KR102579707B1 - 오존 및 에너지 절감형 집진시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 관한 것으로, 틀 형태로, 실내나 실외의 설치공간에 고정되게 설치되는 집진구조물; 상기 집진구조물에 형성되는 집진공간에 분리 결합이 가능하게 구비되고, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 유도전압을 이용한 집진방식으로 집진하는 집진모듈함체; 상기 집진모듈함체에 이웃하게 상기 집진구조물에 위치하고, 활성탄 칩을 포함하여 상기 미세먼지가 제거된 공기 중에 포함된 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거하는 활성탄소 필터부; 상기 활성탄소 필터부에 이웃하게 상기 집진구조물에 설치되어 정화된 상기 공기를 대기중으로 배출하되, 상기 공기의 배출방향 전환이 가능하게 배출하는 송풍부; 상기 집진구조물이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 구비되거나 상기 집진구조물에 구비되고, 상기 설치공간에 이동하는 이동체의 유무나 공기의 유속(풍속)을 측정하여 외부로 측정한 데이터를 송신하는 측정부; 및 상기 집진구조물이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 상기 측정부와 이웃하게 구비되거나 상기 집진구조물에 구비되되, 상기 집진모듈함체, 상기 송풍부, 상기 측정부와 각각 연계되도록 구비되고, 상기 측정부에서 송신한 데이터를수신하여 상기 데이터에 따라 상기 집진모듈함체, 상기 송풍부, 상기 측정부의 구동을 제어하는 구동제어부; 를 포함하여 이루어지는 것을 기술적 특징으로 하여 종래의 집진기의 문제점인 오존의 발생량과 에너지의 소비량을 감소시킬수 있을 뿐만 아니라 무균성을 향상시켜 실내(실외 포함)를 포함하여 장소에 상관없이 설치가 가능하여 공기 정화 기능을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.

Description

오존 및 에너지 절감형 집진시스템{OZONE AND ENERGY-SAVING DUST COLLECTION SYSTEM}
본 발명은 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 종래의 집진기의 문제점인 오존의 발생량과 에너지의 소비량을 감소시킬수 있을 뿐만 아니라 무균성을 향상시켜 종래에 실외에서만 설치되었던 것을 실내에서도 설치가 가능하여 장소에 상관없이 공기 정화 기능을 극대화시킬 수 있는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 다수의 화학 또는 물리적인 공정에 있어서, 초미세분진, 블랙카본, 매연 및 도심먼지, 공장이나 식품가공 중 비산되는 백연 등 대기환경을 오염시키는 물질들은 매우 다양하며 인체에 매우 심각한 문제를 야기할 수 있어, 이에 따라서 이러한 공기 중에 배출되는 오염물질이 포함된 오염된 공기를 처리하는 문제는 국가적으로 매우 중요한 문제로 인식되고 있다.
특히 공장 등에서 배출하는 오염물질은 대기로 배출되어 바람에 의해 도심으로 유입되어 대기 중에 고루 분포하고 있으며, 이에 더하여 중국발 미세먼지, 차량에서 배출하는 블랙카본 등이 오염된 공기와 혼합되어 도심 대기질과 실내공기질은 매우 처리하기 복잡한 상태로 생활 전반에 영향을 주고 있다, 이러한 물질들을 분리하여 걸러내기 위해서는 다양한 기술들이 복합적으로 연계되어야 한다, 이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 마이크로펄스하전 전기집진 기술을 적용하여 프라즈마 방전을 통해 공기 중의 오염물질을 급속하게 이온화시켜 집진하여 오염물질을 제거하는 전기 집진기가 상용화되고 있다.
이러한 전기 집진기에 대해서는 원통의 실린더 형상의 터널 구조를 갖는 집진전극과 해당 집진전극 내부에 소용되는 방전전극의 구조를 갖고, 펄스 전원을
인가하여 집진 기능을 수행하도록 하는 전기 집진기가 주로 사용되고 있다.
그러나 이러한 기존의 전기 집진기는, 코로나 방전 집진원리에 의하여 오염된 공기를 정화하는데 고전압의 전류를 인가하기 때문에, 필수적으로 오존이 발생되고 있다. 이러한 오존 발생은, 실외 장착형 집진기에 있어서는 큰 문제가 되지 않으나, 실내에 설치하는 데에는 오존에 의한 건강문제를 야기할 수 있어, 상기의 기존의 구조를 갖는 전기 집진기를 실내 집진기로서 사용하기 어려운 문제가 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여, 실내의 공기정화를 위해서는 헤파필터를 이용한 다양한 공기 청정기가 보급되어 사용되고 있다. 그러나 이러한 필터를 이용한 공기 청정기의 경우,초미세먼지 제거에는 공기정화 효과가 크지 않으며, 또한 주기적으로 필터를 교체하여야 하는 비용 부담의 증가와 필터를 교체함으로 인하여 합성섬유로 제작된 헤파필터의 경우 난분해성 재질로서 쓰레기가 쉽게 분해가 되지 않아 2차 환경오염을 유발하는 문제가 있다. 헤파필터에 사용되는 재질은 Cotton, Polyamide(Nylon), Polypropylene(PP), Polyacrylonitrile(PAN), Polyester(PET), Polyphenylenesulp hide(PPS), M-Polyaramide(Nomex), Polyimide(PI), Polytetrafluoroethylene(PTFE), Glass, Ceramic (Metal oxide), 등의 재질이 사용되는데, 이는 난연성이며 2차환경오염을 유발하고 있다.
이에 따라서, 플라즈마형 전기 집진기의 높은 오염 물질 집진 효율효과를 유지하면서, 영구적으로 사용이 가능하며 실내와 실외에도 설치 가능한 공기정화 장치에 대한 필요성이 증가되고 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 종래 터널 내부 공기의 환기 방식의 문제점을 해결하기 위하여 출원번호 10-2005-0074863호 '터널 오염물질 복합 정화 시스템'이 개시되었다.
상기 종래기술은 터널 안의 오염된 공기를 정화하기 위한 터널 오염물질 복합 정화 시스템으로 오염된 터널 내부 공기를 직접 정화하는 특징을 갖는다.
즉, 상기 터널 오염물질 복합 정화 시스템은 터널 내에서 발생하는 오염물질을 제거하기 위한 바이패스 터널(100)을 차량이 운행하는 메인 터널(10)에 나란하게 배치하여, 메인터널(10) 내부의 오염된 공기를 바이패스 터널(100)의 공기 유입구(110)를 통해 유입하여 정화시킨 후 공기 배출구(120)를 통해 다시 메인터널(10)로 보내지게 된다.
이처럼 종래기술은 메인터널 내부의 오염된 공기를 터널 내에서 자체적으로 정화하여 터널 밖으로 배출함으로써 터널 주변의 환경에 미치는 악영향을 현저히 감소시킬 수 있는 효과를 발휘한다.
그러나, 이와 같은 자체 정화 방식은 바이패스 터널(100)을 설치해야 함에 따라 터널 공기 정화 시스템의 설치공사비가 과도하게 소요되는 문제가 있다.
관련 선행기술로는 등록특허공보 제10-2283463호(발명의 명칭: 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀, 등록일자: 2021년 07월 23일) 및 등록특허공보 제10-2232586호(발명의 명칭: 지하철 미세먼지 저감을 위한 에너지절약형 오존프리 전기집진기, 등록일자: 2021년 03월 22일)가 있다.
본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로, 종래의 집진기의 문제점인 오존의 발생량과 에너지의 소비량을 감소시킬수 있을 뿐만 아니라 무균성을 향상시켜 종래에 실외에서만 설치되었던 것을 실내에서도 설치가 가능하여 장소에 상관없이 공기 정화 기능을 극대화시킬 수 있는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템을 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 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템은, 틀 형태로, 실내나 실외의 설치공간에 고정되게 설치되는 집진구조물; 상기 집진구조물에 형성되는 집진공간에 분리 결합이 가능하게 구비되고, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 유도전압을 이용한 집진방식으로 집진하는 집진모듈함체; 상기 집진모듈함체에 이웃하게 상기 집진구조물에 위치하고, 활성탄 칩을 포함하여 상기 미세먼지가 제거된 공기 중에 포함된 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거하는 활성탄소 필터부; 상기 활성탄소 필터부에 이웃하게 상기 집진구조물에 설치되어 정화된 상기 공기를 대기중으로 배출하되, 상기 공기의 배출방향 전환이 가능하게 배출하는 송풍부; 상기 집진구조물이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 구비되거나 상기 집진구조물에 구비되고, 상기 설치공간에 이동하는 이동체의 유무나 공기의 유속(풍속)을 측정하여 외부로 측정한 데이터를 송신하는 측정부; 및 상기 집진구조물이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 상기 측정부와 이웃하게 구비되거나 상기 집진구조물에 구비되되, 상기 집진모듈함체, 상기 송풍부, 상기 측정부와 각각 연계되도록 구비되고, 상기 측정부에서 송신한 데이터를수신하여 상기 데이터에 따라 상기 집진모듈함체, 상기 송풍부, 상기 측정부의 구동을 제어하는 구동제어부; 를 포함하여 이루어진다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 집진모듈함체는, 직육면체의 틀 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양측에 구비되는 측판에 의해 양측이 폐쇄되고, 양측에 구비되는 상기 측판을 제외한 모든 면은 개방되어 설치공간을 제공하는 함체부와, 판재 형상으로 형성되되, 길이방향으로 절곡되게 형성되고, 상기 함체부의 내부에 제공하는 설치공간에 복수로 설치되며, 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 미세입자를 하전시키기 위해 톱니 형상의 돌기가 끝단부에 형성되는 대전판부와, 상기 대전판부와 같이 판재 형상으로 형성되되, 길이방향으로 절곡되게 형성되고, 상기 함체부의 내부에 복수로 설치되는 상기 대전판부의 사이에 개재되어 하전되는 상기 미세먼지와 상기 절곡되는 부분에 충돌(부딪)되는 미세먼지를 집진하는 집진판부와, 상기 함체부의 양측에 구비되는 측판과 상기 함체부의 내부에 제공하는 설치공간에 설치되는 복수의 대전판부와 상기 복수의 대전판부 사이에 개재되는 상기 집진판부를 각각 관통하고, 일단부에 구비되는 애자에 의해 상기 측판에 고정되면서 외부로 노출되어 고전압 공급수단에 연결되는 전극부로 구성된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 함체부의 설치공간에 구비 및 설치되는 상기 측판과 상기 대전판부 및 상기 집진판부가 상기 함체부의 설치공간으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 함체부에 형성되는 이탈방지수단이 더 구성되고, 상기 이탈방지수단은 복수의 볼트로 이루어져 상기 함체부에 회전을 통해 고정되되, 상기 측판에 밀착되게 고정되거나 판재 형상으로 길이방향으로 절곡되게 형성되어 상기 함체부에 고정되되, 상기 측판에 밀착되게 고정된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 대전판부와 상기 집진판부에 형성되는 절곡은 적어도 하나 이상으로 형성된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 복수의 대전판부 사이에 개재되는 상기 집진판부의 절곡 위치는 상기 대전판부의 절곡 위치와 일치되거나 서로 어긋난다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 대전판부는 끝단부에 형성되는 톱니 형상의 복수의 돌기에 이웃하게 코로나 방전을 일으키는 복수의 측면돌기가 길이방향으로 돌출 형성된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 대전판부는 상기 대전판부의 끝단부에 형성되는 톱니 형상의 돌기와 일체형으로 형성되거나 분리 결합이 가능하게 형성된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 대전판부에 형성되는 톱니 형상의 돌기는 상기 대전판부의 양측이나 사방측에 형성된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 대전판부와 상기 집진판부에 각각 형성되는 절곡은 동일한 방향으로 절곡되거나 서로 어긋나는 방향으로 절곡된다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템에 있어서, 상기 구동제어부는 상기 구동제어부에서 설정한 상기 공기의 유속(풍속)을 상기 측정부의 측정에 따라 상기 집진모듈함체의 구동이나 상기 송풍부의 구동, 상기 측정부의 구동을 각각 제어하거나 모듈화하여 제어한다.
본 발명은 상기와 같은 과제의 해결 수단을 통해 종래의 집진기의 문제점인 오존의 발생량과 에너지의 소비량을 감소시킬수 있을 뿐만 아니라 무균성을 향상시켜 종래에 실외에서만 설치되었던 것을 실내에서도 설치가 가능하여 장소에 상관없이 공기 정화 기능을 극대화시킬 수 있는 효과가 있다.
또한, 본 발명은 전기 집진모듈함체의 내부에 절곡형으로 형성되는 구성으로 인해 내부로 관통(유입)하는 미세먼지가 절곡형 구성에 충돌(부딪)하게 되어 종래의 전기집진장치에 비해 동일한 조건에서 집진성능을 상대적으로 향상시킬 수 있는 효과도 있다.
아울러, 본 발명은 전기 집진모듈함체의 구조가 단순하여 조립이 용이하면서 슬림하여 제조비용이 저렴할 뿐만 아니라 대전판부와 집진판부의 기계적 강도가 높은 효과도 있다.
나아가, 본 발명은 종래의 대전판부와 집진판부의 구조를 절곡형으로 개선함으로써 집진장치의 집진효율을 15,000볼트(V)의 인가 전압하에서 99% 이상으로 향상시킬 수 있는 효과도 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 종래 발명에 따른 터널 오염물질 복합 정화 시스템의 실시예의 도면,
도 2는 본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템의 일 실시예의 블럭도,
도 3은 도 2에 따른 집진모듈함체의 결합된 상태를 나타내는 사시도,
도 4는 도 2에 따른 집진모듈함체의 분리된 상태를 나타내는 사시도,
도 5는 도 2에 따른 대전판부를 나타내는 사시도,
도 6은 도 2에 따른 집진판부를 나타내는 사시도,
도 7은 도 2에 따른 대전판부에 측면돌기가 형성되는 상태를 나타내는 사시도,
도 8은 도 2에 따른 대전판부의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조한다. 이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있기에 충분하도록 상세히 설명된다. 본 발명의 다양한 실시 예는 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 범위는 그 청구항들이 주장하는 것과 균등한 모든 범위와 더불어 첨부된 청구항에 의해서만 한정된다. 도면에서 유사한 참조부호는 여러 측면에서 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
도 2는 본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템의 일 실시예의 블럭도이고, 도 3은 도 2에 따른 집진모듈함체의 결합된 상태를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 2에 따른 집진모듈함체의 분리된 상태를 나타내는 사시도이고, 도 5는 도 2에 따른 대전판부를 나타내는 사시도이며, 도 6은 도 2에 따른 집진판부를 나타내는 사시도이고, 도 7은 도 2에 따른 대전판부에 측면돌기가 형성되는 상태를 나타내는 사시도이며, 도 8은 도 2에 따른 대전판부의 다른 일 실시예를 나타내는 사시도이다.
본 발명에 따른 오존 및 에너지 절감형 집진시스템(100)은, 도 2 내지 도 8에 도시된 바와 같이, 집진구조물(110), 집진모듈함체(120), 활성탄소 필터부(130), 송풍부(140), 측정부(150), 구동제어부(160) 를 포함하여 이루어진다.
집진구조물(110)은 틀 형태로, 실내(室內)나 실외(室外)의 설치공간에 고정되게 설치된다.
구체적으로 살펴보면, 집진구조물(110)은 차량용 터널, 지하철 터널 등의 실내나 실외의 설치공간에서 배출되는 공기를 정화하기 위한 공간과 정화를 위해 필요한 구성들의 설치를 위한 공간을 제공하기 위한 수단이다.
집진구조물(110)은 건축물에 해당하여 콘크리트, 철근, H빔, 판넬 등과 같은 다양한 건축 소재를 이용하여 형성된다.
집진구조물(110)은 설치공간에 조립식으로 설치할 수 있도록 하는 소재와 구조로 이루어지는 것이 바람직하다.
집진모듈함체(120)는 집진구조물(110)에 형성되는 집진공간에 분리 결합이 가능하게 구비되고, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 유도전압을 이용한 집진방식으로 집진한다.
종래의 집진모듈함체는 실외에서만 설치가 가능한 설치장소가 제한된 반면, 본 발명의 집진모듈함체(120)는 무균성을 향상시켜 실외뿐만 아니라 실내에서도 설치가 가능하여 설치장소의 제한이 없으면서 공기 정화 기능을 극대화시킬 수 있는 장점이 있다.
집진모듈함체(120)는 함체부(121), 대전판부(122), 집진판부(123), 전극부(124) 로 구성된다.
함체부(121)는 직육면체의 틀 형태로 오염된 공기(미세먼지)가 유통(관통, 유입)되는 방향을 기준으로 양측에 구비되는 측판(121a)에 의해 폐쇄되고, 양측에 구비되는 측판(121a)을 제외한 모든 면은 개방되어 설치공간을 제공한다.
구체적으로 살펴보면, 함체부(121)는 금속 소재로 결합을 통해 직육면체의 틀 형태로 형성되어 아래에서 설명하게 되는 대전판부(122), 집진판부(123)를 설치하기 위한 설치공간을 제공한다.
함체부(121)는 공기가 흐르는 환기 시설내에 설치할 수 있는 구조로 갖는 것으로, 틀 형태로 형성되어 오염된 공기가 내부로 유입될 수 있다.
틀 형태로 개방되는 함체부(121)는 양측에 판재 형상으로 굴곡지게 형성되는 측판(121a)의 결합을 통해 폐쇄되고, 측판(121a)이 결합되는 양측을 제외한 모든 면은 개방된다.
함체부(121)에 이탈방지수단(121b)이 형성되는 것으로, 이탈방지수단(121b)은 함체부(121)의 설치공간에 구비 및 설치되는 측판(121a)과 대전판부(122) 및 집진판부(123)가 함체부(121)의 설치공간으로부터 이탈되는 것을 방지한다.
구체적으로 살펴보면, 이탈방지수단(121b)은 복수의 볼트와 같은 간단한 구조로 이루어져 신속하게 함체부(121)에 회전을 통해 고정되되, 측판(121a)에 밀착되게 고정되거나 판재 형상으로 길이방향으로 절곡되게 형성되어 함체부(121)에 고정되되, 측판(121a)에 밀착되게 고정되어 함체부(121)에 측판(121a), 대전판부(122) 및 집진판부(123)의 이탈을 효율적으로 방지한다.
함체부(121)는 측판(121a)을 통해 폐쇄되는 양측을 제외한 모든 면 즉, 상면/하면 및 좌측면/우측면 방향으로 관통(유입)되는 미세먼지(오염된 공기)가 함체부(121)의 내부로 원활하게 관통될 수 있도록 가이드가 구비된다.
대전판부(122)는 판재 형상으로 형성되되, 길이방향으로 절곡되게 형성되고, 함체부(121)의 내부에 제공하는 설치공간에 복수로 설치되며, 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 미세입자를 하전시키기 위해 톱니 형상의 돌기(122a)가 끝단부에 형성된다.
구체적으로 살펴보면, 대전판부(122)는 판재 형상으로 가운데에 일정한 각도로 절곡(굴곡)되게 형성되는 구조로 이루어져 절곡되는 부분에 유입되는 미세먼지가 충돌되고, 함체부(121)의 설치공간에 복수로 일정한 배열로 설치된다.
절곡되게 형성되는 대전판부(122)는 종래의 전기집진장치에 비해 동일한 조건에서 내부 절곡형으로 관통하는 미세먼지를 충돌하게 하여 집진성능을 상대적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
대전판부(122)는 아래에서 설명하게 되는 전극부(124)로 고정되고, 전극부(124)는 고전압 인가수단인 전원공급장치와 결속되어 고전압으로 전하를 공급받는다.
대전판부(122)의 양끝단부에 형성되는 돌기(122a)는 톱니 형상으로 길이방향을 따라 복수로 형성되고, 코로나 방전을 상대적으로 낮은 전압에서 일으켜 미세입자를 하전시키는 것이다.
대전판부(122)에 형성되는 절곡은 적어도 하나 이상으로 형성되는 것으로, 도면을 기준으로 하나가 형성되지만 집진성능을 향상시킬 수 있는 것이라면 하나 이상인 복수로도 형성될 수 있다.
대전판부(122)는 끝단부에 형성되는 톱니 형상의 복수의 돌기(122a)에 이웃하게 코로나 방전을 일으키는 복수의 측면돌기(122b)가 길이방향으로 돌출 형성된다.
대전판부(122)의 돌출 형성되는 복수의 측면돌기(122b)는 코로나영역과 하전영역을 상대적으로 증가시키고, 이를 통해 집진 효율은 상대적으로 증가한다.
대전판부(122)는 대전판부(122)의 끝단부에 형성되는 톱니 형상의 돌기(122a)와 일체형으로 형성되거나 분리 결합이 가능하게 형성된다.
도면을 기준으로 대전판부(122)는 톱니 형상의 돌기와 일체형으로 형성되지만 함체부(121)의 설치공간 등 경우에 따라 분리 결합이 가능하게 형성될 수 있다.
본 발명의 대전판부(122)는 절곡되게 형성되는 것으로 예시하고 있으나, 집진성능을 향상시킬 수 있는 것이라면 유선형 등으로 형성될 수도 있다.
대전판부(122)는 아래에서 설명하게 되는 집진판부(123)에 각각 형성되는 절곡은 동일한 방향으로 절곡되거나 서로 어긋나는 방향으로 절곡되는 것으로, 이는 내부로 관통(유입)하는 미세먼지가 상부/하부 및 좌측부/우측부 방향으로 관통하더라도 충돌(부딪)하게 되어 종래의 전기집진장치에 비해 동일한 조건에서 집진성능을 상대적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
대전판부(122)의 절곡비율(%)은 절곡각도%(°)에 따라 가변되면서 이에 따라 치수도 가변됨을 알 수 있다.
대전판부의 절곡각도와 절곡비율은 절곡각도 30%일 때 절곡각도는 160°이고, 절곡비율도 30%일 때 절곡 부분의 너비(폭)는 40mm이며, 절곡각도와 절곡비율은 절곡각도 40%일 때 절곡각도는 144°이고, 절곡비율도 40%일 때 절곡 부분의 너비(폭)는 67mm이며, 절곡각도와 절곡비율은 절곡각도 70%일 때 절곡각도는 130°이고, 절곡비율도 70%일 때 절곡 부분의 너비(폭)는 94 mm이다.
도 8에 도시된 바와 같이, 대전판부(122')에 형성되는 톱니 형상의 돌기(122a')는 대전판부(122')의 사방(四方)측에 형성된다.
톱니 형상의 돌기(122a')가 사방(四方)측에 형성되는 대전판부(122')는 함체부(121)의 측판(121a)을 제외한 개방되는 모든 면을 통해 유입되는 미세먼지를 코로나 방전을 상대적으로 낮은 전압에서 일으켜 하전을 통해 집진할 수 있도록 한다.
집진판부(123)는 대전판부(122)와 같이 판재 형상으로 형성되되, 길이방향으로 절곡되게 형성되고, 함체부(121)의 내부에 복수로 설치되는 대전판부(122)의 사이에 개재되어 하전된 미세먼지를 집진한다.
구체적으로 살펴보면, 집진판부(123)는 판재 형상으로 가운데에 일정한 각도로 절곡(굴곡)되게 형성되는 구조로 이루어져 절곡되는 부분에 유입되는 미세먼지가 충돌되고, 함체부(121)의 설치공간에 복수로 일정한 배열로 설치되는 대전판부(122)의 사이에 개재된다.
집진판부(123)는 아래에서 설명하게 되는 전극부(124)로 대전판부(122)와 함께 고정되고, 전극부(124)는 고전압 인가수단인 전원공급장치와 결속되어 고전압으로 전하를 공급받는다.
집진판부(123)에 형성되는 절곡은 적어도 하나 이상으로 형성되는 것으로, 도면을 기준으로 하나가 형성되지만 집진성능을 향상시킬 수 있는 것이라면 하나 이상인 복수로도 형성될 수 있다.
복수의 대전판부(122) 사이에 개재되는 집진판부(123)의 절곡 위치는 대전판부(122)의 절곡 위치와 일치되거나 서로 어긋나는 것으로, 이는 집진성능을 향상시킬 수 있는 것이라면 일치되거나 서로 어긋날 수 있다.
절곡되게 형성되는 집진판부(123)는 대전판부(122)와 함께 종래의 전기집진장치에 비해 동일한 조건에서 관통하는 미세먼지를 충돌하게 하여 집진성능을 상대적으로 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
본 발명의 집진판부(123)는 절곡되게 형성되는 것으로 예시하고 있으나, 집진성능을 향상시킬 수 있는 것이라면 유선형 등으로 형성될 수도 있다.
집진판부(123)의 절곡비율(%)은 절곡각도%(°)에 따라 가변되면서 이에 따라 치수도 가변됨을 알 수 있다.
집진판부(123)의 절곡비율과 절곡각도는 절곡비율이 20%일 때 절곡각도는 10%로 162°이고, 절곡비율과 절곡각도는 절곡비율이 25%일 때 절곡각도는 15%로 153°이며, 절곡비율과 절곡각도는 절곡비율이 27%일 때 절곡각도는 20%로 144°이고, 절곡비율과 절곡각도는 절곡비율이 30%일 때 절곡각도는 25%로 133°이다.
본 발명의 집진판부(123)는 절곡비율 27%, 절곡각도 20%(144°) 이다.
전극부(124)는 함체부(121)의 양측에 구비되는 측판(121a)과 함체부(121)의 내부에 제공하는 설치공간에 설치되는 복수의 대전판부(122)와 복수의 대전판부(122) 사이에 개재되는 집진판부(123)를 관통하고, 일단부에 구비되는 애자(124a)에 의해 측판(121a)에 고정되면서 외부로 노출되어 고전압 공급수단에 연결된다.
구체적으로 살펴보면, 전극부(124)는 봉 형상으로 일단부에 절연수단인 통상적으로 불리는 애자(124a)가 구비되어 전기도체를 절연하면서 측판(121a)에 고정할 목적으로 사용되는 고체절연물이다.
전극부(124)는 전기전도율이 높은 구리와 같은 금속으로 제작되며, 대전판부(122), 집진판부(123) 및 측판(121a)을 안정적으로 지지할 수 있을 정도의 길이로 이루어진다.
아래의 표는 효율관련 참고자료로, 동일한 조건에서 종래 집진모듈함체의 기본형(이하, '기본형' 이라 함.)과 본 발명 집진모듈함체의 절곡형(이하, "절곡형" 이라 함.) 의 효율을 나타낸 것이다.
기본형의 No 1은 7.3 전압(+Kv), 0.9 전류(Ma), 45 전원(OFF), 53 전원(ON), 8 발생량(ppb) 이며, 절곡형 No 1의 7.3 전압(+Kv), 0.7 전류(Ma), 56 전원(OFF), 56 전원(ON), 0 발생량(ppb) 으로, 동일한 전압을 기준으로 기본형과 절곡형의 오존(O3) 발생량의 상당한 차이가 있음을 알 수 있다.
기본형의 No 1을 포함하여 No 2, No 3, No 4와 절곡형의 No 1을 포함하여 No 2, No 3, No 4는 동일한 전압(조건)을 기준으로 기본형과 절곡형의 오존(O3) 발생량의 상당한 차이가 있음을 알 수 있을 뿐만 아니라 높은 전압에도 오존(O3)의 발생량이 절곡형이 기본형보다 절감되는 뛰어난 효과도 있다.
-효율관련 참고자료-
활성탄소 필터부(130)는 집진모듈함체(120)에 이웃하게 집진구조물(110)에 위치하고, 활성탄 칩을 포함하여 미세먼지가 제거된 공기 중에 포함된 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거한다.
활성탄소 필터부(130)는 활성탄소필터관을 포함하는 것으로, 활성탄소필터관은 다수의 6각 관통공이 평면으로 연결되어 이루어진 허니컴 보드와 허니컴 보드의 양쪽면에서 결합하는 망으로 이루어지고, 6각 관통공의 내부에 활성탄 칩이 포함된다.
허니컴 보드와 망은 합성수지 소재로 이루어지는 것이 바람직하고, 6각 관통공내에 충전되는 활성탄 칩은 6각 관통공의 내부 체적에 약 40% ~ 60% 가량으로 채워지는 것이 바람직하다.
이는 원활한 공기의 흐름을 위한 것으로, 과도하게 활성탄 칩이 6각 관통공에 채워지면 공기가 원활하게 흐르는 것을 방해하여 효율이 저하될 수 있다.
활성탄소 필터부(130)는 복수의 활성탄소필터관을 평면상으로 배열하여 집진공간을 통과하는 공기에 포함된 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 휘발성 유기화합물(VOC)을 활성탄칩으로 흡착하여 제거한다.
활성탄소 필터부(130)는 알루미늄 소재 또는 스테인리스강 소재로 이루어진 병풍구조의 고정프레임을 포함하고, 활성탄소필터관을 고정프레임에 장착하여 이루어지는 것이 바람직하다.
활성탄소 필터부(130)는 병풍구조의 고정프레임을 이용함으로써 상대적으로 필터링 면적을 확대시킬 수 있는 장점이 있고, 탈부착이 되는 활성탄소필터관을 이용함으로써 유지관리가 용이한 장점도 있다.
송풍부(140)는 활성탄소 필터부(130)에 이웃하게 집진구조물(110)에 설치되어 정화된 공기를 대기중으로 배출하되, 공기의 배출방향 전환이 가능하게 배출한다.
활성탄소 필터부(130)에 이웃하게 집진구조물(110)에 설치되어 정화된 공기를 대기중으로 배출한다.
송풍부(140)는 고속의 공기 흐림을 만드는 송풍수단으로 통상적인 제트팬이나 액셀팬 등과 같은 고속으로 회전하는 팬을 포함하여 높은 압력의 흡입력을 생성함으로써 설치공간 내의 오염된 공기가 강제로 흡입될 수 있도록 한다.
송풍부(140)는 설치되는 공간의 내부 용적에 따라 출력이나 갯수를 선택적으로 적용할 수 있다.
송풍부(140)는 집진구조물(110)에 설치되어 외부로 배출되는 정화된 공기의 흐름 일부를 지정된 공간 내로 향할 수 있도록 공기의 흐름 방향을 전환이 가능하다.
송풍부(140)는 설치공간 내에서 배출되는 오염된 공기와 정화된 공기를 혼합하기 위하여 정화된 공기의 공기 흐름 중 일부를 지정된 공간으로 향하도록 공기흐름의 방향을 전환시킨다.
측정부(150)는 집진구조물(110)이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 구비되거나 집진구조물(110)에 구비되고, 설치공간에 이동하는 이동체의 유무나 공기의 유속(풍속)을 측정하여 외부로 측정한 데이터를 송신한다.
구체적으로 살펴보면, 측정부(150)는 집진구조물(110)이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 구비되거나 집진구조물(110)의 인근에 구비되어 설치공간에 이동하는 이동체의 유무 즉, 설치공간이 차량터널일 경우에 차량의 유무나 설치공간이 지하철터널일 경우에 지하철의 유무를 측정하거나 설치공간에 이동하는 이동체(차량, 지하철)의 이동(통과)하는 과정에서 발생하는 바람(공기)의 유속(풍속)을 측정한다.
측정부(150)는 아래에서 설명하게 되는 구동제어부(160)와 송·수신이 가능한 구조로 이루어져 설치공간에 이동하는 이동체의 유무나 공기의 유속(풍속)을 측정한 데이터를 아래에서 설명하게 되는 구동제어부(160)로 송신한다.
본 발명의 측정부(150)는 설치공간에 이동하는 이동체의 유무나 공기의 유속(풍속)을 측정하는 것으로 예시하고 있으나 경우에 따라서 설치공간의 오염된 공기의 오염 농도나 오존(O3) 농도를 측정할 수도 있다.
구동제어부(160)는 집진구조물(110)이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 측정부(150)와 이웃하게 구비되거나 집진구조물(110)에 구비되되, 집진모듈함체(120), 송풍부(140)와 각각 연계되도록 구비되고, 측정부(150)에서 송신한 데이터를 수신하여 데이터에 따라 집진모듈함체(120), 송풍부(140) 측정부(150)의 구동을 제어한다.
구동제어부(160)는 구동제어부(160)에서 설정한 공기의 유속(풍속)을 측정부(150)의 측정에 따라 집진모듈함체(120)의 구동이나 송풍부(140) 구동, 측정부(150)의 구동을 각각 제어하거나 모듈화하여 제어한다.
구체적으로 살펴보면, 구동제어부(160)는 설치공간 중 지하철터널인 경우에 지하철터널을 지하철이 통과하거나 지하철이 지하철터널에 통과하는 과정에서 발생하는 바람의 유속(풍속)이 설정된 유속 이상(있는 경우)인 경우에 집진모듈함체(120)의 구동을 ON(켬) 시키거나 송풍부(140) 공기의 흐름 방향 전환을 제어하거나 공기의 배출 정도 구동을 제어한다.
한편, 구동제어부(160)는 설치공간이 지하철터널인 경우에 지하철터널을 지하철이 통과하지 않거나 지하철이 지하철터널을 통과하는 과정에서 발생하는 바람의 유속(풍속)이 설정된 유속 이하(없는 경우)인 경우에 집진모듈함체(120)의 구동을 OFF(끔) 시키도록 제어한다.
구동제어부(160)는 측정부(150)를 통해 측정한 데이터를 기초하여 전압을 조절하고, 이를 통해 측정된 공기에 따라 전압을 가변 제어하여 불필요하게 소비되는 전기에너지의 사용을 방지하며, 그 결과 집진모듈함체(120), 송풍부(140)의 장시간 동안 구동될 수 있도록 사용 에너지가 더욱 절감될 수 있다.
구동제어부(160)는 집진모듈함체(120)의 전원을 ON/OFF 를, 송풍부(140)의 배출 정도를, 측정부(150)의 측정거리, 측정농도 등을 각각 제어한다.
구동제어부(160)는 시간 별로 설정된 프로그램에 의해 집진모듈함체(120)의 구동이나 송풍부(140)의 구동, 측정부(150)의 구동을 제어하거나 측정부(150)에 따라 집진모듈함체(120)의 구동이나 송풍부(140)의 구동, 측정부(150)의 구동을 제어할 수 있다.
이상에서는 본 발명을 바람직한 실시 예에 의거하여 설명하였으나, 본 발명의 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.
100 : 오존 및 에너지 절감형 집진시스템
110 : 집진구조물
120 : 집진모듈함체
121 : 함체부
121a : 측판
121b : 이탈방지수단
122 : 대전판부
122a : 돌기
122b : 측면돌기
123 : 집진판부
124 : 전극부
124a : 애자
130 : 활성탄소 필터부
140 : 송풍부
150 : 측정부
160 : 구동제어부

Claims (10)

  1. 틀 형태로, 실내나 실외의 설치공간에 고정되게 설치되는 집진구조물;
    상기 집진구조물에 형성되는 집진공간에 분리 결합이 가능하게 구비되고, 유입되는 공기에 포함된 미세먼지를 유도전압을 이용한 집진방식으로 집진하는 집진모듈함체;
    상기 집진모듈함체에 이웃하게 상기 집진구조물에 위치하고, 활성탄 칩을 포함하여 상기 미세먼지가 제거된 공기 중에 포함된 일산화탄소(CO), 질소산화물(NOx) 및 휘발성 유기화합물(VOC)을 제거하는 활성탄소 필터부;
    상기 활성탄소 필터부에 이웃하게 상기 집진구조물에 설치되어 정화된 상기 공기를 대기중으로 배출하되, 상기 공기의 배출방향 전환이 가능하게 배출하는 송풍부;
    상기 집진구조물이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 구비되거나 상기 집진구조물에 구비되고, 상기 설치공간에 이동하는 이동체의 유무나 공기의 유속(풍속)을 측정하여 외부로 측정한 데이터를 송신하는 측정부; 및
    상기 집진구조물이 설치되는 실내나 실외의 설치공간에 상기 측정부와 이웃하게 구비되거나 상기 집진구조물에 구비되되, 상기 집진모듈함체, 상기 송풍부, 상기 측정부와 각각 연계되도록 구비되고, 상기 측정부에서 송신한 데이터를 수신하여 상기 데이터에 따라 상기 집진모듈함체, 상기 송풍부, 상기 측정부의 구동을 제어하는 구동제어부; 를 포함하여 이루어지되,
    상기 집진모듈함체는,
    직육면체의 틀 형태로 오염된 공기가 유통되는 방향을 기준으로 양측에 구비되는 측판에 의해 양측이 폐쇄되고, 양측에 구비되는 상기 측판을 제외한 모든 면은 개방되어 설치공간을 제공하는 함체부와,
    판재 형상으로 형성되되, 길이방향으로 절곡되게 형성되고, 상기 함체부의 내부에 제공하는 설치공간에 복수로 설치되며, 고전압 인가수단에 연결되어 코로나 방전으로 미세입자를 하전시키기 위해 톱니 형상의 돌기가 끝단부에 형성되는 대전판부와,
    상기 대전판부와 같이 판재 형상으로 형성되되, 길이방향으로 절곡되게 형성되고, 상기 함체부의 내부에 복수로 설치되는 상기 대전판부의 사이에 개재되어 하전되는 상기 미세먼지와 상기 절곡되는 부분에 충돌(부딪)되는 미세먼지를 집진하는 집진판부와,
    상기 함체부의 양측에 구비되는 측판과 상기 함체부의 내부에 제공하는 설치공간에 설치되는 복수의 대전판부와 상기 복수의 대전판부 사이에 개재되는 상기 집진판부를 각각 관통하고, 일단부에 구비되는 애자에 의해 상기 측판에 고정되면서 외부로 노출되어 고전압 공급수단에 연결되는 전극부로 구성되는 것을 특징으로하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  2. 삭제
  3. 제1항에 있어서,
    상기 함체부의 설치공간에 구비 및 설치되는 상기 측판과 상기 대전판부 및 상기 집진판부가 상기 함체부의 설치공간으로부터 이탈되는 것을 방지하기 위해 상기 함체부에 형성되는 이탈방지수단이 더 구성되고, 상기 이탈방지수단은 복수의 볼트로 이루어져 상기 함체부에 회전을 통해 고정되되, 상기 측판에 밀착되게 고정되거나 판재 형상으로 길이방향으로 절곡되게 형성되어 상기 함체부에 고정되되, 상기 측판에 밀착되게 고정되는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 대전판부와 상기 집진판부에 형성되는 절곡은 적어도 하나 이상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 대전판부 사이에 개재되는 상기 집진판부의 절곡 위치는 상기 대전판부의 절곡 위치와 일치되거나 서로 어긋나는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 대전판부는 끝단부에 형성되는 톱니 형상의 복수의 돌기에 이웃하게 코로나 방전을 일으키는 복수의 측면돌기가 길이방향으로 돌출 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 대전판부는 상기 대전판부의 끝단부에 형성되는 톱니 형상의 돌기와 일체형으로 형성되거나 분리 결합이 가능하게 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 대전판부에 형성되는 톱니 형상의 돌기는 상기 대전판부의 양측이나 사방측에 형성되는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  9. 제1항에 있어서
    상기 대전판부와 상기 집진판부에 각각 형성되는 절곡은 동일한 방향으로 절곡되거나 서로 어긋나는 방향으로 절곡되는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 구동제어부는 상기 구동제어부에서 설정한 상기 공기의 유속(풍속)을 상기 측정부의 측정에 따라 상기 집진모듈함체의 구동이나 상기 송풍부의 구동, 상기 측정부의 구동을 각각 제어하거나 모듈화하여 제어하는 것을 특징으로 하는 오존 및 에너지 절감형 집진시스템.
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