄 흡착층의 가스유입부가 집중적으로 막히게 되며, 그로 인한 과도한 차압 발생은 운전을 어렵게 하거나 극단적으로 운전을 불능 상태로 만드는 커다란 문제가 있다.
뿐만 아니라, 활성탄 흡착층 자체가 갖고 있는 공극율도 작아 0.5m/s의 통과 유속 하에서 40∼50cm 두께의 흡착층을 통과할 때 걸리는 압력손실은 약 120∼150mmAq 내외로 매우 커서 운전상 동력소모가 매우 크다는 단점도 있다.
특히, 종래 전기 집진식 백연 제거장치는 페니식(Penny Type), 즉 2단식 집진기이기 때문에 약간의 전국오염에도 과도한 스파크가 발생함으로 운전정지 현상이 발생하는 단점도 있었다.
이러한 집진장치의 개선과 관련하여, 등록특허 제0949455호 '집진 필터 및 이를 구비하는 전기집진장치'가 개시된 바 있다.
개시된 기술은 집진유닛과 방전유닛 이들을 절연된 상태로 체결하는 연결구를 구비하되 집진유닛의 일부를 교체할 수 있도록 구성하여 정화효율을 높이고, 파손 부위의 부분적인 수선 또는 교체가 가능하며, 집진유닛과 방전유닛을 용이하게 분리할 수 있는 구성을 제공한다.
그러나, 개시된 기술은 전극봉이 애자와 일체형으로 구성되어 있기 때문에 정기적 또는 유사시 전체를 교체해야 하므로 작업의 어려움은 물론 비용 상승을 초래하고, 나아가 기름때 또는 이물질들의 고착에 따른 차압 발생의 문제를 즉시에 해결하거나, 혹은 그것들이 끼지 않도록 예방할 수 있는 기술구성이 개시되어 있지 않아 사용상 불편함이 여전하였다.
본 발명은 상술한 바와 같은 종래 기술상의 제반 문제점들을 감안하여 이를 해결하고자 창출된 것으로, 정전압, 정전류 제어 및 스파크제어 기능을 갖는 스위칭 모드 파워가 장착된 코트렐식(Cottrell Type) 즉, 1단식 전기 집진장치에 의한 백연 제거장치를 통해 스파크 제어가 가능하고, 집진극 및 방전극을 효율적으로 청소하기 위해 스팀에 의한 자동 청소장치를 도입하며, 공극율을 높이기 위해 가스 흡수탑의 라시그링(Raschig ring) 충전물 형상으로 성형된 활성탄으로 충전된 활성탄 흡착층이 일체형(Module)으로 설치되어 스파크 및 막힘문제가 발생하지 않으면서도 백연물질에 대한 고효율적인 처리가 가능하여 장시간 운전될 수 있도록 한 일체형 백연 및 악취 처리장치를 제공함에 그 주된 목적이 있다.
본 발명은 상기한 목적을 달성하기 위한 수단으로, 백연, 악취를 포함한 가스를 하부로 도입하여 상부로 배출하는 본체하우징, 본체하우징에 탈착되며 도입된 가스가 통과하도록 파이프 형태로 된 집진극, 집진극에 설치되는 방전극, 방전극에 고전압을 인가하는 고전압파워, 집진극과 방전극 상부에 설치되어 악취를 제거하도록 활성탄이 층을 이루도록 내장된 활성탄박스를 포함하는 백연 및 악취 처리장치에 있어서; 상기 방전극에 동일방향으로 배열된 다수의 갈고리를 구비하고; 상기 본체하우징에는 애자룸을 구비하되, 상기 애자룸에는 애자가 설치된 상태에서 애자 하부에 구비된 행거바가 애자룸 간을 연결하고, 행거바에는 상기 갈고리 각각이 원터치식으로 결합될 수 있게 대응되는 형태로 다수의 전극걸이가 더 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 백연 및 악취 처리장치를 제공한다.
이때, 상기 본체하우징의 일측에는 스팀발생기가 장착되고, 박스 형상의 상기 집진극에는 스팀발생기에서 생성된 스팀을 공급하는 스팀공급관이 연결되는 스팀주입구가 형성되며, 상기 집진극에 내장된 집진극파이프에는 스팀주입구를 통해 주입된 고온의 스팀을 집진극파이프 내부로 고압 분사하는 스팀분사공이 방사상으로 형성된 것에도 그 특징이 있다.
또한, 상기 활성탄박스의 바닥에는 철망이 배열되고; 상기 철망 위에는 성형활성탄이 적층되되, 상기 성형활성탄은 가스 흡수탑용 충전물인 라시히그링(Raschig Ring) 형태로 성형, 충전되어 적어도 75% 이상의 충전 공극율을 확보하도록 구성된 것에도 그 특징이 있다.
본 발명에 따르면, 전극간의 간격이 너무 좁아 오염에 취약, 연속운전에 있어 제약이 많던 페니식 전기집진기의 문제점을 해결할 수 있도록 정전압, 정전류 제어 및 스파크 제어가 가능한 코트렐식 전기집진기를 통해 운전상의 문제를 최소화하면서 백연 처리효율을 극대화시키고, 큰 공극율을 갖도록 성형된 성형 활성탄 흡착층을 이용하여 막힘 문제를 해결함으로써 차압 발생을 최소화시켜 백연과 악취를 하나의 모듈에서 처리할 수 있으며, 나아가 스팀발생기를 통해 집진극과 방전극을 자동으로 스팀 청소함으로써 사용수명을 연장시키는 효과를 얻을 수 있다.
도 1은 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치의 외형도,
도 2는 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치의 조립상태를 보인 예시도,
도 3은 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치를 구성하는 하우징의 예시도,
도 4는 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치를 구성하는 전극 계통의 조립예를 보인 분해도,
도 5는 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치를 구성하는 집진극과 방전극의 조립 상태도,
도 6은 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치를 구성하는 방전극의 모듈화된 예시도,
도 7은 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치를 구성하는 집진극의 상세도,
도 8은 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치를 구성하는 활성탄 박스를 보인 예시도,
도 9는 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치에 사용되는 성형 활성탄의 예시도이다.
이하에서는, 첨부도면을 참고하여 본 발명에 따른 바람직한 실시 예를 보다 상세하게 설명하기로 한다.
도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 일체형 백연 및 악취 처리장치는 본체 하우징(100)을 포함한다.
상기 본체하우징(100)은 사각 박스 형상으로 형성되고, 상기 본체하우징(100)의 하단 일측면에는 백연이 흡입되는 가스흡입구(112)를 갖는 가스챔버(110)가 형성된다.
이때, 상기 가스챔버(110)는 돌출형으로 구성하여 본체하우징(100)의 내부 설치공간을 넓히도록 함이 바람직하며, 설치환경에 유연하게 대응할 수 있도록 본체 하우징(100)의 4면중에서 설치가 유리한 면의 하단부에 설치됨이 바람직하다.
그리고, 상기 본체하우징(100)의 상단면에는 가스배출구(120)가 형성된다.
따라서, 상기 가스흡입구(112)를 통해 흡입된 백연 등의 가스는 본체하우징(100) 내부를 경유한 다음 상기 가스배출구(120)를 통해 배출되는 경로를 거치게 된다.
아울러, 상기 본체하우징(100)의 또 다른 일측면에는 스팀발생기(200)가 장착된다.
상기 스팀발생기(200)는 물을 가열하여 고온 고압의 스팀을 발생시키는 공지의 장치이며, 상기 스팀발생기(200)에서 발생된 스팀을 공급하기 위해 스팀공급관(210)이 연결되되 상기 본체하우징(100)의 상부측으로 배관된 후 내부에 설치된 집진극(500)과 방전극(600)을 향해 분사하여 이들을 세척할 수 있도록 후술되는 바와 같이 다수의 스팀분사공(512, 도 7 참조)과 연통된다.
이 경우, 상기 스팀발생기(200)에서 발생된 스팀은 타이머와 같은 수단을 통해 주기적으로 분사되도록 설계됨이 바람직하나 반드시 이에 국한될 필요는 없으며, 선택 버튼을 구비하여 설치환경에 따라 사용자의 조작에 의해 불특정적으로 분사되게 설계될 수도 있음은 물론이다.
그리고, 상기 스팀발생기(200) 상측에는 고전압파워(300)가 설치된다.
상기 고전압파워(300)는 상기 방전극(600)에 고전압을 인가하기 위한 수단으로서, 기본적으로 정전압, 정전류, 스파크 제어 기능을 가지며, 콤팩트한 크기가 강점인 SMPS(Switching Mode Power Supply) 형태가 바람직하다.
특히, 백연 제거효율을 높이기 위해 전계강도는 4~6kV/cm을 유지하기 위한 출력전압과, 최소 2mA/㎡의 전류를 공급할 수 있는 능력을 갖는 파워가 사용되어야 한다.
뿐만 아니라, 상기 본체하우징(100)의 일측면, 즉 상기 가스챔버(110)와 간섭되지 않는 면에는 하단으로부터 상단을 향해 간격을 두고 차례로 더스트챔버(130), 전극챔버(140), 활성탄챔버(150)가 형성된다.
이때, 이들 챔버들은 본체하우징(100) 내부에서 서로 상하로 연통되나 본체하우징(100)의 외부에서는 구획된 형태를 유지한다.
또한, 이들 각 챔버에는 더스트를 수납하는 더스트박스(400), 집진극(500), 활성탄박스(700)가 각각 서랍식으로 인출입 가능하게 장착된다.
특히, 상기 활성탄박스(700)는 분할된 다수개가 각각 인출입 가능하게 설치됨이 더욱 바람직하며, 인출입을 용이하게 하기 위해 활성탄챔버(150)에는 도 3과 같이 가이드레일(152)이 설치될 수 있다.
그리고, 상기 더스트박스(400), 집진극(500), 활성탄박스(700)가 인출입되는 방향과 직교되는 방향으로 상기 본체하우징(100)의 양측면에는 서로 마주보는 형태로 절연애자룸(800)이 장착되는데, 이에 대하여는 후술한다.
아울러, 도 3에서와 같이, 상기 전극챔버(140)에는 유입되는 기류를 고르게 하기 위해 정류수단이 설치되는데, 상기 정류수단은 다공판(142)이 바람직하다.
이 경우, 상기 다공판(142), 즉 정류판에는 다수의 구멍이 형성되는데, 백연 등 가스 흐름을 원활히 하고, 구멍 막힘 현상 및 기류의 균등화를 위해 적어도 20~30mm의 직경을 가져야 하며, 개구율은 10~20%가 바람직하다.
여기에서, 개구율은 상기 다공판(142)이 완전히 막혔을 때를 0%, 완전히 개방되었을 때를 100%로 하였을 때 그 개방된 정도의 비율을 말하며, 완전히 막혔을 때를 기준으로 결정되는 상대적인 값으로 백분율로 표시된다.
또한, 상기 전극챔버(140)의 바닥부에는 가스 흐름을 방해하지 않도록 본체하우징(100)의 내벽에 최대한 근접하게 안내레일(144)이 더 설치되어, 상기 집진극(500)의 인출입을 원활하게 안내할 수 있다.
한편, 도 4 내지 도 7에 도시된 바와 같이, 집진극(500)과 방전극(600)은 상호 코로나 방전을 일으킬 수 있는 구조를 갖도록 조립된다.
예컨대, 집진극(500)은 상기 전극챔버(140)에 삽입될 수 있는 박스 형상으로 형성되되, 다수의 플레이트 즉, 상판, 하판 및 다수의 측판이 연결 고정된 내부 중공형 박스체로 형성된다.
그리고, 상기 집진극(500)의 내부에는 다수의 집진극파이프(510)이 배열되되, 각 집진극파이프(510)의 상단과 하단은 상기 집진극(500)을 구성하는 상판과 하판을 각각 관통하는 형태를 갖는다.
아울러, 상기 각 집진극파이프(510)에는 도 7과 같이 외주면을 따라 방사상으로 다수의 스팀분사공(512)이 천공 형성된다.
뿐만 아니라, 상기 집진극(500)의 일측에는 스팀주입구(520)가 형성되며, 상기 스팀주입구(520)에는 앞서 설명한 스팀공급관(210)이 접속된다.
따라서, 상기 스팀공급관(210)을 통해 공급된 스팀은 상기 스팀주입구(520)를 통해 집진극(500) 내부 공간으로 공급되고, 공급된 스팀은 상당한 압력으로 유지되면서 각 스팀분사공(512)을 통해 집진극파이프(510) 내부로 고압 분사되면서 내부에 부착된 이물질을 세척하게 된다.
한편, 상기 방전극(600)은 도 4 및 도 6에 도시된 바와 같이, 다수의 가로대(610)와 세로대(620)가 서로 연결되어 격자 형태를 이루고, 상기 가로대(610)의 길이방향을 따라 일정간격을 두고 다수의 방전봉(630)이 고정되되 하방향으로 길게 연장된 형태를 갖는다.
이때, 상기 방전봉(630)은 충분히 길게 형성되도록 하여 상기 집진극파이프(510)를 완전히 통과할 수 있는 길이를 가져야 한다.
그리고, 상기 방전봉(630)의 하단에는 격자를 형성하면서 틀을 잡기 위해 가로스페이서바(640)와 세로스페이서바(650)가 연결되고, 너트(660)로 고정된다.
이에 따라, 상기 방전봉(630)은 정확하게 집진극파이프(510)의 원중심에 배치될 수 있게 된다.
또한, 상기 방전봉(630)에는 길이방향을 따라 코로나 방전효율을 높이기 위한 스타형 방전핀(632)이 다수 구비됨이 바람직하다.
이와 같이, 집진극(500)과 방전극(600)은 각각 하나의 모듈이 되고, 이들이 서로 결합되어 다시 하나의 전극모듈이 된다.
덧붙여, 상기 세로대(620)의 선,후단 각각에는 동일방향으로 배열된 'ㄱ' 형상의 갈고리(622)가 일체로 고정된다.
아울러, 애자룸(800)에는 애자(810)가 설치되고, 애자(810)의 하단에는 행거바(820)가 구비되는데, 상기 행거바(820)는 두 개의 애자룸(800)을 가로 지르는 형태로 마련된다.
그리고, 상기 행거바(820)의 하단면에는 서로 간격을 둔 2개의 전극걸이(830)가 형성되는데, 상기 전극걸이(830)에 앞서 설명한 갈고리(622)가 삽입되어 통전가능한 상태로 유지된다.
따라서, 본 발명에서는 전극모듈 자체를 통째로 애자(810)와 상관없이 애자(810)로부터 분리할 수 있어 사용상 편의성이 현저히 향상된다.
즉, 집진극(500)를 넣기만 해도 상기 갈고리(622)가 자동적으로 전극걸이(830)에 걸리도록 설계되기 때문에 수리 교체시 매우 유리하고, 편리하다.
뿐만 아니라, 상기 애자룸(800)의 상면 또는 일측면에는 커버(840)를 분리가능하게 더 설치하여 애자(810)만의 교체도 용이하게 할 수 있도록 구성된다.
마지막으로, 도 8 내지 도 9에 도시된 바와 같이, 활성탄박스(700)에는 성형활성탄(710)이 적층되어 활성탄 흡착층을 구성하는데, 하부에 철망(720)을 갖춤이 바람직하다.
그리고, 상기 성형활성탄(710)은 가스 흡수탑용 충전물인 라시히그링(Raschig Ring) 형태로 성형, 충전되도록 하여 적어도 75% 이상의 충전 공극율을 갖게 된다.
이는 35% 이하의 충전 공극을 갖는 종래 활성탄과 비교할 때 공극율 확보 차원에서 월등함을 알 수 있다.
이러한 구성으로 이루어진 본 발명은 백연 등의 가스가 집진기 내부 유로를 거쳐 배출될 때 스파크가 방지되면서 적절하고 정확한 코로나 방전이 유도되므로 방전효율이 향상되어 처리성능이 우수해진다.
뿐만 아니라, 주기적 혹은 사용자의 선택에 따라 집진극(500)과 방전극(600) 및 방전봉(630) 등을 고온 고압의 스팀으로 세척할 수 있어 기름때 등이 생기지 못할 뿐만 아니라 생기더라도 단시간에 제거되므로 유로 막힘을 방지하여 차압 발생을 줄이게 된다.
또한, 공극율을 높이기 위해 가스 흡수탑의 라시그링(Raschig ring) 충전물 형상으로 성형된 활성탄으로 충전된 활성탄 흡착층이 일체형(Module)으로 설치되어 악취 제거효율도 높고, 스파크 및 막힘문제가 발생하지 않으면서도 백연물질에 대한 고효율적인 처리가 가능하여 장시간 운전될 수 있다.
나아가, 수리 보수 교체 등을 위한 유지보수시 서랍식 장탈착 구조를 가지므로 사용상 편의성도 극대화된다.
100 : 본체하우징 200 : 스팀발생기
300 : 고전압파워 400 : 더스트박스
500 : 집진극 600 : 방전극
700 : 활성탄박스 800 : 애자룸

Claims (3)

  1. 백연, 악취를 포함한 가스를 하부로 도입하여 상부로 배출하는 본체하우징, 본체하우징에 장탈착되며 도입된 가스가 통과하도록 파이프 형태로 된 집진극, 집진극에 설치되는 방전극, 방전극에 고전압을 인가하는 고전압파워, 집진극과 방전극 상부에 설치되어 악취를 제거하도록 활성탄이 층을 이루도록 내장된 활성탄박스를 포함하는 백연 및 악취 처리장치에 있어서;
    상기 방전극에 다수의 갈고리를 구비하되, 상기 갈고리 모두 서로 동일방향으로 배열되도록 구비되고;
    상기 본체하우징에는 애자룸을 구비하되, 상기 애자룸에는 애자가 설치된 상태에서 애자 하부에 구비된 행거바가 애자룸 간을 연결하고, 상기 행거바에는 상기 갈고리와 각각 대응 결착되도록 다수의 전극걸이가 더 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 백연 및 악취 처리장치.
  2. 청구항 1에 있어서;
    상기 본체하우징의 일측에는 스팀발생기가 장착되고, 상기 집진극에는 스팀발생기에서 생성된 스팀을 공급하는 스팀공급관이 연결되는 스팀주입구가 형성되며, 상기 집진극에 내장된 집진극파이프에는 스팀주입구를 통해 주입된 고온의 스팀을 집진극파이프 내부로 고압 분사하는 스팀분사공이 방사상으로 형성된 것을 특징으로 하는 일체형 백연 및 악취 처리장치.
  3. 청구항 1에 있어서;
    상기 활성탄박스의 바닥에는 철망이 배열되고; 상기 철망 위에는 성형활성탄이 적층되되, 상기 성형활성탄은 가스 흡수탑용 충전물인 라시히그링(Raschig Ring) 형태로 성형, 충전되어 75%의 충전 공극율을 확보하도록 구성된 것을 특징으로 하는 일체형 백연 및 악취 처리장치.
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