KR101928671B1 - 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차 - Google Patents

후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차 Download PDF

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Abstract

본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차는 견인용 차량에 연결되어 이동하면서 초미세먼지를 제거하되 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 무동력 열차에 관한 것으로, 외관과 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간은 공기가 유입되는 방향으로 전단에 위치하는 유입구와 후단에 위치하고 차체 밖으로 노출되는 유출구가 형성된 제1 밀폐공간과 상기 제1 밀폐공간의 후방에 위치하는 제2 밀폐공간을 갖는 차체와 상기 차체의 하부에 구비되는 대차로 이루어지는 차량부, 공기분사부, 압축공기공급부, 흡진부, 필터부, 전기집진부, 세척부, 덕트부, 상기 제2 밀폐공간에 설치되고 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하는 보조 전기집진부, 상기 제2 밀폐공간과 외기 사이에 설치되어 제2 밀폐공간의 공기를 외기로 배출하여 상기 덕트부에 흡입력을 제공하는 액셀팬, 작동제어부 및 외부로부터 전원을 공급받는 전원공급터미널을 포함하여, 철도 도상 또는 터널 내에 존재하는 쇳가루, 미세먼지, 슬러지, 퇴적물 등 오염물을 부양시킨 후 이를 흡입하여 전기집진 방식으로 포집함으로써 철도 도상 또는 터널 내의 오염물, 특히 건강에 치명적인 초미세먼지를 제거하는 효과가 있고, 열차 내에 전기집진시설을 구비함으로써 초미세먼지의 제거 효율이 상대적으로 높은 효과가 있으며, 에너지를 상대적으로 절감하는 효과가 있다.

Description

후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차{Air-purifying non-powered train to remove fine dust leaking backward}
본 발명은 철도 도상 또는 터널 내에 존재하는 쇳가루, 미세먼지, 슬러지, 퇴적물 등 오염물을 흡입하여 제거하는 철도 청소용 열차에 관한 것으로, 특히 견인용 차량에 연결되어 이동하면서 초미세먼지를 제거하되 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 무동력 열차에 관한 것이다.
열차가 운행하는 지하터널 내에는 열차의 운행시 차륜과 레일의 마모 또는 레일 연마작업 등으로 쇳가루와 같은 금속성 미세먼지와 콘크리트 구조물에서 발생하는 다양한 미세먼지가 발생한다.
이와 같은 미세먼지는 열차의 운행으로 발생하는 열차의 바람으로 부유되어 터널과 승강장 내 공기를 오염시켜 열차를 이용하는 사람들의 건강과 각종 전자장비에 나쁜 영향을 미치고 있다.
승강장의 경우 스크린도어의 설치로 인해 공기질이 다소 개선되기는 하였으나 미세먼지 문제는 여전히 계속 야기되고 있다.
이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래에는 터널 및 지하역사에 대형 환기시설을 운용하고, 고압 살수차를 이용하여 터널 내 물청소를 하였으나, 실질적인 효과가 미비하였다.
상기 물청소의 경우는 오히려 미세한 쇳가루가 포함된 오폐수를 많이 발생하는 문제를 야기하고 있다.
상기와 같은 문제를 해결하기 위해 특히, 쇳가루와 미세먼지와 같은 오염물을 제거하기 위한 종래기술 출원번호 10-2013-0097093호 '철도 도상 청소용 흡입청소장치'가 개시된 바 있다.
그러나, 상기 종래기술은 쇳가루 내지 미세먼지를 어느 정도 제거할 수 있을 뿐 초미세먼지를 비롯해 미세먼지 등을 충분히 제거하지 못하고 있다.
특히, 직경이 10㎛ 미만인 초미세먼지는 계속적으로 흡입할 시에는 인체의 심각한 영향을 미치는 매우 치명적인 오염수단으로 터널 내부의 공기 오염도를 조사한 결과 미세먼지(PM10)의 경우에는 139㎕/㎥로 다른 유해 물질에 비해 가장 높게 나타났다.
따라서, 열차가 운행하는 터널 내 공기를 정화하기 위해서는 초미세먼지를 제거하는 것이 매우 중요하나, 종래기술 방식으로는 초미세먼지를 제거하는데 한계가 있고, 초미세먼지 제거 효율도 매우 낮은 문제가 있다.
더 나아가, 포집된 초미세먼지를 처리하는데 상당한 어려움이 있고, 특히 후방으로 바람과 함께 날려가는 미세먼지에 대하여 포집이 이루어지지 못하는 문제점이 있다.
특히, 비산되어 날려가는 쇳가루나 초미세먼지 내지 미세먼지 등을 제거하지 못하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 철도 도상 또는 터널 내에 존재하는 쇳가루, 미세먼지, 슬러지, 퇴적물 등 오염물을 부양시킨 후 이를 흡입하여 전기집진 방식으로 포집하여 초미세먼지를 제거하되 후방으로 누설되는 미세먼지 등을 포집하여 제거할 수 있는 공기 정화 열차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 초미세먼지의 제거 효율이 상대적으로 높은 공기 정화 열차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 초미세먼지 제거에 소요되는 에너지를 상대적으로 절감하는 공기 정화 열차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상대적으로 높은 초미세먼지 제거 효율을 유지할 수 있는 공기 정화 열차를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명의 다른 목적은 본 발명의 특징을 통해 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 통해 보다 분명하게 알 수 있고, 특허청구범위에 나타난 수단 및 조합에 의해 실현될 수 있다.
상기와 같은 본 발명이 해결하고자 하는 과제를 달성하기 위하여 본 발명은 아래와 같은 기술적 특징을 갖는다.
본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차는 외관과 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간은 공기가 유입되는 방향으로 전단에 위치하는 유입구와 후단에 위치하고 차체 밖으로 노출되는 유출구가 형성된 제1 밀폐공간과 상기 제1 밀폐공간의 후방에 위치하는 제2 밀폐공간을 갖는 차체와 상기 차체의 하부에 구비되는 대차로 이루어지는 차량부; 상기 차체의 앞쪽 하부에 설치되어 선로를 향해 고압의 압축공기를 분사하는 공기분사부; 상기 차체의 내부공간에 설치되어 상기 공기분사부에 압축공기를 제공하는 압축공기공급부; 상기 공기분사부의 후방에 설치되는 흡입구와 상기 흡입구와 상기 제1 밀폐공간의 유입구와 연결되는 흡입유로를 포함하여 상기 공기분사부에 의해 부양된 오염물을 흡입하여 상기 제1 밀폐공간으로 이송하는 흡진부; 상기 제1 밀폐공간에 설치되고 상기 흡진부에서 흡입되는 공기에 포함된 오염물을 1차로 걸러내는 필터부; 상기 제1 밀폐공간에 설치되고 상기 필터부의 후단에 위치하여 상기 필터부를 통과한 미세한 오염물과 초미세먼지를 유도전압 집진방식으로 포집하며, 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하는 전기집진부; 상기 전기집진부에 설치되고 고압의 세척수를 상기 전지집진부에 분사하여 포집된 오염물을 제거하는 세척부; 상기 차체의 양쪽 측면에 차체의 길이 방향으로 외측은 다수의 댐퍼를 결합하고 내측은 상기 제2 밀폐공간과 연결되어 공기가 유통되는 유로를 형성한 덕트부; 상기 제2 밀폐공간에 설치되고, 상기 차체의 양 측면에 형성된 덕트부 각각에 연결되어 상기 덕트부를 통해 유입된 공기에 포함된 미세한 오염물과 초미세먼지를 유도전압 집진방식으로 포집하며, 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하는 보조 전기집진부; 상기 제2 밀폐공간과 외기 사이에 설치되어 제2 밀폐공간의 공기를 외기로 배출하여 상기 덕트부에 흡입력을 제공하는 액셀팬; 상기 압축공기공급부, 전기집진부, 보조 전기집진부, 세척부 및 액셀팬의 동작을 제어하는 작동제어부; 및 외부로부터 전원을 공급받는 전원공급터미널;을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 상기 흡진부는 상기 흡입유로와 상기 제1 밀폐공간의 유입구 사이의 부가되어 흡입력을 보강하며 상기 작동제어부에 의해 구동이 제어되는 가압팬;을 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차는의 상기 필터부는 상기 제1 밀폐공간의 바닥면에서 천정까지 병풍구조를 갖는 고정프레임;과 상기 고정프레임에 설치되는 다수의 메쉬타입필터블록;을 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 상기 필터부는 상기 고정프레임의 앞쪽에 벽면형태로 설치되고 상기 메쉬타입필터블록보다 상대적으로 큰 메쉬로 형성되어 상기 흡진부에서 흡입한 공기에 포함된 쓰레기류를 걸러내는 그물망;을 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 상기 전기집진부는 직육면체 구조로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 전면, 후면, 상면 및 하면은 개방되고 양쪽 측면은 폐쇄되어 내부에 설치공간을 제공하고 상기 전면에는 상기 설치공간의 중심부위로 오염된 공기를 안내하는 가이드를 갖는 집진셀 함체와 상기 집진셀 함체의 전면에 설치되고 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 포집대상을 하전시키기 위한 소정의 길이를 갖는 톱의 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성된 이오나이저를 다수개 병렬로 배열하여 이루어진 대전부와 상기 대전부의 뒤쪽 집진셀 함체의 설치공간에 위치하며 접지된 평행한 금속판이 연속으로 설치되어 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극과 상기 집진전극의 금속판 사이에 고전압 인가수단에 연결되는 전압판으로 이루어진 집진부;를 포함하는 집진셀을 수직과 수평으로 적층시켜 집진벽을 형성하고, 상기 집진벽은 오염된 공기가 유통되는 방향으로 복수 개가 설치되는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 상기 제1 밀폐공간의 유출구와 연결되어 상기 제1 밀폐공간에 흡입력을 제공하는 흡입력 제공부;를 포함하고, 상기 흡입력 제공부는 상기 차량부의 후방에 연결되는 추가 대차에 설치되는 다수의 액셀팬;으로 이루어지는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 상기 세척부는 상기 집진벽의 폭과 유사한 길이의 수평기둥 형상으로 집진셀을 향하여 다수의 분사 노즐이 소정의 간격으로 배치되어 고압펌프로부터 고압의 세척수를 공급받아 분사하는 세척수 분사부; 상기 세척수 분사부를 상기 집진벽의 수직 길이만큼 상하로 이동시키기는 이동부; 상기 세척수 분사부에 고압으로 세척수를 공급하는 고압펌프; 상기 고압펌프에 세척수를 공급하는 세척수탱크; 및 상기 집진벽이 설치된 하부 전체에 설치되어 집진벽의 세척 후 발생된 폐수를 유입받는 호퍼부와 상기 호퍼부와 배관을 통해 연결되어 상기 폐수를 저장하는 폐수탱크를 포함하는 배수부;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 상기 덕트부의 댐퍼는 상기 차량부의 이동 방향에 따라 차량부의 이동 방향으로 열리는 것;을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제의 해결 수단을 통해 철도 도상 또는 터널 내에 존재하는 쇳가루, 미세먼지, 슬러지, 퇴적물 등 오염물을 부양시킨 후 이를 흡입하여 전기집진 방식으로 포집함으로써 철도 도상 또는 터널 내의 오염물, 특히 건강에 치명적인 초미세먼지를 제거하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 열차 내에 전기집진시설을 구비함으로써 초미세먼지의 제거 효율이 상대적으로 높은 효과가 있다.
또한, 본 발명은 초미세먼지 제거에 소요되는 에너지를 상대적으로 절감하는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 상대적으로 간단한 방법으로 초미세먼지 제거 효율을 유지할 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 다른 효과는 본 발명의 특징을 통해 이해될 수 있으며, 본 발명의 실시 예를 통해 보다 분명하게 알 수 있고, 특허청구범위에 나타난 수단 및 조합에 의해 발휘될 수 있다.
도 1은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 기본적인 구조를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 공기분사부와 압축공기공급부의 예를 보인 도면,
도 3은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 흡진부의 예를 보인 도면,
도 4는 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 필터부의 예를 보인 도면,
도 5는 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 전기집진부의 예를 보인 도면,
도 6은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 집진셀을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 세척부를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 댐퍼를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 보조 전기집진부와 액셀팬을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 흡입력 제공부를 설명하기 위한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예 는 서로 다르지만 상호 배타적일 필요는 없음이 이해되어야 한다. 예를 들어, 여기에 기재되어 있는 특정 형상, 구조 및 특성은 일 실시 예에 관련하여 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 다른 실시 예로 구현될 수 있다. 또한, 각각의 개시된 실시 예 내의 개별 구성요소의 위치 또는 배치는 본 발명의 기술적 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서 변경될 수 있음이 이해되어야 한다. 따라서, 후술하는 상세한 설명은 한정적인 의미로서 취하려는 것이 아니며, 본 발명의 범위 는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 1은 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 기본 개념을 설명하기 위한 도면이다.
상기 도 1(a)에 도시한 바와 같이, 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차(1, 이하 '본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차'라 한다.)는 견인 열차에 결합하여 이동되는 무동력 열차로 선로(2)를 따라 운행하면서 철도 도상 또는 터널 내에 존재하는 쇳가루, 미세먼지, 슬러지, 퇴적물 등 오염물을 고압의 공기를 선로(2)를 향해 분사하여 부양영역에서 오염물 등을 부양시킨 후 이를 흡입하여 전기집진 방식으로 포집하여 제거하는 공기 정화를 목적으로 하는 열차로 특히, 비산영역에서 오염물 등의 부양과정에서 후방으로 비산되어 날리는 부유물, 미세먼지 및 초미세먼지 등을 포집하여 제거한다.
이와 같이 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)는 상기 도 1(b)에 도시한 바와 같이 차체(10)와 대차(15)로 이루어진 차량부(3)에 집진을 위한 모든 구성이 설치되어 집진이 이루어지는 것으로 상기 차체(10)는 상기 도 1(c)에 도시한 바와 같이 외관과 집진을 위한 장치들의 설치를 위한 내부공간을 형성한다.
이때, 상기 차체(10)의 내부공간은 제1 밀폐공간(S1)과 제2 밀폐공간(S2)을 갖되, 상기 제1 밀폐공간(S1)은 유체가 흐르는 방향으로 유입구(11)과 유출구(12)를 갖고, 상기 제1 밀폐공간(S2)의 유출구(12)는 차체(10)의 외부로 노출될 수 있는 길이로 형성되어 차체(10) 밖으로 노출된다.
상기 제2 밀폐공간(S2)은 상기 도 1(c)에 도시한 바와 같이 제1 밀폐공간(S1)의 후방에 위치한다.
한편, 상기 도 1(c)에 도시한 바와 같이, 차체(10)의 양쪽 측면에 차체(10)의 길이 방향으로 외측은 다수의 댐퍼(161)를 결합하고 내측은 상기 제2 밀폐공간(S2)과 연결되어 공기가 유통되는 유로를 형성한 덕트부(16)를 포함한다.
상기 덕트부(16)는 차체(10)의 양쪽 측면에 형성되어 부양영역에서 부양되어 후방으로 비산되는 미세먼지 등을 흡입하여 상기 제2 밀폐공간(S2)으로 유입될 수 있도록 하는 유통로를 제공한다.
이와 같은 덕트부(16)는 도 8 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 댐퍼를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 차량부(3)의 이동 방향에 따라 차량부(3)의 이동 방향으로 열리는 것을 특징으로 한다.
예를 들어, 차량부(3)가 전방(F)으로 이동하면, 전방을 향해 댐퍼(161-1)가 열리고, 차량부(3)가 후방(R)으로 이동하면, 후방을 향해 댐퍼(161-2)가 열린다.
이는 차량부(3)가 전방(F)으로 이동시에는 상대적으로 후방(R)으로 미세먼지 등이 누설되고, 차량부(3)가 후방(R)으로 이동시에는 미세먼지가 상대적으로 전방(F)으로 누설되기 때문에 차량부(3)의 이동방향에 따라 댐퍼(161)의 방향을 결정하여 열리도록 한다.
그리고, 도 9 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 보조 전기집진부와 액셀팬을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 제2 밀폐공간(S2)에 설치되고 상기 차체(10)의 양 측면에 형성된 덕트부(16) 각각에 연결되어 상기 덕트부(16)를 통해 유입된 공기에 포함된 미세한 오염물과 초미세먼지를 유도전압 집진방식으로 포집하며, 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하는 보조 전기집진부(162)를 포함한다.
이와 같은, 상기 보조 전기집진부(162)는 이하에서 설명하는 집진셀(600)로 이루어진다.
한편, 상기 제2 밀폐공간(S2)에 음압이 형성되어 상기 덕트부(16)에 흡입력이 발생하여 개방된 댐퍼(161)를 통해 공기가 유입될 수 있도록 하기 위한 구성으로 상기 제2 밀폐공간(S2)과 외기 사이에 설치되어 제2 밀폐공간(S2)의 공기를 외기로 배출하는 액셀팬(163)을 포함한다.
상기 대차(15)는 선로(2)를 따라 이동하기 위한 회전체를 갖는 통상의 대차에 해당한다.
또한, 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)는 도 2 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 공기분사부와 압축공기공급부의 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 공기분사부(20)는 상기 차체(10)의 앞쪽 하부에 설치되어 선로(2)를 향해 고압의 압축공기를 분사한다.
따라서, 상기 공기분사부(20)에 고압으로 토출되는 압축공기에 의해 철도 도상 또는 터널 내에 존재하는 쇳가루, 미세먼지, 슬러지, 퇴적물 등 오염물이 부양된다.
이와 같은 공기분사부(20)는 고압의 압축공기를 분사할 수 있는 다양한 형태와 구조가 될 수 있으나, 상기 도 2에 도시한 바와 같이 상기 압축공기공급부(30)로부터 압축공기가 유입되는 하나의 공급관(21)에 분사노즐(22)이 배열되어 설치된 형태가 바람직하다.
상기 압축공기공급부(30)는 차체(10)의 내부에 설치되며, 통상의 일명 '콤프레서'라 일컫는 공기압축기와 같은 수단에 해당하는 것으로 대기를 흡입하여 이를 압축시켜 고압의 압축공기를 상기 공기분사부(20)에 공급한다.
또한, 도 3 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 흡진부의 예를 보인 도면에 도시한 바와 같은 흡진부(40)를 포함한다.
상기 흡진부(40)는 공기분사부(30)에 의해 부양된 각종 오염물들을 포집하기 위해 빨아들이는 수단으로 상기 공기분사부(20)의 후방에 설치되는 흡입구(41)와 상기 흡입구(41)와 상기 제1 밀폐공간(S1)의 유입구(11)를 연결하는 흡입유로(42)를 포함하여 부양된 오염물을 흡입하여 상기 제1 밀폐공간(S1)으로 이송한다.
이와 같은 흡진부(40)는 상기 도 2 내지 3에 도시한 바와 같이, 상기 흡입구(41)와 상기 제1 밀폐공간(S1)의 유입구(11)와 흡입유로(42) 사이에 설치되어 부가되는 가압팬(43)을 포함한다.
상기 가압팬(43)은 흡입력을 보강하기 위한 것으로 상기 작동제어부(90)에 의해 구동이 제어되며 원통형으로 유체를 강제로 이동시키기 위해 사용되는 제트팬 또는 엑셀팬이라 일컫는 장치에 해당한다.
즉, 가압팬(43)은 차체(10)의 외부에서 제1 밀폐공간(S1)을 통해 부가되는 흡입력을 보강하기 위하여 부가된다.
본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)의 필터부는 도 4 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 필터부의 예를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 상기 차체(10)의 제1 밀폐공간(S1)에 전기집진부(60)의 앞에 설치되어 상기 흡진부(40)에서 흡입되는 공기에 포함된 오염물을 1차로 걸러낸다.
이와 같은 필터부(50)는 흡진부(40)를 통해 제1 밀폐공간(S1)으로 유입되는 공기에 포함된 오염물을 물리적인 방법으로 포집한다.
한편, 상기 필터부(50)는 상기 제1 밀폐공간(S1)의 바닥면에서 천정까지 병풍구조를 갖는 고정프레임(51)과 상기 고정프레임(51)에 설치되는 다수의 메쉬타입필터블록(52)을 포함하는 것이 바람직하다.
이와 같이 병풍구조의 고정프레임(51)과 여기에 장착되는 메쉬타입필터블록(52)은 상대적으로 넓은 면적의 필터링 면적을 제공함과 동시에 필터부(50)의 유지보수가 편리한 장점이 있다.
상기 고정프레임(51)은 알루미늄 소재로 제작되거나 스테인레스강 소재로 제작될 수 있다.
또한, 상기 메쉬타입필터블록(52)은 상기 고정프레임(51)에 탈부착이 될 수 있는 판상 구조를 갖고 미세한 먼지와 같은 오염물을 포집한다.
또한, 상기 필터부(50)는 상대적으로 부피가 큰 오염물을 걸러내기 위한 그물망(53)을 더 포함할 수 있다.
상기 그물망(53)은 상기 고정프레임(51)의 앞쪽에 벽면형태로 설치되고 상기 메쉬타입필터블록(52)보다 상대적으로 큰 메쉬로 형성되어 상기 흡진부(30)에서 흡입한 공기에 포함된 쓰레기류와 같은 상대적으로 부피가 큰 오염물을 걸러낸다.
이와 같은 그물망(52)은 철망으로 이루어지거나, 스테인레스판에 구멍을 형성한 스테인레스 타공판이 될 수 있다.
상기 전기집진부(60)는 상기 도 4에 도시한 바와 같이, 상기 차체(1)의 제1 밀폐공간(S1)에 설치되고, 상기 필터부(50)의 후단에 위치하여 상기 필터부(50)를 통해 포집되지 않은 미세한 오염물과 초미세먼지를 유도전압집진 방식으로 포집한다.
즉, 상기 전기집진부(60)는 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하여 유도전압집진 방식으로 오염물을 포집함으로써 초미세먼지의 포집이 가능하다.
한편, 본 발명에 따른 전기집진부(60)는 고유속에서도 초미세먼지의 포집이 가능하도록 도 5 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 전기집진부의 예를 보인 도면에 도시한 바와 같은 기술적 특징을 갖는다.
본 발명에 따른 전기집진부(60)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 오염된 공기가 유통되는 방향으로 복수 개의 집진벽(62-1~3)을 제1 밀폐공간(S1) 내에 병렬로 설치하여 오염된 공기가 상기 집진벽(62-1~3)을 수차례에 걸쳐 통과하도록 한다.
상기 도 5에 도시된 전기집진부(60)는 3단으로 집진벽(62)을 형성한 것이다.
이와 같은 집진벽(62)은 상기 도 5에 도시한 바와 같이 직육면체 구조의 집진셀(600)을 수직과 수평으로 적층시켜 형성된다.
한편, 상기 집진셀(600)은 도 6 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 집진셀을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 집진셀함체(610)와 대전부(620)와 집진부(630)로 이루어진다.
상기 집진셀함체(610)는 알루미늄 소재 또는 스테인레스 금속 소재로 이루어지는 것으로 직육면체 구조로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 전면, 후면, 상면 및 하면은 개방되고 양쪽 측면은 폐쇄되어 내부에 설치공간을 제공하고 상기 전면에는 상기 설치공간의 중심부위로 오염된 공기를 안내하는 가이드(611)를 갖는다.
상기 가이드(611)는 유통되는 공기가 집진부(630) 측으로 몰릴 수 있도록 상기 도 6에 도시한 바와 같이 전면의 위쪽과 아래쪽에 내측방향으로 경사진 판 형태로 이루어진다.
상기 대전부(620)는 상기 집진셀 함체(610)의 전면에 설치되고 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 포집대상을 하전시키기 위한 소정의 길이를 갖는 톱의 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성된 이오나이저를 다수개 병렬로 배열하여 이루어진다.
이와 같은 대전부(620)의 이오나이저는 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 양쪽 면에 코로나방전을 일으키는 다수의 측면 돌기를 길이방향으로 형성한 멀티크로스핀 이오나이저인 것이 바람직하다.
상기 멀티크로스핀 이오나이저는 코로나 방전을 일으키는 하전 영역을 확대시킴으로써 보다 상대적으로 넓은 하전 영역을 형성하고, 이를 통해 상대적으로 많은 포집대상을 하전시킬 수 있다.
상기 집진부(630)는 상기 대전부(620)의 뒤쪽 집진셀 함체(610)의 설치공간에 위치하며, 접지된 평행한 금속판이 연속으로 설치되어 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극(631)과 상기 집진전극(631)의 금속판 사이에 고전압 인가수단에 연결되는 전압판(632)으로 이루어진다.
즉, 집진부(630)는 다수의 집진전극(631)과 전압판(632)이 오염된 공기가 흐를 수 있도록 소정의 등간격으로 번갈아 적층되어 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)는 도 7 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 세척부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같은 세척부(70)를 포함한다.
상기 세척부(70)는 상기 전기집진부(60)에 설치되고 고압의 세척수를 상기 전지집진부(60)에 분사하여 포집된 오염물을 제거하는 역할을 한다.
따라서, 본 발명에 따른 세척부(70)는 전기집진부(60)에 포집된 초미세먼지 등을 씻어낼 수 있도록 고압의 세척수를 분사할 수 있는 구조로 고압의 세척수를 분사하기 위한 구성과 폐수를 모아서 배출하고 이를 저장할 수 있는 구성들을 갖는다.
예를 들어, 각 집진벽(62) 마다 설치되는 세척수 분사부(710)와 상기 세척수 분사부(710)를 상하로 이동시키는 이동부(720)와 상기 세척수 분사부(710)로 세척수를 공급하는 고압펌프(730)와 세척수를 저장하는 세척수탱크(740)와 호퍼부(750)와 폐수탱크(760)로 이루어진 배수부(770)를 포함하여 이루어진다.
상기 세척수 분사부(710)는 상기 도 7에 도시한 바와 같이, 집진벽(62)의 폭과 유사한 길이의 수평기둥 형상으로 집진셀(600)을 향하여 다수의 분사 노즐이 소정의 간격으로 배치되어 상기 고압펌프(730)로부터 고압의 세척수를 공급받아 분사한다.
즉, 집진셀(600)에 포집된 초미세먼지 등은 세척수 분사부(710)에서 토출되는 고압의 세척수는 집진전극(631)에 포집된 초미세먼지 등을 씻어낸다.
상기 이동부(720)는 상기 세척수 분사부(710)를 상기 집진벽(62)의 수직 길이만큼 상하로 이동시키기는 역할을 한다.
상기 세척수탱크(740)는 세척수를 저장하여 상기 고압펌프(730)에 세척수를 공급한다.
상기 배수부(770)는 상기 다수의 집진벽(62)이 설치된 전기집진부(60)의 하부 전체에 설치되어 집진벽(62)의 세척 후 발생된 폐수를 유입받는 호퍼부(750)와 상기 호퍼부(750)와 배관을 통해 연결되어 상기 폐수를 저장하는 폐수탱크(760)를 포함하여 이루어진다.
또한, 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)는 상기 도 2에 도시한 바와 같이 상기 압축공기공급부(30), 전기집진부(60), 보조 전기집진부(162), 세척부(70) 및 액셀팬(163)의 동작을 제어하는 작동제어부(90)를 포함한다.
상기 작동제어부(90)는 제어프로그램이 설치되고 다수의 스위치로 구성되어 상기 도 2에 도시한 바와 같이, 차체(10)의 외부로 노출되도록 하여 외부에서 작업자가 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)의 전체적인 작동과 개별적인 작동을 제어할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 도 2에 도시한 바와 같이, 전원공급터미털(95)을 포함한다.
상기 전원공급터미널(95)은 외부전원을 입력받아 내부 장치들에게 필요한 전압으로 전원을 공급하는 수단으로 파워팩(power pack)을 포함하여 외부에서 입력되는 교류 혹은 직류전극으로부터의 전력을 상기 압축공기공급부(30)와 상기 전기집진부(60)와 상기 세척부(70)와 상기 보조 전기집진부(162)와 액셀팬(163)의 동작에 적합한 전압의 교류 혹은 직류의 전력으로 변환하여 공급하는 역할을 한다.
끝으로, 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차(1)는 도 10 본 발명 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차의 흡입력 제공부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 제1 밀폐공간(S1)의 유출구(12)와 연결되어 상기 제1 밀폐공간(S1)에 음압이 걸려 흡입력이 발생하도록 하기 위한 수단으로 상기 흡입력 제공부(80)는 차량부(3)의 후방에 연결되는 추가 대차(15-1)에 설치되고 병렬로 다수 개가 결합판 액셀팬(83)으로 이루어진다.
즉, 상기 흡입력제공부(80)는 차체(10)의 제1 밀폐공간(S1)과 상기 유출공(12)을 통해 연결되어 흡입력을 제공하며, 상기 제1 밀폐공간(S1) 내에서 정화된 공기를 제1 밀폐공간(S1) 밖으로 배출하는 역할을 한다.
이와 같은 흡입력제공부(80)는 상기 도 10에 도시한 바와 같이 상기 대차(15)의 후방에 연결된 추가 대차(15-1)에 설치되고 상기 유출공(12)과 유연한 연결배관(82)으로 연결될 수 있다.
한편, 상기 흡입력제공부(80)에 포함되는 액셀팬(83)은 상기 도 10에 도시한 바와 같이 병렬로 다수 개를 결합하여 형성함으로써 전체 흡입력을 높이는 것이 바람직하다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명 의 기술적 사상은 이에 한정되지 아니하고 청구항에 기재된 범위 내에서 변형이나 변경 실시가 가능함은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백한 것이며, 그러한 변형이나 변경은 첨부된 특허청구범위에 속한다 할 것이다.
1 : 본 발명에 따른 공기 정화 무동력 열차
2 : 선로
3 : 차량부
10 : 차체
11 : 흡입공
12 : 배출공
S1 : 제1 밀폐공간
S2 : 제2 밀폐공간
15 : 대차
15-1 : 추가 대차
16 : 덕트부
20 : 공기분사부
21 : 공급관
22 : 분사노즐
30 : 압축공기공급부
40 : 흡진부
43 : 가압팬
50 : 필터부
51 : 고정프레임
52 : 메쉬타입필터블록
53 : 그물망
60 : 전기집진부
62 : 집진벽
70 : 세척부
80 : 흡입력제공부
82 : 연결배관
83 : 액셀팬
90 : 작동제어부
95 : 전원공급터미널
161 : 댐퍼
162 : 보조 전기집진부
163 : 액셀팬
600 : 집진셀
610 : 집진셀 함체
611 : 가이드
620 : 대전부
630 : 집진부
631 : 집진전극
632 : 전압판
710 : 세척수 분사부
720 : 이동부
730 : 고압펌프
740 : 세척수탱크
750 : 호퍼부
760 : 폐수탱크
770 : 배수부

Claims (8)

  1. 외관과 내부공간을 형성하고, 상기 내부공간은 공기가 유입되는 방향으로 전단에 위치하는 유입구와 후단에 위치하고 차체 밖으로 노출되는 유출구가 형성된 제1 밀폐공간과 상기 제1 밀폐공간의 후방에 위치하는 제2 밀폐공간을 갖는 차체와 상기 차체의 하부에 구비되는 대차로 이루어지는 차량부;
    상기 차체의 앞쪽 하부에 설치되어 선로를 향해 고압의 압축공기를 분사하는 공기분사부;
    상기 차체의 내부공간에 설치되어 상기 공기분사부에 압축공기를 제공하는 압축공기공급부;
    상기 공기분사부의 후방에 설치되는 흡입구와 상기 흡입구와 상기 제1 밀폐공간의 유입구와 연결되는 흡입유로를 포함하여 상기 공기분사부에 의해 부양된 오염물을 흡입하여 상기 제1 밀폐공간으로 이송하는 흡진부;
    상기 제1 밀폐공간에 설치되고 상기 흡진부에서 흡입되는 공기에 포함된 오염물을 1차로 걸러내는 필터부;
    상기 제1 밀폐공간에 설치되고 상기 필터부의 후단에 위치하여 상기 필터부를 통과한 미세한 오염물과 초미세먼지를 유도전압 집진방식으로 포집하며, 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하는 전기집진부;
    상기 전기집진부에 설치되고 고압의 세척수를 상기 전기집진부에 분사하여 포집된 오염물을 제거하는 세척부;
    상기 차체의 양쪽 측면에 차체의 길이 방향으로 외측은 다수의 댐퍼를 결합하고 내측은 상기 제2 밀폐공간과 연결되어 공기가 유통되는 유로를 형성한 덕트부;
    상기 제2 밀폐공간에 설치되고, 상기 차체의 양 측면에 형성된 덕트부 각각에 연결되어 상기 덕트부를 통해 유입된 공기에 포함된 미세한 오염물과 초미세먼지를 유도전압 집진방식으로 포집하며, 포집대상을 하전시키는 대전부와 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극을 포함하는 보조 전기집진부;
    상기 제2 밀폐공간과 외기 사이에 설치되어 제2 밀폐공간의 공기를 외기로 배출하여 상기 덕트부에 흡입력을 제공하는 액셀팬;
    상기 압축공기공급부, 전기집진부, 보조 전기집진부, 세척부 및 액셀팬의 동작을 제어하는 작동제어부; 및
    외부로부터 전원을 공급받는 전원공급터미널;을 포함하는 것을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  2. 제1항에 있어서, 상기 흡진부는
    상기 흡입유로와 상기 제1 밀폐공간의 유입구 사이의 부가되어 흡입력을 보강하며 상기 작동제어부에 의해 구동이 제어되는 가압팬;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  3. 제1항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 제1 밀폐공간의 바닥면에서 천정까지 병풍구조를 갖는 고정프레임;과 상기 고정프레임에 설치되는 다수의 메쉬타입필터블록;을 포함하는 것을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  4. 제3항에 있어서, 상기 필터부는
    상기 고정프레임의 앞쪽에 벽면형태로 설치되고 상기 메쉬타입필터블록보다 상대적으로 큰 메쉬로 형성되어 상기 흡진부에서 흡입한 공기에 포함된 쓰레기류를 걸러내는 그물망;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  5. 제1항에 있어서, 상기 전기집진부는
    직육면체 구조로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 전면, 후면, 상면 및 하면은 개방되고 양쪽 측면은 폐쇄되어 내부에 설치공간을 제공하고 상기 전면에는 상기 설치공간의 중심부위로 오염된 공기를 안내하는 가이드를 갖는 집진셀 함체와 상기 집진셀 함체의 전면에 설치되고 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 포집대상을 하전시키기 위한 소정의 길이를 갖는 톱의 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성된 이오나이저를 다수개 병렬로 배열하여 이루어진 대전부와 상기 대전부의 뒤쪽 집진셀 함체의 설치공간에 위치하며 접지된 평행한 금속판이 연속으로 설치되어 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극과 상기 집진전극의 금속판 사이에 고전압 인가수단에 연결되는 전압판으로 이루어진 집진부;를 포함하는 집진셀을 수직과 수평으로 적층시켜 집진벽을 형성하고,
    상기 집진벽은 오염된 공기가 유통되는 방향으로 복수 개가 설치되는 것;을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 제1 밀폐공간의 유출구와 연결되어 상기 제1 밀폐공간에 흡입력을 제공하는 흡입력 제공부;를 포함하고,
    상기 흡입력 제공부는
    상기 차량부의 후방에 연결되는 추가 대차에 설치되는 다수의 액셀팬;으로 이루어지는 것;을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  7. 제5에 있어서, 상기 세척부는
    상기 집진벽의 폭과 유사한 길이의 수평기둥 형상으로 집진셀을 향하여 다수의 분사 노즐이 소정의 간격으로 배치되어 고압펌프로부터 고압의 세척수를 공급받아 분사하는 세척수 분사부;
    상기 세척수 분사부를 상기 집진벽의 수직 길이만큼 상하로 이동시키기는 이동부;
    상기 세척수 분사부에 고압으로 세척수를 공급하는 고압펌프;
    상기 고압펌프에 세척수를 공급하는 세척수탱크; 및
    상기 집진벽이 설치된 하부 전체에 설치되어 집진벽의 세척 후 발생된 폐수를 유입받는 호퍼부와 상기 호퍼부와 배관을 통해 연결되어 상기 폐수를 저장하는 폐수탱크를 포함하는 배수부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
  8. 제1항에 있어서, 상기 덕트부의 댐퍼는
    상기 차량부의 이동 방향에 따라 차량부의 이동 방향으로 열리는 것;을 특징으로 하는 후방으로 누설되는 미세먼지를 제거하는 공기 정화 무동력 열차.
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