KR101375468B1 - Electric dust collector - Google Patents
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Abstract
본 발명은 특별한 장치를 부가하는 일 없이, 디젤 배출 입자(DEP) 등의 나노 클래스의 초미립자를 효율적으로 포집하는 것이 가능한 전기 집진 장치를 제공하는 것이다. 이를 위한 해결수단으로서, 대전부와, 집진부를 전후단에 배치하여 구성한 전기 집진 장치에 있어서, 상기 집진부를, 처리 공기가 흐르는 공간을 통하여 대향하여 평행 배치한 평판형상의 고전압 전극과 접지 전극에 의해 구성하고, 상기 양 전극의 적어도 한쪽의 전극의 전체면에 다수의 타발구멍을 분산하여 마련하도록 한다.The present invention provides an electrostatic precipitator capable of efficiently collecting nano-class ultrafine particles such as diesel exhaust particles (DEP) without adding a special apparatus. As a solution for this purpose, in the electric dust collecting device comprising a charging unit and a dust collecting unit arranged in front and rear ends, the dust collecting unit is formed by a flat plate-shaped high voltage electrode and a ground electrode which are arranged in parallel to face each other through a space through which processing air flows. And a plurality of punching holes are distributed and provided on the entire surface of at least one of the electrodes.
전기 집진 장치, 대전부, 접지 전극, 방전 전극 Electrostatic precipitator, charging unit, ground electrode, discharge electrode
Description
본 발명은, 옥내, 터널 등에서의 미세한 분진이나 각종의 부유입자 등으로 오염된 공기 또는 가스로부터 이들의 오염물질을 제거하여 공기 또는 가스를 정화하기 위한 전기 집진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic precipitator for purifying air or gas by removing these contaminants from air or gas contaminated with fine dust in indoors, tunnels, or various suspended particles.
예를 들면, 자동차 도로의 터널 내의 공기는, 통행 차량으로부터 배출되는 배기 가스 중에 포함되는 매연이나, 차량의 주행에 수반하여 발생하는 타이어나 노면의 아스팔트 포장재의 마모 분진 등의 미세한 부유입자에 의해 오염되어 있다. 이와 같은 오염 공기 중의 부유입자 등의 오염물질을 제거하기 위해 대전부와 집진부를 구비한 2단 구성의 전기 집진 장치가 이용된다.For example, the air in a tunnel of an automobile road is contaminated by fine suspended particles such as fumes contained in exhaust gas discharged from a traffic vehicle, and worn dust of tires or asphalt pavement materials on road surfaces generated by running of the vehicle. It is. In order to remove contaminants such as suspended particles in contaminated air, a two-stage electrostatic precipitator having a charging unit and a dust collecting unit is used.
일반적인 2단 구성의 전기 집진 장치는, 도 10에 도시하는 바와 같이 구성되어 있다.The electric dust collector of the general two-stage structure is comprised as shown in FIG.
전기 집진 장치(10)는, 대전부(20)와 집진부(30)를 구비한다. 대전부(20)는, 평행하게 놓여진 평판 또는 선형상의 방전 전극(21)와 평판 접지 전극(22)에 직류 의 고전압을 인가하여 정 또는 부의 코로나 방전을 발생시켜서, 양 전극 사이에 흘려지는 공기를 이온화하고, 이것에 포함되는 부유입자를 정 또는 부의 단극성으로 대전시킨다. 집진부(30)는, 평행하게 놓여진 평판형상의 고전압 전극(31)과 접지 전극(32) 사이에 직류의 고전압을 가하여 정전계를 형성하고, 접지 전극(32)이 대전부(20)에서 대전된 부유입자를 쿨롬력(coulomb force)에 의해 흡인하여 포집한다. 이로써, 대전부(20)의 상류의 집진 장치(10)의 입구(11)로부터 송풍기 등에 의해 부유입자를 함유한 오염 공기를 공급하면, 집진부(30)의 하류의 집진 장치(10)의 출구(12)로부터 부유입자가 제거된 청정한 공기를 취출할 수 있다.The
이와 같은, 전기 집진 장치는, 1㎛ 이하의 미립자에 대해서도 집진 효율이 높고, 또한 대유량의 공기의 처리에도 적합하기 때문에, 자동차 도로 터널의 공기를 청정하게 하기 위한 전기 집진 장치로서 사용된다.Such an electrostatic precipitator is used as an electrostatic precipitator for cleaning the air of an automobile road tunnel because the electrostatic precipitator has a high dust collection efficiency even for fine particles of 1 μm or less and is suitable for the treatment of a large flow rate of air.
그런데, 자동차 도로 터널 내의 공기에는. 디젤차 등으로부터 배출되는 디젤 배출 입자(DEP)가 대량으로 포함되어 있다. 이 DEP는, 입경(particle diameter)이 100㎚ 이하의 초미립자나, 입경이 50㎚ 이하의 나노입자이고, 질량이 가볍기 때문에, 전기 집진 장치에 의해서도 효율적으로 포집할 수가 없는 문제가 있다. 그리고, 이 DEP와 같은 초미립자나 나노입자는 사람의 건강에 악영향을 미치기 때문에, 이것을 효율적으로 포집하여 제거할 것이 강하게 요망되고 있다.By the way, in air in car road tunnel. The diesel exhaust particle (DEP) discharged from a diesel car etc. is contained in large quantities. Since DEP is ultrafine particles having a particle diameter of 100 nm or less, nanoparticles having a particle size of 50 nm or less, and a light mass, there is a problem that the DEP cannot be efficiently collected even by an electrostatic precipitator. Since ultrafine particles and nanoparticles such as DEP adversely affect human health, there is a strong demand for efficient collection and removal of these particles.
종래로부터 집진 효율을 높이기 위한 수단으로서, 집진 극판에 다수의 타발구멍을 분산하여 마련하는 것이 행하여지고 있다(특허 문헌 1 참조).Conventionally, as a means for improving dust collection efficiency, disperse | distributing and providing many punching holes in a dust collecting pole plate is performed (refer patent document 1).
특허 문헌 1에서는, 타발구멍은, 전체 개구 면적이 집진 극판(極板)의 면적 에 대해 10 내지 50%를 차지하도록 마련된다. 그리고, 특허 문헌 1에는, 이 타발구멍을 마련함에 의해, 방전 극판으로부터의 전류는 타발구멍 사이의 부분에 집중하고, 부착한 진애가 보다 성장하려고 하여도 부착하는 집진 극판의 면적이 적고, 또한, 타발구멍을 통과하여서의 공기의 흐름에 의해 과대한 진애의 성장은 억제되기 때문에, 집진 극판에 부착한 진애는 낙하하고, 집진의 성장이 보여지지 않기 때문에, 장기의 사용에 의해서도 집진 효율의 저하가 보여지지 않는다고 기재되어 있다.In
특허 문헌 1 : 일본 특허 제3427165호 공보Patent Document 1: Japanese Patent No. 3427165
이와 같이, 종래의 전기 집진 장치에서는, 집진 극판에 다수의 타발구멍을 분산하여 마련함에 의해 집진 효율을 높이는 궁리가 되어 있지만, 초미립자나 나노입자의 집진 효율을 높이는 것에 관해서는 고려되어 있지 않다.As described above, in the conventional electrostatic precipitator, the invention has been devised to increase the dust collection efficiency by distributing a plurality of punching holes in the dust collecting plate, but it is not considered to increase the dust collection efficiency of the ultrafine particles and nanoparticles.
그래서, 본 발명의 과제는, 이와 같은 문제를 해결하기 위해, 특별한 장치의 부가를 필요로 하는 일 없이, 디젤 배출 입자(DEP) 등의 초미립자나 나노입자를 효율적으로 포집하는 것이 가능한 전기 집진 장치를 제공하는데 있다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an electrostatic precipitator capable of efficiently collecting ultra-fine particles such as diesel exhaust particles (DEP) or nanoparticles without requiring the addition of a special device to solve such problems. To provide.
상기한 과제를 해결하기 위해, 본 발명은, 대전부와, 집진부를 전후단에 배 치하여 구성한 전기 집진 장치에 있어서, 상기 집진부를, 처리 공기가 흐르는 공간을 통하여 대향하여 평행 배치한 평판형상의 고전압 전극과 접지 전극에 의해 구성하고, 상기 양 전극의 적어도 한쪽의 전극의 전체면에 다수의 타발구멍을 분산하여 마련하고, 상기 타발구멍의 개구 직경을, 개구의 둘레 테두리 부근의 전계 강도가 강해지는 영역이, 전계 강도가 약해지는 영역보다도 커지는 범위의 값으로 한 것을 특징으로 하는 것이다(청구항 1).MEANS TO SOLVE THE PROBLEM In order to solve the said subject, this invention is the electric dust collector which comprised the charging part and the dust collector in front and rear ends, WHEREIN: The said dust collector is a flat plate shape arrange | positioned in parallel and facing through the space through which process air flows. It consists of a high voltage electrode and a ground electrode, disperse | distributes many punching holes in the whole surface of at least one electrode of the said both electrodes, and makes the opening diameter of the said punching hole strong in the electric field intensity of the periphery of the periphery of an opening. Is an area whose value is larger than the area where the electric field strength becomes weak (claim 1).
청구항 제 1항의 발명에 있어서, 상기 타발구멍의 개구 직경은, 2 내지 10㎜인 것이 좋다(청구항 2). 또한, 청구항 제 1항 또는 제 2항의 발명에 있어서, 상기 타발구멍은 상기 고전압 전극에 마련하는 것이 좋다(청구항 3). 또한, 제 1항에 있어서, 상기 고전압 전극과 접지 전극은 소정의 간격을 두고 서로 교대로 배치되어 구성된다.(청구항 4).In the invention according to
본 발명에 의하면, 처리 공기에 포함되는 부유입자를 포집하는 집진부의 양 전극의 적어도 한쪽의 전극의 전체면에 다수의 타발구멍을 분산하여 마련할 뿐의 간단한 구성에 의해, 전극판의 타발구멍의 둘레 테두리부에 전계가 집중하기 때문에, 집진부의 전극 사이의 전계가 균일 전계로 되지 않고, 고전계와 저전계로 분포하는 불평등 전계부가 되고, 이 고전계가 되는 부분에서 나노미터 클래스의 초미세한 부유입자를 효율 좋게 포집할 수 있게 되어, 통상으로는 포집하기 어려운 초미립자의 포집(집진) 효율을 높일 수가 있다.According to the present invention, the punching hole of the electrode plate is provided by a simple configuration in which a plurality of punching holes are dispersed and provided on the entire surface of at least one electrode of both electrodes of the dust collecting part for collecting the floating particles contained in the process air. Because the electric field is concentrated at the circumferential edge, the electric field between the electrodes of the dust collector is not a uniform electric field, but becomes an unequal electric field distributed in a high electric field and a low electric field. Can be efficiently collected, and the efficiency of collection (dusting) of ultra-fine particles, which is usually difficult to collect, can be increased.
본 발명의 실시의 형태를 도면에 도시하는 실시예에 관해 설명한다.EMBODIMENT OF THE INVENTION The Example which shows embodiment of this invention in drawing is demonstrated.
도 1은, 본 발명의 실시예에 의한 전기 집진 장치의 기본적인 구성을 도시하는 구성도이다.1 is a configuration diagram showing the basic configuration of an electrostatic precipitator according to an embodiment of the present invention.
도 1에서, 부호 10은, 대전부(20)와 집진부(30)를 구비한 전기 집진 장치이다. 대전부(20)는, 몸체(11) 내에, 평행하게 놓여진 스테인리스선으로 구성된 방전 전극(25)과 평판형상의 접지 전극(22) 사이에 직류의 고전압을 인가하여 코로나 방전을 발생시켜서, 양 전극 사이에 흘려지는 공기를 이온화하고, 이것에 포함되는 부유입자를 단극성으로 대전시킨다. 집진부(30)는, 평행하게 놓여진, 평판형상 전극에 다수의 타발구멍(35h)을 분산하여 마련한 고전압 전극(35)과 평판형상의 접지 전극(32) 사이에 직류의 고전압을 가하여 정전계를 형성하고, 접지 전극(32)이 대전부(20)에서 대전된 공기중의 부유입자를 쿨롬력에 의해 흡인하여 포집한다. 이로써, 대전부(20)의 상류에 위치하는 집진 장치(10)의 입구(11)로부터 송풍기 등에 의해 부유입자를 함유한 오염 공기를 공급하면, 집진부(30)의 하류에 위치하는 집진 장치(10)의 출구(12)로부터 부유입자가 제거된 청정 공기를 취출할 수 있다.In FIG. 1, the code |
본 발명에 의한 전기 집진 장치(10)는, 기본적으로 종래의 전기 집진 장치와 거의 변하지 않는다. 단지, 본 발명에서의 집진부(30)의 고전압 전극(35)이, 도 2에 도시하는 바와 같이, 스테인리스강 등의 평판형상 전극판으로 이루어지고, 전체면에 분산하여 타발구멍(35h)이 다수 마련되어 있는 점에서 종래 장치와 다르다. 이 타발구멍(35h)은 균등하게 마련하는 것이 바람직하다.The
발명자 등은, 여러가지의 실험으로부터, 집진부(30)에서의 고전압 전극(35)에 다수의 타발구멍(35h)을 마련함에 의해, 고전압 전극(35)의 타발구멍(35h)의 개구 둘레 테두리부에 전계의 집중이 발생하고, 이 타발구멍(35h)의 둘레 테두리부에서의 전계의 집중에 의해, 보다 미세한 부유입자의 포집이 가능해지는 식견을 얻었다.The inventors or the like have provided a plurality of
본 발명은 이와 같은 식견에 의거한 것으로, 발명자 등은 집진부(30)의 양 전극(32, 35)의 적어도 한쪽의 전극의 전체면에 타발구멍(35h)을 분산하여 다수 마련할 뿐의 간단한 구성에 의해, 전기 집진 장치(10)에서의, 초미립자나 나노입자의 포집 효율을 높일 수가 있고, 터널 내의 공기 처리에 사용함에 의해 디젤 배출 입자(DEP)의 제거율을 높일 수 있는 것을 밝혀낸 것이다.The present invention is based on such knowledge, and the inventors and the like simply provide a plurality of
다음에, 본 발명의 전기 집진 장치(10)에 의한 집진 실험의 결과에 관해 설명한다.Next, the result of the dust collection experiment by the
본 발명의 전기 집진 장치(10)에 의한 집진 실험 장치의 구성을 도 3에 도시한다. 이 실험 장치는, 디젤엔진(50)으로부터 배출되는 배기 가스 중에 포함되는 디젤 배출 입자를 포집하고 배기 가스를 정화하는 것이다.The structure of the dust collection experiment apparatus by the
디젤 엔진(50)의 배기 가스는, 공기 혼합기(51)에 의해 외기와 혼합하고 희박하게 되고, 팬(52)에 의해 유속 7m/s로 전기 집진 장치(10)에 보내진다. 전기 집진 장치(10)에서는, 보내져 온 배기 가스를 처리하고, 이것에 포함되는 디젤 배출 입자 등의 부유입자를 분리 포집하고, 정화된 배기 가스를 배출한다. 이 전기 집진 장치(10)의 집진 효율을 측정하기 위해, 집진 장치(10)의 배기 가스가 유입하는 입구(상류)와 배출되는 출구(하류)에 각각, 부유입자의 개수를 입경별로 계수할 수 있는 입자 계수 장치(61 및 62)를 마련하고 있다.The exhaust gas of the
전기 집진 장치(10)의 상류측에 마련된 계수 장치(61)의 계수치를 Nu, 하류측에 마련된 계수 장치(62)의 계수치를 Nd로 하였을 때, 다의 (1)식에 의해 전기 집진 장치(10)의 집진 효율(η)(%)을 구할 수 있다.When the count value of the
η=(1-Nd/Nu)×100(%) (1) η = (1-Nd / Nu) × 100 (%) (1)
이 집진 실험에 사용한 전기 집진 장치(10)의 대전부(20) 및 집진부(30)의 구체적인 전극의 구성을 도 4에 도시한다.The structure of the specific electrode of the
대전부(20)는, 폭×높이가 65㎜×70㎜의 스테인리스강의 평판형상 전극으로 이루어지는 접지 전극(22)과 직경 0.26㎜의 텅스텐선으로 이루어지는 방전 전극(25)을 9.5㎜의 간극을 두고 배치하여 구성되어 있다. 방전 전극(25)에 접지 전극(22)에 대해 -9㎸의 직류 고전압을 주어, 부의 코로나 방전을 행하게 한다.The
집진부(30)는, 폭×높이가 160㎜×70㎜의 스테인리스강의 평판형상 전극으로 이루어지는 접지 전극(32)과 같은 크기의 스테인리스강의 평판형상 전극으로 이루어지는 고전압 전극(35)을 9㎜의 간극을 두고 공기 흐름에 평행하게 배치하여 구성되어 있다. 접지 전극(32)에 대해 고전압 전극(35)에 -7.5㎸의 직류 전압을 가하고 있다. The
도 1에 도시한 실시예에서는, 집진부(30)는, 한 장의 고전압 전극(35)과 2장의 접지 전극(32)에 의해 구성되어 있지만, 본 발명은, 이와 같은 구성에만 한정되 는 것은 아니다. 공기류가 많은 경우에는, 도 9에 도시하듯이, 집진부(30)는 복수매의 고전압 전극(35)과 복수매의 접지 전극(32)에 의해 구성되며, 각 전극은 소정의 간격을 두고 서로 교대로 배치하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 대전부(20)의 전극 역시 교대로 배치되어 구성된다. In the embodiment shown in FIG. 1, the
표 1 및 표 2에, 본 발명의 집진 실험에서, 고전압 전극(35)으로서 사용한 시료 전극의 제원을 나타낸다. 표 1 및 표 2에서, 시료 번호 S0으로 나타내는 비교 전극은, 타발구멍이 마련되지 않은 평판 전극이다.In Table 1 and Table 2, the specification of the sample electrode used as the
[표 1][Table 1]
(mm)Aperture diameter
(mm)
(mm2)Opening total area
(mm 2 )
(%)Aperture ratio
(%)
표 1에서의 시료 번호 SA1 내지 SA4로 나타내는 시료 전극군은, 크기가 160㎜×70㎜의 평판 전극에 마련한 타발구멍(35h)의 개수를 21개로 고정하고, 구멍의 직경을 각각 2.5㎜ 내지 13㎜의 사이에서 변경한 것이다. 이 경우는, 타발구멍(35h)의 개수(개구수)가 21개로 고정되어 있기 때문에, 표 1에 표시하는 바와 같이, 구멍의 개구 직경이 커짐에 따라, 개구 총면적, 개구율 및 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)가 커진다.In the sample electrode groups represented by Sample Nos. SA1 to SA4 in Table 1, the number of punching
[표 2][Table 2]
(mm)Aperture diameter
(mm)
(mm2)Aperture total area
(mm 2 )
(%)Aperture ratio
(%)
표 2에서의 시료 번호 SB1 내지 SB3의 시료 전극군은, 표 1의 시료 전극과 같은 크기의 평판 전극에 마련하는 타발구멍(35h)의 개구율[(타발구멍의 개구 총면적/전극 면적)×100(%)]을 17.2%로 고정하고, 타발구멍의 직경을 2.5㎜ 내지 10㎜의 사이에서 변경한 것이다. 이 경우는, 개구율이 17.2%로 고정되기 때문에, 표 2에 도시하는 바와 같이, 구멍의 개구 직경이 커짐에 따라, 구멍의 개수(개구수) 및 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)는, 작아지고, 개구 총 면적은 커진다.The sample electrode groups of Sample Nos. SB1 to SB3 in Table 2 have an opening ratio ((opening total area / electrode area of the punching hole) × 100 () of the
표 1 및 표 2에 표시하는 시료 전극(SA1 내지 SA4 및 SB1 내지 SB3)을 각각 집진부(30)의 고전압 전극(35)으로 한 전기 집진 장치(10)에 관해, 상기한 실험 장치(도 3 참조)에 의해 각각 집진 실험을 행하여, 디젤 배출 입자(DEP)(입경이 초미립자나 나노입자)의 입경별의 집진 효율(η)(%)을 측정하였다.Regarding the
표 1에 표시하는 시료 번호 SA1 내지 SA4의 시료 전극군(타발구멍의 개수(개구수)를 일정하게 한 전극)을 고전압 전극(35)으로 한 전기 집진 장치(10)의 집중 효율의 측정 결과를 도 5에 도시한다.The measurement result of the concentrated efficiency of the
이 도 5는, 횡축에 집진하는 미립자의 입경(d)(㎚)을 취하고, 종축에 집진 효율(η)(%)을 취하여, 각 고전압 전극(S0, SA1 내지 SA4)의 미립자의 입자지름에 대한 집진 효율 특성을 도시하는 그래프이다. 집진 효율(η)의 정의는 상기 (1)식과 같다.Fig. 5 shows the particle diameter d (nm) of the fine particles collected on the horizontal axis, the dust collection efficiency η (%) on the vertical axis, and the particle diameters of the fine particles of each of the high voltage electrodes S0, SA1 to SA4. It is a graph showing the dust collection efficiency characteristics. The definition of dust collection efficiency (η) is as shown in the above formula (1).
도 5로부터 분명한 바와 같이, 타발구멍을 마련한 시료 전극(SA1 내지 SA4)을 고전압 전극(35)에 이용한 경우, 입경이 100㎚ 이하의 초미립자나 50㎚ 이하의 나노입자에 대한 집진 효율은, 타발구멍을 마련하지 않은 비교 전극(S0)을 고전압 전극(35)으로 한 경우에 대해 높게 되어 있다. 또한, 실험 결과에서는, 시료 전극(SA1)(개구 직경 2.5㎜)를 고전압 전극(35)으로 한 경우는, 입경이 100㎚ 부근의 초미립자의 집진 효율이, 비교 전극(S0)를 고전압 전극(35)으로 한 경우보다 낮아지는 부분이 있지만, 측정 오차라고 생각된다.As apparent from FIG. 5, when the sample electrodes SA1 to SA4 provided with punching holes are used for the
이와 같이, 타발구멍(35h)을 마련함에 의해 집진 효율이 높아지는 것은, 다음의 이유에 의한 것이라고 생각된다.Thus, it is thought that the collection efficiency becomes high by providing the
타발구멍(35h) 마련하면, 개구의 둘레 테두리 근방에서 전계 강도가 강해지는 영역이 발생하고, 개구부 중심 부근에서 전계 강도가 약해지는 영역이 발생한다. 전계 강도가 강한 영역에서는 대전 입자의 이동 속도가 빨라지고, 집진 효율이 향상하는 것이다. 이 전계 강도가 강해지는 영역과 전계 강도가 약해지는 영역의 사이즈는, 개구 직경의 크기에 의해 변화한다.When the
도 8은, 개구 직경과 전계 강도가 강해지는 영역, 전계 강도가 약해지는 영역의 사이즈의 관계를 설명하기 위한 그래프이다. 도 8의 그래프는, 20㎜×20㎜의 고전압 전극의 양측에 9㎜의 간극을 두어 20㎜×20㎜의 접지 전극을 배치하고, 고전압 전극의 중앙에 개구 직경이 2.5 내지 13㎜의 타발구멍을 마련하고, 타발구멍을 마련하지 않은 평판 전극의 전계 강도 8.3×105V/m보다도 전계 강도가 큰 영역의 면적, 작은 영역의 면적이 개구 직경의 크기에 의해 어느 모양으로 변화하는지를 측정하고, 해석한 것이다.8 is a graph for explaining the relationship between the opening diameter, the area where the electric field strength becomes strong, and the size of the area where the electric field strength becomes weak. In the graph of FIG. 8, a 20 mm x 20 mm ground electrode is arranged on both sides of a 20 mm x 20 mm high voltage electrode, and a punched hole having an opening diameter of 2.5 to 13 mm in the center of the high voltage electrode. the provision, and to measure how changes in any shape by the area of the punched holes that are not arranged flat electrode of the electric field intensity 8.3 × 10 5 V / m than the area of the electric field strength large area, a small area of the opening diameter size, It is interpreted.
도 8의 그래프는, 접지 전극과 고전압 전극 사이의 면적(S)(도 1에서, 위에서 본 접지 전극(32)과 고전압 전극(35) 사이의 면적)에 대한, 타발구멍을 마련하지 않은 평판 전극의 전계 강도 8.3×105V/m보다도 전계 강도가 강해지는 영역의 면적(Ss)의 면적비[Ss/S×100(%)]를 Rs(전계 강도가 강해지는 영역의 면적비)로 하고, 접지 전극과 고전압 전극 사이의 면적(S)에 대한 전계 강도가 약해지는 영역의 면적(Sw)의 면적비[Sw/S×100(%)]를 Rw(전계 강도가 약해지는 영역의 면적비)로 하여, 횡축에 개구 직경을 취하고, 종축에 면적비(Rs, Rw)를 취하여, 개구 직경에 대한 면적비(Rs, Rw)의 변화를 도시하고 있다.The graph of FIG. 8 shows a flat electrode without a punch hole for the area S between the ground electrode and the high voltage electrode (the area between the
도 8의 그래프에 도시하는 바와 같이, 개구 직경이 작은 때에는, 전계 강도가 강해지는 영역은 전계 강도가 약해지는 영역보다도 크다. 그러나, 개구 직경이 커저서 11㎜를 초과하면, 전계 강도가 강해지는 영역은 전계 강도가 약해지는 영역보다도 작아진다. 이것은, 접지 전극과 고전압 전극 사이의 거리(이 실험에서는 9㎜)에 대해 개구 직경이 충분 커졌기 때문이라고 생각된다.As shown in the graph of FIG. 8, when the opening diameter is small, the area where the electric field strength becomes stronger is larger than the area where the electric field strength becomes weak. However, when the opening diameter is larger than 11 mm, the area where the electric field strength becomes stronger becomes smaller than the area where the electric field strength becomes weak. This is considered to be because the opening diameter was sufficiently large for the distance between the ground electrode and the high voltage electrode (9 mm in this experiment).
이상의 것으로부터, 집진 효율을 향상시키기 위해서는, 전계 강도가 강해지는 영역을 크게 하여, 대전 입자의 이동 속도를 빠르게 하는 것, 즉, 타발구멍의 개구 직경을 크게 하여, 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)를 길게 하면 좋은 것을 알 수 있다. 그 경우, 개구 직경의 상한은 접지 전극(32)과 고전압 전극(35) 사이의 거리를 고려하여 결정하면 좋은 것을 알 수 있다.In view of the above, in order to improve the dust collection efficiency, the area where the electric field strength becomes strong is increased, the moving speed of the charged particles is increased, that is, the opening diameter of the punching hole is increased, and the total circumferential edge length L of the opening is increased. If you lengthen), you can see good thing. In this case, it can be seen that the upper limit of the opening diameter may be determined in consideration of the distance between the
그리고, 도 5에 도시하는 바와 같이, 고전압 전극(35)에서의 타발구멍(35h)의 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)가 857㎜로 가장 긴 시료 전극(SA4)을 사용한 전기 집진 장치(10)에 의하면, 입경이 30 내지 100㎚의 초미립자, 나노입자의 집진 효율이 60% 이상이 되는 높은 집진 성능을 얻을 수 있다.And as shown in FIG. 5, the
그러나, 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)를 길게 하기 위해 타발구멍의 개구 직경을 크게 한 경우, 전극 면적의 감소, 전극판의 강도 저하라는 문제가 생긴다.However, when the opening diameter of the punching hole is enlarged in order to increase the total circumferential edge length L of the opening, problems such as a decrease in the electrode area and a decrease in the strength of the electrode plate arise.
다음에, 표 2에 표시하는 시료 번호 SB1 내지 SB3의 제 2의 시료 전극군(개구율을 일정하게 한 전극)을 고전압 전극(35)으로 한 전기 집진 장치(10)의 집진 효율의 측정 결과를 도 6에 도시한다.Next, the measurement result of the dust collection efficiency of the
이 도 6은, 상기한 도 5와 마찬가지로 각 고전압 전극(S0, SB1 내지 SB3)의 집진하는 미립자의 입경(d)(㎚)에 대한 집진 효율 특성을 도시하는 그래프이다.FIG. 6 is a graph showing dust collection efficiency characteristics with respect to the particle diameter d (nm) of the fine particles to be collected by the high voltage electrodes S0 and SB1 to SB3 as in FIG. 5 described above.
이 도 6으로부터 분명한 바와 같이, 본 발명에 따라 타발구멍(35h)을 마련한 시료 전극(SB1 내지 SB3)을 고전압 전극(35)에 이용한 경우, 입경이 100㎚ 이하의 초미립자나 나노입자에 대한 집진 효율(η)이, 타발구멍을 마련하지 않은 비교 전극(S0)을 고전압 전극(35)으로 한 경우에 대해 10% 이상이나 높게 되어 있다. 특히, 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)가 긴 개구 직경이 2.5㎜나 5㎜의 시료 번호 SB1, SB2에서는 20%나 높게 되어 있다.As is apparent from FIG. 6, when the sample electrodes SB1 to SB3 having the punching
따라서 이 사실에 의해, 본 발명에서는, 개구경이 작은 타발구멍(35h)을 보다 많이 마련하여, 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)를 길게 하도록 한 쪽이, 보다 집진 효율을 높이는 것이 가능해지는 것을 이해할 수 있을 것이다.Therefore, according to this fact, it is possible in the present invention to provide
다음에, 도 7에 상기한 집진 실험의 결과에 의거하여, 개구율이 일정(17,2%)한 경우의 평판형상 전극에 마련하는 타발구멍(35h)의 개구 총 둘레 테두리 길이(L)(㎜)와 집진 효율(η)(%)의 관계를 도시한다. 여기서의 집진 효율은, 입경에 관계없이 미립자 전체의 집진 효율을 나타내고 있다.Next, based on the result of the dust collection experiment described above in Fig. 7, the opening total circumferential edge length L of the
도 7에서는, 총 둘레 테두리 길이(L)가 0㎜(타발구멍이 없는 평판 전극)일 때, 집진 효율은 48%이지만, 총 둘레 테두리 길이(L)가 길어짐에 따라 집진 효율은 향상하고, 1319㎜ 이상에서 포화 경향을 나타내고 있다. 집진 효율은, 총 둘레 테두리 길이(L)가 2638㎜에서 74%로 되어 있다. 총 둘레 테두리 길이(L)가 길어짐에 따라 포화 경향을 나타내는 것은, 개구 직경이 작아지는 것이나 개구수가 많아저서 개구부 사이의 거리가 작아지기 때문에, 개구의 둘레 테두리부 전계가 완화되기 때문이라고 생각된다.In FIG. 7, when the total circumferential edge length L is 0 mm (flat electrode without a punch hole), the dust collection efficiency is 48%, but as the total circumferential edge length L becomes longer, the dust collection efficiency is improved, and 1319. The saturation tendency is shown above mm. In the dust collection efficiency, the total circumferential edge length L is 74% at 2638 mm. As the total circumferential edge length L becomes longer, the saturation tendency is considered to be because the aperture diameter decreases or the number of numerical apertures increases, so that the distance between the openings decreases, so that the circumferential edge electric field of the opening is relaxed.
이상의 결과로부터, 타발구멍의 개구 직경을 작게 하고, 개구수를 늘리고, 개구의 총 둘레 테두리 길이(L)를 길게 함에 의해 집진 효율의 향상을 도모할 수 있지만, 개구 직경의 상한은, 집진 효율 60%를 얻기 위해서는 10㎜가 상한이다. 또한, 개구 직경을 2. 5㎜ 이하로 하여도 집진 효율의 향상은 도모할 수 없고, 가공 작업의 수고, 고전압 극판의 강도 저하 등을 생각하면, 하한은 2㎜이다.From the above results, the dust collection efficiency can be improved by reducing the opening diameter of the punching hole, increasing the numerical aperture, and lengthening the total circumferential edge length L of the opening, but the upper limit of the opening diameter is 60%. In order to obtain%, 10 mm is an upper limit. Further, even when the opening diameter is 2.5 mm or less, the improvement of dust collection efficiency cannot be achieved, and the lower limit is 2 mm in view of the labor of the machining operation and the decrease in strength of the high voltage electrode plate.
본 발명에서는, 고전압 전극(35)에 타발구멍을 마련할 뿐만 아니라, 집진부(30)의 접지 전극(32)에 타발구멍(35h)을 마련하도록 하여도 좋고, 또는, 고전압 전극(35) 및 접지 전극(32)의 양쪽의 전극에 타발구멍(35h)을 마련하도록 하여도 좋은 것이다.In the present invention, not only the punching hole may be provided in the
이상과 같이, 본 발명에 의하면, 전기 집진 장치의 고전압 전극과 접지 전극에 의해 구성된 집진부에서의 적어도 한쪽의 전극에 타발구멍을 전극의 전체면에 분산하여 다수 마련할 뿐의 간단한 구성에 의해, 전혀 새로운 에너지 및 장치를 부가하는 일 없이, 초미립자나 나노입자의 집진 효율을 높일 수 있기 때문에, 디젤 배출 입자와 같은 초미립자나 나노입자의 발생이 많은 자동차 도로 터널 내의 공기 정화에 사용하는 전기 집진 장치에 적용하면, 집진 성능의 향상을 할 수 있을 뿐만 아니라, 장치의 소형화를 도모할 수 있다는 효과를 얻을 수 있다.As described above, according to the present invention, at least one electrode in the dust collecting portion formed by the high voltage electrode and the ground electrode of the electric dust collector is provided with a simple configuration in which a plurality of punching holes are dispersed and provided in the entire surface of the electrode. It is possible to increase the dust collection efficiency of ultra-fine particles and nanoparticles without adding new energy and devices, so it is applied to electric dust collectors used for air purification in automobile road tunnels where ultra-fine particles or nano particles are generated such as diesel exhaust particles. In this case, the dust collecting performance can be improved, and the device can be miniaturized.
도 1은 본 발명의 실시 예의 전기 집진 장치의 기본 구성을 도시하는 구성도.1 is a block diagram showing a basic configuration of an electric dust collector of an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명에서 사용하는 고전압 전극을 도시하는 정면도.2 is a front view showing a high voltage electrode used in the present invention.
도 3은 본 발명의 전기 집진 장치에 의한 집진 실험 장치를 도시하는 구성도.3 is a block diagram showing a dust collecting experiment apparatus by the electric dust collecting device of the present invention.
도 4는 본 발명의 전기 집진 장치의 대전부와 집진부의 전극의 실시예의 구성을 도시하는 사시도.Fig. 4 is a perspective view showing the configuration of an embodiment of the charging unit and the electrode of the dust collector of the electric dust collector of the present invention.
도 5는 본 발명의 제 1의 시료 전극군의 고전압 전극을 사용한 전기 집진 장치의 집진하는 미립자의 입자경(particle diameter)에 대한 집진 효율을 도시하는 그래프.FIG. 5 is a graph showing dust collection efficiency with respect to particle diameters of particles to be collected in an electrostatic precipitator using the high voltage electrode of the first sample electrode group of the present invention. FIG.
도 6은 본 발명의 제 2의 시료 전극군의 고전압 전극을 사용한 전기 집진 장치의 집진하는 미립자의 입경에 대한 집진 효율 특성을 도시하는 그래프.Fig. 6 is a graph showing dust collection efficiency characteristics with respect to particle diameters of particulates to be collected in the electrostatic precipitator using the high voltage electrode of the second sample electrode group of the present invention.
도 7은 본 발명에 의한 전기 집진 장치의 고전압 전극의 타발구벙의 개구의 총 둘레 테두리 길이에 대한 집진 효율 특성을 도시하는 그래프.Fig. 7 is a graph showing the dust collection efficiency characteristics with respect to the total circumferential edge length of the opening of the punching hole of the high voltage electrode of the electrostatic precipitator according to the present invention.
도 8은 본 발명에 의한 전기 집진 장치의 고전압 전극의 타발구멍의 개구 둘레 테두리의 전계 강도와 개구 직경과의 관계를 설명하는 그래프.Fig. 8 is a graph for explaining the relationship between the electric field strength and the opening diameter of the perimeter of the opening of the punching hole of the high voltage electrode of the electrostatic precipitator according to the present invention.
도 9는 본 발명의 다른 실시예인 복수로 적층된 전기 집진 장치의 구성을 도시하는 구성도.9 is a configuration diagram showing a configuration of a plurality of stacked electrostatic precipitators which is another embodiment of the present invention.
도 10은 종래의 전기 집진 장치를 도시하는 구성도.10 is a block diagram showing a conventional electric dust collector.
(도면의 주요부분에 대한 부호의 설명)DESCRIPTION OF THE REFERENCE NUMERALS (S)
10 : 전기 집진 장치 20 : 대전부10: electric dust collector 20: charging unit
22 : 접지 전극 25 : 방전 전극22
30 : 집진부 32 : 접지 전극30: dust collector 32: ground electrode
35 : 고전압 전극 35h : 타발구멍35
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