KR20210059852A - 전기 집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 집진기에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 전기 집진기는 오염된 공기를 하전시켜 하전된 미세입자를 집진하는 전기 집진기에 있어서, 하전된 미세입자를 정전기력으로 집진하는 집진부, 상기 집진부의 일측에서 상기 집진부에 집진된 미세입자를 향하여 고압의 기체를 분사하는 고압 기체 분사부 및 상기 집진부의 타측에서 상기 고압 기체 분사부에 의해 상기 집진부로부터 분리된 미세입자를 흡입하는 흡입부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

전기 집진기{ELECTROSTATIC PRECIPITATOR}

본 발명은 전기 집진기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 지하철 역사 등에 사용되는 대용량의 전기 집진기에 대하여 집진판에 포집된 미세입자를 용이하게 제거할 수 있는 전기 집진기에 관한 것이다.

최근 미세 먼지와 같이 대기 오염에 관한 문제가 크게 부각됨에 따라서 공기 청정기와 같은 가정용 공기 청정기가 널리 공급되고 있다. 가정용 또는 개인용 공기 청정기와 별도로 지하철 역사와 같이 공기가 쉽게 오염되는 공공 장소에도 대용량의 공기 정화 시스템이 설치된다.

현재, 지하철 역사의 공기 정화 시스템에는 필터를 통해 먼지나 유해물질을 걸러내는 방식을 사용하고 있으나, 오염도가 높은 지하철 역사에서는 대용량의 필터가 아주 짧은 기간 내에 오염되어 필터 성능이 떨어져 공기 정화 효율이 떨어지는 문제가 발생한다. 또한, 필터를 교체하는데 비용도 많이 든다는 문제가 있다.

대한민국 공개특허 제10-2011-0014076호

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 집진부의 일측에서 고압의 기체를 분사하여 미세입자를 집진판으로부터 이탈시키고 반대측 타측에서 흡입부가 이를 흡입하여 집진판에 집진된 미세입자를 용이하게 제거할 수 있는 전기 집진기를 제공함에 있다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 오염된 공기를 하전시켜 하전된 미세입자를 집진하는 전기 집진기에 있어서, 하전된 미세입자를 정전기력으로 집진하는 집진부; 상기 집진부의 일측에서 상기 집진부에 집진된 미세입자를 향하여 고압의 기체를 분사하는 고압 기체 분사부; 및 상기 집진부의 타측에서 상기 고압 기체 분사부에 의해 상기 집진부로부터 분리된 미세입자를 흡입하는 흡입부를 포함하는 전기 집진기에 의해 달성될 수가 있다.

여기서, 상기 집진부는 복수의 집진판이 병렬로 이격 배열되고, 이웃하는 집진판 사이에 전위차가 형성되며, 상기 고압 기체 분사부는 미세입자가 유입되는 상기 집진부의 일측에 배치되고, 상기 흡입부는 상기 고압 기체 분사부와 대향하도록 상기 집진부의 타측에 배치될 수 있다.

여기서, 상기 고압 기체 분사부는 고압의 기체를 분사하는 분사 노즐을 포함하고, 상기 흡입부는 호퍼를 포함하고, 상기 분사 노즐과 상기 호퍼는 서로 대향하는 위치에 있도록 각각 이동할 수 있다.

여기서, 상기 고압 기체 분사부는 고압의 기체를 분사하는 분사 노즐을 포함하고, 상기 분사 노즐은 상하 또는 좌우로 각도 조절이 가능할 수 있다.

여기서, 상기 집진판은 플라스틱 재질의 필름층 및 상기 필름층에 카본으로 코팅한 코팅층으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 집진판은 고전압이 인가되며 판면의 가장자리에 형성된 하나 이상의 방전핀이 형성되는 제 1 집진판 및 상기 제 1 집진판과의 전위차로 형성되는 정전기력으로 판면에 하전된 미세입자를 포집하는 제 2 집진판으로 형성될 수 있다.

여기서, 상기 고압 기체 분사부는 압축 공기를 분사하도록 기체를 압축하는 압축기를 포함할 수 있다.

여기서, 탄소 섬유를 포함하는 이온 발생기 및 상기 탄소 섬유에 고전압을 인가하는 전압인가장치를 포함하며 상기 집진부의 전방에 배치되는 하전부를 더 포함하고, 상기 고압 기체 분사부는 상기 하전부와 상기 집진부 사이에 배치되어, 상기 고압 기체 분사부는 상기 하전부를 향하여 고압의 기체를 분사시켜 상기 탄소 섬유에 쌓인 미세입자를 제거할 수 있다.

여기서, 상기 이온 발생기는 복수 개로 적어도 하나 이상의 고정봉에 이격 배치되며, 상기 고정봉은 회전이 가능할 수 있다.

여기서, 미세입자를 하전시킬 때에는 상기 이온발생기가 오염된 공기가 유동하는 방향에 대향하도록 상기 고정봉을 회전시키고, 상기 탄소 섬유에 쌓인 미세입자를 제거할 때에는 상기 이온발생기가 후방의 고압 기체 분사부를 향하도록 상기 고정봉을 회전시킬 수 있다.

여기서, 상기 고압 기체 분사부는 고압의 기체를 분사하는 분사 노즐을 포함하고, 상기 분사 노즐은 회전이 가능할 수 있다.

여기서, 상기 고압 기체 분사부에서 분사되는 기체의 유속은 250m/s 이상인 것이 바람직하다.

상기한 바와 같은 본 발명의 전기 집진기에 따르면 필터를 사용하지 않고 전기 집진의 방법으로 미세입자를 포집하기 때문에 필터 교체에 따른 비용을 줄일 수 있고, 고압 기체 분사부와 흡입부를 이용하여 집진판에 집진된 미세입자를 저렴하고 쉽게 제거할 수 있다는 장점이 있다.

또한, 연성의 플라스틱 필름층에 카본을 코팅하여 집진판을 구성함으로써 집진판을 가볍고 저렴하게 구성시킬 수 있다는 장점도 있다.

또한, 집진부에 포집된 미세먼지를 제거하기 위한 고압 기체 분사부를 이용하여 하전부의 탄소 섬유에 쌓인 미세먼지도 제거시킬 수 있다는 장점도 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 2는 도 1에서 하전부를 도시하는 사시도이다.
도 3은 도 2에서 탄소 섬유의 미세먼지 제거를 위해 고정봉을 회전시킨 상태를 도시하는 사시도이다.
도 4는 본 발명에 따라 고압 기체 분사부에서 집진판을 향하여 고압의 기체를 분사하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 5는 본 발명에 따른 흡입부의 호퍼가 먼지를 흡입하는 모습을 도시하는 도면이다.
도 6은 도 5의 A의 단면을 도시하는 도면이다.
도 7은 도 1의 전기 집진기에서 하전부의 탄소 섬유에 쌓인 먼지를 제거하는 동작을 도시하는 도면이다.
도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 집진기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이다.
도 9는 도 8의 집진부를 도시한다.
도 10은 분사 노즐로부터 분사되는 기체의 유속 대비 세정 효율을 측정한 실험 결과를 도시하는 그래프이다.

실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다

이하, 본 발명의 실시예들에 의하여 전기 집진기를 설명하기 위한 도면들을 참고하여 본 발명에 대해 설명하도록 한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 2는 도 1에서 하전부를 도시하는 사시도이고, 도 3은 도 2에서 탄소 섬유의 미세먼지 제거를 위해 고정봉을 회전시킨 상태를 도시하는 사시도이고, 도 4는 본 발명에 따라 고압 기체 분사부에서 집진판을 향하여 고압의 기체를 분사하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 5는 본 발명에 따른 흡입부의 호퍼가 먼지를 흡입하는 모습을 도시하는 도면이고, 도 6은 도 5의 A의 단면을 도시하는 도면이고, 도 7은 도 1의 전기 집진기에서 하전부의 탄소 섬유에 쌓인 먼지를 제거하는 동작을 도시하는 도면이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기는 하전부(110), 집진부(120), 고압 기체 분사부(130) 및 흡입부(140)를 포함하여 구성될 수가 있다.

하우징(100)은 오염된 공기가 이동하는 경로를 제공하고, 공기의 이동 방향을 따라 순서대로 하전부(110), 고압 기체 분사부(130), 집진부(120), 흡입부(140)가 배치될 수 있다. 이때, 고압 기체 분사부(130)와 흡입부(140)의 위치는 서로 바뀔 수도 있으나, 도시되어 있는 것과 같이 고압 기체 분사부(130)가 집진부(120)의 전방에 형성되고 흡입부(140)가 집진부(120)의 후방에 형성되는 것이 바람직하다.

하전부(110)는 오염된 공기가 유입되는 유입구 측에 설치되어 이온을 발생시켜, 오염된 공기 중에 있는 미세입자를 하전시키도록 한다. 하전부(110)는 복수의 탄소 섬유(116) 가닥으로 이루어진 이온발생기(115)와 상기 이온발생기(115)에 고전압(전류)을 인가하는 전압인가장치(118)를 포함하여 구성될 수 있다.

상기 전압인가장치(118)에서 탄소 섬유(116)에 고전압(전류)을 인가하면 탄소 섬유(116)에서 다량의 이온이 발생하게 된다. 이때, 전압인가장치(118)로부터 인가되는 전류의 종류에 따라서 (+) 이온 또는 (-) 이온이 발생하게 된다.

상기 탄소 섬유(116)로 이루어진 이온발생기(115)에 고전압(전류)를 인가하여 이온을 발생시킬 경우, 방전극과 이에 대응하는 접지극 사이에 고전압을 인가하여 발생하는 코로나 방전보다 낮은 전압에서도 다량의 이온을 발생시킴으로써 오존의 발생을 억제하고, 소비전력을 저감시키게 된다. 또한 탄소 섬유(116)는 전압(전류)을 인가하여 이온을 발생시킬 때 접지극을 필요로 하지 않는 특징이 있고, 금속재질의 접지극을 포함하지 않음으로써 강산성의 환경에도 부식이 발생하지 않는 특징이 있다.

이때, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 하전부(110)는 복수의 이온발생기(115)로 형성될 수가 있다. 세로 방향으로 긴 고정봉(114)에 소정의 간격으로 이온발생기(115)를 고정시킬 수가 있고, 고정봉(114)의 내측을 통해 전압인가장치(118)로부터 각 이온발생기(115)로 고전압을 공급하는 권선이 형성될 수가 있다.

이때, 상기 고정봉(114)이 가로 방향으로 복수 개 배치됨에 따라서 오염된 공기가 유동하는 경로면 상에 복수의 이온발생기(115)를 소정의 간격으로 이격 배치시킬 수가 있다. 이때, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 각각의 이온발생기(115)에 대하여 격판(112)을 설치하여, 유입되는 오염된 공기를 격판(112)이 형성하는 각각의 격실(113)로 분리시킬 수가 있으며, 각 격실(113) 내에 설치되는 이온발생기(115)에서 발생하는 이온에 의해 오염된 공기를 하전시키게 된다. 이와 같이 오염된 공기를 각각의 격실(113)에서 이온발생기(115)에서 발생하는 이온에 의해 하전시킴으로써, 미세입자의 하전 효율을 높여 집진 효율을 높일 수가 있다.

이때, 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116)는 오염된 공기가 유동하는 방향으로 형성될 수도 있으나, 본 실시예에서는 오염된 공기가 유동하는 방향에 대향하는 방향으로 배치되어 미세입자를 하전시키도록 한다. 이때, 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 오염된 공기가 유동하는 방향으로 격판(112)의 전방이 아닌 후방에 이온발생기(115)가 오염된 공기가 유동하는 방향에 대향하는 방향으로 배치될 수 있다.

이때, 복수의 이온발생기(115)를 배치시키는 고정봉(114)은 회전할 수가 있다. 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 미세입자를 하전시킬 때에는 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116)가 공기가 유동하는 방향에 대향하도록 위치하도록 하고, 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116)에 쌓인 미세먼지를 제거할 때에는 고정봉(114)을 180도 회전시켜 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116)를 반대 방향으로 회전시킬 수가 있다. 탄소 섬유(116)의 미세먼지를 제거하는 구성 및 동작과 관련해서는 도 7을 참조로 후술하기로 한다.

상기 고정봉(114)은 개별적으로 회전하도록 구성될 수도 있고, 복수의 고정봉(114)이 일체로 회전하도록 구성될 수도 있다. 고정봉(114)을 회전시키는 구성은 모터(미도시)와 같은 동력 수단에 의해 고정봉(114)의 축을 회전시키도록 하는 공지된 기술을 이용할 수가 있다.

집진부(120)는 하전부(110)에서 발생시킨 이온에 의해 하전된 미세입자를 정전기력으로 집진판(122)에 집진시킨다.

집진부(120)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 복수의 집진판(122)을 병렬로 이격 배열시키고, 이웃하는 집진판(122a, 122b) 사이에 전위차를 형성하여 정전기력을 발생시키게 된다. 따라서, 하전된 입자는 정전기력에 의해 이동하여 집진판(122)에 포집될 수가 있다. 이때, 병렬로 배치되는 복수의 집진판(122)에 대하여 고전압이 인가되는 집진판(122a)과 접지 또는 반대 극성의 전압이 인가되는 집진판(122b)을 교대로 배치시킴으로써, 이웃하는 집진판(122a, 112b) 사이에 전위차를 형성하여 정전기력을 발생시킬 수가 있다.

도 5에서는 복수의 집진판(122)이 가로 방향으로 병렬 배치되는 것을 도시하나, 세로 방향으로 병렬 배치될 수도 있다.

이때, 각 집진판(122)은 도 6에 도시되어 있는 것과 같이 필름층(1221) 및 코팅층(1222)으로 형성될 수 있다. 필름층(1221)은 플라스틱 재질로 플렉서블한 얇은 판 형태로 형성되고, 필름층(1221)의 양측면에는 카본으로 코팅된 코팅층(1222)이 형성된다. 따라서, 코팅층(1222)을 통해 전기적으로 연결될 수가 있다. 이와 같이 구성되는 본 발명의 집진판(122)은 쉽게 구부러지는 연성을 가지며 아주 가볍게 구성될 수가 있다. 또한, 종래의 금속 또는 CFRP 재질로 형성되는 집진판(122)과 비교하여 아주 저렴한 가격으로 용이하게 제작할 수가 있다.

지하철 역사에 배치되는 전기 집진기의 경우 집진부(120)의 용량과 크기가 커서 집진판(122)의 개수가 아주 많을 수가 있는데, 상기와 같이 필름층(1221) 및 코팅층(1222)으로 구성되는 집진판(122)에 의해 가볍고 저렴하게 집진부(120)를 구성할 수가 있다.

고압 기체 분사부(130)는 집진부(120)의 전방에 배치되어 집진판(122) 사이의 이격 공간을 향하여 고압의 기체를 분사하여 집진판(122)에 집진된 미세입자를 집진판(122)으로부터 이탈시키도록 한다.

본 발명에서는 고압의 기체를 생성시키기 위한 압축기(134)를 포함할 수가 있다. 팬 또는 블로어를 이용하는 경우 세정 효율이 아주 떨어지게 되므로, 압축기(134)를 이용하여 고압의 기체를 분사시키는 것이 필요하다. 이때, 고압의 압축 공기를 이용하여 세정을 할 때 임계적 의미를 가지는 기체의 분사 속도에 관해서는 도 10을 참조로 후술하기로 한다.

또한, 고압 기체 분사부(130)로부터 분사되는 고압의 기체에 의해 전방에서 후방으로 향하는 기체의 유동을 형성하여 이탈된 미세입자를 집진부(120)의 후방으로 이동시키도록 한다. 고압 기체 분사부(130)에 의해 집진판(122)으로부터 이탈하여 후방으로 이동하는 미세입자는 집진부(120) 후방에 위치하는 흡입부(140)에 의해 흡입되어 처리될 수가 있다.

고압 기체 분사부(130)의 분사 노즐(132)는 상하좌우 방향으로 이동하도록 구성될 수 있다. 따라서, 고압 기체 분사부(130)의 분사노즐(132)는 집진판(122)의 길이 방향 및 폭 방향으로 이동하며 복수로 배치되는 집진판(122) 전체에 대하여 고압 기체의 분사 처리를 수행할 수가 있다.

나아가, 도 4에 도시되어 있는 것과 같이 고압 기체 분사부(130)를 구성하는 분사 노즐(132)의 분사 각도를 조절하게 함으로써 공기가 유동하는 방향에 대하여 후방과 전방에 대하여 고압의 기체가 골고루 분사되도록 하여 집진판(122)의 전면적에 대하여 고압의 기체를 분사시키도록 하는 것이 바람직하다.

도 4의 (a)에 도시되어 있는 것과 같이 분사 노즐(132)과 집진판(122) 사이의 각도를 작게하여 분사 노즐(132)로부터 분사되는 고압 기체가 집진판(122)의 후방부에 도달하도록 하며, 도 4의 (b)에 도시되어 있는 것과 같이 분사 노즐(132)과 집진판(122) 사이의 각도를 보다 크게하여 분사 노즐(132)로부터 분사되는 고압 기체가 집진판(122)의 전방부에 도달하도록 하여, 전후방 방향으로 고압 기체가 골고루 도달할 수 있도록 할 수 있다.

나아가, 도 4에 도시되어 있지 않지만, 집진판(122)을 기준으로 상하가 아닌 좌우 방향으로도 각도 조절을 하도록 하여 좌우 전면적에 대하여 고압 기체가 집진판(122)에 도달할 수 있도록 할 수도 있다.

또한, 고압 기체 분사부(130)의 분사 노즐(132)은 도 7에 도시되어 있는 것과 같이 수평 방향으로 회전할 수가 있다. 즉, 집진판(122)의 미세먼지를 제거할 때에는 분사 노즐(132)이 집진부(120)의 전방에서 집진부(120)를 향하도록 배치되어 고압의 기체를 분사한다. 반면에, 고압 기체 분사부(130)의 전방에 위치하는 하전부(110)(보다 자세히는 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116))에 쌓인 미세먼지를 제거하기 위해서 분사 노즐(132)을 180도 회전시켜 분사 노즐(132)이 하전부(110)를 향하도록 배치될 수가 있다. 하전부(110)의 탄소 섬유(116)에 먼지가 쌓이면 하전 효율이 급격하게 떨어질 수가 있는데, 본 발명에서는 하전부(110) 후방에 위치하는 고압 기체 분사부(130)를 회전시켜 하전부(110)를 향하도록 하여 고압의 기체를 분사시킴으로써 하전부(110)의 탄소 섬유(116)에 쌓인 먼지를 제거할 수가 있다.

이때, 도 3을 참조로 전술한 바와 같이 탄소 섬유(116)에 쌓인 먼지를 제거할 때에는 고정봉(114)을 회전시켜 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116)가 후방의 고압 기체 분사부(130)를 향하도록 하는 것이 바람직하다.

흡입부(140)는 집진부(120)의 후방에 배치되어 고압 기체 분사부(130)에 의해 집진판(122)으로부터 이탈시킨 미세입자를 흡입하여 제거한다. 흡입부(140)는 도 1에 도시되어 있는 것과 같이 집진부(120)의 후방에서 집진판(122)에 근접하도록 배치되는 호퍼(142)와 음압을 형성하여 미세입자를 흡입하여 빨아들이는 음압 형성부(145)를 포함하여 구성될 수가 있다.

이때, 상기 호퍼(142)는 도 5에 도시되어 있는 것과 같이 단부가 사각 형상으로 형성될 수가 있으며, 상하좌우로 이동하며 상기 고압 기체 분사부(130)에 의해 집진부(120) 후방으로 이동하는 미세입자를 흡입할 수가 있다.

이때, 고압 기체 분사부(130)의 분사 노즐(132)과 흡입부(140)의 호퍼(142)는 서로 대향하는 위치에 있도록 이동 제어하여 집진부(120)의 전면적에 대하여 미세입자를 흡입시킬 수가 있다.

도 1 내지 도 7을 참조로 설명한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 동작을 설명하기로 한다.

하우징(100)의 유입구로 오염된 공기가 유입되면 하전부(110)에서 생성되는 이온에 의해 미세입자가 하전될 수가 있다. 이때, 탄소 섬유(116) 가닥으로 구성되는 이온발생기(115)에 고전압을 인가시키는 방법으로 이온을 발생시킬 수가 있는데, 비교적 낮은 전압으로 다량의 이온을 발생시킬 수가 있고, 오존의 발생을 최소화할 수가 있다.

이때, 도 2에 도시되어 있는 것과 같이 공기의 유동면에 대하여 복수의 이온발생기(115)를 이격 배치시키고, 각각의 이온발생기(115)를 격판(112)을 이용하여 격실(113)로 분리시켜 미세입자의 하전 효율을 극대화할 수가 있다. 나아가, 본 실시예에서는 격판(112)의 후방의 위치에서 오염된 공기의 유동 방향에 대항하는 방향으로 이온발생기(115)의 탄소 섬유(116)가 배치되어 미세입자를 하전시키게 된다.

하전된 미세입자는 후방의 집진부(120)로 이동하게 되는데, 복수의 집진판(122)이 병렬로 이격 배치되는 이웃하는 집진판(122a, 122b) 사이에 전위차를 형성하여 정전기력을 발생시킴으로써 하전된 미세입자는 이동하여 집진판(122)에 포집될 수가 있다.

이와 같이 소정의 시간 동안 전기 집진에 의해 먼지를 포집한 이후에 집진판(122)에 포집된 미세입자를 제거하게 된다.

이때, 집진판(122a)에 인가되는 전압을 중단시키고, 집진부(120)의 전방과 후방에 각각 고압 기체 분사부(130)와 흡입부(140)를 위치시킨다. 이때, 고압 기체 분사부(130) 또는 흡입부(140)는 상시적으로 집진부(120)의 전방과 후방에 위치할 수도 있고, 고압 기체 분사부(130) 또는 흡입부(140)는 하우징의 경로 상에 일측에 배치되어 있다가 집진판(122)에 포집된 미세입자를 제거할 때에만 집진부(120)의 전방과 후방에 배치되도록 구성될 수도 있다.

고압 기체 분사부(130)는 집진판(122) 사이의 이격 공간을 향하여 고압의 기체를 분사하여 집진판(122)에 포집된 미세입자를 집진판(122)으로부터 이탈시키고 전방에서 후방을 향하는 유동을 형성하여 이탈된 미세입자를 집진부(120)의 후방으로 이동시킨다. 이때, 집진부(120)의 후방에 위치하는 흡입부(140)는 음압에 의해 상기 미세입자를 흡입하여 처리하게 된다.

이때, 고압 기체 분사부(130)의 분사 노즐(132)과 흡입부(140)의 호퍼(142)는 상호 대향하는 위치에 있도록 각각 상하좌우로 이동을 제어하며 집진부(120)의 전면적(전체 집진판(122))에 대하여 미세입자를 처리할 수가 있다.

또한, 본 발명의 전기 집진기는 하전부(110)의 탄소 섬유(116)에 쌓인 미세입자도 제거할 수가 있다. 탄소 섬유(116)에 미세입자가 쌓이게 되면 하전 효율이 급격하게 떨어지게 되므로, 주기적으로 탄소 섬유(116)에 쌓인 미세입자를 제거하는 것이 필요하다.

이때, 도 7 및 도 3에 도시되어 있는 것과 같이 고정봉(114)을 180도 회전시키고 고압 기체 분사부(130)의 분사 노즐(132)도 180도 회전시켜 고압 기체 분사부(130)의 분사 노즐(132)이 탄소 섬유(116)를 향하도록 배치시키고, 분사 노즐(132)에서 탄소 섬유(116)를 향하여 고압의 기체를 분사시킴으로써 탄소 섬유(116)에 쌓인 미세입자를 제거할 수가 있다. 이때, 분사 노즐(132)을 상하 좌우로 이동시키며 복수의 이온발생기(115)에 대하여 미세먼지를 제거 동작을 수행할 수가 있다.

이하, 도 8 내지 도 9를 참조로 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기 집진기를 설명하기로 한다.

도 8은 본 발명의 다른 일 실시예에 따른 전기 집진기의 개략적인 구성을 나타내는 도면이고, 도 9는 도 8의 집진부를 도시한다.

이하의 설명에서는 도 1 내지 도 7을 참조로 전술한 실시예와 비교하여 차이점을 중심으로 설명하기로 한다.

도 1 내지 도 7을 참조로 전술한 전기 집진기는 공기의 유동 방향에 따라서 하전부(110)와 집진부(120)가 분리된 2단 전기 집진기를 설명하였으나, 본 실시예에서는 하전부(110)와 집진부(120)가 분리되지 않는 1단 전기 집진기이다.

도 9에 도시되어 있는 것과 같이 복수의 집진판(122)이 병렬로 배치되는 구성은 전술한 실시예와 동일하나. 고전압이 인가되는 집진판(122)의 판면에 형성된 홀의 가장자리 또는 외측 가장자리에 첨단의 형태로 돌출된 복수의 방전핀(123)이 형성된다. 따라서, 상기 집진판(122)에 고전압이 인가될 때 첨단의 방전핀(123)을 통해 이온을 발생시킬 수가 있다. 나아가, 상기 고전압이 인가되는 집진판(122a)은 이웃하는 집진판(122b)과 전위차를 형성하여 방전핀(123)을 통해 발생한 이온에 의해 하전된 미세입자를 이웃하는 집진판(122b)으로 이동시켜 집진시키도록 한다.

고압 기체 분사부(130) 및 흡입부(140)의 구성은 전술한 실시예와 동일하기 때문에 이에 관한 상세한 설명은 생략하기로 한다.

도 10은 분사 노즐로부터 분사되는 기체의 유속 대비 세정 효율을 측정한 실험 결과를 도시하는 그래프이다.

아래의 표 1은 타원형의 SUS관으로 만든 분사 노즐(132)을 이용하여 유속을 달리하며 집진부(120)에서의 먼지 제거효율을 실험한 결과를 나타낸다. 이때, 클리닝 시간은 100초로 동일하게 실험을 하였다. 또한, 동일 크기의 분사 노즐(132) 2개를 동시에 이용하면서도 세정 실험을 수행하였다.

노즐 종류	클리닝시간 (sec)	유속 (m/s)	제거효율 (%)
타원형 1/2 SUS관	100	484.7	93.8
타원형 1/2 SUS관	100	359.2	92.9
타원형 1/2 SUS관X2	100	354.4	90.0
타원형 1/2 SUS관X2	100	316.1	92.9
타원형 1/2 SUS관	100	287.4	93.8
타원형 1/2 SUS관X2	100	291.2	90.9
타원형 1/2 SUS관X2	100	262.9	88.2
타원형 1/2 SUS관	100	244.3	92.9
타원형 1/2 SUS관X2	100	222.7	64.3
타원형 1/2 SUS관	100	220.3	68.8
타원형 1/2 SUS관	100	191.6	69.2
타원형 1/2 SUS관X2	100	71.8	53.3

압축기(134)로부터 분사 노즐(132)로 이어지는 배관에 있어서, 분사 노즐(132)의 끝단으로부터 38cm의 후방의 위치에서 유량계를 설치하여 유량을 측정하였고, 유량계로부터 30cm 후방의 위치에서 압력계를 설치하여 분사되는 기체의 압력을 측정하였다. 측정한 유량, 압력, 분사 노즐(132)의 단면적을 이용하여 분사되는 기체의 유속을 구할 수가 있으며, 유속에 따른 집진부(120)의 제거 효율을 실험한 결과가 상기 표 1과 같고, 이를 그래프로 나타낸 것이 도 10이다.

도 10의 그래프에 나타난 것과 같이 세정 시 사용되는 분사 노즐(132)의 개수와 상관 없이 분사되는 기체의 유속이 대략 250m/s 이상일 때 세정 효율이 90% 가까운 값에 도달하는 것을 확인할 수가 있다. 본 발명에 따라 건식으로 집진부를 세정을 할 때에, 분사 노즐(132)의 형상, 기체의 유량 보다는 분사 노즐(132)로부터 토출되는 기체의 유속이 세정 효율에 더 큰 영향을 미치는 것으로 파악되며, 이때 적어도 250m/s의 속도로 기체를 분사시키는 것이 바람직하다.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.

100: 하우징
110: 하전부
112: 격판
113: 격실
114: 고정봉
115: 이온발생기
116: 탄소 섬유
118: 전압인가장치
120: 집진부
122: 집진판
1221: 필름층
1222: 코팅층
123: 방전핀
130: 고압 기체 분사부
132: 분사 노즐
134: 압축기
140: 흡입부
142: 호퍼
145: 음압 형성부

Claims (12)

1. 오염된 공기를 하전시켜 하전된 미세입자를 집진하는 전기 집진기에 있어서,
   하전된 미세입자를 정전기력으로 집진하는 집진부;
   상기 집진부의 일측에서 상기 집진부에 집진된 미세입자를 향하여 고압의 기체를 분사하는 고압 기체 분사부; 및
   상기 집진부의 타측에서 상기 고압 기체 분사부에 의해 상기 집진부로부터 분리된 미세입자를 흡입하는 흡입부를 포함하는 전기 집진기.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 집진부는 복수의 집진판이 병렬로 이격 배열되고, 이웃하는 집진판 사이에 전위차가 형성되며, 상기 고압 기체 분사부는 미세입자가 유입되는 상기 집진부의 일측에 배치되고, 상기 흡입부는 상기 고압 기체 분사부와 대향하도록 상기 집진부의 타측에 배치되는 전기 집진기.
3. 제 1 항에 있어서,
   상기 고압 기체 분사부는 고압의 기체를 분사하는 분사 노즐을 포함하고,
   상기 흡입부는 호퍼를 포함하고,
   상기 분사 노즐과 상기 호퍼는 서로 대향하는 위치에 있도록 각각 이동하는 전기 집진기.
4. 제 1 항에 있어서,
   상기 고압 기체 분사부는 고압의 기체를 분사하는 분사 노즐을 포함하고,
   상기 분사 노즐은 상하 또는 좌우로 각도 조절이 가능한 전기 집진기.
5. 제 2 항에 있어서,
   상기 집진판은 플라스틱 재질의 필름층 및 상기 필름층에 카본으로 코팅한 코팅층으로 형성되는 전기 집진기.
6. 제 2 항에 있어서,
   상기 집진판은 고전압이 인가되며 판면의 가장자리에 형성된 하나 이상의 방전핀이 형성되는 제 1 집진판 및 상기 제 1 집진판과의 전위차로 형성되는 정전기력으로 판면에 하전된 미세입자를 포집하는 제 2 집진판으로 형성되는 전기 집진기.
7. 제 1 항에 있어서,
   상기 고압 기체 분사부는 압축 공기를 분사하도록 기체를 압축하는 압축기를 포함하는 전기 집진기.
8. 제 1 항에 있어서,
   탄소 섬유를 포함하는 이온 발생기 및 상기 탄소 섬유에 고전압을 인가하는 전압인가장치를 포함하며 상기 집진부의 전방에 배치되는 하전부를 더 포함하고,
   상기 고압 기체 분사부는 상기 하전부와 상기 집진부 사이에 배치되어,
   상기 고압 기체 분사부는 상기 하전부를 향하여 고압의 기체를 분사시켜 상기 탄소 섬유에 쌓인 미세입자를 제거하는 전기 집진기.
9. 제 8 항에 있어서,
   상기 이온 발생기는 복수 개로 적어도 하나 이상의 고정봉에 이격 배치되며,
   상기 고정봉은 회전이 가능한 전기 집진기.
10. 제 9 항에 있어서,
    미세입자를 하전시킬 때에는 상기 이온발생기가 오염된 공기가 유동하는 방향에 대향하도록 상기 고정봉을 회전시키고,
    상기 탄소 섬유에 쌓인 미세입자를 제거할 때에는 상기 이온발생기가 후방의 고압 기체 분사부를 향하도록 상기 고정봉을 회전시키는 전기 집진기.
11. 제 8 항에 있어서,
    상기 고압 기체 분사부는 고압의 기체를 분사하는 분사 노즐을 포함하고,
    상기 분사 노즐은 회전이 가능한 전기 집진기.
12. 제 1 항에 있어서,
    상기 고압 기체 분사부에서 분사되는 기체의 유속은 250m/s 이상인 전기 집진기.

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