KR20130029221A - 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터는 종래 유도전압을 이용한 정전필터에 비해 동일한 조건에서 상대적으로 집진 효율이 향상된 정전필터를 제공하는 것을 목적으로 하고, 특히 유속이 빠른 곳이나 유속의 변화가 심한 곳에서도 집진 효율이 떨어지지 않고, 양방향으로 집진이 가능한 정전필터를 제공하는 것을 목적으로 유도전압을 이용하는 정전필터에 있어서, 오염된 공기가 유통되는 방향으로 개방이 되고, 양쪽 측면이 폐쇄되어 내부공간을 제공하는 집진부 함체와 상기 내부공간에 위치하며 접지된 평행한 금속판을 연속으로 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 집진전극과 상기 집진전극의 금속판 사이에 설치되며 전기적인 연결없이 스핀이오나이저에 의해 유도된 전압을 일으키는 유도전압판으로 이루어진 집진부; 상기 집진부의 일측과 결합하는 1차측 허니컴대전부 및 상기 집진부의 타측과 결합하는 2차측 허니컴대전부를 포함하는 것을 특징으로 하여, 상대적으로 하전구간이 긴 허니컴대전부를 통해 유속이 빠른 곳이나, 유속의 변화가 심한 곳에서도 집진 효율이 떨어지지 않고 상대적으로 높은 집진 효율을 제공하는 효과가 있다. 또한, 허니컴대전부에서 1차로 포집을 하고 이후 집진부에서 2차로 포집을 하여 집진 효율을 상대적으로 증가시키는 효과가 있고, 양방향으로 포집이 가능한 효과가 있다.

Description

허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터{TWO-WAY INDUCTION ELECTROSTATIC FILTER HAVING HONEY COMB ELECTIC CHARGE PART}
본 발명은 대전부와 집진부로 이루어져 상기 대전부에서 코로나 방전에 의하여 먼지를 하전(荷電)시키고, 하전(荷電)된 먼지는 쿨롱력에 의해 집진부로 끌려가 포집이 되는 전기집진기(electrical precipitator)라 일컫는 장치에서 포집 기능을 담당하는 정전필터에 관한 것으로 특히, 상기 집진부가 접지된 금속판과 유도전압을 일으키는 유도전압판으로 이루어진 유도전압 정전필터에 관한 것이다.
전기집진장치(ESP)에 포함되는 유도전압 정전필터의 전기집진원리를 간략히 살펴보면, 도 1 전기집진장치의 기본 원리를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 일반적으로 전기집진장치는 오염된 기체 내에 포함되어 포집 대상인 먼지, 분진 내지 수분입자 등을 하전(荷電)시킴으로써 집진전극에서 포집을 한다.
즉, 포집 대상은 쿨롱력(정전기(靜電氣)력에 의해 집진전극 방향으로 끌려가서 포집된다.
이와 같은 원리를 이용하는 정전필터는 통상적으로 방전극에 인가된 고전압에 의해 전기장을 생성하고, 2개의 전극 사이에서 높은 전압에 의해 전기장이 강한 부분이 전도성을 갖는 현상인 코로나 방전을 일으켜 방전극 주변에서 전하의 생성 및 이동이 이루어지도록 하여 포집 대상인 먼지 등을 하전시킨다.
이렇게 하전된 먼지 등은 전기장 내에서 집진전극 방향으로 발생한 쿨롱력에 의해 힘을 받게 되고, 결국 집진전극으로 끌려가 집진전극의 표면에 부착됨으로써 포집된다.
이와 같은 전기집진원리를 이용하는 정전필터는 통상 1단형과 2단형이 있다.
1단형 정전필터는 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 1단형 정전필터는 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 2단형 정전필터는 방전부와 집진부가 별도로 되어 있는 것으로 방전부의 방전전극과 집진부의 집진전극의 전압차에 의해 전기장을 형성하고, 상기 방전부를 거쳐 하전된 입자가 상기 전기장 내로 유입되면 이를 상기 집진부의 집진전극으로 끌어당겨 포집한다.
이와 같은 2단형 집진기는 방전부와 집진부와 전계가 분리되어 있어 비교적 함진 농도가 적은 배기 처리에 주로 사용된다.
이와 같은 2단형 정전필터는 역전리가 일어나지 않는 장점이 있으나, 재비산 먼지를 그대로 배출시키는 문제점이 있고, 상대적으로 구조가 복잡한 문제점이 있다.
상기와 같은 1단형 정전필터와 2단형 정전필터의 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 종래 와이어 형태의 방전전극을 톱과 같은 형상의 돌기형 방전전극으로 대체함으로써 기계적 강도를 높이고 상대적으로 넓은 하전 영역을 형성하는 것을 특징으로 한다.
또한, 집진전극을 접지시킴으로써 하전된 먼지가 집진전극에 부착되는 순간 중화되어 중화된 먼지가 집진전극에서 중력에 의해 떨어지도록 하여 집진전극에 부착된 먼지를 제거하기 위한 별도의 먼지 제거수단을 요하지 않는다.
이로써 유지보수가 용이하고, 집진장치의 전기필터 구조의 단순화로 조립이 용이하며, 전기집진장치의 제조비용을 절감하는 효과가 있다.
그러나, 이와 같은 유도전압을 이용한 전기집진장치는 상기 1단형 정전필터 및 2단형 정전필터에 비해 상기와 같은 문제점을 개선하는 효과를 발휘하고, 집진성능에 있어서는 15,000볼트(V)에서 운전되는 경우 약 95~96%의 집진 효율을 발휘하나, 구조적으로 그 이상의 높은 집진 효율을 발휘하기 어려운 문제점이 있다.
특히, 돌기형 방전전극(10)이 상기 도 2에 도시한 바와 같이 공기가 흐르는 방향을 기준으로 수직으로 형성되어 있어 하전영역의 폭이 상대적으로 좁게 형성되어 오염된 공기의 유속이 빠른 곳이나, 유속 변화가 심한 곳에서는 포집대상에 대한 충분한 하전이 이루어지지 못하여 집진 효율이 떨어지는 경우가 발생하는 문제점이 있다.
본 발명은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위해 창안된 것으로 종래 유도전압을 이용한 정전필터에 비해 동일한 조건에서 상대적으로 집진 효율이 향상된 유도전압을 이용한 정전필터를 제공하는 것을 목적으로 하고, 특히 유속이 빠른 곳이나 유속의 변화가 심한 곳에서도 집진 효율이 떨어지지 않는 정전필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
또한, 양방향으로 집진이 가능한 정전필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 본 발명이 해결하려는 과제를 달성하기 위한 해결 수단은 아래와 같다.
본 발명은 유도전압을 이용하는 정전필터에 있어서, 오염된 공기가 유통되는 방향으로 개방이 되고, 양쪽 측면이 폐쇄되어 내부공간을 제공하는 집진부 함체와 상기 내부공간에 위치하며 접지된 평행한 금속판을 연속으로 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 집진전극과 상기 집진전극의 금속판 사이에 설치되며 전기적인 연결없이 스핀이오나이저에 의해 유도된 전압을 일으키는 유도전압판으로 이루어진 집진부; 상기 집진부의 일측과 결합하는 1차측 허니컴대전부 및 상기 집진부의 타측과 결합하는 2차측 허니컴대전부를 포함하고, 이때 상기 1차 및 2차측 허니컴대전부는 상기 집진부 함체의 개방부위에 결합하고 공기가 유통되는 방향으로 개방되어 내부에 설치공간을 제공하는 허니컴 대전부 함체와 상기 허니컴 대전부 함체 내에 설치되며 금속소재의 육각관 형상으로 오염된 공기가 흐르는 방향과 나란하게 위치하여 전기적으로 접지되는 대전부집진관을 병렬로 다수 결합한 집진관조립체와 상기 대전부집진관보다 상대적으로 긴 금속판으로 길이방향의 양쪽 날에 다수의 돌기를 형성하고 양단은 접속부위를 형성하며 포집대상에 원심력을 제공하기 위해 꼬임 구조로 하여 상기 대전부집진관 각각에 삽입되어 중심부에 위치하는 스핀이오나이저와 상기 집진관조립체의 전단 및 후단에 위치하여 상기 스핀이오나이저의 접속부위와 결합하여 스핀이오나이저를 고정함과 동시에 전원공급수단과 전기적으로 연결시키는 전원공급지지대를 포함하는 것;을 특징으로 한다.
또한, 대전부집진관은 내측 벽면에 길이방향으로 다수의 집진홈을 형성한 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 집진부 함체는 상면과 하면이 개방되고, 개방된 부위의 전단부위와 후단부위에는 오염된 공기가 상기 집진부 측으로 유입될 수 있도록 안내하는 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 집진부는 결합공과 관통공이 형성된 집진전극과 유도전압판; 상기 집진전극의 결합공과 결합하고 상기 유도전압판의 관통공을 관통하여 상기 집진부 함체에 설치되는 절연수단을 통해 결합하는 집진전극지지대; 및 상기 유도전압판의 결합공과 결합하고 상기 집진전극의 관통공을 관통하여 상기 집진부 함체에 설치되는 절연수단을 통해 결합하는 유도전압판지지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 스핀이오나이저는 양쪽 측면에 길이방향으로 다수의 측면 돌기를 형성한 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 스핀이오나이저는 와류발생을 위해 그 폭을 대전부집진관의 직경에 비해 1/3 ~ 1/2로 하고, 돌기의 높이를 대전부집진관의 직경에 비해 1/10 ~ 1/8로 한 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 집진관조립체는 외부 전체를 감싸서 절연시킴과 동시에 조립상태를 유지하도록 불연성 실리콘 계열의 소재로 외부를 소정의 두께로 마감한 것;을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원공급지지대는 상기 스핀이오나이저와 전기적으로 접속하는 다수의 수평지지대; 상기 다수의 수평지지대와 수직으로 결합하여 다수의 수평지지대를 고정하기 위한 수직지지대; 및 상기 다수의 수평지지대를 전기적으로 연결하기 위한 연결부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 전원공급지지대는 복수의 전원 공급지지대를 전기적으로 연결시키기 위해 어느 하나의 전원공급지지대와 일측이 결합하고, 타측은 다른 어느 하나의 전원공급지지대와 연결되는 전원연결수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터는 종래 유도전압 정전필터가 갖는 효과인 함진 농도가 비교적 높은 배기 처리가 가능한 효과, 방전전극 자체의 기계적 강도가 높고, 전기적 연결없이 독립된 유도전압판과 접지된 집진전극판으로 그 구조가 단순하며, 집진전극판에 부착된 먼지를 제거하기 위한 세척장치 내지 추타장치와 같은 별도의 먼지 제거수단이 필요 없어 유지보수가 용이한 효과 및 더 나아가 전기집진장치의 전기필터 구조의 단순화로 조립이 용이하고, 전기집진장치의 제조비용을 절감하는 효과와 더불어 상대적으로 하전구간이 긴 허니컴대전부를 통해 유속이 빠른 곳이나, 유속의 변화가 심한 곳에서도 집진 효율이 떨어지지 않고 상대적으로 높은 집진 효율을 제공하는 효과가 있다.
또한, 허니컴대전부에서 1차로 포집을 하고 이후 집진부에서 2차로 포집을 하여 집진 효율을 상대적으로 증가시키는 효과가 있다.
또한, 양방향으로 포집이 가능한 효과가 있다.
도 1은 전기집진장치의 기본 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 2는 종래 유도전압을 이용한 전기집진장치의 구성 및 기본적인 원리를 설명하기 위한 도면,
도 3은 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면,
도 4는 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 집진부를 설명하기 위한 도면,
도 5는 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 집진전극과 유도전압판을 설명하기 위한 도면,
도 6은 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 허니컴대전부를 설명하기 위한 도면,
도 7은 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 집진부조립체를 설명하기 위한 도면,
도 8은 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 스핀이오나이저를 설명하기 위한 도면,
도 9는 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 대전부집진관을 설명하기 위한 도면,
도 10은 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 전원공급지지대를 설명하기 위한 도면이다.
후술하는 본 발명에 대한 상세한 설명은, 본 발명이 실시될 수 있는 특정 실시 예를 예시로서 도시하는 첨부 도면을 참조하고,　이들 실시 예는 당업자가 본 발명을 실시할 수 있도록 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 측면에 걸쳐서 동일하거나 유사한 기능을 지칭한다.
이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 하기 위하여, 본 발명의 바람직한 실시 예들에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
도 2 유도전압을 이용한 전기집진장치의 기본적인 원리를 설명하기 위한 도면과 이를 평면적으로 도시한 도 3에 도시한 바와 같이 돌기형 방전전극(10)은 전원에 연결되어 11,000볼트 이상의 높은 직류전압으로 전하를 공급받고, 이와 같이 높은 전압으로 인가된 전하는 상기 돌기형 방전전극(10)의 돌기 부위에서 충전되어 코로나 방전현상에 의해 방전됨으로써 하전영역(A2)을 형성한다.
외부에서 유입되는 오염된 공기에 포함된 분진, 먼지 내지 수분 등과 같은 미세입자(1)는 전기적으로 중성인 상태이며, 중성인 상태의 미세입자(1)가 상기 하전영역(A2)으로 들어오면 중성인 상태에서 음이온을 띤 기체분자와의 충돌 내지 흡착으로 음성인 상태의 하전된 미세입자(2)가 된다.
미세입자가 하전되는 원리를 간단히 설명하면 돌기형 방전전극(10)은 코로나 방전을 통해 돌기형 방전전극(10) 주위에 강한 전계를 형성하고, 이와 같은 강한 전계는 돌기형 방전전극(10) 주변기체의 내에 존재하는 자유전자를 가속시킨다.
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 음극인 돌기형 방전전극(10)을 향해 이동하면서 방전전극(10)을 포위하고 있는 기체분자 또는 돌기형 방전전극(10) 자체에 충돌하고, 이때 발생한 새로운 자유전자는 전기장을 따라 접지된 집진전극(30, 30-1)을 향해서 이동하고, 이와 같이 이동하는 자유전자가 코로나 영역(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(2)와 충돌 내지 흡착하여 미세입자(2)를 하전시킨다.
이와 동시에 상기 돌기형 방전전극(10)과 나란히 소정의 간격으로 떨어져 있는 판상의 유도전압판(20)은 돌기형 방전전극(10)에 의해 고전압으로 충전되어 음극의 유도전압을 일으키고, 접지된 양쪽 집진전극(30, 30-1)은 정전유도와 정전방전으로 양극으로 대전된다.
따라서 유도전압판(20)과 각각의 집진전극(30, 30-1) 사이에서 전기장을 형성하고, 상기 전기장으로 유입된 하전된 미세입자(2-1)는 상기 집진전극(30, 30-1)과는 인력이 작용하고, 상기 유도전압판(20)과는 척력이 작용하여 상기 집진전극(30, 30-1)으로 딸려가서 부착된다.
이렇게 접지된 집진전극(30, 30-1)으로 딸려가 부착됨으로써 포집된 미세입자(3)는 전하를 잃음으로써 전기적으로 중성인 미세입자가 된다.
이때 상기 척력과 인력은 쿨롱(Coulomb)의 법칙에 따라 야기되는 힘으로 자세한 설명은 생략한다.
본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터는 도 3 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 전체적인 구성을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 집진기능을 수행하는 집진부(200)를 중심으로 양측에 일부 집진기능과 포집대상에 대한 하전기능을 수행하는 1차측 허니컴대전부(100-1)와 2차측 허니컴대전부(100-2)가 결합되어 이루어진다.
상기 도 3에 도시한 바와 같이 집진부(200)의 양측에 1차측 허니컴대전부(100-1)와 2차측 허니컴대전부(100-2)를 결합하여 직렬로 배치함으로써 집진과정 중에 공기의 흐름 방향이 바뀌지 않고 집진이 이루어지도록 한다.
또한, 집진과정이 상기 허니컴대전부(100-1, 100-2)와 집진부(200) 모두에서 이루어져 실질적으로 총 3회에 걸쳐 집진이 이루어지도록 한다.
즉, 순방향을 예로 설명하면, 1차측 허니컴대전부(100-1)에서 1차로 집진이 이루어지고, 이후 집진부(200)에서 2차로 집진이 이루어지며, 마지막으로 2차측 허니컴대전부(100-2)에서 3차로 집진이 이루어진다.
이로써, 순방향 및 역방향 모두 집진이 가능함과 동시에 집진효율의 향상을 도모한다.
구체적으로 설명하면, 도 4 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 집진부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 본 발명에 따른 집진부(200)는 집진부 함체(210)와 집진전극(220)과 유도전압판(230)으로 이루어진다.
상기 집진부 함체(210)는 강도가 높은 금속소재로 이루어지는 것이 바람직하며, 오염된 공기가 유통되는 방향(앞/뒤)으로 개방이 되고, 양쪽 측면이 폐쇄되어 내부공간을 제공한다.
상기 내부공간에는 상기 허니컴대전부(100-1, 100-2)에서 하전되어 통과된 포집대상을 포집하는 포집수단이 설치된다. 이때 상기 포집수단은 상기 도 4에 도시된 바와 같이 전기적으로 접지되어 하전된 포집대상을 포집하는 집진전극(220)과 유도전압을 일으키는 유도전압판(230)이 교대로 적층된 포집수단인 것이 바람직하다.
이때, 상기 집진부 함체(210)는 상면과 하면이 개방되고, 개방된 부위의 전단부위와 후단부위에는 오염된 공기가 집진부 함체(210)의 내측으로 유입될 수 있도록 안내하는 가이드(212)를 더 포함하는 것이 바람직하다.
상기 가이드(212)는 집진부 함체(210)의 개구부 상하측에 설치되어 유입되는 공기의 방향이 집진부 함체(210)의 내측을 향할 수 있도록 한다. 이렇게 함으로써 하전된 먼지가 충분히 집진부(200) 내부를 관통할 수 있도록 하고, 부가적으로 허니컴대전부(100-1, 100-2)와 집진부(200) 사이에서 발생할 수 있는 먼지의 비산을 방지한다.
상기 집진전극(220)은 접지된 평행한 금속판을 연속으로 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 역할을 담당하고, 상기 유도전압판(230)은 전기적인 연결없이 스핀이오나이저에 의해 유도된 전압을 일으켜 하전된 포집대상을 상기 집진전극(220) 방향으로 밀어내는 척력을 제공하는 역할을 한다.
상기 집진전극(220)과 유도전압판(230)에 대해 보다 상세히 설명하면, 도 5 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 집진전극과 유도전압판을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 유도전압판(230)은 유도전압판지지대(236)가 결합하는 결합공(234)과 집진전극지지대(226)가 접촉없이 관통하는 관통공(232)이 형성되고, 집진전극(220) 역시 집진전극지지대(226)가 결합하는 결합공(224)과 유도전압판지지대(236)가 접촉없이 관통하는 관통공(222)이 형성된다.
따라서, 다수의 집진전극(220)과 다수의 유도전압판(230)은 수평으로 서로 번갈아 적층이 되고, 상기 집진전극(220)은 상기 집진전극(220)의 결합공(224)과 결합하고 상기 유도전압판(230)의 관통공(232)을 접촉없이 관통하는 집진전극지지대(226)를 통해 연결이 되고 고정이 되며, 접지된 상기 집진전극지지대(226)를 통해 접지된다.
상기 유도전압판(230) 역시 상기 유도전압판(230)의 결합공(234)과 결합하고 상기 집진전극(220)의 관통공(222)을 접촉없이 관통하는 유도전압판지지대(236)를 통해 연결이 되고 고정이 된다.
상기 집진전극지지대(226)와 유도전압판지지대(236)는 애자와 같은 절연수단(240)을 통해 집진부 함체(210)와 결합한다.
즉, 집진부 함체(210)에 결합된 절연수단(240)을 통해 상기 집진전극지지대(226)와 유도전압판지지대(236)는 집진부 함체(210)와 결합된다.
따라서, 집진부 함체(210)와 집진전극지지대(226) 및 유도전압판지지대(236)는 전기적으로 절연된다.
이하, 허니컴대전부(100-1, 100-2)에 대해 상세히 설명한다.
상기 허니컴대전부(100-1, 100-2)는 상기 도 3에 도시한 바와 같이 집진부(200)의 양측에 설치된다. 즉, 어느 한 방향을 기준으로 보면 전면(1차측)과 후면(2차측)에 설치된다.
이와 같은 허니컴대전부(100-1, 100-2)는 도 6 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 허니컴대전부를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 허니컴 대전부 함체(110), 집진관조립체(120), 스핀이오나이저(130) 및 전원공급지지대(140)로 이루어진다.
상기 허니컴 대전부 함체(110)는 금속소재로 이루어지며, 상기 도 4에 도시한 바와 같이 집진부 함체(210)의 양쪽 개방부위에 각각 결합한다.
이와 같은 허니컴 대전부 함체(110)는 상기 도 6에 도시한 바와 같이 공기가 유통되는 방향으로 개방되며 내부에 설치공간(112)을 제공하며, 측면에는 전원공급지지대(140)의 절연수단(148)이 결합하는 다수의 결합공(114)이 형성된다.
상기 집진관조립체(120)는 상기 허니컴 대전부 함체(110) 내에 설치되는 소정의 길이를 갖는 금속소재로 된 육각관 형상의 대전부집진관(122)을 병렬로 다수 결합하여 이루어진다. 이때, 대전부집진관(122)의 결합은 전기적으로 연결이 되도록 접합되어 이루어지며, 외부 전체를 감싸서 절연시킴과 동시에 조립상태를 유지하도록 불연성 실리콘 계열의 소재로 외부를 소정의 두께로 마감한 절연층(124)을 더 포함한다.
집진관조립체(120)를 상세히 설명하면, 도 7 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 집진부조립체를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 상기 집진관조립체(120)는 알루미늄 소재와 같은 전기전도율이 높은 금속소재를 이용한 육각관 형상의 관으로 소정의 길이(L)를 갖고, 오염된 공기가 흐르는 방향과 나란하게 위치하며 전기적으로 접지되는 다수의 대전부집진관(122)을 병렬로 결합하여 조립된다. 즉, 다수의 대전부집진관(122)을 상기 도 7에 도시한 바와 같이 평면(병렬)적으로 결합하여 조립한다.
이와 같은 대전부집진관(122)의 길이(L)는 특별히 제한되지 않으나, 대전부집진관(122)의 길이(L)가 길어지면 상대적으로 집진 성능이 향상되는 반면 에너지소모가 증가하므로 대전부집진관(122)의 길이(L)는 본 발명에 따른 전기집진장치가 설치되는 환경의 유속 내지 함진 농도 등 조건에 따라 결정하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 집진관조립체(120)는 외부 전체를 감싸서 절연시킴과 동시에 조립상태를 유지하도록 하는 불연성 실리콘 계열의 소재로 외부를 소정의 두께로 마감한 절연층(124)을 갖는다.
상기 절연층(124)은 접지된 집진관조립체(120)를 절연시키고 조립상태를 유지함과 동시에, 육각관 형상으로 인해 집진관조립체(120)의 외곽측과 허니컴 대전부 함체(110) 사이에 생기는 빈 공간을 메우는 역할을 한다.
상기 스핀이오나이저(130)는 도 8 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 스핀이오나이저를 설명하기 위한 도면 및 도 9 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 대전부집진관을 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이 대전부집진관(122)보다 상대적으로 긴 금속판으로 길이방향의 양쪽 날에 다수의 돌기(132)를 형성하고, 양단은 접속부위(136)를 형성하며 포집대상에 원심력을 제공하기 위해 꼬임 구조로 하여 상기 대전부집진관(122) 각각에 삽입되어 중심부에 위치한다.
이때, 상기 스핀이오나이저(130)는 상기 양쪽 날에 형성되는 다수의 돌기(132)와 더불어 양쪽 측면에 길이방향으로 다수의 측면 돌기(134)를 형성하는 것을 특징으로 한다.
상기 측면 돌기(134)는 코로나 방전이 일어나는 돌기의 수를 상대적으로 증가시켜 코로나 영역과 하전 영역을 상대적으로 증가시켜 포집대상에 대한 하전이 더욱 원활하게 이루어질 수 있도록 한다.
또한, 상기 스핀이오나이저(130)는 와류를 발생하여 포집대상에 원심력이 작용하도록 하기 위해 상기 도 8 및 9에 도시한 바와 같이 1회 또는 2회 꼬임 구조를 갖고, 그 폭을 대전부집진관(122)의 직경에 비해 1/3 ~ 1/2로 하고, 돌기(132, 134)의 높이는 대전부집진관(122)의 직경에 비해 1/10 ~ 1/8로 한다.
또한, 상기 대전부집진관(122)은 상기 도 9에 도시한 바와 같이 다수의 집진홈(122-1)을 갖는다. 상기 집진홈(122-1)은 대전부집진관(122)의 내부면적을 증가시켜 실질적인 집진면적을 증가시키는 역할을 한다. 즉, 대전부집진관(122)의 길이방향으로 도시한 바와 같은 다수의 집진홈(122-1)을 형성하여 포집대상이 포집되는 면적을 증가시켜 집진효율을 증가시킨다.
상기 전원공급지지대(140)는 상기 도 6에 도시한 바와 같이, 상기 집진관조립체(120)의 전단 및 후단에 위치하여 상기 스핀이오나이저(130)의 접속부위(136)와 결합하여 스핀이오나이저(130)를 고정함과 동시에 전원공급수단과 전기적으로 연결시키는 역할을 한다.
상기 전원공급지지대(140)는 스핀이오나이저(130)를 고전압공급수단과 전기적으로 연결시키면서 위치를 고정할 수 있는 다양한 수단을 이용하여 구현이 가능하다. 예를 들면, 도 10 본 발명 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터의 전원공급지지대를 설명하기 위한 도면에 도시한 바와 같이, 전원공급지지대(140)는 상기 스핀이오나이저(130)와 전기적으로 접속하는 다수의 수평지지대(142)와 상기 다수의 수평지지대(142)와 수직으로 결합하여 다수의 수평지지대(142)를 고정하기 위한 수직지지대(144) 및 상기 다수의 수평지지대(142)를 전기적으로 연결하기 위한 연결부재(146)를 포함하여 이루어질 수 있다.
상기 수평지지대(142)는 다수의 스핀이오나이저(130)의 접속부위(136)와 결합을 하여, 고전압공급수단과 상기 스핀이오나이저(130)가 전기적 접속이 이루어지도록 한다. 따라서 상기 수평지지대(142)는 전도성이 우수한 금속소재로 이루어지고, 상기 연결부재(146) 역시 다수의 수평지지대(142)를 전기적으로 연결시키는 수단으로 전도성이 우수한 금속소재로 이루어진다.
이와 같은 상기 수평지지대(142)는 허니컴 대전부 함체(110)의 결합공(114)에 결합되는 절연수단(148)에 의해 허니컴 대전부 함체(110)와 절연된 상태로 고정이 되며, 상기 연결부재(146)는 상기 절연수단(148)을 통해 노출된 서로 다른 위치의 수평지지대(142)를 연결할 수 있는 구조와 형상을 갖는다.
상기 절연수단(148)은 전기분야에서 통상 애자라고 불리는 수단과 동일한 역할을 하는 수단으로 다양한 절연소재로 형성될 수 있다.
상기 수직지지대(144)는 다수의 수평지지대(142)를 지지하여 다수의 스핀이오나이저가 결합되어 하중으로 인한 수평지지대(142)의 처짐을 방지하기 위한 수단으로 상기 도 10에 도시한 바와 같이 수평지지대(142)와 직각으로 결합을 하여 수평지지대(142)를 지지하는 역할을 한다.
또한, 상기 도 10에 도시한 바와 같이 복수의 전원공급지지대(140)를 전기적으로 연결시키기 위해 어느 하나의 전원공급지지대와 일측이 결합하고, 타측은 다른 어느 하나의 전원공급지지대와 연결되는 전원연결수단(146-1)을 더 포함한다.
상기 전원연결수단(146-1)은 양단에 결합구가 형성되고 중간부분은 절연피복이 형성된 것으로 두개의 전원공급지지대(140)와 양단이 각각 결합하여 전기적으로 연결을 시킨다.
따라서, 어느 한쪽의 전원공급지지대(140)가 고전압공급수단과 전기적으로 접속이 되면, 다른 한쪽의 전원공급지지대도 상기 전원연결수단(146-1)에 의해 상기 고전압공급수단과 전기적으로 접속이 되게 된다.
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.
1 : 미세입자
2 : 하전된 미세입자
3 : 포집된 미세입자
10 : 돌기형 방전전극
20 : 유도전압판
30 : 집진전극
100 : 허니컴대전부
110 : 허니컴 대전부 함체
112 : 설치공간
114 : 결합공
120 : 집진관조립체
122 : 대전부집진관
124 : 절연층
130 : 스핀이오나이저
132 : 돌기
134 : 측면돌기
136 : 접속부위
140 : 전원공급지지대
142 : 수평지지대
144 : 수직지지대
146 : 연결부재
148 : 절연수단
200 : 집진부
210 : 집진부 함체
212 : 가이드
220 : 집진전극
222 : 관통공
224 : 결합공
226 : 집진전극지지대
230 : 유도전압판
232 : 관통공
234 : 결합공
236 : 유도전압판지지대
240 : 절연수단

Claims (9)

  1. 유도전압을 이용하는 정전필터에 있어서,
    오염된 공기가 유통되는 방향으로 개방이 되고, 양쪽 측면이 폐쇄되어 내부공간을 제공하는 집진부 함체와 상기 내부공간에 위치하며 접지된 평행한 금속판을 연속으로 설치하여 하전된 미세입자를 포집하는 집진전극과 상기 집진전극의 금속판 사이에 설치되며 전기적인 연결없이 스핀이오나이저에 의해 유도된 전압을 일으키는 유도전압판으로 이루어진 집진부;
    상기 집진부의 일측과 결합하는 1차측 허니컴대전부 및
    상기 집진부의 타측과 결합하는 2차측 허니컴대전부를 포함하고,
    상기 1차 및 2차측 허니컴대전부는 상기 집진부 함체의 개방부위에 결합하고 공기가 유통되는 방향으로 개방되어 내부에 설치공간을 제공하는 허니컴 대전부 함체와 상기 허니컴 대전부 함체 내에 설치되며 금속소재의 육각관 형상으로 오염된 공기가 흐르는 방향과 나란하게 위치하여 전기적으로 접지되는 대전부집진관을 병렬로 다수 결합한 집진관조립체와 상기 대전부집진관보다 상대적으로 긴 금속판으로 길이방향의 양쪽 날에 다수의 돌기를 형성하고 양단은 접속부위를 형성하며 포집대상에 원심력을 제공하기 위해 꼬임 구조로 하여 상기 대전부집진관 각각에 삽입되어 중심부에 위치하는 스핀이오나이저와 상기 집진관조립체의 전단 및 후단에 위치하여 상기 스핀이오나이저의 접속부위와 결합하여 스핀이오나이저를 고정함과 동시에 전원공급수단과 전기적으로 연결시키는 전원공급지지대를 포함하는 것;을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 집진부 함체는
    상면과 하면이 개방되고, 개방된 부위의 전단부위와 후단부위에는 오염된 공기가 상기 집진부 함체의 내측으로 유입될 수 있도록 안내하는 가이드;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 집진부는
    결합공과 관통공이 형성된 집진전극과 유도전압판;
    상기 집진전극의 결합공과 결합하고 상기 유도전압판의 관통공을 관통하여 상기 필터함체에 설치되는 절연수단을 통해 결합하는 집진전극지지대; 및
    상기 유도전압판의 결합공과 결합하고 상기 집진전극의 관통공을 관통하여 상기 필터함체에 설치되는 절연수단을 통해 결합하는 유도전압판지지대;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 스핀이오나이저는
    양쪽 측면에 길이방향으로 다수의 측면 돌기를 형성한 것;을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  5. 제1항에 있어서, 상기 스핀이오나이저는
    와류발생을 위해 그 폭을 대전부집진관의 직경에 비해 1/3 ~ 1/2로 하고, 돌기의 높이를 대전부집진관의 직경에 비해 1/10 ~ 1/8로 한 것;을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  6. 제1항에 있어서, 상기 집진관조립체는
    외부 전체를 감싸서 절연시킴과 동시에 조립상태를 유지하도록 불연성 실리콘 계열의 소재로 외부를 소정의 두께로 마감한 것;을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 대전부집진관은
    내측 벽면에 길이방향으로 다수의 집진홈을 형성한 것;을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전원공급지지대는
    상기 스핀이오나이저와 전기적으로 접속하는 다수의 수평지지대;
    상기 다수의 수평지지대와 수직으로 결합하여 다수의 수평지지대를 고정하기 위한 수직지지대; 및
    상기 다수의 수평지지대를 전기적으로 연결하기 위한 연결부재;를 포함하여 이루어진 것을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 전원공급지지대는
    복수의 전원공급지지대를 전기적으로 연결시키기 위해 어느 하나의 전원공급지지대와 일측이 결합하고, 타측은 다른 어느 하나의 전원공급지지대와 연결되는 전원연결수단;을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 허니컴대전부를 갖는 양방향 유도전압 정전필터.
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