KR102340994B1 - 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈은 와이어방전부를 포함하여 일체로 이루어지되 와이어방전부의 유지보수가 용이하고, 복수 개가 체결되어 하나의 양방향 전기집진필터 장치를 구성하는 양방향전기집진모듈에 관한 것으로, 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞과 뒤는 모두 개방된 공간을 제공하는 모듈함체와 전방 설치부와 후방 설치부와 하전영역을 형성하는 전방 와이어방전부와 후방 와이어방전부와 미세입자를 포집하는 포집부 및 포집판과 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 전압부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하여 방전부를 이루는 다수의 와이어를 용이하게 교체할 수 있고, 이를 통해 전기집진장치의 집진효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있고, 설치공간, 풍속, 풍량, 집진효율 등 따른 조건에 맞춰 블록을 결합하는 방식으로 행과 열로 집진벽을 형성하고, 이를 다중으로 설치하여 설치조건에 부합하는 전기집진장치를 상대적으로 용이하게 구성할 수 있는 효과가 있으며, 종래 철판 형태의 돌기형 방전극을 이용하는 양방향전기집진모듈에 비해 무게와 부피를 상대적으로 줄일 수 있어 양방향전기집진모듈이 상대적으로 많이 사용되는 전기집진장치의 무게를 상대적으로 줄일 수 있는 효과가 있다.

Description

와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈{Bi-directional electric dust collecting module including wire discharge part}
본 발명은 지하철 환기구와 같이 양방향으로 오염된 공기가 유통되는 곳에서 양방향으로 전기 집진이 가능한 전기집진모듈에 관한 것으로, 특히, 와이어방전부를 포함하여 일체로 이루어지되 와이어방전부의 유지보수가 용이하고, 복수 개가 체결되어 하나의 양방향 전기집진필터 장치를 구성하는 양방향전기집진모듈에 관한 것이다.
통상적으로 전기집진장치(ESP)라고 일컫는 장치의 전기집진원리를 간략히 설명드리면, 전기집진장치(ESP)는 오염된 기체 내에 포함되어 포집 대상인 먼지, 분진 내지 수분입자 등을 하전시킴으로써, 하전된 포집 대상에 쿨롱력(정전기력)이 작용하여 집진전극 방향으로 끌려감으로써 포집되는 원리로 작동한다.
이와 같은 원리를 이용하는 전기집진장치는 도 1 전기집진장치의 집진원리를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 코로나 방전을 일으키는 방전극(10)은 고전압 인가수단(PS)으로부터 11,000 Volt 이상의 높은 직류전압으로 전하를 공급받고, 이와 같이 높은 전압으로 인가된 전하는 상기 방전극(10)에 충전되어 코로나 방전으로 방전됨으로써 하전영역(A2)을 형성한다.
이때, 외부에서 유입되는 오염된 공기에 포함된 분진, 먼지 내지 수분 등과 같은 미세입자(1)는 전기적으로 중성인 상태이며, 중성인 상태의 미세입자(1)가 상기 하전영역(A2)으로 들어오면 중성인 상태에서 음이온을 띤 기체분자와의 충돌 내지 흡착으로 음성인 상태의 하전된 미세입자(2)가 된다.
오염된 공기에 포함된 포집대상인 미세입자(1)가 하전되는 원리를 간단히 설명하면 방전극(10)에서 코로나 방전을 통해 주위에 강한 전계영역(A1)을 형성하고, 이와 같은 강한 전계영역(A1)은 주변기체의 내에 존재하는 자유전자를 가속시키고, 가속된 자유전자는 빠른 속도로 이동하면서 다른 기체분자와 충돌하며, 이렇게 가속된 자유전자와 충돌한 기체분자는 자유전자를 하나 더 배출하면서 양이온이 된다.
이와 같이 형성된 양이온이 된 기체분자는 방전극(10)를 향해 이동하면서 방전극(10)을 포위하고 있는 기체분자 또는 방전극(10) 자체에 충돌하고, 이때 발생한 새로운 자유전자는 전기장을 따라 접지된 집진전극(30)을 향해서 이동하고, 이와 같이 이동하는 자유전자는 전계영역(A1)을 벗어나면 전계가 약해져 급격히 이동속도가 떨어지고, 결국 기체분자를 이온화시키지는 못하는 속도로 기체분자와의 충돌로 기체분자의 표면에 흡착되어 음이온을 띤 기체분자를 형성한다.
이렇게 음이온을 띤 기체분자는 하전영역(A2)에 있는 미세입자(1)와 충돌 내지 흡착하여 미세입자를 하전시킨다.
이와 동시에 방전극(10)과 나란히 소정의 간격으로 떨어져 있고 다수의 접지된 판상의 집진전극(30, 30-1)과 상기 집진전극(30, 30-1) 사이에 고전압 공급수단에 연결되어 고전압이 걸리는 판상의 다수의 전압판(20)을 형성하여 양쪽 집진전극(30, 30-1))은 정전유도와 정전방전으로 양극(+)으로 대전된다.
따라서 전압판(20)과 집진전극(30) 사이에서는 전기장이 형성되고, 상기 전기장으로 유입되는 하전된 미세입자(1)는 상기 집진전극(30)과는 인력이 작용하고, 상기 전압판(20)과는 척력이 작용하여 상기 집진전극(30)으로 끌려가서 부착된다.
이렇게 접지된 집진전극(30)으로 끌려가서 부착됨으로써 포집된 미세입자(2)는 전하를 잃게되어 전기적으로 중성인 미세입자가 된다.
이때, 상기 척력과 인력은 쿨롱(Coulomb)의 법칙에 따라 야기되는 힘으로 자세한 설명은 생략하다.
이와 같은 전기집진원리를 이용하는 전기집진장치는 통상적으로 1단형과 2단형으로 구분하는데, 1단형은 방전극을 포함하는 방전부와 집진부를 일체로 한 것으로 코트렐(Cottrell) 집진기라 불리며, 대기오염 방지수단으로 현재 가장 보편적으로 쓰이고 있다.
통상 3만V ~ 10만V 사이에서 운전되며, 구조가 간단하고 집진성능이 우수하여 현재 각종 산업용 플랜트에서 발생하는 액상 및 고상 입자의 배출을 방지하는 산업용 먼지 배출 방지장치로써 널리 사용되고 있다.
그러나, 이와 같은 1단형은 반복하여 하전과 집진을 하기 때문에 재비산 방지에는 효과적이지만 역전리 현상이 발생하는 문제점이 있고, 집진전극에 높은 전압을 인가해야만 하고, 집진전극에서 방전이 될 시에는 집진능력을 상실하는 문제점이 있다.
또한, 집진전극에 먼지가 포집되어 약 8 ㎜~12.7 ㎜ 두께까지 먼지층이 형성되면, 상기 포집된 먼지를 탈진(Rapping)해야만 지속적으로 집진능력을 유지할 수 있으므로 반드시 살수 장치 내지 기계적 충격 또는 진동을 가하는 추타 장치 등을 부가해야만 하는 문제점이 있다.
만일, 탈진이 이루어지지 않으면 역전리 현상이 발생하여 하전된 먼지를 중화시켜 집진성능이 크게 저하되고, 포집된 먼지는 중화되어 재비산하는 문제가 발생한다.
상기 2단형은 방전극을 포함하는 방전부와 집진부가 별도로 되어 있는 것으로 방전부의 방전극과 집진부의 집진전극의 전압차에 의해 전기장을 형성하고, 상기 방전부를 거쳐 하전된 입자가 상기 전기장 내로 유입되면 이를 상기 집진부의 집진전극으로 끌어당겨 포집한다.
이와 같은 2단형은 방전부와 집진부와 전계가 분리되어 있어 비교적 함진 농도가 적은 배기 처리에 주로 사용된다.
한편, 2단형은 역전리가 일어나지 않는 장점이 있으나, 재비산 먼지를 그대로 배출시키는 문제점이 있고, 상대적으로 구조가 복잡한 문제점이 있다.
상기와 같은 1단형 정전필터 시스템과 2단형 정전필터 시스템의 문제점을 해결하기 위하여 종래기술로 출원번호 10-2005-0127542호 "유도전압을 이용한 전기집진장치"가 개시된바 있다.
상기 종래기술은 집진전극을 접지시키며, 전기적인 연결없이 독립적으로 존재하는 돌기형 방전전극에 의해 유도되는 유도전압을 일으키는 유도전압판을 포함하는 것을 특징으로 하고, 이를 집진전극의 사이에 설치함으로써 정전계를 형성하여 접지된 집진전극으로 쿨롱력에 의해 끌려가는 하전된 먼지에 추진력을 부가함으로써 집진능력을 증가시키는 것을 기술적 특징으로 한다.
상기 종래기술은 방전전극을 톱과 같은 형상의 돌기형 방전전극으로 대체함으로써 기계적 강도를 높이고 상대적으로 넓은 하전 영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.
한편, 2단형 전기집진장치에서 오염된 공기가 관통하면서 하전되는 방전부의 방전극들을 다수의 와이어를 소정의 간격으로 배치하여 하전영역을 형성하는 경우, 풍속 등으로 인해 와이어가 진동하게 되고, 이와 같은 진동으로 인해 와이어가 빈번하게 끊어지는 문제가 발생하고, 와이어가 끊어지는 경우 포집대상에 대한 충분한 하전이 이루어지지 못하는 문제가 발생하여 즉시 방전부의 유지보수가 이루어져야 하지만 종래 와이어 방식을 이용하는 전기집진장치에 있어서 와이어의 유지보수가 매우 어려운 문제가 있다.
또한, 지하철 환기구 내지 대형 지하시설의 환기장치와 같이 유속이 빠르고 유량도 상대적으로 큰 곳에 대응하기 위하여 요구되는 전기집진장치를 구성하기 곤란한 문제점이 있다.
즉, 전기집진장치가 설치되는 장소의 풍속, 풍량, 함진농도 등을 고려하여 설치장소의 조건에 맞춰 전기집진장치를 개별적으로 설계를 해야만 하는 문제점이 있다.
따라서, 파손된 와이어의 교체가 용이하고, 전기집진장치가 설치되는 장소의 상황에 따라 별다른 어려움없이 설치 장소의 조건에 맞춰 블록을 결합하는 방식으로 2단형 전기집진장치를 용이하게 구성할 수 있도록 소정의 기준으로 표준화된 양방향전기집진모듈이 요구되고 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 방전부를 이루는 다수의 와이어를 용이하게 교체할 수 있는 양방향전기집진모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 전기집진장치를 설치함에 있어 설치공간, 풍속, 풍량, 집진효율 등 따른 조건에 맞춰 블록을 결합하는 방식으로 조립하여 조건에 부합하는 전기집진장치를 제공할 수 있는 양방향전기집진모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 상대적으로 풍속이 빠르고 풍량이 많은 지하철 환기구에 적용되어 초미세먼지까지 상대적으로 높은 효율로 포집할 수 있는 양방향전기집진모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 본 발명은 종래 철판 형태의 돌기형 방전극을 이용하는 양방향전기집진모듈에 비해 무게와 부피를 상대적으로 줄일 수 있어 양방향전기집진모듈이 상대적으로 많이 사용되는 경우의 전기집진장치의 무게를 상대적으로 줄일 수 있는 양방향전기집진모듈을 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 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈은 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞/뒤/상/하면은 모두 개방된 공간을 제공하는 모듈함체; 상기 모듈함체의 전단에 설치되며, 고전압 공급수단에 연결된 전극이 노출되어 전방 와이어방전부의 와이어방전극이 상기 전극에 연결되는 전방 설치부; 상기 모듈함체의 후단에 설치되며, 고전압 공급수단에 연결된 전극이 노출되어 후방 와이어방전부의 와이어방전극이 상기 전극에 연결되는 후방 설치부; 상기 전방 설치부에 설치되며, 상기 전방 설치부에 노출된 전극과 접촉되는 다수의 와이어방전극을 포함하여 하전영역을 형성하는 전방 와이어방전부; 상기 후방 설치부에 설치되며, 상기 후방 설치부에 노출된 전극과 접촉되는 다수의 와이어방전극을 포함하여 하전영역을 형성하는 후방 와이어방전부; 상기 전방 와이어방전부와 상기 후방 와이어방전부 사이에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접진된 포집판을 오염된 공기가 유통되는 방향으로 나란하게 연속으로 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 포집부; 및 상기 포집부의 포집판들 사이에 마다 등간격으로 설치되고 고전압 공급수단에 연결되는 다수 개의 전압판으로 이루어져 포집판과 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 전압부;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 상기 모듈함체는 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부는 사각 프레임 형태를 갖고, 사각 프레임 형태의 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부의 측면과 결합하여 폐쇄된 측면을 형성하며 외주면을 따라 수직으로 동일한 높이로 형성한 결합틀을 갖는 한쌍의 측판부;를 포함하여, 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부의 양쪽 측면에 상기 측판부를 각각 결합하여 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 상기 한쌍의 측판부는 어느 한쪽 측판부의 결합틀이 다른 한쪽 측판부의 결합틀에 삽입되어 포개질 수 있는 크기로 이루어지는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 상기 한쌍의 측판부는 결합틀의 내측으로 삽입되거나 외측으로 삽입되어 측판부의 측면 노출부위를 마감하는 합성수지 소재로 이루어진 마감커버;를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 있어서, 상기 측판부의 결합틀은 볼트 체결을 위한 볼트 체결공이 형성되는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한,본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부는 관통하는 바람을 중심방향으로 모아주는 경사면을 갖는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 있어서, 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부에 노출되는 전극은 수평으로 가로지는 봉 형태로 하고, 상기 봉 형태의 전극은 애자에 의해 고정되면서 상기 측판부에 노출되며, 상기 와이어방전극은 상기 봉 형태의 전극을 감싸면서 접하도록 오목한 부위가 형성된 접촉단을 형성하고, 방전이 이루어지는 와이어는 상기 접촉단에 결합되어 이루어지는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 상기 전방 와이어 방전부 및 상기 후방 와이어 방전부는 절연을 위한 합성수지 소재로 이루어지고, 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부에 삽입되는 형상의 삽입틀과 상기 삽입틀에 설치되는 다수의 와이어방전극으로 이루어지는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 있어서, 상기 와이어방전극의 말단은 상기 전극과 면접하는 블록형태의 접촉단을 갖고, 상기 삽입틀은 상기 접촉단이 삽입되어 고정되는 다수의 와이어방전극 설치홈을 형성하는 것;을 기술적 특징으로 한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈은 모듈함체의 앞면과 뒷면에 설치되는 공기가이드;를 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.
본 발명은 상기와 같은 과제의 해결 수단을 통해, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈은 방전부를 이루는 다수의 와이어를 용이하게 교체할 수 있고, 이를 통해 전기집진장치의 집진효율이 저하되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈은 설치공간, 풍속, 풍량, 집진효율 등 따른 조건에 맞춰 블록을 결합하는 방식으로 행과 열로 집진벽을 형성하고, 이를 다중으로 설치하여 설치조건에 부합하는 전기집진장치를 상대적으로 용이하게 구성할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈은 상대적으로 풍속이 빠르고 풍량이 많은 지하철 환기구에 적용되어 초미세먼지까지 상대적으로 높은 효율로 포집할 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈은 종래 철판 형태의 돌기형 방전극을 이용하는 양방향전기집진모듈에 비해 무게와 부피를 상대적으로 줄일 수 있어 양방향전기집진모듈이 상대적으로 많이 사용되는 전기집진장치의 무게를 상대적으로 줄일 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 전기집진장치의 집진원리를 설명하기 위한 도면,
도 2는 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 구성을 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 모듈함체의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 측판부의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 측판부의 마감커버를 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 전방 설치부와 후방 설치부에 노출되는 전극을 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 전방 와이어방전부와 후방 와이어방전부의 실시 예를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 공기가이드를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 공기가이드의 기능을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈을 이용한 전기집진장치 설계 사례를 보인 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.
본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈은 도 2 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈의 구성을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)은 모듈함체(110), 전방 설치부(120), 후방 설치부(130), 전방 와이어방전부(140), 후방 와이어방전부(150), 포집부(160) 및 전압부(170)를 포함하여 이루어진다.
상기 모듈함체(110)는 상기 도 2에 도시한 바와 같이, 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞과 뒤는 모두 개방된 공간을 제공한다.
이와 같은 모듈함체(110)는 외관을 형성하고 지지틀 역할을 함에 따라 금속 소재로 이루어지고, 상면과 하면은 개방되거나 폐쇄될 수 있다.
한편, 모듈함체(110)는 직육면체 형태로 하여 다수 개의 양방향전기집진모듈이 블록처럼 결합할 수 있도록 한다.
상기 전방 설치부(120)와 후방 설치부(130)는 상기 모듈함체(110)의 전단과 후단에 각각 결합되어 설치된다.
즉, 전방 설치부(120)는 모듈함체(110)의 전단에 결합하고, 상기 후방 설치부(130)는 모듈함체(110)의 후단에 결합한다.
따라서, 순방향에서 오염된 공기(F)가 유입되는 경우, 상기 전방 설치부(120)는 모듈함체(110)의 입구가 되고 상기 후방 설치부(130)는 모듈함체(110)의 출구가 된다.
반대로, 역방향에서 오염된 공기(R)가 유입되는 경우에는 상기 후방 설치부(130)는 모듈함체(110)의 입구가 되고 상기 전방 설치부(120)는 모듈함체(110)의 출구가 된다.
이와 같은 전방 설치부(120)와 후방 설치부(130)는 상기 전방 와이어방전부(140)와 후방 와이어방전부(150)가 각각 설치될 수 있는 공간을 제공하므로 상기 전방 설치부(120)와 후방 설치부(130)에 고전압 공급급수단의 고전압의 전류를 공급하기 위하여 고전압 공급수단에 연결된 전극이 노출된다.
즉, 전방 설치부(120)는 고전압 공급수단에 연결된 전극(121)이 노출되어 있어 전방 와이어방전부(140)의 와이어방전극(141)이 상기 전극(121)에 연결되는 구조를 갖는다.
따라서, 후방 설치부(130) 역시 고전압 공급수단에 연결된 전극(121)이 노출되어 있어 후방 와이어방전부(150)의 와이어방전극(151)이 상기 전극(121)에 연결되는 구조를 갖는다.
한편, 상기 도 3에 도시한 바와 같이, 전방 설치부(120) 및 상기 후방 설치부(130)는 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)을 향해 유입되어 관통하는 바람을 포집부(160)에 의해 하전된 미세입자에 대한 포집이 이루어지는 중심방향으로 모아주는 역할을 하는 경사면(122, 132)을 갖는 것이 바람직하다.
이와 같은 경사면(122, 132)은 통해 집진효율을 상대적으로 향상시키고 공기가 안정적으로 흐를 수 있도록 영향을 미친다.
상기 전방 와이어 방전부(140)는 상기 도 2에 도시한 바와 같이 상기 전방 설치부(120)에 설치되며, 상기 전방 설치부(120)에 노출된 전극(121)과 접촉되는 다수의 와이어방전극(141)을 포함하여 하전영역을 형성하고, 상기 후방 와이어 방전부(150) 역시 상기 전방 와이어 방전부(140)와 동일한 구조와 형태를 갖는 구성으로 상기 후방 설치부(130)에 설치되며, 상기 후방 설치부(130)에 노출된 전극(131)과 접촉되는 다수의 와이어방전극(151)을 포함하여 하전영역을 형성한다.
한편, 상기 와이어방전극(141, 151)은 전기집진장치에서 하전영역을 생성하기 위해 통상적으로 사용되는 직경 1 mm 이하의 가느다란 금속선으로 텅스텐 소재가 주로 이용되고 있다.
상기 포집부(160)는 상기 전방 와이어방전부(140)와 상기 후방 와이어방전부(150) 사이에 위치하며, 전기전도율이 높은 통전소재로 이루어지고 상기 도 2에 도시한 바와 같은 판 형의 포집판(161)을 소정의 간격으로 병렬로 적층시켜 오염된 공기가 유통되는 방향으로 나란하게 배치되어 하전된 미세입자를 포집한다.
이와 같이 포집부(160)를 이루는 포집판(161)들은 전기적으로 연결되고 접진되어 양전하(+)를 갖는 전극이 된다.
상기 전압부(170)는 상기 도 2에 도시한 바와 같이 상기 포집부(160)의 포집판(161)들 사이에 마다 등간격으로 설치되고 서로 전기적으로 연결되어 고전압 공급수단으로부터 고전압으로 전하를 공급받음으로써 음전하(-)를 갖는 전극이 되는 다수 개의 전압판(171)으로 이루어져 포집판(161)과 전압판(171) 사이에서 강력한 전기장을 형성한다.
따라서, 하전된 미세입자(1)는 양전하(+)를 갖는 포집판(161)과 음전하(-)를 갖는 전압판(171) 사이의 전하량 차이로 인해 생성된 전기장에 의해 포집판(161) 쪽으로 인력이 작용하고 전압판(171)과는 척력이 작용하여 포집판(161)에 포집된다.
또한, 상기 모듈함체(110)는 도 3 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 모듈함체의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 전방 설치부(120) 및 상기 후방 설치부(130)는 사각 프레임 형태를 갖고, 사각 프레임 형태의 상기 전방 설치부(120) 및 상기 후방 설치부(130)의 측면과 결합하여 폐쇄된 측면을 형성하며 외주면을 따라 수직으로 동일한 높이로 형성한 결합틀(112)을 갖는 한쌍의 측판부(111-1, 111-2)를 포함하여, 상기 전방 설치부(120) 및 상기 후방 설치부(130)의 양쪽 측면에 상기 측판부(111-1, 111-2)를 각각 결합하여 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 도 3에 도시한 바와 같이, 모듈함체(110)가 사각 프레임 형태의 전방 설치부(120) 및 후방 설치부(130)와 측판부(111-1, 111-2)를 결합하여 만들어지는 경우 앞면과 뒷면을 비롯하여 상면 및 하면 모두 개방된 구조가 된다.
한편, 상기 결합틀(112)은 모듈함체(110) 자체의 기계적 강도를 높이는 역할을 함과 동시에 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)를 복수 개로 조립하는 경우 양방향전기집진모듈(100) 간에 결합을 위한 결합면을 제공하는 역할을 한다.
또한, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)의 한쌍의 측판부(111)는 도 4 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 측판부의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 어느 한쪽 측판부(111-1)의 결합틀(112-1)이 다른 한쪽 측판부(111-2)의 결합틀(112-1)에 삽입되어 포개질 수 있는 크기로 이루어지는 것이 바람직하다.
즉, 상기 도 4에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)을 결합시 서로 접하는 부분의 측판부가 서로 포개질 수 있도록 하여 결합된 상태에서의 기계적 강도를 상대적으로 매우 높일 수 있는 장점이 있고, 전체적인 부피를 줄일 수 있는 장점이 있다.
예를 들어 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)의 폭이 100 cm이고 양쪽 측판부(111)의 결합틀(112)의 폭이 각각 10 cm 라면, 5개의 양방향전기집진모듈(100)을 결합시 전체 폭은 500 cm가 되지만, 만일 상기 도 4와 같이 측판부(111)가 포개질 수 있도록 하면 전체 폭은 460 cm가 된다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈은 상기 한쌍의 측판부(111)는 결합틀(112)의 내측으로 삽입되거나, 도 5 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 측판부의 마감커버를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 외측으로 삽입되어 측판부(111)의 측면 노출부위를 마감하는 합성수지 소재로 이루어진 마감커버(113)를 더 포함한다.
특히, 상기 측판부(111)가 상기 도 4에 도시한 바와 같이 서로 포개질 수 있도록 어느 한쪽의 측판부(111-1)에 형성된 결합틀(112-1)이 다른 한쪽의 측판부(111-2)의 결합틀(112-2)에 비해 작은 크기를 갖는 경우 상기 마감커버(113)는 상대적으로 작아진 만큼의 두께로 형성되어 마감커버(113)가 결합된 어느 한쪽의 측판부(111-1)는 다른 한쪽의 측판부(111-2)와 동일한 크기가 된다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 있어서, 상기 측판부(111)의 결합틀(112)은 볼트(115) 체결을 위한 볼트 체결공(114)이 형성되는 것이 바람직하다.
다수 개의 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈을 결합시켜 양방향전기집진장치를 구성함에 있어서, 각 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈의 결합은 용접방식이나 다양한 체결 수단을 이용하여 결합이 가능하나, 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 측판부(111)의 결합틀(112)에 볼트(115) 체결을 위한 볼트 체결공(114)을 형성하여 체결 수단으로 볼트(115)를 이용하여 서로 접하고 있는 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈을 결합시킴으로써 향후 해체가 가능하며 빠른 조립과 기계적 안정성이 상대적으로 높은 장점이 있다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈(100)에 있어서, 상기 전방 설치부(120) 및 상기 후방 설치부(130)에 노출되는 전극은 도 6 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 전방 설치부와 후방 설치부에 노출되는 전극을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 고전압 공급수단에 연결되어 고전압의 전류를 공급하는 전극(121)은 전방 설치부(120) 및 상기 후방 설치부(130)에 각각 설치되어 노출되고, 수평으로 가로지는 봉 형태를 갖는다.
상기 봉 형태의 전극(121)은 애자(121-1)에 의해 고정되면서 상기 측판부(112)에 노출되며, 상기 와이어방전극(141)은 상기 봉 형태의 전극(121)을 감싸면서 접하도록 오목한 부위가 형성된 접촉단(1411)을 형성하고, 방전이 이루어지는 와이어(1412)는 상기 접촉단(1411)에 결합되어 이루어진다.
따라서, 고전압 공급수단과 전극(121), 접촉단(1411) 및 와이어(1412)는 전기적으로 연결되어 각 와이어(1412)는 상기 고전압 공급수단으로부터 직류 10 KV ~ 12 KV를 전극(121)과 접촉단(1411)을 통해 공급받아 하전 영역을 형성하고, 하전 영역을 통과하는 포집대상인 미세먼지 등은 하전된다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈(100)의 상기 전방 와이어 방전부(140) 및 상기 후방 와이어 방전부(150)는 도 7 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 전방 와이어방전부와 후방 와이어방전부의 실시 예를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 전방 와이어 방전부(140) 및 후방 와이어 방전부(150)는 다수의 와이어방전극(141)이 삽입되어 설치되는 삽입틀(142)과 다수의 와이어방전극(141)으로 이루어진다.
이때, 상기 삽입틀(142)는 절연을 위한 합성수지 소재로 이루어지므로, 상기 삽입틀(142)은 발포수지를 원료로 하여 성형틀을 통해 제작될 수 있고, 이와 같이 성형틀이 발포수지를 이용한 합성수지 폼으로 성형된 경우 무게가 상대적으로 가벼운 장점이 있다.
따라서, 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 와이어방전극(141)의 말단이 상기 전극(121)과 면접하기 위한 블록 형태의 접촉단(1411)을 갖는 경우, 상기 삽입틀(142)은 상기 접촉단(1411)이 삽입되어 고정될 수 있는 형상을 갖는 다수의 와이어방전극 설치홈(142-1)을 형성한다.
또한, 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈(100)은 모듈함체(110)의 앞면과 뒷면에 설치되는 공기가이드(180)를 더 포함한다.
상기 공기가이드(180)를 도 8 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 공기가이드를 설명하기 위한 도면 및 도 9 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈에 따른 공기가이드의 기능을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 예를 들어 양방향 전기집진장치를 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)을 3행 4열로 결합시켜 구성하는 경우, 전방(F)은 전방 와이어방전부(140)에 의해 개방된 부분을 제외하고 모두 폐쇄되며, 후방(R) 역시 후방 와이어방전부(150)에 의해 개방된 부분을 제외하고는 모두 폐쇄된다.
이와 같은 폐쇄면은 모듈함체(110)에 의해 형성되는 것으로 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)의 사용 개수에 비례하여 늘어난다.
그리고, 상기 도 9의 (b)에 도시한 바와 같이 상기 폐쇄면은 공기의 원활한 흐름을 방해하고 와류가 발생하여 공명음을 일으킬 수 있는 문제가 있어 상기 도 9의 (a)에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)로 이루어진 전기집진장치의 전방(F)과 후방(R)에 상기 폐쇄면을 가지면서 공기가 자연스럽게 흐를 수 있도록 하는 공기가이드(180)를 부가하여 해결한다.
이상 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)을 실시 예를 통해 상세히 설명하였고, 이와 같은 본 발명에 따른 양방향 전기진집모듈(100)은 요구되는 전기집진장치의 설계 사양에 따라 도 10 본 발명 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈을 이용한 전기집진장치 설계 사례를 보인 도면에 도시한 바와 같이, 본 발명에 따른 양방향 전기집진모듈(100)을 행/열/단으로 결합시켜 용이하게 양방향 전기집진장치를 구성할 수 있다.
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.
A1 : 전계영역
A2 : 하전영역
PS : 고전압 공급수단
1 : 포집대상
10 : 방전극
20 : 전압판
30 : 집진전극
100 : 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈
110 : 모듈함체
111 : 측판부
112 : 결합틀
113 : 마감커버
114 : 볼트 체결공
115 : 볼트
120 : 전방 설치부
121 : 전극
121-1 : 애자
122 : 경사면
130 : 후방 설치부
131 : 전극
132 : 경사면
140 : 전방 와이어방전부
141 : 와이어방전극
142 : 삽입틀
142-1 : 와이어방전극 설치홈
150 : 후방 와이어방전부
151 : 와이어방전극
160 : 포집부
161 : 포집판
170 : 전압부
171 : 전압판
180 : 공기가이드
1411 : 접촉단
1412 : 와이어

Claims (10)

  1. 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞과 뒤는 모두 개방된 공간을 제공하는 모듈함체; 상기 모듈함체의 전단에 설치되며, 고전압 공급수단에 연결된 전극이 노출되어 전방 와이어방전부의 와이어방전극이 상기 전극에 연결되는 전방 설치부; 상기 모듈함체의 후단에 설치되며, 고전압 공급수단에 연결된 전극이 노출되어 후방 와이어방전부의 와이어방전극이 상기 전극에 연결되는 후방 설치부; 상기 전방 설치부에 설치되며, 상기 전방 설치부에 노출된 전극과 접촉되는 다수의 와이어방전극을 포함하여 하전영역을 형성하는 전방 와이어방전부; 상기 후방 설치부에 설치되며, 상기 후방 설치부에 노출된 전극과 접촉되는 다수의 와이어방전극을 포함하여 하전영역을 형성하는 후방 와이어방전부; 상기 전방 와이어방전부와 상기 후방 와이어방전부 사이에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접진된 포집판을 오염된 공기가 유통되는 방향으로 나란하게 연속으로 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 포집부; 및 상기 포집부의 포집판들 사이에 마다 등간격으로 설치되고 고전압 공급수단에 연결되는 다수 개의 전압판으로 이루어져 포집판과 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 전압부;를 포함하되,
    상기 모듈함체는 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부는 사각 프레임 형태를 갖고, 사각 프레임 형태의 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부의 측면과 결합하여 폐쇄된 측면을 형성하며 외주면을 따라 수직으로 동일한 높이로 형성한 결합틀을 갖는 한쌍의 측판부;를 포함하여, 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부의 양쪽 측면에 상기 측판부를 각각 결합하여 이루어지고, 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부는 관통하는 바람을 중심방향으로 모아주는 경사면을 갖으며,
    상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부에 노출되는 전극은 수평으로 가로지는 봉 형태로 하고, 상기 봉 형태의 전극은 애자에 의해 고정되면서 상기 측판부에 노출되며, 상기 와이어방전극은 상기 봉 형태의 전극을 감싸면서 접하도록 오목한 부위가 형성된 접촉단을 형성하고, 방전이 이루어지는 와이어는 상기 접촉단에 결합되어 이루어지는 것;을 특징으로 하되,
    상기 한쌍의 측판부는 어느 한쪽 측판부의 결합틀이 다른 한쪽 측판부의 결합틀에 삽입되어 포개질 수 있는 크기로 이루어지고, 결합틀의 내측으로 삽입되거나 외측으로 삽입되어 측판부의 측면 노출부위를 마감하는 합성수지 소재로 이루어진 마감커버;를 더 포함하고,
    상기 전방 와이어 방전부 및 상기 후방 와이어 방전부는 절연을 위한 합성수지 소재로 이루어지고, 상기 전방 설치부 및 상기 후방 설치부에 삽입되는 형상의 삽입틀과 상기 삽입틀에 설치되는 다수의 와이어방전극으로 이루어지고, 상기 와이어방전극의 말단은 상기 전극과 면접하는 블록형태의 접촉단을 갖고, 상기 삽입틀은 상기 접촉단이 삽입되어 고정되는 다수의 와이어방전극 설치홈을 형성하는 것;을 특징으로 하는 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 삭제
  5. 제1항에 있어서, 상기 측판부의 결합틀은
    볼트 체결을 위한 볼트 체결공이 형성되는 것;을 특징으로 하는 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈.
  6. 삭제
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
  10. 제1항에 있어서,
    모듈함체의 앞면과 뒷면에 설치되는 공기가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 와이어방전부를 갖는 양방향전기집진모듈.
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