KR100281769B1 - 전기집진장치 - Google Patents

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KR100281769B1
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요시카즈 오노구치
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마츠무라 후지외
미도리안젠 가부시키가이샤
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Abstract

집진부의 고압전극에 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 이용하여, 집진부의 저압전극이 107Ωcm 차수 이하의 체적 고유 저항값을 나타내는 전기집진장치가 개시되어 있다. 본 발명의 전기집진장치에 의하면, 전극을 수지를 이용하여 일체성형함으로써 금속제 전극에 비해 스파크를 억제할 수 있고, 성형의 자유도를 증가시킬 수 있으며, 난연소성과 집진효율을 향상시킬 수 있다.

Description

전기집진장치{Electrical dust collector}
본 발명은, 공기청정용의 전기집진장치에 관한 것이다.
최근, 집안이나 차량내의 공기를 항상 청정한 상태로 유지하고자 하는 요망에 따라 공기청정장치나 전기집진장치가 널리 사용되고 있다.
이러한 전기집진장치는, 일반적으로 도 1 또는 도 2에 도시된 바와 같이 구성되어 있으며, 도 1에서는, 공기중의 미립자에 전하를 부여하는 하전부(211)의 방전전극(213)에 대향되는 대향(접지)전극(215), 하전입자를 포집하는 집진부(212)의 고압전극(216)이나 고압전극(216)에 대향되는 대향(접지)전극(215)에, 도 2에서는, 하전부(211)의 방전전극(213)에 대향되는 대향전극(214), 집진부(212)의 고압전극(216)이나 고압전극(216)에 대향되는 접지전극(215)에, 통상 알루미늄이나 스테인레스강 등과 같은 금속재료가 사용된다.
또한 이러한 전극은, 일반적으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 하전부(211)에서는 복수의 대향전극(214)을 스페이서(217)를 통해 배열하고, 집진부(212)에 있어서도 마찬가지로, 플러스 또는 마이너스의 전위를 인가하는 고압전극(216)과, 이에 대향되는 접지전극(215)을 교대로 스페이서(217)를 통해 나란히 배열한 구성으로 되어 있다.
그러나, 이러한 구성을 가진 종래의 전극에 있어서는,
1) 각 전극이 금속제이므로 중량이 무겁다.
2) 하전부나 집진부의 전극을 형성하기 위해서는, 스페이서를 사용하여 금속전극을 복수개 겹쳐 쌓음으로써 전극부분을 조립하여야 하므로, 공정수가 많아지고, 제조과정이 복잡하다.
3) 집진부에 들어오는 하전입자 중에 도전성 분진이 혼재되어 있으면, 고압전극과 접지전극 사이에서 스파크가 일어나 불쾌한 음과 빛이 발생하고, 때로는 그것이 계속되는 경우가 있으며, 한편 스파크의 발생을 억제하기 위해 고압전극과 접지전극 사이의 인가전압을 낮추면, 이들 전극간의 전계강도가 저하되어 집진부에서의 포집효율의 저하를 초래하게 된다.
4) 최근 공기청정장치의 공간절약·소형화에 대한 요청에 대해서는, 직육면체의 장치의 형상을 갖게 하면 스스로 한계가 있으며, 게다가 금속제이므로 자유로운 형상으로 하기가 어려운 문제점이 있다.
이러한 문제들을 해결하기 위해, 일본공개특허공보 6-296898호에 있어서는, 집진부의 고압측의 전극을 교대로 소정 간격을 두고 배치하고, 이들 각 전극을 반절연성 수지에 의해 일체성형한 고압 사다리를 가지고 있는 콜렉터(집진부)와, 고압 사다리를 광체(筐體)에 고정하는 위치 및 고압 사다리에 급전하는 위치를 동일하게 하는 급전 겸용 지지기구를 구비한 구성이나, 더 나아가서는 집진부의 각 전극과 일체성형한 복수의 전극을 대향전극으로 사용하는 이오나이저(하전부)를 구비한 구성도 제안되어 있다.
또한, 일본공개특허공보 8-71451호에 있어서는, 공기중의 미립자에 대하여 전하를 부여하는 이오나이저(하전부)와, 하전된 입자를 정전력에 의해 포집하는 집진측 전극 및 고압측 전극을 구비하는 콜렉터(집진부)를 가지며, 고압측 전극이 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm 차수인 흡습수지로 이루어지는 구성이 제안되어 있다.
또한, 일본공개특허공보 8-227789호에는, 흡습성을 가지는 수지와 도전재를 배합한 수지로서, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수 이하인 수지를 이용하여 형성한 수지전극을, 고압측 전극의 대향전극 등으로 하는 것이 제안되어 있다.
이상과 같은 구성, 즉, 전극을 특정한 구조로 하거나, 전극재료를 특정한 것으로 함으로써, 상기의 문제점은 상당히 개선될 수 있다.
그러나, 특히, 흡습성을 가지는 수지에 도전재를 배합하여, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수 이하인 수지를 이용하여 형성한 수지전극을 이용할 경우에는, 수지를 사출성형하는 등으로 원하는 각 전극을 얻기 때문에, 중량의 감소, 하전부나 집진부의 공정수삭감 및 자유로운 형상으로의 성형에 효과가 있으나, 수지의 사출성형시 성형품 표면에 발생되는 수지층, 소위 스킨층의 영향에 의해, 도전재 등이 거의 포함되지 않은 높은 저항값을 나타내는 스킨층이 성형시 형성되어 버리는 문제점이 있다.
이러한 경우, 가령 흡습성을 갖는 수지를 이용하거나, 이에 도전재를 배합한다 해도, 전극의 형상 등과 같은 조건에 의해서는, 성형된 전극의 스킨층의 형성상태나 도전재 등이 포함되는 상태가 균일하지 않고, 그 결과, 표면 저항값이 제각각이 되므로 표면저항값이 균일하게 되지 않아, 균일한 전계를 얻을 수 없는 등, 집진효율이 저하하는 경우가 발생하기 쉽다.
그리고, 전기집진장치의 전극을 형성할 경우에는, 통풍저항의 감소나 집진면적의 확대를 목적으로 하여, 박판 형상으로 하는 것이 일반적이며, 사출성형 등에 의해 박판 형상으로 할 경우에는, 스킨층의 불균일성이 더욱 심해지고, 그 결과, 표면저항의 불균일성에 의한 집진효율의 저하에 따라, 실질적으로 사용에 견디지 못할 정도로 성능이 저하되는 경우도 있다.
또한, 박판 형상으로 전극을 형성하였을 경우에는, 동일한 중량%의 난연소제를 부가한 동일 수지덩어리에 비해 난연소성이 뒤떨어지는 경향도 있다.
따라서, 본 발명의 다른 목적은, 집진부와 하전부를 가지는 전기집진장치의 집진부의 고압전극에, 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 이용하는 전기집진장치에 있어서, 성형된 전극의 표면 저항값이 균일하지 않아도, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 수지재료를 사용하여 전극을 성형하여도, 또는 체적 고유 저항값이 높은, 일반적으로는 절연성이라 할 수 있는 수지재료를 이용하여 전극을 성형하여도, 집진효율이 뛰어나고, 난연소성이 향상된 전기집진장치를 제공하는 데 있다.
도 1은 종래의 전기집진장치의 전극 구성을 나타내는 측면도이고,
도 2는 종래의 전기집진장치의 전극 구성을 나타내는 사시도이고,
도 3은 본 발명의 실시형태에 따른 전기집진장치의 각 전극의 구성을 분해하여 나타낸 사시도이고,
도 4는 본 발명의 실시형태에 따른 전기집진장치의 집진효율을 측정하기 위한 시험장치의 설명도이다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명의 전기집진장치는, 고압전극 및 저압전극을 포함하는 집진부와 대향전극 및 방전전극을 포함하는 하전부를 가지며, 집진부의 고압전극에 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 사용하는 전기집진장치에 있어서, 집진부의 저압전극이 107Ωcm 차수 이하인 체적 고유 저항값을 나타내는 것을 특징으로 한다.
따라서, 이러한 구성에서는, 전극 재료에 수지를 사용하고 있으므로, 금속제 전극에서 발생하는 스파크나 방전음을 효과적으로 억제하고, 성형가공에 있어서의 설계 자유도가 증가하여 임의의 형상의 전극을 만들 수 있으며, 또한 전극에 난연소성을 용이하게 부여할 수 있다.
또한, 집진부의 저압전극이 107Ωcm 차수 이하의 체적 고유 저항값을 나타내므로 높은 집진효율을 실현할 수 있다.
여기서, 또한, 하전부의 대향전극이 107Ωcm 차수 이하의 체적 고유 저항값을 나타내는 것이면, 높은 집진효율을 보다 확실하게 실현할 수 있다.
또한, 하전부의 대향전극과 집진부의 저압전극이 일체가 되도록 형성된 것이, 구성의 간이성을 위해 바람직하며, 보다 구체적으로는 하전부의 대향전극과 집진부의 저압전극이 수직방향으로 교차하고, 일체가 되도록 형성된 것이 보다 바람직하다.
또한, 보다 구체적으로는, 집진부의 저압전극 또는 하전부의 대향전극이 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료에 도전처리를 한 재료로 형성되어도, 확실하게 집진효율을 높일 수 있으므로 바람직하다.
또한, 보다 구체적으로는, 집진부의 저압전극 또는 하전부의 대향전극이 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료로 형성되고, 그 표면에 도전처리를 한 것이라도, 확실하게 집진효율을 높일 수 있으므로 바람직하고, 도전처리가 도금처리인 것도 바람직하다. 또한, 도금처리는 그 최외층을 크롬층으로 하는 것이 바람직하다.
또한, 보다 구체적으로는, 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료가 입수 등의 간편성이나 물성의 안정성 측면에서 볼 때 합성수지인 것이 바람직하다.
그리고, 상술한 전기집진장치는, 하전부의 방전전극에 의해 공기중의 미립자에 전하를 부여하고, 또한 집진부의 고압전극 및 집진부의 저압전극에 의해 발생된 전계로 통과시킴으로써, 전기적 흡인력으로 미립자를 포집하는 것으로, 다시 말하면 공기청정 기능을 가진 것이다.
또한, 상술한 전기집진장치에 있어서는, 모두 하전부는 방전전극 및 대향전극을 구비하고, 집진부는 고압전극 및 저압전극을 구비하는데, 보다 구체적으로는, 이러한 하전부의 방전전극과 대향전극 사이, 집진부의 고압전극 및 저압전극 사이에는 소정의 수 kV 정도의 전위차가 부여되어 있는 것이다. 또한, 보다 구체적으로는 하전부의 대향전극 또는 집진부의 저압전극은 접지전위로 되어 있어도 무방하다.
이하, 본 발명의 전기집진장치에 대해, 바람직한 실시형태를 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.
본 실시형태에 있어서의 전기집진장치는, 일반적인 구성의 공기청정장치의 정전적인 집진기능을 가지는 부분을 특화한 구성을 가지는 것으로, 구체적으로는 집진부와 하전부를 가지는 것이라면 어느 것에도 적절히 적용될 수 있다.
구체적으로는, 집진부와 하전부를 가지는 전기집진장치의 집진부의 고압전극에 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 사용하는 전기집진장치에 있어서, 집진부의 접지전극이 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수 이하인 것을 특징으로 하는 것이다.
또한 이러한 구성에 있어서, 하전부의 대향전극이 집진부의 저압전극과 마찬가지로, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수 이하인 것도 바람직하다.
우선, 도 3을 참조하면, 본 실시형태의 전기집진장치는, 방전전극(113)과 그대향전극(114)으로 이루어지는 하전부(111)와, 고압전극(116) 과 그 접지전극(115)으로 이루어지는 집진부(112)를 가지고 있다. 도시한 바와 같이, 이 전기집진장치에 있어서는, 대향전극(114)과 접지전극(115)이 일체로 형성되어 있는 것이 바람직하며, 더욱 바람직하게는, 이들 대향전극(114)과 접지전극(115)이 수직방향으로 교차하고, 일체로 형성되어 있는 것이 좋다.
이와 같이 교차하는 구성을 채용하는 것은, 대향전극(114)과 접지전극(115)을 이와 같이 일체로 형성함으로써, 집진면적을 증가시킬 수 있고, 하전 입자의 포집효율을 향상시킬 수 있으며, 직교·일체화되어 함께 사용되는 구성으로 되어 있으므로, 박판 형상으로 대향·접지전극 각각을 형성할 경우에는, 대향전극(114) 및 접지전극(115)의 굽어짐·휨 등을 상호 보강하는 형태로 되는 것을 고려하였기 때문이다.
또한, 본 실시형태에 있어서는 집진부(112)의 저압전극을 접지전극(115)으로서 설명하고, 하전부(111)의 대향전극(114)도 접지전극으로 설명하였으나, 물론 각각 고압전극(116)간, 방전전극간에 수 kV 차수의 전위차를 발생시킬 수 있으면 충분하며, 반드시 접지되어 있을 필요는 없다.
그리고, 이상과 같은 구성요소에 의해 전기집진장치로서 조립될 때는, 대향전극(114)의 복수개의 판형상 돌출부분은 각 방전전극(113) 사이에 삽입되도록 위치하여 하전부(111)가 되고, 접지전극(115)의 복수개의 판형상 돌출부분은 고압전극(116)의 복수의 개구부에 균등한 간격으로 삽입되어, 집진부(112)가 된다.
또한, 도 3에서는, 각 전극이 직육면체 형상으로 구성되어 있으나, 그 형상은 임의적인 것으로, 예컨대 그 도면에서 상하방향으로 만곡한 형상으로 하여도 좋다. 또한, 일반적으로 알려진 전기집진장치의 각 전극의 형상을 적용할 수 있음도 물론이다.
여기서, 집진부(112)의 고압전극(116)에 사용할 수 있는 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지로는, 흡습성을 가지며, 사용 환경의 습도 및 온도에서 고전압에 대해 108∼1013Ωcm, 바람직하기로는 1010∼1013Ωcm 차수의 범위에 있는 체적 고유 저항값을 가지는 수지를 사용할 수 있다.
이와 같은 흡습성을 가지는 수지로는, 수지 자체에 흡습성이 있고, 이러한 체적 고유 저항값을 가지는 것을 사용할 수 있으나, 예컨대 열가소성 수지와 같은 기재수지에 흡수성 수지를 첨가하여 흡습성을 부여한 수지도 이용할 수 있다. 이러한 수지는, 수지중에 배합된 흡수성 수지에 의해 흡수된 수분에 의해 반절연성을 나타내는 것으로, 흡수성 수지의 배합량을 조정함으로써 수지의 체적 고유 저항값을 적어도 108∼1013Ωcm 차수의 범위가 되도록 조정할 수 있기 때문이다.
일반적으로, 흡수성 수지의 배합량은, 수지의 종류에 따라 다르나, 5∼50 중량%이다.
기재수지로는, 예컨대 아크릴 수지, ABS(아크릴로니트릴 부타디엔 스틸렌) 수지, 폴리에스테르 수지와 같은 열가소성 수지가 있고, 특히, ABS 수지를 사용하면 성형성, 난연소성, 내열성, 내충격성이 뛰어난 것을 얻을 수 있고, 또한 제조단가 측면에서도 저렴하다.
또한, 수지 자체가 흡습성을 가지고 있는 기재수지로는 페놀수지, 멜라민수지, 요소수지 등을 들 수 있다. 그리고, 이와 같은 열경화성 수지 중에서도 페놀수지를 사용한 경우에는 원하는 저항값을 얻기 쉬워 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
한편, 혼합하는 흡수성 수지로는, 아크릴산염계, 폴리 비닐 알콜계, 폴리아미드계 등이 있으며, 흡수력, 저항값의 지속성 및 기재수지와의 혼합성 등을 고려하여 선택된다. 또한, 이와 같은 흡습성을 가지는 수지로는, 예컨대 엑셀로이(상품명, 테크노폴리머사 제품) 등과 같은 시판품을 사용할 수 있다.
이와 같은 흡습성을 가지는 수지는, 예컨대 ABS수지에 흡수성 수지를 첨가한 수지인 경우에는 충분히 건조한 수지 플레이트(두께 2mm)를, 온도 70℃, 습도 65%의 항온항습조 내에 48시간 둔 후의 흡습량은, 건조수지에 대해 0.7∼1.5 중량%이고, 이후 통상의 분위기로 복귀하여 일정시간(48시간 이상) 방치하였을 때의 체적 고유 저항값은 1012∼1013Ωcm 차수를 나타내었다. 또한, 페놀 수지인 경우에는, 체적 고유 저항값은 1012∼1013Ωcm 차수였다.
그리고, 본 실시형태에서의 집진부(112)의 접지전극(115), 바람직하기로는, 또한 하전부(111)의 대향전극(114)은, 107Ωcm 차수 이하의 체적 고유 저항값을 나타내는 것인데, 그러한 것으로는 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수 이하인 어떠한 재료로 이루어진 것, 예컨대 금속제, 합성수지제 등을 들 수 있으며, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 재료에 도전처리를 실시하여, 그 체적 고유 저항값을 107Ωcm 차수 이하로 한 것으로 이루어진 것이 바람직하다.
또한, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 재료로 형성되고, 또한 그 표면에 도전처리를 하여, 그 도전처리부의 체적 고유 저항값을 107Ωcm 차수 이하로 한 것으로 이루어진 것이 특히 바람직하다.
체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 재료로는, 성형성이나 비중의 관점, 또는 전기집진장치로서 조립하였을 때 서로 각 전극판을 삽입하는 형상으로 배치되고, 상대되는 반절연성 수지로 이루어지는 고압전극과 성형시의 성형 기울기를 동일하게 하여 균일한 전계를 용이하게 얻을 수 있도록 한다는 관점에서 볼 때 합성수지가 바람직하며, 예컨대, 상기 집진부의 고압 전극에 사용할 수 있는 체적 고유 저항값이 1010Ωcm∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 제조할 때 사용할 수 있는 열가소성 수지로 이루어지는 기재수지, 더욱 바람직하게는, 이러한 수지와 흡수성 수지의 혼합물로 이루어지는 흡습성을 가지는 수지 등을 사용할 수 있다.
이러한 흡습성을 가지는 수지는, 예컨대 ABS 수지에 흡수성 수지를 첨가한 수지인 경우에는, 충분히 건조한 수지 플레이트(두께 2mm)를, 온도 70℃, 습도 65%의 항온항습조 내에 48시간 둔 후의 흡습량은, 건조수지에 대하여 0.5∼1.5 중량%이고, 통상의 분위기에서 사용하는 집진장치인 경우에는, 1.0∼1.3중량%, 특히 습도가 높은 분위기하에서 사용하는 경우 0.5∼1.0 중량% 정도의 흡습량을 가지는 수지를 사용하는 것이 바람직하다. 또한, 흡습성을 가지는 수지를 통상의 분위기하에서 일정시간(48시간 이상) 방치하였을 때의 체적 고유 저항값은 1010Ωcm∼1013Ωcm의 차수를 나타내었다.
그리고, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 재료로 바람직하게 사용할 수 있는 흡습성을 가지는 수지에 실시하는 도전처리로는, 이러한 흡습성을 가지는 수지에 도전재를 배합하는 방법을 들 수 있다. 여기서, 배합하는 도전재로는, 예컨대, 카본파이버나 카본블랙 등과 같은 카본계 물질, 반도전성 또는 도전성 휘스커(예컨대, 티탄산 칼륨 등), 스테인레스강 섬유, 동분, 은분 등 금속계 물질과 같이 체적 고유 저항값이 10-1Ωcm 차수 이하의 도전성 물질을 들 수 있다. 물론, 이들은 단독 또는 2종 이상 사용할 수 있다. 그리고, 이들 물질 중 카본계 물질이나 금속계 물질이 바람직하며, 특히 섬유상의 형태를 가지는 카본파이버, 스테인레스 강섬유 등이 보다 적은 양으로 원하는 저항값을 달성할 수 있고, 바람직한 결과를 얻을 수 있다.
또한, 흡습성을 가지는 수지와 도전재를 배합한 수지를 얻기 위해서는, 예컨대, 믹싱 롤, 밴버리 믹서, 연속 믹서 등을 사용한 통상의 방법에 의해, 흡습성을 가지는 수지를 용융한 상태에서 도전재와 혼련함으로써, 또, 기재수지, 흡수성 수지 및 도전재를 용융 혼련함으로써 조제할 수 있다. 이러한 경우, 도전재의 배합량은 얻어지는 수지에 대해 10 중량% 이하인 것이 바람직하고, 배합량이 많아지면 내충격성이 저하되는 경향이 있다.
이러한 배합에 의해 얻어지는 수지의 흡습량은, 상술한 측정법으로 측정하였을 경우, 일반적으로 0.4∼1.5 중량%이고, 또한 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수 이하인 값을 나타낸다.
또한, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 재료로서 사용할 수 있는 기재수지의 표면에 실시하는 도전처리로는, 도금, 도전성 도료의 도포, 금속 증착 등에 의한 처리를 들 수 있으나, 특히 도금에 의한 처리가 바람직하다. 도금은, 전기 도금이어도 좋으며, 무전해 도금이어도 무방하다. 도금하는 금속으로는, 구리, 크롬, 코발트, 니켈, 은, 금, 백금 등이 일반적이고, 도금층은 이종의 금속층을 적층한 구성으로 하여도 좋으나, 내오존성의 측면에서 볼 때 최외층은 크롬층으로 하는 것이 바람직하다. 도금층의 두께는, 내구성의 측면에서 볼 때 두꺼운 것이 바람직하나, 통상은 5㎛ 이상, 특히 10∼50㎛ 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 최외층을 크롬층으로 할 경우 크롬층은, 0.1㎛ 이상의 두께이면 된다. 이렇게 하여 그 표면이 도전처리된 전극은, 107Ωcm 차수 이하인 체적 고유 저항값을 나타낸다.
본 실시형태의 전기집진장치에 있어서의 집진부(112)의 접지전극(115) 및 하전부(111)의 대향전극(114), 나아가서는, 집진부(112)의 고압전극(116)에 난연소성을 부여하는 것이 좋으며, 이러한 전극에 난연소성을 부여하는 방법으로는, 전극을 형성하는 재료, 특히 합성수지에 난연소제를 배합함으로써 달성된다. 난연소제로는, 수지의 종류에 따라 선택할 필요가 있으므로 일률적으로 정할 수 없으나, 예컨대 수지로서, 기재수지로 이용할 수 있는 ABS 수지를 이용할 경우, 테트라비스페놀A(TBA), 2, 2-비스(4-히드록시-3, 5-디브로모페닐)프로판 등과 같은 할로겐계 함유 유기 난연소제를 들 수 있으며, 이들에 3산화 안티몬 등과 같은 무기계 난연소제를 병용할 수 있다. 난연소제의 배합량은 일반적으로 수지 100 중량당 25 중량 이하이다. 물론, 수지와 난연소제의 배합은, 흡습성을 가지는 수지와 도전재를 배합할 때 난연소제를 동시에 사용하여 실시하여도 무방하다.
또한, 본 실시형태에 있어서의 집진부(112)의 접지전극(115) 및 하전부(111)의 대향전극(114)에 열가소성 수지로 전극을 형성한 다음, 표면에 도전처리를 실시한 전극에 난연소성을 부여할 때, 형성전의 열가소성 수지재료에 상술한 내용과 동일한 방법을 이용할 수 있음은 물론이다. 또한, 성형후 도금층으로 금속 피복처리를 한 경우에는, 도금층 자체가 난연소성의 향상에 공헌하는 파급효과를 가진다.
또한, 본 실시형태의 전기집진장치에 있어서의 방전전극(113)은, 도 3에 도시된 바와 같이 선 형상이어도 좋고, 도시되지는 않았으나 침 형상이어도 무방하다. 선 형상으로 할 경우에는, 예컨대 텅스턴선, 피아노선, 니크롬선, 스테인레스강 선 등과 같은 금속선에 금, 백금 등과 같은 귀금속을 도금 등, 표면처리하는 것이 일반적이다. 이러한 금속선은, 선의 직경이 통상 50㎛ 이상, 바람직하기로는 50㎛∼200㎛ 정도이다. 또한, 텅스턴 등을 심선으로 하여 니켈을 압접 또는 도금한 다음, 신선(wire drawing) 가공 등에 의해 밀착시킨 클래드 선을 사용할 수도 있다. 침 형상으로 할 경우에는, 상기 금속재료로 평판을 가공하여, 침 형상의 돌기부로 한 것을 들 수 있다.
이하, 본 실시형태에 따른 전기집진장치의 대향전극 및 접지전극의 구성이 집진효율에 미치는 영향을 보다 구체적인 실시예를 들어 설명하기로 한다.
(실시예 1)
먼저, ABS 수지에 난연소제로서 테트라비스페놀(15 중량%)을 배합한 수지 조성물을 조제하였다.
이어서, 상기 수지 조성물로부터, 도 3에 도시된 대향전극(114)과 접지전극(115)이 수직방향으로 교차된 전극을 사출성형법에 의해 일체성형하였다.
다음, 이렇게 일체성형한 전극의 표면에 구리도금, 니켈도금, 크롬도금을 차례로 실시하여, 두께 35㎛(크롬도금층 0.3㎛)인 도금층을 형성하였다.
그리고, 이러한 전극을 사용하여, 집진부(112)의 안길이 9mm, 전기집진장치 전체의 안길이 32mm인 도 3에 도시된 바와 같은 전기집진장치를 제조하였다.
또한, 도 3에 있어서의 고압전극(116)은, 흡수성을 가지는 수지(체적 고유 저항값이 2×1010Ωcm ; 상술한 시험법에 의함)을 사용하여 제작하였다.
도 4에 도시된 바와 같이, 이러한 장치를 부호 118에 의해 도시된 바와 같이, 시험장치의 측정물 취부부에 취부하였다. 이러한 시험장치에는, 입자지름이 0.3㎛인 DOP(디옥틸프탈레이트) 표준입자를 P방향으로부터 공급하고, 피측정 집진장치(118)의 전후에는 이들 전후의 DOP 입자수를 측정하는 입자계수기(121 및 122)가 각각 설치되어 있다.
여기서, 집진장치(118)의 방전부의 인가전류를 250㎂, 집진부의 인가전압을 4.2KV, 화살표 A에 의해 도시된 통과풍속을 1m/초로 하여 시험장치를 가동하고, 집진장치(118)의 집진효율을 측정하였다.
그 결과, 시험을 3회에 걸쳐 실시한 평균 집진효율(η)은 64.4%였다.
집진효율(η)은 다음의 수학식으로 구해진다.
η=(입자계수기(121)의 DOP 입자수-입자계수기(122)의 DOP입자수)× 100/(입자계수기(121)의 DOP 입자수)
(실시예 2)
본 실시예에서는, ABS수지에 흡수성 수지를 배합한 흡수성을 가지는 수지에, 도전재로서 카본파이버(6중량%), 난연소제로서 테트라비스페놀(15중량%)을 배합한 수지조성물을 조제하였다. 이러한 조성물의 체적 고유 저항값은 1.9×106Ωcm(ASTM D257 준거 ; 온도 20℃, 상대습도 50%)였다.
이어서, 상기 수지조성물로부터 실시예 1과 동일한 방법으로 대향전극(114) 및 접지전극(115)로 이루어지는 전극을 사출성형법에 의해 일체성형하였다.
그리고, 이러한 전극을 도금처리하지 않고 이용하여, 실시예 1과 동일한 방법으로 집진장치를 제작하였다.
이러한 집진장치의 집진효율을 실시예 1과 동일한 방법으로 측정하였더니 51.5%였다.
이들 실시예 1 및 실시예 2의 결과로부터, 집진부의 고압전극에 사용될 수 있는 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지로 이루어지는 기재수지를 사용하여 형성한 대향전극 및 접지전극으로 구성되는 전극에 도금처리한 전극을 사용한 경우가, 흡수성을 가지는 수지에 도전재를 배합한 수지 조성물을 이용하여 형성한 대향전극 및 접지전극으로 구성되는 전극을 이용한 경우에 비해 보다 높은 집진효율을 나타내며, 전자가 보다 바람직한 실시예라는 것을 알 수 있다.
상술한 바와 같이, 본 실시형태의 전기집진장치는, 전극재료에 수지를 사용하므로, 금속제 전극에서 발생되는 스파크, 방전음을 억제하고, 성형가공에 의해 설계의 자유도가 증가하여 임의의 형상의 전극을 만들 수 있다.
그리고, 전극성형에 있어서 세부적인 성형조건의 관리·조정없이 전극을 일체성형할 수 있고, 난연소성을 향상시킬 수 있으며, 높은 집진효율을 달성할 수 있다.
또한, 집진부와 하전부를 가지는 전기집진장치의 집진부의 고압전극에 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 사용하였을 경우, 성형된 전극의 표면저항값이 균일하지 않아도, 체적 고유 저항값이 107Ωcm 차수를 초과하는 수지재료를 사용하여 전극을 형성하여도, 또는 체적 고유 저항값이 높은, 일반적으로 절연성이라 할 수 있는 수지재료를 사용하여 전극을 형성하여도, 뛰어난 집진효율과 난연소성을 실현할 수 있다.
이상 상술한 바와 같이 본 발명의 전기집진장치에 의하면, 전극을 수지를 사용하여 일체성형함으로써 금속제 전극에 비해 스파크를 억제할 수 있고, 성형의 자유도를 증가시킬 수 있으며, 난연소성과 집진효율을 향상시킬 수 있다.

Claims (10)

  1. 고압전극 및 저압전극을 포함하는 집진부와 대향전극 및 방전전극을 포함하는 하전부를 가지며, 상기 집진부의 고압전극에 체적 고유 저항값이 1010∼1013Ωcm인 반절연성 수지를 이용하는 상기 집진장치에 있어서,
    상기 집진부의 저압전극이 107Ωcm 차수 이하의 체적 고유 저항값을 나타내는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하전부의 대향전극이, 107Ωcm 차수 이하의 체적 고유 저항값을 나타내는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하전부의 대향전극과 상기 집진부의 저압전극이 일체가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 하전부의 대향전극과 상기 집진부의 저압전극이 수직방향으로 교차하며, 일체가 되도록 형성된 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 집진부의 저압전극 또는 상기 하전부의 대향전극이, 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료에 도전처리를 한 재료로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  6. 제 1항 또는 제 2항에 있어서,
    상기 집진부의 저압전극 또는 상기 하전부의 대향전극이, 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료로 형성되고, 또한 그 표면에 도전처리를 한 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 도전처리가 도금처리인 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 도금처리는 그 최외층을 크롬층으로 하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  9. 제 5항에 있어서,
    상기 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료가 합성 수지인 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 107Ωcm 차수를 초과하는 체적 고유 저항값을 가지는 재료가 합성 수지인 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
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