KR102025791B1 - 집진기 시스템 - Google Patents

Abstract

본 발명은 터널이나 지하 공간에 설치되는 집진기의 집진 과정에서 집진의 효율성 및 능률을 개선할 수 있는 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.
집진기(1100)는, 일정 간격으로 배열되는 다수의 대전용 금속판(1115,1116)과, 상기 대전용 금속판 사이에 일정 간격으로 배열되는 다수의 집진판(1120)으로 이루어진 집진 유닛(1110)과, 일정한 간격으로 배열되는 다수의 포집판(990)들로 이루어진 서브 유닛(1050)을 구비하고,
상기 집진 유닛의 집진판(1120)은, 절연재로 이루어진 소정 두께의 패널(1125)과, 상기 패널의 일측 가장자리 단면을 따라 상기 패널과 직각방향으로 구성되는 에어포켓 정류판(1130)과, 상기 에어포켓 정류판의 가장자리 단면을 따라 구성되는 복수의 제1 요홈(1131)과, 상기 패널의 양면에 구성되는 복수의 슬릿형의 제2 요홈(1132)을 구비하고,
상기 서브 유닛의 포집판(990)은, 양면에 활성탄 코팅막(990b,990c)이 구성된다.

Description

집진기 시스템{A dust collection system}

본 발명은 터널이나 지하 공간에 설치되는 집진기 시스템에 관한 것으로, 더 상세히는 집진 과정에서 집진의 효율성 및 능률을 개선할 수 있는 집진기 시스템을 제공하는 것에 있다.

터널시공이 이루어지는 지하공간, 지하철 역사, 차량 운행이 많은 지하도, 터널등은 거의 밀폐된 상태를 유지하므로 분진 발생 및 비산되는 미세 먼지, 초미세 먼지나 휘발성 유기화합물등의 유해 물질의 배출에 취약하여 인체의 건강에 악영향을 미칠 수 있고, 이로 인한 사회적 환경문제가 심각하게 대두되고 있는 실정이다.

상기와 같이 환기가 취약한 공간의 대기오염 문제를 개선하기 위하여 다양한 방법이 시도되고 있고, 한 예로 터널 공간의 분진 및 휘발성 유해 물질을 포함하는 유해 비산 물질을 제거하는 기술로 대한민국 특허등록번호 10-960104호, 10-1537813호등의 집진 시스템이 알려져 있다.

대한민국 특허등록번호 10-960104호의 집진 시스템은, 설치장소의 공간부 천정에 설치되고, 내부로 유입되는 기류 내에 포함된 이물질을 제거하는 집진 어셈블리; 상기 집진 어셈블리와 연결되고, 상기 집진 어셈블리 내에 포집되어 쌓인 이물질을 세정하는 세정 어셈블리; 상기 집진 어셈블리 및 상기 세정 어셈블리와 연결되고, 상기 세정 어셈블리에 의해 회수된 폐수를 처리하는 폐수처리 어셈블리를 포함하고, 상기 집진 어셈블리는 유입되는 공기 내의 유입물질을 대전하는 다수개의 대전판과, 상기 다수개의 대전판에서 한 쌍의 대전판 사이에 인접하여 배치되고, 상기 대전된 유입 물질을 집진하는 다수개의 집진판을 포함하는 단일 고전압 인가 방식의 고유속용 전기집진장치를 구비하는 천정부착형 집진 시스템이 개시되어 있고,

또, 대한민국 특허등록번호 10-1537813호에는, 도 1과 같이 장치 하우징(100); 상기 장치 하우징에 구비되는 휀(200); 상기 장치 하우징 내에 설치되어 휘발성 유기화합물을 제거하기 위한 메인 처리 유닛(300); 상기 메인 처리 유닛의 유류방향 후방에 설치되어 휘발성 유기화합물과 분진을 제거하기 위한 서브 처리 유닛(400); 상기 서브 처리 유닛으로 전류를 공급하기 위한 전류 공급기(500);를 구비하고,

상기 메인 처리 유닛은 금속판에 활성탄이 코팅된 활성탄 코팅 금속판이 복수의 횡렬로 이루어지는 활성탄코팅 금속판 모듈로 구성되고,

상기 서브 처리 유닛은 금속판에 활성탄이 코팅된 활성탄코팅 금속판이 복수의 횡렬로 배치되고, 상기 복수의 횡렬로 이루어지는 활성탄코팅 금속판 사이에 부도체가 배치되어 이루어지는 활성탄코팅 금속판/부도체 모듈로 구성되고, 상기 활성탄코팅 금속판 모듈에서 활성탄코팅 금속판은 횡렬로 1mm 간격을 가지며, 종렬로는 전단의 활성탄코팅 금속판과 후단에 설치된 활성탄코팅 금속판이 중첩되지 않고 일렬로 배치되도록 이루어지고, 상기 활성탄코팅 금속판/부도체 모듈에서 활성탄코팅 금속판은 횡렬로 1cm 간격을 가지며, 종렬로는 전단의 활성탄코팅 금속판과 후단에 설치된 활성탄코팅 금속판이 중첩되지 않고 일렬로 배치되고, 상기 금속판 사이에 1mm 두께의 부도체가 배치되도록 이루어지는 분진 및 휘발성 유기화합물 제거 장치가 개시되어 있다.

상기와 같이 구성되는 종래 집진 시스템은 집진판의 구조가 단순한 패널 형태로 구성되어 있어 분진 및 유해 물질이 포함된 공기가 집진판 사이를 통과할 때 공기의 흐름이 단순하고 집진판에 의한 분진, 유해 가스상의 오염물질의 포집 효율이 떨어지는 단점이 있다.

또, 종래 집진 시스템은 분진, 초미세 먼지등의 유해물질을 포집하는 집진판의 구조적 한계로 인하여 공기 정화의 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

대한민국 특허등록번호 10-960104호 대한민국 특허등록번호 10-1537813호

본 발명은 종래 집진 시스템의 문제점을 개선하기 위하여 안출된 것으로 분진 및 휘발성 유기화합물을 포함하는 가스상의 오염 물질의 포집 효율이 개선된 시스템 구조를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 유입 공기의 편류를 방지하고, 포집된 분진의 비산시 재집진 및 분진의 포집 면적을 크게 하고, 세정 효율을 개선할 수 있는 집진판을 구비한 집진 시스템을 제공하는 것에 있다.

본 발명의 다른 목적은 비산 분진 외에 휘발성 유기화합물을 함께 포집하여 제거할 수 있는 집진 시스템을 제공하는 것에 있다.

상기 목적 달성을 위하여 집진기와, 상기 집진기 내부로 공기의 흐름을 유도하는 송풍 유닛과, 상기 집진기를 세정하는 세정 유닛과, 상기 집진기를 세정 후 건조하는 건조 유닛과, 상기 집진기의 세정에 따라 회수된 오염물을 정화하는 폐수처리 유닛을 포함하여 구비하는 집진기 시스템에 있어서,

상기 집진기는, 일정 간격으로 배열되는 다수의 대전용 금속판과, 상기 대전용 금속판 사이에 일정 간격으로 배열되는 다수의 집진판으로 이루어진 집진 유닛과, 일정한 간격으로 배열되는 다수의 포집판들로 이루어진 서브 유닛을 구비하되,

상기 집진 유닛의 집진판은, 절연재로 이루어진 소정 두께의 패널과, 상기 패널의 일측 가장자리 단면을 따라 상기 패널과 직각방향으로 구성되는 에어포켓 정류판과, 상기 에어포켓 정류판의 가장자리 단면을 따라 구성되는 복수의 제1 요홈을 구비하고,

상기 서브 유닛의 포집판은, 양면에 활성탄 코팅막이 형성된 절연재 또는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 에어포켓 정류판은 상기 패널의 일측 가장자리 단면을 기준으로 양측이 대칭이 되도록 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 패널의 양면에 복수의 슬릿형의 제2 요홈이 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 집진판은 아크릴, 플라스틱 수지, 폴리카보네이트등의 절연재로 구성되는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 활성탄 코팅막은 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또, 상기 활성탄 코팅막은 0.3~1mm 두께로 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집진기는, 일정 간격으로 배열되는 다수의 대전용 금속판과, 대전용 금속판 사이에 일정 간격으로 배열되는 다수의 집진판으로 이루어진 집진 유닛과, 일정한 간격으로 배열되는 다수의 포집판들로 이루어진 서브 유닛을 구비하고,

상기 집진 유닛의 집진판은, 절연재로 이루어진 소정 두께의 패널과, 그 패널의 일측 가장자리 단면을 따라 상기 패널과 직각방향으로 구성되는 에어포켓 정류판과, 상기 에어포켓 정류판의 가장자리 단면을 따라 구성되는 복수의 제1 요홈을 구비하고, 상기 서브 유닛의 포집판은, 양면에 소정 두께의 활성탄 코팅막을 구비함으로써, 공기와 함께 서브 유닛 및 집진 유닛의 내부를 흐르는 휘발성 유기화합물등의 유해물질 또는 분진의 포집 효율을 개선하는 효과를 얻을 수 있다.

또, 집진기를 세정할 때 집진판등의 세정 효율이 개선되는 효과를 얻을 수 있다.

도 1은 종래 분진 및 휘발성 유기화합물 제거 장치를 개략적으로 나타내는 구성도.
도 2는 본 발명의 집진기 시스템의 일 예를 나타내는 모식도.
도 3은 본 발명의 집진 유닛의 일 예를 나타내는 입체도.
도 4는 도 3의 분해사시도.
도 5는 본 발명의 집진판의 구조를 나타내는 입체도.
도 6은 본 발명의 집진판의 다른 구조를 나타내는 입체도.
도 7은 본 발명의 본 발명의 서브 유닛의 일 예를 나타내는 입체도.
도 8은 도 7의 분해사시도.

이하, 도 2 내지 도 8을 참고하여 본 발명의 집진기 시스템 및 그 집진기 시스템에 이용되는 서브 유닛 및 집진 유닛의 기술 구성, 작용 등을 구체적으로 설명한다.

본 발명의 집진기 시스템(1000)은, 도 2와 같이 다수의 서브 유닛(1050)과, 집진 유닛(1110)으로 이루어진 집진기(1100), 집진기의 후방에 구성되는 송풍 유닛(1200), 각 서브 유닛 및 집진 유닛에 포집된 휘발성 유기화합물등의 유해물질 및 분진을 수거하고 세정하는 세정 유닛(1300), 각 서브 유닛 및 집진 유닛을 세정한 후 압축공기를 이용하여 건조 시키는 건조 유닛(1400), 세정 유닛을 거쳐 수거된 분진 및 오염 물질이 포함된 폐수를 정화하고 처리하는 폐수처리 유닛(1500), 상기 집진기(1100) 및 집진 유닛(1110), 송풍 유닛(1200), 세정 유닛(1300), 건조 유닛(1400), 폐수처리 유닛(1500)등의 각 구성 요소에 전원 공급을 제어하거나 구동 동작을 컨트롤하는 중앙제어부(1600)로 이루어진다.

상기 다수의 서브 유닛(1050)과 집진 유닛(1110)들의 배열로 이루어진 집진기(1100)는 지하 공간이나 터널 등에 천정형, 이동형, 고정형으로 설치되는 것으로 지하 공간이나 터널 내부의 공기를 지속적으로 그 집진기 내의 서브 유닛과 집진 유닛을 통하도록 순환시켜 지하공간 및 터널 내부의 공기에 포함된 휘발성 유기화합물이나 분진등의 비산 오염 물질을 포집하여 정화하도록 작용한다.

상기 집진기(1100)를 구성하는 재질은 열악한 환경 즉, 유해 가스나, 수분등에 쉽게 부식되지 않는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.

송풍 유닛(1200)은 주름관(1201) 등을 개재하여 집진기(1100)의 후방에 설치되고, 휀(1202) 구동에 의하여 집진기 쪽에서 송풍 유닛 쪽 즉, 화살표 방향을 따라 공기의 흐름이 형성되도록 구성된다.

상기 공기가 유입되는 집진기(1100)의 입구측에는 상대적으로 입자가 큰 이물질 등을 1차로 걸러낼 수 있도록 도시되지 않은 거름망을 설치할 수 있고, 이 거름망에 의하여 집진기 내부의 서브 유닛(1050)의 파손을 막거나, 집진 유닛(1110)의 대전용 금속판의 쇼트나 파손등을 미연에 방지할 수 있도록 한다.

본 발명의 집진기(1100)는 서브 유닛(1050)과 집진 유닛(1110)들로 이루어지는데 먼저, 집진 유닛(1110)에 대하여 상세히 설명한다.

집진 유닛(1110)은, 도 3, 도 4와 같이 캐소드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1115), 에노드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1116)이 교대로 배열되고, 그 대전용 금속판(1115,1116) 사이에는 아크릴, 플라스틱 수지, 폴리카보네이트등의 절연재로 구성되는 집진판(1120)이 배열되도록 구성된다.

상기 캐소드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1115), 에노드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1116), 집진판(1120)은 지지로드등을 이용하여 일정 간격을 유지하도록 프레임(1150) 내부에 고정되고, 캐소드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1115)과 에노드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1116)은 방전에 의한 쇼트가 발생하지 않을 정도의 간격으로 배열된다.

한 예로 캐소드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1115)과, 에노드 전극과 연결되는 대전용 금속판(1116)은 집진판(1120)의 패널 면을 사이에 두고 양쪽으로 D1,D2의 각 간격이 8~12mm의 내에서 일정한 간격을 갖도록 배치된다. 또, 상기 대전용 금속판(1115,1116)은 두께가 1~1.2mm, 집진판(1120)은 1~3mm의 두께를 갖도록 구성할 수 있다.

본 발명의 집진판(1120)은, 절연재로 이루어진 소정 두께(1~3mm)의 패널(1125)과, 상기 패널의 일측 가장자리 단면을 따라 상기 패널과 직각방향으로 구성되는 에어포켓 정류판(1130)과, 상기 에어포켓 정류판의 가장자리 단면을 따라 구성되는 복수의 제1 요홈(1131)들로 이루어진다.

상기 에어포켓 정류판(1130)은 패널(1125)의 일측 가장자리 단면을 기준으로 양측이 T자형이 되도록 구성된다. 상기 에어포켓 정류판의 양쪽 가장자리 단면을 따라 구성되는 제1 요홈(1131)들은 각형, 호형, 톱니형등 다양한 구조로 구성할 수 있고, 상기 에어포켓 정류판(1130)의 폭 D3은 8~12mm로 구성할 수 있다. 또 패널(1125)의 일측 가장자리 단면을 따라 형성되는 제1 요홈(1131)의 최대 깊이 D4(도 5참조)는 0.5~2mm 내로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 집진판의 에어포켓 정류판(1130)은 도 3과 같이 집진 유닛(1110)의 공기가 유입되는 반대 방향에 배치되도록 설치된다. 상기와 같이 공기 흐름 방향의 반대쪽에 에어포켓 정류판(1130)이 위치하도록 집진판(1120)을 배치함으로써, 집진 유닛(1110) 내로 유입되는 분진 및 오염 물질 입자는 서로 다른 극성의 소정 전압이 인가되는 대전용 금속판(1115,1116)의 방전에 의하여 분진 및 오염 물질 입자가 대전되어 대전용 금속판(1115,1116) 또는 집진판(1120) 표면에 부착 포집되는 효율이 향상된다.

즉, 본 발명의 집진판의 에어포켓 정류판(1130)은 분진을 포함하는 공기가 집진 유닛(1110)을 통과하는 과정에서 그 공기의 유속을 정류하는 역할을 하므로 도 3과 같이 집진 유닛의 내부에서 화살표 방향으로 분진의 재비산 및 역전리에 의한 비산 현상을 억제하여 공기에 포함된 분진의 포집 및 대전 효율을 개선하도록 작용한다. 또, 집진 유닛(1110)의 세정과정에서 화살표 방향을 포함한 상하 방향등 으로 세정수가 분사되어 유입되는 경우에도 에어포켓 정류판에 집진된 더스트를 용이하게 세정할 수 있으므로 집진판 및 대전용 금속판의 세정효율이 향상되는 장점이 있다.

또한, 에어포켓 정류판은 유체 흐름에 대하여 수직방향으로 설치되므로 수평으로 설치된 집진 면적보다 유효 면적과 포집 효율을 크게하는 장점이 있다.

상기와 같이 본 발명의 에어포켓 정류판(1130)은 분진을 포함하는 공기가 집진 유닛(1110)을 통과하는 과정에서 편류되지 않도록 공기의 유속을 균일하게 분포시켜 집진 면에 공기가 골고루 접촉되도록 하는 정류작용을 하므로 집진 면에 이미 포집되어 있는 분진의 역전리 및 재비산에 의한 비산현상을 억제하도록 작용하여 분진의 포집 효율을 개선할 수 있고, 포집된 분진의 세정시 에어포켓 정류판에 세정수가 소용돌이쳐 세정력 집중이 이루어지므로 집진판의 세정효율이 개선된다.

본 발명의 집진판(1120)은, 집진효율 및 세정효율을 더 크게 하기 위하여 도 6과 같이 패널(1125)의 양면에 슬릿형의 제2 요홈(1132,1132)들을 추가로 구성할 수 있다. 제2 요홈의 최대 깊이 D5는 0.3~0.5mm, 그 폭 D6은 5~10mm로 구성할 수 있다. 상기 슬릿형의 제2 요홈(1132)은 세정의 효율등을 감안하여 제1 요홈(1131)과 직각을 이루는 방향 즉, 공기의 흐름 방향과 직각을 이루는 방형으로 구성하는 것이 바람직하다.

상기 제2 요홈(1132)도 제1 요홈(1131)과 마찬가지로 각형, 호형, 톱니형등 다양한 구조로 구성할 수 있고, 제1 요홈(1131)들은 양측에 대칭이 아닌 지그재그 형태로 배치되게 구성될 수 있다.

상기 제2 요홈(1132)은 제1 요홈과 상호작용하여 세정 효율뿐만 아니라 분진의 포집 면적을 더 확대하도록 작용한다.

한편, 서브 유닛(1050)은, 도 7 및 도 8과 같이 휘발성 유기화합물등의 오염 물질을 포집하는 포집판(990)이 지지로드등을 이용하여 일정 간격으로 프레임(950) 내부에 고정설치되고, 화살표 방향 즉 포집판들 사이를 따라 공기의 유로가 형성되도록 집진기(1100) 내에 배치된다.

상기 포집판(990)은 1~3mm 두께의 아크릴, 플라스틱 수지, 폴리카보네이트등의 절연재로 구성되는 부도체판(990a)과, 그 부도체판의 양면에 각각 형성되는 0.3~1mm 두께의 활성탄 코팅막(990b, 990c)을 구비한다. 상기 활성탄 코팅막(990b, 990c)은 주성분이 탄소이며 다공성을 갖고 표면적이 넓어 흡착성이 강한 특성이 있는데 주로 숯등을 이용하여 제조된다. 포집판(990)에 사용되는 활성탄 코팅막의 한 예로는, 대한민국 특허등록 제10-1537813에 기재된 기술을 이용할 수 있다.

즉, 활성탄 코팅막(990b, 990c)은 상기 공지기술에 기재된 바와 같이 숯등으로 이루어진 분말 활성탄과, 폴리비닐아세테이트등으로 이루어진 결합재를 (1:1 또는 2:1)로 배합하여 구성한 것을 이용할 수 있다.

상기 포집판(990)은, 부도체판(990a) 대신에 금속판의 양면에 숯등으로 이루어진 전도성을 갖는 분말 활성탄(카본 블랙)과, 폴리비닐아세테이트등으로 이루어진 결합재, 용매인 메탄올을 각각 중량 배합비율(1:1:5 또는 2:1:5)로 배합하여 코팅한 것을 이용할 수 있다. 부도체판(990a) 대신에 금속판을 사용하는 경우에도 포집판(990)에는 전원 공급이 차단되는 상태를 유지하도록 구성된다.

상기와 같이 서브 유닛(1050)의 포집판(990)에 다공성의 활성탄 코팅막을 구성함으로써, 분진의 포집 면적을 넓히는 효과를 얻을 수 있고, 활성탄의 흡착능력을 이용하여 벤젠, 톨루엔, 자일렌(xylene)등과 같은 휘발성 유기화합물을 효과적으로 포집하여 제거할 수 있다.

본 발명의 집진기 시스템은, 터널시공이 이루어지는 지하공간, 지하철 역사, 차량 운행이 많은 지하도, 터널, 지하상가등에 천정 부착형, 이동형, 고정형등으로 설치하여 인체의 건강에 악영향을 미칠 수 있는 휘발성 유기화합물 등의 유해 물질, 비산 먼지, 미세 먼지, 초미세 먼지등을 효과적으로 함께 포집하여 제거할 수 있고, 집진기의 세정 효율이 개선된 집진기 시스템을 제공할 수 있다.

100 - 장치 하우징
200, 1202 - 휀
300 - 메인 처리 유닛
400 - 서브 처리 유닛
500- 전류 공급기
950, 1150 - 프레임
990 - 포집판
990b,990c - 활성탄 코팅막
1000 - 집진기 시스템
1100 - 집진기
1050 - 서브 유닛
1110 - 집진 유닛
1115, 1116 - 대전용 금속판
1120 - 집진판
1125 - 패널
1130 - 에어포켓 정류판
1131 - 제1 요홈
1132 - 제2 요홈
1200 - 송풍 유닛
1201 - 주름관
1300 - 세정 유닛
1400 - 건조 유닛
1500 - 폐수처리 유닛
1600 - 중앙제어부

Claims (6)

1. 집진기와, 상기 집진기 내부로 공기의 흐름을 유도하는 송풍 유닛과, 상기 집진기를 세정하는 세정 유닛과, 상기 집진기를 세정 후 건조하는 건조 유닛과, 상기 집진기의 세정에 따라 회수된 오염물을 정화하는 폐수처리 유닛을 포함하여 구비하는 집진기 시스템에 있어서,
   상기 집진기는, 일정 간격으로 배열되는 다수의 대전용 금속판과, 상기 대전용 금속판 사이에 일정 간격으로 배열되는 다수의 집진판으로 이루어진 집진 유닛과, 일정한 간격으로 배열되는 다수의 포집판들로 이루어진 서브 유닛을 구비하되,
   상기 집진 유닛의 집진판은, 절연재로 이루어진 소정 두께의 패널과, 상기 패널의 일측 가장자리 단면을 따라 상기 패널과 직각방향으로 구성되는 에어포켓 정류판과, 상기 에어포켓 정류판의 가장자리 단면을 따라 구성되는 복수의 제1 요홈과, 상기 패널의 양면에 복수의 슬릿형의 제2 요홈을 구비하고,
   상기 서브 유닛의 포집판은, 양면에 활성탄 코팅막이 형성된 절연재 또는 금속재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 집진기 시스템.
2. 제1항에 있어서,
   상기 에어포켓 정류판은 상기 패널의 일측 가장자리 단면을 기준으로 양측이 대칭이 되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 집진기 시스템.
3. 삭제
4. 제1항에 있어서,
   상기 집진판은 아크릴, 플라스틱 수지, 폴리카보네이트 중 선택되는 어느 하나의 절연재로 구성되는 것을 특징으로 하는 집진기 시스템.
5. 제1항에 있어서,
   상기 활성탄 코팅막은 카본 블랙을 포함하는 것을 특징으로 하는 집진기 시스템.
6. 제1항에 있어서,
   상기 활성탄 코팅막은 0.3~1mm 두께로 구성되는 것을 특징으로 하는 집진기 시스템.

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