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지하철이 대표적인 대중교통수단으로 발전함에 따라 지하철 내 공기질 쾌적성이 중요시 되고 있다. 특히 지하철 운행 시 30 %의 터널 내 공기가 지하철 안으로 유입되기 때문에 터널 내 공기 정화가 요구된다. 이러한 터널에서 발생하는 공기 오염 물질을 저감하기 위해 전기집진기를 이용하여 터널 공간의 공기를 정화하는 연구가 진행 중이다.
터널 내에는 전기집진기를 설치할 수 있는 공간이 매우 협소하다. 따라서 전기집진기를 포함한 주변시스템에 소형화가 요구되고 있다. 이러한 요구조건에 따라 펌프 등 부가장치가 필요한 습식 전기집진기보다 간단한 구조의 건식 전기집진기가 적합하다. 그리고 건식 전기집진기의 탈진방법 중 비교적 크기가 작아 협소한 공간에 설치 가능한 진동식 탈진방법이 가장 적합하다. 또한 지하철에서 생성되는 분진입자를 제거하기 위해 약 200 m/s2에서 500 m/s2정도의 가속도가 필요하다. 기존의 진동식 탈진장치는 유도전동기와 편심 추를 이용하여 집진판에 진동을 가하는 방식으로서 모터의 ...

지하철이 대표적인 대중교통수단으로 발전함에 따라 지하철 내 공기질 쾌적성이 중요시 되고 있다. 특히 지하철 운행 시 30 %의 터널 내 공기가 지하철 안으로 유입되기 때문에 터널 내 공기 정화가 요구된다. 이러한 터널에서 발생하는 공기 오염 물질을 저감하기 위해 전기집진기를 이용하여 터널 공간의 공기를 정화하는 연구가 진행 중이다.
터널 내에는 전기집진기를 설치할 수 있는 공간이 매우 협소하다. 따라서 전기집진기를 포함한 주변시스템에 소형화가 요구되고 있다. 이러한 요구조건에 따라 펌프 등 부가장치가 필요한 습식 전기집진기보다 간단한 구조의 건식 전기집진기가 적합하다. 그리고 건식 전기집진기의 탈진방법 중 비교적 크기가 작아 협소한 공간에 설치 가능한 진동식 탈진방법이 가장 적합하다. 또한 지하철에서 생성되는 분진입자를 제거하기 위해 약 200 m/s2에서 500 m/s2정도의 가속도가 필요하다. 기존의 진동식 탈진장치는 유도전동기와 편심 추를 이용하여 집진판에 진동을 가하는 방식으로서 모터의 회전 운동을 직선 운동으로 변환시키는 기구를 이용한다. 따라서 고주파수에서 구동이 불가능하여 생성되는 가속도가 작아 탈진 효율이 낮고, 진동력 증감을 위해 추의 무게를 조절해야하는 단점이 있다. 이러한 단점을 보완하기 위해 넓은 주파수 범위에서 사용가능하고, 직선 왕복 운동하는 전자기 진동 가진기를 제안한다.
본 논문은 전자기 진동 가진기를 전기집진기의 진동 탈진장치로 적용하여 작은 힘으로 탈진을 위한 큰 가속도를 생성하기 위해 공진을 이용하는 연구이다. 전기집진기와 전자기 진동 가진기를 적용한 전기집진기에 대해 진동 모델링하여 유한요소해석과 최소오차제곱법을 통해 집진판의 각 모드별 유효 질량과 유효 강성을 도출하였다. 도출한 값을 바탕으로 이론적으로 전기집진기와 전자기 진동 가진기를 적용한 전기집진기 시스템의 공진주파수를 계산하였다. 또한 시제작품을 제작하여 주파수 응답 실험을 수행하여 이론값과 비교·분석하였다.
최종적으로 본 논문에서 제안한 전자기 진동 가진기를 전기집진기에 적용하여 가진할 때 집진판 16개 위치에서 생성되는 가속도를 측정하는 실험을 수행하였다. 이를 통해 탈진에 필요한 가속도 생성 여부를 검증하였다.