KR102621991B1 - 선박용 전기 집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 선박용 전기 집진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집진 효율이 좋고, 분진 제거가 용이하며, 열응력에 대한 변화를 최소화할 수 있는 선박용 전기 집진기에 관한 것이다.
이를 위해, 본 발명은 선박의 배기가스 출구라인에 연결되고 내부 공간을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되는 집진 모듈을 포함하는 선박용 전기 집진기로서, 상기 집진 모듈은 복수 개의 전극판; 상기 전극판과 상호 중첩되도록 배치되는 것으로, 복수 개의 집진판 및 상기 집진판의 양측면에 구비되는 비전도체판을 포함하는 더블 집진판; 상기 전극판들을 상호 연결하는 복수 개의 전극봉; 및 상기 더블 집진판들을 상호 연결하는 복수 개의 집진봉;을 포함하고, 상기 전극판, 집진판, 및 비전도체판에 각각 소정 간격으로 복수 개의 절곡부가 형성된 것을 특징으로 한다.

Description

선박용 전기 집진기{ELECTRIC PRECIPITATOR FOR SHIPS}

본 발명은 선박용 전기 집진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 집진 효율이 좋고, 분진 제거가 용이하며, 열응력에 대한 변화를 최소화할 수 있는 선박용 전기 집진기에 관한 것이다.

일반적으로, 선박에서 배출되는 배기가스 중에는 PM(Particulate Matter), 분진, 미세 먼지 등(이하, "PM"이라 통칭함)이 포함되어 있는데, 이러한 물질들은 UN(United Nation)의 산하기관인 IMO(International Maritime Organization)로부터 배출규제를 받고 있는 대표적인 대기 오염물질들이다.

특히, 선박은 연료의 비용 절감을 위해서 점도성이 높고, 휘발성이 낮으며, 가연성이 낮은 저급 원료인 HFO(Heavy Fuel Oil)를 사용하기 때문에 불완전 연소로 인하여 다른 운송수단에 비하여 PM이 많이 발생한다.

이러한 PM은 일반적으로 크기가 수 마이크로미터 정도로 매우 작기 때문에 공중에 부유된 채 이동되고, 선체나 선체에 마련된 시설에 흡착되어 미관을 해치기도 하며, 해양 생태계나 사람에게 나쁜 영향을 미치게 된다.

이를 해결하기 위해 선박에는, 공기가 유동하는 유로 상에 배치되어 공기 중에 포함된 먼지 등의 오염물질을 집진하는 전기 집진기가 적용된다.

이러한 전기 집진기는 장기간 사용하면 집진판 및 전극판이 분진에 의해 오염되기 때문에 주기적인 교체작업이 필요하다.

종래의 전기 집진기는 도어를 통해 집진판 및 전극판을 인출 및 인입하기 위해 많은 인력과 작업시간이 소요되고, 교체작업을 하기 위해서는 집진판 및 전극판을 모두 분리하여야 하므로 작업시간 및 비용이 많이 소요되는 등 경제성이 낮은 문제점 있다.

그리고 집진기는 집진판에 집진된 분진들에 의한 캣워크 현상이 발생되는데, 이는 전극판과 집진판 사이의 전압차에 의해 발생되는 것으로, 이러한 캣워크 현상에 의해 전기 집진기의 성능이 저하되고, 전극판 또는 집진판이 파손되는 등의 문제도 발생된다.

대한민국 등록특허공보 제10-1655452호(2016.09.01.) 대한민국 등록특허공보 제10-2412345호(2022.06.20.)

본 발명은 상기와 같은 기술 배경을 바탕으로 안출된 것으로, 캣워크 현상이 발생되지 않아 집진 효율이 향상될 수 있는 선박용 전기 집진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고 본 발명은 집진판에 집진된 분진의 제거가 용이하고, 유지보수가 용이한 선박용 전기 집진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 전극판과 집진판의 열응력에 대한 변화를 최소화할 수 있는 선박용 전기 집진기를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은 선박의 배기가스 출구라인에 연결되고 내부 공간을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되는 집진 모듈을 포함하는 선박용 전기 집진기로서, 상기 집진 모듈은 복수 개의 전극판; 상기 전극판과 상호 중첩되도록 배치되는 것으로, 복수 개의 집진판 및 상기 집진판의 양측면에 구비되는 비전도체판을 포함하는 더블 집진판; 상기 전극판들을 상호 연결하는 복수 개의 전극봉; 및 상기 더블 집진판들을 상호 연결하는 복수 개의 집진봉;을 포함하고, 상기 전극판, 집진판, 및 비전도체판에 각각 소정 간격으로 복수 개의 절곡부가 형성된 것을 특징으로 한다.

그리고 본 발명에 따른 바람직한 실시예에 따르면, 상기 전극판, 집진판, 및 비전도체판은, 각각 두 개의 판을 겹쳐서 한 쌍으로 구비되되, 상기 절곡부의 돌출부분이 외측을 향하도록 겹쳐서 구비되는 것을 특징으로 한다.

상기한 구성에 의한 본 발명은 아래와 같은 효과를 기대할 수 있다.

집진판의 양측면에 비전도체판이 더 구비되어, 전극판과 집진판 사이의 전압차에 의해 발생되는 캣워크 현상이 발생되지 않는 효과가 있다.

이로 인해, 집진 효율이 향상될 수 있다.

그리고 집진판에 구비되는 비전도체판에 분진이 집진되어, 분진 제거 시, 비전도체판 만을 분리하면 되므로, 분진의 제거가 용이한 효과도 있다.

또한, 전극판, 집진판, 및 비전도체판에 절곡부를 형성한 뒤, 이들을 겹쳐서 한 쌍으로 구비시킴으로써, 열응력에 대한 변화를 최소화할 수 있는 효과도 있다.

즉, 절곡부에 의해, 엔진배기 열에 의한 전극판 및 집진판의 팽창 및 수축으로 인한 휘어짐이 발생하더라도 정렬 상태를 보정할 수 있는 효과가 있다.
그리고 집진판과 비전도체판의 일면에 구비되는 허니콤 형상의 돌출부로 인해, 단면적이 넓어지고, 돌출부 내벽에 유해물질이 집진됨으로 인해, 집진 효율이 극대화는 효과도 있다.

그리고 전극판과 더블 집진판을 하나의 모듈로 구비함으로써, 착탈이 용이하고, 이로 인해, 유지보수가 용이한 효과도 있다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 전기 집진기의 집진 모듈을 나타낸 간략도이다.
도 2는 본 발명에 따른 선박용 전기 집진기의 집진 모듈의 전극판을 나타낸 간략도이다.
도 3은 본 발명에 따른 선박용 전기 집진기의 집진 모듈의 더블 집진판을 나타낸 간략도이다.

이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명하고자 한다. 설명에 앞서 본 발명의 이점 및 특징 및 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그리고 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것으로 본 발명을 제한하고자 하는 것이 아니며, 이러한 용어 중 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함하는 것이고, 설명 상에 방향을 지칭하는 단어는 설명의 이해를 돕기 위한 것으로 시점에 따라 변경 가능함을 주지하는 바이다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 선박용 전기 집진기를 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 본 발명의 선박용 전기 집진기는 일반적으로 널리 사용되는 관용의 수단으로, 나머지 기본적인 구성에 대한 자세한 설명은 생략하고, 다만, 본 발명의 특징이 되는 집진 모듈에 대하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 선박용 전기 집진기의 집진 모듈을 나타낸 간략도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 따른 선박용 전기 집진기는 선박의 배기가스 출구라인에 연결되고 내부 공간을 형성하는 하우징(미도시)과, 하우징 내부에 구비되는 집진 모듈(100)을 포함한다.

집진 모듈(100)은 전극판(10), 더블 집진판(50), 전극봉(15) 및 집진봉(25)을 포함한다.

전극판(10)과 더블 집진판(50)은 상호 중첩되도록 배치되고, 전극봉(15)은 각 전극판(10)들을 연결하되, 복수 개가 구비되며, 집진봉(25)은 각 더블 집진판(50)들을 연결하되, 복수 개가 구비된다.

전극판(10)의 형상이 도 2에 좀 더 상세히 도시된다. 도 2는 본 발명에 따른 선박용 전기 집진기의 집진 모듈의 전극판을 나타낸 간략도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 전극판(10)은 판재 형상으로 복수 개가 구비되고, 코로나 방전(corona discharge)을 일으킨다.

전극판(10)은 소정 간격으로 복수 개의 절곡부(17)가 형성된다.

즉, 전극판(10)은 도 2에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 길게 형성되는 절곡부(17)가 복수 개가 구비되되, 도면에서는 소정 간격을 두고 두 개가 구비된 것을 예로 들어 도시하였지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.

전극판(10)은 두 개가 겹쳐서 한 쌍으로 구비되되, 절곡부(17)의 돌출 부분이 외측을 향하도록 겹쳐서 구비된다.

이러한 절곡부(17)로 인해, 엔진배기 열에 의한 전극판(10)의 팽창 및 수축으로 인한 휘어짐이 발생하더라도 정렬 상태를 보정할 수 있어, 열응력에 대한 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.

더블 집진판(50)은 그 형상이 도 3에 좀 더 상세히 도시된다. 도 3은 본 발명에 따른 선박용 전기 집진기의 집진 모듈의 더블 집진판을 나타낸 간략도이다.

도 1과 도 3을 참조하면, 더블 집진판(50)은 집진판(20)과 집진판(20) 양측면에 구비되는 비전도체판(30)을 포함한다.

집진판(20)과 비전도체판(30)은 판재 형상으로 복수 개가 구비되되, 집진판(20)과 비전도체판(30)으로 구성되는 더블 집진판(50)은 전극판(10)과 상호 중첩되도록 배치되며, 전극판(10)에서 방출된 음전하에 의해 음이온화된 유해물질을 포집한다.

즉, 집진 모듈(100)은 고전압 인가로 인해, 두 극 사이에서 전위차가 발생되며, 전리(ionization)가 이루어져 절연상태가 파괴되는 코로나 방전이 발생된다.

따라서, 유해물질이 전리되고, 전리된 유해물질은 절연성을 잃게되어 더블 집진판(50)에 집진된다.

즉, 전극판(10)에는 집진판(20)에서 발생되는 전하와는 반대의 전하를 띠게 되므로, 전극판(10)에서 코로나 방전에 의해 전리된 유해물질은 전극판(10)에서 방출되는 전하와 동일한 전하를 띠게 되어 전극판(10)에서 발생되는 전하와는 반대되는 전하를 띠는 집진판(20)에 달라붙게 된다.

집진판(20)과 비전도체판(30)은 소정 간격으로 복수 개의 절곡부(27, 37)가 형성된다.

즉, 집진판(20)과 비전도체판(30)은 도 3에 도시된 바와 같이, 길이방향으로 길게 형성되는 절곡부(27, 37)가 복수 개가 구비되되, 도면에서는 소정 간격을 두고 두 개가 구비된 것을 예로 들어 도시하였지만, 이러한 형태에 한정되는 것은 아니다.

집진판(20)은 두 개가 겹쳐서 한 쌍으로 구비되되, 절곡부(27)의 돌출 부분이 외측을 향하도록 겹쳐서 구비되고, 비전도체판(30)도 두 개가 겹쳐서 한 쌍으로 구비되되, 절곡부(37)의 돌출 부분이 외측을 향하도록 겹쳐서 구비된다.

이러한 절곡부(27, 37)로 인해, 엔진배기 열에 의한 더블 집진판(50)의 팽창 및 수축으로 인한 휘어짐이 발생하더라도 정렬 상태를 보정할 수 있어, 열응력에 대한 변화를 최소화할 수 있는 효과가 있다.
그리고 집진판(20)과 비전도체판(30)은 일면에 허니콤 형상의 돌출부(미도시)가 더 구비된다. 즉, 도 3에 도시된 바와 같이, 돌출부는 6 각형 형상으로 돌출된 부분들이 복수 개가 맞닿아 허니콤 형태를 이룬다.
이러한 돌출부로 인해, 집진판(20) 및 비전도체판(30)의 단면적이 넓어지고, 이로 인해 집진 효율이 극대화되는 효과가 있다.
또한, 돌출부로 인한 공간, 즉 돌출부 내벽에 유해물질이 쌓여 집진되므로, 집진 효율이 향상되는 효과도 있다.

비전도체판(30)은 비전도체 재질, 예컨대 실리콘 재질인 것이 바람직하다.

비전도체판(30)은 집진판(20)의 양측면에 구비되어, 전극판(10)과 집진판(20) 사이의 전압차에 의해 발생되는 캣워크 현상이 발생되지 않아, 집진 효율이 향상되는 효과가 있다.

그리고 분진이 비전도체판(30)에 집진되어, 분진 제거 시, 비전도체판(30) 만을 분리하면 되므로, 분진 제거도 용이한 효과가 있다.

전극봉(15)은 전극판(10)에서 소정 간격을 두고 복수 개가 구비되어, 복수 개의 전극판(10)을 상호 연결한다.

즉, 전극판(10)에 형성되는 복수 개의 홀에 전극봉(15)이 끼워지는 형태로서, 전극봉(15)이 홀 보다 작은 직경을 가지게 된다.

집진봉(25)은 전술한 전극봉(15)과 마찬가지로, 집진판(20)에서 소정 간격을 두고 복수 개가 구비되어, 복수 개의 집진판(20)을 상호 연결한다. 즉, 집진판(20)에 형성되는 복수 개의 홀에 집진봉(25)이 끼워지는 형태로서, 집진봉(25)이 홀 보다 작은 직경을 가지게 된다.

이러한 전극봉(15) 및 집진봉(25)은 내열성 및 비전도체 재질의 봉 형상으로 구비될 수 있다.

본 발명에 따른 집진 모듈(100)은 전극판(10), 더블 집진판(50), 전극봉(15), 및 집진봉(25)이 하나의 모듈로 구비되어, 하우징의 구비되는 도어 등을 통해 용이하게 인입 및 인출이 가능하고, 이로 인하여 유지보수가 용이한 효과도 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술적 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정, 변경 및 치환이 가능할 것이다. 그리고 상술한 바와 같이 본 발명에 개시된 실시예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

100; 집진 모듈
10; 전극판
15; 전극봉
17, 27, 37; 절곡부
20; 집진판
25; 집진봉
30; 비전도체판
50; 더블 집진판

Claims (2)

1. 선박의 배기가스 출구라인에 연결되고 내부 공간을 형성하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 구비되는 집진 모듈을 포함하는 선박용 전기 집진기에 있어서,
   상기 집진 모듈은
   복수 개의 전극판;
   상기 전극판과 상호 중첩되도록 배치되는 것으로, 복수 개의 집진판 및 상기 집진판의 양측면에 구비되는 비전도체판을 포함하는 더블 집진판;
   상기 전극판들을 상호 연결하는 복수 개의 전극봉; 및
   상기 더블 집진판들을 상호 연결하는 복수 개의 집진봉;을 포함하고,
   상기 전극판, 집진판, 및 비전도체판에 각각 소정 간격으로 복수 개의 절곡부가 형성되는 것으로,
   각각 두 개의 판을 겹쳐서 한 쌍으로 구비되되, 상기 절곡부의 돌출부분이 외측을 향하도록 겹쳐서 구비되며,
   상기 더블 집진판은 상기 집진판 및 비전도체판 상에 허니콤 형상의 돌출부가 더 구비되어, 상기 집진판 및 비전도체판의 단면적이 넓어지고, 상기 돌출부로 인한 공간에 유해물질이 쌓여 집진되는 것을 특징으로 하는 선박용 전기 집진기.
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