KR20010064600A - 싸이클로 전기 집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 싸이클로 전기 집진기에 관한 것으로서, 내부공간(11)을 가지며 상측단에 정화가스 배출관(12)이 구비되고, 하측단에 더스트 박스(14)가 구비되며, 외주면 일측에 배출가스 유입관(16)이 구비되는 메인호퍼(10)와; 메인호퍼(10)내에 복수개로 구비되며, 배출가스 유입관(16)을 통한 가스가 메인호퍼(10)내의 하부 공간으로 유입될 수 있도록 상측이 격판(21)에 의해 폐쇄되며, 내주면 상측에 가스가 하향으로 원심력을 가지며 유입될 수 있도록 복수개의 가이드판(22)이 하향으로 연장 구비되는 집진호퍼(20)와; 집진호퍼(20)내에 내외측 방전실(31)(41)을 가지며 메인호퍼(20)의 하부 공간으로 유입되는 가스가 정화가스 배출관(12)으로 토출될 수 있도록 설치된 중공형의 내외측 전기집진관(30)(40)과; 내측 전기집진관(30)의 중앙에 축방향으로 삽입되며, 외면이 스크류형상으로 이루어진 방전체(50)와; 내외측 전기집진관(30)(40) 사이의 중간부에 원둘레를 따라 제공되는 복수개의 방전봉(60)과; 스크류 방전체(50)와 복수개의 방전봉(60)에 전원을 인가시키게 되는 고전압 공급부(70)와; 메인호퍼(10)의 외측에 구비되어 먼지 입자를 낙하시키게 되는 탈진기(80);를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

Description

싸이클로 전기 집진기{A CYCLONE ELECTRIC DUST COLLECTOR}

본 발명은 싸이클로 전기 집진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 배출가스를 원심력에 의한 이물질 제거와 동시에 전기 방전에 의해 먼지를 집진할 수 있도록 하여 보다 저렴한 설치비 및 운전 유지비로 배출가스중의 먼지를 고효율로 제거할 수 있도록 하는 싸이클로 전기 집진기에 관한 것이다.

일반적으로, 공정 배출가스로부터 분진을 제거하는 데 이용되는 방식은 크게 기계적인 방법과 전기적인 방법으로 분류할 수 있다.

기계식 제거방식은, 분리시키는 힘이 전체 유체에 미치지만, 전기적 제거방식은 그 힘이 입자 그 자체에만 미치도록 되어 있다.

또한, 전기를 집진하는 방법은, 배출가스내에 부유하고 있는 미립자를 전기적으로 하전시켜 정전기력을 이용하므로서 기체로부터 부유 미립자들을 분리시키는 것인데 그 대표적인 예가 전기집진기이다.

기계적 제거방식의 대표적인 예로는 원심력 집진기 및 관성력 집진기등이 있으며 주로 사용되는 원심력 집진기는, 배출가스중의 분진을 원심력에 의해서 제거하므로 입경이 큰 입자만이 제거되고 미세입자는 그대로 배출되는 단점을 지니고있다.

또한, 종래 전기집진기의 주된 형태는 평판형 전기집진기로서 방전봉과 집진극의 형태가 와이어판(wire-plate)으로서 이 사이를 가스가 와이어(wire)와 수직 방향으로 이동하도록 설계되어 있다.

그리고, 기계식 집진기와 달리 전기집진기는 폭 넓은 적용성, 운전 및 유지관리의 편의성 측면에서 선호되는 반면 국내외적으로 집진극에 포집된 먼지의 탈착시 재비산 현상, 방전극의 절단 등 여러 가지 문제점을 드러내고 있는 실정이며, 또한 설비가 복잡하고 집진장치의 운전이 배출가스의 조성 및 분진의 조성에 크게 영향을 받으며 설치비가 매우 높은 문제점을 지니고 있다.

이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 본 발명의 목적은, 종래 배출가스의 입자물질을 제거하기 위해 순차적으로 별도 구성된 원심력 집진방식과 전기방전에 의한 집진방식을 일체형으로 조합하여 배출가스를 고효율로 집진할 수 있도록 하는데 있는 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 싸이클로 전기 집진기의 정면 구성도,

도 2는 본 발명에 따른 싸이클로 전기집진기의 B-B선 평단면도,

도 3은 도 1의 요부 확대도,

도 4는 도 3의 평면 사용상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

10: 메인호퍼 11: 내부공간

12: 정화가스 배출관 13: 밸브

14: 더스트 박스 15: 등유속 조절편

16: 배출가스 유입관 20: 집진호퍼

21: 격판 22: 가이드편

30: 내측 전기집진관 31: 내측 방전실

40: 외측 전기집진관 41: 외측 방전실

50: 방전체 60: 방전봉

70: 고전압 공급부 80: 탈진기

90: 애자 71: 트랜지스터

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 내부공간을 가지며 상측단에 정화가스 배출관이 구비되고, 하측단에 밸브조작에 따라 개폐되는 더스트 박스가 구비되며, 외주면 일측에 내주면을 따라 복수개의 등유속 조절편을 갖는 배출가스 유입관이 구비되는 메인호퍼와; 상기 메인호퍼내에 복수개로 구비되며, 상기 배출가스 유입관을 통한 가스가 상기 메인호퍼내의 하부 공간으로 유입될 수 있도록 상측이 격판에 의해 폐쇄되며, 내주면 상측에 상기 배출가스 유입관을 통한 가스가 하향으로 원심력을 가지며 유입될 수 있도록 복수개의 가이드판이 하향으로 연장되게 구비되는 집진호퍼와; 상기 집진호퍼내에 내외측 방전실을 가지며 상기 메인호퍼의 하부 공간으로 유입되는 배출가스가 정화된 상태로 상기 정화가스 배출관으로 토출될 수 있도록 설치된 중공형의 내외측 전기집진관과; 상기 내측 전기집진관의 중앙에 축방향으로 삽입되며, 이동되는 가스가 와류현상을 발생할 수 있도록 외면이 스크류형상으로 이루어진 방전체와; 상기 내외측 전기집진관사이의 중간부에 원둘레를 따라 제공되는 복수개의 방전봉과; 상기 스크류 방전체와 복수개의 방전봉에 전원을 인가시키게 되는 고전압 공급부와; 상기 메인호퍼의 외측에 구비되며 모터 회전에 따라 메인호퍼의 외면을 타격하여 먼지 입자가 하향으로 낙하될 수 있도록 하는 탈진기를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

이하 본 발명에 따른 싸이클로 전기 집진기를 첨부된 도면을 참조로 하여 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명에 따른 싸이클로 전기 집진기의 정단면을 나타낸 것으로, 본 발명은, 유입된 배기가스를 전기 집진시켜 정화가스를 배출시키도록 된 메인호퍼(10)와, 상기 메인호퍼(10)내에 복수개 구비되는 집진호퍼(20)와, 상기 집진호퍼(20)내에서 배출가스로부터 이물질을 분해 및 제거하게 되는 내외측 전기집진관(30)(40)과, 상기 내측 전기집진관(30)내에 구비되는 방전체(50)와, 상기 내외측 전기집진관(30)(40) 사이에 제공되는 복수개의 방전봉(60)과, 상기 방전체(50)와 방전봉(60)에 전원을 공급하게 되는 전압 공급부(70), 및 메인호퍼(10)내의 먼지를 더스트 박스(14)로 낙하시키는 탈진기(80)로 구성된다.

상기 메인호퍼(10)는, 내부가 공간(11)을 가지도록 형성되며 상측단에는 정화가스 배출관(12)이 구비되고, 하측단에는 더스트 박스(14)가 연통 구비되어 공간(11)의 먼지를 배출시키게 된다. 상기 더스트 박스(14)와 메인호퍼(20)의 단부사이에는 밸브(13)가 구비되어 사용자 조작에 따라 개폐되게 된다.

그리고, 상기 메인호퍼(10)의 하단부는, 그 폭이 좁아지게 되는 쐐기형의 경사부가 형성되어져 상기 경사부의 벽면을 통해 먼지 입자가 더스트 박스(14)로 슬라이드 낙하될 수 있도록 하게 된다. 또한, 상기 메인호퍼(10)의 외주면 일측에는 배출가스 유입관(16)이 내부공간(11)과 연통될 수 있도록 구비되며, 상기 배출가스 유입관(16)에는 출구단 내주면에 둘레를 따라 복수개의 등유속 조절편(15)이 구비되어 유입되는 가스를 메인호퍼(10)의 공간(11)으로 확산 또는 와류시키게 된다.

또한, 상기 메인호퍼(10)내에는 배출가스를 하향 유도함과 동시에 상향으로의 배출가스 유도시 먼지입자를 걸러낼 수 있도록 된 복수개의 집진호퍼(20)가 구비되며, 상기 집진호퍼(20)는, 상기 메인호퍼(10)의 배출가스 유입관(16)을 통한 가스가 상기 메인호퍼(10)내의 하부 공간으로만 유입될 수 있도록 상측이 격판(21)에 의해 폐쇄된다.

또한, 상기 집진호퍼(20)의 각각 내측에는 상기 메인호퍼(10)의 격판(21)을 통과하여 하부 공간과 상부 공간을 연통시키게 되는 내외측 전기집진관(30)(40)이고정되게 되고, 상기 내외측 전기집진관(30)(40)은 상기 메인호퍼(10)의 하부공간으로 유입되는 배출가스를 정화시킨 상태에서 상측공간으로 토출시키게 되는 것으로 상하 개방된 중공형으로 이루어진다.

그리고, 상기 집진호퍼(20)의 내측에는 소정폭 이격된 상태로 외측 전기집진관(40)의 외주면이 위치되고, 상기 외측 전기집진관(40)의 내측에 소정간격 이격된 상태로 내측 전기집진관(30)이 구비된다. 즉, 이들 사이에는 외측 방전실(41)이 형성되게 되며, 또한 상기 내측 전기집진관(30)의 내측에는 내측 방전실(31)이 형성된다.

상기 내외측 방전실(31)(41)은 상기 메인호퍼(10)의 내부공간(11)을 상하로 연통시키게 되며, 상기 내측 전기집진관(30)의 중앙에는 방전체(50)가 축방향으로 삽입 고정되고, 상기 방전체(50)의 외주면에는 이동되는 가스가 와류현상 및 원심력을 발생할 수 있도록 외면이 스크류(51)형상으로 이루어진다.

그리고, 상기 내외측 전기집진관(30)(40) 사이의 외측 방전실(41)에는 중간위치에 원둘레를 따라 복수개의 방전봉(60)이 구비되며, 전원인가시 상기 방전체(50)에 의해 주위에 코로나 현상이 발생하여 먼지입자를 집진하게 된다.

그리고, 상기 집진호퍼(20)의 내주면과 상기 외측 전기집진관(40)의 외주면 사이에는, 상기 배출가스 유입관(16)을 통한 가스가 하향으로 원심력을 가지며 유입될 수 있도록 경사각을 갖는 복수개의 가이드판(22)이 하향으로 연장되게 나선형태를 가지며 구비된다.

여기서, 상기 가이드판(22)들은 유속변화를 위해 입구측보다 출구측의 폭이넓게 형성되도록 함이 바람직 할 것이다.

그리고, 상기 집진호퍼(20)는 하측부가 쐐기 형상으로 이루어져 원심력에 의해 집진된 먼지 입자가 흘러내리도록 그 내경이 점차적으로 좁아지는 형태를 취하게 된다.

도면 부호 70은 고전압 공급부로서, 상기 스크류 방전체(50)와 복수개의 방전봉(60)에 전원을 인가시키게 된다.

그리고, 상기 메인호퍼(10)의 외측에 구비되는 탈진기(80)는, 모터(81)와, 상기 모터(81)에 의해 회동하게 되는 타격봉(82)과, 상기 메인호퍼(10)의 외면에 구비되며 상기 타격봉(82)이 타격시 메인호퍼(10)를 울리도록 하는 타격대(83)로 이루어져, 상기 모터(81)의 회전에 따라 타격봉(82)이 메인호퍼(10)의 외면을 타격하여 먼지 입자가 하향으로 낙하될 수 있도록 하게 된다.

도면 부호 17은 지지대로서, 상기 지지대(17)는 복수개의 상기 방전체(50) 및 방전봉(60)들을 위치 고정시키기 위해 상기 메인호퍼(10)의 내부공간에 고정되는 것이며, 또한 전압공급부(70)로부터 인가되는 전원을 상기 방전체(50)와 방전봉(60)으로 각기 안내하게 되는 와이어(71)를 고정시키게 된다.

도면 부호 90은 절연을 위한 애자이고, 91은 트랜지스터를 도시한 것이다.

상기와 같이 구성되는 싸이클로 전기 집진기를 첨부된 도면을 참조로 하여 그 작동상태를 상세히 설명한다.

도 1에 도시된 바에 의하여, 미도시된 제어장치를 통해 고전압공급부(70)와 배출가스 유입과 배출을 위한 팬(미도시)을 작동시키게 되면, 도 2에 도시된 바와같이 와이어(71)를 통해 방전체(50)와 방전봉(60)에는 전원이 인가되고, 이로 인해 이들 주위에는 도 4에 도시된 점선과 같이 고전압 코로나 방전 현상이 발생하게 된다.

연속해서, 난방용 및 산업용 보일러나 각종 소각로로부터 배출되는 배출가스중의 먼지가 배출가스 유입관(16)를 통해 유입되게 되고, 유입되는 배출가스는 도 2에 도시된 바와같이 등유속 조절편(15)에 의해 와류 확산됨과 동시에 도 1 및 도 3에 도시된 바와같이 가이드편(22)의 안내로 상기 메인호퍼(10)의 하부공간으로 유입되게 된다.

이때, 유입되는 배출가스는 복수개의 가이드편(22)에 의해 원심력이 발생되면서 집진호퍼(20)내로 이동되게 되며, 이때의 원심력으로 배출가스 입자 중 무거운 먼지입자가 유속변화에 따라 집진호퍼(20)의 벽면을 통해 하측 더스트 박스(14)로 이동하게 되어 1차로 5㎛ 이상의 큰 입자가 집진된 다음, 연속해서 팬에 의해 내외측 전기집진관(30)(40)에 의해 형성된 내외측 방전실(31)(41)을 통과하면서 코로나 방전현상에 의해 미세한 입자가 집진되게 되며, 여기서 이물질이 제거된 정화 가스는 정화가스 배출관(12)을 통해 외부로 배출되게 된다.

동시에, 집진호퍼(20)내의 벽면에 집진되는 먼지는 탈진기(80)의 타격봉(82)에 의해 하부로 침전되어 더스트 박스(14)에 모이게 되며 일정정도가 모이면 관리자에 의한 밸브(13) 조작으로 수거 및 처분된다.

상기와 같은 작동에 의해, 원심력을 유도하게 되는 상기 가이드편(22)들의 하단 출구부 폭은, 상기 가이드편(22)의 상측 입구부 폭보다 크게 형성하여 배출가스가 통과하는 단면적이 서서히 확장되도록 함이 바람직 할 것이며, 이는 배출가스가 유입속도에 의해 먼지의 집진효율이 크게 영향을 받으므로 유입속도를 가능한한 높게 유지할 수 있도록 하기 위한 것이고, 또한 높은 유속을 가지면서 유입되는 가스중의 먼지는 가이드편(22)을 통과하면서 크게 원심력을 받아 제거되도록 하기 위한 것이다.

따라서, 원심력을 크게 받는 영역을 벗어난 배출가스는 단면적이 급격히 확대되면서 매우 느린 유속을 가지며 배출구 방향으로 이동하게 되고, 이런 유속흐름의 변화에 대하여 가스는 민감하게 유속이 변하는 반면 배출가스중의 입경이 큰 입자는 원심력을 갖고 벽면을 따라 회전하면서 더스트 박스(14)로 이동한다.

그리고, 1차로 먼지입자가 걸러진 상태에서의 배출가스중의 먼지는 내외측 방전실(31)(41)을 통과하면서 도 4에 도시된 바와같이 고전압 코로나 방전에 의해 극성을 띠면서 집진극 집진판에 부착되어 정화된 가스만이 배출되게 된다.

또한, 내측 방전실(31)을 통과하게 되는 배출가스는 스크류(51)형상의 방전체(50)에 의해 원심력을 가지며 스크류 모양으로 회전된 상태로 전기집진영역을 통과하며 이물질이 보다 효율적으로 걸러지게 된다.

따라서, 본 발명에 따른 싸이클로 전기 집진기는, 첫째; 하나의 메인호퍼(10)내에서 원심력을 이용한 기계적 1차집진과 코로나 방전에 의한 2차 집진으로 배출가스를 정화시키게 되므로 집진 효율이 크게 향상되었고, 둘째; 내부전기집진영역을 이루는 내측 방전실(31)에 스크류형 방전체(50)을 설치하므로써, 스크류형 방전극의 날카로운 부분을 통해 고전압 방전이 일어나 가스중의 먼지는 이 부분을 거치면서 고전압 방전에 의해 극성을 띠거나 이온화되어 가스의 흐름을 벗어나 반대편의 집진극으로 이동하게 되며, 시간이 지남에 따라 집진극에는 먼지가 쌓이면서 먼지층을 형성하고 일부는 자중에 의해 탈착되며 탈착 장치로서 정기적 간격을 두고 탈착을 하여 이물질을 제거하는 효과가 있으며, 세째; 외부 전기집진영역을 이루는 외측 방전실(41)에는 사각봉 형태의 방전봉(60)을 구비하므로써, 내부 집진영역과 마찬가지로 외부 집진영역에서 배출가스중의 먼지는 코로나 방전에 의해 집진극으로 이동한 후 포집되어 유입되는 가스가 원심력 집진영역을 통과하면서 얻은 원심력을 일부 지니게 되며 이에 고전압 정전기력을 가함으로써 쉽게 집진할 수 있게 되는 효과가 있다.

또한, 이상과 같이 전기 집진영역을 통과한 가스는 상부를 통과하여 배출되는데, 분진을 함유한 배출가스의 원심력 집진기 입구 유속은 약 12m/sec정도 이며 단위 싸이클로형 전기집진기의 청정가능 용량은 약 16㎥/min이다. 따라서 본 발명에 다른 싸이클로 전기집진기는 처리용량에 비해 기존의 집진기보다 설치소요 면적이나 장치의 크기 면에서 기존 전기집진기보다 매우 소형이며 다양한 중소형 입자상물질 배출설비의 먼지를 고효율로 제거할 수 있는 공해방지장치로서 매우 적당한 효과가 있게 된다.

Claims (1)

1. 내부공간(11)을 가지며 상측단에 정화가스 배출관(12)이 구비되고, 하측단에 밸브(13)조작에 따라 개폐되는 더스트 박스(14)가 구비되며, 외주면 일측에 내주면을 따라 복수개의 등유속 조절편(15)을 갖는 배출가스 유입관(16)이 구비되는 메인호퍼(10)와;

   상기 메인호퍼(10)내에 복수개로 구비되며, 상기 배출가스 유입관(16)을 통한 가스가 상기 메인호퍼(10)내의 하부 공간으로 유입될 수 있도록 상측이 격판(21)에 의해 폐쇄되며, 내주면 상측에 상기 배출가스 유입관(16)을 통한 가스가 하향으로 원심력을 가지며 유입될 수 있도록 복수개의 가이드판(22)이 나선형태로 하향 연장되게 구비되는 집진호퍼(20)와;

   상기 집진호퍼(20)내에 내외측 방전실(31)(41)을 가지며 상기 메인호퍼(20)의 하부 공간으로 유입되는 배출가스가 정화된 상태로 상기 정화가스 배출관(12)으로 토출될 수 있도록 설치된 중공형의 내외측 전기집진관(30)(40)과;

   상기 내측 전기집진관(30)의 중앙에 축방향으로 삽입되며, 이동되는 가스가 와류현상을 발생할 수 있도록 외면이 스크류형상으로 이루어진 방전체(50)와;

   상기 내외측 전기집진관(30)(40) 사이의 중간부에 원둘레를 따라 제공되는 복수개의 방전봉(60)과;

   상기 스크류 방전체(50)와 복수개의 방전봉(60)에 전원을 인가시키게 되는 고전압 공급부(70)와;

   상기 메인호퍼(10)의 외측에 구비되며 모터 회전에 따라 메인호퍼(10)의 외면을 타격하여 집진된 먼지 입자가 하향으로 낙하될 수 있도록 하는 탈진기(80)를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 싸이클로 전기 집진기.