KR101923462B1 - 미세먼지 제거 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세먼지 제거장치에 관한 것으로, 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 조대화된 먼지를 대전시켜 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진하여 미세먼지를 제거하는 미세먼지 제거 장치에 관한 것이다.
본 발명은 지하철로 또는 터널에 설치되는 미세먼지 제거 장치에 있어서, 공기가 유입되는 유입구 및 미세먼지가 제거된 공기가 배출되는 배출구가 형성된 본체와, 상기 유입구가 형성된 본체의 내측에 구비되어 공기 중에 포함된 철 성분의 미세먼지를 제거하는 자성필터부와, 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 자성필터부를 통과한 공기에 수분을 공급하는 응집부와, 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 응집부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 대전하는 대전부와, 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 대전부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 포집하여 제거하는 정전집진부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지 제거 장치 {Removal device of fine particulate matter}
본 발명은 미세먼지 제거장치에 관한 것으로, 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 조대화된 먼지를 대전시켜 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진하여 미세먼지를 제거하는 미세먼지 제거 장치에 관한 것이다.
일반적으로 전동차는 차륜과 레일 사이의 마찰력을 이용하여 추진과 감속, 조향을 한다. 전동차가 정지할 때는 제륜자를 차륜답면이나 디스크에 강하게 마찰시켜 정지시킨다.
따라서, 전동차가 운행하게 되면 필연적으로 차륜과 레일 및 제륜자 사이에 발생하는 강한 면 마찰로 인하여 철성분이 많이 포함된 (Ferrous related) 미세먼지가 많이 생성된다.
특히, 지하철의 경우 전동차 운행 시 발생되는 먼지의 비중이 커서 먼지의 일부만 외부로 배출되고 나머지는 터널 내에 쌓이게 되므로 터널의 공기질을 오염시킬 뿐 아니라 차량과 신호 장치를 비롯한 각종 전기·전자 기기의 수명단축과 장애유발의 원인이 된다.
이와 같은 터널 내 미세먼지의 측정결과에 의하면 지하철 터널의 미세먼지 구성요소 중 61~79%가 철성분으로서, 도시철도 터널의 경우 전동차가 수시로 운행하면서 레일과 휠의 마찰, 브레이크슈의 마모, 전차선의 마모 등으로 인해 예를 들어 서울도시철도 소속 5 내지 8호선 4개 노선의 경우만 해도 연간 18,580kg의 금속성 미세먼지가 터널로 비산되어 터널의 공기 중 미세먼지 농도를 높이는 원인으로 작용한다.
상기 금속성 미세먼지는 유해한 중금속을 포함하고 있기 때문에 호흡을 통해 인체 내에 유입되는 경우 세포 독성을 야기하고, 그에 따른 각종 질병 발생의 근원이 되며, 대기 중으로 배출되는 경우 주변 환경을 오염시키는 원인이 된다. 따라서, 이러한 발생원으로부터 미세먼지를 포집하거나 제거하기 위해서는 이중 여과설비가 필요하다. 그러나 이중 여과설비는 높은 에너지 비용과 과다한 압력 손실 등으로 인해 정상적인 운전이 어려운 실정이다.
일반적으로 지하철 터널에서는 미세먼지는 열차풍을 이용한 자연 배기구를 이용하여 외부로 배출시키고 있다. 다만, 열차 전면부에 형성된 양압으로 터널 내의 공기가 배기되더라도, 열차 후면부에 형성된 음압으로 인해 다시 유입되는 현상을 보이고 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해, 역류되는 기류를 차단하는 댐퍼 또는 부유 먼지를 집진하는 필터링 방식 등이 도입되고 있으나, 댐퍼는 3~5분 간의 열차 유출에 따른 가동으로 오작동이 빈번하게 발생하고, 필터링 방식은 압력 손실에 의한 교체 주기의 단축으로 인해 유지 관리에 어려움이 있다.
또한, 지하철 터널의 공기가 외부로 배출될 때, 공기 중에 포함된 각종 이물질을 여과하여 정화된 공기가 외부로 배출되도록, 하우징 내에 망 형상이나 집진판 등의 공기 여과 부재를 포함하는 공기 정화 장치가 설치되기도 하나, 이는 고가의 필터를 사용해야 하는 비용상 한계점이 있다.
이에 대해, 한국등록특허 제10-1044319호는 지하철의 내부 공기가 외부로 순환되는 지하철 자연 배기 환풍구 통로에 설치되어, 순환되는 공기에 포함된 자성 미세분진을 포집하고, 자성 미세분진이 포집된 하니콤을 적정 시기마다 세정 작업을 통해 반영구적으로 사용할 수 있는, 자석 하니콤으로 구성된 부유 자성분진 제거 장치를 개시하고 있으나, 일정 주기로 자석 하니콤을 세정하여야 하므로 유지 보수가 불편하다는 문제가 있다.
한국등록특허 제10-1044319호
본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 조대화된 먼지를 대전시켜 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진하여 미세먼지를 제거하는 미세먼지 제거 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 철 성분이 함유된 미세먼지를 자성필터부에서 1차로 제거한 후 나머지 미세먼지를 정전집진함으로써 정전집진부의 손상을 방지하여 장치의 수명을 증대시킬 수 있도록 하는 미세먼지 제거 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 응집부에서 분무되는 수분의 온도를 4℃로 제어하여 공급함으로써 수분의 증발을 방지하여 미세먼지 조대화가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 미세먼지 제거 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 응집부의 내부 공기 온도를 4℃로 제어하여 공급함으로써 미세먼지가 비산되는 것을 방지하여 미세먼지 조대화가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 미세먼지 제거 장치를 제공하는 것이다.
또한, 본 발명의 다른 목적은 응집부 내부에 난류를 형성하도록 함으로써 수분과 미세먼지의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 미세먼지 제거 장치를 제공하는 것이다.
이러한 문제점을 해결하기 위한 본 발명은; 지하철로 또는 터널에 설치되는 미세먼지 제거 장치에 있어서, 공기가 유입되는 유입구 및 미세먼지가 제거된 공기가 배출되는 배출구가 형성된 본체와, 상기 유입구가 형성된 본체의 내측에 구비되어 공기 중에 포함된 철 성분의 미세먼지를 제거하는 자성필터부와, 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 자성필터부를 통과한 공기에 수분을 공급하는 응집부와, 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 응집부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 대전하는 대전부와, 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 대전부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 포집하여 제거하는 정전집진부를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
이때, 상기 본체는 상기 유입구 및 배출구 중 적어도 어느 하나에 송풍팬이 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자성필터부는 프레임과, 상기 프레임의 내측에 구비되는 자석부와, 상기 자석부의 사이에 구비되어 자성체로 이루어지는 금속망으로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 자석부는 전자석 또는 영구자석인 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 금속망의 망목크기는 100 ~ 1000μm인 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 금속망은 상기 프레임에 다중으로 적층 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 자성필터부는 상기 본체의 유입구를 통하여 유입되는 공기의 진행방향과 직교하도록 구비되는 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 응집부는 본체의 내측 자성필터부의 후방에 형성되는 응집공간에 4℃ 이하의 수분을 분무공급하는 액적분무기를 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응집부는 응집공간의 공기 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열전소자가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 응집부는 상기 열전소자에 의해 4℃ 이하로 온도제어된 공기 및 상기 액적분무기로부터 공급된 4℃ 이하의 수분을 일측으로 배출하여 타측으로 유입되도록 하는 순환관이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 응집부는 응집공간의 공기를 배출하는 배출관과, 상기 배출관의 타측에 구비되어 공기의 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열교환기와, 상기 열교환기에서 온도제어된 공기를 다시 응집공간으로 유입시키는 유입관이 더 구비된 것을 특징으로 한다.
그리고, 상기 액적분무기 및 유입관에 펌프가 더 구비된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 대전부는 교류 플라즈마 반응기인 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 정전집진부는 프레임에 다중으로 적층 구비되는 정전필터로 이루어지는 것을 특징으로 한다.
상기한 구성의 본 발명에 따르면, 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 조대화된 먼지를 대전시켜 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진하여 미세먼지를 제거하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 철 성분이 함유된 미세먼지를 자성필터부에서 1차로 제거한 후 나머지 미세먼지를 정전집진함으로써 정전집진부의 손상을 방지하여 장치의 수명을 증대시킬 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 응집부에서 분무되는 수분의 온도를 4℃로 제어하여 공급함으로써 미세먼지가 비산되는 것을 방지하여 미세먼지 조대화가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 응집부의 내부 공기 온도를 4℃로 제어하여 공급함으로써 수분의 증발을 방지하여 미세먼지 조대화가 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 응집부 내부에 난류를 형성하도록 함으로써 수분과 미세먼지의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 효과가 있다.
도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 일 실시 예를 도시한 개념도.
도 2는 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 다른 실시 예를 도시한 개념도.
도 3은 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 또 다른 실시 예를 도시한 개념도.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 더욱 상세하게 설명한다. 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다. 그리고, 본 발명은 다수의 상이한 형태로 구현될 수 있고, 기술된 실시 예에 한정되지 않음을 이해하여야한다.
도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 일 실시 예를 도시한 개념도이고, 도 2는 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 다른 실시 예를 도시한 개념도이며, 도 3은 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 또 다른 실시 예를 도시한 개념도이다.
본 발명은 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 조대화된 먼지를 대전시켜 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진하여 미세먼지를 제거하는 미세먼지 제거 장치에 관한 것으로, 그 구성은 도 1에 나타낸 바와 같이, 크게 공기가 유입되는 유입구(110) 및 미세먼지가 제거된 공기가 배출되는 배출구(120)가 형성된 본체(100)와, 상기 유입구(110)가 형성된 본체(100)의 내측에 구비되어 공기 중에 포함된 철 성분의 미세먼지를 제거하는 자성필터부(200)와, 상기 본체(100)의 내측에 구비되어 상기 자성필터부(200)를 통과한 공기에 수분을 공급하는 응집부(300)와, 상기 본체(100)의 내측에 구비되어 상기 응집부(300)를 통과한 공기 중의 미세먼지를 대전하는 대전부(400)와, 상기 본체(400)의 내측에 구비되어 상기 대전부(400)를 통과한 공기 중의 미세먼지를 포집하여 제거하는 정전집진부(500)를 포함하여 이루어진다.
보다 상세히 설명하면, 상기 본체(100)는 일측에는 유입구(110)가 형성되고 타측에는 배출구(120)가 형성되어 유입구(110)측으로 미세먼지가 포함된 공기가 유입되고 후술할 자성필터부(200), 응집부(300), 대전부(400) 및 정전집진부(500)에 의해 미세먼지가 제거된 공기가 배출구(120)를 통해 외부로 배출되게 된다.
이때, 상기 유입구(110) 또는 배출구(120)에 외부공기를 흡입하거나 배출하기 위한 송풍팬(미도시)이 구비되어 공기의 유입 및 배출이 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
한편, 상기 자성필터부(200)는 상기 유입구(110)가 형성된 본체(100)의 내측에 구비되며, 프레임(210)의 내주면에 구비되는 자석부(220)와 상기 자석부(220)의 사이 공간에 구비되는 자성체로 이루어지는 금속망(230)으로 이루어진다.
이때, 상기 자석부(220)는 전자석 또는 영구자석으로 이루어지며, 상기 금속망(230)의 자화를 유도하여 금속망(230)을 구성하는 망목(mesh)의 주변부에 자기장을 형성하게 된다.
상기와 같은 구성에 의해 자성필터부(200)를 통과하는 공기에 포함된 철 성분의 미세먼지가 상기 금속망(230)에 포집되게 되는 것이다.
또한, 상기 자성필터부(200)에 의해 공기에 포함된 철 성분의 미세먼지가 1차로 먼저 포집되게 되어 후술할 정전집진부(500)의 손상을 방지하여 미세먼지 제거 장치(50)의 수명을 증대시킬 수 있도록 한다.
즉, 철 성분이 함유된 공기 중의 미세먼지를 정전집진부(500)를 이용하여 제거하고자 하는 경우, 철 성분의 미세먼지가 가진 자성에 의해 정전기력의 지속적인 유지가 어렵고 정전집진부(500)의 내구성이 급격히 저하되는 문제점이 있다.
또한, 상기 금속망(230)은 상기 자석부(220)의 사이에 다중으로 적층 구비하여 철 성분이 포함된 미세먼지의 포집효율을 높일 수 있도록 한다.
그리고, 미세먼지 제거 장치(50)가 설치되는 공간에 포함되는 철 성분의 미세먼지 함량에 따라 상기 자석부(220)의 세기 및 크기를 조절하여 미세먼지의 포집이 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 금속망(230)의 망목의 크기는 100 ~ 1000μm인 것이 바람직한데, 망목의 크기가 100μm 미만이면 금속망(230)의 세정 작업 시 상기 금속망(230)의 망목에 견고하게 부착된 미세분진을 탈리시키기 어렵고, 망목의 크기가 1000μm 초과이면 미세분진이 상기 금속망(230)의 망목을 그대로 통과하여 외부에 배출되므로 미세분진 포집 효율이 극히 저하되는 문제점이 있다.
아울러, 상기 자성필터부(200)는 상기 본체(100)의 유입구(110)를 통하여 유입되는 공기의 진행방향과 직교하도록 구비되어 철 성분 미세먼지의 포집 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
한편, 상기 응집부(300)는 상기 자성필터부(200)에서 철 성분의 미세먼지가 제거된 공기 중의 미세먼지에 수분을 공급하여 조대화하는 역할을 하는 것으로, 본체(100)의 내측의 자성필터부(200)의 후방에 형성되는 응집공간(310)에 수분을 분무공급하는 액적분무기(320)를 포함하여 이루어진다.
이때, 응집공간(310)을 통과하는 공기 중의 미세먼지에 미세한 입자 형태로 분무공급되는 수분을 공급함으로써 수분과 미세먼지가 응집하여 미세먼지의 조대화가 이루어져 후술할 정전집진부(500)에서 보다 효과적으로 집진이 이루어지게 되는 것이다.
여기서, 상기 액적분무기(320)를 통하여 공급되는 수분은 4℃ 이하의 온도로 제어되어 공급되어 미세먼지가 비산되는 것을 방지하여 미세먼지 조대화의 효율 저하를 방지하도록 한다.
또한, 도 1에 도시한 바와 같이 응집공간(310)이 형성된 본체(100)의 내측에 응집공간(310)의 공기 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열전소자(330)가 구비되어 액적분무기(320)로부터 공급되는 수분이 온도 상승으로 인해 증발되어 미세먼지 조대화효율이 저하되는 것을 방지하도록 한다.
그리고, 본체(100)에는 응집공간(310) 내측의 공기 및 수분을 일측으로 배출하여 타측으로 유입되도록 순환관(340)이 구비되어 순환관(340)을 통해 배출 및 유입되는 공기의 흐름에 의해 응집공간(310) 내부에 난류가 형성되어 미세먼지의 조대화가 효과적으로 이루어지도록 한다.
즉, 상기 순환관(340)을 통해 배출 및 유입되는 공기의 흐름이 상기 응집공간(310)을 통과하는 공기의 흐름 방향과 직교하게 되어 응집공간(310) 내부에 난류가 형성되고 그에 따라 수분 및 미세먼지간의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어지게 되는 것이다.
한편, 상기 대전부(400)는 상기 응집부(300)를 통과하며 조대화된 미세먼지를 대전시키는 역할을 하는 것으로, 교류 플라즈마 반응기(410)로 이루어진다.
이때, 상기 교류 플라즈마 반응기(410)는 미세먼지의 양 및 유입속도에 따라 최적화되도록 설계될 수 있으며, 교류 플라즈마 반응기(410)의 전극(420)은 동판(422)의 양면을 유리판(424)이 감싸고 있는 구조로 이루어져 일정 간격으로 다수개가 설치되며 전극(420)에는 교번으로 교류 고전압이 인가되고 교류 고전압이 인가되지 않는 전극(420)은 접지되어 이루어진다.
따라서, 상기 전극(420)에 전압이 인가되면 대전부(400)를 통과하는 공기 중의 조대화된 미세먼지에 대전이 이루어지게 되어 표면에 전하를 띄게 되어 정전기력을 가지게 되며 후술할 정전집진부(500)에서 정전집진되게 되는 것이다.
다만, 본 실시 예에서는 대전부(400)를 교류 플라즈마 반응기(410)인 것으로 설명하였으나, 상기 대전부(400)는 입자를 대전시키기 위해 일반적으로 사용되는 다양한 대전장치가 사용될 수 있음은 물론이다.
한편, 상기 정전집진부(500)는 프레임(510)의 내측에 구비되는 정전필터(520)로 이루어진다.
따라서, 상기 정전필터(520)에 전압이 인가되면 정전필터(520)에 정전기력이 발생하게 되고, 그에 따라 전술한 대전부(400)에서 대전된 조대화된 미세먼지가 정전필터(520)에 부착됨으로써 미세먼지가 제거되게 되는 것이다.
이때, 상기 정전필터(520)는 상기 프레임(510)의 내측에 다중으로 적층 구비되어 미세먼지 제거 효율을 보다 향상시킬 수 있도록 한다.
상기와 같은 구성에 의한 미세먼지 제거 장치(50)의 작용관계에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저, 본체(100)의 유입구(110)를 통해 미세먼지가 포함된 공기가 유입되면, 상기 자성필터부(200)의 금속망(230)에 철 성분의 미세먼지가 부착되어 제거되게 된다.
다음, 자성필터부(200)를 통과한 미세먼지가 포함된 공기는 응집부(300)의 응집공간(310)을 통과하면서 액적분무기(320)에서 분무되는 수분과 응집되어 미세먼지의 조대화가 이루어지게 된다.
다음, 응집부(300)를 통과한 조대화된 미세먼지가 포함된 공기는 대전부(400)를 통과하면서 교류 플라즈마 반응기(410)에 의해 전하를 띄도록 대전되게 된다.
다음, 대전부(400)를 통과한 대전된 미세먼지가 포함된 공기는 정전집진부(500)를 통과하면서 정전필터(520)의 정전기력에 의해 정전필터(520)에 부착되어 제거되며 미세먼지가 제거된 공기가 본체(100)의 배출구(120)를 통하여 외부로 배출되게 된다.
따라서, 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치(50)가 설치된 지하철로 또는 터널 등의 공간의 공기를 정화할 수 있게 되는 것이다.
한편, 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 다른 실시 예에 의하면, 도 2에 도시한 바와 같이 응집부(300)는 응집공간(310)의 공기를 배출하는 배출관(350)과, 배출관(350)의 타측에 구비되어 통과하는 공기의 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열교환기(360)와, 상기 열교환기(360)에서 온도 제어된 공기를 다시 응집공간(310)으로 유입시키는 유입관(370)이 더 구비될 수도 있다.
따라서, 상기 배출관(350) 및 유입관(370)에 의해 공기의 순환이 이루어지도록 하여 응집공간(310)의 내부에 난류를 형성하여 수분 및 미세먼지간의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어지도록 함과 동시에, 상기 액적분무기(320)에서 공급되는 수분이 증발하는 것을 방지하기 위해 열교환기(360)에서 공기의 온도를 4℃ 이하로 제어하여 공급함으로써 미세먼지의 조대화가 보다 효과적으로 이루어지도록 하는 것이다.
여기서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 미세먼지 제거 장치(50')의 나머지 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치의 또 다른 실시 예에 의하면, 도 3에 도시한 바와 같이 응집부(300)는 응집공간(310)의 공기를 배출하는 배출관(350)과, 배출관(350)의 타측에 구비되어 통과하는 공기의 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열교환기(360)와, 상기 열교환기(360)에서 온도 제어된 공기를 다시 응집공간(310)으로 유입시키는 유입관(370)이 구비되고, 액적분무기(320)가 상기 유입관(370)과 연통되도록 구비되어 온도제어된 공기와 함께 수분이 공급되도록 할 수도 있다.
따라서, 상기 배출관(350) 및 유입관(370)에 의해 공기의 순환이 이루어지도록 하여 응집공간(310)의 내부에 난류를 형성하여 수분 및 미세먼지간의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 원활하게 이루어지도록 함과 동시에, 상기 액적분무기(320)에서 공급되는 수분이 증발하는 것을 방지하기 위해 열교환기(360)에서 공기의 온도를 4℃ 이하로 제어하여 공급함으로써 미세먼지의 조대화가 효과적으로 이루어지도록 하는 것이다.
또한, 액적분무기(320)을 통해 공급되는 수분과 열교환기(360)에서 공급되는 공기가 유입관(370)을 통해 공급되면서 혼합되게 되어 미세먼지의 조대화가 보다 효과적으로 이루어지게 되는 것이다.
여기서, 상기와 같이 구성되는 본 발명에 의한 미세먼지 제거 장치(50")의 나머지 구성은 전술한 실시 예와 동일하므로 그에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다.
한편, 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 상기 액적분무기(320) 및 유입관(370)에는 펌프(322,372)가 구비되어 수분 및 공기의 유입 속도 및 유입량 등을제어하여 수분과 미세먼지의 응집 효율을 향상시킬 수 있도록 한다.
따라서, 본 발명에 따른 미세먼지 제거 장치(50,50',50")에 의하면, 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 자성필터부(200)에서 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 응집부(300)에서 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 대전부(400)에서 조대화된 먼지를 대전시켜 정전집진부(500)에서 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진함으로써 미세먼지를 제거하는 효과가 있을 뿐만 아니라, 철 성분이 함유된 미세먼지를 자성필터부(200)에서 1차로 제거한 후 나머지 미세먼지를 정전집진함으로써 정전집진부(500)의 손상을 방지하여 장치(50)의 수명을 증대시킬 수 있고, 응집부(200)에서 분무되는 수분의 온도를 4℃로 제어하여 공급함으로써 미세먼지가 비산되는 것을 방지하고, 응집부(200)의 내부 공기 온도를 4℃로 제어함으로써 수분의 증발을 방지하여 미세먼지 조대화가 원활하게 이루어질 수 있도록 하며, 응집부(200) 내부에 난류를 형성하도록 함으로써 수분과 미세먼지의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어질 수 있도록 하는 장점을 갖는다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시 예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 실시 예와 실질적으로 균등한 범위에 있는 것까지 본 발명의 권리범위가 미치는 것으로 본 발명의 정신을 벗어나지 않는 범위 내에서 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양하게 변형 실시가 가능한 것이다.
본 발명은 미세먼지 제거장치에 관한 것으로, 지하철로 및 터널 등 철성분이 함유된 미세먼지가 고농도로 존재하는 환경에 설치되어 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거한 후, 철 성분이 제거된 미세먼지에 물을 분무하여 조대화하고, 조대화된 먼지를 대전시켜 전기적 결합에 의해 2차로 정전집진하여 미세먼지를 제거하는 미세먼지 제거 장치에 관한 것이다.
50: 미세먼지 제거 장치
100: 본체 110: 유입구
120: 배출구 200: 자성필터부
210: 프레임 220: 자석부
230: 금속망 300: 응집부
310: 응집공간 320: 액적분무기
322: 펌프 330: 열전소자
340: 순환관 350: 배출관
360: 열교환기 370: 유입관
372: 펌프 400: 대전부
410: 교류 플라즈마 반응기
420: 전극 422: 동판
424: 유리판 500: 정전집진부
510: 프레임 520: 정전필터

Claims (14)

  1. 지하철로 또는 터널에 설치되는 미세먼지 제거 장치에 있어서,
    공기가 유입되는 유입구 및 미세먼지가 제거된 공기가 배출되는 배출구가 형성된 본체; 상기 유입구가 형성된 본체의 내측에 구비되어 공기 중에 포함된 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거하는 자성필터부; 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 자성필터부를 통과한 공기에 수분을 공급하는 응집부; 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 응집부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 대전하는 대전부 및 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 대전부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 포집하여 2차로 제거하는 정전집진부를 포함하여 이루어지되,
    상기 자성필터부는 프레임과, 상기 프레임의 내측에 구비되는 자석부와, 상기 자석부의 사이에 다중으로 적층 구비되어 자성체로 이루어지는 금속망으로 이루어지고,
    상기 응집부는 본체의 내측 자성필터부의 후방에 형성되는 응집공간에 미세먼지가 비산되는 것을 방지하도록 4℃ 이하의 수분을 분무공급하는 액적분무기와, 상기 액적분무기로부터 공급되는 수분의 증발을 방지하도록 응집공간의 공기 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열전소자와, 상기 열전소자에 의해 4℃ 이하로 온도제어된 공기 및 상기 액적분무기로부터 공급된 4℃ 이하의 수분을 일측으로 배출하여 타측으로 유입되도록 하여 응집공간의 내부에 난류를 형성하여 수분 및 미세먼지간의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어지도록 하는 순환관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  2. 지하철로 또는 터널에 설치되는 미세먼지 제거 장치에 있어서,
    공기가 유입되는 유입구 및 미세먼지가 제거된 공기가 배출되는 배출구가 형성된 본체; 상기 유입구가 형성된 본체의 내측에 구비되어 공기 중에 포함된 철 성분의 미세먼지를 1차로 제거하는 자성필터부; 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 자성필터부를 통과한 공기에 수분을 공급하는 응집부; 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 응집부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 대전하는 대전부 및 상기 본체의 내측에 구비되어 상기 대전부를 통과한 공기 중의 미세먼지를 포집하여 2차로 제거하는 정전집진부를 포함하여 이루어지되,
    상기 자성필터부는 프레임과, 상기 프레임의 내측에 구비되는 자석부와, 상기 자석부의 사이에 다중으로 적층 구비되어 자성체로 이루어지는 금속망으로 이루어지고,
    상기 응집부는 본체의 내측 자성필터부의 후방에 형성되는 응집공간에 미세먼지가 비산되는 것을 방지하도록 4℃ 이하의 수분을 분무공급하는 액적분무기와, 응집공간의 공기를 배출하는 배출관과, 상기 배출관의 타측에 구비되어 상기 액적분무기로부터 공급되는 수분의 증발을 방지하도록 공기의 온도를 4℃ 이하로 제어하는 열교환기와, 상기 열교환기에서 온도제어된 공기를 다시 응집공간으로 유입시켜 응집공간의 내부에 난류를 형성하여 수분 및 미세먼지간의 접촉 면적 및 횟수를 증가시켜 미세먼지의 조대화가 보다 원활하게 이루어지도록 하는 유입관을 포함하여 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 본체는 상기 유입구 및 배출구 중 적어도 어느 하나에 송풍팬이 구비된 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 자석부는 전자석 또는 영구자석인 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 금속망의 망목크기는 100 ~ 1000μm인 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  6. 삭제
  7. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 자성필터부는 상기 본체의 유입구를 통하여 유입되는 공기의 진행방향과 직교하도록 구비되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 삭제
  12. 제 2항에 있어서,
    상기 액적분무기 및 유입관에 펌프가 더 구비된 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  13. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 대전부는 교류 플라즈마 반응기인 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
  14. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 정전집진부는 프레임에 다중으로 적층 구비되는 정전필터로 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 제거 장치.
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