KR100750510B1

KR100750510B1 - 집진 장치

Info

Publication number: KR100750510B1
Application number: KR1020057018273A
Authority: KR
Inventors: 가즈따까 도미마쯔; 지까유끼 나가따; 모리오 가가미; 야스또시 우에다
Original assignee: 미츠비시 쥬고교 가부시키가이샤
Priority date: 2003-08-29
Filing date: 2004-08-26
Publication date: 2007-08-20
Anticipated expiration: 2024-08-26
Also published as: CN1791468B; EP1658901A4; HK1090874A1; US20060278082A1; US7316735B2; JP4823691B2; EP1658901B1; KR20050114263A; TWI246438B; DK1658901T3; TW200518842A; WO2005021161A1; EP1658901A1; JPWO2005021161A1; CN1791468A

Abstract

본 발명은, 외피(2) 내에 접지 전극(5)을 배치하여 입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 유로(8)를 형성하고, 이 접지 전극(5)의 한 쪽에 인접하여 집진 필터층(6)을 배치하고, 접지 전극(5)의 다른 쪽에 가스에 대한 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시키는 전압이 인가되는 복수의 방전극 방전부(4)를, 유로(8)를 가로지르는 방향으로 서로 그 선단부(4a)를 분리한 상태로 배치하고, 접지 전극(5)을, 2차 흐름을 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율로 하는 한편, 집진 필터층(6)을, 2차 흐름을 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 동시에, 내부로 유입한 가스의 흐름을 따르는 방향으로 통과시키는 개구율로 한다.

외피, 접지 전극, 유로, 집진 필터층, 방전극 방전부, 선단부

Description

집진 장치{DUST COLLECTOR}

본 발명은, 입자 형상 물질을 포함하는 가스가 흐르는 유로 내에서, 이 가스의 흐름에 교차하는 방향으로 2차 흐름을 이온풍으로 발생시켜 가스 속 입자 형상 물질을 포집하는 집진 장치에 관한 것이다.

가스 속으로부터 입자 형상 물질을 포집 및 제거하는 방법으로서, 전기 집진 장치는 잘 알려진 방법이다. 이는, 가스 속에서 행해지는 코로나 방전에 의해 대전된 입자 형상 물질이, 쿨롱력에 따라 가스 속에 설치된 집진 전극 상에 포집하는 것이다.

입자경이 큰 입자는 대전량도 크기 때문에, 집진 전극 상에 쿨롱력에 따라 용이하게 포집된다. 그러나, 입자경이 작은 입자는 대전하기 어렵기 때문에 이 입자에 작용하는 쿨롱력도 약하다. 또한, 입자경이 작은 입자는, 원래 그 거동이 기류에 따라 지배되는(기류의 유선에 따라서, 기류와 함께 움직임) 성질이 있으므로 전기 집진 장치에 의한 포집은 곤란하였다.

상기의 결점을 보충하고, 입자경이 작은 입자 등의 거동이 기류 지배인 것을 이용하여 입자 포집성 향상을 도모하기 위해, 코로나 방전을 응용한 집진 장치(제진 장치)가 있다. 이 제진 장치는 입자 형상 물질을 포함하는 가스 흐름 속에 설치된 방전 전극과, 이 방전 전극과 마주보며 배치되어 방전 전극 사이에 고전압이 인가되는 마주보는 전극(접지 전극)을 구비한다. 마주보는 전극에는 철망(메쉬)을 이용하고, 마주보는 전극을 끼워 방전 전극과 반대측에 제진 필터가 마련되는 것으로서, 예를 들어 특허 문헌 1이 있다.

방전 전극에 따라서 흘러 온 가스 속 입자 형상 물질은, 대전되는 결과 쿨롱력에 의해 대항 전극을 향해 치우치는 동시에, 방전 전극에 따라서 흘러 온 가스는 방전 전극과 마주보는 전극 사이에 인가된 고전압에 따라 생기는 이온풍에 의해서 가스 흐름에 따른 유로 단면 내에서 변화되어 마주보는 전극측으로 치우친다. 제진 필터를 통과하는 가스 유량을 조정하는 공기 추출 수단을 조절하고, 입자 형상 물질이 치우친 가스를 제진 필터에 통과시킴으로써 제진한다.

또한, 마주보는 전극(접지 전극)과 제진 필터로 구성되는 여과 장치에 대해 방전 전극과 반대측에 폐쇄 공간을 마련한 제진 장치로서, 예를 들어 특허 문헌 2가 있다. 이 제진 장치는 방전 전극에 따라서 흘러 온 가스 주요 가스 속 입자 형상 물질을 대전시킨다. 그 결과, 입자 형상 물질은 쿨롱력에 의해서 마주보는 전극을 향해 치우친다. 방전 전극에 따라서 흘러 온 가스는 이온풍에 의해 이 가스의 흐름(주요 가스 흐름)에 따르는 길이 방향의 단면 내에서 여과 장치 내로 유입하고, 일정 시간 여과 장치 및 폐쇄 공간 내에 체류한다. 그리고, 가스는 여과 장치 및 폐쇄 공간 내에 체류하는 동안에 입자 형상 물질이 여과된다. 또한, 이 제진 장치는 가스가 흐르는 유로로부터 새롭게 여과 장치 내로 유입해 오는 가스와 교체로 폐쇄 공간 내의 가스가 치환되므로, 공기 추출 수단이 불필요하다.

전기식 필터와, 가스 통로를 횡단하는 방향으로 배치된 복수의 톱니 형상 판을 갖고, 그 톱니 형상 판의 각 선단부가 하우징의 내면에 따라서 설치된 수집체(필터)를 향하고 있는 처리 장치로서, 예를 들어 특허 문헌 3이 있다. 톱니 형상 판은 별 형태 부재로 이루어지고, 코로나 방전을 발생시키는 것뿐만 아니라, 국소적인 난류를 발생시킨다. 이에 의해, 길이 방향(주요 가스 흐름을 따르는 방향)으로 미립자를 수집체를 향해 가속시킨다.

[특허 문헌 1] 일본 특허 공개 평2-63560호 공보(제2 페이지 좌측 하란 제6행 내지 제3 페이지 우측 상란 제19행, 도1 내지 도3)

[특허 문헌 2] 일본 특허 공개 평2-184357호 공보(제3 페이지 우측 상란 제19행 내지 제4 페이지 우측 상란 제15행, 도1 내지 도6)

[특허 문헌 3] 일본 특허 공표 제2003-509615호 공보(단락 0019 내지 0029, 도1)

상술한 3개의 예는, 모두 어떠한 쿨롱력 이외의 수단으로 입자를 집진부(집진 전극)로 유도하는 것을 생각한 방법이지만, 모두 주요 가스 흐름에 따른 방향에서, 입자 형상 물질을 주요 가스로부터 분리하는 것을 지향하고 있다.

상술한 최초의 2개의 예에서는 공기 추출의 유무에 관계없이, 주요 가스 흐름에 따른 단면 내에서 이온풍을 이용하여, 주요 가스로부터 입자 형상 물질을 제진 필터부에 유도한다. 예를 들어 주요 가스의 유속이 빠른 경우, 주요 가스의 직선적인 유선에 이겨내어 주요 가스 흐름에 따른 단면 내에 2차 흐름을 발생시키기 위해서는, 매우 큰 이온풍을 발생시킬 필요가 있다.

즉, 매우 높은 전압을 인가하여 매우 큰 코로나 전류를 얻는 것이 필요해진다. 이렇게 필요해지는 인가 전압의 값은 전극의 구성에 따라 변화되지만, 어떻게 해도 인가 가능한 전압에는 한계가 있다. 즉, 발생 가능한 이온풍의 강도에도 한계가 있다. 따라서, 주요 가스의 흐름을 따르는 단면 내에 있어서의 2차 흐름을 이용하는 지금까지의 개념의 제진 장치인 경우, 그 원리가 유효해지는 속도 영역까지 주요 가스의 유속을 빠르게 설정할 수 없고, 현실적으로는 저유속 영역에 있어서만 성립되는 방법이다.

상술한 3개의 예에 있어서는, 별 형태 부재로 국소적인 난류를 발생시킴으로써 2차 흐름(주요 가스 속 입자를 집진부에 유도하는 수단)을 유기(誘起)한다. 별 형태 부재는 코로나 방전을 이용하는 전기식 필터의 방사체(방전 전극)가 역할을 하지만, 2차 흐름을 발생시키기 위해 코로나 방전 및 이온풍을 이용한다는 개념에 관해서는, 명기되어 있지 않다. 기계적 장해물에 수반하여 발생하는 국소적 난류에 의해 2차 흐름을 일으키는 경우, 이온풍을 이용하는 경우에 비해 효과가 약하다. 또한, 난류에는 규칙성이 없으므로, 2차 흐름의 이용 방법으로서의 유효성은 낮다.

본 발명은, 상기에 비추어 이루어진 것으로, 이온풍에 의해 유기되는 2차 흐름을 주요 가스 유속에 대해 광범위에 걸쳐 이용하고, 유로 내의 가스를 대류시켜 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집하는 집진 장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.

도1은 본 발명의 제1 실시예에 관한 집진 장치의 일부를 단면으로서 나타내는 사시도이다.

도2는 도1의 II-II 단면도이다.

도3은 본 발명의 제2 실시예에 관한 집진 장치의 일부를 단면으로서 나타내는 사시도이다.

도4는 도3의 IV-IV 단면도이다.

도5는 본 발명의 제3 실시예에 관한 집진 장치의 일부를 단면으로서 나타내는 사시도이다.

도6은 도5의 VI-VI 단면도이다.

도7은 본 발명의 제4 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다.

도8은 본 발명의 제5 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다.

도9는 본 발명의 제6 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다.

도10은 본 발명의 제7 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다.

도11은 본 발명의 제8 실시예에 관한 집진 장치에 있어서의 방전 전극과 접지 전극과 집진 필터층의 배치 관계의 일예를 나타내는 개략도이다.

도12는 본 발명의 제8 실시예에 관한 집진 장치에 있어서의 방전 전극과 접 지 전극과 집진 필터층의 배치 관계의 일예를 나타내는 개략도이다.

도13은 본 발명의 제8 실시예에 관한 집진 장치에 있어서의 방전 전극과 접지 전극과 집진 필터층의 배치 관계의 일예를 나타내는 개략도이다.

도14는 접지극의 개구율에 대한 집진성 지수비를 나타내는 그래프이다.

도15는 집진 필터층에 있어서의 압력 손실의 저항계수에 대한 집진성 지수비를 나타내는 그래프이다.

도16은 집진 필터층에 있어서의 압력 손실의 저항계수에 대한 집진성 지수비를 나타내는 그래프이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

1 : 집진 장치

2 : 외피

3 : 방전극 주요부(방전 전극)

4 : 방전극 방전부(방전 전극)

4a : 선단부

5 : 접지 전극

6 : 집진 필터층

7 : 전원

8 : 유로

9 : 셀

D : 방전 전극의 선단부와 접지 전극과의 거리

S : 인접하는 방전 전극의 선단부끼리의 접지 전극에 따르는 전개 길이

상술한 과제를 해결하고, 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 집진 장치는 통 형상을 이루는 외피와, 상기 외피 내에 소정의 간극을 두고 마련되어 입자 형상 물질을 포함하는 가스의 유로를 형성하는 접지 전극과, 상기 간극에 상기 접지 전극에 인접하여 배치되는 집진 필터층과, 전압이 인가되었을 때에 상기 유로 속에 상기 유로를 가로지르는 방향으로 서로 선단부를 분리한 상태에서 상기 접지 전극 사이에 상기 가스에 직교하는 방향으로 2차 흐름을 유기(誘起) 형성하는 이온풍을 발생시키는 방전 전극을 구비하고, 상기 접지 전극은 상기 2차 흐름을 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖고, 상기 집진 필터층은 상기 2차 흐름을 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 이 집진 필터층 내로 유입한 가스를 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 방전 전극은 상기 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 상기 방전극 주요부의 복수 부위로부터 상기 유로를 가로지르는 방향으로 상기 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성된 방전극 방전부를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 방전 전극은 상기 유로를 가로지르는 방향으로 분리되어 복수 배치되고 상기 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 상기 방전극 주요부로부터 상기 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성된 방전극 방전부를 갖는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 방전 전극은 상기 유로에 따르는 방향으로 분리되어 복수 배치되고 상기 유로를 가로지르는 방향에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 상기 방전극 주요부로부터 상기 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성된 방전극 방전부를 갖고 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 집진 장치는 입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 유로 전체를 둘러싸는 외피를 갖고, 상기 유로를 상기 가스의 흐르는 방향에 따라서 배치되는 집진 필터층으로 구획하여 복수의 셀을 상기 외피의 내부에 구성하고, 상기 유로를 가로지르는 방향으로 선단부를 서로 분리한 상태로 방전 전극의 방전부를 상기 셀 속에 배치하고, 각 셀의 속을 흐르는 상기 가스에 면하여 적어도 상기 방전부의 선단부와 대치하는 상기 집진 필터층을 접지 전극으로 덮고, 상기 방전부와 상기 접지 전극 사이에 전압이 인가됨으로써 상기 가스에 직교한 방향으로 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시키고, 상기 접지 전극은 상기 2차 흐름을 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖고, 집진 필터층은 상기 2차 흐름을 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 이 집진 필터층 내에 침입한 가스를 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

게다가, 본 발명의 집진 장치는 입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 유로 전체를 둘러싸는 외피를 갖고, 상기 유로를 복수의 셀로 구성하고, 상기 셀 속에 서로 인접하는 셀 사이는, 각 상기 셀의 속을 흐르는 가스에 면하여 배치되는 접지 전극과, 이러한 접지 전극으로 끼워지는 집진 필터층으로 구성하고, 상기 접지 전극 사이에 전압이 인가됨으로써 상기 가스에 직교한 방향으로 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시키는 복수의 방전 전극의 방전부를 상기 유로 속에 상기 유로를 가로지르는 방향으로 서로 그 선단부를 분리하여 배치하고, 상기 접지 전극은 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 상기 2차 흐름을 통과시키는 개구율을 갖고, 상기 집진 필터층은 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 상기 2차 흐름을 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 이 집진 필터층 내에 침입한 가스를 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 외피에 인접하는 셀과 상기 외피와의 경계 부분은 상기 셀의 속을 흐르는 상기 가스에 면하여 배치되는 접지 전극과, 이 접지 전극과 상기 외피 사이에 배치되는 집진 필터층으로 구성하는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 셀은 상기 집진 필터층으로 격자 형상으로 구획되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 셀은 상기 집진 필터층으로 벌집 형상으로 구획되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 방전 전극의 선단부로부터 상기 접지 전극을 향하여 발생하는 이온풍에 의해 상기 가스 흐름이 인접되는 상기 셀끼리로 순환하 는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 집진 장치는 입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 가스 유로와, 상기 가스 유로에 따라서 설치되어 이 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 접지 전극과, 상기 접지 전극에 인접하여 설치되어 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에 내부로 유입한 가스를 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 통과시키는 개구율을 갖는 집진 필터층과, 상기 유로 내에 선단부가 상기 접지 전극과 소정 간격을 이격하여 설치되는 방전 전극을 구비하고, 고전압을 인가하여 상기 방전 전극과 상기 접지 전극 사이에 상기 방전 전극의 방전부로부터 상기 접지 전극으로 상기 가스에 직교한 방향으로 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시킴으로써 상기 가스 유로와 상기 집진 필터층 사이에서 나선 형상의 가스 흐름을 생성하는 하는 것을 특징으로 하는 것이다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 접지 전극의 개구율을 상기 집진 필터층의 개구율보다 크게 설정한 것을 특징으로 하고 있다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 접지 전극은 65 ％ 내지 85 ％의 개구율을 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집진 장치로는, 상기 집진 필터층은 2 내지 300의 압력 손실의 저항계수를 갖는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 외피 내에 소정의 간격을 두고 입자 형상 물질을 포함하는 가스의 유로를 형성하는 접지 전극을 설치하고, 이 간격에 접지 전극에 인접하여 집진 필터층을 설치하는 한편, 유로 속에 유로를 가로지르는 방향으로 서로 선단부를 분리한 상태로 전압이 인가됨으로써 접지 전극 사이에 가스에 대한 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시키는 것이 가능한 방전 전극을 설치하고, 접지 전극은 2차 흐름을 유로 내 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖고, 집진 필터층은 2차 흐름을 유로 내 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 내부로 유입한 가스를 유로 내 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 할 수 있는 개구율을 갖고 있다.

따라서, 대전하기 쉬운 입자 형상 물질은, 원래 강력한 정전기력에 의해 접지 전극에 끌어당겨져 포집되지만, 대전하기 어려운 미세한 입자 형상 물질은 미세한 정전기력밖에 작용하지 않음에도 불구하고 이온풍에 의해 가스 흐름에 직교한 방향으로 가속된 가스와 함께 집진 필터층으로 유입하고, 접지극에서는 포집되지 않아도 집진 필터층의 속을 통과하는 사이에 필터층으로 포집되게 된다. 그 결과, 종래이면, 접지극의 표면에서 이온풍이 반전됨으로써 집진극에 도달하지 않고 포집할 수 없었던 미세한 정전기력밖에 작용하지 않는 대전하기 어려운 미세한 입자 형상 물질도 반복하여 접지 전극 및 집진 필터층을 통과하도록 유로를 흐르는 가스를 대류시킴으로써 효율적으로 포집할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 방전 전극을 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 이 방전극 주요부의 복수 부위로부터 유로를 가로지르는 방향으로 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성한 방전극 방전부를 갖기 때문에, 방전극 방전부로부터 접지 전극을 향해 효율적으로 이온풍이 발생하게 되고, 입자 형상 물질을 집진 필터층에 의해 적정하게 포집할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 방전 전극을 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 이 방전극 주요부로부터 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성한 방전극 방전부를 유로를 가로지르는 방향으로 분리되어 복수 배치하였기 때문에, 방전극 방전부의 배치 방향임에도 불구하고 방전극 주요부의 방향을 적정하게 함으로써 적용 부위에 맞춘 설계가 가능해진다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 방전 전극을 유로에 따르는 방향으로 분리되어 복수 배치하여 유로를 가로지르는 방향에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 이 방전극 주요부로부터 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성하여 분리되어 복수 배치한 방전극 방전부를 갖기 때문에, 방전극 방전부의 배치 방향임에도 불구하고 방전극 주요부의 방향을 적정하게 함으로써 적용 부위에 맞춘 설계가 가능해진다.

또한, 본 발명의 집진 장치에 따르면, 외피 내의 유로를 가스의 흐르는 방향에 따라서 배치되는 집진 필터층으로 구획하여 복수의 셀을 구성하고, 유로를 가로지르는 방향으로 선단부를 서로 분리한 상태로 방전 전극의 방전부를 셀 속에 배치하고, 각 셀의 속을 흐르는 가스에 면하여 방전부의 선단부와 대치하는 집진 필터층을 접지 전극으로 덮고, 전압이 인가됨으로써 방전부와 접지 전극 사이에 가스에 직교하여 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시키는 전압을 인가 가능하게 하고, 접지 전극은 2차 흐름을 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖고, 집진 필터층은 2차 흐름을 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 내부에 침입한 가스를 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖기 때문에, 셀 내의 유로를 흐르는 가스가 이 유로를 가로지르는 방향으로 도입되고, 대전된 입자 형상 물질은 이온풍에 의해 도입된 가스와 함께 집진 필터층으로 유입하여 포집되게 되고, 이 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

게다가, 본 발명의 집진 장치에 따르면, 외피 내의 유로를 복수의 셀로 구성하고, 셀 속에 서로 인접하는 셀 사이를, 각 셀의 속을 흐르는 가스에 면하여 배치되는 접지 전극과, 접지 전극으로 끼워지는 집진 필터층으로 구성하고, 전압이 인가됨으로써 접지 전극 사이에 가스에 대한 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시키는 방전 전극의 방전부를 가스 유로 속에 유로를 가로지르는 방향으로 서로 그 선단부를 분리하여 배치하고, 접지 전극은 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 2차 흐름을 통과시키는 개구율을 갖고, 집진 필터층은 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 2차 흐름을 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 내부에 침입한 가스를 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖기 때문에, 셀 내의 유로를 흐르는 가스가 이 유로를 가로지르는 방향에 적극적으로 가속되고, 대전된 입자 형상 물질은 이온풍에 의해 가속된 가스와 함께 집진 필터층으로 유입하여 포집되게 되고, 이 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 외피에 인접하는 셀과 외피와의 경계 부분 을, 셀의 속을 흐르는 가스에 면하여 배치되는 접지 전극과, 이 접지 전극과 외피 사이에 배치되는 집진 필터층으로 구성하였기 때문에, 셀의 위치임에도 불구하고 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 셀을 집진 필터층으로 격자 형상으로 구획되어 형성하였기 때문에, 셀을 용이하게 형성할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 셀을 집진 필터층으로 벌집 형상으로 구획하여 형성하였기 때문에, 셀의 표면적을 확대하여 입자 형상 물질의 포집 효율을 향상시킬 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 방전 전극의 선단부로부터 접지 전극을 향해 발생하는 이온풍에 의해 가스 흐름이 인접되는 셀끼리로 순환하도록 하였기 때문에, 가스가 복수회 집진 필터층을 통과하게 되고, 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 확실하게 포집할 수 있다.

또한, 본 발명의 집진 장치에 따르면, 가스 유로에 따라서 이 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 접지 전극을 설치하고, 접지 전극에 인접하여 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에 내부로 유입한 가스를 유로 내 가스의 흐름을 따르는 방향으로 통과시키는 개구율을 갖는 집진 필터층을 설치하고, 유로 내에 선단부가 접지 전극과 소정 간격을 이격하여 설치되는 방전 전극을 설치하고, 고압 전원에 의해 방전 전극과 접지 전극 사이에 고전압을 인가하여 방전 전극의 방전부로부터 접지 전극으로 가스에 대한 2차 흐름을 유기 형성하는 이온풍을 발생시킴으로써 가스 유로와 집진 필터층 사이에서 나선 형상의 가스 흐름을 생성하도록 하였기 때문에, 가스가 가스 유로와 집진 필터층 사이에서 나선 형상으로 가스가 순환되어 대전된 입자 형상 물질이, 예를 들어 그 대전량이 적어 정전기적 부착력이 작은 미세한 입자라도, 집진 필터층으로 유입하여 포집되게 되고, 이 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 접지 전극의 개구율을 집진 필터층의 개구율보다 크게 설정하였기 때문에, 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 확실하게 집진 필터층으로 도입할 수 있고, 대전한 입자 형상 물질을 집진 필터층으로 확실하게 포집할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 접지 전극은 65 ％ 내지 85 ％의 개구율을 갖기 때문에, 이온풍을 확실하게 집진 필터층으로 도입할 수 있고, 또한 이온풍을 공급할 수 있는 코로나 전류를 공급할 수 있는 최소한의 접지극의 면적을 확보할 수 있다.

본 발명의 집진 장치에 따르면, 집진 필터층은 2 내지 300의 압력 손실의 저항계수를 갖기 때문에, 집진 필터층의 압력 손실을 적정치로 유지함으로써, 높은 포집 효율을 확보할 수 있다.

이하에, 본 발명에 관한 집진 장치의 실시예를 도면에 따라서 상세하게 설명한다. 또, 본 실시예에 의해 본 발명이 한정되는 것은 아니다.

<제1 실시예>

도1은, 본 발명의 제1 실시예에 관한 집진 장치의 일부를 단면으로서 나타내 는 사시도, 도2는 도1의 II-II 단면도이다.

제1 실시예에 있어서, 도1 및 도2에 나타낸 바와 같이 집진 장치(1)는 외피(2)와, 방전극 주요부(3) 및 방전극 방전부(4)로 이루어진 방전 전극과, 접지 전극(5)과, 집진 필터층(6)과, 전원(7)을 구비하고 있다.

외피(2)는 원통형이며, 내부에 입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 유로(8)를 형성한다. 유로(8)의 중앙부에는 유로 방향에 따라서 연장되는 방전극 주요부(3)가 배치되어 있다. 방전극 방전부(4)는 방전극 주요부(3)로부터 유로(8)를 가로지르는 방향으로 접지 전극(5)을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성되어 있다.

또한, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼리는 유로(8)를 가로지르는 방향으로 서로 분리되어 있다. 구체적으로는, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 마주보는 집진극에 내린 수직선의 교점(P)과, 인접하는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 내린 수직선의 교점(P)과의 거리(S)는 0.8D 이상 3D 이하인 것이 바람직하다. 본 실시예에서는, 방전극 방전부(4)는 방전극 주요부(3) 상의 동일한 위치로부터 방사 형상으로 4개 마련되어 있고, 또한 방전극 주요부(3) 상의 복수 부위에 있어서도 마찬가지로 설치되어 있다. 여기에, 거리(S)가 0.8D 이하인 경우, 서로 인접하는 방전극 방전부(4)끼리의 간섭으로 코로나 전류를 충분히 확보할 수 없으므로, 이온풍이 충분히 생기지 않는다. 또한, 이온풍 자신도 서로 간섭에 의해 충분히 기능할 수 없다. 한편, 거리(S)가 3D 이상이 되면, 반대로 이온풍이 유효하게 작용하지 않은 영역(무효 공간)이 증가됨으로써, 집진 장치(1)의 성능이 저하한다.

또, 종래의 집진 장치는 접지 전극의 표면에서 가스 속의 입자 형상 물질을 집진하기 때문에, 접지 전극 = 집진 전극이라는 표현을 사용하고 있다. 이에 대해, 본 실시예에서는 접지 전극과 집진 전극을 구별하여 사용하고 있다.

제1 실시예의 집진 장치(1)에서는 고전압을 방전 전극에 인가함으로써, 방전극 방전부(4)로부터 접지 전극(5)을 향해 튀어 나오는 이온에 유기된 이온풍이 생긴다. 이 경우, 접지 전극(5)이 개구율이 큰 소재로 형성되기 때문에, 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질의 일부를 집진하는 기능을 갖지만, 실제로는 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질의 대부분은 접지 전극(5)을 그냥 지나친다. 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질은 가스와 함께 접지 전극(5)의 외측에 배치된 집진 필터층(6)에 유도되고, 그 집진 필터층(6)으로 대부분이 포집된다. 이와 같이 집진 장치(1)는 접지 전극(5)으로 입자 형상 물질을 가스마다 끌어당겨 집진 필터층(6)으로 입자 형상 물질을 포집한다. 따라서, 여기서는 접지 전극(5)을 집진 전극과 구별하고 있다.

접지 전극(5)은, 각 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 동일 거리(D)만큼 분리되어 외피(2)의 내측에 설치되어 있다. 접지 전극(5)은 입자 형상 물질을 통과시키는 개구율을 가진 도전성의 네트, 구체적으로는 철망 등의 도전성 소재를 사용한다. 또, 입자 형상 물질을 통과시키는 충분한 개구율을 갖고, 또한 도전성의 재질이면 와이어를 평직 등에 편직한 철망, 펀칭 메탈 혹은 익스팬디드 메탈을 사용할 수 있다.

또한, 접지 전극(5)은 철망 이외에, 에칭으로 미소한 개구를 마련한 도전성 의 막이나 전기 주조로 성형한 메쉬 형상의 금속박이라도 좋다. 또한, 평직 등의 철망을 사용하는 경우, 국부적으로 전계가 집중하지 않도록 하기 위해 철망을 구성하는 와이어의 굵기가 지나치게 가늘지 않도록 선정한다.

예를 들어, 디젤 엔진의 배기 가스에 포함되는 입자 형상 물질을 회수하기 위해 집진 장치(1)를 적용하는 경우, 접지 전극(5)의 개구율은 65 내지 85 ％ 전후로 함으로써, 개구율 50 ％인 경우에 비해 입자 형상 물질의 포집율이 대폭 향상되는 것이 실험으로부터 알 수 있다.

접지 전극(5)과 외피(2) 사이에는 집진 필터층(6)을 형성한다. 가스의 흐름과 직교한 단면에 2차 흐름을 유효하게 작용시키기 때문에, 집진 필터층(6)은 가스 흐름을 가로지르는 유로 단면으로 따르는 방향으로 적당한 개구율을 갖는 동시에, 유로(8) 내 가스의 흐름을 따르는 방향에도 개구율을 가진 구조를 갖고 있다. 즉, 유로(8) 내 가스의 흐름에 대해 직각 방향으로 2차원적인 흐름의 순환을 확보하기 위해서는, 집진 필터층(6)으로 유도된 가스가 유로(8) 내를 흐르는 주요 가스와 같은 방향으로 움직일 수 있는 것도 필요하다.

그래서, 집진 필터층(6)이 주요 가스의 흐름의 벡터 방향에도 개구율을 가짐으로써 입자 형상 물질을 포함하는 가스는, 주요 가스로부터 집진 필터층(6)으로 유도된 2차 흐름에 의해, 주요 가스가 흐르는 유로(8)와 집진 필터층(6) 사이를 가스의 흐름에 따라 3차원적으로 나선 형상으로 회전하면서 순환한다. 그리고, 그 과정에서 가스 속에 포함되는 전하를 가진 입자 형상 물질은 집진 필터층(6) 속에서 기계적 혹은 정전기적으로 집진되어 간다.

또, 집진 필터층(6)은 도전성 및 비도전성을 막론하고, 가스가 통과 가능한 다공성인 재료로 할 수 있고, 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 포집한다. 집진 필터층(6)의 재료로서는 적층한 철망, 다공성인 세라믹, 그라스 파이버로 된 충전재 등, 통풍성을 갖는 재료라면 여러 가지 재료를 사용할 수 있다. 또, 대상으로 하는 가스의 온도나 성분 등, 조건에 따라서는 집진 필터층(6)으로서 사용되는 재료의 내열성을 고려할 필요가 있는 동시에, 부식에 대한 사용 분위기 등의 조건 등도 집진 필터층(6)의 재질을 선정하는 데 있어서 고려해야만 한다.

집진 필터층(6)의 두께는 집진 필터층(6)의 압력 손실과 요구되는 집진 성능으로부터 결정되어야 할 것이다. 사용하는 재료의 공극률도 관련되지만, 가스가 통과하는 압력 손실이 가능한 한 낮게 되는 것이 바람직하다. 따라서, 비교적 얇은 것이 이용된다. 단, 주요 가스에 직교하는 단면 내의 2차 흐름의 패턴을 유효한 것으로 하고, 집진 필터층(6)을 설치한 부분과 주요 가스가 흐르는 유로(8)와의 대류를 효과적인 것으로 하기 위해서는, 접지 전극(5)과 외피(2)의 거리는 어느 정도 필요하다.

즉, 제1 실시예에서는 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 공간을 거의 충전하고 있는 상태를 예시하고 있지만, 사용 조건에 따라서는 집진 필터층(6)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2)의 간격 거리보다 얇게 설정해야 할 경우도 있다. 그와 같은 경우, 접지 전극(5)에 인접하여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

전원(7)은, 한 쪽이 방전극 주요부(3)에, 다른 쪽이 접지 전극(5)에 접속되 고, 방전극 방전부(4)와 접지 전극(5) 사이에 고전압을 인가한다. 이 경우, 방전극 방전부(4)측을 마이너스극에 인가하고, 접지 전극(5)을 접지시키고 있다. 방전극 방전부(4)가 마이너스극에 인가됨으로써, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)에 생기는 코로나 방전의 기점의 근방으로 가스의 기체 분자가 이온화된다.

이온화된 기체 분자는 전계에 의해 이동하는 데 수반하여, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)을 향해 주위의 가스도 권취하여 유로(8)를 흐른다. 이 결과, 주요 가스의 흐름과 직교하는 단면 내에 이온풍에 의해 가스의 2차 흐름이 형성되고, 이것이 접지 전극(5)에 송풍된다.

따라서, 유로(8)를 흐르는 가스는 이 이온풍에 의해 접지 전극(5)을 향해 가속되고, 접지 전극(5)을 통과하여 집진 필터층(6)의 내부까지 유입한다. 집진 필터층(6)으로 유입된 가스는, 집진 필터층(6) 속을 흐르는 사이에 입자 형상 물질이 포집되고, 인접하는 방전극 방전부(4)에 의해 이온풍이 송풍되어 있는 위치 사이의 위치로부터 다시 접지 전극(5)을 통과하여 유로(8)의 내측으로 복귀한다.

주요 가스의 흐름과 교차하는 단면 내에 있어서의 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼리의 거리(S)를, 유로(8)에 따르는 길이 방향 단면 내에서 인접하는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a) 사이의 거리에 비해 짧게 하면, 주요 가스의 흐름에 직교하는 단면 내의 이온풍에 의한 2차 흐름은, 주요 가스의 흐름을 따르는 길이 방향 단면 내의 이온풍에 의한 2차 흐름에 비해 보다 현저해진다(기세를 늘림). 또한, 방전극 방전부(4)가 방전극 주요부(3) 상에 복수 부위 설치되어 있기 때문에, 집진 장치(1)의 속을 흐르는 가스는 주요 가스의 흐름에 직교하는 각 단면에 있어서의 이온풍에 의해 유로(8)를 가로지르는 방향으로 반복하여 집진 필터층(6)을 통과하도록 가스를 순환시킨다. 이 결과, 유로(8)에 따라서 흘러 온 가스는 이온풍으로 대류하게 됨으로써, 유로(8) 내를 나선 형상으로 흐르게 된다.

따라서, 종래와 같은 길이의 유로(8)라도 가스가 집진 필터층으로 효율적으로 포집되기 때문에 입자 형상 물질의 포집 효율이 좋다. 즉, 같은 성능의 집진 장치(1)이면, 유로(8)를 짧게 할 수 있으므로, 집진 장치(1)를 작게 할 수 있다.

이와 같이 제1 실시예의 집진 장치(1)에 있어서는, 주요 가스의 흐름에 교차하는 유로 단면 내에서, 주요 가스 흐름의 영향이 적어 이온풍 기인의 2차 흐름을 발생할 수 있고, 또한 그것을 잘 이용함으로써 현저히 집진성을 향상시킬 수 있는 데 착안한 것이다. 그리고, 집진 장치(1)는 입자 형상 물질을 대전시켜 정전기력으로 접지 전극(5)에 포집하는 동시에, 유로(8)를 흐르는 가스를, 도2에 화살표로 나타낸 바와 같이 이온풍에 의해 대류시키고, 가스를 집진 필터층(6)에 반복하여 통과시킴으로써 대전하기 어려운 미소 입자경의 입자 형상 물질도 보다 대부분 집진 필터층(6)에 포집할 수 있다. 따라서, 집진 장치(1)는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

<제2 실시예>

도3은 본 발명의 제2 실시예에 관한 집진 장치의 일부를 단면으로서 나타내는 사시도, 도4는 도3의 IV-IV 단면도이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

제2 실시예에 있어서, 도3 및 도4에 도시한 바와 같이 집진 장치(1)는 복수의 방전극 주요부(3)를 구비한다. 이러한 방전극 주요부(3)는 유로(8)를 가로지르는 방향으로 분리되어 배치되고, 또한 유로(8)에 따라서 연장된다. 또한, 이러한 방전극 주요부(3)는 유로(8)를 가로지르는 방향에 1열로 배열되어 있다. 접지 전극(5)은 이러한 방전극 주요부(3)가 나열되는 열을 양측으로부터 끼워 평행하게 배치되어 있다.

방전극 방전부(4)는, 각 방전극 주요부(3)로부터 양측의 접지 전극(5)을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성되어 있고, 각 방전극 주요부(3) 상의 복수 부위에 설치되어 있다. 인접하는 방전극 주요부(3)에 설치된 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼리는 유로(8)를 가로지르는 방향으로 분리되어 설치된다. 구체적으로는, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)와 접지 전극(5)과의 거리(D)에 반해, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)에 내린 수직선의 교점끼리의 거리(S)가 0.8 내지 3D가 되도록 배치하는 것이 바람직하다. 전원(7)은, 각 방전극 주요부(3)와 양측의 접지 전극(5) 사이에 동일한 전압을 인가하도록 설치되어 있다.

이상과 같이 구성된 집진 장치(1)는 입자 형상 물질을 포함하는 가스가 유로(8) 내에 흐르면, 제1 실시예의 집진 장치(1)와 같이 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)을 향해 발생하는 이온풍에 의해, 유로(8)를 흐르는 가스를, 도4에 화살표로 나타낸 바와 같이 유로(8)를 가로지르는 방향으로 대류시킨다. 집진 장치(1)는 반복하여 가스를 집진 필터층(6)에 통과시키기 때문에, 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

또, 본 제2 실시예에서는 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 전체 공간을 충전하고 있는 상태를 나타내고 있다. 그러나, 제1 실시예에 있어서의 설명과 마찬가지의 이유에 의해, 사용 조건에 따라서는 집진 필터층(6)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2) 간격 거리보다 얇게 설정해야 하는 경우도 있다. 그와 같은 경우에는, 접지 전극(5)에 인접하여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

<제3 실시예>

도5는 본 발명의 제3 실시예에 관한 집진 장치의 일부를 단면으로서 나타내는 사시도, 도6은 도5의 VI-VI 단면도이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

제3 실시예에 있어서, 도5 및 도6에 나타낸 바와 같이 집진 장치(1)는 제2 실시예에 있어서의 집진 장치(1)와 마찬가지로, 복수의 방전극 주요부(3)를 구비한다. 이러한 방전극 주요부(3)는 유로(8)에 따르는 방향으로 분리되어 배치되고, 또한 유로(8)를 가로지르는 방향으로 연장되어 있다. 방전극 주요부(3)로부터 접지 전극(5)을 향해 연장되는 방전극 방전부(4)는, 각 방전극 주요부(3) 상의 복수 부위에 설치되어 있다.

동일한 방전극 주요부(3) 상에 설치되는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)에 내린 수직선의 교점끼리의 거리(S)는, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)와 접지 전극(5) 사이의 거리(D)에 반해, 0.8 내지 3D가 되도록 분리되어 배 치되는 것이 바람직하다.

또, 본 제3 실시예에서는 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 전체 공간을 충전하고 있는 상태를 나타내고 있지만, 제1 실시예에 있어서의 설명과 마찬가지의 이유에 의해, 사용 조건에 의해 집진 필터층(6)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2)의 간격 거리보다 얇게 설정해야 하는 경우도 있다. 그와 같은 경우는, 접지 전극(5)에 인접하여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

제1 실시예, 제2 실시예에 있어서의 집진 장치(1)의 방전극 주요부(3)는, 유로(8)의 상류측과 하류측에 있어서 각각 외피(2) 밖으로 도출되는 부위로부터 지지되어 있는 데 반해, 제3 실시예에 있어서의 집진 장치(1)의 각 방전극 주요부(3)는 유로(8)를 형성하는 외피(2)를 관통하는 2 부위로부터 절연되어 지지되어 있다. 또한, 인접하는 방전극 주요부(3)에 설치된 방전극 방전부(4)끼리의 위치 관계는, 유로(8) 방향으로 정렬되어 있다.

이상과 같이 구성된 집진 장치(1)는 제2 실시예의 집진 장치(1)와 마찬가지로, 입자 형상 물질을 포함하는 가스를, 도6에 화살표로 나타낸 바와 같이 유로(8)를 가로지르는 방향으로 대류시킨다. 그 결과, 가스는 유로(8) 내를 나선 형상으로 흐른다. 집진 장치(1)는 반복하여 가스를 집진 필터층(6)에 통과시키기 때문에, 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다. 또, 집진 장치(1)는 방전극 방전부(4)가 유로(8)를 가로지르는 방향으로 연장되는 방전극 주요부(3) 상에 설치되어 있기 때문에, 유로(8)를 가로지르는 방향으로 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼 리의 거리(S)를 쉽게 설정한다. 또한, 유로(8) 내를 흐르는 가스의 유속에 따라서, 유로(8)에 따르는 방향으로 방전극 방전부(4)의 거리를 용이하게 설정하여 수정할 수 있다.

<제4 실시예>

도7은 본 발명의 제4 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

제4 실시예에 있어서, 도7에 도시한 바와 같이 집진 장치(1)는 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부(3)를, 유로(8)를 가로지르는 방향으로 분리하여 복수 구비한다. 또한, 집진 장치(1)의 유로(8)는 평행하게 배치된 집진 필터층(6)에 의해 유로(8)가 3개의 셀(9)로 분할되어 있고, 중앙의 셀(9)에는 3개의 방전극 주요부(3)가 배치되고, 좌우 양측의 셀(9)에는 방전극 주요부(3)가 2개씩 배치되어 있다. 따라서, 집진 장치(1)는 집진 필터층(6)으로 유로(8)가 복수의 셀(9)로 구획되어 있고, 각 셀(9)에는 적어도 하나의 방전극 주요부(3)가 배치되어 있는 상태이다.

또한, 인접하는 셀(9)의 사이를 구획하는 집진 필터층(6)은, 모든 방향에도 가스가 통과 가능하다. 즉, 이 집진 장치(1)는 제2 실시예에 있어서의 집진 장치(1)의 집진 필터층(6)으로부터 내측의 부분을, 집진 필터층(6)을 끼워 서로 인접에 복수 나열하여 하나의 외피(2)로 덮은 형상으로 상당한다.

인접하는 셀(9)을 구획하는 집진 필터층(6)과 방전극 방전부(4)의 선단부 (4a) 사이에는 접지 전극(5)이 배치되어 있다. 전원(7)은, 각 접지 전극(5)과 각 방전극 주요부(3)와의 각각 접속되고, 방전극 방전부(4)로부터 접지 전극(5)을 향해 이온풍을 발생시키는 전압을 인가한다.

또한, 인접하는 셀(9)에 배치되는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 지시하는 방향은 유로(8)를 가로지르는 방향으로 서로 마주보는 방향으로부터 어긋나 있다. 구체적으로는, 인접하는 셀(9)의 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)는 유로(8)를 가로지르는 방향에 대해 인접한 셀(9)에 배치된 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼리의 사이에 향하게 된다. 즉, 동일한 셀(9) 내에 배치된 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼리의 거리(피치)(S)에 대해 절반 피치가 어긋난 위치에 인접한 셀(9) 내에 배치된 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 위치한다.

동일한 셀(9) 내에 있어서 유로(8)를 가로지르는 방향으로 인접하는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)에 내린 수직선의 교점끼리의 거리(S)는, 다른 실시예인 경우와 같이 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)와 접지 전극(5) 사이의 거리(D)에 반해, 0.8 내지 3D인 것이 바람직하다. 따라서, 인접하는 셀(9)에 각각 하나씩 방전극 주요부(3)가 있는 경우, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)와 접지 전극(5) 사이의 거리(D)와 동일하거나 또는 그 이상, 유로(8)를 가로지르는 방향으로 분리된 위치에 각각의 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 향하도록 배치한다.

또한, 방전극 방전부(4)는 제2 실시예에 있어서의 방전극 방전부(4)와 마찬가지로, 동일한 방전극 주요부(3) 상의 복수 부위에 설치되어 있다. 이 경우, 방 전극 방전부(4)는 동일한 셀(9) 내의 인접하는 방전극 주요부(3)끼리 및 인접하는 셀(9) 내의 방전극 주요부(3)끼리에 있어서, 유로(8)에 따르는 방향으로 방전극 주요부(3) 상의 위치가 정렬되어 있다.

이상과 같이 구성된 집진 장치(1)는 입자 형상 물질을 포함하는 가스가 유로(8)에 흐르면, 이 가스 속의 입자 형상 물질을 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 발생하는 코로나 방전에 의해 대전시켜 접지 전극(5)에 끌어당긴다. 또한, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)을 향해 발생하는 이온풍에 의해, 가스를 접지 전극(5)을 향해 가속한다. 유로(8)를 가로지르는 방향으로 가속된 가스는 접지 전극(5)을 통과하여 집진 필터층(6)으로 유입한다. 인접하는 셀(9)을 분할하고 있는 집진 필터층(6)은 모든 방향에도 가스를 통과시키기 때문에, 집진 필터층(6)으로 진입한 가스는 그대로 인접한 셀(9) 내로 유입한다.

가스가 유입되어 온 측의 셀(9)에서는 가스가 유입되어 온 위치로부터 어긋난 위치, 즉 인접한 셀(9)의 방전극 방전부(4)와 마주보는 위치로부터 어긋난 위치, 또는 인접한 셀(9)의 방전극 방전부(4)가 있는 위치 사이를 향해 방전극 방전부(4)가 설치되어 있다. 그리고, 가스가 유입되어 온 측의 셀(9)의 방전극 방전부(4)로부터도 마찬가지로 이온풍이 발생하고 있다. 이 이온풍에 의해, 인접한 셀(9)로부터 가스가 유입되어 온 위치로부터 어긋난 위치, 또는 가스가 유입되어 온 위치 사이로부터 인접한 셀(9)로 가스가 유출된다.

즉, 방전극 방전부(4)가 발생하는 이온풍에 의해, 도7에서 화살표로 나타낸 바와 같이 인접하는 셀(9)끼리의 사이에서 가스가 순환된다. 이와 같이, 가스가 유로(8)를 가로지르는 방향으로 순환됨으로써 가스가 집진 필터층(6)을 반복하여 통과하도록 되기 때문에, 정전기력으로 접지 전극(5)에 끌어당겨지지 않는 입자 형상 물질이라도 포집되는 비율이 향상된다. 또한, 한 쪽의 셀(9)로부터 다른 쪽의 셀(9)에 가스가 흐르는 위치가 교대로 마련되기 때문에, 효율적으로 가스의 흐름을 순환 및 교반할 수 있고, 가스 속에 포함되는 입자 형상 물질을 집진 필터층(6)에 통과시키는 확률이 높다. 즉, 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

또, 본 제4 실시예에서는 좌우 단부의 셀(9)의 외피(2)측에 배치된 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 전체 공간을 충전하고 있는 상태를 나타내고 있다. 그러나, 다른 실시예에 있어서의 설명과 마찬가지의 이유에 의해, 사용 조건에 의해 집진 필터층(6)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2) 간격 거리보다 얇게 설정하는 경우도 있다. 그와 같은 경우에는 접지 전극(5)에 인접하여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

<제5 실시예>

도8은, 본 발명의 제5 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

제5 실시예에 있어서, 도8에 도시한 바와 같이 집진 장치(1)는, 상술한 제4 실시예에 있어서의 집진 장치(1)와 방전극 주요부(3)의 배치가 서로 다르다. 즉, 이 집진 장치(1)의 방전극 주요부(3)는 제3 실시예에 있어서의 집진 장치(1)의 방전극 주요부(3)와 동일한 방향으로 설치되어 있다. 그리고, 각 셀(9)에 있어서의 각 방전극 방전부(4)의 배치 및 인접하는 셀(9)끼리에 있어서의 방전극 방전부(4)가 상대적인 배열은 제4 실시예에 있어서의 집진 장치(1)와 동일하다.

따라서, 이 집진 장치(1)는 제3 실시예에 있어서의 집진 장치(1)가 갖는 효과와 제4 실시예에 있어서의 집진 장치(1)가 갖는 효과와의 양쪽의 효과를 갖는다.

<제6 실시예>

도9는 본 발명의 제6 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

제6 실시예에 있어서, 도9에 도시한 바와 같이 좌우 단부의 셀(9)의 외피(2)측에 배치된 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 전체 공간을 충전하고 있는 상태를 나타내고 있다. 그러나, 제1 실시예에 있어서의 설명과 마찬가지의 이유에 의해, 사용 조건에 의해 집진 필터층(6)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2)의 간격 거리보다 얇게 설정해야 할 경우도 있다. 그와 같은 경우에는 접지 전극(5)에 인접하여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

본 실시예의 집진 장치(1)에 있어서, 집진 장치(1)는 유로(8)를 집진 필터층(6)으로 격자 형상으로 구획하고, 복수의 셀(9)을 형성하고 있다. 각 셀(9)에는, 하나의 방전극 주요부(3)가 각각 배치되어 있다. 방전극 방전부(4)는 인접하는 셀(9)에 배치된 방전극 방전부(4)와 마주보지 않도록 설치되어 있다. 즉, 방전극 방전부(4)는 인접하는 한 쪽의 셀(9)로부터 다른 쪽의 셀(9)을 향해 연장되는 가시 형상으로 각 방전극 주요부(3)에 설치되어 있다. 그리고, 가스가 유입되어 오는 방향의 셀(9)에 대해 90° 방향이 다른 별도의 인접하는 셀(9)을 향해 방전극 방전부(4)가 설치되어 있다. 또한, 각 방전극 주요부(3) 및 접지 전극(5)에는 전원이 접속되고, 방전극 방전부(4)로부터 접지 전극(5)을 향해 이온풍을 발생시키는 전압이 인가된다.

이와 같이 구성된 집진 장치(1)는 집진 필터층(6)에서 유로(8)를 격자 형상으로 구획하여 복수의 셀(9)을 형성하고, 인접하는 셀(9)에 배치되는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 마주보지 않도록 배치되어 있고, 가스가 유입되어 온 셀(9)과 90° 방향이 다른 별도의 인접하는 셀(9)을 향해 가스를 유출하도록, 유로(8)를 가로지르는 방향으로 가스를 이온풍으로 순환시킨다. 외피(2)와 접하는 위치에 배치된 셀(9)로부터 외피(2)를 향해 이온풍으로 가속된 가스는 외피(2)에 따라서 설치되는 집진 필터층(6)으로 진입하고, 집진 필터층(6)의 속을 통과하여 이온풍이 송풍되어 있지 않은 부위로부터 유로 내로 복귀하도록 순환한다. 따라서, 이온풍을 효율적으로 이용하여 유로 단면 내 전체에 걸쳐 가스를 효율적이면서 남김없이 유로(8)를 가로지르는 방향으로 순환시킬 수 있다.

또, 본 실시예에서는 좌우 및 상하 단부의 셀(9)의 외피(2)측에 형성된 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 전체 공간을 충전하고 있는 상태를 나타내고 있다. 그러나, 제1 실시예에 있어서의 설명과 마찬가지의 이유에 의해, 사용 조건에 따라서는 집진 필터층(5)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2)의 간격 거리보다 얇게 설정해야 할 경우도 있다. 그와 같은 경우에는, 접지 전극(5)에 인접하 여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

<제7 실시예>

도10은, 본 발명의 제7 실시예에 관한 집진 장치에 의해 유로를 가로지르는 방향의 단면도이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

제7 실시예에 있어서, 도10에 도시한 바와 같이 집진 장치(1)는, 제6 실시예에 있어서의 집진 장치(1)의 셀(9)의 배치를 육각격자형, 소위 벌집 형상으로 치환한 것이다. 각 셀(9)에는 유로(8)에 따르는 방향으로 하나의 방전극 주요부(3)가 설치되어 있다. 방전극 방전부(4)는, 각 방전극 주요부(3)로부터 유로(8)를 가로지르는 방향으로 연장되는 가시 형상으로 형성되어 있고, 선단부(4a)가 120°마다 분리되는 3 방향을 향해 마련되어 있다. 즉, 셀(9)을 구성하는 6개의 면에 대해 하나 걸러 3개의 면을 향해 연장되도록 방전극 방전부(4)가 배치되어 있다.

방전극 방전부(4)는 유로(8)에 따라서 방전극 주요부(3) 상의 복수 부위에 설치되어 있다. 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)끼리의 거리(S)는, 유로(8)를 가로지르는 방향에 비해 유로(8)에 따르는 방향으로 짧아지도록 마련하면, 유로(8) 내의 가스가 유로(8)를 가로지르는 방향으로 적극적으로 대류되도록 된다. 또한, 인접하는 셀(9)끼리의 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)는, 서로 마주보지 않도록 배치된다. 각 방전극 주요부(3) 및 접지 전극(5)에는 전원이 접속되고, 방전극 방전부(4)로부터 접지 전극(5)을 향해 이온풍을 발생시키는 전압이 인가된다.

이와 같이 구성된 집진 장치(1)의 유로(8)에 가스가 흐르면, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 발생하는 이온풍에 의해 가스는 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 향하는 방향으로 인접하는 셀(9)을 향해 가속된다. 가속된 가스는 접지 전극(5) 및 집진 필터층(6)을 통과하고, 인접한 셀(9)로 유입한다. 인접한 셀(9)로부터 유입해 온 가스는, 유입해 온 셀(9) 방위와 60° 방향이 다른 별도의 인접하는 셀(9)을 향해 연장되는 방전극 방전부(4)가 발생하는 이온풍에 의해, 방전극 방전부(4)가 연장되는 방향으로 가속되어 가스가 유입되어 온 셀(9) 방위와 60° 방향이 다른 별도의 인접하는 셀(9)로 유출하게 된다. 또한, 외피(2)와 접하는 위치에 배치되는 셀(9)로부터 외피(2)를 향해 가속된 가스는 외피(2)에 따라서 설치된 집진 필터층(6)으로 진입하고, 집진 필터층(6)의 속을 통과하여 이온풍이 송풍되어 있지 않은 위치로부터 유로(8)로 복귀하도록 대류 및 순환한다.

이와 같이, 제7 실시예에 있어서의 집진 장치(1)는 제6 실시예에 있어서의 집진 장치(1)에 비해, 보다 많은 순환류를 형성할 수 있다. 따라서, 집진 장치(1)는 가스에 포함되는 입자 형상 물질을 효율적으로 포집할 수 있다.

또, 본 제7 실시예에 있어서 외피(2)에 인접하여 형성된 집진 필터층(6)이 접지 전극(5)과 외피(2) 사이의 전체 공간을 충전하고 있는 상태를 나타내고 있지만, 제1 실시예에 있어서의 설명과 마찬가지의 이유에 의해, 집진 필터층(6)의 두께를 접지 전극(5)과 외피(2)의 간격 거리보다 얇게 설정해야 할 경우도 있다. 그와 같은 경우에는, 접지 전극(5)에 인접하여 배치되는 집진 필터층(6)과 외피(2) 사이에 공간이 존재하는 것도 있을 수 있다.

또한, 제6 실시예에서는 각 셀(9)의 단면이 정방형인 경우를 예시하고, 제7 실시예에서는 각 셀(9)의 단면이 육각형인 경우를 예시하고 있지만, 셀(9)의 단면형상은 이들에 한정되는 것은 아니다. 또한, 이러한 실시예에 있어서, 각 셀(9)마다 1개의 방전극 주요부(3)를 배치한 예를 나타내고 있지만, 방전극 주요부(3)의 수는 각 셀(9)마다 1개로 한정되는 것은 아니다. 예를 들어, 제4 실시예 또는 제5 실시예와 같이 직사각형 단면의 각 셀(9)에 복수의 방전극 주요부(3)를 배치하는 조합해도, 본 발명의 범위 내이다.

또, 각 실시예에 있어서의 접지 전극(5)은 이온풍을 발생시키고자 한 방향으로 위치하는 부분에만 배치하도록 해도 좋다. 즉, 제6 실시예 및 제7 실시예에 있어서의 집진 장치(1)의 접지 전극(5)은 방전극 주요부(3)를 둘러싸도록 설치하지 않아도, 방전극 방전부(4)가 향하게 된 집진 필터층(6)과 방전극 방전부(4) 사이에만 배치하고, 인접하는 셀(9)로부터 가스가 유입되어 오는 범위에 배치되어 있지 않아도 좋다.

또한, 각 실시예의 설명에서는 집진 장치(1)로 포집한 입자 형상 물질을 시스템 밖(장치 밖)으로 제거하는 방법에 대해서는 언급되어 있지 않지만, 포집한 입자 형상 물질이 예를 들어 카본과 같은 가연성 물질이면, 집진 필터층(6)에 히터를 조합시켜 입자 형상 물질을 완전 연소시킴으로써 제거하는 등의 수단을 이용하는 것이 가능하다. 또한, 입자 형상 물질을 종래의 습식 EP와 같은 수단, 예를 들어 물 등을 이용하고, 집진 필터층(6)을 청정화하는 수단과 조합시켜 입자 형상 물질을 시스템 밖으로 가능한 것은 말할 필요도 없다.

<제8 실시예>

도11 내지 도13은, 본 발명의 제8 실시예에 관한 집진 장치에 있어서의 방전 전극과 접지 전극과 집진 필터층의 배치 관계의 일예를 나타내는 개략도, 도14는 접지극의 개구율에 대한 집진성 지수비를 나타내는 그래프, 도15는 집진 필터층에 있어서의 압력 손실의 저항계수에 대한 집진성 지수비를 나타내는 그래프, 도16은 집진 필터층에 있어서의 압력 손실의 저항계수에 대한 집진성 지수비를 나타내는 그래프이다. 또, 전술한 실시예에서 설명한 것과 마찬가지의 기능을 갖는 부재에는 동일한 부호를 부여하여 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 집진 장치는, 상술한 각 실시예에서 설명한 바와 같이 주요 가스의 흐름에 교차하는 유로 단면 내에 있어서, 주요 가스 흐름의 영향이 적어 이온풍에 기인의 2차 흐름을 발생할 수 있는 데 착안한 것이며, 입자 형상 물질을 대전시켜 정전기력으로 접지 전극에 포집하는 동시에, 유로를 흐르는 가스를 이온풍에 의해 대류시켜 가스가 3차원적으로 나선 형상으로 회전함으로써 집진 필터층에 대해 반복하여 통과하고, 대전하기 어려운 미소 입자경의 입자 형상 물질을 보다 대부분 집진 필터층에 포집할 수 있는 것이다.

이 경우, 방전 전극에 대해 접지 전극 및 집진 필터층의 개구율(공극률, 압력 손실)이 큰 영향을 주게 되어 있다. 제8 실시예에서는 접지 전극 및 집진 필터층의 구성을 명확하게 한다.

우선, 방전 전극과 접지 전극과 집진 필터층과의 배치 관계에 대해 설명한다. 도11에 나타낸 예에서는, 2개의 집진 필터층(6)이 인접하도록 배치되고, 그 각 표면에 접지 전극(5)이 설치되어 있고, 이 각 접지 전극(15)에 대해 선단부(4a)가 소정 거리만큼 분리되어 방전극 방전부(4)가 배치되어 있다. 그리고, 좌우의 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 지시하는 방향은 유로(8)를 가로지르는 방향으로 서로 마주보는 방향으로부터 어긋나 있다. 또, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)에 내린 수직선의 교점끼리의 거리는 상술한 각 실시예인 경우와 마찬가지로 하는 것이 바람직하다.

따라서, 입자 형상 물질을 포함하는 가스가 유로(8)에 흐르면, 이 가스 속의 입자 형상 물질을 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 발생하는 코로나 방전에 의해 대전시켜 접지 전극(5)에 끌어당긴다. 또한, 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)로부터 접지 전극(5)을 향해 발생하는 이온풍에 의해, 가스를 접지 전극(5)을 향해 가속한다. 한 쪽의 유로(8)를 가로지르는 방향으로 가속된 가스는 접지 전극(5) 및 집진 필터층(6)을 통과하고, 다른 쪽의 유로(8)로 유입해 온다. 가스가 유입되어 온 다른 쪽의 유로(8)에서는 가스가 유입되어 온 위치로부터 어긋난 위치에 방전극 방전부(4)가 설치되어 있고, 이 방전극 방전부(4)로부터도 마찬가지로 이온풍이 발생하고, 가속된 가스가 접지 전극(5) 및 집진 필터층(6)을 통과하여 한 쪽의 유로(8)로 유입한다. 즉, 각 방전극 방전부(4)가 발생하는 이온풍에 의해, 인접하는 유로(8)끼리의 사이에서 가스가 순환되고, 3차원적으로 나선 형상으로 회전하면서 이동함으로써, 이 가스가 집진 필터층(6)을 반복하여 통과하게 되고, 여기서 입자 형상 물질이 확실하게 포집된다.

또한, 도12에 나타낸 예에서는, 2개의 집진 필터층(6)이 인접하도록 배치되고, 그 각 표면에 접지 전극(5)이 설치되고, 이 각 접지 전극(5)에 대해 선단부(4a)가 소정 거리만큼 분리되어 방전극 방전부(4)가 배치되어 있다. 그리고, 좌우의 방전극 방전부(4)의 선단부(4a)가 지시하는 방향은 유로(8)를 가로지르는 방향으로 서로 마주보고 있다.

따라서, 입자 형상 물질을 포함하는 가스가 유로(8)에 흐르면, 코로나 방전에 의해 가스 속의 입자 형상 물질이 대전하고, 또한 이온풍에 의해 가스가 접지 전극(5)을 향해 가속한다. 한 쪽의 유로(8)를 가로지르는 방향으로 가속된 가스는 접지 전극(5)을 통과하여 집진 필터층(6)으로 유입한다. 다른 쪽의 유로(8)에서는, 한 쪽의 유로(8)의 방전극 방전부(4)에 마주보여 방전극 방전부(4)가 설치되어 있고, 이 방전극 방전부(4)로부터도 마찬가지로 이온풍이 발생하고, 가속된 가스가 접지 전극(5)을 통과하여 집진 필터층(6)으로 유입한다. 즉, 각 방전극 방전부(4)가 발생하는 이온풍에 의해, 가스가 각 유로(8)마다 3차원적으로 나선 형상으로 회전하면서 이동함으로써, 이 가스가 집진 필터층(6)을 반복하여 통과하게 되고, 여기서 입자 형상 물질이 확실하게 포집된다.

또한, 도13에 나타낸 예에서는 2개의 집진 필터층(6)이 인접하도록 배치되고, 그 각 표면에 접지 전극(5)이 설치되고, 이 각 접지 전극(5)에 대해 선단부(4a)가 소정 거리만큼 분리되어 방전극 방전부(4)가 배치되어 있다. 그리고, 좌우의 집진 필터층(6) 사이에 구획판(10)이 설치되어 있다.

따라서, 입자 형상 물질을 포함하는 가스가 유로(8)에 흐르면, 코로나 방전에 의해 가스 속의 입자 형상 물질이 대전하고, 또한 이온풍에 의해 가스가 접지 전극(5)을 향해 가속한다. 각 유로(8)를 가로지르는 방향으로 가속된 가스는 접지 전극(5)을 통과하여 집진 필터층(6)으로 유입하게 되고, 각 방전극 방전부(4)가 발생하는 이온풍에 의해, 가스가 각 유로(8)마다 3차원적으로 나선 형상으로 회전하면서 이동함으로써, 이 가스가 집진 필터층(6)을 반복하여 통과하게 되고, 여기서 입자 형상 물질이 확실하게 포집된다.

이와 같이 방전극 방전부(4)가 고접지 전극(5)과 집진 필터층(6)과의 배치 관계는, 다수 고려할 수 있는 것이며, 상술한 예 이외로도 인접하는 2개의 집진 필터층(6)을 일체로 구성하거나 집진 필터층(6)과 구획판(10)을 밀착시키거나 간격을 마련하거나 해도 좋은 것이며, 이들로 한정되는 것은 아니다.

이와 같이 구성시킨 집진 장치에 의해, 접지 전극(5)의 개구율을 65 ％ 내지 85 ％로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, 집진 장치에 있어서의 집진 효율(η)은 잘 알려진 하기의 도이첼의 수학식에 의해 산출할 수 있다. 또, w는 집진성 지수(입자 형상 물질의 이동 속도), f는 단위 가스량당의 집진 면적이다.

<수학식>

η = 1 - exp(-w × f)

이 수학식으로부터 집진성 지수(w)가 클수록 집진 효율(η)이 높아지는 것을 알 수 있다.

도14에 나타낸 그래프는 접지극의 개구율에 대한 집진성 지수의 비를 나타내는 것이고, 접지극의 개구율을 변화시켰을 때 집진성 지수비의 변화 정도를 실험에 의해 구한 것이다. 따라서, 도14의 그래프에 나타낸 바와 같이, 300보다 높은 집 진성 지수비를 확보할 수 있는 영역은 접지 전극의 개구율이 65 ％ 내지 85 ％가 되는 영역으로 되어 있다. 이 경우, 접지 전극의 개구율이 65 ％보다 낮으면, 가스 속의 입자 형상 물질을 확실하게 이온풍과 함께 집진 필터층으로 유도할 수 없게 되고, 이온풍을 유효하게 이용할 수 없으며, 큰 성능 향상을 기대할 수 없다. 반대로, 접지 전극의 개구율이 85 ％보다 높으면, 예를 들어 철망으로 구성하는 경우에는 가는 선 직경의 와이어가 끌고 가 배치되기 때문에, 이온풍이 공급 가능한 충분한 전류가 흐르는 일 없이, 그 표면 전위가 상승하여 불꽃 방전에 이르기 때문에, 성능상의 제약이 생긴다. 또, 도14에 나타낸 그래프에 의해 집진성 지수비는 기준치로서 종래의 구조, 즉 철판의 접지 전극의 집진성 지수를 100으로 한 상대 비교를 나타내고 있기 때문에, 개구율이 0 ％일 때에 지수가 100을 나타내고 있다.

이 경우, 접지 전극(5)의 개구율을 집진 필터층(6)의 개구율보다 크게 설정하는 것이 바람직하다. 즉, 접지 전극(5)은 방전극 방전부(4)로부터의 코로나 방전을 받아 입자 형상 물질을 대전시켜 끌어당기기 위한 것이고, 한편 집진 필터층(6)은 대전한 입자 형상 물질을 포집하기 위한 것이고, 접지 전극(5)에는 가능한 한 입자 형상 물질이 집진 필터층으로 도입할 수 있게 할 필요가 있다. 단, 집진 필터층(6)은 적층한 철망이나 다공성인 세라믹 등에 의해 구성되어 있고, 개구율 대신에 공극률로 나타내는 쪽이 적정하고, 이 경우 접지 전극(5)의 공극률을 집진 필터층(6)의 공극률보다 크게 설정하면 좋다.

또한, 상술한 집진 장치에 의해 집진 필터층(6)에 있어서의 압력 손실의 저항계수를, 2 내지 300으로 설정하는 것이 바람직하다. 여기서, 상술한 바와 같이 집진 장치에 있어서의 집진 효율(η)은 하기 수학식에 의해 산출할 수 있다.

<수학식>

η = 1 - exp(-w × f)

또한, 집진층 필터에 있어서의 압력 손실(ΔP)은 하기 수학식에 의해 산출할 수 있는 압력 손실계수를 적정화함으로써, 높은 집진성을 확보할 수 있다. 여기서, ξ는 압력 손실의 저항계수, γ는 가스의 비중, V는 집진 필터층의 통과 유속, g은 중력이다.

<수학식>

ΔP = ξ × γ × V²/2g

또, 압력 손실의 저항계수(ξ), 압력 손실(ΔP)을 mmaq로서 산출한 데이터이다.

도15 및 도16의 그래프는 집진 필터층에 있어서의 압력 손실의 저항계수에 대한 집진성 지수비이며, 도15는 입자 형상 물질로서 플라이애쉬더스트를 이용하고, 도16은 입자 형상 물질로서 디젤 배기 가스 더스트를 쓴 경우의 데이터이며, 상술한 압력 손실(ΔP)의 수학식을 기초로 하여, 압력 손실의 저항계수를 변화시켰을 때 집진성 지수비의 변화 정도를 실험에 의해 구한 것이다. 따라서, 도15 및 도16의 그래프에 나타낸 바와 같이 높은 집진성 지수비를 확보할 수 있는 영역은 압력 손실의 저항계수가 2 내지 300이 되는 영역으로 되어 있다.

즉, 압력 손실계수가 적은 경우에는 이온풍에 의한 2차 흐름에 의해 유기된 가스는 필터층으로 충분히 도입할 수 있고, 원래의 목적은 달성 가능하지만 필터층의 공극률이 극단적으로 지나치게 크기 때문에, 즉 필터층으로서는 공극이 지나치게 크기 때문에, 입자 형상 물질이 충분히 포집되지 않는 상태로 다시 가스로 복귀되기 때문에, 충분한 효율을 달성할 수 없다. 또한, 반대로 압력 손실계수가 큰 경우에는 이온풍에 의한 2차 흐름에 의해 유기된 가스는 필터층으로 충분히 도입할 수 없으므로, 충분한 효율을 달성할 수 없다.

또, 도15 및 도16에 나타낸 그래프에 의해 집진성 지수비는 기준치로서 철판의 접지 전극의 집진성 지수를 100으로 한 상대 비교를 나타내고 있다. 이 경우, 압력 손실의 저항계수는 무한대이지만, 압력 손실의 저항계수를 100000으로 하였을 때에, 집진성 지수비를 100으로 하고 있다.

이상과 같이, 본 발명에 관한 집진 장치는 가스 속의 입자 형상 물질을 대전시키는 동시에 이온풍에 의해 주요 가스 흐름에 따라 가스 통로와 집진 필터층의 사이를 순환시키고, 가스를 집진 필터층에 대해 반복하여 통과시키면서 입자 형상 물질을 포집하는 것이며, 가스 속의 미립자를 효율적으로 포집하는 집진 장치에 유용하며, 특히 미세한 입자상 물질을 포함하는 가스를 취급하는 처리에 적합하다.

Claims

통 형상을 이루는 외피와,

상기 외피 내에 소정의 간격을 두고 마련되어 입자 형상 물질을 포함하는 가스의 유로를 형성하는 접지 전극과,

상기 간격에 상기 접지 전극에 인접하여 배치되는 집진 필터층과,

전압이 인가되었을 때에 상기 유로 속에 상기 유로를 가로지르는 방향으로 서로 선단부를 분리한 상태에서 상기 접지 전극과의 사이에 상기 가스에 직교하는 방향으로 2차 흐름을 유기(誘起) 형성하는 이온풍을 발생시키는 방전 전극을 구비하고,

상기 접지 전극은 상기 방전 전극을 직접 마주보고, 상기 2차 흐름을 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖고,

상기 집진 필터층은 상기 2차 흐름을 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 이 집진 필터층 내로 유입한 가스를 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제1항에 있어서, 상기 방전 전극은 상기 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 상기의 방전극 주요부의 복수 부위로부터 상기 유로를 가로지르는 방향으로 상기 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성된 방전극 방전부를 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제1항에 있어서, 상기 방전 전극은 상기 유로를 가로지르는 방향으로 분리되어 복수 배치되고 상기 유로에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 상기 방전극 주요부로부터 상기 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성된 방전극 방전부를 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제1항에 있어서, 상기 방전 전극은 상기 유로에 따르는 방향으로 분리되어 복수 배치되고 상기 유로를 가로지르는 방향에 따라서 연장되는 방전극 주요부와, 상기 방전극 주요부로부터 상기 접지 전극을 향해 연장되는 가시 형상으로 형성된 방전극 방전부를 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 유로 전체를 둘러싸는 외피를 갖고,

상기 유로를 상기 가스의 흐르는 방향에 따라서 배치되는 집진 필터층으로 구획하여 복수의 셀을 상기 외피의 내부에 구성하고,

상기 유로를 가로지르는 방향으로 선단부를 서로 분리한 상태로 방전 전극의 방전부를 상기 셀 속에 배치하고,

각 셀의 속을 흐르는 상기 가스에 면하여 적어도 상기 방전부의 선단부와 대치하는 상기 집진 필터층을 접지 전극으로 덮고,

상기 방전부와 상기 접지 전극과의 사이에 전압이 인가됨으로써 상기 가스에 직교한 방향으로 2차 흐름을 유기(誘起) 형성하는 이온풍을 발생시키고,

상기 접지 전극은 상기 방전 전극을 직접 마주보고, 상기 2차 흐름을 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖고,

상기 집진 필터층은 상기 2차 흐름을 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 이 집진 필터층 내에 침입한 가스를 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 유로 전체를 둘러싸는 외피를 갖고,

상기 유로를 복수의 셀로 구성하고,

상기 셀들 중에에 서로 인접하는 셀 사이는, 각 상기 셀의 속을 흐르는 가스에 면하여 배치되는 접지 전극과, 이러한 접지 전극으로 끼워지는 집진 필터층으로 구성하고,

상기 접지 전극 사이에 전압이 인가됨으로써 상기 가스에 직교한 방향으로 2차 흐름을 유기(誘起) 형성하는 이온풍을 발생시키는 복수의 방전 전극의 방전부를 상기 유로 속에 상기 유로를 가로지르는 방향으로 서로 그 선단부를 분리하여 배치하고,

상기 접지 전극은 상기 방전 전극을 직접 마주보고, 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 상기 2차 흐름을 통과시키는 개구율을 갖고,

상기 집진 필터층은 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 상기 2차 흐름을 통과시키는 개구율을 갖는 동시에, 이 집진 필터층 내에 침입한 가스를 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 흐르게 하는 것이 가능한 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제6항에 있어서, 상기 외피에 인접하는 셀과 상기 외피와의 경계 부분은 상기 셀의 속을 흐르는 상기 가스에 면하여 배치되는 접지 전극과, 이 접지 전극과 상기 외피 사이에 배치되는 집진 필터층으로 구성하는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 셀은 상기 집진 필터층으로 격자 형상으로 구획되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 셀은 상기 집진 필터층으로 벌집 형상으로 구획되어 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제5항 또는 제6항에 있어서, 상기 방전 전극의 선단부로부터 상기 접지 전극을 향해 발생하는 이온풍에 의해 상기 가스 흐름이 인접하는 상기 셀끼리로 순환하는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
입자 형상 물질을 포함하는 가스를 흐르게 하는 가스 유로와,

상기 가스 유로에 따라서 마련되어 이 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 접지 전극과,

상기 접지 전극에 인접하여 마련되어 상기 가스의 흐름과 교차하는 유로 단면 내를 따라서 통과시키는 개구율을 갖는 동시에 내부로 유입한 가스를 상기 유로 내의 상기 가스의 흐름을 따르는 방향으로 통과시키는 개구율을 갖는 집진 필터층과,

상기 유로 내에 선단부가 상기 접지 전극과 소정 간격을 이격하여 설치되는 방전 전극을 구비하고,

고전압을 인가하여 상기 방전 전극과 상기 방전 전극을 직접 마주보는 상기 접지 전극과의 사이에 상기 방전 전극의 방전부로부터 상기 접지 전극으로 상기 가스에 직교한 방향으로 2차 흐름을 유기(誘起) 형성하는 이온풍을 발생시킴으로써 상기 가스 유로와 상기 집진 필터층과의 사이에서 나선 형상의 가스 흐름을 생성하는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제11항에 있어서, 상기 접지 전극의 개구율을 상기 집진 필터층의 개구율보다 크게 설정한 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제11항에 있어서, 상기 접지 전극은 65 ％ 내지 85 ％의 개구율을 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.
제11항에 있어서, 상기 집진 필터층은 2 내지 300의 압력 손실의 저항계수를 갖는 것을 특징으로 하는 집진 장치.