KR102530863B1 - 중심 방전형 양방향전기집진모듈 - Google Patents

Abstract

본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈은 에너지절감과 공간 효율을 향상시키는 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 관한 것으로, 직육면체 형태로 중심 부위에 위치하여 방전부가 설치되는 방전부 설치공간과, 상기 방전부 설치공간의 양측에 형성되며 상기 방전부 설치공간에 연결되는 제1 집진부 설치공간 및 제2 집진부 설치공간을 제공하는 모듈함체와, 상기 모듈함체의 방전부 설치공간에 설치되고, 고전압 공급수단에 연결되어 코로나 방전을 일으키는 중심 방전부와, 상기 모듈함체의 제1 집진부 설치공간에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부의 후방에 위치하는 제1 집진부 및 상기 모듈함체의 제2 집진부 설치공간에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부의 후방에 위치하는 제2 집진부를 포함하는 것을 기술적 특징으로 하여, 양방향으로 집진을 하되 중심 방전부를 통하여 하나의 방전부를 이용함으로써 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있고, 종래 양방향전기집진모듈을 2단으로 구현한 효과와 유사한 효과를 발휘하면서 전체 길이는 상대적인 길이는 줄일 수 있는 효과가 있으며, 상대적으로 풍속이 빠르고 풍량이 많은 지하철 환기구에 적용되어 초미세먼지까지 상대적으로 높은 효율로 포집할 수 있는 효과가 있다.

Description

중심 방전형 양방향전기집진모듈{Center discharge type bidirectional electric dust collection module}

본 발명은 지하철 환기구와 같이 양방향으로 오염된 공기가 유통되는 곳에서 양방향으로 미세먼지 등을 전기 집진 방식으로 포집하는 양방향전기집진모듈에 관한 것으로, 특히 에너지절감과 공간 효율을 향상시키는 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 관한 것이다.

통상적으로 전기집진장치(ESP)라고 일컫는 장치의 전기집진원리를 간략히 설명하면, 전기집진장치(ESP)는 오염된 기체 내에 포함된 포집 대상인 미세먼지, 분진 내지 수분입자 등을 하전시켜 하전된 포집 대상에 쿨롱력(정전기력)이 작용하여 집진전극 방향으로 인력이 작용하여 끌려가 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 공급된 전하는 상기 방전극(10)에 충전되어 코로나 방전으로 방전됨으로써 하전영역(A2)을 형성한다.

이때, 외부에서 유입되는 오염된 공기에 포함된 미세먼지, 분진 내지 수분 등과 같은 포집대상인 미세입자(1)는 전기적으로 중성인 상태이며, 중성인 상태의 미세입자(1)가 상기 하전영역(A2)으로 들어오면 중성인 상태에서 음이온을 띤 기체분자와의 충돌 내지 흡착으로 전기적으로 음성인 상태의 하전된 미세입자(1)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(1)는 전하를 잃게되어 전기적으로 중성인 미세입자(1)가 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, 지하철 환기구 내지 대형 지하시설의 환기장치에 설치하여 보다 효과적으로 집진이 이루어질 수 있는 종래기술로 본 발명의 출원인이 출원하여 등록받은 출원번호 10-2011-0092484호 '멀티크로스핀 이오나이저를 이용한 양방향 유도전압 정전필터'가 개시된 바 있다.

상기 종래기술은 유도전압 정전필터에 관한 것으로 종래 유도전압 정전필터의 집진성능이 15,000볼트(V)에서 운전되는 경우 약 95~96%의 집진 효율을 발휘하나, 구조적으로 그 이상의 높은 집진 효율을 발휘하기 어려운 문제점을 돌기형 방전전극의 구조를 측면 돌기가 부가된 구조로 개선함으로써 코로나 방전이 일어나는 코로나영역과 집진대상에 대한 하전이 일어나는 하전영역을 기존 돌기형 방전전극에 비해 증가시킴으로써 집진 장치의 집진 효율을 상대적으로 증가시키고 이와 같은 방전전극으로 이루어진 방전부를 집진부의 양단에 설치함으로써 양방향으로 집진이 가능한 것을 기술적 특징으로 하여 종래기술에 따른 유도전압 정전필터는 15,000볼트(V)의 인가 전압하에서 99%이상으로 향상시켜 상대적으로 작은 부피의 정전필터로 함진 농도가 비교적 높은 배기를 처리할 수 있고, 방전전극 자체의 기계적 강도를 높이고 구조를 단순화시켜 내구성을 향상시키고, 별도의 먼지 제거수단 없이도 중력에 의해 집진전극에 부착된 먼지의 제거가 가능하여 유지보수가 용이하고, 정전필터의 제조비용을 절감하는 효과가 있고, 양방향으로 집진이 가능한 효과가 있다.

이와 같은 종래기술은 도 2 종래기술 출원번호 10-2011-0092484호 '멀티크로스핀 이오나이저를 이용한 양방향 유도전압 정전필터'의 구조를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 오염된 공기가 유통되는 방향으로 개방이 되고, 양쪽 측면이 폐쇄되어 내부에 설치공간을 제공하는 필터함체와 상기 필터함체의 유통되는 방향의 일측에 설치되며, 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 미세입자를 하전시키기 위해 소정의 길이를 갖는 톱의 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성되고 양쪽 면에 코로나방전을 일으키는 다수의 측면 돌기를 길이방향으로 형성한 하나 이상의 멀티크로스핀 이오나이저로 이루어진 제1 방전부와 상기 필터함체의 유통되는 방향의 타측에 설치되며, 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 미세입자를 하전시키기 위해 소정의 길이를 갖고 톱의 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성되고 양쪽 면에 코로나방전을 일으키는 다수의 측면 돌기를 길이방향으로 형성한 하나 이상의 멀티크로스핀 이오나이저로 이루어진 제2 방전부 및 상기 제1 방전부와 상기 제2 방전부 사이에 위치하며, 접지된 평행한 금속판이 연속으로 설치되어 하전된 미세입자를 포집하는 집진전극과 상기 집진전극의 금속판 사이에 상기 멀티크로스핀 이오나이저와 나란하게 설치되며 전기적인 연결없이 상기 멀티크로스핀 이오나이저에 의해 유도된 전압을 일으키는 유도전압판으로 이루어진 집진부를 포함한다.

즉, 상기 종래기술은 집진부(500)의 양측에 제1 방전부(300)와 제2 방전부(400)를 설치하여 양방향 전기집진에 있어서 집진부(500)를 공용으로 이용함에 따라 필요에 공기가 유통되는 방향으로 여러 단의 양방향전기집진모듈을 설치해야만 하는 문제가 있다.

또한, 집진부(500)의 양측의 제1 방전부(300)와 제2 방전부(400)는 동시에 구동됨에 따라 공기의 유통방향에 따라 어느 한쪽의 방전부는 에너지가 낭비되는 문제가 있다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 양방향전기집진모듈의 방전부를 집진부의 중심에 위치시켜 양방향전기집진모듈을 구현함에 있어서 방전부를 공용으로 이용하도록 하여 에너지 사용량의 절반 가량 절감할 수 있고, 집진부를 방향별로 구분된 제1 집진부와 제2 집진부로 이루어져 양방향전기집진모듈 자체의 길이는 상대적으로 길어진 반면, 종래 양방향전기집진모듈을 2단으로 구현한 효과가 발휘되고 양방향전기집진모듈로 이루어진 전기집진장치의 전체 길이는 상대적으로 줄일 수 있는 양방향전기집진모듈을 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명은 지하철 환기구와 같은 협소한 공간에 전기집진장치를 설치할 수 있도록 하는 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.

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 중심 방전형 양방향전기집진모듈은 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞, 뒤, 상, 하는 모두 개방된 공간을 제공하되, 중심 부위에 위치하여 방전부가 설치되는 방전부 설치공간과, 상기 방전부 설치공간의 양측에 형성되며 상기 방전부 설치공간에 연결되는 제1 집진부 설치공간 및 제2 집진부 설치공간을 제공하는 모듈함체; 상기 모듈함체의 중심부위에 위치하는 방전부 설치공간에 설치되고, 고전압 공급수단에 연결되어 코로나 방전을 일으키는 중심 방전부; 상기 모듈함체의 제1 집진부 설치공간에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부의 후방에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접지된 포집판을 양쪽 측면 사이에 등간격으로 나란하게 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 제1 포집부와 상기 다수의 포집판으로 이루어진 제1 포집부의 포집판 사이 마다 등간격으로 설치되며 통전소재로 이루어지고 전압 공급수단에 연결되는 판상의 전압판으로 이루어져 상기 포집판과 상기 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 제1 전압부를 포함하는 제1 집진부; 및 상기 모듈함체의 제2 집진부 설치공간에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부의 후방에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접지된 포집판을 양쪽 측면 사이에 등간격으로 나란하게 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 제2 포집부와 상기 다수의 포집판으로 이루어진 제2 포집부의 포집판 사이 마다 등간격으로 설치되며 통전소재로 이루어지고 전압 공급수단에 연결되는 판상의 전압판으로 이루어져 상기 포집판과 상기 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 제2 전압부를 포함하는 제2 집진부;를 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈은 상기 중심 방전부, 제1 집진부 및 제2 집진부는 수평 방향으로 가로지르는 봉 형태로 양단은 상기 모듈함체의 측면에 노출되며 애자에 의해 고정되는 봉전극으로 전기적으로 연결되는 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 따른 상기 중심 방전부는 코로나 방전으로 미세입자를 하전시키기 위해 소정의 길이를 갖는 톱 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성된 이오나이저로 이루어지는 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 따른 상기 중심 방전부는 소정의 길이를 갖는 톱 형상으로 길이방향을 따라 코로나 방전을 일으키는 다수의 돌기가 형성되고, 추가로 양쪽 면에 다수의 측면 돌기를 길이방향으로 형성한 멀티크로스핀 이오나이저;로 이루어지는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 따른 상기 중심 방전부는 금속소재로 이루어진 와이어 형태의 와이어방전극으로 이루어진 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 따른 상기 와이어방전극은 길이 방향을 따라 다수의 돌기편이 형성된 것;을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 따른 상기 모듈함체는 개방된 상부와 하부에 결합하여 개방된 부위를 덮으며, 배수를 위한 다수의 관통공이 형성된 덮개판;을 더 포함하는 것을 기술적 특징으로 한다.

또한, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 따른 상기 모듈함체는 좌측과 우측의 폐쇄된 측면을 형성하며 외주면을 따라 수직으로 동일한 높이로 형성한 결합틀을 갖는 한쌍의 측판부;와 상기 한쌍의 측판부를 상호 연결하는 고정대;로 이루어지고, 상기 결합틀은 케이블이 관통하는 케이블 관통공이 형성되는 것을 기술적 특징으로 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제의 해결 수단을 통해, 양방향으로 집진을 하되 중심 방전부를 통하여 하나의 방전부를 이용함으로써 종래 양방향전기집진모듈에 비해 소비되는 에너지를 절감할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명은 방전수단으로 중심 방전부를 공용으로 이용하고, 중심 방전부의 양측에 집진부를 방향 별로 구분한 제1 집진부와 제2 집진부로 이루어져 모듈 자체의 길이는 길어진 반면 종래 양방향전기집진모듈을 2단으로 구현한 효과와 유사한 효과를 발휘하면서 전체 길이는 상대적인 길이는 줄일 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈을 통해 지하철 환기구와 같은 협소한 공간에 전기집진장치를 설치할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈을 통해 전기집진장치를 설치함에 있어 설치공간, 풍속, 풍량, 집진효율 등 따른 조건에 맞춰 블록을 결합하는 방식으로 조립하여 조건에 부합하는 전기집진장치를 제공할 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.

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 종래기술 출원번호 10-2011-0092484호 '멀티크로스핀 이오나이저를 이용한 양방향 유도전압 정전필터'의 구조를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 특징을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 모듈함체를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 중심 방전부에 따른 이오나이저의 예를 보인 도면,
도 6은 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 제1 집진부와 제2 집진부를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 제1 집진부와 제2 집진부의 관계를 설명하기 위한 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 중심 방전형 양방향전기집진모듈은 도 3 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 특징을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 모듈함체의 중심 부위에 코로나 방전이 이루어지는 중심 방전부(120)가 위치하고, 양측에 제1 집진부(130)와 제2 집진부(140)가 형성됨으로 인해, 하나의 중심 방전부(120)를 이용하여 제1 또는 제2에서 유입되는 공기에 대하여 포집대상들에 대한 하전이 이뤄질 수 있다.

즉, 종래 양방향전기집진모듈에서 제1 방전부와 제2 방전부가 구분되는 구조를 개선함으로써 에너지 낭비를 줄이고, 제1 집진부(30)와 제2 집진부(40)로 집진부를 구분함으로써 물리적인 포집량을 증가시킨다.

구체적으로 설명하면, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)은 상기 도 3에 도시한 바와 같이, 모듈함체(110)와 중심 방전부(120)와 제1 집진부(130)와 제2 집진부(140)를 포함하여 이루어진다.

상기 모듈함체(110)는 상기 도 3에 도시한 바와 같이, 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞, 뒤, 상, 하는 모두 개방된 공간을 제공한다.

이와 같은 모듈함체(110)는 도 4 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 모듈함체를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 중심 부위에 위치하여 방전부가 설치되는 방전부 설치공간(R1)과, 상기 방전부 설치공간(R1)의 양측에 형성되며 상기 방전부 설치공간(R1)에 연결되는 제1 집진부 설치공간(R2) 및 제2 집진부 설치공간(R3)을 제공한다.

즉, 본 발명에 따른 모듈함체(110)는 외관을 형성하고 지지틀 역할을 함에 따라 강철이나 알루미늄 합금과 같이 경도가 우수한 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 다수 개의 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈을 블록처럼 결합할 수 있도록 하기 위하여 상기 도 4에 도시한 바와 같이 직육면체 형태로 하되, 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞과 뒤 및 상하는 모두 개방된 방전부 설치공간(R1)과 1차측에서 유입되는 공기에 포함된 미세먼지 등을 포집하는 제1 집진부(130)가 설치되는 제1 집진부 설치공간(R2) 및 2차측에서 유입되는 공기에 포함된 미세먼지 등을 포집하는 제2 집진부(140)가 설치되는 제2 집진부 설치공간(R3)을 제공한다.

한편, 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈(100)의 모듈함체(110)는 상기 도 4의 (b)에 도시한 바와 같이, 좌측과 우측의 폐쇄된 측면의 외주면을 따라 수직으로 동일한 높이로 형성한 결합틀(112)을 갖는 한쌍의 측판부(111)와 상기 한쌍의 측판부(111)를 상호 연결하는 고정대(113)로 이루어지고, 상기 결합틀(112)은 케이블이 관통하는 케이블 관통공(114)이 형성되는 것이 바람직하다.

이와 같은 구조의 모듈함체(110)는 모듈함체 자체의 기계적 강도를 상대적으로 높이는 효과가 있고, 상기 결합틀(112)의 케이블 관통공(114)을 통해 상기 중심 방전부(120)와 고전압공급수단의 연결, 상기 제1 집진부 및 제2 집진부의 접지 및 전원공급을 위한 케이블 연결이 용이한 장점이 있다.

또한, 이와 같은 모듈함체(110)는 상기 도 4의 (c)에 도시한 바와 같이, 개방된 상부와 하부에 결합하여 개방된 부위를 덮으며, 배수를 위한 다수의 관통공이 형성된 덮개판(115)을 더 포함할 수 있다.

상기 덮개판(115)은 모듈함체(110)의 개방된 상부 또는 하부를 통해 외부에서 원하지 않는 어떤 것들이 투입되는 것을 방지하면서 제1 집진부(130)와 제2 집진부(140)의 세척시 세척수가 하방으로 흘러 내릴 수 있는 다수의 관통공을 형성한다.

상기 중심 방전부(120)는 상기 모듈함체(110)의 중심부위에 위치하는 방전부 설치공간(R1)에 설치되고, 고전압 공급수단에 연결되어 코로나 방전을 통해 하전영역을 형성하는 다수의 이오나이저를 통해 하전영역을 관통하는 포집대상을 하전시키는 역할을 한다.

이와 같이, 중심 방전부(120)에서 코로나 방전을 일으킬 수 있는 이오나이저는 다양한 형태와 구조의 이오나이저가 될 수 있고, 어느 특정된 이오나이저에 국한되지 않지만, 도 5 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 중심 방전부에 따른 이오나이저의 예를 보인 도면에 도시한 바와 같은, 돌기가 형성된 돌기형 이오나이저(I-1), 멀티크로스핀 이오나이저(I-2), 와이어방전극(I-3), 돌기편 와이어방전극(I-4) 중 어느 하나의 이오나이저로 이루어지는 것이 바람직하다.

상기 돌기형 이오나이저(I-1)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 톱 형상으로 길이방향을 따라 다수의 돌기가 형성된다.

상기 다수의 돌기에서 코로나 방전이 이루어져 미세입자들이 하전되는 하전영역을 형성한다.

상기 멀티크로스핀 이오나이저(I-2)는 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 소정의 길이를 갖는 톱 형상으로 길이방향을 따라 코로나 방전을 일으키는 다수의 돌기가 형성되고, 추가로 양쪽 면에 다수의 측면 돌기를 길이방향으로 형성하여 상기 돌기가 형성된 이오나이저(I-1)에 비해 보다 많은 돌기를 제공한다.

상기 와이어방전극(I-3)은 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 금속소재로 이루어진 와이어 형태의 방전극으로 양방향전기집진모듈에서 하전영역을 생성하기 위해 통상적으로 사용되는 직경 1 mm 이하의 가느다란 금속선으로 텅스텐 소재가 주로 이용된다.

상기 돌기편 와이어방전극(I-4)은 상기 도 5에 도시한 바와 같이, 상기 와이어방전극(I-3)을 개선한 와이어방전극으로 와이어방전극의 길이 방향을 따라 다수의 다수의 돌기가 형성된 돌기편을 형성하여, 상대적으로 코로나 방전이 더 많은 지점에서 발생하여 하전 영역이 더 넓게 형성되도록 한다.

상기 제1 집진부(130)와 제2 집진부(140)는 구조와 기능이 동일한 구성으로, 도 6 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 제1 집진부와 제2 집진부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 모듈함체(110)의 제1 집진부 설치공간(R2)에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부(120)의 후방에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접지된 포집판을 양쪽 측면 사이에 등간격으로 나란하게 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 제1 포집부(131)와 상기 다수의 포집판으로 이루어진 제1 포집부(131)의 포집판 사이 마다 등간격으로 설치되며 통전소재로 이루어지고 전압 공급수단에 연결되는 판상의 전압판으로 이루어져 상기 포집판과 상기 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 제1 전압부(132)로 이루어진다.

따라서, 제2 집진부(140) 역시 상기 모듈함체(110)의 제2 집진부 설치공간(R2)에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부(120)의 후방에 위치하되, 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 제2 포집부(141)와 제2 전압부(142)로 이루어진다.

따라서, 상기 제1 포집부(131)와 제2 포집부(141)는 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부(120)의 후방에 위치하고, 전기전도율이 높은 통전소재로 이루어지고, 판 형의 포집판을 소정의 등간격으로 병렬로 적층시켜 오염된 공기가 유통되는 방향으로 나란하게 배치하여 상기 중심 방전부(120)에 의해 하전된 미세입자를 포집한다.

이와 같이, 상기 제1 포집부(131)와 제2 포집부(141)를 이루는 포집판들은 서로 전기적으로 연결된 상태로 접지되어 양전하(+)를 갖는 전극이 된다.

또한, 상기 제1 전압부(132)와 제2 전압부(142)는 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 상기 제1 포집부(131)와 제2 포집부(141)를 이루는 포집판들 사이 마다 등간격으로 설치되고 서로 전기적으로 연결되어 전압 공급수단으로부터 전하를 공급받음으로써 음전하(-)를 갖는 전극이 되는 다수 개의 전압판으로 이루어져 포집판과 전압판 사이에서 강력한 전기장을 형성한다.

따라서, 하전된 미세입자(1)는 양전하(+)를 갖는 포집판과 음전하(-)를 갖는 전압판 사이의 전하량 차이로 인해 생성된 전기장에 의해 포집판 쪽으로 인력이 작용하고 전압판과는 척력이 작용하여 포집판에 포집된다.

한편, 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈(100)은 상기 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 중심 방전부(120), 제1 집진부(130) 및 제2 집진부(140)는 수평 방향으로 가로지르는 봉 형태로 양단은 상기 모듈함체(110)의 측면에 노출되며, 애자(A)에 의해 고정되는 봉전극(B) 전기적으로 연결되는 것이 바람직하다.

즉, 중심 방전부(120)의 다수의 이오나이저들은 모듈함체(110)와 애자(A)를 통해 결합된 봉전극(B)에 의해 전기적으로 연결하여 고전압 공급수단과 연결되고, 상기 제1 전압부(132) 및 제2 전압부(142)의 전압판들 역시 모듈함체(110)에 애자(A)를 통해 결합된 봉전극(B)에 의해 전기적으로 연결하여 전압 공급수단과 연결되며, 다수의 포집판들도 모듈함체(110)에 애자(A)를 통해 결합된 봉전극(B)에 의해 전기적으로 연결되어 접지된다.

이와 같은 제1 집진부(130)와 제2 집진부(140)는 도 7 본 발명 중심 방전형 양방향전기집진모듈의 제1 집진부와 제2 집진부의 관계를 설명하기 위한 도면의 (a)에 도시한 바와 같이, 1차측을 기준으로 제2 집진부(140)와 중심 방전부(120)과 제1 집진부(130)가 배치되어, 상기 도 7의 (b)에 도시한 바와 같이, 1차측에서 오염된 공기가 유입되는 경우, 제2 집진부(140)를 거쳐 중심 방전부(120)에서 포집대상들이 하전된 후, 제1 집진부(130)에서 하전된 포집대상들이 포집되어 공기가 정화된 후 2차측으로 배출된다.

반대로, 상기 도 7의 (c)에 도시한 바와 같이, 2차측에서 오염된 공기가 유입되는 경우, 제1 집진부(130)를 거쳐 중심 방전부(120)에서 포집대상들이 하전된 후, 제2 집진부(140)에서 하전된 포집대상들이 포집되어 공기가 정화된 후 1차측으로 배출된다.

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
100 : 본 발명에 따른 양방향전기집진모듈
110 : 모듈함체
120 : 중심 방전부
130 : 제1 집진부
140 : 제2 집진부

Claims (8)

1. 직육면체 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양쪽 측면은 폐쇄되고 앞, 뒤, 상, 하는 모두 개방된 공간을 제공하되, 중심 부위에 위치하여 방전부가 설치되는 방전부 설치공간(R1)과, 상기 방전부 설치공간(R1)의 양측에 형성되며 상기 방전부 설치공간(R1)에 연결되는 제1 집진부 설치공간(R2) 및 제2 집진부 설치공간(R3)을 제공하는 모듈함체;와, 상기 모듈함체의 중심부위에 위치하는 방전부 설치공간(R1)에 설치되고, 고전압 공급수단에 연결되어 코로나 방전을 일으키는 중심 방전부;와, 상기 모듈함체의 제1 집진부 설치공간(R2)에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부의 후방에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접지된 포집판을 양쪽 측면 사이에 등간격으로 나란하게 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 제1 포집부와 상기 다수의 포집판으로 이루어진 제1 포집부의 포집판 사이 마다 등간격으로 설치되며 통전소재로 이루어지고 전압 공급수단에 연결되는 판상의 전압판으로 이루어져 상기 포집판과 상기 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 제1 전압부를 포함하는 제1 집진부;와, 상기 모듈함체의 제2 집진부 설치공간(R3)에 설치되어 유통되는 공기의 방향을 기준으로 상기 중심 방전부의 후방에 위치하며, 통전소재로 이루어진 판상의 접지된 포집판을 양쪽 측면 사이에 등간격으로 나란하게 다수 개를 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 제2 포집부와 상기 다수의 포집판으로 이루어진 제2 포집부의 포집판 사이 마다 등간격으로 설치되며 통전소재로 이루어지고 전압 공급수단에 연결되는 판상의 전압판으로 이루어져 상기 포집판과 상기 전압판 사이에서 전기장을 형성하는 제2 전압부를 포함하는 제2 집진부;를 포함하는 중심 방전형 양방향전기집진모듈에 있어서,
   상기 모듈함체는 금속소재로 이루어지고, 좌측과 우측의 폐쇄된 측면을 형성하며 외주면을 따라 수직으로 동일한 높이로 형성한 결합틀(112)을 갖는 한쌍의 측판부(111);와, 상기 한쌍의 측판부(111)를 상호 연결하는 고정대(113);와, 상기 모듈함체의 개방된 상부와 하부에 결합하여 개방된 부위를 덮으며 배수를 위한 다수의 관통공이 형성된 덮개판(115);으로 이루어지고, 이때 상기 중심 방전부, 제1 집진부 및 제2 집진부는 수평 방향으로 가로지르는 봉 형태로 양단은 상기 모듈함체의 측판부(111)에 노출되며 애자(A)에 의해 고정되는 봉전극(B)에 의해 전기적으로 연결되며, 상기 중심 방전부는 소정의 길이를 갖는 톱 형상으로 길이방향을 따라 코로나 방전을 일으키는 다수의 돌기가 형성되고 추가로 양쪽 면에 다수의 측면 돌기가 길이방향으로 형성된 멀티크로스핀 이오나이저(I-2);인 것을 특징으로 하는 중심 방전형 양방향전기집진모듈.
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