KR101283428B1 - 유적함유 가스처리용 전기집진장치 - Google Patents
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Abstract
유적함유 가스처리용 전기집진장치가 제공된다. 전기집진장치는, 방전전극과, 방전전극과 이격되어 배치되되, 이웃한 하나와 다른 하나는 서로 이격되어 마주보고 서로 반대 극성으로 대전되는 복수개의 집진전극판 및, 서로 이웃하는 집진전극판 사이에 배치되되, 양 측단부 각각이 서로 이웃하는 집진전극판의 표면에 각각 밀착된 상태로 이동함으로써, 표면에 침착되는 기름때를 긁어내어 제거할 수 있는 기름제거용 바를 포함한다.
Description
본 발명은 전기집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 유적함유 가스의 처리시에 집진전극판 표면에 침착되는 기름때의 제거가 가능한 유적(油滴)함유 가스처리용 전기집진장치에 관한 것이다.
전기집진장치는 가스에 함유된 입상의 오염물질을 전기력을 이용해 분리, 수집하여 가스를 정화시키는 장치이며, 구성이 간단하고 유지비용이 적게 들어 널리 사용되고 있다. 전기집진장치의 적용 대상이 되는 가스는 주로 공기이며, 집진장치가 설치되는 환경에 따라 가스에는 다양한 종류의 오염물질이 포함되어 있을 수 있다.
오염물질들은 미립자 형태로 가스의 내부에 분포되어 가스와 함께 집진장치로 유입된 후, 집진장치 내부에 설치된 판형의 집진전극에 수집된다. 따라서, 집진전극의 표면에는 오염물질이 부착되어 집진장치의 집진 효율을 떨어뜨릴 수 있다. 이러한 문제점은 집진대상이 되는 가스의 오염도가 심한 경우나 집진장치의 사용기간이 장기화 되는 경우에 불가피하게 발생하게 된다.
대한민국 등록특허 제10-0499449호, 등록특허 제10-0849416호 등에는 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서 해머를 사용하여 집진전극에 직접 물리적 충격을 가하거나, 세정용 유체를 분사하여 오염물질을 제거하는 방법이 개시되어 있다. 하지만, 이와 같은 제거방법은 제거대상이 주로 포집된 먼지류에 한하는 것으로서, 유적(oil droplet)이 함유된 가스의 경우와 같이 미세화된 기름성분이 오염물질로 함유된 경우에는 유적들이 집진전극 표면에 기름때를 형성하기 때문에 이 같은 제거방법이 쉽게 적용되기 어렵다는 문제점이 있다.
이에 따라, 본 발명이 해결하고자 하는 기술적 과제는 집진전극판의 표면에 침착 형성되는 기름때를 제거할 수 있는 유적함유 가스처리용 전기집진장치를 제공하려는 것이다.
본 발명의 기술적 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치는, 방전전극과, 상기 방전전극과 이격되어 배치되되, 이웃한 하나와 다른 하나는 서로 이격되어 마주보고 서로 반대 극성으로 대전되는 복수개의 집진전극판 및, 서로 이웃하는 집진전극판 사이에 배치되되, 양 측단부 각각이 서로 이웃하는 집진전극판의 표면에 각각 밀착된 상태로 이동함으로써, 상기 표면에 침착되는 기름때를 긁어내어 제거할 수 있는 기름제거용 바를 포함한다.
상기 하나의 집진전극판은 직류전원의 양극에 연결된 도전성 바와 연결되고, 상기 다른 하나의 집진전극판은 직류전원의 음극에 연결된 도전성 바와 연결되어 각각 서로 반대 극성으로 대전되도록 형성될 수 있다.
상기 양극에 연결된 도전성 바는 상기 하나의 집진전극판과 교차되고, 상기 음극에 연결된 도전성 바는 상기 다른 하나의 집진전극판과 교차되되, 상기 각각의 도전성 바는 교차되지 않는 집진전극판의 일 단부 주위로 우회될 수 있다. 상기 단부는 도전성 바와의 접촉이 회피되도록 집진전극판의 일부가 절개되어 형성된 절개부일 수 있다.
집진전극판은 프레임의 내측에 수직 방향으로 서로 평행하게 배치되고, 도전성 바는 상기 집진전극판의 상단부와 교차되어 수평 방향으로 서로 평행하게 배치되며, 기름제거용 바는 상기 프레임과 슬라이딩 가능하게 결합된 지지부와 연결되어, 상기 기름제거용 바는 지지부와 함께 움직여 승하강이 가능하되, 상기 지지부는 기름제거용 바가 집진전극판에서 이탈되는 때까지 상승이 가능할 수 있다.
각각의 도전성 바 사이에는 집진전극판의 상단부 중 일부가 절개되어 형성된 빈 공간인 수용부가 형성되어, 기름제거용 바는 집진전극판에서 이탈되는 때 상기 수용부에 수용될 수 있다.
기름제거용 바 및 지지부는 기름제거용 바가 지지부의 상방에 놓이도록 상기 기름제거용 바와 상기 지지부를 연결하는 연결부에 의해 연결될 수 있다.
상기 연결부는 적어도 한번 굴절되는바 형상 또는 와이어 형상일 수 있다.
상기 기름제거용 바는 복수개로, 각각의 기름제거용 바는 집진전극판 사이에 하나씩 배치되되, 하나의 집진전극판의 일측면에 접하는 기름제거용 바의 일측단부와 상기 집진전극판의 타측면에 접하는 기름제거용 바의 타측단부는 서로 상기 집진전극판의 대척부에 위치할 수 있다.
상기 기름제거용 바는 중앙부로부터 양 측단부를 향해 두께가 점차 감소되도록 형성될 수 있다.
상기 기름제거용 바는 양 측단부를 연결하는 하나의 평면부를 갖되, 상기 평면부는 중력 반대 방향에 위치하도록 형성될 수 있다.
상기 기름제거용 바는 양 측단부에 상기 집진전극판에 대하여 수직한 방향으로 돌출되는 선상의 돌출부를 적어도 하나 포함할 수 있다.
상기 기름제거용 바의 양 측단부는 상기 양 측단부의 사이에 위치하고 기름제거용 바의 길이방향으로 형성된 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전되어 집진전극판의 표면으로부터 이격될 수 있다.
상기 양 측단부는, 상기 기름제거용 바와 연결되되, 상기 회전축과 이격된 일 지점에서 연결되는 방향조절링크에 의해 회전 방향이 조절될 수 있다.
상기 방향조절링크는 기름제거용 바의 상기 일 지점 및, 상기 기름제거용 바와 이격되어 집진전극판과 평행하게 배치되는 가이드레일의 사이에 개재된 채 상기 기름제거용 바와 함께 움직이되, 상기 가이드레일의 일부가 일 측으로 굴절되어 형성된 굴절부에 의해 상기 집진전극판과 수직한 방향으로 구동될 수 있다.
상기 기름제거용 바는 중력방향 또는 중력 반대방향으로 이동될 수 있다.
상기 기름제거용 바는 구동부의 구동에 의해 이동될 수 있다.
상기 구동부는 액츄에이터 및, 상기 기름제거용 바와 연결되어 상기 액츄에이터에 의해 중력방향 또는 중력 반대방향으로 직선 운동하는 운동전달수단을 포함할 수 있다.
상기 액츄에이터는 적어도 하나의 구동모터로 이루어지며, 상기 운동전달수단은 집진전극판에 인접하게 배치되고, 총장이 상기 집진전극판의 길이보다 작거나 적어도 같게 형성되는 랙장치나 볼 스크류 또는 벨트장치로 이루어질 수 있다.
본 발명에 따른 유적함유 가스처리용 전기집진장치는 집진전극판의 표면에 침착된 기름때를 효과적으로 긁어 제거할 수 있으며, 구동부에 의해 구동되어 자동으로 제거작업을 수행할 수 있어, 수동으로 집진전극판을 청소하기 위해 집진장치로부터 집진전극판을 일일이 분리하여야 하는 번거로움이 없으며, 집진장치가 전체적으로 컴팩트하게 구성되어 설치공간을 확장하거나 이전하여야 하는 불편함이 없다. 또한, 기름제거용 바는 집진전극판의 청소작업이 완료된 후 수용부에 수용되거나, 집진전극판 사이에서 회전되어 집진전극판과의 접촉이 해제될 수 있으며, 이에 따라 전극판끼리 통전될 수 있는 위험을 방지하는 동시에, 전극판의 사이로 유입되는 가스의 흐름을 방해하지 않고 효과적으로 가스를 처리할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치의 구조를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 전기집진장치의 동작원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 전기집진장치의 집진 유닛의 정면도 및 평면도이다.
도 4a 및 도 4b는 도 3a의 집진 유닛의 집진전극판 및 그 변형례를 도시한 도면이다.
도 5a 내지 도 5c는 도 3a의 집진 유닛의 기름제거용 바 및 그 변형례를 도시한 도면이다.
도 6은 도 3a의 집진 유닛의 기름제거용 바 및 지지부를 도시한 평면도이다.
도 7은 도 6의 기름제거용 바 및 지지부의 변형례를 도시한 사시도이다.
도 8은 도 1의 전기집진장치의 구동부를 도시한 측면도이다.
도 9a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예 및 그 변형례에 의한 전기집진장치의 작동 모습을 도시한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 변형례에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치의 집진 유닛을 도시한 정면도 및 주요 부위의 부분확대사시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 집진 유닛의 기름제거용 바가 작동하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 2는 도 1의 전기집진장치의 동작원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
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도 8은 도 1의 전기집진장치의 구동부를 도시한 측면도이다.
도 9a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예 및 그 변형례에 의한 전기집진장치의 작동 모습을 도시한 도면들이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 변형례에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치의 집진 유닛을 도시한 정면도 및 주요 부위의 부분확대사시도이다.
도 12a 내지 도 12c는 도 11의 집진 유닛의 기름제거용 바가 작동하는 과정을 도시한 도면들이다.
본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하는 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.
본 발명에 있어서, 명세서 상에서 언급되는 '기름때'는 기름성분만으로 이루어진 것이거나, 공기중에 부유될 수 있는 미세 먼지류 등이 기름성분과 혼합되어 이루어진 것일 수 있다
이하, 도 1 내지 도 10을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치의 구조를 도시한 사시도이고, 도 2는 도 1의 전기집진장치의 동작원리를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 1을 참조하면, 유적함유 가스처리용 전기집진장치(1)는 크게 방전 전극(110)을 포함하는 방전 유닛(100)과 집진전극판(210)을 포함하는 집진 유닛(200)으로 구성될 수 있다. 방전 전극(110) 및 집진전극판(210)은 각각 독립된 단위의 유닛 형태로 형성되어 하우징(300)의 내부에 설치될 수 있다. 방전 유닛(100)과 집진 유닛(200)은 하우징(300) 내부에서 소정간격 서로 떨어져 배치되며, 이에 따라 방전 전극(110)과 집진전극판(210)도 일정한 간격을 사이에 두고 서로 이격되어 배치될 수 있다. 방전 유닛(100)과 집진 유닛(200)이 배치되는 하우징(300)의 일 측과 타 측에는 각각 덕트(310)가 연결될 수 있으며, 덕트(310)는 처리 대상이 되는 가스가 방전 유닛(100) 및 집진 유닛(200)으로 순차적으로 통과되도록 하는 기체 순환로를 형성하는 역할을 할 수 있다.
방전 유닛(100)은 방전 전극(110)과, 방전 전극(110)을 사이에 두고 서로 이웃하여 배치되는 대응 전극(120)으로 이루어진다. 각각의 전극 사이에 고전압이 인가되면 방전 전극(110)과 대응 전극(120)은 서로 다른 극성으로 대전되며, 방전 전극(110)의 주위에서 발생하는 급격한 전위변화로 인해서 방전 전극(110)의 주변을 지나는 기체가 전리된다. 이를 위해서, 방전 전극(110)은 특징적인 형상으로 형성될 수 있다. 방전 전극(110)은 예를 들면, 선형 이나 봉형, 또는 탐침(探針)의 형상으로 형성될 수 있으며, 대응 전극(120)은 평판형상으로 형성될 수 있다. 도면상으로는 봉형상의 방전 전극(110)과 평판형상의 대응 전극(120)이 도시되었으며, 각각의 대응 전극(120)은 상단부가 서로 연결된 형태로 도시되었다.
집진 유닛(200)은 프레임(240)의 내측에 서로 이격되어 수직방향으로 평행하게 배치되는 집진전극판(210)과, 집진전극판(210)의 사이에 배치되는 기름제거용 바(230)를 포함한다. 기름제거용 바(230)는 양 측단부가 서로 다른 집진전극판(210)의 표면과 각각 밀착되며, 집진전극판(210) 사이에서 이동하면서 집진전극판(210) 표면에 침착된 기름때를 제거할 수 있다. 기름제거용 바(230)는 집진전극판(210)의 외곽에 위치하는 지지부(231)에 연결되어 지지될 수 있으며, 지지부(231)는 프레임(240)의 일 측에 형성되는 가이드부(241)에 슬라이딩 가능하게 결합된다. 따라서 기름제거용 바(230)는 지지부(231)와 함께 움직여 승하강 이동이 가능하다.
서로 이웃한 집진전극판(210a, 210b)들은 마주보고 서로 반대 극성으로 대전된다. 이를 위해, 서로 이웃한 집진전극판(210a, 210b) 중 하나는 직류전원의 양극과 연결된 도전성 바(220a)와 연결되고, 다른 하나는 직류전원의 음극과 연결된 도전성 바(220b)와 연결될 수 있다. 이 때, 양극에 연결된 도전성 바 및 음극에 연결된 도전성 바는 한 쌍의 도전성 바(220a, 220b)가 각각 직류 전원의 서로 다른 극과 연결됨을 설명하기 위하여 임의적으로 구분된 것이며, 고정적인 것이 아니다. 직류 전원은 전기집진장치(1)와 독립적으로 형성된 전원공급용 배터리이거나, 전기집진장치(1)의 외부에서 공급되는 교류전류가 컨버터에 의해 직류전류로 변환된 것일 수 있다.
각각 양극 및 음극에 연결된 한 쌍의 도전성 바(220a, 220b)는 집진전극판(210)들의 상단부와 교차될 수 있다. 집진 유닛(200) 및 기름제거용 바(230)에 대해서는 후술하여 좀 더 상세히 설명한다.
프레임(240)의 일 측에는 구동부(250)가 형성된다. 구동부(250)는 지지부(231) 및 기름제거용 바(230)에 구동력을 전달하여 이동시키는 역할을 한다. 구동부(250)가 마련됨으로 인해서, 기름제거용 바(230)는 하우징(300)의 내부에서 자동으로 움직여 청소작업을 할 수 있게 되며, 청소작업을 위해 집진전극판(210)을 따로 분리하여야 하는 불편함을 해소할 수 있다.
이러한 구조를 갖는 전기집진장치(1)를 이용해 유적이 함유된 가스를 처리할 수 있다. 본 명세서 상에서 유적(Oil droplet)이라 함은 입자상의 미세한 오염물질로서 기름성분인 것을 지칭한다. 유적은 원유 및 그의 부산물을 취급하는 정유 플랜트 등으로부터 삼겹살 등과 같이 유분이 많은 식재료를 대량으로 취급하는 음식점에 이르기까지 다양한 곳에서 생성될 수 있으며, 공기중에 섞여 유적이 함유된 가스를 생성하게 된다. 이와 같은 가스는 발화가능성이 높아 위험하며, 피부에 접촉되거나 호흡기를 통해 신체 내부로 유입되면서 불쾌감을 주거나 인체에 유해한 영향을 줄 수 있다. 전기력을 이용해 이러한 유적이 함유된 가스를 쉽게 처리할 수 있다.
도 2를 참조하면, 덕트(도 1의 310 참조)를 통과하여 하우징(300) 내부로 유입된 가스는 우선 방전 전극(110)을 통과하게 된다. (가스는 화살표 방향으로 진행한다) 방전 전극(110)을 통과하기 전의 가스는 전기적으로 중성인 유적(d1)을 포함하고 있다. 가스가 방전 전극(110)들을 통과하게 되면 방전 전극(110)의 주변에서는 전술한 전리 현상이 발생한다. 전리 현상은 방전 전극(110)의 주변에 불균일하게 분포된 전기장을 지나면서 기체분자 내부의 전자가 급격한 전위변동을 경험하여 방전되면서 발생한다. 전리 현상은 이러한 방전 현상 중 하나인 코로나 방전(Corona discharge)에 의한 것일 수 있다.
전리된 가스 내부의 유적(d2)들은 방전된 전자들과 상호작용하여 대전된다. 이 때, 방전 및 대전 현상은 가스의 흐름에 영향을 주지 않고 발생하며, 대전된 유적(d2)들을 포함하는 가스는 집진전극판(210)을 향해 이동된다.
집진전극판(210)들의 사이에는 각각의 전극판과 수직한 방향으로 균일하게 형성된 전기장들이 분포되며, 유적(d3)들은 전기장의 영향을 받아 가스 기체에 수직한 방향으로 이동되어 집진전극판(210)의 표면에 부착된다. 이 때, 서로 다른 극성으로 대전되는 유적(d3)들은 각각 서로 반대 극성을 갖는 집진전극판(210)으로 이동될 수 있다.
이와 같은 과정을 통해서 유적이 함유된 가스로부터 유적들을 분리하여 포집하는 것이 가능하다. 이 때, 유적(d3)들은 집진전극판(210)에 침착되어 집진전극판(210)의 표면에 기름때를 형성하게 된다. 이와 같은 기름때는 점도가 높아 추타방식이나 세정방식 등에 의해 제거되기가 어렵다. 집진전극판(210)의 사이에 배치되어 집진전극판(210)과 밀착되는 기름제거용 바는 이와 같은 기름때를 제거하는 데 매우 효과적이 될 수 있다.
이하, 도 3a 내지 도 8을 참조하여, 집진 유닛 및 기름제거용 바에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
도 3a 및 도 3b는 도 1의 전기집진장치의 집진 유닛의 정면도 및 평면도이고, 도 4a 및 도 4b는 도 3a의 집진 유닛의 집진전극판 및 그 변형례를 도시한 도면이다.
도 3a 및 도 3b를 참조하면, 집진 유닛(200)은 도면을 기준으로 할 때, 좌 우의 양측부에 프레임(240)이 형성되며, 프레임(240)의 내측(프레임 사이의 내부공간)에는 수직한 방향으로 서로 평행하게 복수의 집진전극판(210)들이 배치된다. 프레임(240)과 집진전극판(210)은 서로 나란히 수직방향으로 형성될 수 있다. 이에 반해 도전성 바(220)는 수평 방향으로 정렬되어 집진전극판(210)들의 상단부와 교차되며, 도 3b에 도시된 바와 같이 집진 유닛(200)의 상방에서 내려다 볼 때, 서로 나란히 평행하게 배치될 수 있다. 각각의 도전성 바(220a, 220b)는 직류전원의 양극 및 음극에 연결되어 서로 다른 극성을 갖도록 집진전극판(210a, 210b)들을 대전시킬 수 있다.
서로 평행한 도전성 바(220a, 220b)는 각각 서로 이웃한 집진전극판(210a, 210b) 중 어느 하나에 결합될 수 있다. 이 때, 하나의 도전성 바(220a)는 결합되지 않은 집진전극판(210b)의 단부를 접촉하지 않고 우회하여 이웃한 집진전극판(210a)의 결합홀(도 4a의 212 참조)에 결합된다. 이와 같은 결합과정은 반복되어 진행될 수 있으며, 이를 통해 집진전극판(210a, 210b)들은 서로 양극 또는 음극과 연결된 도전성 바(220a, 220b)에 각각 교대로 결합될 수 있다. 각각의 집진전극판(210a, 210b)들은 집진전극판의 일부가 절개되어 형성된 절개부(도 4a의 211 참조)로 이루어진 단부를 가져 결합되지 않은 도전성 바와는 접촉이 용이하게 회피될 수 있으며, 도전성 바는 서로 이웃한 집진전극판(210a, 210b) 중 어느 하나의 절개부(211)를 우회하여 다른 하나에 결합될 수 있다.
도 4a 및 도 4b를 참조하면, 서로 이웃하는 집진전극판(210a, 210b)은 서로 뒤집혀 대칭이 되는 형태로 형성될 수 있으며, 결합홀(212) 및 절개부(211)는 각각의 상단부 모서리부분에 형성될 수 있다.
한편, 도 4b를 참조하면, 집진전극판(210-1)은 상단부의 일부가 절개되어 수용부(213)를 형성할 수 있다. 수용부(213)는 결합홀(212)이 형성된 지점을 피해 집진전극판(210-1)의 일부가 절개되어 형성되며, 각각의 집진전극판(210-1a, 210-1b)들이 서로 평행하게 배치되면, 결합홀(212)에 결합되는 도전성 바(도 1의 220 참조)의 사이에 입체적인 빈 공간으로 형성될 수 있다. 이와 같이 형성된 수용부(213)에는 기름제거용 바가 수용될 수 있다. 이에 대해서는 후술하여 더욱 상세히 설명한다.
도 5a 내지 도 5c는 도 3a의 집진 유닛의 기름제거용 바 및 그 변형례를 도시한 도면이고, 도 6은 도 3a의 집진 유닛의 기름제거용 바 및 지지부를 도시한 평면도이다.
도 5a 내지 도 5c를 참조하면, 복수의 집진전극판(210)들 사이의 공간에는 복수의 기름제거용 바(230)가 각각 배치된다. 기름제거용 바(230)는 양 측단부가 각각 서로 다른 집진전극판(210)의 표면에 밀착됨은 전술하였다. 이 때, 하나의 집진전극판(210)을 사이에 두고 볼 때, 서로 다른 기름제거용 바(230)는 집진전극판(210)의 일측면과 타측면에 각각 접하며, 일측면과 타측면에 접하는 서로 다른 기름제거용 바(230)의 일측단부와 타측단부는 집진전극판(210)의 대척부(서로 마주보는 지점)에 위치하게 된다. 따라서, 기름제거용 바(230)는 각각의 측단부가 서로 마주보고 집진전극판(210)을 압박하게 된다. 이러한 압박 효과로 인해 기름제거용 바(230)는 더욱 효과적으로 집진전극판(210)과 밀착될 수 있으며 집진전극판(210)을 따라 움직이면서 기름때를 손쉽게 제거할 수 있게 된다.
기름제거용 바(230)는 효과적으로 기름때를 제거할 수 있는 다양한 형상으로 변형되어 형성될 수 있다. 기름제거용 바(230)는 도 5a와 같이 중앙부로부터 양 측단부를 향해 두께가 점차로 감소하여 중앙부가 약간 볼록한 형상이 되도록 형성될 수 있다. 이 때 상대적으로 얇은 두께를 갖는 양 측단부는 집진전극판(210)의 표면과 맞닿아 탄력적으로 변형되면서 기름때를 제거하는 데 효과적으로 작용될 수 있다.
또한, 도 5b에 도시된 바와 같이, 기름제거용 바(230a)는 중앙부로부터 양 측단부를 향해 두께가 점차 감소되지만, 상부와 하부의 두께가 비대칭적으로 형성되어 상방 즉, 중력의 반대방향에 양 측단부를 연결하는 하나의 평면부(232)를 형성할 수 있다. 이와 같은 형태로 형성되는 경우 기름제거용 바(230a)의 양 측단부는 기름제거용 바(230a)가 하방 이동될 때, 집진전극판(210)의 표면과 좀 더 넓게 밀착될 수 있으며 이로 인해 기름때를 하방으로 긁어 내리는 작업이 더 효율적이 될 수 있다.
한편, 도 5c에 도시된 바와 같이 기름제거용 바(230b)의 양 측단부에는 선상의 돌출부(233)가 형성될 수 있다. 선상 돌출부(233)는 집진전극판(210)에 대해 수직한 방향으로 하나 이상이 돌출될 수 있으며, 각각이 동시에 집진전극판(210)의 표면에 밀착될 수 있어, 더욱 효과적으로 기름때를 제거하는 것이 가능하다. 선상 돌출부(233)가 형성되는 경우에 기름제거용 바(230b)의 두께는 좀 더 두껍게 형성될 수 있다.
도 6을 참조하면, 기름제거용 바(230)는 지지부(231)와 연결될 수 있다. 지지부(231)는 기름제거용 바(230)의 집진전극판(210)과 밀착되지 않는 단부와 연결되도록 형성될 수 있으며, 복수의 기름제거용 바(230)가 서로 동일한 평면상에 놓이도록 기름제거용 바(230)들의 외곽 부분을 둘러싸는 형태로 형성될 수 있다. 지지부(231)에는 도면상의 좌 우측 테두리부분에 홈 형태의 홀더(234)가 형성될 수 있다. 지지부(231)는 홀더(234)를 이용하여 프레임(도 1의 240 참조)의 일 측에 형성된 가이드부(도 1의 241 참조)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있으며, 가이드부(241)를 따라 기름제거용 바(230)와 함께 승하강 이동이 가능하게 된다. 또한, 지지부(231)의 테두리부분 일측에는 홀더(234)보다 넓은 폭을 갖는 랙홀더(235)가 형성될 수 있다. 랙홀더(235)를 이용하여 지지부(231)는 프레임(240)의 타 측에 형성되는 랙(도 1의 253 참조)과도 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
도 7은 도 6의 기름제거용 바 및 지지부의 변형례를 도시한 사시도이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 기름제거용 바(230) 및 지지부(231)는 서로 동일한 평면상에 형성되지 않고 기름제거용 바(230)가 지지부(231)의 상방에 위치하도록 입체적으로 형성될 수 있다. 이 때, 지지부(231)와 기름제거용 바(230)는 서로 직접 연결되지 않고 지지부(231)의 일측과 기름제거용 바(230)의 일측을 연결하는 연결부(236)에 의해 연결될 수 있다. 연결부(236)는 지지부(231)로부터 연장되어 적어도 한번 굴절되면서 기름제거용 바(230)를 향해 상승될 수 있으며, 폭이 좁은 바 형상 또는 와이어 형상을 갖도록 형성될 수 있다. 도면상으로는 기름제거용 바(230)보다 폭이 좁은 굴절된 바 형상의 연결부(236)가 도시되었다.
이러한 입체적인 형상으로 인해서 기름제거용 바(230)는 지지부(231)와 함께 상승되어 집진전극판(도 4b의 210-1 참조)의 상단부로부터 이탈될 수 있으며, 이탈된 후에는 전술한 수용부(도 4b의 213 참조)에 수용될 수 있다.
도 8은 도 1의 전기집진장치의 구동부를 도시한 측면도이다.
도 8을 참조하면, 구동부(250)는 랙(253)과 피니언기어(252)로 이루어져 직선운동하는 일종의 운동전달수단인 랙장치 및, 액츄에이터의 역할을 하는 구동모터(251)를 포함할 수 있다. 랙(253)은 프레임(240)의 일 측면상에 수직방향으로 형성되며, 구동모터(251)와 피니언기어(252)는 지지부(231)의 일 측에 장착될 수 있다. 이 때, 피니언기어(252)와 랙(253)은 전술한 랙홀더의 내측에서 서로 교접될 수 있다.
구동모터(251)가 구동되면 피니언기어(252)가 회전하면서 지지부(231) 전체가 랙(253)을 따라 이동하게 된다. 이 때 상승 또는 하강하는 랙장치는 중력방향 또는 중력반대방향으로 운동하게 된다. 구동모터(251)와 피니언기어(252)는 체인에 의해 연결될 수 있으며, 도면에 도시되지 않았지만, 구동모터(251)와 피니언기어(252) 사이에는 기어의 회전속도를 조절하기 위한 소형의 기어박스가 더 설치될 수 있다. 도 1에 도시된 바와 같이 랙장치가 프레임(240)의 측면을 따라서 집진전극판의 길이와 같은 길이를 갖도록 형성됨으로써, 하우징(도 1의 300 참조)이나 프레임(240)의 높이가 집진전극판이 단독으로 배치되는 경우와 동일하게 될 수 있으며, 전술한 바와 같이 기름제거용 바가 지지부(231)보다 상방에 위치하는 경우라면 랙장치의 길이는 집진전극판의 길이보다 짧아질 수 있어, 장치가 컴팩트하게 구성될 수 있다. 이에 따라 구동부(250)가 설치되더라도 전기집진장치 전체의 크기가 종전에 비해 크게 증가될 필요가 없으며, 기존의 설치장소에 무리 없이 전기집진장치를 설치하여 사용할 수 있게 된다. 구동부(250)는 랙장치 뿐만 아니라 볼 스크류장치 나 벨트장치를 이용하여 구성하는 것이 가능하다.
이하, 도9a 내지 도 10b를 참조하여, 유적함유 가스처리용 전기집진장치의 작동에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
도 9a 내지 도 10b는 본 발명의 일 실시예 및 그 변형례에 의한 전기집진장치의 작동 모습을 도시한 도면들이다.
도 9a 및 도 9b를 참조하면, 기름제거용 바(230)는 중력방향 또는 중력 반대방향으로 움직여 집진전극판(210)의 사이를 왕복하면서 집진전극판(210)에 형성된 기름때(A)를 긁어 제거한다. 도 9a와 같이 기름제거용 바(230)가 집진전극판(210)의 하방에서 중력 반대방향으로 움직여 상승하는 경우에는 기름때(A)가 상방으로 밀어올려져 집진전극판(210)으로부터 분리될 수 있으며, 도 9b와 같이 기름제거용 바(230)가 집진전극판(210)의 상방에서 중력방향으로 움직여 하강하는 경우에는 기름때(A)가 하방으로 밀려내려오면서 집진전극판(210)으로부터 분리될 수 있다. 이 때, 하강되는 때에는 집진전극판(210)으로부터 분리된 기름때(A)들이 중력에 의해 낙하될 수 있으므로 집진전극판(210)의 하방에 기름때(A)를 수거하기 위한 수거부(400)를 형성할 수 있다. 수거부(400)는 하우징의 저면부가 변형되어 형성될 수 있으며, 하우징과 독립적으로 형성되어 하우징의 저면에 탈착이 가능하도록 결합될 수도 있다. 수거부(400)는 기름때(A)가 배출될 수 있도록 중앙부분에 배출구(410)가 형성될 수 있다.
이와 같은 기름제거용 바(230)의 왕복과정은 상승 및 하강과정이 한 세트로 진행될 수 있으며, 상승과정은 하강하면서 중력방향으로 기름때(A)를 긁어 내리기 위한 예비과정이 될 수 있다. 이런 식으로 기름제거용 바(230)가 작동되는 경우에 기름제거용 바(230)의 상승 및 하강속도는 서로 달라질 수 있으며, 상대적으로 빠르게 상승하였다가 천천히 하강하면서 중력방향으로 기름때(A)를 긁어 내리도록 형성할 수 있을 것이다.
이어서, 도 10a 및 도 10b를 참조하면, 연결부(236)에 의해 지지부(231)로부터 상방에 위치하도록 형성되는 기름제거용 바(230)는 지지부(231)와 함께 상승되면서 집진전극판(210-1)의 상단부를 이탈하여 수용부(213)에 수용될 수 있다. 이 때, 지지부(231)는 프레임을 따라서 기름제거용 바(230)가 집진전극판(210-1)에서 이탈되는 위치까지 상승될 수 있다.
집진전극판(210-1)으로부터 이탈된 기름제거용 바(230)는 수용부(213)에 수용되어 안정적으로 위치되며, 집진전극판(210-1) 사이로 유입되는 가스의 흐름을 차단하거나 방해하지 않게 된다. 또한, 집진전극판(210-1)이 서로 통전되어 서로 다른 극성으로 대전이 되지 않게 되거나 단락될 수 있는 위험을 사전에 차단하여, 전기집진장치의 본래 기능이 확보될 수 있다. 기름제거용 바(230)가 금속재를 소재로 하여 이루어지는 경우에 이러한 설계를 통해 전기집진장치의 안정성 및 안전성을 확보할 수 있다.
이하, 도 11 내지 도12c를 참조하여, 본 발명의 또 다른 변형례에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치에 대해 상세히 설명한다.
도 11은 본 발명의 또 다른 변형례에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치의 집진 유닛을 도시한 정면도 및 주요 부위의 부분확대사시도이고, 도 12a 내지 도 12c는 도 11의 집진 유닛의 기름제거용 바가 작동하는 과정을 도시한 도면들이다.
도 11을 참조하면, 본 발명의 또 다른 변형례에 의한 유적함유 가스처리용 전기집진장치는 기름제거용 바(230)의 양 측단부가 회전축을 중심으로 서로 반대방향으로 회전하여 밀착되었던 집진전극판(210)의 표면으로부터 이격되도록 형성될 수 있다. 바람직하게는 상기 기름제거용 바(230)는 이격되어 집진전극판(210)과 평행이 되는 위치까지 회전할 수 있다.
이 때, 회전축(237)은 기름제거용 바(230)의 양 측단부 사이에 위치하며, 기름제거용 바(230)의 길이방향을 따라 형성된다. 도면상에는 기름제거용 바(230)의 집진전극판(210)과 접하지 않는 단부의 중앙부분에서 돌출된 형태의 회전축(237)이 도시되었다. 회전축(237)은 지지부(231)의 일측에 회동 가능하게 결합되어 기름제거용 바(230)와 함께 회전될 수 있다.
상기 양 측단부가 회전되는 회전방향은 지지부(231)를 따라서 수평 방향으로 배치되는 방향조절링크(260)에 의해 조절될 수 있다. 방향조절링크(260)는 기름제거용 바(230)와 연결되되, 회전축(237)과 이격된 일 지점과 연결되어 기름제거용 바(230)에 회전축(237)을 회전중심으로 하는 비틀림 힘을 발생시킬 수 있다. 회전이 원활하게 이루어질 수 있도록, 기름제거용 바(230)와 방향조절링크(260)는 상기 일 지점으로부터 돌출된 돌출부(238)에 서로 힌지결합되는 방식으로 연결될 수 있으며, 돌출부(238)와 결합되는 방향조절링크(260)의 일 측에는 이를 위해 힌지부(261)가 형성될 수 있다.
방향조절링크(260)의 일측 단부는 가이드레일(270)에 결합될 수 있다. 가이드레일(270)은 집진전극판(210)과 나란히 서로 평행하게 배치되며, 기름제거용 바(230)와는 일정한 간격을 두고 서로 이격되어 있다. 따라서, 방향조절링크(260)는 기름제거용 바(230)의 일 지점과 가이드레일(270)의 사이에 개재된 형태가 되며, 기름제거용 바(230)가 움직이는 때 가이드레일(270)을 따라 함께 움직일 수 있다. 가이드레일(270)은 프레임(240)의 일측면을 따라 형성된 홈일 수 있으며, 방향조절링크(260)는 홈 형태의 가이드레일(270) 내측으로 삽입되는 삽입부(262)를 이용하여 가이드레일(270)에 슬라이딩 가능하게 결합될 수 있다.
가이드레일(270)은 집진전극판(210)과 평행하게 상하방향으로 연장되되, 프레임(240)의 상단부 부근에서 일 측으로 굴절되어 굴절부(271)를 형성한다. 따라서, 가이드레일(270)을 따라 움직이던 방향조절링크(260)는 굴절부(271)가 형성된 지점에서 궤도가 변경되어 집진전극판(210)과 수직한 방향으로 구동될 수 있다.
도 12a 내지 도 12c를 참조하여, 방향조절링크의 구동에 대해 좀 더 상세히 설명한다.
전술한 대로 방향조절링크(260)는 수평방향으로 배치된 채 기름제거용 바(230)와 함께 상하 방향으로 승강운동을 하게 된다. 가이드레일(270)은 집진전극판(210)을 따라 수직방향으로 형성되므로 방향조절링크(260)는 수평위치는 변화되지 않은 채 도 12a와 같이 상단부 부근까지 이동될 수 있다.
하지만, 도 12b와 같이 방향조절링크(260)의 삽입부(262)가 굴절부(271)로 진입하면, 방향조절링크(260)는 상승과 동시에 수평위치에 변화가 생긴다. 이를 통해 방향조절링크(260)는 집진전극판(210)과 수직한 방향으로 구동되는 것이 가능하며, 이러한 구동에 의해 기름제거용 바(230)를 회전시키는 비틀림 힘을 발생시킬 수 있다.
도 12c와 같이 방향조절링크(260)가 굴절부(271)를 따라 완전히 이동되면, 기름제거용 바(230)의 양 측단부는 집진전극판(210)에서 완전히 이격된 채 집진전극판(210)과 평행한 방향으로 정렬될 수 있다.
따라서, 기름때 제거작업이 종료되면, 기름제거용 바(230)는 집진전극판(210)과의 접촉이 해제되는 대기상태로 자연스럽게 전환될 수 있으며, 대기상태에서 집진전극판(210)끼리 통전되는 것을 방지하고, 집진전극판(210)의 사이로 유입되는 가스의 흐름을 방해하지 않을 수 있다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.
1: 유적함유 가스처리용 전기집진장치 100: 방전 유닛
110: 방전 전극 120: 대응 전극
200: 집진 유닛
210, 210a, 210b, 210-1, 210-1a, 210-1b: 집진전극판
211: 절개부
212: 결합홀 213: 수용부
220, 220a, 220b: 도전성 바
230, 230a, 230b: 기름제거용 바 231: 지지부
232: 평면부 233: 선상 돌출부
234: 홀더 235: 랙홀더
236: 연결부 237: 회전축
238: 돌출부 240: 프레임
241: 가이드부 250: 구동부
251: 구동모터 252: 피니언기어
253: 랙 260: 방향조절링크
261: 힌지부 262: 삽입부
270: 가이드레일 271: 굴절부
300: 하우징 310: 덕트
400: 수거부 410: 배출구
A: 기름때 d1, d2, d3: 유적
110: 방전 전극 120: 대응 전극
200: 집진 유닛
210, 210a, 210b, 210-1, 210-1a, 210-1b: 집진전극판
211: 절개부
212: 결합홀 213: 수용부
220, 220a, 220b: 도전성 바
230, 230a, 230b: 기름제거용 바 231: 지지부
232: 평면부 233: 선상 돌출부
234: 홀더 235: 랙홀더
236: 연결부 237: 회전축
238: 돌출부 240: 프레임
241: 가이드부 250: 구동부
251: 구동모터 252: 피니언기어
253: 랙 260: 방향조절링크
261: 힌지부 262: 삽입부
270: 가이드레일 271: 굴절부
300: 하우징 310: 덕트
400: 수거부 410: 배출구
A: 기름때 d1, d2, d3: 유적
Claims (19)
- 방전전극;
상기 방전전극과 이격되어 배치되되, 이웃한 하나와 다른 하나는 서로 이격되어 마주보고 서로 반대 극성으로 대전되는 복수개의 집진전극판; 및
서로 이웃하는 집진전극판 사이에 배치되되, 양 측단부 각각이 서로 이웃하는 집진전극판의 표면에 각각 밀착된 상태로 이동함으로써, 상기 표면에 침착되는 기름때를 긁어내어 제거할 수 있는 기름제거용 바를 포함하고,
집진전극판은 프레임의 내측에 수직 방향으로 서로 평행하게 배치되고, 기름제거용 바는 상기 프레임과 슬라이딩 가능하게 결합된 지지부와 연결되어,
상기 기름제거용 바는 지지부와 함께 움직여 승하강이 가능하되, 상기 지지부는 기름제거용 바가 집진전극판에서 이탈되는 때까지 상승이 가능하며,
기름제거용 바 및 지지부는 기름제거용 바가 지지부의 상방에 놓이도록 상기 기름제거용 바와 상기 지지부를 연결하는 연결부에 의해 연결되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 1항에 있어서,
상기 하나의 집진전극판은 직류전원의 양극에 연결된 도전성 바와 연결되고, 상기 다른 하나의 집진전극판은 직류전원의 음극에 연결된 도전성 바와 연결되어 각각 서로 반대 극성으로 대전되도록 형성된 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 2항에 있어서,
양극에 연결된 도전성 바는 상기 하나의 집진전극판과 교차되고, 음극에 연결된 도전성 바는 상기 다른 하나의 집진전극판과 교차되되, 상기 각각의 도전성 바는 교차되지 않는 집진전극판의 일 단부 주위로 우회되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 3항에 있어서,
상기 단부는 도전성 바와의 접촉이 회피되도록 집진전극판의 일부가 절개되어 형성된 절개부인 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 3항에 있어서,
도전성 바는 상기 집진전극판의 상단부와 교차되어 수평 방향으로 서로 평행하게 배치되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 5항에 있어서,
각각의 도전성 바 사이에는 집진전극판의 상단부 중 일부가 절개되어 형성된 빈 공간인 수용부가 형성되어, 기름제거용 바는 집진전극판에서 이탈되는 때 상기 수용부에 수용되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 삭제
- 제 1항에 있어서,
상기 연결부는 적어도 한번 굴절되는 바 형상 또는 와이어 형상인 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기름제거용 바는 복수개로, 각각의 기름제거용 바는 집진전극판 사이에 하나씩 배치되되, 하나의 집진전극판의 일측면에 접하는 기름제거용 바의 일측단부와 상기 집진전극판의 타측면에 접하는 기름제거용 바의 타측단부는 서로 상기 집진전극판의 대척부에 위치하는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기름제거용 바는 중앙부로부터 양 측단부를 향해 두께가 점차 감소되도록 형성되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 10항에 있어서,
상기 기름제거용 바는 양 측단부를 연결하는 하나의 평면부를 갖되, 상기 평면부는 중력 반대방향에 위치하도록 형성되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기름제거용 바는 양 측단부에 상기 집진전극판에 대하여 수직한 방향으로 돌출되는 선상의 돌출부를 적어도 하나 포함하는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기름제거용 바의 양 측단부는 상기 양 측단부의 사이에 위치하고 기름제거용 바의 길이방향으로 형성된 회전축을 중심으로 서로 반대 방향으로 회전되어 집진전극판의 표면으로부터 이격될 수 있는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 13항에 있어서,
상기 양 측단부는, 상기 기름제거용 바와 연결되되, 상기 회전축과 이격된 일 지점에서 연결되는 방향조절링크에 의해 회전 방향이 조절되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 14항에 있어서,
상기 방향조절링크는 기름제거용 바의 상기 일 지점 및, 상기 기름제거용 바와 이격되어 집진전극판과 평행하게 배치되는 가이드레일의 사이에 개재된 채 상기 기름제거용 바와 함께 움직이되, 상기 가이드레일의 일부가 일 측으로 굴절되어 형성된 굴절부에 의해 상기 집진전극판과 수직한 방향으로 구동되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 1항에 있어서,
상기 기름제거용 바는 중력방향 또는 중력 반대방향으로 이동되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 16항에 있어서,
상기 기름제거용 바는 구동부의 구동에 의해 이동되는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 17항에 있어서,
상기 구동부는 액츄에이터 및, 상기 기름제거용 바와 연결되어 상기 액츄에이터에 의해 중력방향 또는 중력 반대방향으로 직선 운동하는 운동전달수단을 포함하는 유적함유 가스처리용 전기집진장치. - 제 18항에 있어서,
상기 액츄에이터는 적어도 하나의 구동모터로 이루어지며, 상기 운동전달수단은 집진전극판에 인접하게 배치되고, 총장이 상기 집진전극판의 길이보다 작거나 적어도 같게 형성되는 랙장치나 볼 스크류 또는 벨트장치로 이루어지는 유적함유 가스처리용 전기집진장치.
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