KR101955640B1 - 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치 - Google Patents

집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치에 관한 것이고, 구체적으로 지하 터널에 설치되는 전기 집진 장치의 내부로 유입되는 공기의 압력을 조절하여 집진이 효율적으로 이루어지도록 하는 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치에 관한 것이다. 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치는 집진 장치용 압력 조절 모듈에 있어서, 유입 도관(IN)으로 공기가 유입되는 조절 하우징(111); 조절 하우징(111)의 앞쪽에 설치되어 공기를 확산시키는 확산 유닛(112); 조절 하우징(111)의 내부 공기를 다수 개의 경로로 분산시키는 분산 유닛(113, 114); 분산 유닛(113, 114)을 통과한 공기를 정해진 경로로 유도하는 유도 유닛(115); 및 유도 유닛(115)으로부터 유도된 공기의 온도를 조절하는 공급 온도 조절 유닛(12)을 포함한다.

Description

집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치{A Pressure Controlling Module for a Dust Collecting Apparatus and an Apparatus for a Underground Tunnel with the Same}
본 발명은 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치에 관한 것이고, 구체적으로 지하 터널에 설치되는 전기 집진 장치의 내부로 유입되는 공기의 압력을 조절하여 집진이 효율적으로 이루어지도록 하는 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치에 관한 것이다.
차도 또는 이와 유사한 설비에 설치되는 터널 또는 이와 유사한 공간은 외부 환경과 공기 순환이 이루어지도록 하는 공조 설비를 포함할 수 있다. 터널과 같은 공간의 내부 공기는 많은 양의 이물질을 포함할 수 있고, 직접 외부로 배출되면 외부 환경을 오염시킬 수 있으므로 필터 설비에 의하여 여과가 된 후 배출이 될 필요가 있다.
특허등록번호 제10-0686643호는 터널의 내부에서 발생되는 먼지 및 매연 등을 신속하게 제거할 수 있도록 터널의 내부에 길이 방향으로 설치되는 도로용 터널의 집진장치 시설에 관하여 개시한다. 또한 특허등록번호 제10-1346219호는 바이패스 터널에 설치하여 터널 내 오염 물질을 집진하거나 세정하는 바이패스 터널용 집진 장치에 관하여 개시한다.
선행기술에서 개시된 집진 장치는 도관을 통하여 신속하게 공기를 유동시키거나, 메시 필터에 의하여 터널 내부에서 발생되는 공기에 포함된 이물질을 여과한다. 그러나 이러한 방식은 외부 환경의 오염을 방지하기 어렵고, 필터 설비의 유지에 많은 비용이 소요되면서 설치 공간에 따라 이물질의 제거가 어렵다는 단점을 가진다. 지하 터널에 설치되는 집진 장치에서 집진이 효율적으로 이루어지기 위하여 집진 장치의 내부로 유입되는 공기의 압력이 적절하게 조절될 필요가 있고, 이와 동시에 배출되는 공기의 압력이 적절하게 조절될 필요가 있다. 그러나 상기 선행기술은 이와 같은 압력 조절 구조에 대하여 개시하지 않는다.
본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.
선행기술 1: 특허등록번호 제10-0686643호(주식회사 혜인이엔씨, 2007년02월26일 공고) 도로용 터널의 집진장치 시설 선행기술 2: 특허등록번호 제10-1346219호((주)혜안글로벌, 2014년01월03일 공고) 바이패스 터널용 집진 장치
본 발명은 지하 터널에 설치되는 집진 장치의 내부로 유입되는 공기의 압력을 조절하는 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치에 관한 것이다.
본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 집진 장치용 압력 조절 모듈 및 이를 가진 지하 터널용 집진 장치는 유입 도관으로 공기가 유입되는 조절 하우징; 조절 하우징의 앞쪽에 설치되어 공기를 확산시키는 확산 유닛; 조절 하우징의 내부 공기를 다수 개의 경로로 분산시키는 분산 유닛; 분산 유닛을 통과한 공기를 정해진 경로로 유도하는 유도 유닛; 및 유도 유닛으로부터 유도된 공기의 온도를 조절하는 공급 온도 조절 유닛을 포함한다.
본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 분산 유닛은 조절 하우징의 천정 면으로부터 바닥 면으로 연장되는 고정 축 및 고정 축의 연장 방향을 따라 배치된 다수 개의 유도 날개로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 유도 날개는 곡선 형상으로 연장되면서 공기 유동 통로를 형성하는 한 쌍의 기류 조절 판; 및 기류 조절 판의 경로에 형성된 조절 돌기로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 조절 하우징의 아래쪽에 형성된 수집 박스를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 수집 박스에 형성된 우회 경로를 더 포함하고, 우회 경로는 조절 하우징의 내부 압력에 따라 개폐된다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 공급 온도 조절 유닛은 분할 플레이트를 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 외부로부터 유입되는 공기의 이동 경로를 조절하는 다수 개의 유도 날개가 배치된 압력 조절 모듈; 압력 조절 모듈로부터 공급되는 공기의 온도를 조절하는 공급 온도 조절 유닛; 공급 온도 조절 유닛으로 공급되는 공기로부터 오염 물질을 제거하는 적어도 전기 집진 필터가 배치된 집진 모듈; 및 집진 모듈에서 오염 물질이 제거된 공기를 배출시키는 배출 유닛을 포함하고, 상기 전기 집진 필터는 유동 경로를 형성하는 양극 유닛과 유동 경로에 선형으로 연장되도록 배치된 음극 유닛으로 이루어진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 집진 모듈로부터 배출되는 공기의 온도를 조절하는 배출 온도 조절 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 다수 개의 유도 날개가 고정되는 고정 축을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 고정 축은 길이 방향을 따라 형성된 내부 경로를 가진다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 전기 집진 장치의 앞쪽에 배치된 균일 유닛을 더 포함한다.
본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 지하 터널의 외부와 내부의 환경을 탐지하는 외부 환경 탐지 유닛과 내부 환경 탐지 유닛을 더 포함한다.
본 발명에 따른 압력 조절 모듈은 전기 집진 장치의 내부로 유입되는 공기의 압력이 집진 성능에 따라 조절되도록 하는 것에 의하여 전기 집진 필터에 의하여 집진이 효율적으로 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 압력 조절 모듈은 지하 터널에 설치되는 전기 집진 장치로 유입되는 공기의 압력이 주변 환경에 따라 조절되도록 하는 것에 의하여 집진 효율이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 전기 집진 장치는 다양한 구조를 가진 지하 터널에 설치되어 공기 정화의 효율이 향상되도록 한다.
도 1은 본 발명에 따른 집진 장치용 압력 조절 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 압력 조절 모듈이 적용되는 집진 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 집진 장치에 적용되는 전기 집진 필터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4는 본 발명에 따른 집진 장치에 압력 조절 모듈이 적용된 실시 예를 도시한 것이다.
도 5는 본 발명에 따른 집진 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.
도 1은 본 발명에 따른 집진 장치용 압력 조절 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 1을 참조하면, 집진 장치용 압력 조절 모듈은 유입 도관(IN)으로 공기가 유입되는 조절 하우징(111); 조절 하우징(111)의 앞쪽에 설치되어 공기를 확산시키는 확산 유닛(112); 조절 하우징(111)의 내부 공기를 다수 개의 경로로 분산시키는 분산 유닛(113); 분산 유닛(113, 114_1 내지 114_K)을 통과한 공기를 정해진 경로로 유도하는 유도 유닛(115); 및 유도 유닛(115)으로부터 유도된 공기의 온도를 조절하는 공급 온도 조절 유닛(12)을 포함한다.
집진 장치는 지하차도 또는 터널과 같이 외부 환경과 자연적인 공기 순환이 어려운 영역에 설치될 수 있고, 집진 장치는 공기 순환 장치 또는 공조 설비의 일부를 형성할 수 있다. 예를 들어 집진 장치는 공기 순환 장치 또는 공조 설비에서 공기가 외부로 배출되는 유동 경로에 설치되어 배출되는 공기로부터 오염 물질이 제거되도록 할 수 있다. 집진 장치는 강제 순환 방식이 적용되는 다양한 공간에 설치될 수 있고, 공기 순환을 위한 다양한 구조를 가지는 설비에 결합될 수 있다. 지하 터널의 내부에서 외부로 배출되거나, 외부로부터 내부로 유입되는 공기는 일정한 경로를 따라 순환이 될 수 있고, 집진 장치는 순환 경로의 일부를 형성할 수 있다. 전체 순환 경로에서 배출되거나, 유입되는 공기의 양은 적절하게 조절될 수 있다. 그리고 유입 또는 배출되는 공기의 양에 따라 순환 경로의 압력이 조절될 수 있고, 순환 경로의 일부를 형성하므로 내부 압력이 적절하게 조절될 필요가 있고, 압력 조절 모듈은 집진 장치의 압력을 조절하는 기능을 가질 수 있다.
조절 하우징(111)은 전체적으로 박스 구조 또는 원통 형상이 될 수 있고, 지하 터널과 같이 공기 순환이 요구되는 영역의 공기가 유입되는 유입 도관(IN)과 연결될 수 있다. 유입 도관(IN)에 팬과 모터와 같은 강제 순환 장치가 설치되어 공기가 강제적으로 조절 하우징(111)으로 유입되도록 할 수 있다. 유입 도관(IN)은 공기 유입이 가능한 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 유입 도관(IN)으로부터 조절 하우징(111)으로 유입되는 공기는 확산 유닛(112)에 의하여 조절 하우징(111)의 내부에 확산될 수 있다. 조절 하우징(111)의 내부에 필요에 따라 순환 팬이 설치될 수 있고, 이에 따라 조절 하우징(111)의 공기 유동 속력이 적절하게 조절될 수 있다. 확산 유닛(112)의 한쪽은 유입 도관(IN)에 연결될 수 있고, 유입 도관(IN)의 다른 끝은 조절 하우징(111)의 바닥 면과 천정 면에 연결될 수 있다. 이와 같은 구조에 의하여 확산 유닛(112)은 공기가 조절 하우징(111) 전체에 균일하게 분포되어 이동되도록 한다. 이후 조절 하우징(111) 내부의 공기는 분산 유닛(113, 114)으로 유도될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 분산 유닛(113, 114)은 조절 하우징(111)의 천정 면으로부터 바닥 면으로 연장되는 고정 축(113) 및 고정 축(113)을 연장 방향을 따라 배치된 다수 개의 유도 날개(114)로 이루어질 수 있다.
고정 축(113)은 조절 하우징(111)의 중간 부분에 설치될 수 있고, 원통 형상의 선형 부재 구조가 될 수 있다. 구체적으로 고정 축(113)은 속이 빈 봉 형상이 될 수 있고, 예를 들어 오염 물질이 내부를 통하여 아래쪽으로 떨어질 수 있는 구조로 만들어질 수 있다. 구체적으로 고정 축(113)의 한쪽 끝은 조절 하우징(111)의 천정 면에, 다른 끝은 조절 하우징(111)의 바닥 면에 연결될 수 있다. 그리고 고정 축(113)의 연장 방향을 따라 다수 개의 유도 날개(114_1 내지 114_K)가 배치될 수 있고, 유도 날개(114_1 내지 114_K)는 조절 하우징(111)의 내부에서 공기 경로를 형성할 수 있다. 유도 날개(114_1 내지 114_K)는 다수 개가 균일 간격으로 고정 축(113)을 따라 배치될 수 있고, 공기의 이동 속력을 감소시키는 기능을 가질 수 있다. 추가로 상대적으로 큰 직경을 가지는 오염 물질이 고정 축(113)에 붙잡히도록 하는 기능을 가질 수 있다. 필요에 따라 고정 축(113)은 온도 조절이 가능한 구조로 만들어질 수 있고, 그에 의하여 공기 중에 포함된 수분의 일부가 제거되도록 하는 기능을 할 수 있다.
도 1의 아래쪽 부분을 참조하면, 유도 날개(114)는 곡선 형상으로 연장되면서 공기 유동 통로를 형성하는 한 쌍의 기류 조절 판(114a, 114b); 및 기류 조절 판(114a, 114b)의 경로에 형성된 조절 돌기(114c)로 이루어진다.
조절 하우징(111)의 내부에서 오염 물질을 포함하는 공기는 한 쌍의 기류 조절 판(114a, 114b)의 사이로 유도되어 이동될 수 있고, 한 쌍의 기류 조절 판(114a, 114b)은 서로 평행하게 연장되면서 곡선 경로를 형성할 수 있다. 그리고 한 쌍의 기류 조절 판(114a, 114b) 사이를 흐르는 공기는 곡선 기체 흐름(AF)을 형성할 수 있다. 이와 같은 곡선 기체 흐름(AF)에 의하여 기체의 압력이 적절하게 조절될 수 있고, 설계 구조에 따라 한 쌍의 기류 조절 판(114a, 114b)의 내부 면에 조절 돌기(114c)가 형성될 수 있다. 조절 돌기(114c)는 기류 조절 판(114a, 114b)의 내부 면에 연장 방향에 대하여 경사진 형태로 짧은 길이로 연장될 수 있다. 또한 설계 구조에 따라 한 쌍의 조절 돌기(114c)가 서로 마주보도록 연장될 수 있고, 그에 의하여 한 쌍의 조절 돌기(114c)와 기류 조절 판(114a, 114b)의 바닥 면과 함께 집진 홀이 형성될 수 있다. 예를 들어 한 쌍의 조절 돌기(114c)는 고정 축을 중심으로 형성될 수 있고, 한 쌍의 조절 돌기(114c)가 형성된 부분에서 기류 조절 판(114a, 114b)은 아래쪽으로 오목한 형상이 될 수 있다. 또한 고정 축(113)은 속이 빈 실린더 형상 또는 이와 유사한 형상이 될 수 있고, 길이 방향으로 내부 경로가 형성된 구조를 가질 수 있다. 그리고 조절 돌기(114c)에 의하여 집진된 큰 직경을 가진 오염 물질이 내부 경로를 통하여 수집 박스(116)에 수집될 수 있다.
고정 축(113)을 따라 유도 날개(114)는 서로 마주보도록 대칭이 되는 구조로 배치될 수 있고, 예를 들어 도 1에 도시된 것처럼 고정 축(113)의 길이 방향의 중심을 기준으로 서로 마주보도록 대칭이 되는 구조로 배치될 수 있다. 또한 한 쌍의 조절 돌기(114c)와 조절 하우징(111)의 바닥 면에 수집된 오염 물질은 수집 박스(116)에 수집될 수 있다. 그리고 수집 박스(116)에 집적된 오염 물질은 배출 도관(119)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
본 발명의 하나의 실시 예에 따르면, 압력 조절 모듈(11)은 수집 박스(116)에 형성된 우회 경로(117)를 더 포함하고, 우회 경로(117)는 조절 하우징(111)의 내부 압력에 따라 개폐될 수 있다. 우회 경로(117)는 조절 하우징(111)의 내부 압력을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 조절 하우징(111)의 내부 압력은 미리 결정될 수 있고, 유입되는 공기의 양이 증가하거나, 감소하는 경우 우회 경로(117)에 설치된 압력 조절 밸브(118)의 개폐를 조절하는 것에 의하여 조절 하우징(111)의 내부 압력이 조절될 수 있다. 예를 들어 압력 조절 밸브(118)는 비례 제어 밸브가 될 수 있고, 조절 하우징(111)의 내부 압력에 따라 압력 조절 밸브(118)의 개폐 수준 또는 개폐 시간이 조절될 수 있다. 우회 경로(117)는 독립적으로 설치된 압력 조절 공간 또는 유입 도관(IN)과 연결될 수 있다.
조절 하우징(111)의 출구 부분에 유도 유닛(115)이 형성될 수 있고, 유도 유닛(115)은 공급 온도 조절 유닛(12)과 조절 하우징(111)의 연결 구조에 따라 다양한 방법으로 형성될 수 있다. 예를 공급 온도 조절 유닛(12)의 입구가 조절 하우징(111)의 출구에 비하여 작다면 유도 유닛(115)은 수렴 구조로 만들어질 수 있다. 유도 유닛(115)에 의하여 공급 온도 조절 유닛(12)으로 이송된 공기는 공급 온도 조절 유닛(12)에 설치된 냉각 또는 히터에 의하여 적절한 온도로 조절될 수 있다.
공급 온도 조절 유닛(12)은 분할 플레이트(121)에 의하여 다수 개의 영역으로 분할될 수 있고, 예를 들어 전기 집진 필터(10a, 10b)가 배치된 구조에 따라 분할될 수 있다. 예를 들어 집진 장치(13)의 내부에서 전기 집진 필터(10a, 10b)가 두 개의 층으로 배치되는 경우 공급 온도 조절 유닛(12)은 분할 플레이트(121)에 의하여 상하 두 개의 영역으로 분할될 수 있다. 그리고 각각의 영역은 각각의 층에 배치된 전기 집진 필터(10a, 10b)와 연결될 수 있다. 공급 온도 조절 유닛(12)은 집진 장치(13)의 내부로 유입되는 공기의 온도를 조절하면서 이에 의하여 압력을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 추가로 공급 온도 조절 유닛(12)은 전기 집진 필터(10a, 10b)를 냉각시키는 기능을 가질 수 있다.
집진 장치에 배치된 전기 집진 필터(10a, 10b)에 의하여 공기 중에 포함된 오염 물질의 집진이 이루어질 수 있다. 집진 장치의 내부에 다수 개의 전기 집진 필터(10a, 10b)가 배치될 수 있고, 각각의 전기 집진 필터(10a, 10b)는 유동 경로를 형성하는 양극 유닛과 유동 경로에 선형으로 연장되도록 배치된 음극 유닛으로 이루어질 수 있다. 그리고 양극 유닛과 음극 유닛에 고전압이 인가되면서 방전이 되고, 이에 따라 오염 물질이 양극 또는 음극 유닛에 집진이 될 수 있다. 집진 장치(13)는 밀폐 구조의 필터 하우징(131)을 포함할 수 있고, 필터 하우징(131)은 다수 개의 층으로 이루어질 수 있다. 그리고 각각의 층에 서로 인접하여 다수 개의 전기 집진 필터(10a, 10b)가 배치될 수 있다.
각각의 전기 집진 필터(10a, 10b)를 통과하면서 오염 물질이 제거된 공기는 배출 온도 조절 유닛(14)을 경유하여 배출 유닛(15)을 통하여 외부로 배출될 수 있다. 배출 온도 조절 유닛(14)은 외부 환경에 따라 배출되는 공기의 온도를 적절한 수준으로 조절할 수 있고, 배출 유닛(15)은 공기의 유동이 가능한 적절한 도관을 포함할 수 있다.
압력 배출 모듈(11)은 집진 장치와 연결되어 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유입되는 공기의 온도를 조절하는 기능을 가질 수 있고, 아래에서 압력 배출 모듈(11)이 연결되는 집진 장치에 대하여 설명된다.
도 2는 본 발명에 따른 압력 조절 모듈이 적용되는 집진 장치의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2를 참조하면, 집진 장치(13)는 다수 개의 전기 집진 필터가 수용되는 필터 하우징(131); 필터 하우징(131)의 측면에 배치되는 조절 케이싱(135); 및 필터 하우징(131)의 측면에 배치되는 전기 집진 필터를 포함한다.
집진 장치(13)는 수용 공간이 형성된 박스 형상이 될 수 있고, 필터 하우징(131); 및 필터 하우징(131)의 한쪽 벽면에 형성되는 유입 연결 유닛(133)을 포함할 수 있다. 유입 연결 유닛(133)에 위에서 설명된 온도 조절 유닛이 연결될 수 있다. 유입 연결 유닛(133)은 필터 하우징(131)의 둘레 부분을 따라 돌출되도록 형성될 수 있고, 이에 의하여 온도 조절 유닛이 유입 연결 유닛(133)에 연결될 수 있다. 그리고 유입 연결 유닛(133)이 형성되는 필터 하우징(131)의 벽면에 균일 유닛(132)이 배치될 수 있다. 균일 유닛(132)은 표면에 다수 개의 조절 홀이 균일하게 배치된 기판 구조로 만들어질 수 있다. 그리고 균일 유닛(132)은 분리 부재(132a)에 의하여 다수 개의 분할 영역으로 나누어질 수 있다. 예를 들어 분리 부재(132a)는 사각 형상의 균일 유닛(132)을 상하로 6개의 동일 크기의 영역으로 나눌 수 있다. 그리고 각각의 영역은 내부에 수용된 전기 집진 필터와 연결될 수 있다. 그리고 각각의 분할 영역으로 유입된 공기가 각각의 전기 집진 필터로 유도될 수 있다.
전기 집진 필터로 유입되는 공기의 양 또는 공기에 포함된 오염 물질의 양에 따라 전기 집진 필터에 인가되는 전압이 조절될 수 있고, 예를 들어 고압 트랜스포머에 의하여 인가되는 전압이 조절될 수 있다. 고압 트랜스포머와 같은 인가되는 전압의 조절을 위한 전압 조절 유닛은 조절 케이싱(135)의 내부에 배치될 수 있다. 조절 케이싱(135)은 필터 하우징(131)의 측면에 연결될 수 있고, 예를 들어 균일 유닛(132)은 필터 하우징(131)의 전면을 형성하고, 조절 케이싱(135)은 필터 하우징(131)의 측면에 결합될 수 있다.
조절 케이싱(135)의 내부에 형성된 수용 공간에 제어 기판, 고전압 트랜스포머, 탐지 모듈 또는 이와 유사한 작동을 위한 유닛이 수용될 수 있다. 조절 케이싱(135)의 측면 벽(135a)에 다수 개의 순환 슬릿(135b)이 형성되어 조절 케이싱(135)의 내부에서 발생되는 열이 발산되도록 할 수 있다. 또한 조절 케이싱(135)의 앞쪽에 개폐 도어(136)가 설치될 수 있고, 개폐 도어(136)에 작동과 관련된 다양한 스위치가 배치될 수 있다.
필터 하우징(131)의 내부에 수용되는 전기 집진 필터의 개수는 전체 순환 설비의 규모에 따라 적절하게 선택될 수 있고, 위에서 설명된 것처럼 다수 개의 전기 집진 필터는 서로 인접하여 전기적으로 연결되어 배치될 수 있다.
도 3은 본 발명에 따른 집진 장치에 적용되는 전기 집진 필터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3을 참조하면, 전기 집진 필터(10a)는 다수 개의 실린더 형상의 양극 유닛(311)으로 이루어진 양극 모듈(31); 다수 개의 셀의 내부에 배치되는 음극 유닛(322)을 포함하는 음극 모듈(32); 및 양극 모듈(31)과 음극 모듈(32)을 전기적으로 절연시키는 적어도 하나의 절연 모듈(33a, 33b, 33c, 33d)을 포함한다.
다수 개의 양극 유닛(311)의 각각은 속이 빈 실린더 형상이 될 수 있고, 서로 접하면서 밀집되어 배치될 수 있다. 각각의 양극 유닛(311)의 양쪽 끝은 서로 마주보도록 배치되는 한 쌍의 고정 플레이트(331a, 331b)에 의하여 고정될 수 있다. 속이 빈 실린더 형상의 양극 유닛(311)은 양쪽 끝이 개방된 구조가 될 수 있고, 벌집 형상으로 밀집 구조로 배열되어 집진 셀의 기능을 가질 수 있다.
선형의 음극 유닛(322)은 니들 또는 침 형상으로 만들어질 수 있고, 각각의 양극 유닛(311)의 길이 방향으로 중심을 따라 연장되도록 배치될 수 있다. 음극 유닛(322)은 양극 유닛(311)과 전압 차이로 인하여 방전을 유도하기 위한 것으로 음극 유닛(322)과 양극 유닛(311) 사이의 방전에 의하여 오염 물질이 하전이 되어 양극 유닛(311) 또는 음극 유닛(322)에 접착되도록 한다. 양극 유닛(311)과 음극 유닛(322) 사이의 방전을 위하여 양극 모듈(31)과 음극 모듈(32)은 전기적으로 분리되어야 하고, 절연 모듈(33a, 33b, 33c, 33d)에 의하여 전기적으로 분리될 수 있다.
양극 유닛(311)의 내부를 통하여 공기가 유동이 되고, 음극 모듈(32)은 공기 유동에 방해가 되지 않는 구조로 만들어질 수 있다. 음극 모듈(32)은 사각형상의 테두리를 형성하는 테두리 부재(321); 테두리 부재(321)에 서로 분리되어 평행하게 배치되는 다수 개의 선형 부재(321a); 및 각각의 선형 부재(321a)에 한쪽 끝이 고정되어 양극 유닛(311)의 내부로 연장되는 음극 유닛(322)으로 이루어질 수 있다. 그리고 고정 플레이트(331a)에 한쪽 끝이 고정되고, 다른 끝이 테두리 부재(321)에 고정되는 절연 모듈(33a, 33b)에 의하여 전기적으로 서로 분리될 수 있다. 절연 모듈(33a, 33b)은 예를 들어 애자(insulator)와 같은 절연 부품을 포함할 수 있고, 다양한 방법으로 양극 모듈(31)과 음극 모듈(32)을 절연시킬 수 있다.
음극 유닛(322)이 양극 유닛(311)의 내부로 연장된 상태에서 음극 유닛(322)과 양극 유닛(311)은 서로 접촉되지 않고 분리된 상태로 유지될 필요가 있다. 이를 위하여 음극 유닛(322)의 양쪽 끝이 고정되는 것이 유리하다. 음극 유닛(322)의 아래쪽 끝은 고정 부재(334)에 의하여 고정될 수 있고, 고정 부재(334)에 고정 홈(334a)이 형성되어 음극 유닛(322)의 한쪽 끝이 고정될 수 있다. 구체적으로 선형 부재(321a)는 높이 또는 두께를 가진 부재가 될 수 있고, 높이 방향을 따라 관통 홀이 형성될 수 있다. 음극 유닛(322)은 선형 부재(321a)를 관통하는 형태로 선형 부재(321a)에 고정될 수 있고, 고정 스크루(322b)와 같은 고정 수단에 의하여 고정될 수 있다. 음극 유닛(322)에 연장 방향에 대하여 수직이 되는 방향으로 방전 핵(322a)이 형성될 수 있고, 다수 개의 방전 핵(322a)이 음극 유닛(322)의 연장 방향을 따라 형성될 수 있다. 그리고 음극 유닛(322)의 아래쪽 끝이 고정 홈(334a)에 고정될 수 있고, 고정 홈(334a)에 탄성 부재(335)가 배치되어 음극 유닛(322)의 진동이 흡수되도록 할 수 있다. 음극 유닛(322)은 다양한 방법으로 양극 유닛(311)의 내부에 정해진 위치에 고정될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다. 또한 음극 유닛(322)의 절연을 위하여 고정 부재(334)와 고정 플레이트(331b) 사이에 절연 모듈(33c, 33d)이 배치될 수 있고 절연 모듈(33c, 33d)은 위에서 설명된 절연 모듈(33a, 33b)과 유사한 구조로 만들어질 수 있다.
도 4는 본 발명에 따른 집진 장치에 압력 조절 모듈이 적용된 실시 예를 도시한 것이다.
도 4를 참조하면, 다수 개의 전기 집진 필터(10a, 10b)는 내부의 공기가 외부로 배출되는 경로에 설치될 수 있고, 내부의 순환 공기는 각각의 집진 필터(10a, 10b)를 경유하여 외부로 배출될 수 있다. 다수 개의 집진 필터(10a, 10b)는 필터 하우징(131)의 내부에 서로 인접하도록 배치될 수 있고, 각각의 집진 필터(10a, 10b)는 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 예를 들어 필터 하우징(131)의 내부에 다층 구조가 형성될 수 있고, 각 층에 다수 개의 전기 집진 필터(10a, 10b)가 일렬로 서로 접하면서 배치될 수 있다. 그리고 각 층의 전기 집진 필터(10a, 10b)가 서로 전기적으로 서로 연결될 수 있다. 이에 의하여 각 층의 집진 필터(10a, 10b)는 동일 전압으로 유지될 수 있다.
각각의 전기 집진 필터(10a, 10b)는 위에서 설명된 것처럼 양쪽 면이 개방된 속이 빈 실린더 형상의 양극 유닛과 실린더 형상의 양극 유닛의 내부에 배치되는 선형의 음극 유닛으로 이루어질 수 있다. 그리고 속이 빈 실린더 형상의 양극 유닛은 공기 유동 경로를 형성할 수 있고, 각각의 음극 유닛은 선형이 되면서 양극 유닛의 길이 방향을 따라 연장되는 구조로 배치될 수 있다. 이와 같은 구조로 배치된 양극 유닛과 음극 유닛의 배치 구조에서 양극 유닛과 음극 유닛 사이에 고전압을 인가하는 것에 의하여 방전이 되면서 공기 중에 포함된 오염 물질이 하전이 될 수 있다. 양극 유닛은 공기 유동 경로의 형성이 가능한 다양한 구조로 만들어질 수 있고, 예를 들어 다각면체 또는 타원체와 같은 다양한 형상으로 만들어질 수 있다. 또한 다수 개의 전기 집진 필터(10a, 10b)의 앞쪽에 배치된 다수 개의 조절 홀을 포함하는 기판 형상의 균일 유닛(132)을 더 포함한다.
전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부에서 선형의 음극 유닛 또는 양극 유닛의 둘레 면에 집진이 이루어지므로 공기는 집진이 가능한 적절한 속도로 유도되는 것이 유리하다. 전기 집진 필터(10a, 10b)로 유입되는 공기의 유동 압력은 압력 조절 모듈(11)에 의하여 조절될 수 있다. 그리고 유동 압력이 조절된 공기는 유동 홀을 경유하여 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유입되고, 공기에 포함된 오염 물질이 대전이 되어 집진될 수 있다. 기판 형상의 균일 유닛(132)을 관통하는 형상으로 조절 홀이 형성될 수 있다. 조절 홀은 공기 유동이 가능한 적절한 구조로 만들어질 수 있고, 균일 유닛(132)에 균일한 직경을 가지면서 균일하게 배치될 수 있다. 조절 홀에 의하여 각각의 전기 집진 필터(10a, 10b)로 균일한 양의 공기가 균일한 속력으로 유입될 수 있다. 그리고 유입된 공기에 포함된 오염 물질이 양극 유닛과 음극 유닛 사이의 방전에 의하여 전기 집진 필터(10a, 10b)에 집진될 수 있다.
압력 조절 모듈(11)은 집진 장치(13)의 내부로 유입되는 공기의 압력 또는 유동 속력을 조절하는 기능을 가질 수 있다. 오염 물질을 포함하는 공기는 1 방향(A)으로 유입 도관(IN)을 통하여 집진 장치(13)의 내부로 유입될 수 있다. 유입 도관(IN)으로 공기가 빠른 속력으로 유입될 수 있고, 다양한 형태의 오염 물질을 포함할 수 있다. 이로 인하여 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유입되는 공기의 압력으로 인하여 오염 물질의 집진이 어렵게 된다. 압력 조절 모듈(11)은 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유입되는 공기의 압력을 조절하여 오염 물질의 집진이 가능하도록 한다.
위에서 설명된 것처럼, 압력 조절 모듈(11)은 유입 도관(IN)으로부터 유입되는 공기의 압력을 조절하는 다양한 수단 또는 구조를 가질 수 있고, 내부의 압력을 조절할 수 있는 수단이 배치되어 내부로 유입되어 배출되는 공기의 압력이 조절되도록 할 수 있다. 압력이 조절된 공기는 2 방향(B1, B2)으로 배출이 되면서 유동 압력이 낮아질 수 있다. 이후 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유입되어 오염 물질이 제거되어 3 방향(C1, C2)을 따라 배출될 수 있다. 그리고 배출 유닛(15)을 통하여 배출될 수 있고, 이후 공기는 적절한 연결 도관(16)을 통하여 외부로 또는 순환 경로로 유도될 수 있다. 배출 유닛(15)은 필요에 따라 화학적 오염 물질의 부착이 가능한 필터 구조로 만들어질 수 있지만 반드시 요구되는 것은 아니다. 배출 유닛(15)의 앞쪽에 배출 온도 조절 유닛이 설치될 수 있고, 배출 온도 조절 유닛 또는 배출 유닛(15)은 유입 조절 모듈(11)과 연동되어 작동될 수 있다. 구체적으로 공기가 배출되는 부분에 압력 조절 유닛이 배치되어 전기 집진 필터(10a, 10b)로 유동되는 공기의 양에 따라 배출되는 공기의 압력이 조절될 수 있다.
집진 장치(13)의 내부로 유입되는 공기의 양과 배출이 되는 공기의 양은 균형을 이룰 필요가 있고, 압력 조절 모듈(11)은 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유입되는 공기의 양을 적절하게 조절할 수 있다. 그리고 전기 집진 필터(10a, 10b)로 유입되는 공기의 압력이 탐지 유닛에 의하여 탐지될 수 있고, 탐지된 압력은 제어 모듈로 전달될 수 있다. 제어 모듈은 전송된 탐지 정보에 기초하여 배출되는 공기의 압력을 조절할 수 있다. 예를 들어 배출되는 공기의 압력은 전기 집진 필터(10a, 10b)의 내부로 유동되는 공기의 속력에 따라 증가되거나 감소될 수 있다. 이에 따라 적절하게 전기 집진 필터(10a, 10b)에서 집진이 이루어질 수 있고, 이후 오염 물질이 제거된 공기는 연결 도관(16)을 통하여 외부로 배출될 수 있다.
집진 장치(10)의 내부에서 압력 조절은 다양한 방법으로 이루어질 수 있고, 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
도 5는 본 발명에 따른 집진 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.
도 5를 참조하면, 지하 터널용 집진 장치는 지하 터널의 외부와 내부의 환경을 탐지하는 외부 환경 탐지 유닛(541)과 내부 환경 탐지 유닛(542)을 포함할 수 있다.
집진 장치의 전체 작동을 제어하는 제어 모듈(51)이 설치될 수 있고, 제어 모듈(51)은 예를 들어 조절 케이싱의 내부에 배치될 수 있다. PCB 제어 기판이 조절 케이싱의 내부에 배치될 수 있고, 입력 스위치가 조절 케이싱의 내부 또는 외부에 배치될 수 있다. 오염 탐지 유닛(53)은 집진 장치의 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염 물질의 양을 탐지하는 기능을 가질 수 있고, 예를 들어 광센서 또는 초음파 탐지 유닛과 같은 것이 될 수 있다. 오염 탐지 유닛(53)에 의하여 탐지된 유입되는 공기의 수준은 등급으로 나누어질 수 있고, 압력 조절 모듈(11)로 전달될 수 있다. 제어 모듈(51)은 또한 외부 환경 탐지 유닛(541)과 내부 환경 탐지 유닛(542)으로부터 수신된 탐지 정보를 수신할 수 있다. 외부 환경 탐지 유닛(541)은 지하터널 외부의 온도, 습도, 바람 또는 이와 유사한 정보를 말한다. 그리고 내부 환경은 지하터널 내부의 상태 및 집진 장치 내부의 상태를 포함할 수 있고, 탐지된 정보가 제어 모듈(51)로 전송될 수 있다. 제어 모듈(51)은 이와 같은 외부 환경 또는 내부 환경에서 탐지된 정보를 압력 조절 모듈(11)로 전달할 수 있고, 압력 조절 모듈(11)은 전송된 정보에 기초하여 전기 집진 필터(10a)로 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 압력 조절 모듈(11)은 내부의 압력을 조절하는 것에 의하여 유입되는 공기의 양을 조절할 수 있다. 압력 조절 모듈(11)에 의하여 유입되는 공기의 양이 조절되면 이에 따라 배출 온도 조절 모듈에서 배출되는 공기의 양 또는 속력이 조절될 수 있다. 제어 모듈(51)은 압력 조절 모듈(11)에 의하여 유입되는 공기의 양을 필터 설정 유닛(55)으로 전송할 수 있고, 필터 설정 유닛(55)은 전송된 정보에 기초하여 전기 집진 필터(10a)에 인가되는 전압을 결정할 수 있다. 필요에 따라 전기 집진 필터(10a)에 냉각 수단이 배치될 수 있고, 냉각 수단에 의하여 집진 필터(10a)를 통과하는 공기의 온도가 조절될 수 있다. 대안으로 위에서 설명된 것처럼 공급 온도 조절 모듈에 의하여 전기 집진 필터(10a)의 온도가 조절될 수 있다. 필터 설정 유닛(55)은 이와 같이 전기 집진 필터(10a)에 인가되는 압력 또는 온도를 조절하는 기능을 가질 수 있다. 전기 집진 필터(10a)로 공기가 유입되면서 오염 물질이 양극 유닛의 내부에 집적이 될 수 있다. 이에 따라 집진 성능이 감소되고, 인가된 전압에 따른 방전이 발생되지 않을 수 있다. 그러므로 집진 성능 및 방전 성능이 탐지되고 그에 따라 유입되는 공기의 양이 조절되거나, 양극 유닛의 내부가 세척이 될 수 있다. 집진 탐지 유닛(56)은 예를 들어 양극 유닛으로부터 배출되는 공기의 오염 수준을 탐지할 수 있다. 그리고 통전 탐지 유닛(57)은 음극 유닛의 양 끝에 전압 차이를 발생시켜 흐르는 전류를 탐지할 수 있다.
집진 탐지 유닛(56)과 통전 탐지 유닛(57)에서 탐지된 정보가 유량 데이터 유닛(551)과 방전 데이터 유닛(571)으로 전송되어 유량 데이터와 방전 데이터가 생성될 수 있다. 유량 데이터에 기초하여 전기 집진 필터(10a)로 유입되는 공기의 양의 결정될 수 있고, 방전 데이터에 기초하여 전기 집진 필터(10a)에 인가되어야 하는 전압이 결정될 수 있다. 이에 따라 전기 집진 필터(10a)의 집진 수준이 유지될 수 있다. 만약 집진 성능이 유지되기 어렵다고 판단되면, 세척과 같이 집진 수준의 회복을 위한 조치가 취해질 수 있다.
집진 장치는 다양한 방법으로 작동될 수 있고 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.
본 발명에 따른 압력 조절 모듈은 전기 집진 장치의 내부로 유입되는 공기의 압력이 집진 성능에 따라 조절되도록 하는 것에 의하여 전기 집진 필터에 의하여 집진이 효율적으로 이루어지도록 한다. 본 발명에 따른 압력 조절 모듈은 지하 터널에 설치되는 전기 집진 장치로 유입되는 공기의 압력이 주변 환경에 따라 조절되도록 하는 것에 의하여 집진 효율이 향상되도록 한다. 본 발명에 따른 전기 집진 장치는 다양한 구조를 가진 지하 터널에 설치되어 공기 정화의 효율이 향상되도록 한다.
위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.
10a, 10b: 전기 집진 필터 11: 압력 조절 모듈
12: 공급 온도 조절 유닛 13: 집진 장치
14: 배출 온도 조절 유닛 15: 배출 유닛
16: 연결 도관 31: 양극 모듈
32: 음극 모듈 33a, 33b, 33c, 33d: 절연 모듈
51: 제어 모듈 53: 오염 탐지 유닛
55: 필터 설정 유닛 56: 집진 탐지 유닛
57: 통전 탐지 유닛 111: 조절 하우징
112: 확산 유닛 113, 114, 114_1 내지 114_K: 분산 유닛
113: 고정 축 114: 유도 날개
114a, 114b: 기류 조절 판 114c: 조절 돌기
115: 유도 유닛 116: 수집 박스
117: 우회 경로 118: 압력 조절 밸브
119: 배출 도관 121: 분할 플레이트
131: 필터 하우징 132: 균일 유닛
132a: 분리 부재 133: 유입 연결 유닛
135: 조절 케이싱 135a: 측면 벽
135b: 순환 슬릿 136: 개폐 도어
311: 양극 유닛 321: 테두리 부재
321a: 선형 부재 322: 음극 유닛
322a: 방전 핵 322b: 고정 스크루
331a, 331b: 고정 플레이트 334: 고정 부재
334a: 고정 홈 335: 탄성 부재
541: 외부 환경 탐지 유닛 542: 내부 환경 탐지 유닛
551: 유량 데이터 유닛 571: 방전 데이터 유닛
A: 1 방향 AF: 곡선 기체 흐름
B1, B2: 2 방향 C1, C2: 3 방향
IN: 유입 도관

Claims (12)

  1. 집진 장치용 압력 조절 모듈에 있어서,
    유입 도관(IN)으로 공기가 유입되는 조절 하우징(111);
    조절 하우징(111)의 앞쪽에 설치되어 공기를 확산시키는 확산 유닛(112);
    조절 하우징(111)의 내부 공기를 다수 개의 경로로 분산시키는 분산 유닛(113, 114);
    분산 유닛(113, 114)을 통과한 공기를 정해진 경로로 유도하는 유도 유닛(115); 및
    유도 유닛(115)으로부터 유도된 공기의 온도를 조절하는 공급 온도 조절 유닛(12)을 포함하고,
    분산 유닛(113, 114)은 조절 하우징(111)의 천정 면으로부터 바닥 면으로 연장되는 고정 축(113) 및 고정 축(113)의 연장 방향을 따라 배치된 다수 개의 유도 날개(114)로 이루어지고,
    유도 날개(114)는 곡선 형상으로 연장되면서 공기 유동 통로를 형성하는 한 쌍의 기류 조절 판(114a, 114b); 및 기류 조절 판(114a, 114b)의 경로에 형성된 조절 돌기(114c)로 이루어지고,
    상기 고정 축(113)은 길이 방향을 따라 형성된 내부 경로를 가지며 상기 조절 돌기(114c)에 의해 집진된 오염 물질이 상기 내부 경로를 통해 수집되는 것을 특징으로 하는 집진 장치용 압력 조절 모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 청구항 1에 있어서, 조절 하우징(111)의 아래쪽에 형성된 수집 박스(116)를 더 포함하는 집진 장치용 압력 조절 모듈.
  5. 청구항 4에 있어서, 수집 박스(116)에 형성된 우회 경로(117)를 더 포함하고, 우회 경로(117)는 조절 하우징(111)의 내부 압력에 따라 개폐되는 것을 특징으로 하는 집진 장치용 압력 조절 모듈.
  6. 청구항 1에 있어서, 공급 온도 조절 유닛(12)은 분할 플레이트(121)를 더 포함하는 집진 장치용 압력 조절 모듈.
  7. 외부로부터 유입되는 공기의 이동 경로를 조절하는 다수 개의 유도 날개(114)가 배치된 압력 조절 모듈(11);
    압력 조절 모듈(11)로부터 공급되는 공기의 온도를 조절하는 공급 온도 조절 유닛(12);
    공급 온도 조절 유닛(12)으로 공급되는 공기로부터 오염 물질을 제거하는 적어도 전기 집진 필터(10a, 10b)가 배치된 집진 모듈(13); 및
    집진 모듈(13)에서 오염 물질이 제거된 공기를 배출시키는 배출 유닛(15)을 포함하고,
    상기 전기 집진 필터(10a, 10b)는 유동 경로를 형성하는 양극 유닛과 유동 경로에 선형으로 연장되도록 배치된 음극 유닛으로 이루어지고,
    다수 개의 유도 날개(114)가 고정되는 고정 축(113)을 더 포함하고, 상기 고정 축(113)은 길이 방향을 따라 형성된 내부 경로를 가지며, 상기 다수 개의 유도 날개(114)는 상기 고정 축(113)의 연장 방향을 따라 배치되고, 상기 유도 날개(114)의 조절 돌기(114c)에 의해 집진된 오염 물질이 상기 내부 경로를 통해 수집되는 것을 특징으로 하는 지하 터널용 전기 집진 장치.
  8. 청구항 7에 있어서, 집진 모듈(13)로부터 배출되는 공기의 온도를 조절하는 배출 온도 조절 유닛(14)을 더 포함하는 지하 터널용 전기 집진 장치.
  9. 삭제
  10. 삭제
  11. 청구항 7에 있어서, 전기 집진 장치(10a, 10b)의 앞쪽에 배치된 균일 유닛(132)을 더 포함하는 지하 터널용 전기 집진 장치.
  12. 청구항 7에 있어서, 지하 터널의 외부와 내부의 환경을 탐지하는 외부 환경 탐지 유닛(541)과 내부 환경 탐지 유닛(542)을 더 포함하는 지하 터널용 전기 집진 장치.
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