KR101502333B1 - 전기 집진 시스템에 구비된 전기집진장치 및 그 전기집진장치를 이용한 집진방법 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 하이브리드형 복합식 냉온수 생산시스템에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 전기 집진 시스템으로 유입되어, 하전장치에 의해 대전된 먼지를 집진시키기 위한 장치에 있어서, 일측면에 배치된 유동판과, 상기 유동판 상에서 유동하며 대전된 먼지를 집진하는 액체를 포함하는 유동액체집진부, 및 상기 유동판과 대향된 위치에 설치되고, 상기 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전되어 척력에 의해 상기 대전된 먼지를 상기 유동액체집진부로 이동시켜 상기 액체에 집진시키는 대항판과, 상기 대항판을 피복하고 절연성 물질로 구성된 피복층을 포함하는 대항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치에 관한 것이다.
Description
본 발명은 전기 집진 시스템에 구비된 집진장치 및 그 집진장치를 이용한 집진방에 대한 것이다. 보다 상세하게는, 개수와 수치를 최적화하여 경제적이면서 하전효과를 극대화할 수 있는 카본섬유 브러쉬를 갖는 하전장치 및 일측면을 따라 유동되는 유동액체집진부와 절연성 물질로 피복된 대항부를 갖는 집진장치를 포함하는 전기집진 시스템에 관한 것이다.
공기 등의 기체에 포함된 미세입자에 전기장을 작용시켜서 전기를 띠게 하여 하전된 미세입자를 정전기력으로 집진함으로써 기체를 정화하는 장치를 전기집진징치라고 한다. 전기집진방식 중 습식전기집진방식은 세정수 공급장치와 순환장치를 추가로 구성하여 집진판에 집진된 오염물질을 제거하는 방식이다.
도 1은 종래 집진극 연속 세정장치를 포함하는 습식 집진장치의 단면도를 도시한 것이다. 도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 집진극 연속세정 장치를 포함하는 습식 집진장치(공개번호 10-2010-0065693)는 방전극(140) 간격유지 막대에 고정설치되며, 고전압이 인가되는 복수개의 방전극(140)과, 상기 방전극(140) 사이 사이에 일정거리가 이격되게 설치되며, 표면에 임계표면장력을 줄일 수 있는 특수처리가 이루어진 집진극(150)과, 상기 집진극(150)들의 간격을 유지시키기 위해 상기 집진극(150)들 사이에 설치되는 보강봉과, 상기 집진극(150) 표면에 세정수를 방사형으로 분사하기 위한 단위분사장치(170)가 구비된 세정 파이프 헤더유닛 및 상기 집진극(150) 하부에 설치되어 고전압이 인가되는 상기 방전극 간격유지 막대로 세정수가 흐르는 것을 방지하기 위한 물홈통(180)을 포함하며, 집진극(150) 표면에 최소의 세정수량으로 안정된 수막을 연속적으로 형성시킴으로써, 점착성 입자의 침전을 원천적으로 봉쇄할 수 있으며, 이로 인해 고전압 전원을 차단한 후 실시하는 간헐적 청소를 최소화함으로써 궁극적으로 습식 전기집진장치의 효율을 높게 유지할 수 있는 집진극 연속 세정장치가 개시되어 있다.
도 1에 도시된 종래 집진극 연속세정장치를 포함하는 습식 집진 장치는 집진극 표면에 세정수를 흘려 미세입자의 퇴적을 방지하게 된다. 그러나, 미세입자는 집진극과의 인력으로 집진되므로 집진극 표면에 세정수를 흘리는 것만으로는 미세입자의 퇴적을 충분히 방지할 수 없게 되는 문제점이 존재한다.
또한, 종래의 집진극 연속 세정장치를 포함하는 습식 집진 장치는 집진극에 남아 있는 미세입자에 의해 집진 효율의 저하 및 오존발생 위험 등의 문제점이 존재하게 된다. 그리고, 종래의 집진극 연속 세정장치를 포함하는 습식 집진장치는 내부에 대전된 금속판이 노출되어 있어 사용자의 감전사고의 위험이 높은 문제점이 존재하며, 먼지와 금속판의 직접 접촉에 따른 스파크 발생으로 화재 사고 발생 우려가 높은 문제점이 존재한다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 일실시예에 따르면, 카본섬유 또는 금속섬유의 개수와 직경 수치 그리고, 하전장치의 공기 흡입면적을 최적화하여 경제적이면서도 하전효과를 극대화할 수 있는 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 갖는 하전장치 및 대전방법을 제공하게 된다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 2 ~ 3㎛의 직경을 갖는 10000 ~ 30000개의 카본섬유 다발 또는 금속섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 구비하게 됨으로써, 오존(O3) 발생을 최소화하여 하전효과를 극대화할 수 있는 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 갖는 하전장치 및 대전방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면 먼지를 액체에 집진하여 먼지의 퇴적을 방지한 전기집진장치 및 집진방법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 집진부의 세척을 따로 요구하지 않아 제품의 유지 및 보존에 있어서 유리하며, 집진부를 유동액체집진부로 구성하고, 대항부를 절연물질로 피복하게 됨으로써, 대항부의 대항판이 직접 노출되지 않도록 하여, 사용자의 감전사고의 위험을 줄이고, 먼지와 대항판의 직접 접촉으로 인한 스파크 발생을 방지하여 화재사고를 예방하는 전기집진장치를 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 2 ~ 3㎛의 직경을 갖는 10000 ~ 30000개의 카본섬유 다발 또는 금속섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 구비하게 됨으로써, 오존(O3) 발생을 최소화하여 하전효과를 극대화할 수 있는 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 갖는 하전장치 및 대전방법을 제공하게 된다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면 먼지를 액체에 집진하여 먼지의 퇴적을 방지한 전기집진장치 및 집진방법을 제공하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 집진부의 세척을 따로 요구하지 않아 제품의 유지 및 보존에 있어서 유리하며, 집진부를 유동액체집진부로 구성하고, 대항부를 절연물질로 피복하게 됨으로써, 대항부의 대항판이 직접 노출되지 않도록 하여, 사용자의 감전사고의 위험을 줄이고, 먼지와 대항판의 직접 접촉으로 인한 스파크 발생을 방지하여 화재사고를 예방하는 전기집진장치를 제공하게 된다.
본 발명의 그 밖에 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 관련되어 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예로부터 더욱 명확해질 것이다.
본 발명의 제1 목적은, 전기 집진 시스템으로 유입되어 하전장치에 의해 대전된 먼지를 집진시키기 위한 장치에 있어서, 일측면에 배치된 유동판과, 상기 유동판 상에서 유동하며 대전된 먼지를 집진하는 액체를 포함하는 유동액체집진부, 및 상기 유동판과 대향된 위치에 설치되고, 상기 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전되어 척력에 의해 상기 대전된 먼지를 상기 유동액체집진부로 이동시켜 상기 액체에 집진시키는 대항판과, 상기 대항판을 피복하고 절연성 물질로 구성된 피복층을 포함하는 대항부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치에 관한 것이다.
또한, 상기 액체에는 전압을 인가하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 액체는 물인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유동액체집진부는, 상기 유동액체집진부의 타측면에 배치되고, 상기 액체를 상기 유동액체집진부의 상부측까지 이동할 수 있도록 유동로를 형성하는 액체공급로를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 액체공급로는 비전도성 및 내수성을 지닌 부재로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유동액체집진부 및 상기 대항부의 하부에 배치되고, 상기 액체를 저장하는 수조와, 상기 수조에 저장된 상기 액체를 상기 액체공급로에 공급하는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수조 내부에 위치하며, 상기 액체공급로 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 목적은, 전기 집진 시스템으로 유입되어, 하전장치에 의해 대전된 먼지를 집진시키기 위한 장치에 있어서, 일측면으로 유동하는 액체에 상기 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부, 상기 유동액체집진부와 대향된 위치에 구비되어, 유입된 상기 대전된 먼지의 유동을 상기 유동액체집진부 측으로 유도하기 위해 상기 대전된 먼지와 같은 극성으로 대전된 대항판과, 상기 대항판을 덮어 상기 대항판을 외부로 노출시키지 않는 절연성 물질로 구성된 피복층을 갖는 대항부, 상기 유동액체집진부에서 유동하는 상기 액체를 저장하는 수조, 상기 액체가 상기 수조에서 상기 유동액체집진부의 상부측까지 이동될 수 있는 유동로를 형성하는 액체공급로, 및 상기 액체가 상기 액체공급로를 따라 이동될 수 있도록, 상기 수조에 저장된 상기 액체를 상기 액체공급로 측으로 펌핑하는 순환펌프를 포함하고, 상기 대항부와 상기 유동액체집진부는 복수로 구비되며, 상기 유동액체 집진부는, 유동판, 및 상기 유동판 상에서 상기 액체가 유동하는 점유공간으로 형성되는 액체유동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치에 관한 것이다.
또한, 상기 액체공급로 상으로 유입되는 상기 액체에 포함된 이물질을 제거하는, 상기 수조와 상기 액체공급로 사이에 구비되는 수조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 액체에는 전압을 인가하지 않는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 액체는 물인 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유동액체집진부는, 상기 유동액체집진부의 타측면에 배치되고, 상기 액체를 상기 유동액체집진부의 상부측까지 이동할 수 있도록 유동로를 형성하는 액체공급로를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 액체공급로는 비전도성 및 내수성을 지닌 부재로 구성되는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 유동액체집진부 및 상기 대항부의 하부에 배치되고, 상기 액체를 저장하는 수조와, 상기 수조에 저장된 상기 액체를 상기 액체공급로에 공급하는 순환펌프를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
또한, 상기 수조 내부에 위치하며, 상기 액체공급로 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
본 발명의 제2 목적은, 전기 집진 시스템으로 유입되어, 하전장치에 의해 대전된 먼지를 집진시키기 위한 장치에 있어서, 일측면으로 유동하는 액체에 상기 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부, 상기 유동액체집진부와 대향된 위치에 구비되어, 유입된 상기 대전된 먼지의 유동을 상기 유동액체집진부 측으로 유도하기 위해 상기 대전된 먼지와 같은 극성으로 대전된 대항판과, 상기 대항판을 덮어 상기 대항판을 외부로 노출시키지 않는 절연성 물질로 구성된 피복층을 갖는 대항부, 상기 유동액체집진부에서 유동하는 상기 액체를 저장하는 수조, 상기 액체가 상기 수조에서 상기 유동액체집진부의 상부측까지 이동될 수 있는 유동로를 형성하는 액체공급로, 및 상기 액체가 상기 액체공급로를 따라 이동될 수 있도록, 상기 수조에 저장된 상기 액체를 상기 액체공급로 측으로 펌핑하는 순환펌프를 포함하고, 상기 대항부와 상기 유동액체집진부는 복수로 구비되며, 상기 유동액체 집진부는, 유동판, 및 상기 유동판 상에서 상기 액체가 유동하는 점유공간으로 형성되는 액체유동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치에 관한 것이다.
또한, 상기 액체공급로 상으로 유입되는 상기 액체에 포함된 이물질을 제거하는, 상기 수조와 상기 액체공급로 사이에 구비되는 수조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 할 수 있다.
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따라서, 설명한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 의하면, 카본섬유 또는 금속섬유의 개수와 직경 수치 그리고, 하전장치의 공기 흡입면적을 최적화하여 경제적이면서도 하전효과를 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 2 ~ 3㎛의 직경을 갖는 10000 ~ 30000개의 카본섬유 다발 또는 금속섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 구비하게 됨으로써, 오존(O3) 발생을 최소화하여 하전효과를 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 미세먼지를 전기적 인력으로 집진하는 종래 집진판을 액체를 이용한 액체유동집진부로 대체하여 집진극 표면에 미세먼지 퇴적을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 금속의 집진판 대신 비금속물질로 구성된 액체유동집진부를 사용함으로써 집진판의 특정 영역에 쌓은 먼지로 인하여 집진판과 대응부 사이에서 스파크가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가질 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 종래 금속 집진판의 부식문제 및 부식현상에 따른 오존 발생을 최소화하여 할 수 있는 효과를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 집진부에서 금속판의 사용이 요구되지 않음에 따라 제품의 표면 가공이 용이하고 원가가 절감될 수 있는 장점을 가질 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 먼지를, 유동하는 액체에 직접 집진되도록 하여 집진 및 집진부의 세척을 동시에 수행케 하여 제품의 유지 및 보존에 유리한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 대항부의 대항판을 절연물질로 피복하게 됨으로써, 사용자의 감전사고의 위험을 줄이고, 먼지와 대항판의 직접 접촉으로 인한 스파크 발생을 방지하여 화재사고를 예방할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기집진장치 내부의 수분과 대항부의 대항판의 직접 접촉으로 인해 발생될 수 있는 대항판의 부식현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한 본 발명의 일실시예에 따르면, 2 ~ 3㎛의 직경을 갖는 10000 ~ 30000개의 카본섬유 다발 또는 금속섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬 또는 금속섬유 브러쉬를 구비하게 됨으로써, 오존(O3) 발생을 최소화하여 하전효과를 극대화할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 미세먼지를 전기적 인력으로 집진하는 종래 집진판을 액체를 이용한 액체유동집진부로 대체하여 집진극 표면에 미세먼지 퇴적을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 금속의 집진판 대신 비금속물질로 구성된 액체유동집진부를 사용함으로써 집진판의 특정 영역에 쌓은 먼지로 인하여 집진판과 대응부 사이에서 스파크가 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과를 가질 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 종래 금속 집진판의 부식문제 및 부식현상에 따른 오존 발생을 최소화하여 할 수 있는 효과를 가질 수도 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 집진부에서 금속판의 사용이 요구되지 않음에 따라 제품의 표면 가공이 용이하고 원가가 절감될 수 있는 장점을 가질 수도 있다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 먼지를, 유동하는 액체에 직접 집진되도록 하여 집진 및 집진부의 세척을 동시에 수행케 하여 제품의 유지 및 보존에 유리한 장점이 있다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따르면, 대항부의 대항판을 절연물질로 피복하게 됨으로써, 사용자의 감전사고의 위험을 줄이고, 먼지와 대항판의 직접 접촉으로 인한 스파크 발생을 방지하여 화재사고를 예방할 수 있는 효과를 갖는다.
그리고, 본 발명의 일실시예에 따르면, 전기집진장치 내부의 수분과 대항부의 대항판의 직접 접촉으로 인해 발생될 수 있는 대항판의 부식현상을 방지할 수 있는 효과를 갖는다.
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도 1은 종래 집진극 연속 세정장치를 포함하는 습식 집진장치의 단면도,
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템의 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치의 사시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치의 사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 대항부의 도 5의 A-A 단면도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 철첩식 절연케이스를 갖는 대항부의 사시도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 철접된, 철첩식 절연케이스를 갖는 대항부의 사시도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템을 이용한 집진방법의 흐름도,
도 9는 외부공기의 흐름과 액체 흐름을 나타낸, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템의 부분 단면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 제어부에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템의 사시도,
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템의 부분 단면도,
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치의 사시도,
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치의 사시도,
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 대항부의 도 5의 A-A 단면도,
도 7a는 본 발명의 일실시예에 따른 철첩식 절연케이스를 갖는 대항부의 사시도,
도 7b는 본 발명의 일실시예에 따른 철접된, 철첩식 절연케이스를 갖는 대항부의 사시도,
도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템을 이용한 집진방법의 흐름도,
도 9는 외부공기의 흐름과 액체 흐름을 나타낸, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템의 부분 단면도,
도 10은 본 발명의 일실시예에 제어부에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 쉽게 실시할 수 있는 실시예를 상세히 설명한다. 다만, 본 발명의 바람직한 실시예에 대한 동작 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.
또한, 도면 전체에 걸쳐 유사한 기능 및 작용을 하는 부분에 대해서는 동일한 도면 부호를 사용한다. 명세서 전체에서, 어떤 부분이 다른 부분과 연결되어 있다고 할 때, 이는 직접적으로 연결되어 있는 경우뿐만 아니라, 그 중간에 다른 소자를 사이에 두고, 간접적으로 연결되어 있는 경우도 포함한다. 또한, 어떤 구성요소를 포함한다는 것은 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
<구성>
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 사시도를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)은 크게 몸체(2), 먼지를 포함한 외부공기가 유입되는 통로인 유입로(3), 외부공기를 몸체(2) 내부로 유입시키기 위한 송풍기(4), 다수의 하전장치(210)와 다수의 집진장치(10) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)은 외부공기가 하전장치(210)로 유입되기 전, 유입로(3) 상에 구비되는 카본필터(5)를 더 포함할 수 있다. 이러한 카본필터(5)는 전기집진 시스템(1) 내부로 유입되는 외부공기에 포함된 먼지를 1차적으로 흡착하기 위해 외부공기의 흐름방향에서 하전장치(210) 이전에 형성될 수 있다. 카본필터(5)는 활성된 탄소로 구성된 것으로, 필터 상에 존재하는 미세한 공극에 먼지가 흡착되어 빠져나가지 못하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)에 의한 공기 정화 방식은 크게, 송풍기(4)를 통해 먼지를 포함한 외부공기가 하전장치(210)에 의해 특정극성을 갖도록 대전된 후, 대전된 먼지가 집진장치(10)에 의해 집진되어 정화된 외부공기를 배출한다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 핵심 구성인 하전장치(210)와 집진장치(10)의 구성 및 기능 각각을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 이하에서 설명되는 하전장치(210)와 집진장치(10)는 전기집진 시스템(1) 내에서 도 2에 도시된 바와 같이, 복수로 구성되어짐을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)은, 유입되는 외부공기에 포함된 먼지를 대전시키는 하전장치(210) 및 외부공기의 흐름 방향에서 하전장치(210) 다음에 위치하여 유동하는 액체에 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지를 집진하는 집진장치(10)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
또한, 이러한 집진장치(10)는 일측면을 따라 흘러내리는 액체에 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부(220), 유동액체집진부(220)에서 유동하는 액체를 저장하는 수조(230), 수조(230)와 유동액체집진부(220) 사이에, 액체가 수조(230)에서 유동액체집진부(220)까지 유동할 수 있도록 공급로를 형성하는 액체공급로(250), 액체가 액체공급로(250)를 따라 유동액체집진부(220)의 상부측으로 이동될 수 있도록 수조(230)에 저장된 액체를 펌핑하는 순환펌프(240), 수조(230) 내부에 위치하며, 액체공급로(250) 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터(260), 유동액체집진부(220)와 대향된 위치에 구비되며, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전된 대항판(271)과 절연성물질로 구성된 피복층(272)을 갖는 대항부(270) 등을 포함하여 구성되어 진다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)의 구성 및 기능을 중심으로 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)는 전기집진 시스템(1) 내부로 유입된 외부공기 중에 포함된 먼지를 고압방전에 의해 대전시키기 된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)는, 먼지가 포함된 외부공기가 유입되는 흡입구(212)와 대전된 외부공기가 배출되는 배출구(213)를 갖는 금속몸체(211) 및 금속몸체(211)의 내부 공간에 구비되며 고전압이 인가되어 특정 극성을 갖게 되는 다수의 카본섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)(carbon fiber brush)를 포함하여, 흡입구(212)로 유입된 외부공기에 포함된 먼지를 대전시키게 된다. 다만 본 발명에서, 카본섬유 브러쉬(214)는 다른 금속섬유 브러쉬로 대체될 수 있으며, 흡입구(212)로 유입된 외부공기에 포함된 먼지를 대전시킬 수 있는 금속성분을 포함한 브러쉬라면, 본 발명에서 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 금속몸체(211)는 평단면이 사각형인 사각 금속판으로 구성됨이 바람직하다. 구체적 실시예에서 사각 금속판의 길이, 높이(W)는 약 5 ~ 10cm정도이고(바람직하게는 7cm), 사각 금속판의 폭, 너비(L)는 약 7 ~ 13cm(바람직하게는 10cm)로 구성되게 된다. 외부공기가 흡입되는 흡입구(212)의 면적이 너무 클 경우, 하전효율이 감소되므로 흡입구(212)의 면적은 약 100cm2로 구성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)는 도 4에 도시된 바와 같이, 금속몸체(211)의 내부공간 중심 측에 다수의 카본섬유다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)가 구비됨을 알 수 있다. 이러한 카본섬유 브러쉬(214)를 구성하는 카본섬유 각각의 직경이 큰 경우, 이온화를 위해 더 높은 전압(약 -10kV)이 필요하므로 코로나 방전으로 오존(O3)이 발생되게 되는 문제가 존재하고, 직경이 지나치게 작게 되면 제조 단가가 상승하게 되는 문제가 존재한다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 카본섬유 각각의 직경은 약 2 ~ 5㎛정도로 한정함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 카본섬유 브러쉬(214)는 약 10,000 ~ 30,000개 정도의 카본섬유 다발로 구성되게 된다. 구체적실시예에서는 직경이 2 ~ 5㎛ 정도인 카본섬유 약 12,000개로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)를 사용하였다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)를 이용한 대전방법은, 전압인가부(215)에 의해, 전기 집진 시스템(1)에 구비된 하전장치(210)의 금속몸체(211)의 내부공간에 구비된 카본섬유 브러쉬(214)에 특정전압을 인가하게 된다.
그리고, 먼지를 포함한 외부공기가 송풍기(4)에 의해 유도되어, 금속몸체(211)의 흡입구(212)를 통해 내부공간으로 유입되게 된다. 그리고 10,000~30,000개의 카본섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)에 의해 외부공기에 포함된 먼지가 카본섬유 브러쉬(214)와 동일한 극성으로 대전되게 된다.
그리고, 대전된 먼지가 포함된 외부공기가 금속몸체(211)의 배출구(213)를 통해, 전기집진 시스템(1)의 집진장치(10) 측으로 배출되게 된다. 또한, 제어부(290)가 하전장치 전압인가부(215)를 제어하여 카본섬유 브러쉬(214)에 인가되는 특정전압을 조절할 수 있다. 이러한 특정전압은 -4 ~ -6kV인 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)에 구비되는 집진장치(10)의 구성 및 기능을 중심으로 설명하도록 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 몸체(2) 내부에 복수로 구비되게 되며, 외부공기의 흐름방향에서 하전장치(210) 다음에 위치하게 된다. 따라서, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지를 포함한 외부공기가 유입되게 된다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)의 사시도를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 일측면을 따라 상부측에서 하부측으로 유동되는 액체에 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부(220), 유동액체집진부(220)에서 유동하는 액체를 저장하는 수조(230), 수조(230)와 유동액체집진부(220) 사이에, 액체가 수조(230)에서 유동액체집진부(220)까지 이동할 수 있도록 유동로를 형성하는 액체공급로(250), 액체가 액체공급로(250)를 따라 유동액체집진부(220)의 상부측까지 이동할 수 있도록 수조(230)에 저장된 액체를 펌핑하는 순환펌프(240), 수조(230)와 액체 공급로(250) 사이에 구비되어, 액체공급로(250) 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터(260), 유동액체집진부(220)와 대향된 위치에 설치되며, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전된 대항판(271)과 대항판(271)을 절연성물질로 피복한 피복층(272)을 구비하여 대전된 먼지를 포함한 외부공기를 유동액체집진부(220)의 일측면 측으로 유도하는 대항부(270) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 대항판(271)은, 예를 들어, 금속판, 전도성 플라스틱, 또는 도금된 플라스틱 등일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 대항판(271)은 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전될 수 있는 재질로 구성된다면, 본 발명에서 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유동액체집진부(220)는 외부공기의 흐름방향에서 하전장치(210) 다음에 위치되도록 구비된다. 유동액체집진부(220)는 유동판(221) 및 유동판(221) 상에서 액체가 유동하며 점유하는 공간으로 형성되는 액체유동부(222)로 구성되며, 유동판(221)은 비금속 물질로 구성됨이 바람직하다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유동판(221)은 비금속 물질 또는 비전도성 물질로 형성될 수 있으며, 유동판(221)이 금속성 물질 또는 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 또한, 유동액체집진부(220)의 일측면을 유동하는 액체는 수조(230)에서 공급되게 된다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 구성 및 기능에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 사시도를 도시한 것이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)은 크게 몸체(2), 먼지를 포함한 외부공기가 유입되는 통로인 유입로(3), 외부공기를 몸체(2) 내부로 유입시키기 위한 송풍기(4), 다수의 하전장치(210)와 다수의 집진장치(10) 등을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있다. 또한, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)은 외부공기가 하전장치(210)로 유입되기 전, 유입로(3) 상에 구비되는 카본필터(5)를 더 포함할 수 있다. 이러한 카본필터(5)는 전기집진 시스템(1) 내부로 유입되는 외부공기에 포함된 먼지를 1차적으로 흡착하기 위해 외부공기의 흐름방향에서 하전장치(210) 이전에 형성될 수 있다. 카본필터(5)는 활성된 탄소로 구성된 것으로, 필터 상에 존재하는 미세한 공극에 먼지가 흡착되어 빠져나가지 못하도록 한다.
본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)에 의한 공기 정화 방식은 크게, 송풍기(4)를 통해 먼지를 포함한 외부공기가 하전장치(210)에 의해 특정극성을 갖도록 대전된 후, 대전된 먼지가 집진장치(10)에 의해 집진되어 정화된 외부공기를 배출한다. 이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 핵심 구성인 하전장치(210)와 집진장치(10)의 구성 및 기능 각각을 보다 상세하게 설명하도록 한다. 이하에서 설명되는 하전장치(210)와 집진장치(10)는 전기집진 시스템(1) 내에서 도 2에 도시된 바와 같이, 복수로 구성되어짐을 알 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)은, 유입되는 외부공기에 포함된 먼지를 대전시키는 하전장치(210) 및 외부공기의 흐름 방향에서 하전장치(210) 다음에 위치하여 유동하는 액체에 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지를 집진하는 집진장치(10)를 포함하여 구성됨을 알 수 있다.
또한, 이러한 집진장치(10)는 일측면을 따라 흘러내리는 액체에 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부(220), 유동액체집진부(220)에서 유동하는 액체를 저장하는 수조(230), 수조(230)와 유동액체집진부(220) 사이에, 액체가 수조(230)에서 유동액체집진부(220)까지 유동할 수 있도록 공급로를 형성하는 액체공급로(250), 액체가 액체공급로(250)를 따라 유동액체집진부(220)의 상부측으로 이동될 수 있도록 수조(230)에 저장된 액체를 펌핑하는 순환펌프(240), 수조(230) 내부에 위치하며, 액체공급로(250) 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터(260), 유동액체집진부(220)와 대향된 위치에 구비되며, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전된 대항판(271)과 절연성물질로 구성된 피복층(272)을 갖는 대항부(270) 등을 포함하여 구성되어 진다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)의 구성 및 기능을 중심으로 설명하도록 한다. 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)의 사시도를 도시한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)는 전기집진 시스템(1) 내부로 유입된 외부공기 중에 포함된 먼지를 고압방전에 의해 대전시키기 된다. 도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)는, 먼지가 포함된 외부공기가 유입되는 흡입구(212)와 대전된 외부공기가 배출되는 배출구(213)를 갖는 금속몸체(211) 및 금속몸체(211)의 내부 공간에 구비되며 고전압이 인가되어 특정 극성을 갖게 되는 다수의 카본섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)(carbon fiber brush)를 포함하여, 흡입구(212)로 유입된 외부공기에 포함된 먼지를 대전시키게 된다. 다만 본 발명에서, 카본섬유 브러쉬(214)는 다른 금속섬유 브러쉬로 대체될 수 있으며, 흡입구(212)로 유입된 외부공기에 포함된 먼지를 대전시킬 수 있는 금속성분을 포함한 브러쉬라면, 본 발명에서 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 금속몸체(211)는 평단면이 사각형인 사각 금속판으로 구성됨이 바람직하다. 구체적 실시예에서 사각 금속판의 길이, 높이(W)는 약 5 ~ 10cm정도이고(바람직하게는 7cm), 사각 금속판의 폭, 너비(L)는 약 7 ~ 13cm(바람직하게는 10cm)로 구성되게 된다. 외부공기가 흡입되는 흡입구(212)의 면적이 너무 클 경우, 하전효율이 감소되므로 흡입구(212)의 면적은 약 100cm2로 구성됨이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)는 도 4에 도시된 바와 같이, 금속몸체(211)의 내부공간 중심 측에 다수의 카본섬유다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)가 구비됨을 알 수 있다. 이러한 카본섬유 브러쉬(214)를 구성하는 카본섬유 각각의 직경이 큰 경우, 이온화를 위해 더 높은 전압(약 -10kV)이 필요하므로 코로나 방전으로 오존(O3)이 발생되게 되는 문제가 존재하고, 직경이 지나치게 작게 되면 제조 단가가 상승하게 되는 문제가 존재한다. 따라서, 본 발명의 일실시예에 따른 카본섬유 각각의 직경은 약 2 ~ 5㎛정도로 한정함이 바람직하다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 카본섬유 브러쉬(214)는 약 10,000 ~ 30,000개 정도의 카본섬유 다발로 구성되게 된다. 구체적실시예에서는 직경이 2 ~ 5㎛ 정도인 카본섬유 약 12,000개로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)를 사용하였다.
이러한 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)를 이용한 대전방법은, 전압인가부(215)에 의해, 전기 집진 시스템(1)에 구비된 하전장치(210)의 금속몸체(211)의 내부공간에 구비된 카본섬유 브러쉬(214)에 특정전압을 인가하게 된다.
그리고, 먼지를 포함한 외부공기가 송풍기(4)에 의해 유도되어, 금속몸체(211)의 흡입구(212)를 통해 내부공간으로 유입되게 된다. 그리고 10,000~30,000개의 카본섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)에 의해 외부공기에 포함된 먼지가 카본섬유 브러쉬(214)와 동일한 극성으로 대전되게 된다.
그리고, 대전된 먼지가 포함된 외부공기가 금속몸체(211)의 배출구(213)를 통해, 전기집진 시스템(1)의 집진장치(10) 측으로 배출되게 된다. 또한, 제어부(290)가 하전장치 전압인가부(215)를 제어하여 카본섬유 브러쉬(214)에 인가되는 특정전압을 조절할 수 있다. 이러한 특정전압은 -4 ~ -6kV인 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)에 구비되는 집진장치(10)의 구성 및 기능을 중심으로 설명하도록 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 몸체(2) 내부에 복수로 구비되게 되며, 외부공기의 흐름방향에서 하전장치(210) 다음에 위치하게 된다. 따라서, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지를 포함한 외부공기가 유입되게 된다. 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)의 사시도를 도시한 것이다.
도 5에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 일측면을 따라 상부측에서 하부측으로 유동되는 액체에 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부(220), 유동액체집진부(220)에서 유동하는 액체를 저장하는 수조(230), 수조(230)와 유동액체집진부(220) 사이에, 액체가 수조(230)에서 유동액체집진부(220)까지 이동할 수 있도록 유동로를 형성하는 액체공급로(250), 액체가 액체공급로(250)를 따라 유동액체집진부(220)의 상부측까지 이동할 수 있도록 수조(230)에 저장된 액체를 펌핑하는 순환펌프(240), 수조(230)와 액체 공급로(250) 사이에 구비되어, 액체공급로(250) 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터(260), 유동액체집진부(220)와 대향된 위치에 설치되며, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전된 대항판(271)과 대항판(271)을 절연성물질로 피복한 피복층(272)을 구비하여 대전된 먼지를 포함한 외부공기를 유동액체집진부(220)의 일측면 측으로 유도하는 대항부(270) 등을 포함하고 있음을 알 수 있다. 대항판(271)은, 예를 들어, 금속판, 전도성 플라스틱, 또는 도금된 플라스틱 등일 수 있으며, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 대항판(271)은 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전될 수 있는 재질로 구성된다면, 본 발명에서 적용될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 유동액체집진부(220)는 외부공기의 흐름방향에서 하전장치(210) 다음에 위치되도록 구비된다. 유동액체집진부(220)는 유동판(221) 및 유동판(221) 상에서 액체가 유동하며 점유하는 공간으로 형성되는 액체유동부(222)로 구성되며, 유동판(221)은 비금속 물질로 구성됨이 바람직하다. 다만, 본 발명이 이에 한정되는 것은 아니며, 유동판(221)은 비금속 물질 또는 비전도성 물질로 형성될 수 있으며, 유동판(221)이 금속성 물질 또는 전도성 물질로 형성될 수도 있다. 또한, 유동액체집진부(220)의 일측면을 유동하는 액체는 수조(230)에서 공급되게 된다.
하전장치(210)에 의해 대전된 먼지는 외부공기의 흐름방향에 따라 이동하다가 유동액체집진부(220)의 유동판(221) 상에서 유동하는 액체에 집진되게 된다. 하기의 실험데이터는 유동판(221) 상에서 유동하는 액체가 물인 경우에, 액체에 전압이 가하여지지 않은 그라운드 상태에서, 대항부(270)가 구비되지 않은 경우, 대전된 먼지가 액체에 집진되는 효율을 나타낸 것이다. 하기의 효율은 실험조건에 의해 일정 오차 범위 내에서 변동될 수 있다.
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| 액체 인가전압(kV) | 먼지의 극성 | 집진효율(%) |
| 0 | 마이너스 | 4.7 |
| 0 | 플러스 | 3 |
표 1에서 보는 바와 같이, 액체에 전압이 가해지지 않고, 대항부(270)가 구비되지 않은 경우, 집진효율이 상당히 낮음을 알 수 있다.
집진효율을 높이기 위해 유동판(221) 상에서 유동하는 액체에, 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성 또는 반대 극성을 가지도록 전압이 가해질 수 있다. 유동판(221) 상에서 유동하는 액체가 극성을 띠게 하기 위하여 수조(230)에 저장된 액체에 직접 전압을 가할 수 있다.
하기의 실험데이터는 유동판(221) 상에서 유동하는 액체가 물인 경우에, 액체의 극성을 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전시킨 상태에서, 대전된 먼지가 액체에 집진되는 효율을 수치로 나타낸 것이다. 하기의 효율은 실험조건에 따라 오차범위 내에서 변동될 수 있다.
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| 액체 인가전압(kV) | 먼지의 극성 | 집진 효율(%) |
| -12 | 마이너스 | 15.6 |
| -10 | 마이너스 | 14.4 |
| -8 | 마이너스 | 16 |
| -6 | 마이너스 | 11.8 |
| -4 | 마이너스 | 11 |
| -2 | 마이너스 | 9.6 |
| 2 | 플러스 | 2.2 |
| 4 | 플러스 | 1.4 |
| 6 | 플러스 | 3 |
| 8 | 플러스 | 5.8 |
| 10 | 플러스 | 6.6 |
| 12 | 플러스 | 8.8 |
또한, 하기의 실험데이터는 유동판(221) 상에서 유동하는 액체가 물인 경우에, 액체의 극성을 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 반대 극성으로 대전시킨 상태에서, 대전된 먼지가 액체에 집진되는 효율을 수치로 나타낸 것이다. 하기의 효율은 실험조건에 따라 오차범위 내에서 변동될 수 있다.
| 액체 인가전압(kV) | 먼지의 극성 | 집진 효율(%) |
| -12 | 플러스 | 13.2 |
| -10 | 플러스 | 11.2 |
| -8 | 플러스 | 10.2 |
| -6 | 플러스 | 10.2 |
| -4 | 플러스 | 11.6 |
| -2 | 플러스 | 9.6 |
| 2 | 마이너스 | 11.8 |
| 4 | 마이너스 | 16.4 |
| 6 | 마이너스 | 21 |
| 8 | 마이너스 | 26.8 |
| 10 | 마이너스 | 35 |
| 12 | 마이너스 | 36.2 |
표 2와 표 3에서 보는 바와 같이, 액체에 인가되는 전압을 먼지의 극성과 반대의 극성으로 인가하게 되는 경우, 유동하는 액체와 먼지와의 인력이 작용하여 집진효율이 증가하게 됨을 알 수 있다. 그러나, 액체에 고전압을 인가하게 되는 경우, 감전의 우려가 존재하게 되는 문제가 존재한다.
따라서, 본 발명의 일실시예에서는 액체에 전압을 인가하지 않고, 대항판(271)에 절연성 물질로 피복된 피복층(272)을 갖는 대항부(270)를 구비하게 됨으로써, 보다 높은 집진효율을 갖는 집진장치(10)를 제공하게 된다.
또한, 유동판(221)은 유동액체집진부(220) 상에서 액체가 유동할 수 있도록 하는 통로로서의 기능을 한다. 앞서 언급한 바와 같이, 유동판(221)은 비전도성 물질로 구성될 수 있으며, 유동판(221)의 형상에 따라 액체유동부(222)의 형상이 결정될 수 있으므로, 유동판(221)의 형상은 유동액체집진부(220)의 전체적인 형상 및 면적을 결정할 수 있게 된다.
수조(230)에 저장된 액체는 도 5에 도시된 바와 같이, 순환펌프(240)에 의해 펌핑되어 수조(230)와 유동액체 집진부(220) 사이에 형성되어 있는 액체공급로(250)를 따라 유동액체집진부(220)의 상부측으로 보내지게 된다.
액체공급로(250)는 수조(230)에 저장된 액체가 유동액체집진부(220)로 이동하는 통로로서, 바람직하게는 비전도성 및 내수성을 지닌 부재로 구성될 수 있다. 유동액체집진부(220) 상에서 유동을 끝낸 액체는 수조(230)로 다시 유입되게 된다. 그리고, 수조(230)로 유입된 액체는 다시 순환펌프(240)에 의해 펌핑되어 액체공급로(250)를 통해 유동액체집진부(220)의 상부측으로 공급되면서 순환되게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 수조(230) 내부에, 액체공급로(250)로 유입되는 액체에 포함되어 있는 먼지를 제거하기 위한 수조필터(260)가 구비될 수 있음을 알 수 있다. 즉, 유동액체집진부(220)의 유동판(221) 상에서 유동하는 액체는 하전장치(210)에서 대전된 먼지를 집진하여 수조(230)로 유입되게 되므로, 수조(230)에 저장된 액체가 다시 유동액체집진부(220)로 공급되기 위해서는 먼지를 제거해야할 필요성이 있다. 수조필터(260)는 수조(230)와 액체공급로(250)의 통로 상에 구비되어, 액체에 포함된 먼지를 제거하게 됨으로써, 액체에 포함된 먼지가 액체와 함께 유동액체집진부(220)로 공급되는 것을 방지하게 된다.
또한, 본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 도 5에 도시된 바와 같이, 액체에 전압을 인가하지 않고, 대항부(270)를 포함하여, 외부공기를 유동액체집진부(220)의 일측면으로 유도하여 집진효율을 증가시킬 수 있음을 알 수 있다.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 대항부(270)의 단면도를 도시한 것이다. 즉, 도 6은 도 5의 A-A 단면도를 도시한 것이다. 도 6에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 대항부(270)는 집진장치 전압인가부(280)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전된 대항판(271) 및 대항판(271)을 피복하는 절연성 물질로 구성된 피복층(272)을 포함하여 구성될 수 있음을 알 수 있으며, 유동액체집진부(220)와 마주보며, 대향된 위치에 설치되게 됨을 알 수 있다. 이러한 절연성 물질은 절연성 플라스틱, PP, PE, PC등으로 구성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 대항부(270)와 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지는 같은 극성을 가지므로, 대항부(270)와 대전된 먼지 사이에서는 전기적 척력이 발생되고, 척력에 의해 먼지는 대항부(270)와 마주보고 있는 유동액체집진부(220) 방향으로 이동하게 되므로, 유동액체집진부(220)의 유동판(221) 상에서 유동하는 액체에 먼지를 집진시키는 효율을 증가시킬 수 있게 된다.
하기의 실험데이터는 본 발명의 일실시예에 따른 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지가 유동액체집진부(220)의 유동판(221) 상에서 유동하는 액체에 집진되는 효율을 대항부(270)가 존재하는 경우와 존재하지 않는 경우를 나누어 실험한 결과를 비교한 수치이다. 실험을 수행함에 있어서, 대항부(270)의 대항판(271)을 피복하는 절연성 물질은 절연성 플라스틱으로 하였고, 하기의 효율은 실험조건에 의해 오차범위 내에서 변동될 수 있다.
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| 대항부 유무 | 액체 인가전압(kV) | 금속판 인가전압(kV) | 먼지의 극성 | 집진효율(%) |
| 무 | 0 | 0 | 마이너스 | 6 |
| 유 | 0 | -15 | 마이너스 | 37.85 |
상기의 표4에 기재된 수치를 참고하면, 대항부(270)가 존재하지 않은 경우보다 먼지의 극성과 같은 극성으로 전압을 걸어준 대항판(271)을 포함하는 대항부(270)가 존재하는 경우에 집진효율이 더 높다는 것을 알 수 있다. 또한, 앞서 언급한 표 3과 비교하여 액체에 전압을 인가한 경우와 대비하여서도 집진효율이 동등하거나 보다 높게 됨을 알 수 있다.
또한, 대항판(271)을 절연성 물질로 피복하였음에도 불구하고, 대항판(271)과 먼지 사이에 전기적 척력이 작용하고, 피복층(272)에 의해 집진효율을 크게 떨어지지 않음을 알 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 집진장치(10)는 대항부(270)의 대항판(271)이 절연성물질로 구성된 피복층(272)으로 피복되어 있기 때문에, 대항판(271)과 먼지의 직접접촉으로 인한 스파크 발생이 방지될 수 있다. 또한, 대항부(270)의 대항판(271)이 절연성 물질로 구성된 피복층(272)으로 피복되어 있기 때문에, 사용자와 대항판(271)의 직접 접촉으로 인해 발생될 수 있는 사용자의 감전사고를 방지할 수 있다. 그리고, 대항판(271)은 절연성 물질로 구성된 피복층(272)으로 피복되어 있기 때문에, 집진장치(10) 내부의 수분과 대항판(271)의 직접접촉으로 인해 발생될 수 있는 대항판(271)의 부식현상을 방지할 수 있게 된다.
또한, 대항부(270)의 대항판(271)이 절연성 물질로 피복되어 있음에도 불구하고, 대항판(271)과 먼지 사이에 전기적 척력이 유지되어 집진 효율을 높일 수 있게 된다.
도 7a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철첩식 절연케이스(273)를 갖는 대항부(270)의 사시도를 도시한 것이고, 도 7b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 철접된, 철첩식 절연케이스(273)를 갖는 대항부(270)의 사시도를 도시한 것이다.
도 7a 및 도 7b에 도시된 바와 같이, 대항부(270)는 하전장치(210)에 의해 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전된 대항판(271) 및 대항판(271)을 수납할 수 있는 철첩식 절연케이스(273)를 포함하여 구성될 수 있다. 따라서, 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 철첩식 절연케이스(273)는 절연성 물질로 제작된 개폐가 가능한 케이스로서, 절연케이스(273)를 사용하여 대항판(271)을 수납하거나 배출, 교체가 가능하다.
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<작동방법>
이하에서는 앞서 언급한 전기집진 시스템(1)을 이용한 공기정화방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)을 이용한 공기정화방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고, 도 9는 외부공기의 흐름과 액체 흐름을 나타낸, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 실선으로 표시된 화살표는 외부공기의 흐름을 나타낸 것이고, 점선으로 표시된 화살표는 액체의 흐름을 나타낸 것이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일실시예에 제어부(290)에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
먼저, 하전장치 전압인가부(215)에 의해, 전기 집진 시스템(1)에 구비된 하전장치(210)의 금속몸체(211)의 내부공간에 설치된 카본섬유 브러쉬(214)에 특정전압을 인가하게 된다(S1). 다만, 여기에서 카본섬유 브러쉬(214)는 다른 금속섬유 브러쉬로 대체될 수 있으며, 외부공기에 포함된 먼지를 대전시킬 수 있는 금속성분을 포함한 브러쉬라면, 본 발명에서 적용될 수 있다.
그리고, 집진장치 전압인가부(280)에 의해 대항부(270)의 대항판(271)으로 대전될 먼지와 동일한 극성의 전압을 인가하고, 순환펌프(240)를 가동하여, 수조(230)에 저장된 액체가 액체공급로(250)로 유입되어 액체가 유동액체집진부(220)의 일측면을 따라 유동하게 된다(S2).
그리고, 송풍기(4)를 가동하여, 먼지를 포함한 외부공기가 유동로를 통해 하전장치(210)의 금속몸체(211)의 내부공간으로 유입되게 된다(S3).
그리고, 10,000~30,000개의 카본섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)에 의해 외부공기에 포함된 먼지가 카본섬유 브러쉬(214)와 동일한 극성으로 대전되게 된다(S4). 그리고, 대전된 먼지가 포함된 외부공기는 금속몸체(211)의 배출구(213)를 통해, 전기집진 시스템(1)의 집진장치(10) 측으로 배출되게 된다(S5).
이러한 단계에서, 제어부(290)가 하전장치 전압인가부(215)를 제어하여 카본섬유 브러쉬(214)에 인가되는 특정전압을 조절할 수 있고, 이러한 특정전압은 -4 ~ -6kV인 것이 바람직하다.
그리고, 대전된 먼지를 갖는 외부공기가, 대전된 먼지와 동일한 극성을 갖는 대항부(270)에 의해 유동액체집진부(220) 측으로 유도되게 된다(S6). 다음으로, 유동액체집진부(220)에서 유동되는 액체에 의해 대전된 먼지가 집진되게 되고(S7), 대전된 먼지가 집진된 외부공기는 배출되게 되고, 먼지를 집진한 액체는 수조(230)로 흘러가게 된다(S8).
또한, 대전된 먼지를 집진시킨 액체는 수조(230)로 유입되어 순환펌프(240)에 의해 다시 액체공급로(250)를 통해 상기 유동액체집진부(220)를 순환하며, 수조(230)와 액체공급로(250) 사이에 구비되는 수조필터(260)에 의해, 액체공급로(250) 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하게 된다. 이러한 과정은 외부공기의 집진이 완료될 때까지 지속되게 된다.
이하에서는 앞서 언급한 전기집진 시스템(1)을 이용한 공기정화방법에 대해 설명하도록 한다. 먼저, 도 8은 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)을 이용한 공기정화방법의 흐름도를 도시한 것이다. 그리고, 도 9는 외부공기의 흐름과 액체 흐름을 나타낸, 본 발명의 일실시예에 따른 전기집진 시스템(1)의 부분 단면도를 도시한 것이다. 실선으로 표시된 화살표는 외부공기의 흐름을 나타낸 것이고, 점선으로 표시된 화살표는 액체의 흐름을 나타낸 것이다. 또한, 도 10은 본 발명의 일실시예에 제어부(290)에 의한 신호흐름을 나타낸 블록도를 도시한 것이다.
먼저, 하전장치 전압인가부(215)에 의해, 전기 집진 시스템(1)에 구비된 하전장치(210)의 금속몸체(211)의 내부공간에 설치된 카본섬유 브러쉬(214)에 특정전압을 인가하게 된다(S1). 다만, 여기에서 카본섬유 브러쉬(214)는 다른 금속섬유 브러쉬로 대체될 수 있으며, 외부공기에 포함된 먼지를 대전시킬 수 있는 금속성분을 포함한 브러쉬라면, 본 발명에서 적용될 수 있다.
그리고, 집진장치 전압인가부(280)에 의해 대항부(270)의 대항판(271)으로 대전될 먼지와 동일한 극성의 전압을 인가하고, 순환펌프(240)를 가동하여, 수조(230)에 저장된 액체가 액체공급로(250)로 유입되어 액체가 유동액체집진부(220)의 일측면을 따라 유동하게 된다(S2).
그리고, 송풍기(4)를 가동하여, 먼지를 포함한 외부공기가 유동로를 통해 하전장치(210)의 금속몸체(211)의 내부공간으로 유입되게 된다(S3).
그리고, 10,000~30,000개의 카본섬유 다발로 구성된 카본섬유 브러쉬(214)에 의해 외부공기에 포함된 먼지가 카본섬유 브러쉬(214)와 동일한 극성으로 대전되게 된다(S4). 그리고, 대전된 먼지가 포함된 외부공기는 금속몸체(211)의 배출구(213)를 통해, 전기집진 시스템(1)의 집진장치(10) 측으로 배출되게 된다(S5).
이러한 단계에서, 제어부(290)가 하전장치 전압인가부(215)를 제어하여 카본섬유 브러쉬(214)에 인가되는 특정전압을 조절할 수 있고, 이러한 특정전압은 -4 ~ -6kV인 것이 바람직하다.
그리고, 대전된 먼지를 갖는 외부공기가, 대전된 먼지와 동일한 극성을 갖는 대항부(270)에 의해 유동액체집진부(220) 측으로 유도되게 된다(S6). 다음으로, 유동액체집진부(220)에서 유동되는 액체에 의해 대전된 먼지가 집진되게 되고(S7), 대전된 먼지가 집진된 외부공기는 배출되게 되고, 먼지를 집진한 액체는 수조(230)로 흘러가게 된다(S8).
또한, 대전된 먼지를 집진시킨 액체는 수조(230)로 유입되어 순환펌프(240)에 의해 다시 액체공급로(250)를 통해 상기 유동액체집진부(220)를 순환하며, 수조(230)와 액체공급로(250) 사이에 구비되는 수조필터(260)에 의해, 액체공급로(250) 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하게 된다. 이러한 과정은 외부공기의 집진이 완료될 때까지 지속되게 된다.
또한, 제어부(290)는 도 10에 도시된 바와 같이, 집진장치 전압인가부(280)를 제어하여 대항부(270)의 대항판(271)으로 인가되는 특정전압을 조절할 수 있고, 집진장치(10)로 외부공기를 유입시키기 위한 송풍기(4)를 제어하여, 유동되는 상기 외부공기의 유속을 조절할 수 있으며, 순환펌프(240)를 제어하여 액체공급로(250)와 유동액체집진부(220)를 유동하는 액체의 유속을 조절할 수 있다.
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이상에서 본 발명은 기재된 실시예를 참조하여 상세히 설명되었으나, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기에서 설명된 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러가지 치환, 부가 및 변형이 가능할 것임은 당연한것으로, 이와 같은 변형된 실시 형태들 역시 아래에 첨부한 특허청구범위에 의하여 정하여지는 본 발명의 보호 범위에 속하는 것으로 이해되어야 할 것이다.
1:전기집진 시스템
2:몸체
3:유입로
4:송풍기
5:카본필터
10:집진장치
210:하전장치
211:금속몸체
212:흡입구
213:배출구
214:카본섬유 브러쉬
215:하전장치 전압인가부
220:유동액체집진부
221:유동판
222:액체유동부
230:수조
240:순환펌프
250:액체공급로
260:수조필터
270:대항부
271:대항판
272:피복층
273:절연케이스
280:집진장치 전압인가부
290:제어부
2:몸체
3:유입로
4:송풍기
5:카본필터
10:집진장치
210:하전장치
211:금속몸체
212:흡입구
213:배출구
214:카본섬유 브러쉬
215:하전장치 전압인가부
220:유동액체집진부
221:유동판
222:액체유동부
230:수조
240:순환펌프
250:액체공급로
260:수조필터
270:대항부
271:대항판
272:피복층
273:절연케이스
280:집진장치 전압인가부
290:제어부
Claims (9)
- 일측면에 배치된 유동판과, 상기 유동판 상에서 유동하며 대전된 먼지를 집진하는 액체를 포함하는 유동액체집진부;및
상기 유동판과 대향된 위치에 설치되고, 상기 대전된 먼지의 극성과 같은 극성으로 대전되어 척력에 의해 상기 대전된 먼지를 상기 유동액체집진부로 이동시켜 상기 액체에 집진시키는 대항판과, 상기 대항판을 피복하고 절연성 물질로 구성된 피복층을 포함하는 대항부,를 포함하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 액체에는 전압을 인가하지 않는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 2항에 있어서,
상기 액체는 물인 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 1항에 있어서,
상기 유동액체집진부는,
상기 유동액체집진부의 타측면에 배치되고, 상기 액체를 상기 유동액체집진부의 상부측까지 이동할 수 있도록 유동로를 형성하는 액체공급로를 더 포함하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 액체공급로는 비전도성 및 내수성을 지닌 부재로 구성되는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 4항에 있어서,
상기 유동액체집진부 및 상기 대항부의 하부에 배치되고, 상기 액체를 저장하는 수조와,
상기 수조에 저장된 상기 액체를 상기 액체공급로에 공급하는 순환펌프를 더 포함하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 6항에 있어서,
상기 수조 내부에 위치하며, 상기 액체공급로 상으로 유입되는 액체에 포함된 이물질을 제거하는 수조필터를 더 포함하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 전기 집진 시스템으로 유입되어, 하전장치에 의해 대전된 먼지를 집진시키기 위한 장치에 있어서,
일측면으로 유동하는 액체에 상기 대전된 먼지를 집진하는 유동액체집진부;
상기 유동액체집진부와 대향된 위치에 구비되어, 유입된 상기 대전된 먼지의 유동을 상기 유동액체집진부 측으로 유도하기 위해 상기 대전된 먼지와 같은 극성으로 대전된 대항판과, 상기 대항판을 덮어 상기 대항판을 외부로 노출시키지 않는 절연성 물질로 구성된 피복층을 갖는 대항부;
상기 유동액체집진부에서 유동하는 상기 액체를 저장하는 수조;
상기 액체가 상기 수조에서 상기 유동액체집진부의 상부측까지 이동될 수 있는 유동로를 형성하는 액체공급로; 및
상기 액체가 상기 액체공급로를 따라 이동될 수 있도록, 상기 수조에 저장된 상기 액체를 상기 액체공급로 측으로 펌핑하는 순환펌프를 포함하고,
상기 대항부와 상기 유동액체집진부는 복수로 구비되며,
상기 유동액체 집진부는,
유동판; 및
상기 유동판 상에서 상기 액체가 유동하는 점유공간으로 형성되는 액체유동부를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
- 제 8항에 있어서,
상기 액체공급로 상으로 유입되는 상기 액체에 포함된 이물질을 제거하는, 상기 수조와 상기 액체공급로 사이에 구비되는 수조필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진 시스템에 구비된 전기집진장치.
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|---|---|---|---|
| US14/491,650 US20150013538A1 (en) | 2012-11-30 | 2014-09-19 | Electric dust collector apparatus in electrostatic precipitator system and method for electrostatic precipitation thereby |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| KR1020120138423 | 2012-11-30 |
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