KR100305945B1 - Equipped with a separate power supply Single Corona Reactor - Google Patents

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Abstract

본 발명은 엔진으로부터 배출되는 질소산화물 및 유해가스를 다단식으로 형성된 코로나반응기를 이용하여 제거하는 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 다단식 코로나반응기의 각 단에 인가되는 전원을 별도로 구성함으로써 일부 단에서 아크가 발생하더라도 다른 단에서는 안정된 코로나를 발생할 수 있는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a purification apparatus for removing nitrogen oxides and harmful gases discharged from an engine by using a multi-stage corona reactor, and more specifically, by separately configuring a power source applied to each stage of the multi-stage corona reactor, an arc in some stages. Another stage is directed to a multi-stage corona reactor with a separate power supply that can produce a stable corona.

본 발명의 일 실시예인 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기는 배출가스의 유입구와 유출구를 갖춘 원통형의 하우징과, 상기 유입구로 유입되는 배출가스를 코로나방전에 의한 플라즈마 화학반응으로 산화시킨 후 촉매에 의해 무해가스로 환원시키도록 상기 하우징내에 직렬로 설치된 다수의 반응기와, 상기 반응기의 각각에 별도의 펄스고전압을 공급하는 다수의 펄스전원장치로 구성되어 있으므로, 어느 한 단에서 낮은 저항부분이 생겨 전자가 집중되는 현상으로 아크가 발생하더라도 다른 단에서는 영향을 받지 않고 안정된 코로나를 발생할 수 있으며, 통과되는 배기가스의 구성성분에 따라 코로나반응기의 각 단에 양(positive)의 코로나 또는 음(negative)의 코로나를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.The multi-stage corona reactor having an individual power supply device according to an embodiment of the present invention has a cylindrical housing having an inlet and an outlet of the exhaust gas, and oxidizes the exhaust gas flowing into the inlet by a plasma chemical reaction by corona discharge. It consists of a plurality of reactors installed in series in the housing to reduce to harmless gas and a plurality of pulse power supplies for supplying a separate pulse high voltage to each of the reactors, so that a low resistance portion is generated at either stage When the arc occurs due to the concentration of, it is possible to generate a stable corona unaffected in other stages, and positive or negative corona or negative in each stage of the corona reactor depending on the composition of exhaust gas. It has the effect of generating corona.

Description

개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기Multistage Corona Reactor with Individual Power Supply

본 발명은 엔진으로부터 배출되는 질소산화물 및 유해가스를 다단식으로 형성된 코로나반응기를 이용하여 제거하는 정화장치에 관한 것으로서, 더욱 자세하게는 다단식 코로나반응기의 각 단에 인가되는 전원을 별도로 구성함으로써 일부 단에서 아크가 발생하더라도 다른 단에서는 안정된 코로나를 발생할 수 있는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기에 관한 것이다.The present invention relates to a purification apparatus for removing nitrogen oxides and harmful gases discharged from an engine by using a multi-stage corona reactor, and more specifically, by separately configuring a power source applied to each stage of the multi-stage corona reactor, an arc in some stages. Another stage is directed to a multi-stage corona reactor with a separate power supply that can produce a stable corona.

배기가스를 정화시키는 장치로서 고전압에 의한 코로나방전으로 플라즈마 화학반응을 일으켜 배기가스의 유해성분을 산화 또는 환원시킴으로써 정화시키는 코로나반응기가 이용되고 있는데, 본 출원인은 특허출원 제 95-49666 호와 제 95-49667 호에서 고전압에 의한 코로나방전으로 플라즈마를 형성하는 코로나반응기를 다단으로 조립한 다단식 코로나반응기를 제안한 바 있다.As a device for purifying exhaust gas, a corona reactor for purifying by oxidizing or reducing harmful components of the exhaust gas by using a plasma chemical reaction by corona discharge by high voltage is used. The present applicants have applied for patent applications 95-49666 and 95. -49667 proposed a multi-stage corona reactor in which a corona reactor that forms plasma by corona discharge by high voltage is assembled in multiple stages.

본 출원인의 선행특허를 포함하여 코로나방전을 이용하여 질소산화물을 제거하는 종래의 장치는 도 1에서 알 수 있는 바와 같이 핀형 방전극판(13)과 상대전극판(15)을 교대로 설치한 후 전원연결관(16,17)에 의해 동일한 극끼리 연결하여 하나의 펄스전원장치(18)로부터 동시에 고전압을 인가받아 다단의 방전극판(13)의 핀 (14)에서 상대전극판(15)을 향하여 동시에 코로나가 발생하도록 설계되어 있다.Conventional apparatus for removing nitrogen oxides using corona discharge, including the applicant's prior patents, as shown in FIG. 1, alternately installs a pin-type discharge electrode plate 13 and a counter electrode plate 15, and then The same poles are connected by connecting pipes 16 and 17 to simultaneously receive a high voltage from one pulse power supply 18 and simultaneously from the pin 14 of the multistage discharge electrode plate 13 toward the counter electrode plate 15. It is designed to generate corona.

상기와 같이 전원장치를 구성하면, 다단의 코로나반응기 중 어느 하나의 단에서 저항이 낮은 부분이 생길 경우 전자가 그 곳으로만 쏠려 아크를 발생시키기때문에 다른 방전극에서는 코로나가 발생하지 않는 문제점이 있다.When the power supply device is configured as described above, when a low resistance portion is generated in any one of the multi-stage corona reactors, the electrons are directed only to the place to generate an arc, so that the corona does not occur at other discharge electrodes.

또한, 최초의 단에 유입되는 질소산화물은 일산화질소(NO)가 주류를 이루기 때문에 이산화질소(NO2)로 산화시키는 데는 핀형 방전극을 양극으로 하여 발생시킨 코로나이든 음극으로 하여 발생시킨 코로나이든 상관이 없으나, 두 번째 단에 유입될 때는 이산화질소(NO2)가 주류를 이루므로 이를 환원시키기 위해서는 핀형 방전극을 양극으로 하여 발생시킨 코로나를 이용하는 것이 유리하다.In addition, since nitrogen monoxide introduced into the first stage is mainly made of nitrogen monoxide (NO), the oxidation of nitrogen dioxide (NO2) does not matter whether it is a corona generated using a fin discharge electrode as an anode or a corona generated as a cathode. Nitrogen dioxide (NO 2) is the mainstream when entering the second stage, it is advantageous to use a corona generated by using a pin-type discharge electrode as an anode to reduce this.

그러나, 전원장치의 구성이 상기와 같이 하나의 전원에 의하여 일률적으로 인가되는 형태를 가질 경우, 각 단에서 발생하는 방전형태는 모두 동일한 양 (positive)의 코로나 또는 음(negative)의 코로나만을 발생하게 되어 각 단의 상황에 적절한 코로나를 발생시킬 수 없다는 문제점이 있다.However, when the configuration of the power supply device has a form that is uniformly applied by one power source as described above, all the discharge forms generated at each stage generate only the same positive corona or negative corona. There is a problem that can not generate a corona appropriate to the situation of each stage.

본 발명은 이러한 문제점들을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 저항이 낮은 어느 하나의 단에 전자가 집중되어 아크가 발생하더라도 다른 단에서는 영향을 받지 않고 안정된 코로나를 발생할 수 있는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기를 제공하는데 있다.SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems, and an object of the present invention is to provide an individual power supply device capable of generating a stable corona without being affected by other stages even if an arc is generated by concentration of electrons in one stage having low resistance. To provide a multi-stage corona reactor.

본 발명의 다른 목적은 통과하는 배기가스의 구성성분에 따라 코로나반응기의 각 단에 양(positive)의 코로나 또는 음(negative)의 코로나를 발생시킬 수 있는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기를 제공하는데 있다.Another object of the present invention is to provide a multi-stage corona reactor having an individual power supply capable of generating positive or negative corona at each stage of the corona reactor depending on the composition of the exhaust gas passing through. It is.

도 1은 종래의 전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기를 개략적으로 도시한 단면도,1 is a cross-sectional view schematically showing a multi-stage corona reactor with a conventional power supply,

도 2는 본 발명의 일 실시예인 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기를 개략적으로 도시한 단면도,Figure 2 is a schematic cross-sectional view showing a multi-stage corona reactor with an individual power supply of an embodiment of the present invention,

도 3은 본 발명을 구성하는 반응기의 한 단을 도시한 분해사시도.Figure 3 is an exploded perspective view showing one stage of the reactor constituting the present invention.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *Explanation of symbols on the main parts of the drawings

10 : 하우징 11 : 유입구10 housing 11 inlet

12 : 유출구 13 : 핀형 방전극판12 outlet port 13 fin-type electrode plate

14 : 핀 15 : 상대전극판14 pin 15 counter electrode plate

16, 17 : 전원연결관 18, 30 : 펄스전원장치16, 17: power connector 18, 30: pulse power supply

20 : 코로나반응기 34, 35 :홀20: corona reactor 34, 35: hole

36 : 촉매36: catalyst

상기의 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기는 배출가스의 유입구와 유출구를 갖춘 원통형의 하우징과, 상기 유입구로 유입되는 배출가스를 코로나방전에 의한 플라즈마 화학반응으로 산화시킨 후 촉매에 의해 무해가스로 환원시키도록 상기 하우징내에 직렬로 설치된 다수의 반응기와, 상기 반응기의 각각에 별도의 펄스고전압을 공급하는 다수의 펄스전원장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the multi-stage corona reactor having the individual power supply device of the present invention is a cylindrical housing having an inlet and an outlet of the exhaust gas, and the exhaust gas introduced into the inlet is oxidized by a plasma chemical reaction by corona discharge. And a plurality of reactors installed in series in the housing so as to be reduced to a harmless gas by a catalyst, and a plurality of pulse power supplies for supplying a separate pulse high voltage to each of the reactors.

이하, 본 발명인 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기의 일 실시예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings, an embodiment of a multi-stage corona reactor with an individual power supply of the present invention will be described in detail.

도 2는 본 발명의 일 실시예인 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기를 개략적으로 도시한 단면도이고, 도 3은 본 발명을 구성하는 반응기의 한 단을 도시한 분해사시도이다.2 is a cross-sectional view schematically showing a multi-stage corona reactor with an individual power supply as an embodiment of the present invention, Figure 3 is an exploded perspective view showing one stage of the reactor constituting the present invention.

도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 일 실시예인 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기는 배출가스의 유입구(11)와 유출구(12)를 갖춘 원통형의 하우징(10)과, 상기 유입구(11)로 유입되는 배출가스를 코로나방전에 의한 플라즈마 화학반응으로 산화시킨 후 촉매에 의해 무해가스로 환원시키도록 상기 하우징 (10)내에 직렬로 설치된 다수의 반응기(20)와, 상기 반응기(20)의 각각에 별도의 펄스고전압을 공급하는 다수의 펄스전원장치(30)로 구성되어 있다.As shown in FIG. 2, the multi-stage corona reactor having an individual power supply device according to an embodiment of the present invention has a cylindrical housing 10 having an inlet 11 and an outlet 12 of exhaust gas, and the inlet ( 11 and a plurality of reactors (20) installed in series in the housing (10) so as to oxidize the exhaust gas flowing into the plasma chemical reaction by corona discharge and to reduce to a harmless gas by a catalyst. It consists of a plurality of pulse power supply device 30 for supplying a separate pulse high voltage to each of the.

또한 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 상기 반응기(30)는 상기 펄스전원장치(30)로부터 전원을 인가받아 코로나방전을 일으키는 다수의 핀(14)과 배출가스가 통과하는 다수의 홀(34)이 형성되어 있는 방전극판(13)과, 상기 방전극판(13)의 상대전극을 이루도록 일정간격 떨어져 있으며 배출가스가 통과하는 다수의 홀(35)이형성되어 있는 상대전극판(15)과, 상기 방전극판(13)과 상대전극판(15)사이의 코로나방전 영역을 통과한 배출가스에 포함된 산화질소를 무해가스로 환원시키도록 상기 상대전극판(15) 뒤에 설치되어 있는 촉매층(36)으로 이루어져 있다.In addition, as shown in FIG. 3, the reactor 30 receives power from the pulsed power supply device 30, and a plurality of holes 14 through which a plurality of pins 14 and exhaust gas pass through the corona discharge. The discharge electrode plate 13 formed thereon, the counter electrode plate 15 having a plurality of holes 35 through which discharge gas passes, and having a predetermined distance to form the counter electrode of the discharge plate 13, and the discharge. The catalyst layer 36 is provided behind the counter electrode plate 15 to reduce nitrogen oxide contained in the exhaust gas passing through the corona discharge region between the electrode plate 13 and the counter electrode plate 15 to a harmless gas. have.

상기 각 펄스전원장치(30)는 당해 반응기(20)를 통과하는 배기가스의 성분을 정화시키는데 적합한 음극 또는 양극의 펄스고전압이 인가되도록 구성할 수 있다.Each of the pulsed power supply device 30 may be configured to apply a pulsed high voltage of a cathode or an anode suitable for purifying the components of the exhaust gas passing through the reactor 20.

상기 핀형 방전극판(13)과 상대전극판(15)에는 배기가스가 유입구(11)에서 유입되어 코로나방전에 따른 플라즈마와 촉매(36)에 의한 화학반응을 겪은 후 유출구(12)로 배출된다.Exhaust gas flows into the inlet 11 from the fin-type electrode plate 13 and the counter electrode plate 15 and undergoes a chemical reaction by the plasma and the catalyst 36 according to the corona discharge, and then is discharged to the outlet 12.

다음에, 이와 같이 구성되어 있는 본 발명의 일 실시예에 의한 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기의 작용을 도 2를 참조하여 상세히 설명한다.Next, the operation of the multi-stage corona reactor with the individual power supply according to the embodiment of the present invention configured as described above will be described in detail with reference to FIG.

먼저, 엔진으로부터 배출된 유해가스가 유입구(11)로 유입되어 각 단의 코로나반응기(20)를 거치며 플라즈마화학반응에 의해 산화 또는 환원작용을 받고 촉매 (36)에 의해 정화작용을 받는 도중에, 상기 반응기(20)의 어느 한쪽 단에서의 저항이 낮아 아크방전이 발생하더라도 상기 펄스전원장치(30)가 각 단마다 개별적으로 설치되어 있어서 다른 단에서는 안정적인 코로나방전이 발생될 수 있으므로 계속적인 정화작용을 수행할 수 있다.First, while the harmful gas discharged from the engine flows into the inlet 11 and passes through the corona reactor 20 at each stage and is oxidized or reduced by a plasma chemical reaction and is purged by the catalyst 36, Even if arc discharge occurs due to low resistance at one end of the reactor 20, the pulse power supply 30 is individually installed at each stage, so that stable corona discharge may be generated at the other stage, thereby providing continuous purification. Can be done.

또한, 상기 반응기(20)를 통과하는 배기가스는 각 단에서 플라즈마 화학반응을 받아 구성성분들이 다르게 되므로, 그 단에서의 배기가스를 정화시키는데 가장 적합하도록 각 펄스전원장치(30)로부터의 펄스고전압을 음극 또는 양극으로 인가하여 음의 코로나 또는 양의 코로나를 발생시킬 수 있다.In addition, since the exhaust gas passing through the reactor 20 undergoes a plasma chemical reaction at each stage, the components are different, so that the pulse high voltage from each pulse power supply device 30 is most suitable for purifying the exhaust gas at the stage. May be applied to the cathode or the anode to generate a negative or positive corona.

앞에서 설명한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예인 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기에 의하면 배출가스의 유입구와 유출구를 갖춘 원통형의 하우징과, 상기 유입구로 유입되는 배출가스를 코로나방전에 의한 플라즈마 화학반응으로 산화시킨 후 촉매에 의해 무해가스로 환원시키도록 상기 하우징내에 직렬로 설치된 다수의 반응기와, 상기 반응기의 각각에 별도의 펄스고전압을 공급하는 다수의 펄스전원장치로 구성되어 있으므로, 저항이 낮은 어느 하나의 단에 전자가 집중되어 아크가 발생하더라도 다른 단에서는 영향을 받지 않고 안정된 코로나를 발생할 수 있으며, 통과되는 배기가스의 구성정분에 따라 코로나반응기의 각 단에 양 (positive)의 코로나 또는 음(negative)의 코로나를 발생시킬 수 있는 효과가 있다.As described above, according to the multi-stage corona reactor having an individual power supply according to an embodiment of the present invention, a cylindrical housing having an inlet and an outlet of the exhaust gas, and a plasma chemical reaction of the exhaust gas flowing into the inlet by corona discharge. It is composed of a plurality of reactors installed in series in the housing to oxidize to a harmless gas by the catalyst and a plurality of pulse power supplies for supplying a separate pulse high voltage to each of the reactors, Even if an arc is generated by concentration of electrons in one stage, it is possible to generate a stable corona unaffected in the other stage, and positive or negative corona at each stage of the corona reactor depending on the composition of exhaust gas passing through. There is an effect that can generate a negative corona.

Claims (4)

배출가스의 유입구와 유출구를 갖춘 원통형의 하우징과, 상기 유입구로 유입되는 배출가스를 코로나방전에 따른 플라즈마 화학반응에 의해 무해가스로 정화시키도록 핀형 방전극판과 상대전극판으로 구성되어 상기 하우징내에 직렬로 설치된 다수의 반응기와, 상기 반응기의 각각에 별도의 펄스고전압을 공급하는 다수의 펄스전원장치로 구성되어 있는 것을 특징으로 하는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기.A cylindrical housing having an inlet and an outlet of the exhaust gas, and a pin-type discharge electrode plate and a counter electrode plate so as to purify the exhaust gas flowing into the inlet into a harmless gas by a plasma chemical reaction according to corona discharge. Multi-stage corona reactor having an individual power supply, characterized in that consisting of a plurality of reactors, and a plurality of pulse power supply for supplying a separate pulse high voltage to each of the reactor. 제 1 항에 있어서, 상기 펄스전원장치는 각 반응기를 통과하는 배기가스의 성분을 정화시키는데 적합한 음극 또는 양극의 펄스고저압이 인가되도록 각각을 다르게 구성하는 것을 특징으로 하는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기.The multi-stage power supply system according to claim 1, wherein the pulse power supply device is configured differently so that pulse high and low pressures of a cathode or an anode suitable for purifying the components of the exhaust gas passing through each reactor are configured differently. Corona reactor. 제 1 항에 있어서, 상기 반응기는 촉매에 의해 무해가스를 더 정화하는 것을 특징으로 하는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기.The multi-stage corona reactor with a separate power supply according to claim 1, wherein the reactor further purifies harmless gas by a catalyst. 제 3 항에 있어서, 상기 반응기는 방전극판과 상대전극판사이의 코로나반전영역을 통과한 배출가스에 포함된 질소화합물을 무해가스로 환원시키도록 상기 상대전극판 후면에 설치되어 있는 촉매층으로 이루어져 있는 것을 특징으로 하는 개별전원장치를 구비한 다단식 코로나반응기.4. The reactor of claim 3, wherein the reactor comprises a catalyst layer disposed on a rear surface of the counter electrode plate to reduce nitrogen compounds contained in the exhaust gas passing through the corona inversion region between the discharge electrode plate and the counter electrode plate to harmless gas. A multistage corona reactor with an individual power supply.
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US4512147A (en) * 1983-01-07 1985-04-23 Cummins Engine Company, Inc. Method and apparatus for removing carbon particles from engine exhausts

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