KR20150053713A - Charged ultrafine droplet generation apparatus and electrostatic precipitator using the same - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to a charged ultra-fine droplet generation apparatus and an electrostatic precipitator using the same, which comprises a high-pressure forming unit for forming a predetermined high-pressure condition; a fluid supply unit for supplying the fluid including particles which need to be removed; a spray unit for electro-spraying water or a liquid reagent under a high-pressure condition to generate a charged ultra-fine droplet; and a reaction unit for ionizing the particles by using the charged ultra-fine droplet. According to the invention, a size of droplet by electro-spraying water or the liquid reagent is reduced under a high-pressure condition, and a number of droplet is increased so as to generate the charged ultra-fine droplet.

Description

하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기{CHARGED ULTRAFINE DROPLET GENERATION APPARATUS AND ELECTROSTATIC PRECIPITATOR USING THE SAME}TECHNICAL FIELD [0001] The present invention relates to a device for generating charged droplet droplets, and an electrostatic precipitator using the same. [0002]

본 발명은 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 고압조건에서 초미세 액적의 크기를 감소시키고 액적의 수를 증가시켜 분진 포집 효율을 향상시키는 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기에 관한 것이다.
The present invention relates to an apparatus for generating charged droplet droplets and an electrostatic precipitator using the same. More particularly, the present invention relates to an apparatus for generating charged droplet droplets that improve the dust collecting efficiency by reducing the size of droplets and increasing the number of droplets And an electrostatic precipitator using the same.

일반적으로, 분진을 포집하는 기술은 싸이클론(cyclone) 집진장치, 세정 집진장치, 전기 집진장치, 여과포 집진장치로 구분된다. Generally, the dust collecting technique is divided into a cyclone dust collecting device, a washing dust collecting device, an electric dust collecting device, and a filter cloth dust collecting device.

그 중에서 세정집진장치는 액적을 분사하여 분진과 충돌시켜 분진을 포집하는 방법이고, 전기 집진기는 제거하고자 하는 분진을 이온이 존재하는 코로나 방전영역을 통과시켜 전하를 갖게 한 후에 전기장을 인가하여 분진을 포집하는 방법이다. Among them, the cleaning and dust collecting device is a method of collecting dust by spraying a droplet and colliding with dust, and an electrostatic precipitator is a method of collecting dust by passing charges through a corona discharge region where ions exist, It is a collection method.

특히, 전기 집진법은 공기 정화나 공기 오염 제어를 위해 기상으로부터 부유성의 작은 입자 물질을 제거하는데 가장 널리 쓰이는 방법이다. In particular, the electrodeposition method is the most widely used method for removing suspended particulate matter from the air for air purification or air pollution control.

싸이클론 집진장치나 여과포 집진장치와 비교할 때, 전기 집진기는 작은 압력 저하(low pressure drop) 및 고포집 효율의 장점을 가지고, 상대적으로 동작에 필요한 전력 소모가 적다.Compared with cyclone dust collectors and filter cloth dust collectors, electrostatic precipitators have the advantages of low pressure drop and high collection efficiency, and relatively low power consumption for operation.

전기 집진기의 작은 압력 저하로 인해, 처리를 필요로 하는 기상의 유량이 체적적으로 많을 때, 이 장치는 더욱 유리한 것이 된다. This device is more advantageous when the flow rate of the gas phase requiring treatment is voluminous due to the small pressure drop of the electrostatic precipitator.

전기 집진은 파워 플랜트로부터 비산재(fly ash) 제거, 제련소, 제철소 및 시멘트 공장으로부터의 입자성 물질의 방출 제어 및 일반적인 빌딩 배기의 공기 정화 목적 등 거대 장치 산업에 광범위하게 사용되어 왔다. Electrostatic dust collection has been widely used in the massive equipment industry for the removal of fly ash from power plants, the control of the release of particulate matter from smelters, steel mills and cement plants, and the air purification of general building exhaust.

전형적인 전기 집진기는 작은 시스템에서는 분당 수백 입방 피트의 유량에서부터 거대 산업 장치에서는 분당 수백만 입방 피트의 유량에까지 동작할 수 있다.A typical electrostatic precipitator can run from hundreds of cubic feet per minute in small systems to millions of cubic feet per minute in large industrial applications.

전기 집진기 기술은 하기의 특허문헌 1 및 특허문헌 2 등 다수에 개시되어 있다. Electrostatic precipitator technology is disclosed in the following Patent Documents 1 and 2.

그러나 전기 집진기는 초미세입자에 대한 포집효율이 낮아 이를 보완할 수 있는 방법론에 대한 연구가 진행되고 있다. However, the electrostatic precipitator has low collection efficiency for ultra - small tenants, and the methodology that can complement them is being studied.

그 중에서 하나는 세정 집진장치와 전기 집진기를 접목시키는 것이다. One of them is to combine a cleaning dust collector and an electrostatic precipitator.

세정집진장치는 확산에 의한 포집 효과를 높일 수 있는 장점을 가짐에 따라, 전기 집진기와 접목되면 훨씬 높은 분진 제거 효과를 얻을 수 있다. Since the cleaning dust collector has an advantage of increasing the collection effect by diffusion, it can obtain a much higher dust removing effect when it is combined with the electrostatic dust collector.

한편, 도 1은 세정집진기와 전기 집진장치를 조합한 시스템의 집진효율을 예시한 그래프이다. 1 is a graph illustrating the dust collecting efficiency of a system combining a cleaning dust collector and an electric dust collector.

도 1에 도시된 바와 같이, 상기 시스템의 집진 효율은 확산, 정전기력, 관성력, 중력 및 직접 차단(interception)과 같은 요소에 의해 결정될 수 있다.
As shown in FIG. 1, the dust collection efficiency of the system can be determined by factors such as diffusion, electrostatic force, inertial force, gravity and direct interception.

대한민국 특허 공개번호 제10-2001-0038576호(2001년 5월 15일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2001-0038576 (published May 15, 2001) 대한민국 특허 공개번호 제10-2001-0101080호(2001년 11월 14일 공개)Korean Patent Publication No. 10-2001-0101080 (published November 14, 2001)

그러나 세정집진장치와 전기 집진기를 접목한 시스템에서도 도 1에 도시된 바와 같이, 입자 크기가 약 100nm 내지 300nm의 범위에서 집진 효율이 저하되는 데드존(dead zone)이 발생하는 문제점이 있었다. However, as shown in FIG. 1, there is a problem that a dead zone in which dust collection efficiency is lowered in a particle size range of about 100 nm to 300 nm occurs in a system combining a cleaning dust collector and an electrostatic precipitator.

따라서 입자 크기에 따른 데드존을 제거하여 집진 효율을 향상시킬 수 있는 전기 집진기 기술의 개발이 필요한 실정이다.Therefore, it is necessary to develop an electrostatic precipitator technology that can improve the dust collecting efficiency by removing the dead zone according to the particle size.

본 발명의 목적은 상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 분진 포집시 입자 크기에 따른 데드존을 제거할 수 있는 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기를 제공하는 것이다. SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a charged particle micro droplet generating device capable of removing a dead zone according to particle size during dust collection and an electrostatic precipitator using the same.

본 발명의 다른 목적은 고압 조건에서 발생하는 액적의 크기를 감소시키고 액적의 개수를 증가시켜 집진 효율을 향상시킬 수 있는 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기를 제공하는 것이다.
Another object of the present invention is to provide a charged particle droplet generating device capable of reducing the size of droplets generated under high pressure and increasing the number of droplets to improve the dust collection efficiency and an electrostatic precipitator using the same.

상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 하전 초미세 액적 발생장치는 미리 설정된 고압 조건을 형성하는 고압 형성부, 제거하고자 하는 분진이 포함된 유체를 공급하는 유체 공급부, 고압 조건에서 물이나 액상 반응제를 정전분무(electrospray)하여 하전 초미세 액적을 발생하는 분사부 및 상기 하전 초미세 액적을 이용해서 분진을 이온화시키는 반응부를 포함하는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above-mentioned object, the charged particle droplet generating apparatus according to the present invention includes a high-pressure forming unit for forming a predetermined high pressure condition, a fluid supplying unit for supplying a fluid containing dust to be removed, And a reaction part for electrospraying the liquid phase reaction agent to generate charged micro droplets and ionizing the dust using the charged micro droplets.

상기 분사부는 상기 고압 형성부에 마련된 고압챔버에 설치되는 분사노즐 및 상기 분사노즐에 대응되는 위치에 설치되고 고전압 전원을 인가받아 코로나 방전 영역을 형성하는 방전체를 포함하여, 물이나 액상 반응제를 상기 고압챔버 내부에 정전분무하는 것을 특징으로 한다.The spray unit includes a spray nozzle installed in a high-pressure chamber provided in the high-pressure forming unit, and a discharge chamber provided at a position corresponding to the spray nozzle and forming a corona discharge region by receiving a high voltage power, And the inside of the high-pressure chamber is electrostatically sprayed.

상기 분사부는 상기 반응부로 마련된 반응챔버의 상부에 설치되는 분사노즐 및 상기 분사노즐의 하부에 설치되고 고전압 전원을 인가받아 코로나 방전 영역을 형성하는 방전체를 포함하여, 물이나 액상 반응제를 상기 반응챔버 내부에 정전분무하는 것을 특징으로 한다. Wherein the sprayer comprises a spray nozzle installed at an upper part of the reaction chamber provided to the reaction part and a discharge space provided below the spray nozzle to form a corona discharge area by receiving a high voltage power, And the inside of the chamber is electrostatically sprayed.

상기 하전 초미세 액적의 크기는 대기압 상태에서 발생하는 액적의 크기보다 작고, 상기 하전 초미세 액적의 개수는 대기압 상태에서 발생하는 액적의 개수보다 증가하는 것을 특징으로 한다. The size of the charged micro droplet is smaller than the size of droplets generated at the atmospheric pressure state and the number of the charged micro droplets is larger than the number of droplets generated at the atmospheric pressure state.

상기 고압 조건은 1 내지 10bar의 압력 상태인 것을 특징으로 한다.The high-pressure condition is characterized by a pressure of 1 to 10 bar.

또한 상기한 바와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 하전 초미세 액적 발생장치를 이용한 전기 집진기는 상기 하전 초미세 액적 발생장치와 고전압 전원을 인가받아 반응부에서 이온화된 분진을 포집하는 집진부를 포함하는 것을 특징으로 한다.
According to another aspect of the present invention, there is provided an electrostatic precipitator using a charged micro droplet generating device, comprising: a charged micro droplet generating device; and a dust collecting part that collects ionized dust in the reaction part, .

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 하전 초미세 액적 발생장치에 의하면, 고압 조건에서 물이나 액상반응제를 정전분무하여 액적의 크기를 감소시키고 액적의 개수를 증가시켜 다량의 하전 초미세 액적을 발생할 수 있다는 효과가 얻어진다.As described above, according to the charging ultrafine droplet generating apparatus according to the present invention, the water or the liquid reactive agent is electrostatically sprayed at high pressure to reduce the size of droplets and increase the number of droplets to generate a large amount of charged ultrafiltration droplets Can be obtained.

그리고 본 발명에 의하면, 고압챔버 내부를 고압 조건으로 유지함에 따라, 분사노즐에 고전압 전원의 전압레벨을 높여 인가할 수 있으므로, 전기장 값이 커져 더 미세한 액적을 발생할 수 있다는 효과가 얻어진다. According to the present invention, since the inside of the high-pressure chamber is maintained under a high-pressure condition, the voltage level of the high-voltage power supply can be applied to the injection nozzle at an increased voltage level.

이에 따라, 본 발명에 의하면, 집진판에 포집되는 분진의 양을 증가시켜 액적 크기에 따라 집진 효율이 저하되는 데드존을 제거함으로써, 분진 포집 효율을 향상시킬 수 있다는 효과가 얻어진다.
Thus, according to the present invention, the dust collection efficiency can be improved by removing the dead zone where the dust collection efficiency is lowered according to the droplet size by increasing the amount of dust collected on the dust collection plate.

도 1은 종래기술에 따른 세정집집장치와 전기집진기의 집진 효율을 예시한 그래프,
도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기의 블록 구성도,
도 3은 도 2에 도시된 전기 집진기의 구성도,
도 4는 고압챔버 내부의 압력과 액적의 크기 및 개수 사이의 관계를 보인 그래프,
도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예로 고압챔버 압력에 따른 노즐에서의 액적분사 형태를 가시적으로 나타낸 사진,
도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예로 고압챔버의 압력에 따른 분사액적의 크기(대기압에서의 액적크기와 비교) 변화 그래프,
도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기의 작동방법을 단계별로 설명하는 공정도.FIG. 1 is a graph illustrating dust collection efficiencies of a cleaning assembly and an electrostatic precipitator according to the prior art,
FIG. 2 is a block diagram of a charged particle droplet generating apparatus and an electrostatic precipitator using the same according to a preferred embodiment of the present invention. FIG.
FIG. 3 is a configuration diagram of the electrostatic precipitator shown in FIG. 2,
4 is a graph showing the relationship between the pressure inside the high-pressure chamber and the size and number of droplets,
FIG. 5 is a photograph showing a droplet jetting shape in a nozzle according to a high-pressure chamber pressure,
FIG. 6 is a graph showing a change in the magnitude of the droplet ejection amount (comparison with the droplet size at the atmospheric pressure) according to the pressure of the high-pressure chamber,
FIG. 7 is a process diagram for explaining the charged micro droplet generating device and the operation method of the electrostatic precipitator using the same according to a preferred embodiment of the present invention.

이하 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENT Hereinafter, a charged particle droplet generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention and an electrostatic precipitator using the same will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

본 발명은 전기 집진기의 집진효율을 향상시키기 위해, 전기 집진기 전단에 고압 조건에서 액적을 분사하는 세정집진장치(scrubber)를 마련하고, 전기 집진기를 이용해서 액적에 의해 포집된 분진을 포집하도록 구성된다. In order to improve the dust collecting efficiency of the electrostatic precipitator, a scrubber for spraying droplets at a high pressure condition is provided at the front end of the electrostatic precipitator, and dust collected by the droplet is collected using an electrostatic precipitator .

즉, 본 발명은 일반적인 세정집진장치에서 발생하는 데드존에 해당하는 100 내지 300㎚ 범위의 분진을 제거하기 위해, 세정집진장치와 전기 집진기를 조합하여 고압 조건에서 액적을 분사하고 보다 높은 전기장을 형성해서 하전 초미세 액적의 수를 증가시켜 발생한다.That is, in order to remove dust in the range of 100 to 300 nm corresponding to the dead zone generated in a general cleaning dust collector, a cleaning dust collector and an electrostatic precipitator are combined to form a higher electric field This is caused by increasing the number of charged micro droplets.

이에 따라, 본 발명은 하전 초미세 액적 사이의 충돌을 방지하여 집진효율을 향상시킨다.Accordingly, the present invention prevents collision between charged fine droplets to improve dust collection efficiency.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기의 블록 구성도이고, 도 3은 도 2에 도시된 전기 집진기의 구성도이다. FIG. 2 is a block diagram of a charging micro droplet generating apparatus and an electrostatic precipitator using the same according to a preferred embodiment of the present invention. FIG. 3 is a configuration diagram of the electrostatic precipitator shown in FIG.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치는 도 2에 도시된 바와 같이, 미리 설정된 고압 조건을 형성하는 고압 형성부(10), 제거하고자 하는 분진이 포함된 유체를 공급하는 유체 공급부(20), 물이나 액상 반응제를 정전분무(electrospray)하는 분사부(30) 및 고압 조건에서 정전분무된 물이나 액상 반응제를 이용해서 분진을 이온화시키는 반응부(40)를 포함한다. As shown in FIG. 2, the charged particle droplet generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention includes a high-pressure forming unit 10 for forming a predetermined high-pressure condition, a fluid supply unit for supplying a fluid containing dust to be removed, (20), a jetting section (30) for electrospraying water or a liquid phase reaction agent, and a reaction section (40) for ionizing dust using electrostatically sprayed water or a liquid phase reaction agent under a high pressure condition.

이에 따라, 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치를 이용한 전기 집진기는 상기 하전 초미세 액적 발생장치와 고전압 전원을 인가받아 반응부(40)에서 이온화된 분진을 포집하는 집진부(50)를 포함한다.Accordingly, the electrostatic dust precipitator using the electrified droplet generating device according to the preferred embodiment of the present invention includes the charged ultrafiltration droplet generating device and a dust collecting part (50) for collecting the ionized dust in the reactive part (40) ).

도 3을 참조하여 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기의 구성을 상세하게 설명한다. 3, the configuration of the charged micro droplet generating device and the electrostatic precipitator using the same will be described in detail.

도 3에 도시된 바와 같이, 반응부(40)는 분진 포집 작업이 수행되는 반응챔버(41)를 포함할 수 있다. As shown in Fig. 3, the reaction part 40 may include a reaction chamber 41 in which a dust collection operation is performed.

반응챔버(41)는 유체 공급부(20)로부터 분진이 포함된 유체를 공급받고, 아래에서 설명할 고압 형성부(10)의 고압챔버(11)에서 발생한 하전 초미세 액적을 공급받는다. The reaction chamber 41 receives the dust-containing fluid from the fluid supply unit 20 and receives the super-fine droplets generated in the high-pressure chamber 11 of the high-pressure forming unit 10 described below.

반응챔버(41)의 일측에는 분진이 포집되어 정화된 유체를 배출하는 배출관(42)이 연결될 수 있다. At one side of the reaction chamber 41, a discharge pipe 42 for collecting dust and discharging the purified fluid may be connected.

상기 유체는 자동차의 배기가스나 분진발생장치의 배출가스와 같이, 다양한 장치에서 배출되는 가스일 수 있다. The fluid may be a gas exhausted from a variety of devices, such as the exhaust gas of an automobile or the exhaust gas of a dust generating device.

그리고 반응챔버(41)의 하부에는 집진부(50)에서 포집된 분진을 저장하는 저장탱크(43)가 마련될 수 있다.A storage tank 43 for storing the dust collected by the dust collecting unit 50 may be provided in the lower portion of the reaction chamber 41.

고압 형성부(10)는 고압 상태에서 하전 초미세 액적이 발생하는 고압챔버(11), 고압챔버(11) 내부에 액적을 운반하는 가스를 주입하는 주입관(12) 및 고압챔버(11) 내부에서 발생하는 하전 초미세 액적을 반응챔버(41)로 공급하는 공급관(13)을 포함할 수 있다. The high pressure forming portion 10 includes a high pressure chamber 11 for generating charged ultrafine droplets in a high pressure state, an injection tube 12 for injecting a gas carrying a droplet into the high pressure chamber 11, And a supply pipe 13 for supplying ultrafine charged droplets generated in the reaction chamber 41 to the reaction chamber 41.

본 실시 예에서 고압 형성부(10)는 가스를 고압으로 주입해서 고압챔버(11) 내부를 약 1 내지 10bar의 고압 조건으로 유지할 수 있다. In this embodiment, the high-pressure forming portion 10 can inject gas at a high pressure and maintain the inside of the high-pressure chamber 11 under a high-pressure condition of about 1 to 10 bar.

한편, 본 실시 예에서는 가스를 고압으로 주입해서 고압챔버(11) 내부를 고압 조건으로 유지하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 반드시 이에 한정되는 것은 아니다. In this embodiment, the gas is injected at a high pressure to maintain the inside of the high-pressure chamber 11 under a high-pressure condition, but the present invention is not limited thereto.

즉, 본 발명은 고압챔버(11) 내부에 진공을 형성하고 물이나 액상 반응제를 고압으로 정전분무하여 고압 조건을 유지하거나, 고압챔버(11) 내부의 온도를 상승시켜 고압 조건을 유지하도록 변경될 수도 있다.That is, according to the present invention, a vacuum is formed in the high-pressure chamber 11 and the high-pressure condition is maintained by electrostatic spraying of the water or the liquid reaction agent at a high pressure, or the temperature in the high- .

또한, 본 실시 예에서는 고압챔버와 반응챔버를 분리해서 각각 마련하는 것으로 설명하였지만, 본 발명은 고압챔버와 반응챔버를 일체로 형성하고, 반응챔버 내부에 고압 조건을 형성해서 하전 초미세 액적을 발생하도록 변경될 수도 있다.In the present embodiment, the high-pressure chamber and the reaction chamber are separated from each other. However, the present invention is not limited to this, and the high-pressure chamber and the reaction chamber may be integrally formed, .

분사부(30)는 고압챔버(11)의 상부에 설치되는 적어도 하나 이상의 분사노즐(31)과 분사노즐(32)의 하부에 설치되는 방전체(32)를 포함할 수 있다. The jetting section 30 may include at least one jetting nozzle 31 provided on the upper portion of the high pressure chamber 11 and a jetting body 32 provided below the jetting nozzle 32.

분사노즐(31)은 물이나 액상 반응제를 고압챔버(11) 내부로 분사하고, 방전체(32)는 고전압 전원을 인가받아 코로나 방전 영역을 형성함에 따라, 분사부(30)는 분사노즐(31)에서 분사된 물이나 액상 반응제가 코로나 방전 영역을 통과하는 과정에서 이온화시켜 하전 초미세 액적을 생성할 수 있다. The jet nozzle 31 injects water or a liquid phase reaction agent into the high pressure chamber 11 and the jet body 32 receives a high voltage power source to form a corona discharge region, 31) may ionize the water or liquid reactant passing through the corona discharge region to generate charged droplet droplets.

본 실시 예에서 분사노즐(31)의 일단은 기저전위라인(GND)에 연결되어 접지될 수 있다. In this embodiment, one end of the injection nozzle 31 may be connected to the ground potential line GND and grounded.

방전체(32)는 도 3에 도시된 바와 같이 링 형상으로 형성되고, 분사노즐(31)의 개수에 대응되는 개수로 마련될 수 있다.The discharge chamber 32 may be formed in a ring shape as shown in FIG. 3, and may be provided in a number corresponding to the number of the injection nozzles 31.

집진부(50)는 방전체(32)와 동일한 극성, 예컨대 (+) 극성의 고전압 전원을 인가받아 전기장을 형성하는 방전극(51)과 기저전위라인에 연결되어 이온화된 분진을 포집하는 집진판(52)을 포함할 수 있다. The dust collecting part 50 includes a discharge electrode 51 for receiving an electric field having a polarity the same as that of the discharge chamber 32, for example, a positive polarity, and a dust collecting plate 52 connected to the ground potential line for collecting ionized dust. . ≪ / RTI >

이와 같이 구성되는 하전 초미세 액적 발생장치는 고압 조건에서 물이나 액상반응제를 정전분무하여 하전 초미세 액적을 발생함에 따라, 액적의 크기를 최소화하고 액적의 개수를 증가시켜 분진 포집 효율을 향상시킨다. The charged droplet generating device thus constructed minimizes the droplet size and increases the number of droplets, thereby improving the dust collecting efficiency as the droplet droplets are generated by electrostatically spraying the water or the liquid reactive agent under high pressure conditions .

도 4는 고압챔버 내부의 압력과 액적의 크기 및 개수 사이의 관계를 보인 그래프이다. 4 is a graph showing the relationship between the pressure inside the high-pressure chamber and the size and number of droplets.

고압챔버(11) 내부의 압력을 높여 고압 조건을 형성하면, 도 4에 도시된 바와 같이, 액적의 크기는 선형적으로 감소될 수 있다.When the pressure inside the high-pressure chamber 11 is raised to form a high-pressure condition, the size of the droplet can be linearly reduced as shown in Fig.

반면, 액적의 개수는 분사되는 물이나 액상 반응제의 양이 일정한 경우, 액적의 체적이 액적 반지름의 세제곱에 비례함에 따라, 기하급수적으로 증가하게 된다. On the other hand, the number of droplets increases exponentially as the volume of the droplet is proportional to the cube of the droplet radius when the amount of water or liquid reactant to be injected is constant.

또한, 도 5는 본 발명의 바람직한 실시 예로 고압챔버의 압력에 따른 노즐에서의 액적분사 형태를 초고속카메라로 촬영한 사진이고, 도 6은 본 발명의 바람직한 실시 예로 고압챔버의 압력에 따른 분사액적의 크기를 측정하여 대기압조건에서의 액적크기와 비교한 실험결과 그래프이다.5 is a photograph of a droplet jetting pattern in a nozzle according to a pressure of a high-pressure chamber, taken by a high-speed camera. FIG. 6 is a schematic view of a droplet jetting device according to a preferred embodiment of the present invention, The size of the droplet is measured and compared with the droplet size at atmospheric pressure.

상기 도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 고압챔버의 압력이 증가함에 따라 노즐에서의 분사형태가 달라짐을 확인할 수 있다. 또한 분무된 액적의 크기를 대기압 조건에서 분무된 액적의 크기와 비교하였을 때 압력이 2기압(대기압보다 1기압 높음)일 때 액적의 크기가 약 70%줄어든 것을 확인할 수 있었다. 이를 개수농도로 계산하면, 하전 미세액적의 수가 약 40배 증가하였음을 의미한다.As shown in FIGS. 5 and 6, it can be seen that the injection pattern at the nozzle varies with increasing pressure in the high-pressure chamber. Also, when the size of the sprayed droplet was compared with the size of the droplet sprayed at atmospheric pressure, it was confirmed that the droplet size was reduced by about 70% when the pressure was 2 atm (1 atm higher than atmospheric pressure). Calculating this as the number concentration, it means that the number of the charge-unassigned amount increased about 40 times.

이와 같이, 본 발명은 고압 조건에서 하전 초미세 액적을 발생함에 따라, 액적의 사이즈를 감소시키고, 액적의 개수를 증가시켜 액적의 이동거리가 감소되는 것을 보상할 뿐만 아니라, 액적 사이의 충돌을 방지해서 집진판에 포집되는 분진의 양을 증가시켜 분진 포집 효율을 향상시킬 수 있다. As described above, according to the present invention, it is possible to reduce the size of droplets and to increase the number of droplets, thereby compensating for the decrease in the moving distance of the droplets as well as preventing collision between the droplets So that the dust collecting efficiency can be improved by increasing the amount of dust collected on the dust collecting plate.

다음, 도 7를 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기의 작동방법을 상세하게 설명한다. Next, referring to FIG. 7, a charged micro droplet generating apparatus according to a preferred embodiment of the present invention and an operation method of the electrostatic precipitator using the same will be described in detail.

도 7은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 하전 초미세 액적 발생장치 및 그를 이용한 전기 집진기의 작동방법을 단계별로 설명하는 공정도이다.FIG. 7 is a process diagram for explaining steps of a charged micro droplet generating device and an electrostatic precipitator using the same according to a preferred embodiment of the present invention.

먼저, 고압 형성부(10)는 주입관(12)을 통해 고압챔버(11) 내부에 액적을 운반하기 위한 가스를 주입해서 미리 설정된 고압 조건, 예컨대 약 1 내지 10bar의 고압 상태를 형성한다(S10). First, the high-pressure forming portion 10 injects a gas for conveying a droplet into the high-pressure chamber 11 through the injection tube 12 to form a high-pressure condition of a preset high pressure, for example, about 1 to 10 bar (S10 ).

그리고 분사부(30)의 방전체(32)는 고전압 전원을 인가받아 코로나 방전 영역을 형성하고, 분사노즐(31)은 물 또는 액상반응제를 분사해서 정전분무한다(S12). Then, the discharge chamber 32 of the sprayer 30 receives a high voltage power to form a corona discharge region, and the spray nozzle 31 emits water or a liquid phase reactant to perform electrostatic spraying (S12).

이에 따라, 고압챔버(11) 내부에서는 하전 초미세 액적이 발생한다(S14). As a result, a droplet of charged ultrafine droplets is generated inside the high-pressure chamber 11 (S14).

상세하게 설명하면, 분사노즐(31)로부터 물이나 액상 반응제가 고압 조건으로 유지되는 고압챔버(11) 내부에 형성된 코로나 방전 영역에 정전분무됨에 따라, 액적의 크기는 대기압 상태에서 발생하는 액적의 크기에 비해 작아지고, 액적의 개수는 대기압 상태에서 발생하는 액적의 개수에 비해 증가하게 된다. Specifically, as the water or the liquid phase reactant is sprayed from the injection nozzle 31 to the corona discharge region formed inside the high-pressure chamber 11 maintained at a high-pressure condition, the size of the droplet is the size of the droplet And the number of liquid droplets is increased compared to the number of liquid droplets generated at atmospheric pressure.

그리고 고압챔버(11) 내부에 분사된 액적은 코로나 방전 영역을 통과하는 과정에서 초미세화 및 이온화되어 하전 초미세 액적으로 발생하고, 공급관(13)을 통해 반응챔버(41)로 공급된다. The liquid droplets injected into the high-pressure chamber 11 are ultrafine and ionized in the course of passing through the corona discharge region, and are generated as droplets of charged ultrafine droplets, and are supplied to the reaction chamber 41 through the supply tube 13.

유체 공급부(20)로부터 분진이 포함된 유체가 반응챔버(41) 내부로 공급되면, 집진부(50)의 방전극(51)은 고전압 전원을 인가받아 전기장을 형성하고, 하전 초미세 액적에 포집된 분진은 집진판(52)에 전기 집진된다(S16).When the fluid containing dust is supplied from the fluid supply unit 20 into the reaction chamber 41, the discharge electrode 51 of the dust collecting unit 50 receives the high voltage power to form an electric field, Is collected in the dust collecting plate 52 (S16).

이에 따라, 집진판(52)에 집진된 분진은 반응챔버(41) 하부에 마련된 저장탱크(43)에 저장되고, 정화된 가스는 배출관(42)을 통해 외부로 배출된다. Accordingly, the dust collected in the dust collecting plate 52 is stored in the storage tank 43 provided in the lower part of the reaction chamber 41, and the purified gas is discharged to the outside through the discharge pipe 42.

상기한 바와 같은 과정을 통하여, 본 발명은 액적의 크기를 감소시키고 액적의 개수를 증가시킴에 따라, 집진판에 포집되는 분진의 양을 증가시켜 분진 포집 효율을 향상시킬 수 있다.
Through the above process, the present invention can increase the dust collecting efficiency by increasing the amount of dust collected on the dust collecting plate by reducing the size of the droplet and increasing the number of droplets.

이상 본 발명자에 의해서 이루어진 발명을 상기 실시 예에 따라 구체적으로 설명하였지만, 본 발명은 상기 실시 예에 한정되는 것은 아니고, 그 요지를 이탈하지 않는 범위에서 여러 가지로 변경 가능한 것은 물론이다.
Although the invention made by the present inventors has been described concretely with reference to the above embodiments, the present invention is not limited to the above embodiments, and it goes without saying that various changes can be made without departing from the gist of the present invention.

본 발명은 액적의 크기를 감소시키고 액적의 개수를 증가시켜 하전 초미세 액적을 발생해서 집진판에 포집되는 분진의 양을 증가시켜 분진 포집 효율을 향상시키는 하전 초미세 액적 발생장치 기술에 적용된다.
The present invention is applied to a charged micro droplet generating device technology for increasing the dust collecting efficiency by reducing the size of droplets and increasing the number of droplets to increase the amount of dust collected on the dust collecting plate by generating droplets of charged micro droplets.

10: 고압 형성부 11: 고압챔버
12: 주입관 13: 공급관
20: 유체 공급부 30: 분사부
31: 분사노즐 32: 방전체
40: 반응부 41: 반응챔버
42: 배출관 43: 저장탱크
50: 집진부 51: 방전극
52: 집진판10: high-pressure forming part 11: high-pressure chamber
12: injection tube 13: feed tube
20: fluid supply part 30:
31: injection nozzle 32:
40: Reaction part 41: Reaction chamber
42: discharge pipe 43: storage tank
50: dust collecting part 51:
52: Collecting plate

Claims (5)

미리 설정된 고압 조건을 형성하는 고압 형성부,
제거하고자 하는 분진이 포함된 유체를 공급하는 유체 공급부,
고압 조건에서 물이나 액상 반응제를 정전분무(electrospray)하여 하전 초미세 액적을 발생하는 분사부 및
상기 하전 초미세 액적을 이용해서 분진을 이온화시키는 반응부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하전 초미세 액적 발생장치.
A high-pressure forming portion for forming a preset high-pressure condition,
A fluid supply part for supplying a fluid containing dust to be removed,
A jetting section for electrospraying water or a liquid reactive agent under high pressure to generate charged microdroplets; and
And a reaction unit for ionizing the dust using the charged ultrafiltration droplet.
제1항에 있어서, 상기 분사부는
상기 고압 형성부에 마련된 고압챔버에 설치되는 분사노즐 및
상기 분사노즐에 대응되는 위치에 설치되고 고전압 전원을 인가받아 코로나 방전 영역을 형성하는 방전체를 포함하여,
물이나 액상 반응제를 상기 고압챔버 내부에 정전분무하는 것을 특징으로 하는 하전 초미세 액적 발생장치.
2. The apparatus as claimed in claim 1,
An injection nozzle provided in the high-pressure chamber provided in the high-pressure forming portion,
A discharge chamber provided at a position corresponding to the injection nozzle and receiving a high voltage power source to form a corona discharge region,
Wherein the water or liquid phase reactant is electrostatically sprayed inside the high-pressure chamber.
제2항에 있어서,
상기 하전 초미세 액적의 크기는 대기압 상태에서 발생하는 액적의 크기보다 작고,
상기 하전 초미세 액적의 개수는 대기압 상태에서 발생하는 액적의 개수보다 증가하는 것을 특징으로 하는 하전 초미세 액적 발생장치.
3. The method of claim 2,
The size of the charged micro droplet is smaller than the size of the droplet generated at atmospheric pressure,
Wherein the number of charged micro droplets is greater than the number of droplets generated at atmospheric pressure.
제1항에 있어서,
상기 고압 조건은 1 내지 10bar의 압력 상태인 것을 특징으로 하는 하전 초미세 액적 발생장치.
The method according to claim 1,
Wherein the high-pressure condition is a pressure of 1 to 10 bar.
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항으로 이루어진 하전 초미세 액적 발생장치와
고전압 전원을 인가받아 반응부에서 이온화된 분진을 포집하는 집진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 하전 초미세 액적 발생장치를 이용한 전기 집진기.An apparatus for generating charged ultrafine droplets according to any one of claims 1 to 4,
And a dust collecting part for collecting the ionized dust in the reaction part under the application of the high voltage power.
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