KR102460583B1 - Dust Collecting Device Using Turbulent Flow - Google Patents

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황정호
류태우
최현식
강명수
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연세대학교 산학협력단
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Abstract

본 발명은 교류 전원으로 형성되는 전기장 및 믹싱 부재로 형성되는 난류 유동을 이용하여 하전된 미세입자를 효율적으로 응집시키는 장치에 관한 것으로, 구체적으로 유입되는 미세입자를 대전시킨 후 대전된 미세입자를 믹싱부재와 충돌시켜 난류를 형성하게 하여 미세입자의 응집시키고, 교류전압에 의한 전기장을 형성하여 대전된 미세입자를 진동시켜 응집시킬 수 있어 미세입자뿐만 아니라 초미세입자의 경우도 효과적으로 제거할 수 있으며, 기존의 전기 집진 장치와 용이하게 연계하여 사용할 수 있는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to an apparatus for efficiently aggregating charged fine particles by using an electric field formed by an AC power source and a turbulent flow formed by a mixing member, specifically, by charging the inflowing fine particles and then mixing the charged fine particles It collides with a member to form turbulence to agglomerate the fine particles, and forms an electric field by AC voltage to vibrate the charged fine particles to agglomerate them, effectively removing not only fine particles but also ultra-fine particles It is characterized in that it can be used in easy connection with the electrostatic precipitator of

Description

난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치{Dust Collecting Device Using Turbulent Flow}Dust Collecting Device Using Turbulent Flow

본 발명은 교류 전원으로 형성되는 전기장 및 믹싱부재로 형성되는 난류 유동을 이용하여 하전된 미세입자를 효율적으로 응집시키는 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for efficiently aggregating charged fine particles using an electric field formed by an AC power source and a turbulent flow formed by a mixing member.

일반적으로 산업현장에서는 다량의 배출가스가 발생하고 있으며, 이러한 배출가스는 인체에 유해한 다량의 미세먼지를 포함한다. 중국발 미세먼지와 함께 그 심각성이 널리 전파되어 다량의 배출가스가 발생하는 환경에는 인체에 유해한 다량의 입자를 제거하기 위한 미세먼지 포집 장치가 사용되고 있다.In general, a large amount of exhaust gas is generated in industrial sites, and such exhaust gas contains a large amount of fine dust harmful to the human body. In an environment where a large amount of exhaust gas is generated as the severity of fine dust from China is widely spread, a fine dust collecting device is used to remove a large amount of particles harmful to the human body.

대기 중이나 특정한 환경에 존재하는 미세입자를 제어하는 기술은 다양한 범위에서 응용되고 있으며, 산업적으로도 중요한 위치를 차지해 가고 있다. 특히 대기 중에 존재하는 미세입자는 기계장치의 고장의 원인이 되고, 시계를 떨어뜨리고, 인체에 치명적인 영향을 줄 수 있다.Techniques for controlling fine particles in the atmosphere or in a specific environment are being applied in a wide range of fields and occupying an important position in industry. In particular, fine particles present in the atmosphere can cause malfunction of mechanical devices, drop the clock, and have a fatal effect on the human body.

등록특허공보 제10-0634490호Registered Patent Publication No. 10-0634490

전기 집진기는 기체 중에 부유하는 입자를 코로나방전(corona discharge)으로 하전하고 여기에 전계를 형성시켜 정전기력으로 미세먼지를 포집 제거하는 방식으로, 그 성능은 포집되는 입자의 전기 저항율에 크게 좌우된다. 특히, 전기 저항율이 높은 입자의 경우 '역전리(back corona)현상'이라고 하는 이상현상이 발생하고 집진 성능이 저하된다. 이러한 역전리 현상은 대전되어 집진판에 부착된 분진입자를 전기적으로 중화시켜버려 입자를 재비산시켜 버리는 경우도 발생한다. 또한, 전기 집진기 역시 비교적 큰 입자의 처리만 가능하고, 초미세입자의 처리는 제한된다는 단점이 있다.The electrostatic precipitator is a method of collecting and removing fine dust with electrostatic force by charging particles floating in a gas by corona discharge and forming an electric field here. In particular, in the case of particles having a high electrical resistivity, an abnormal phenomenon called 'back corona phenomenon' occurs and dust collection performance is deteriorated. This reverse ionization phenomenon may also occur when the particles are re-dispersed by electrically neutralizing the dust particles attached to the dust collecting plate after being charged. In addition, the electrostatic precipitator also has a disadvantage in that it can only process relatively large particles, and the processing of ultra-fine particles is limited.

이에, 본 발명은 미세입자에 난류 유동을 유도하여 미세입자뿐만 아니라 초미세입자도 효과적으로 응집할 수 있는 응집 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.Accordingly, an object of the present invention is to provide an agglomeration device capable of effectively aggregating not only fine particles but also ultra-fine particles by inducing turbulent flow in the fine particles.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 미세입자를 대전시키는 제1 대전 전극 및 제2 대전 전극을 구비한 대전부; 제1 전극과 제2 전극 사이에 전기장이 형성되어 대전된 미세입자를 응집시키는 응집부; 지그 재그 방식으로 배열되어, 대전된 미세입자에 난류 유동을 유도하여 응집시키는 믹싱 부재; 및 상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결되고, 교류전원으로 대전된 미세입자를 진동시키는 전원장치;를 포함하는 난류 유동을 이용한 응집장치를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a charging unit having a first charging electrode and a second charging electrode for charging the fine particles; an agglomeration unit for aggregating the charged fine particles by forming an electric field between the first electrode and the second electrode; a mixing member arranged in a zigzag manner to induce a turbulent flow to the charged microparticles and aggregate them; and a power supply device connected to the first electrode and the second electrode and vibrating the fine particles charged with an AC power source.

일 실시예로, 상기 믹싱 부재는 제1 플레이트와 제2 플레이트를 포함하고, 상기 제1 플레이트 일측 모서리와 제2 플레이트의 일측 모서리가 결합 되어 사잇각을 형성하는 난류 유동을 이용한 응집장치를 제공한다.In one embodiment, the mixing member includes a first plate and a second plate, and provides a coagulation device using a turbulent flow in which one edge of the first plate and one edge of the second plate are coupled to form an angle between them.

일 실시예로, 상기 결합은 힌지 결합으로 형성되어 사잇각을 조절할 수 있는 난류 유동을 이용한 응집장치를 제공한다.In one embodiment, the coupling is formed by a hinge coupling to provide a coagulation device using a turbulent flow that can control the angle between the couplings.

일 실시예로, 상기 복수개의 믹싱 부재의 사잇각은 30°내지 90°인 난류 유동을 이용한 응진장치를 제공한다.In one embodiment, an angle between the plurality of mixing members is 30° to 90° to provide a vibrating device using turbulent flow.

일 실시예로, 상기 복수개의 믹싱 부재의 사잇각은 동일한 난류 유동을 이용한 응집장치를 제공한다.In one embodiment, the angle between the plurality of mixing members is the same to provide a coagulation device using the same turbulent flow.

본 발명에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치는 미세입자를 대전시킨 후 난류 유동 및 진동을 통해 정전기전 인력으로 응집시킬 수 있으므로 미세입자뿐만 아니라 초미세입자도 효과적으로 제거할 수 있다.The agglomeration device using turbulent flow according to the present invention can effectively remove not only fine particles but also ultra-fine particles because the fine particles can be agglomerated by electrostatic attraction through turbulent flow and vibration after being charged.

또한, 기존의 전기 집진장치, 습식 스크러버 장치 등을 용이하게 연계하여 사용할 수 있다.In addition, the existing electric dust collector, wet scrubber, etc. can be easily connected and used.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치의 구성을 개략적으로 도시한 것이다.
도 3은 본 발명의 일 실시에에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치의 믹싱부재가 지그재그방식으로 배열된 형태를 나타낸 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 믹싱부재의 형태를 나타낸 것이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 믹싱부재가 직렬로 연결된 형태를 나타낸 것이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치에 유입된 미세입자의 움직임을 나타낸 것이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 응집방법을 개략적으로 나타낸 것이다.1 schematically shows the configuration of a coagulation device using turbulent flow according to an embodiment of the present invention.
2 schematically shows the configuration of a coagulation device using turbulent flow according to an embodiment of the present invention.
3 is a view showing a form in which the mixing members of the agglomeration apparatus using turbulent flow are arranged in a zigzag manner according to an embodiment of the present invention.
4 shows the shape of a mixing member according to an embodiment of the present invention.
5 shows a form in which the mixing member according to an embodiment of the present invention is connected in series.
6 is a view showing the movement of fine particles introduced into the agglomeration apparatus using turbulent flow according to an embodiment of the present invention.
7 schematically shows a method for aggregating fine particles according to an embodiment of the present invention.

이하 설명하는 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 이하 설명하는 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 이하 설명하는 기술의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.The invention to be described below can be made various changes and can have various embodiments, and specific embodiments are illustrated in the drawings and described in detail. However, this is not intended to limit the invention described below to specific embodiments, and should be understood to include all modifications, equivalents, and substitutes included in the spirit and scope of the technology described below.

도 1 내지 도 7에는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 난류 유동을 이용한 집진기 구성이 도시되어 있다. 이하, 본 발명의 이해를 돕기 위해 첨부된 도면을 참고하여 본 발명을 보다 상세히 설명한다. 그러나 하기의 구현예는 본 발명을 보다 쉽게 이해하기 위해 제공되는 것일 뿐, 하기 구현예에 의해 본 발명의 내용이 한정되는 것은 아니다.1 to 7 show a dust collector configuration using a turbulent flow according to an embodiment of the present invention. Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings to help the understanding of the present invention. However, the following embodiments are provided for easier understanding of the present invention, and the content of the present invention is not limited by the following embodiments.

도 1 내지 도 3는 본 발명의 하나의 실시예에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치(1)의 구성을 개략적으로 도시한 것이다. 도 1 내지 도 3를 참조하여 설명하면, 본 발명에 따른 난류 유동을 이용한 응집장치는 대전부(10), 응집부(20), 믹싱부재(30) 및 전원부(40)를 포함한다. 1 to 3 schematically show the configuration of a coagulation device 1 using a turbulent flow according to an embodiment of the present invention. 1 to 3 , the coagulation apparatus using turbulent flow according to the present invention includes a charging unit 10 , a condensing unit 20 , a mixing member 30 , and a power supply unit 40 .

대전부(10)는 제1 대전전극(11) 및 제2 대전전극(12)을 포함할 수 있다. 상기 대전부(10)에는 직류 전압이 인가되고, 제1 대전전극(11)과 제2 대전전극(12)에 코로나 방전이 발생되어 미세입자를 대전시켜 (+) 또는 (-) 전하를 부여할 수 있다. 상기 제1 대전전극(11) 및 제2 대전전극(12)에서는 코로나 방전이 발생하여 그 주변을 지나는 미세입자를 대전시킬 수 있고, 제1 대전전극(11) 및 제2 대전전극(12)과 일정 거리 이격된 곳에는 제1 접지전극 및 제2 접지전극이 구비될 수 있다. 제1 대전전극(11)과 제1 접지전극 사이에 유입되는 미세입자는 (+)전극 또는 (-)전극으로 대전될 수 있고, 제2 대전전극(12)와 제2 접지전극 사이에 유입되는 미세입자는 (-) 또는 (+) 극성으로 대전될 수 있다.The charging unit 10 may include a first charging electrode 11 and a second charging electrode 12 . A DC voltage is applied to the charging unit 10, and corona discharge is generated in the first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 to charge the fine particles to give (+) or (-) electric charge. can Corona discharge is generated in the first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 to charge fine particles passing around the first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 and A first ground electrode and a second ground electrode may be provided at a place spaced apart by a predetermined distance. The fine particles flowing between the first charging electrode 11 and the first ground electrode may be charged with a (+) electrode or a (-) electrode, and the fine particles flowing between the second charging electrode 12 and the second ground electrode The microparticles can be charged with (-) or (+) polarity.

제1 대전전극(11) 및 제2 대전전극(12)는 얇은 와이어 또는 끝이 뾰족한 침상의 형태의 금속, 탄소섬유다발, 금속섬유다발, 구리다발 등 일 수 있고, 복수개 구비될 수 있다. 제1 접진전극은 제1 대전전극(11)에서 발생되는 코로나 방전을 접지하기 위한 전극으로써 제1 대전전극 주변에 복수개 배치될 수 있다. 제2 접지전극은 제2 대전전극(12)에서 발생되는 코로나 방전을 접지하기 위한 전극으로써 제2 접지전극 주변에 복수개 배치될 수 있다. 제1 대전전극(11)과 제2 대전전극(12)은 미세입자를 서로 반대의 극성으로 대전할 수 있다. 상기 제1 접지전극 및 제2 접지전극은 원기둥, 사각기둥 등 다각기둥인 로드(rod) 형상으로 형성될 수 있다.The first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 may be a thin wire or a needle-like metal, carbon fiber bundle, metal fiber bundle, copper bundle, etc., and may be provided in plurality. The first grounding electrode is an electrode for grounding the corona discharge generated from the first charging electrode 11 , and a plurality of first grounding electrodes may be disposed around the first charging electrode. The second ground electrode is an electrode for grounding the corona discharge generated from the second charging electrode 12 , and a plurality of second ground electrodes may be disposed around the second ground electrode. The first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 may charge the fine particles with opposite polarities. The first ground electrode and the second ground electrode may be formed in a rod shape that is a polygonal pillar such as a cylinder or a square pillar.

미세입자는 총부유입자(Total Suspended Particles, TSP), PM-10(Particulate Matter Less than 10㎛) 입자뿐만 아니라 PM-2.5(Particulate Matter Less than 2.5㎛)의 초미세입자도 포함한다.Fine particles include Total Suspended Particles (TSP) and Particulate Matter Less than 10㎛ (PM-10) particles as well as ultrafine particles of PM-2.5 (Particulate Matter Less than 2.5㎛).

응집부(20)는 대전되어 유입된 미세입자를 전기장 내에서 정전기적 인력으로 응집시키는 곳이다. 응집부(20)는 미세입자의 이동 방향을 따라 대전부(10)보다 후단에 위치할 수 있다. 응집부(20)는 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)을 포함할 수 있다. 상기 제1 전극(21)의 극성은 (+) 또는 (-)일 수 있고, 이때 제2 전극(22)의 극성은 제1 전극(21)의 극성과 반대로 (-) 또는 (+) 일 수 있다. The agglomeration part 20 is a place where charged and introduced fine particles are aggregated by electrostatic attraction in an electric field. The aggregation part 20 may be located at the rear end of the charging part 10 along the movement direction of the fine particles. The aggregation part 20 may include a first electrode 21 and a second electrode 22 . The polarity of the first electrode 21 may be (+) or (-), and in this case, the polarity of the second electrode 22 may be (-) or (+) opposite to the polarity of the first electrode 21 . have.

제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 서로 반대 전극을 형성하며, 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에는 전기장이 형성될 수 있다. 응집부(20)에 전압을 인가하는 전원부(40)는 교류전압을 인가할 수 있다. 따라서 제1 전극(21)과 제2 전극(22)은 극성이 (+)에서 (-)로 또는 (-)에서 (+)로 주기적으로 변화할 수 있다. 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 형성된 전기장은 (+) 전극에서 (-) 전극으로 전기력선이 형성되므로 (+) 전하로 대전된 미세입자는 전기력선과 같은 방향으로 이동하나 (-) 전하로 대전된 미세입자는 전기력선과 반대 방향으로 이동한다. 따라서 교류전압이 인가되어 제1 전극(21)과 제2 전극(22)의 극성이 주기적으로 변화하면 전기력선의 방향도 주기적으로 바뀌게 된다. 대전된 미세입자가 유입되는 전기장은 교류전압 인가로 전기장의 방향이 주기적으로 바뀌므로 대전된 미세입자는 진동할 수 있다.The first electrode 21 and the second electrode 22 form opposite electrodes, and an electric field may be formed between the first electrode 21 and the second electrode 22 . The power supply unit 40 for applying a voltage to the condensing unit 20 may apply an AC voltage. Accordingly, the polarities of the first electrode 21 and the second electrode 22 may be periodically changed from (+) to (-) or from (-) to (+). Since the electric field formed between the first electrode 21 and the second electrode 22 forms an electric force line from the (+) electrode to the (-) electrode, the fine particles charged with (+) charge move in the same direction as the electric force line ( -) Charged fine particles move in the opposite direction to the electric field lines. Accordingly, when the polarity of the first electrode 21 and the second electrode 22 is periodically changed by applying an AC voltage, the direction of the electric field lines is also changed periodically. The electric field into which the charged fine particles are introduced periodically changes the direction of the electric field due to the application of an AC voltage, so that the charged fine particles can vibrate.

대전된 미세입자가 전기장 내에서 진동하면 대전된 미세입자끼리 충돌 하게되고, (+)로 대전된 미세입자는 (-)로 대전된 미세입자와 충돌하여 정전기적 인력으로 응집되고, (-)로 대전된 미세입자는 (+)로 대전된 미세입자와 충돌하여 정전기적 인력으로 응집될 수 있다.When the charged fine particles vibrate in an electric field, the charged fine particles collide with each other, and the (+) charged fine particles collide with the negatively charged fine particles and are aggregated by electrostatic attraction. The charged microparticles may collide with the positively charged microparticles and aggregate by electrostatic attraction.

제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 삼각형, 사각형 등의 다각형 형태의 얇은 플레이트 형상, 봉(rod) 형상, 구 형상 또는 다각 기둥 형상일 수 있고 복수개 일 수 있다. 응집부(20)는 길이 방향을 따라 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 다양한 소재로 제조할 수 있고, 일 예로, 탄소 전극을 사용하여 제조할 수 있다. 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 복수개 구비될 수 있다.The first electrode 21 and the second electrode 22 may have a thin plate shape, a rod shape, a spherical shape, or a polygonal pole shape, such as a polygonal shape such as a triangle or a square, or a plurality of electrodes. In the agglomeration portion 20, the first electrode 21 and the second electrode 22 along the longitudinal direction may be made of various materials, and may be manufactured using, for example, a carbon electrode. A plurality of first and second electrodes 21 and 22 may be provided.

믹싱부재(30) 대전된 미세입자의 유동에 난류를 발생시켜 서로 충돌을 유도하는 부재로써, 응집부(20)에 위치할 수 있다. 믹싱부재(30)는 미세입자의 유동을 방해할 수 있도록 복수개가 지그재그 방식으로 배열되어 미세입자가 응집부(20)에 체류하는 시간을 증가시키며, 대전된 미세입자간의 충돌 및 미세입자와 믹싱부재(30)의 충돌 횟수 또한 증가 시킬 수 있다. 믹싱부재(30)는 대전된 미세입자의 유동을 방해하는 방향으로 형성되므로 미세입자는 믹싱부재(30)와 충돌하며 난류가 형성될 수 있다. 난류의 형성으로 대전된 미세입자간의 충돌이 증가하여 서로 다른 전하로 대전된 미세입자간 응집될 수 있다. 믹싱부재(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 위치하고, 믹싱부재(30)의 상부와 하부에 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 위치할 수 있고, 믹싱부재(30)의 좌우 측면에 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 위치할 수도 있다. 상기 위치는 The mixing member 30 is a member that induces collisions with each other by generating turbulence in the flow of the charged fine particles, and may be located in the aggregation part 20 . A plurality of mixing members 30 are arranged in a zigzag manner so as to obstruct the flow of the fine particles to increase the time for the fine particles to stay in the agglomeration part 20 , and collision between the charged fine particles and the fine particles and the mixing member The number of collisions in (30) can also be increased. Since the mixing member 30 is formed in a direction to obstruct the flow of the charged fine particles, the fine particles collide with the mixing member 30 and turbulence may be formed. Due to the formation of turbulence, collisions between the charged microparticles increase, so that the microparticles charged with different charges may agglomerate. The mixing member 30 is positioned between the first electrode 21 and the second electrode 22 , and the first electrode 21 and the second electrode 22 may be positioned above and below the mixing member 30 , , the first electrode 21 and the second electrode 22 may be positioned on the left and right sides of the mixing member 30 . the location is

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 일 실시예로 믹싱부재의 형태를 나타낸 것이다. 도 4 및 도 5를 참조하여 설명하면, 믹싱부재(30)는 원기둥, 삼각기둥 및/또는 사각기둥 등 다각 기둥일 수 있고, 바닥면이나 벽면에 수직 또는 일정한 경사가 형성된 플레이트일 수도 있고, 사각형의 제1 플레이트와 사각형의 제2 플레이트의 모서리간에 결합되어 사잇각이 형성되는 ‘ㅅ’ 형태일 수도 있다. 상기 ‘ㅅ’형태의 믹싱부재(30)를 지그재그 방식으로 복수개 배열하는 경우 미세입자가 응집부(20)에 체류하는 시간과 미세입자간의 충돌횟수를 증가시킬 수 있다. 4 and 5 show the shape of a mixing member according to an embodiment according to the present invention. 4 and 5, the mixing member 30 may be a polygonal pole, such as a cylinder, a triangular prism and/or a square prism, and may be a plate having a vertical or constant inclination on the floor or wall surface, or a rectangular shape. It may be in the form of 'o' in which an angle is formed by being coupled between the corners of the first plate and the second plate of the quadrangle. In the case of arranging a plurality of mixing members 30 in the 'S' shape in a zigzag manner, it is possible to increase the time for the fine particles to stay in the aggregation part 20 and the number of collisions between the fine particles.

제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)는 다른 인접하는 다른 믹싱부재(30)의 제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)와 결합하여 사잇각이 형성될 수 있다. 이러한 방식으로 복수개의 믹싱부재(30)가 연속적으로 직렬연결되며 상하로 지그재그를 반복적으로 형성된 제1 믹싱구조물이 구비될 수 있다. 상기 제1 믹싱구조물의 측부에는 상기 제1 믹싱구조물을 180°뒤집은 형상인 제2 믹싱구조물이 제 1 믹싱구조물과 함께 길이 방향을 따라 형성될 수 있다. 상기 제1 믹싱구조물과 제2 믹싱구조물이 함께 배열되면 복수의 믹싱부재(30)는 응집부(20)의 길이 방향을 따라 지그재그로 배열된 형태로 형성될 수 있다. 복수의 믹싱부재(30)가 지그재그 방식으로 배열되어 미세입자가 믹싱부대(30)와 반복적으로 충돌하면서 지그재그 방향으로 유동하는 것을 유도하여 효과적으로 난류를 형성시킬 수 있다. 대전된 미세입자에 난류가 형성됨으로써 미세입자간의 충돌 횟수가 증가하고, (+)전하를 가진 미세입자와 (-)전하를 가진 미세입자가 서로 충돌하면 정전기적인력으로 응집될 수 있다.An angle between the first plate 31 and the second plate 32 may be formed by combining the first plate 31 and the second plate 32 of another adjacent mixing member 30 . In this way, a first mixing structure in which a plurality of mixing members 30 are continuously connected in series and repeatedly zigzag up and down may be provided. On the side of the first mixing structure, a second mixing structure having a shape in which the first mixing structure is inverted by 180° may be formed along with the first mixing structure in the longitudinal direction. When the first mixing structure and the second mixing structure are arranged together, the plurality of mixing members 30 may be formed in a zigzag arrangement along the longitudinal direction of the aggregation part 20 . The plurality of mixing members 30 are arranged in a zigzag manner to induce the fine particles to flow in the zigzag direction while repeatedly colliding with the mixing unit 30 to effectively form turbulence. As turbulence is formed in the charged fine particles, the number of collisions between the fine particles increases.

제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)사이에 형성된 사잇각은 30°내지 90°일 수 있고, 복수의 믹싱부재(30)의 사잇각은 모두 동일할 수도 있다.The angle formed between the first plate 31 and the second plate 32 may be 30° to 90°, and the angles between the plurality of mixing members 30 may all be the same.

제1 믹싱구조물과 제2 믹싱구조물은 복수개가 구비되어 응집부(20)의 길이 방향을 따라 병렬적으로 배열될 수 있다. A plurality of the first mixing structure and the second mixing structure may be provided and arranged in parallel along the longitudinal direction of the aggregation part 20 .

제1 플레이트(31)와 제2 플레이트(32)의 결합부(33)는 링크결합 또는 힌지결합일 수 있다. 상기 결합부(33)는 제1 플레이트(31) 및 제2 플레이트(32)의 사잇각을 임의로 조절할 수 있게 한다. 상기의 링크결합 또는 힌지결합은 유입되는 미세입자의 크기에 따라 사잇각을 조절할 수 있어 응집효율을 조절할 수 있다.The coupling portion 33 of the first plate 31 and the second plate 32 may be a link coupling or a hinge coupling. The coupling part 33 allows the angle between the first plate 31 and the second plate 32 to be arbitrarily adjusted. The above linkage or hinged bond can adjust the angle between the particles according to the size of the introduced fine particles, so that the aggregation efficiency can be controlled.

상기 응집부에는 제1 플레이트와 제2 플레이트의 결합부가 응집부(20)의 길이 방향을 따라 슬라이드 될 수 있도록 슬라이드 가이드가 구비될 수 있고, 제1 믹싱라인과 제2 믹싱라인은 서로 180°대칭된 형태를 유지하면서 슬라이드 될 수 있다.The aggregation part may be provided with a slide guide so that the coupling part of the first plate and the second plate slides along the longitudinal direction of the aggregation part 20, and the first mixing line and the second mixing line are 180° symmetrical to each other. It can slide while maintaining its original shape.

대전부(10), 응집부(20), 집진부재(30) 및 전원부(40)는 케이스(50) 내부에 형성될 수 있다. 사이 케이스(50)의 일측에는 미세입자 유입구가 형성되고, 타측에는 미세입자 유출구가 형성될 수 있다. 상기 케이스(50)의 내부공간에는 전기장이 형성되므로 케이스(50)의 외부로 전기가 누출되지 않도록 케이스(10)를 구성하는 소재는 부도체 소재를 포함할 수 있다.The charging unit 10 , the aggregation unit 20 , the dust collecting member 30 , and the power supply unit 40 may be formed inside the case 50 . A fine particle inlet may be formed on one side of the case 50, and a fine particle outlet may be formed on the other side. Since an electric field is formed in the inner space of the case 50 , the material constituting the case 10 may include a non-conductive material so that electricity does not leak to the outside of the case 50 .

상기 기체유입구는 상기 케이스(50)의 일측면에 형성된 것으로 상기 케이스(50) 내부공간으로 미세입자가 포함된 기체를 유입시키는 구멍이다. 상기 기체유입구의 형태는 제한이 없으므로 원형, 타원형, 사각형 또는 다각형 등으로 형성될 수 있다. 상기 기체유입구는 상기 케이스(50) 일측면에서 상부, 하부 또는 중앙부에 위치할 수 있으나 제한이 없다. The gas inlet is formed on one side of the case 50 and is a hole through which the gas containing fine particles is introduced into the inner space of the case 50 . Since the shape of the gas inlet is not limited, it may be formed in a circular shape, an oval shape, a rectangular shape, or a polygonal shape. The gas inlet may be located in the upper, lower or central portion of one side of the case 50, but is not limited thereto.

상기 기체유입구는 기체를 효과적으로 유입시킬 수 있도록 기체공급장치와 연결될 수 있다.The gas inlet may be connected to a gas supply device to effectively introduce gas.

상기 기체유출구는 상기 케이스(50)의 타측면에 형성된 것으로 상기 케이스(50) 내부공간에서 기체를 유출시키는 구멍이다. 상기 기체유출구의 형태는 제한이 없으므로 원형, 타원형, 사각형 또는 다각형 등으로 형성될 수 있다. 상기 기체유입구는 이에 제한되는 것은 아니나 상기 케이스(50) 일측면에서 상부, 하부 또는 중앙부에 위치할 수 있다. 상기 기체유출구는 기체를 효과적으로 유출시킬 수 있도록 기체배출장치와 연결될 수 있다.The gas outlet is formed on the other side of the case 50 and is a hole through which gas flows out of the inner space of the case 50 . Since the shape of the gas outlet is not limited, it may be formed in a circular shape, an oval shape, a rectangular shape, or a polygonal shape. The gas inlet is not limited thereto, but may be located in the upper, lower or central portion of one side of the case 50 . The gas outlet may be connected to a gas exhaust device to effectively discharge gas.

응집부(20)의 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)에는 진동발생부재가 구비될 수 있다. 진동발생부재는 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)의 일면에 부착되어 제1 전극과 제2 전극을 진동시켜 제1 전극과 제2 전극 사이에 형성된 전기장에 물리적인 진동을 전달할 수 있다. 전기장에는 교류전압 인가로 인한 전기적인 진동뿐만 아니라 진동발생부재에 의한 물리적인 진동도 발생하여 대전된 미세입자의 충돌 횟수를 증가시켜 미세입자 간의 응집을 신속하게 이루어지도록 할 수 있다. A vibration generating member may be provided on the first electrode 21 and the second electrode 22 of the aggregation part 20 . The vibration generating member is attached to one surface of the first electrode 21 and the second electrode 22 to vibrate the first electrode and the second electrode to transmit physical vibration to the electric field formed between the first electrode and the second electrode. have. In the electric field, not only electrical vibrations caused by the application of an AC voltage but also physical vibrations by the vibration generating member are generated to increase the number of collisions of the charged fine particles, so that the aggregation between the fine particles can be performed quickly.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 미세입자 응집방법을 나타낸 것이다. 도 7을 참조하여 설‘m하면, 본 발명의 미세입자 응집방법은 미세입자 대전부(10)에 직류 전압을 인가하여 미세입자를 대전시키는 제1 단계(S1); 대전된 미세입자와 믹싱부재(30)과 충돌하여 난류 유동을 유도하여 미세입자 흐름에 변화를 야기하는 동시에, 교류전압에 의한 전기장을 형성하여 대전된 미세입자가 전기장내에서 진동을 하며 대전된 미세입자끼리 물리적인 충돌하는 제2 단계(S2); 대전된 미세입자끼리 충돌하면서 서로 다른 전하를 갖는 미세입자끼리 정전기적 인력으로 응집을 하며, 크기가 커지는 제3 단계(S3); 및 응집된 미세입자를 전기 집진으로 제거하는 제4 단계(S4);를 포함할 수 있다.7 shows a method for aggregating fine particles according to an embodiment of the present invention. Referring to FIG. 7 , the method for aggregating fine particles of the present invention includes a first step (S1) of charging the fine particles by applying a DC voltage to the fine particle charging unit 10; The charged fine particles collide with the mixing member 30 to induce a turbulent flow to cause a change in the flow of the fine particles, and at the same time form an electric field by an alternating voltage so that the charged fine particles vibrate in the electric field and the charged fine particles a second step (S2) of physically colliding particles with each other; A third step (S3) of colliding between charged fine particles while colliding with each other by electrostatic attraction between fine particles having different charges, and increasing the size (S3); and a fourth step (S4) of removing the agglomerated fine particles by electrostatic precipitation.

제1 단계는 미세입자 대전단계로, 대전부(10)에 강한 직류 전압을 인가하여 코로나 방전을 발생시키고, 제1 대전전극(11) 및 제2 대전전극(12) 주변의 미세입자가 (+) 전극 또는 (-) 전극으로 대전되는 단계이다. 제1 대전전극(11) 및 제2 대전전극(12)는 얇은 와이어 형태인 것이 바람직하고 복수개 구비될 수 있다. 대전부(10)에는 제1 대전전극(11)에 대응되는 제1 접진전극과 제2 대전전극(12)에 대응되는 제2 접지전극이 구비되어 제1 대전저극(11)과 제2 대전전극(12)에 과도한 전압인 인가되어 응집장치에 손상이 발생되는 것을 방지할 수 있다. 코로나 방전은 제1 대전전극(11)과 제1 접지전극 사이 및 제2 대전전극(12)고 제2 접지전극 사이를 통과하는 미세먼지를 대전시킬 수 있다.The first step is a fine particle charging step, in which a strong DC voltage is applied to the charging unit 10 to generate a corona discharge, and the fine particles around the first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 are (+) ) electrode or (-) electrode is charged. The first charging electrode 11 and the second charging electrode 12 are preferably in the form of a thin wire and may be provided in plurality. The charging unit 10 is provided with a first grounding electrode corresponding to the first charging electrode 11 and a second grounding electrode corresponding to the second charging electrode 12, so that the first charging electrode 11 and the second charging electrode are provided. It is possible to prevent damage to the agglomeration device by applying an excessive voltage to (12). The corona discharge may charge fine dust passing between the first charging electrode 11 and the first ground electrode and between the second charging electrode 12 and the second ground electrode.

제2 단계는 대전된 미세입자끼리 물리적으로 충돌시키는 단계로써, 대전된 미세입자를 믹싱 부재(30)에 충돌시켜 난류를 형성시키는 단계 및 대전된 미세입자를 교류전압에 의한 전기장에 전기적으로 진동시키며 충돌시키는 단계를 포함할 수 있다. 믹싱 부재(30)는 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 형성하는 전기장에 구비될 수 있어, 미세입자가 난류를 형성시키는 단계와 미세입자가 진동하는 단계는 동시에 진행할 수 있어 미세입자간의 충돌을 더욱 증가시킬 수 있다. 믹싱 부재(30)는 미세입자의 유동을 방해할 수 있도록 복수개가 지그재그 방식으로 배열될 수 있고, 미세입자가 응집부(20)에 체류하는 시간을 증가시키며 충돌 횟수를 증가시킬 수 있다. 믹싱 부재(30)는 사각형의 제1 플레이트와 사각형의 제2 플레이트의 모서리간에 결합되어 사잇각이 형성되는 ‘ㅅ’ 형태일 수 있다. 믹싱부재(30)는 전기장이 형성된 응집부(20)에 배치될 수 있다. 응집부(20)에는 서로 반대 전극인 제1 전극(21)과 제2 전극(22)이 구비되어 제1 전극(21)과 제2 전극(22) 사이에 전기장을 형성할 수 있고, 제1 전극(21) 및 제2 전극(22)은 교류전압을 인가하는 전원부(40)와 연결될 수 있다. 교류전원과 연결되어 전기장은 교류전원의 진동수에 따라 방향이 변화하여 응집된 미세입자가 전기력을 받는 방향도 그에 따라 변화할 수 있다. 따라서 응집된 미세입자는 교류전원의 진동수에 따라 진동할 수 있다. 응집된 미세입자의 진동은 대전된 미세입자와의 충돌을 증가시켜 더욱 응집시킬 수 있다.The second step is a step of physically colliding charged fine particles with each other, colliding the charged fine particles with the mixing member 30 to form turbulence, and electrically vibrating the charged fine particles in an electric field by an alternating voltage. Collision may be included. The mixing member 30 may be provided in the electric field formed by the first electrode 21 and the second electrode 22, so that the step of forming turbulence of the fine particles and the step of vibrating the fine particles can proceed simultaneously. The collision between particles can be further increased. A plurality of mixing members 30 may be arranged in a zigzag manner so as to obstruct the flow of the fine particles, and the time for the fine particles to stay in the agglomeration unit 20 may be increased and the number of collisions may be increased. The mixing member 30 may be coupled between the corners of the rectangular first plate and the rectangular second plate to form an angle between them. The mixing member 30 may be disposed in the agglomeration portion 20 in which the electric field is formed. A first electrode 21 and a second electrode 22, which are opposite electrodes, are provided in the aggregation portion 20 to form an electric field between the first electrode 21 and the second electrode 22, and The electrode 21 and the second electrode 22 may be connected to the power supply unit 40 for applying an AC voltage. The electric field is connected to the AC power and the direction changes according to the frequency of the AC power, so the direction in which the agglomerated fine particles receive the electric force can also change accordingly. Therefore, the agglomerated fine particles can vibrate according to the frequency of the AC power source. Vibration of the agglomerated microparticles can increase the collision with the charged microparticles and cause further agglomeration.

제3 단계는 대전된 미세입자의 난류 형성에 의한 충돌과 교류전원으로 형성된 전기장에서의 충돌로 대전된 미세입자가 응집되는 단계이다. 응집은 대전된 미세입자간의 정전기적 인력에 의하므로 (+)전하로 대전된 미세입자와 (-)전하로 대전된 입자는 서로 충돌하면서 응집할 수 있다. 응집된 미세입자는 크기가 점점 커지므로 이후의 집진 단계에 의해 집진하기 용이해질 수 있다.The third step is a step in which the charged fine particles are aggregated due to the collision caused by the formation of turbulence of the charged fine particles and the collision in the electric field formed by the AC power source. Since the aggregation is due to the electrostatic attraction between the charged microparticles, the (+)-charged microparticles and the (-)-charged particles can agglomerate while colliding with each other. Since the agglomerated fine particles gradually increase in size, it can be easily collected by a subsequent dust collection step.

이상 실시예를 통해 본 기술을 설명하였으나, 본 기술은 이에 제한되는 것은 아니다. 상기 실시예는 본 기술의 취지 및 범위를 벗어나지 않고 수정되거나 변경될 수 있으며, 본 기술분야의 통상의 기술자는 이러한 수정과 변경도 본 기술에 속하는 것임을 알 수 있을 것이다.Although the present technology has been described through the above embodiments, the present technology is not limited thereto. The above embodiments may be modified or changed without departing from the spirit and scope of the present technology, and those skilled in the art will recognize that such modifications and changes also belong to the present technology.

10 : 대전부 20 : 응집부
21 : 제1 전극 22 : 제2 전극
30 : 믹싱부재 31 : 제1 플레이트
32 : 제2 플레이트 33 : 결합부
40 : 전원부 50 : 케이스 10: electrification part 20: agglomeration part
21: first electrode 22: second electrode
30: mixing member 31: first plate
32: second plate 33: coupling part
40: power supply 50: case

Claims (5)

난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치로서,
미세입자를 대전시키는 제1 대전 전극 및 제2 대전 전극을 구비한 대전부;
제1 전극과 제2 전극을 구비하고, 상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 전기장을 형성시켜서 대전된 미세입자를 응집시키는 응집부;
상기 제1 전극과 상기 제2 전극 사이에 지그 재그 방식으로 배열되고, 대전된 미세입자와 충돌하여 난류 유동을 유도하여 응집시키는 믹싱 부재; 및
상기 제1 전극 및 상기 제2 전극과 연결되어 교류전압을 인가하고, 상기 전기장에서 대전된 미세입자를 진동시켜 응집시키는 전원부;를 포함하고,
상기 미세입자는 상기 대전부에 의해 대전된 후에, 상기 믹싱 부재에 의해 충돌되고, 상기 전원부에 의해 진동되어 응집되는 난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치.A device for aggregating fine particles using turbulent flow, comprising:
a charging unit having a first charging electrode and a second charging electrode for charging the fine particles;
an agglomeration unit having a first electrode and a second electrode and forming an electric field between the first electrode and the second electrode to aggregate the charged fine particles;
a mixing member arranged between the first electrode and the second electrode in a zigzag manner and colliding with the charged microparticles to induce a turbulent flow and agglomerate them; and
a power supply unit connected to the first electrode and the second electrode to apply an alternating voltage, and to vibrate and aggregate the fine particles charged in the electric field;
The fine particle aggregation device using a turbulent flow in which the fine particles are charged by the charging unit, collided by the mixing member, and vibrated and aggregated by the power supply unit. 제 1 항에 있어서,
상기 믹싱 부재는 제1 플레이트와 제2 플레이트를 포함하고,
상기 제1 플레이트 일측 모서리와 제2 플레이트의 일측 모서리가 결합 되어 사잇각을 형성하는 난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치.The method of claim 1,
The mixing member includes a first plate and a second plate,
An apparatus for aggregating fine particles using turbulent flow in which an edge of one side of the first plate and one edge of the second plate are combined to form an angle between them. 제 2 항에 있어서,
상기 결합은 힌지 결합으로 형성되어 사잇각을 조절할 수 있는 난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치.3. The method of claim 2,
The coupling is formed by a hinge coupling, and a fine particle aggregation device using a turbulent flow that can control the angle between them. 제 2 항에 있어서,
상기 복수개의 믹싱 부재의 사잇각은 30°내지 90°인 난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치.3. The method of claim 2,
An apparatus for aggregating fine particles using a turbulent flow in which the angle between the plurality of mixing members is 30° to 90°. 제 2 항에 있어서,
상기 복수개의 믹싱 부재의 사잇각은 동일하게 형성된 난류 유동을 이용한 미세입자 응집장치.3. The method of claim 2,
An apparatus for aggregating fine particles using a turbulent flow in which the angles between the plurality of mixing members are the same.
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