KR102164923B1

KR102164923B1 - 전자기력 집진장치

Info

Publication number: KR102164923B1
Application number: KR1020200033191A
Authority: KR
Inventors: 조현욱; 전기준
Original assignee: 인하대학교 산학협력단
Priority date: 2020-03-18
Filing date: 2020-03-18
Publication date: 2020-10-13

Abstract

전자기력 집진장치는 챔버부, 호퍼부, 유출부 및 자석부를 포함한다. 상기 챔버부는 입자상 물질을 포함하는 가스가 회전하는 내부공간을 형성하는 혼합부, 및 상기 혼합부의 하부에 연결되는 하강부를 포함한다. 상기 호퍼부는 상기 하강부를 따라 낙하하는 입자상 물질을 저장한다. 상기 유출부는 상기 혼합부로부터 외부로 연결되어, 입자상 물질이 제거된 가스를 외부로 유출한다. 상기 자석부는 상기 챔버부로부터 상기 유출부를 향하여 자기장을 형성한다.

Description

전자기력 집진장치{ELECTROMAGNETIC CYCLONE}

본 발명은 전자기력 집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 외부로부터 인입되는 물질에 포함되는 입자를 하부로 효과적으로 제거 또는 포집하기 위한 전자기력 집진장치에 관한 것이다.

화석연료의 사용 등에 따라 발생되는 미세분진 또는 미세입자를 포함한 유해가스의 경우, 대기오염 등의 문제를 방지하기 위해 집진장치를 통해 유해물질이 제거된 상태에서 대기 중으로 유출될 수 있다.

이에 따라, 상기 유해가스에 포함된 유해물질을 제거하기 위한 다양한 집진장치가 개발되고 있는데, 특히, 원심력을 이용한 사이클론식 집진장치의 경우, 집진 효율이 상대적으로 높으며, 제작이 용이하고 운영이나 유지비가 상대적으로 낮은 장점이 있어, 많이 사용되고 있다.

이러한 사이클론식 집진장치의 경우, 원통형 형상의 사이클론 챔버로 유해가스가 인입되는 경우, 상기 유해가스에 포함된 미세분진 또는 미세입자들의 경우, 상기 사이클론 챔버 내부에서의 회전에 따라 하부에 위치하는 호퍼(hopper)로 중력에 의해 낙하함으로써 제거되는 것이 일반적이다.

이 경우, 상기 낙하를 통한 미세분진 또는 미세입자의 제거효율을 향상시키기 위해, 사이클론 챔버 내에서의 회전의 속도를 향상시키거나 회전 방향을 일정하게 유지하거나, 또는 미세분진 또는 미세입자와의 결합을 통해 중력의 크기를 증가시키기 위한 별도의 물질을 추가로 제공하는 등의 기술들이 개발되고 있으나, 현재까지도 이러한 미세분진 또는 미세입자의 제거효율을 보다 더 높이기 위한 기술에 대한 개발이 필요한 상황이다.

대한민국 공개특허공보 제10-2019-001222호

이에, 본 발명의 기술적 과제는 이러한 점에서 착안된 것으로 본 발명의 목적은 상대적으로 간단한 구조를 통해 제작이 용이하면서도, 유해가스에 포함된 미세분진 또는 미세입자의 낙하를 통한 제거효율을 보다 향상시킬 수 있는 전자기력 집진장치를 제공하는 것이다.

상기한 본 발명의 목적을 실현하기 위한 일 실시예에 따른 전자기력 집진장치는 챔버부, 호퍼부, 유출부 및 자석부를 포함한다. 상기 챔버부는 입자상 물질을 포함하는 가스가 회전하는 내부공간을 형성하는 혼합부, 및 상기 혼합부의 하부에 연결되는 하강부를 포함한다. 상기 호퍼부는 상기 하강부를 따라 낙하하는 입자상 물질을 저장한다. 상기 유출부는 상기 혼합부로부터 외부로 연결되어, 입자상 물질이 제거된 가스를 외부로 유출한다. 상기 자석부는 상기 챔버부로부터 상기 유출부를 향하여 자기장을 형성한다.

일 실시예에서, 상기 유출부는, 상기 내부공간의 중앙으로 위치하는 내부도관, 및 상기 내부도관에 연결되어, 상기 챔버부의 외측으로 연장되는 외부도관을 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 자석부는, 상기 챔버부의 내면 또는 외면에 부착되는 제1 자석부, 및 상기 내부도관의 내면 또는 외면에 부착되는 제2 자석부를 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 자석부는 상기 혼합부의 내면 또는 외면의 전면에 부착되고, 상기 제2 자석부도 상기 내부도관의 내면 또는 외면의 전면에 부착될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 자석부는 상기 혼합부의 내면 또는 외면에 서로 일정한 간격으로 배치되며, 상기 제2 자석부는 상기 내부도관의 내면 또는 외면에, 상기 제1 자석부와 서로 마주하도록 일정한 간격으로 배치될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 제1 자석부는 N극으로 대전되며, 상기 제2 자석부는 S극으로 대전될 수 있다.

일 실시예에서, 상기 혼합부로 제공되는 상기 입자상 물질을 음(-) 전하로 하전하는 하전유닛을 더 포함할 수 있다.

일 실시예에서, 상기 입자상 물질은, 상기 혼합부에서 회전함에 따라, 상기 자석부가 형성하는 자기장에 의해, 상기 호퍼부를 향하는 로렌츠 힘(Lorentz force)을 제공받을 수 있다.

일 실시예에서, 상기 호퍼부는, 양(+) 전하를 갖도록 대전되어, 상기 입자상 물질의 낙하를 촉진시킬 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면, 가스에 포함되는 입자상 물질들이 자석부에 의해 자기장이 형성된 챔버부의 내부를 회전하면서, 로렌츠의 힘에 의해 하강이 보다 더 유도되므로, 상기 입자상 물질을 호퍼부로 보다 효과적으로 낙하를 유도할 수 있게 된다.

이 경우, 상기 입자상 물질은 음(-) 전하로 하전된 상태에서 상기 챔버부의 내부로 인입되며, 상기 자석부에 의해 형성되는 자기장의 방향을, 상기 입자상 물질에 인가되는 힘이 호퍼부를 향하도록 유도함으로써, 상기 입자상 물질이 상기 챔버부의 내부에서 사이클론 효과 외에 로렌츠의 힘에 의한 효과가 추가되어 호퍼부로 보다 효과적으로 낙하하도록 유도할 수 있다.

나아가, 상기 입자상 물질이 음(-) 전하로 하전된 것을 고려하여, 상기 호퍼부를 양(+) 전하로 하전시킴으로써, 상기 로렌츠의 힘에 추가하여 상기 입자상 물질에 대한 인력(引力)이 작용하도록 하여 상기 입자상 물질의 낙하를 더욱 촉진시킬 수 있다.

이에 따라, 상기 입자상 물질의 집진 효율을 보다 향상시키게 된다.

특히, 상기 자석부는 단순히 상기 챔버부의 내면 또는 외면을 따라 제1 자석부를 형성하고, 상기 유출부의 내면 또는 외면을 따라 제2 자석부를 형성하는 상대적으로 단순한 제작으로, 상기와 같은 로렌츠 힘의 유도를 통한 집진 효율의 향상을 구현할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자기력 집진장치를 도시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 입자에 인가되는 로렌츠 힘(Lorentz force)을 도시한 모식도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자기력 집진장치를 도시한 사시도이다.
도 4a는 종래기술에 의한 집진장치에서의 집진효율을 측정하기 위한 시뮬레이션 결과를 도시한 이미지이고, 도 4b는 도 1에 의한 집진장치에서의 집진효율을 측정하기 위한 시뮬레이션 결과를 도시한 이미지이다.

본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 형태를 가질 수 있는 바, 실시예들을 본문에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나 이는 본 발명을 특정한 개시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 각 도면을 설명하면서 유사한 참조부호를 유사한 구성요소에 대해 사용하였다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다.

상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.

본 출원에서, "포함하다" 또는 "이루어진다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부분품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전자기력 집진장치를 도시한 사시도이다.

본 실시예에 의한 전자기력 집진장치(10)는 챔버부(100), 호퍼부(200), 하전유닛(300), 유출부(400) 및 자석부(500)를 포함한다.

상기 챔버부(100)는 상부에 위치하는 혼합부(110) 및 하부에 위치하는 하강부(120)를 포함한다.

상기 혼합부(110)는 내부에 소정의 내부공간(101)을 형성하며, 전체적으로 원통형 형상을 가지도록 형성되고, 상기 하강부(120)는 상기 혼합부(110)의 하부로부터 상기 호퍼부(200)까지 연장된다.

이 경우, 상기 하강부(120)는 상기 호퍼부(200)로 갈수록 직경이 좁아지도록 형성될 수 있으며, 이에 따라 상기 하강부(120)로 이동되는 물질들은 하부로 이동될수록 가속되며 상기 호퍼부(200)로 제공될 수 있다.

한편, 상기 혼합부(110)는 원통형 형상을 가지며, 상기 하강부(120)도 이로부터 연장되는 것을 예시하였으나, 이에 제한되지는 않으며, 상기 혼합부(110)는 내부에 내부공간(101)을 형성하는 다양한 3차원 형상으로 형성될 수 있다.

상기 혼합부(110)의 일측에는 인입부(111)가 연결되며, 상기 인입부(111)를 통해 외부로부터 입자상 물질이 포함된 가스(600)가 인입된다.

이 경우, 상기 입자상 물질이 포함된 가스(600)는, 화석연료의 사용 등에 따라 발생되는 미세분진 또는 미세입자를 포함한 유해가스일 수 있으며, 이에 따라 상기 가스(600)에 포함되는 입자상 물질(601)은, 미세분진이나 미세입자와 같은 유해입자일 수 있다.

이렇게 인입되는 상기 입자상 물질(601)을 포함한 가스는 상기 혼합부(110)로 제공된 후, 상기 혼합부(110)의 내부에서, 도 1의 화살표로 도시된 바와 같이 회전하며 유동하게 된다.

상기 호퍼부(200)는 상기 챔버부(100)의 하부에 위치하는 것으로, 구체적으로는 하부로 갈수록 반경이 좁아지는 상기 하강부(120)의 하부에 연결된다. 그리하여, 상기 하강부(120)를 따라 하부방향으로 낙하하는 상기 입자상 물질(601)을 포집하며 저장하게 된다.

또한, 이렇게 상기 호퍼부(200)를 통해 포집 및 저장된 상기 입자상 물질(601)은, 일정 부분이 포집되면 외부로 제거된다.

한편, 본 실시예에서는, 상기 호퍼부(200)는, 양(+) 전하로 대전될 수 있다. 즉, 도시하지는 않았으나, 별도의 대전유닛을 통해 상기 호퍼부(200)가 양(+) 전하를 가지도록 대전시킬 수 있으며, 상기 호퍼부(200)의 내부에 양(+) 전하로 대전된 영구자석 등을 배치시킬 수 있다.

그리하여, 후술되는 상기 하전유닛(300)을 통해, 음(-) 전하로 대전되는 상기 입자상 물질(601)이 상기 호퍼부(200) 측으로 보다 용이하게 이동되도록 유도할 수 있으며, 이를 통해 상기 호퍼부(200)를 통한 상기 입자상 물질(601)의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.

상기 하전유닛(300)은 상기 인입부(111) 측에 위치하여, 상기 인입부(111)를 통해 상기 혼합부(110)로 인입되는 상기 입자상 물질(601)을 포함하는 상기 가스(600)에 하전을 수행한다.

즉, 상기 하전유닛(300)은, 예를 들어, 코로나 방전을 수행하는 방전유닛일 수 있으며, 상기 가스(600)에 방전을 수행하고, 이에 따라, 상기 가스(600)에 포함되는 상기 입자상 물질(601)은 음(-) 전하로 하전된다.

결국, 상기 혼합부(110)로 인입되는 상기 입자상 물질(601)은 음(-) 전하로 하전된 상태인 것으로, 이렇게 하전된 입자상 물질이 상기 혼합부(110) 내에서 회전하며 유동하게 된다.

상기 유출부(400)는 상기 혼합부(110) 내에서 회전하며 유동되는 가스(600) 중에서, 상기 호퍼부(200)로 낙하하는 입자상 물질(601)을 제외한 가스를 외부로 유출하는 것으로, 내부도관(410) 및 외부도관(420)을 포함한다.

상기 내부도관(410)은 상기 혼합부(110)의 내부로 인입되어 위치하며, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 혼합부(110)의 중앙부를 관통하며 위치한다.

이 경우, 상기 내부도관(410)의 하면은 개방(opening)되며, 내부는 도관과 같이 개방되어 유출공간(401)을 형성한다.

그리하여, 상기 혼합부(110)의 상기 내부공간(101)에서 회전하며 유동되는 가스(600)는 상기 입자상 물질(601)이 하부의 호퍼부(200)로 제거된 후, 상기 내부도관(410)의 유출공간(401)으로 인입되며, 도 1의 화살표로 도시된 바와 같이, 상기 내부도관(410)을 따라 상부방향으로 유출된다.

상기 외부도관(420)은 상기 내부도관(410)의 상부 끝단에 연결되며, 상기 혼합부(110)의 외부로부터 돌출되도록 연장된다.

즉, 상기 혼합부(110)의 내부공간(101)에는 상기 내부도관(410)이 위치하며, 상기 혼합부(110)의 외부에는 상기 외부도관(420)이 위치하고, 상기 내부도관(410)과 상기 외부도관(420)은 서로 연속적으로 연장된다.

그리하여, 상기 내부도관(410)의 유출공간(401)을 따라 유출되는 상기 입자상 물질(601)이 제거된 가스(600)는 상기 외부도관(420)의 유출공간(401)으로 연속적으로 유출되며, 외부로 제거된다.

한편, 도시하지는 않았으나, 상기 외부도관(420)을 통해 유출되는 상기 가스(600)는 유해 물질이 모두 제거된 경우라면 그대로 대기중으로 배출될 수 있으며, 추가적인 유해 물질의 제거 또는 처리가 필요하다면 별도의 추가 처리유닛(미도시)로 제공되어 필요한 공정이 추가로 수행될 수 있다.

상기 자석부(500)는 상기 입자상 물질(601)이 유동하는 상기 내부공간(101)에 자기력을 형성하는 것으로, 제1 자석부(510) 및 제2 자석부(520)를 포함한다.

상기 제1 자석부(510)는 상기 혼합부(110)의 외주면(102) 상에 고정되며, 예를 들어, 상기 혼합부(110)가 실린더 형상을 가진다면, 상기 제1 자석부(510)는 상기 실린더 형상의 외주면(102)을 따라 부착되어 공동(hollow) 형상을 가질 수 있다.

이 경우, 상기 제1 자석부(510)는 상기 혼합부(110)의 외주면(102)을 따라 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 혼합부(110)의 내면을 따라서 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제1 자석부(510)는 N극을 가지는 영구자석 또는 전자석일 수 있다.

상기 제2 자석부(520)는 상기 내부도관(410)의 외주면 상에 고정되며, 예를 들어, 상기 내부도관(410) 역시 도관 형태인 것으로 실린더 형상을 가지므로, 상기 제2 자석부(520) 역시 상기 내부도관(410)의 외주면을 따라 부착되어 공동(hollow) 형상을 가질 수 있다.

이 경우, 상기 제2 자석부(520)는 상기 내부도관(410)의 외주면을 따라 형성되는 것을 예시하였으나, 이에 한정되지는 않으며, 상기 내부도관(410)의 내면을 따라서 형성될 수도 있다.

또한, 상기 제2 자석부(520)는 S극을 가지는 영구자석 또는 전자석일 수 있다.

이상과 같이, 상기 혼합부(110)가 형성하는 내부공간(101)에서는, 외측에는 N극을 가지는 제1 자석부(510)가 배치되고, 내측에는 S극을 가지는 제2 자석부(520)가 배치된다.

따라서, 상기 내부공간(101)의 내부에는 상기 외주면(102)으로부터 상기 내부도관(410)을 향하는 방향으로 자기력(B)이 형성된다.

이 경우, 상기 내부공간(101)은 상기 입자상 물질(601)을 포함하는 가스(600)가 유동되는 공간이며, 상기 입자상 물질(601)은 음(-) 전하로 대전된 상태이므로, 결국 상기 내부공간(101)에서는 소위, 로렌츠 힘(Lorentz)이 발생하게 된다.

도 2는 도 1의 입자에 인가되는 로렌츠 힘(Lorentz force)을 도시한 모식도이다.

도 2를 참조하면, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 혼합부(110)의 내부공간(101)에서는, 상기 외주면(102)으로부터 상기 내부도관(410)을 향하는 방향으로 자기력(B)이 형성되며, 상기 입자상 물질(601)은 음(-) 전하로 대전된 상태이므로, 상기 입자상 물질(601)의 이동방향(점선)에 반대인 방향으로 전기장(Q)이 형성된다.

이에 따라, 도 2에 도시된 바와 같이, 하전입자가 자기장 속에서 받는 힘에 대하여 정의하는 로렌츠 힘(Lorentz force)에 의하면, 상기 입자상 물질(601)은 하부방향으로 힘(F)을 받게 된다.

따라서, 도 1에 도시된 바와 같이, 상기 내부공간(101)에서 화살표 방향으로 유동하는 입자상 물질(601)은 하부방향, 즉 상기 호퍼부(200)가 위치한 방향으로 로렌츠 힘을 받게 되며, 이에 따라 자연스럽게 낙하하게 된다.

즉, 상기 내부공간(101)에서의 유동을 통해 자연스럽게 낙하하는 것 외에, 상기 로렌츠 힘에 의해 강제적으로 낙하가 유도되므로, 상기 호퍼부(200)로 제거되는 상기 가스(600)에 포함되는 입자상 물질(601)의 양은 증가하게 된다.

나아가, 앞서 설명한 바와 같이, 상기 호퍼부(200)는 양(+) 전하로 대전되므로 상기 입자상 물질(601)에 대한 인력이 추가로 작용하여, 이러한 강제적인 낙하는 더욱 유도될 수 있다.

이를 통해, 상기 집진장치(10)를 통해, 상기 가스(600)에 포함된 상기 입자상 물질(601)에 대한 낙하율은 증가하게 되며, 따라서 보다 효과적으로 상기 가스(600)에 포함된 유해물질의 포집 효율이 향상될 수 있다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 전자기력 집진장치를 도시한 사시도이다.

본 실시예에서의 상기 전자기력 집진장치(11)는, 자석부(501)를 제외하고는 도 1 및 도 2를 참조하여 설명한 상기 전자기력 집진장치(10)와 실질적으로 동일하므로, 동일한 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 사용하고, 중복되는 설명은 이를 생략한다.

도 3을 참조하면, 상기 전자기력 집진장치(11)에서, 상기 자석부(501)는 제1 자석부(511) 및 제2 자석부(521)를 포함한다.

이 경우, 상기 제1 자석부(511)는 상기 외주면(102)을 따라 상기 외주면(102)의 전면에 형성되지 않으며, 소정의 간격을 가지며 이격되도록 적어도 2개 이상이 형성될 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제1 자석부(511)는 상기 외주면(102) 상에 서로 마주보는 위치에 한 쌍으로 부착될 수 있다.

이 때, 상기 제1 자석부(511)는 상기 혼합부(110)의 외주면(102)의 외측에 부착될 수도 있으며, 내측에 부착되어 상기 내부공간(101) 상으로 위치할 수도 있고 이는 제한되지 않는다.

나아가, 상기 제1 자석부(511)의 배치는 서로 마주보는 위치에 두 쌍 이상으로 부착될 수도 있으며, 더 많은 개수가 서로 소정 거리 이격되며 배치될 수도 있다.

마찬가지로, 상기 제2 자석부(521)도 상기 내부도관(410)을 따라 상기 내부도관(410)의 전면에 형성되지 않으며, 소정의 간격을 가지며 이격되도록 적어도 2개 이상이 형성될 수 있다.

즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 상기 제2 자석부(521)는 상기 내부도관(410) 상에 서로 마주보는 위치에 한 쌍으로 부착될 수 있다.

이 경우, 상기 제2 자석부(521)가 배치되는 위치는 상기 제1 자석부(511)가 배치되는 위치와 서로 마주하도록 형성될 수 있다. 그리하여, 상기 제1 자석부(511)와 상기 제2 자석부(521) 사이에서 소정의 자기장이 형성될 수 있다.

이 때, 상기 제2 자석부(521)는 상기 내부도관(410)의 외측에 부착될 수도 있으며, 내측에 부착될 수도 있고 이는 제한되지 않는다.

나아가, 상기 제2 자석부(521)의 배치는 서로 마주보는 위치에 두 쌍 이상으로 부착될 수도 있으며, 더 많은 개수가 서로 소정 거리 이격되며 배치될 수도 있다. 이러한 경우도, 상기 제2 자석부(521)는 상기 제1 자석부(511)와 서로 마주하는 위치에 배치되어야 하며, 이를 통해 상기 내부공간(101)에 자기장을 효과적으로 형성할 수 있다.

한편, 본 실시예에서도, 상기 제1 자석부(511)는 N극을 가지는 영구자석 또는 전자석일 수 있으며, 상기 제2 자석부(521)는 S극을 가지는 영구자석 또는 전자석일 수 있다.

그리하여, 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 입자상 물질(601)은 하부방향, 즉 상기 호퍼부(200) 방향으로 로렌츠 힘을 인가받아 낙하하게 된다.

도 4a는 종래기술에 의한 집진장치에서의 집진효율을 측정하기 위한 시뮬레이션 결과를 도시한 이미지이고, 도 4b는 도 1에 의한 집진장치에서의 집진효율을 측정하기 위한 시뮬레이션 결과를 도시한 이미지이다.

도 4a에서와 같이 종래기술에 의한 집진장치에서의 집진효율을 측정하기 위한 시뮬레이션 결과는 하기 [표 1]에서와 같으며, 도 4b에서와 같이 도 1에 의한 집진장치(10)에서의 집진효율을 측정하기 위한 시뮬레이션 결과는 하기 [표 2]에서와 같다.

[표 1] 종래기술에 의한 집진장치의 집진효율

[표 2] 본 실시예에 의한 집진장치의 집진효율

즉, 상기 [표 1] 및 [표 2]의 시뮬레이션 결과를 비교해 보건대, 본 실시예에서의 상기 집진장치(10)의 경우, 포집효율, 즉 상기 가스(600)에 포함된 입자상 물질(601)의 제거효율이 75%에 이르는 것으로, 종래기술에서의 제거효율인 50%에 대비하여 25% 상승하는 것을 확인할 수 있었다.

이는, 상기 집진장치(10)에서, 상기 로렌츠 힘에 의해 상기 입자상 물질(601)이 하부방향으로 낙하가 강제로 유도되는 것과, 상기 호퍼부(200)의 대전 상태에 의한 인력으로 인해 낙하가 강제로 유도되는 이유라 할 수 있다.

따라서, 보다 효과적인 입자상 물질의 제거를 통해, 유해 물질의 집진 효율이 향상될 수 있다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술 분야의 숙련된 당업자는 하기의 특허 청구 범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

10, 11 : 집진장치 100 : 챔버부
110 : 혼합부 120 : 하강부
200 : 호퍼부 300 : 하전유닛
400 : 유출부 410 : 내부도관
420 : 외부도관 500, 501 : 자석부
510, 511 : 제1 자석부 520, 521 : 제2 자석부
600 : 가스 601 : 입자상 물질

Claims

입자상 물질을 포함하는 가스가 회전하는 내부공간을 형성하는 혼합부, 및 상기 혼합부의 하부에 연결되는 하강부를 포함하는 챔버부;
상기 하강부를 따라 낙하하는 입자상 물질을 저장하는 호퍼부;
상기 혼합부로부터 외부로 연결되어, 입자상 물질이 제거된 가스를 외부로 유출하며, 상기 내부공간의 중앙에 위치하는 내부도관 및 상기 내부도관에 연결되어 상기 챔버부의 외측으로 연장되는 외부도관을 포함하는 유출부;
상기 챔버부로부터 상기 유출부를 향하여 자기장을 형성하며, 상기 챔버부의 내면 또는 외면의 전면에 부착되어 N극으로 대전되는 제1 자석부, 및 상기 내부도관의 내면 또는 외면의 전면에 부착되어 S극으로 대전되는 제2 자석부를 포함하는 자석부; 및
상기 혼합부로 제공되는 상기 입자상 물질을 음(-) 전하로 하전하는 하전유닛을 포함하고,
상기 입자상 물질은, 상기 혼합부에서 회전함에 따라, 상기 자석부가 형성하는 자기장에 의해, 상기 호퍼부를 향하는 로렌츠 힘(Lorentz force)을 제공받고,
상기 호퍼부는, 양(+) 전하를 갖도록 대전되어, 상기 입자상 물질의 낙하를 촉진시는 것을 특징으로 하는 전자기력 집진장치.
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