KR100424855B1 - 누설전류의 흐름을 효과적으로 차단할 수 있는절연보조체를 갖는 방전전원 투입장치를 채용한 배기가스정화장치 - Google Patents

Abstract

누설전류의 흐름을 효과적으로 차단할 수 있는 절연보조체를 갖는 방전전원 투입장치를 채용한 배기가스 정화장치가 개시된다. 절연보조체는 절연물질로 만들어지며 대략 깔때기 형상을 갖는다. 깔때기 입구부는 반응챔버 안쪽의 방전전극을 향해 벌어지는 모양으로 배치되고, 깔때기 줄기부는 상기 전원공급 도선부의 절연체의 대략 가운데 부분의 외면을 감싸면서 밀접 되도록 설치된다. 깔때기 입구부의 상면 및/또는 측면에는 누설전류의 차단을 강화하기 위해 닫힌 원을 형성하는 하나 이상의 절연홈이 더 형성된다. 또한, 전원공급 도선부의 절연체 외면과 깔때기 줄기부 내면에는 각각 나사산이 형성되어 전원공급 도선부와 깔때기형 절연보조체는 나사 결합된다. 절연보조체의 줄기부 끝은 스텝 구조로 만든다. 깔때기형 구조에 절연홈, 나사산 및 스텝구조 등으로 만들어진 절연보조체를 전원공급 도선부의 절연체 외부에 장착하면, 절연체 외부에 쌓인 오염물질을 타고 누설전류가 흐르더라도 그 직진성을 방해하고 진행거리를 연장시킴으로써 누설전류가 크게 약화되어 아크로 전이되는 것을 막을 수 있다. 그 결과, 코로나 방전을 안정적으로 유지할 수 있어 오염물질 제거효율을 개선할 수 있다.

Description

누설전류의 흐름을 효과적으로 차단할 수 있는 절연보조체를 갖는 방전전원 투입장치를 채용한 배기가스 정화장치 {an apparatus for purifying discharged gas installed with a discharging power feedthrough device having an insulation-enhancing body capable of effectively blocking a leakage current flow}

본 발명은 엔진 또는 소각장으로부터 배출되는 유해가스를 후처리하기 위한 배기가스 정화장치에 관한 것이다. 보다 상세하게는, 코로나 방전에 의한 플라즈마 화학반응을 유도하여 배기가스에 포함된 유해성분을 산화 또는 환원시켜 제거하는 배기가스 정화장치에 있어서, 정화장치에 채용되는 피드쓰루(방전전원 투입장치)의 구조를 누설전류를 효과적으로 차단할 수 있는 구조로 개량하여 코로나 방전을 안정적으로 일으키게 하는 배기가스 정화장치에 관한 것이다.

엔진 또는 소각장으로부터의 유해 배기가스를 정화하기 위한 방법으로서 고전압에 의한 코로나방전을 생성시켜 플라즈마 화학반응으로 유해성분을 산화 또는 환원하여 제거하는 방법이 이용되고 있다. 코로나 방전을 이용한 배기가스 정화장치는 배기가스 중에 포함되어 있는 입자상 물질을 정전기력을 이용하여 포집하여 배기가스를 정화하는 원리를 이용한다. 이러한 코로나 방전형 배기가스 정화장치의 배기가스 제거효율을 높이기 위한 여러 가지 기술들이 제안되어 왔다. 알려진 코로나 방전형 배기가스 정화장치들로는 코로나 방전전극을 가는 선형으로 한 와이어전극-대-실린더(Wire-to-cylinder)형과, 코로나 방전전극을 침상으로 한 침상전극-대-평판형(Point source-to-Plate) 등을 대표적으로 들 수 있다.

특히, 후자의 한 예로서 대한민국특허출원 제10-1995-49667호가 제안하는 배기가스 정화장치가 있다. 이 배기가스 정화장치의 구조가 도 1 내지 4에 도시되어 있다. 이 배기가스 정화장치는 코로나 방전에 의해 플라즈마를 형성하는 코로나 방전장치를 다단으로 적층하여 구성되는 다단식 배기가스 정화장치이다.

구체적으로, 도 1에는 다침 다공형 방전전극판(26)과 상기 방전전극판(26)이 안치될 제1 전극지지판(21a)으로 이루어지는 방전전극판 조립체(10)의 형상이 도시되어 있다. 방전전극판(26)에는 약 1cm 길이의 방전침(27)이 양면에 다수개 용접되어 설치되고, 배기가스 통과홀(22)이 다수개 형성된다. 방전전극판(26)의 가장자리에는 방전전극판(26)을 제1 전극지지판(21a)에 안치시키는 걸림쇠로 기능하는 동시에 방전전압을 인가하는 방전전극 연결볼트(28)와 결합하기 위한 제1 전극연결 윙(23a)이 형성된다.

도 2a와 2b는 접지전극판(혹은 상대전극판)(20)과 제2 전극설치판(21b)으로 구성되는 접지전극판 조립체(12)의 형상을 도시한다. 접지전극판(20)에는 홀(22)이 다수개 형성되고, 예컨대 테프론(Teflon)과 같은 부도체로 만들어지는 제2 전극지지판(21b)에 안치될 수 있도록 접지전극판(20)의 가장자리에는 제2 전극연결윙(23)이 형성된다. 제2 전극설치판(21b)은 접지전극판(20)이 돌출되지 않도록 극판모양의 홈이 형성되어 있다. 따라서, 제2 전극설치판(21b)이 접지전극판(20)에 조립되었을 때 틈 사이가 조밀하게 되어, 배기가스가 누출됨이 없이 각 극판을 통과하도록 유도된다.

또한, 제1 전극설치판(21a)과 제2 전극설치판(21b)에는 각각 접지전극판(20) 연결볼트(29)가 삽입될 통로(25)와 방전전극판(26)에 전압을 인가하기 위한 방전전극판 연결용 볼트(28)가 삽입될 통로(24)가 형성된다.

도 3은 단위 카트리지를 다단으로 적층하여 조립한 다단식 배기가스 정화장치의 구조를 도시한 단면도이고, 도 4는 도 3의 "D" 부분 즉, 단위카트리지를 보다 구체적으로 도시한 상세단면도이다.

하나의 단위 카트리지는 도 1의 방전전극판 조립체(10)와 도 2a, 2b의 상대전극판 조립체(12)를 상하에 적층하여 결합한 구조를 갖는다 (도 4 참조). 단위 카트리지의 조립시, 제1 및 제2 전극설치판(21a, 21b)에 형성되어 있는 통로(25, 24)가 각각 일치되게 설치하여야 한다. 이때 방전전극판(26)과 접지전극판(20)의 간격은 제1 및 제2 전극설치판(21)의 두께를 변경하여 조절할 수 있다. 방전전극판(26)에 형성된 홀(22a)과 접지전극판(20)에 형성된 홀(22b)은 그 위치가 서로 엇갈리도록 배열하는 것이 바람직하다.

이와 같은 단위 카트리지를 다단으로 적층하고, 이를 상부 방전카트리지 설치판(30a)과 하부 방전카트리지 설치판(30b) 사이에 고정시켜 다단식 배기가스 정화장치(15)를 구성한다. 설치되는 카트리지의 단수는 배기가스의 유속과 양을 고려하여 결정하는 것이 바람직하다.

상부 및 하부 방전카트리지 설치판(30)에는 방전전극판 연결용 볼트(28)와 접지전극판 연결용 볼트(29)가 삽입될 통로가 형성되며, 배기가스 흡입관(33)과 배기가스 배기관(34)을 연결하기 위한 방전 카트리지 설치 홀(31a, 31b)들도 형성된다.

이와 같이 상부 및 하부 방전카트리지 설치판(30a, 30b) 사이에 안치된 다단의 카트리지를 고정하고, 전원을 인가하기 위하여 방전전극 연결볼트(28)와 접지전극 연결볼트(29)가 각 통로(24, 25)에 삽입된다. 이때 카트리지를 이루는 각 전극설치판(21a, 21b) 사이사이에는 상기 전극연결 볼트(28, 29)를 고정하기 위한 전극판 고정너트(32)가 위치하고 있어 상기 연결볼트(28, 29)를 회전시키면서 삽입 고정한다. 연결볼트(28, 29)와 전극판 고정너트(32)는 카트리지를 구성하는 각각의 전극설치판(21a, 21b)들의 사이가 완전히 밀폐되어 누출되는 배기가스가 없도록 한다.

그리고 실제 사용시, 배기가스 흡입관(71b)과 배기관(71a)은 상기 설치홀(31a, 31b)을 통해 상부 방전카트리지 설치판(30a)과 하부 방전카트리지 설치판(30b)에 각각 연결되어, 배기가스의 방전반응의 효율을 높여주고 전자방출효율을 배가시키는 역할을 담당한다.

위와 같은 배가가스 정화장치(15)에서, 배기가스에 포함된 오염물질을 제거하기 위해서는 방전전극판(26)과 접지전극판(20) 사이에서 코로나 방전을 발생시켜야 하며, 이를 위해 고전압의 방전전압을 방전전극판(26)에 인가한다. 고압의 방전전압이 공급되면 방전전극판(26)과 접지전극판(20) 사이에는 강한 전기장이 형성된다. 고압방전전압은 외부의 전원(비도시)과 방전전극판(26) 사이를 전기적으로 연결해주는 방전전원 투입장치를 통해 인가된다.

그런데, 코로나 방전이 발생하는 동안에는 도 5에 도시된 것처럼 방전전극판(26)에서 접지전극판(20) 쪽으로 전극지지판(21a 또는 21b)의 상하부면과 측벽 표면을 통해 누설전류가 흘러서 아크로 전이하는 경우가 자주 발생한다. 물론, 방전전극판(26)과 접지전극판(20) 간의 절연을 보장하기 위해, 제1 및 제2 전극지지판(21a, 21b)의 재질을 절연성이 우수한 절연물질로 만든다. 하지만, 종래의 전극지지판(21a, 21b)은 그 형상이 누설전류의 흐름을 차단하기에는 취약한 구조를 갖기 때문에 전극지지판의 표면을 타고 흐르는 누설전류의 흐름을 근본적으로 차단하기가 어렵다. 즉, 종래의 전극지지판(21a, 21b)은 상하부표면과 측벽면의 형상이 평평한 면으로 되어 있기 때문에 방전전극판(26)과 접지전극판(20) 사이에 고전압이 걸리면 상하부표면과 측벽면의 표면을 타고 누설전류가 쉽게 흐르게 된다.

또한, 공급되는 방전전압은 고압으로서, 방전전극판 연결볼트(28)와 접지전극판 연결볼트(29)를 통하여 인가된다. 그런데, 전극지지판(21a, 21b)을 도 3과 같이 다단으로 설치하는 경우, 그 틈 사이에서 방전전극판 연결볼트(28)와 접지전극판(20) 간에 또는 접지전극판 연결볼트(29)와 방전전극판(26) 간에 누설전류가 흐르기도 한다.

이렇듯, 종래의 전극설치판(21a, 21b)은 절연물질로 제작하더라도 홈이 없는 단순한 평면형상을 가지므로, 전극설치판의 표면을 통해 전기투입 볼트로부터 전류가 누설되는 경우가 있다. 또한 상용화되고 있는 방전전원 투입장치를 이용할 경우에도 매연입자가 많은 가스정화장치에 적용할 경우 전류가 누설되는 경우가 많다.

한편, 도 6은 일반적으로 많이 사용되고 있는 종래의 방전전원 투입장치의구조를 도시한다. 이는 일반적인 배기가스 정화장치에서 많이 사용되고 있지만, 종래의 방전전원 투입장치는 누설전류를 차단하는 데 취약한 구조를 갖는다. 종래의 방전전원투입장치는 방전전원(비도시)과 방전전극판(26)을 전기적으로 연결시켜주는 도체(42)에 절연체(41)를 피복한 구조를 갖는다. 이 방전전원 투입장치는 반응챔버의 벽(40)을 관통하여 설치되는데, 플랜지(43)를 이용하여 반응챔버의 벽(40) 바같면에 고정된다.

그런데, 배기가스 정화장치를 계속적으로 가동시키면 배기가스 정화장치의 반응챔버 내에 존재하는 오염물질 입자들이 방전챔버 내부에 있는 방전전원 투입장치의 절연체(44) 위에 쌓이게 된다. 오염물질 입자들이 많이 쌓이면 이를 매개로 하여 방전전극판(26)으로부터 반응챔버 벽(40)쪽으로 누설전류가 쉽게 흐르게 된다. 과다한 누설전류가 흐르면 코로나 방전이 불안정하게 된다. 또한 고전압을 투입할 경우에는 누설전류가 절연체(41)의 얇은 부분을 뚫고 나와 플랜지(43) 또는 반응챔버 내부의 금속물질 쪽으로 누설전류가 흘러 아크를 발생시키기도 한다.

배기가스의 코로나방전 접촉시간과 접촉영역은 배기가스에 포함된 유해성분의 제거 효율과 밀접한 관계를 갖는다. 여러 가지 원인으로 인해 코로나 방전시 누설전류가 많이 발생하면 코로나 방전이 불안정하게 되어 배기가스의 코로나 방전 접촉시간과 접촉영역을 그 만큼 줄어들게 된다. 코로나방전이 불안정할 경우 배기가스에 포함된 유해성분의 제거효율은 급격하게 감소된다. 따라서 종래의 방전전원 투입장치는 불안정한 코로나방전을 야기하므로 유해성분의 제거효율이 낮다는 문제가 있다.

종래의 이와 같은 방전전원 투입장치와 관련된 문제점을 고려하여, 방전전원 투입장치의 구조를 누설전류의 흐름을 효과적으로 억제할 수 있는 구조로 개선하여 안정적인 코로나방전을 지속적으로 보장함으로써 유해가스의 정화효율을 크게 높일 수 있는 배기가스 정화장치를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 실시예에 관한 상세한 설명은 첨부하는 도면을 참조하여 이루어질 것이며, 도면에서 대응되는 부분을 지정하는 번호는 같다.

도 1은 종래의 다침다공형 방전전극판과 상기 방전전극판이 안치될 전극지지판의 형상을 도시한 분해 사시도이다.

도2a와 2b는 종래의 다공형 접지전극판과 전극지지판의 형상을 도시한 분해 사시도와 평명도이다.

도3은 다단의 방전전극판 및 전극설치판을 방전전극 연결볼트와 전극설치판 고정너트를 이용하여 고정하는 구조로 된 종래의 배기가스 정화장치의 단면도이다.

도 4는 도 3에 도시된 방전전극판과 접지전극판으로 구성된 단위 카트리지의 구조를 도시한 상세단면도이다.

도 5는 도 3에 도시된 배기가스 정화장치의 구조중 전극지지판 주위에서의 누설전류 생성을 설명하기 위한 도면이다.

도 6은 종래의 방전전원 투입장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 7은 본 발명에 따른 방전전원 투입장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

도 8은 본 발명에 따른 방전전원 투입장치를 장착한 배기가스 정화장치의 구조를 설명하기 위한 단면도이다.

** 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 **

10: 방전전극판 조립체 12: 접지전극판 조립체

15: 다단식 배기가스 정화장치 20: 접지전극판

21a, 21b: 제1 및 제2 전극설치판

22a, 22b: 배기가스 통과홀

23a, 23b: 제1 및 제2 전극연결윙

24: 방전전극판 연결볼트 통로

25: 접지전극판 연결볼트 통로

26: 방전전극판 27: 방전침

28: 방전전극 연결볼트 29: 접지전극 연결볼트

30a, 30b: 상부 및 하부 방전카트리지 설치판

31a, 31b: 상부 및 하부 방전카트리지 설치홀

32: 전극판 고정너트 40, 50: 방전챔버 측벽

41, 51: 절연체 42, 52: 도선

43, 53: 플랜지 56: 절연보조체

56a: 절연보조체 입구부 56b: 절연보조체 줄기부

57: 나사산 58: 절연홈

60: 방전전원 투입장치 65: 방전챔버

71a, 71b: 상하부 플랜지

상기 목적을 달성하기 위하여, 다단의 카트리지를 반응챔버 안에 수직 적층하여 구성된 다단식 배기가스 정화장치로서, 상기 각 카트리지는 고전압을 인가받아 코로나방전을 일으키는 다수의 방전침이 형성되어 있고 배기가스가 통과하는 다수의 홀이 천공된 방전전극판과, 배기가스가 통과하는 다수의 홀이 천공된 접지전극판이 평행하게 적층된 구조로 되어 있고, 각 카트리지의 방전전극판과 외부의 방전전원을 연결하여 각 카트리지의 코로나방전에 필요한 전기를 투입시켜주는 다수의 방전전원 투입장치를 구비하는 다단식 배기가스 정화장치가 제공된다. 상기 각 방전전원 투입장치는, 소정의 길이를 갖는 도선을 절연체로 피복하여 구성되어 상기 배기가스 정화장치의 방전챔버의 측벽을 관통하여 상기 도선을 통해 상기 방전전원의 단자와 상기 방전전극판을 전기적으로 연결시켜주는 전원공급 도선부와, 절연물질을 이용하여 대략 깔때기 형상으로 만들어지며, 깔때기 입구부는 상기 반응챔버 안쪽의 방전전극을 향해 벌어지는 모양으로 배치되고, 깔때기 줄기부는 상기 전원공급 도선부의 절연체의 대략 가운데 부분의 외면을 감싸면서 밀접 되도록 설치되어, 상기 방전챔버 안의 상기 방전전극에서 비롯되어 상기 전원공급 도선부의절연체의 외면을 타고 상기 방전챔버의 측벽으로 흐르는 누설전류의 진행거리를 연장시키고 직진성을 차단시켜 주는 깔때기형 절연보조체; 및 상기 방전챔버 밖에 위치하는 상기 전원공급 도선부의 절연체를 상기 방전챔버의 측벽의 외면에 일정한 간격만큼 이격시켜 고착시켜주는 플랜지를 구비한다.

상기 깔때기형 절연보조체는 바람직하게는, 상기 누설전류의 차단을 강화하기 위해 상기 깔때기 입구부의 상면 및/또는 측면에 닫힌 원을 형성하는 하나 이상의 절연홈이 더 형성되어 있는 구조를 갖는다.

또한, 깔때기형 절연보조체의 구조에 있어서, 상기 전원공급 도선부의 절연체 외면과 상기 깔때기 줄기부 내면에는 각각 나사산이 형성되어 상기 전원공급 도선부와 상기 깔때기형 절연보조체는 나사 결합되어 단단한 결합을 보장하는 동시에 누설전류 차단을 강화시킬 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

나아가, 상기 깔때기형 절연보조체의 줄기부의 끝부분은 스텝이 형성되어 누설전류의 차단을 강화시키는 구조를 갖도록 하는 것이 바람직하다.

이와 같이 방전전원 투입장치에 절연보조체를 깔때기형으로 만들되 그 깔때기 입구부에는 절연홈을 형성하고 줄기부에는 나사산을 형성하며 줄기부의 끝부분에는 스텝구조로 만들어, 방전전원 투입장치의 절연체 외부에 쌓이는 오염입자에 의해 절연기능이 약화되는 경우에도 절연보조체가 누설전류의 직진성을 방해하고 진행거리를 연장시켜 그 흐름을 차단시킬 수 있다. 누설전류가 차단되면, 누설전류가 아크로 전이하는 현상을 막을 수 있어 안정적인 코로나 방전을 보장할 수 있고, 결국 배기가스의 오염물질을 효과적으로 제거할 수 있다.

본 발명의 다른 특징과 이점은 아래의 상세한 설명과 본 발명의 다양한 실시예의 특징을 예시하는 첨부하는 도면을 참조하면 보다 명확해질 것이다.

이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 일실시예에 관하여 상세히 설명하기로 한다.

도 7은 본 발명에 따른 개선된 방전전원 투입장치(60)가 방전챔버 벽(50)에 설치된 상태를 보여주는 단면도이고, 도 8은 도 7에 도시된 방전전원 투입장치(60)를 방전챔버의 측벽에 각 카트리지마다 설치한 배기가스 정화장치의 단면도이다.

먼저, 방전전원 투입장치(60)의 구성을 설명한다.

방전전원 투입장치(60)는 전원공급 도선부(51, 52), 절연보조체(56) 및 플랜지(53)로 구성된다. 전원공급 도선부(51, 52)는 소정의 길이를 갖는 도선(52)을 절연체(51)로 피복하여 구성된다. 전원공급 도선부(51, 52)는 배기가스 정화장치의 방전챔버(65)의 측벽(50)을 관통하여 그 일부는 방전챔버(65) 안에 위치하고 나머지 일부는 방전챔버(65) 밖에 위치한다. 특히 도선(52)은 방전전원부(비도시)의 단자와 방전전극판(26)을 전기적으로 연결하여, 방전전원부가 제공하는 방전전원이 이 도선(52)을 통해 방전전극판(26)으로 공급된다. 전원공급 도선부의 절연체(51)의 두께는 투입되는 방전전압의 크기에 따라 적절히 조정될 수 있다. 보통 10kV당 2∼5mm두께의 절연물질을 사용하므로, 인가전압에 따라 충분히 조정하여 선택할 수 있다.

절연보조체(56)는 절연물질을 이용하여 만들어지며, 바람직하게는 대략 깔때기 형상으로 만들어진다. 깔때기 입구부(56a)는 반응챔버 안쪽의 방전전극을 향해그 입구가 예컨대 대략 10도 내지 50도 정도 벌어지는 모양으로 배치되고, 깔때기 줄기부(56b)는 방전챔버의 벽(50)을 관통하면서 전원공급 도선부의 절연체(51)의 대략 가운데 부분의 외면을 감싸면서 밀접 된다.

절연보조체(56)의 구조를 설계함에 있어서 가급적 누설전류의 흐름을 차단할 수 있는 여러 가지 고려를 할 필요가 있다.

그 하나의 예로서, 절연보조체(56)에는 하나 이상의 절연홈이 더 형성되는 것이 바람직하다. 절연홈은 누설전류의 직진성을 약화시키고 진행거리를 길게 하여 누설전류의 흐름을 약화시키는 역할을 하기 위한 것이다. 절연홈(58)은 그 바닥면 형상이 대략 90도 정도로 각이 진 트렌치 형태로 만들고, 특히 누설전류가 새어나가지 못하도록 그 전체가 폐곡선을 형성하도록 만들어지는 것이 바람직하다. 절연홈(58)은 도 7에서 깔때기 입구부(56a)의 상면에 형성되는 것으로 예시되어 있으나, 반드시 이곳으로 한정될 필요는 없고, 깔때기 입구부(56a)의 측벽면에도 형성될 수 있으며, 그 개수도 하나 이상으로 형성한다.

누설전류를 차단 내지 약화시키기 위한 다른 고려로서, 전원공급 도선부의 절연체(51)의 외면과 깔때기형 절연보조체의 줄기부(56b) 내면에는 각각 나사산(57)을 형성한다. 전원공급 도선부(51, 52)와 깔때기형 절연보조체(56)는 각 나사산에 의해 단단히 나사 결합되는 동시에 누설전류 차단을 강화시킬 수 있다. 다수의 나사산은 마치 절연홈(58)과 같이, 누설전류의 직진성을 약화시킴과 동시에 진행거리를 늘려주는 기능을 하기 때문이다.

누설전류를 차단 내지 약화시키기 위한 다른 고려로서, 깔때기형 절연보조체의 줄기부(56b)의 끝부분은 스텝(54)이 형성된다. 이 스텝(54)은 줄기부(56b)의 내면을 타고 흘러온 누설전류가 다시 플랜지(53)로 흘러들어가는 거리를 늘려주고 진행방향이 변경되도록 강제함으로써 누설전류를 약화시켜준다.

한편, 플랜지(53)는 방전챔버(65) 밖에 위치하는 전원공급 도선부의 절연체(51)를 상기 방전챔버의 측벽(50)의 외면에 일정한 간격만큼 이격시켜 고착시켜준다. 플랜지(53)는 절연보조체(56)의 줄기부(56b)를 감싸면서 방전챔버 측벽(50)과 절연보조체(56) 사이에 개재되어 이들과 예컨대 볼트나 용접에 의해 결합된다.

이상과 같이 본 발명에 따른 방전전원 투입장치는 누설전류의 직진성을 방해하고 진행거리를 이동시켜 줄 수 있는 다양한 고려가 적용된 깔때기형 절연보조체(56)를 기존의 방전전원 투입장치에 더 부가하여 그 구조를 개선한 것이다. 절연보조체(56)는 방전전극판(26)에서 발생된 누설전류가 전원공급 도선부(51, 52)의 절연체(51)를 타고 흐르더라도 그 진행방향으로 크게 바꾸도록 강제함과 동시에 진행거리를 연장시켜주는 역할을 한다. 이에 의해 누설전류는 효과적으로 차단된다. 즉, 절연보조체(56)는 누설전류의 이동거리를 최대한 멀게 만들어 주는 기능 외에도 누설전류의 직진하고자 하는 방향성이 깔때기 입구부(56a)에 의해 차단됨으로써 이동 능력을 무력화 시킬 수 있게 되는 것이다. 즉, 누설전류의 흐름을 방지할 수 있는 장치를 2중으로 설치한 효과를 거둘 수 있다.

도 8에는 본 발명의 방전전원 투입장치(60)가 적용된 배기가스 정화장치가 도시되어 있다. 이 배기가스 정화장치는 앞서 설명한 바와 같이, 다단의 카트리지를 반응챔버(65)안에 수직 적층하여 구성된 다단식 배기가스 정화장치이다. 각 카트리지는 고전압을 인가받아 코로나방전을 일으키는 다수의 방전침이 형성되어 있고 배기가스가 통과하는 다수의 홀이 천공된 방전전극판(26)과, 배기가스가 통과하는 다수의 홀이 천공된 접지전극판(20)이 평행하게 적층된 구조로 되어 있다. 접지전극판(20)은 방전챔버(65)와 연결되고, 방전챔버 측벽(50)은 접지된다. 방전챔버(65)는 상하부 플랜지(71a, 71b)를 개재시켜 배기관(비도시)에 연결되어 설치된다.

본 발명의 방전전원 투입장치(60)는 각 카트리지의 방전전극판(26)과 외부의 방전전원을 연결하여 각 카트리지의 코로나방전에 필요한 방전전압을 제공해준다. 각 카트리지별로 방전전원을 투입해야 하므로 도 8에 도시된 바와 같이 방전전원 투입장치(60)는 배기가스 정화장치의 각 카트리지마다 한 개씩 설치된다. 설치시 절연보조체(56)는 그 입구부(56a)가 방전챔버(65) 안의 방전전극판(26)을 향해 입이 벌어지는 형태로 설치되어야 한다. 설치 후 완전한 밀봉을 위해 플랜지(53)를 방전챔버 측벽(50)에 용접하는 것이 바람직하다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명에 의한 방전전원 투입장치(60)를 채용하여 배기가스 정화장치를 구성하면, 방전전원 투입장치(60)의 절연물질 내외부 표면에 배기가스 중 매연 입자 등의 누적으로 인해 절연기능이 상실될 경우에도 절연보조체(56)에 의해 누설전류의 흐름이 효과적으로 차단되어 아크로의 전이가 억제된다. 그 결과 코로나방전이 안정적으로 일어나고 유지될 수 있어 배기가스에 포함된유해물질의 제거효율은 그 만큼 더 높아지게 된다. 나아가, 누설전류의 차단력이 높아짐으로써 펄스폭이 더 넓거나 혹은 레벨이 더 높은 방전전원을 선택할 수 있어, 방전전원 사양의 선택 자유도가 종래에 비해 훨씬 더 높아진다. 또한, 절연보조체(56)만을 별도로 제작되어 기존의 배기가스 정화장치의 방전전원 투입장치에 추가 장착이 가능하므로, 이를 기존의 배기가스 정화장치에 적용하여 그 성능을 개선시킬 수 있다.

여기에서 개시되는 실시예는 여러 가지 실시 가능한 예 중에서 당업자의 이해를 돕기 위하여 가장 바람직한 예를 선정하여 제시한 것일 뿐, 본 발명의 기술적 사상이 반드시 이 실시예에만 의해서 한정되거나 제한되는 것은 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론, 균등한 다른 실시예가 가능함을 밝혀 둔다.

Claims (4)

1. 다단의 카트리지를 반응챔버 안에 수직 적층하여 구성된 다단식 배기가스 정화장치로서, 상기 각 카트리지는 고전압을 인가받아 코로나방전을 일으키는 다수의 방전침이 형성되어 있고 배기가스가 통과하는 다수의 홀이 천공된 방전전극판과, 배기가스가 통과하는 다수의 홀이 천공된 접지전극판이 평행하게 적층된 구조로 되어 있고, 각 카트리지의 방전전극판과 외부의 방전전원을 연결하여 각 카트리지의 코로나방전에 필요한 전기를 투입시켜주는 다수의 방전전원 투입장치를 구비하는 다단식 배기가스 정화장치에 있어서,

   상기 각 방전전원 투입장치는

   소정의 길이를 갖는 도선을 절연체로 피복하여 구성되어 상기 배기가스 정화장치의 방전챔버의 측벽을 관통하여 상기 도선을 통해 상기 방전전원의 단자와 상기 방전전극판을 전기적으로 연결시켜주는 전원공급 도선부와,

   절연물질을 이용하여 대략 깔때기 형상으로 만들어지며, 깔때기 입구부는 상기 반응챔버 안쪽의 방전전극을 향해 벌어지는 모양으로 배치되고, 깔때기 줄기부는 상기 전원공급 도선부의 절연체의 대략 가운데 부분의 외면을 감싸면서 밀접 되도록 설치되어, 상기 방전챔버 안의 상기 방전전극에서 비롯되어 상기 전원공급 도선부의 절연체의 외면을 타고 상기 방전챔버의 측벽으로 흐르는 누설전류의 진행거리를 연장시키고 직진성을 차단시켜 주는 깔때기형 절연보조체; 및

   상기 방전챔버 밖에 위치하는 상기 전원공급 도선부의 절연체를 상기 방전챔버의 측벽의 외면에 일정한 간격만큼 이격시켜 고착시켜주는 플랜지를 구비하는 것을 특징으로 하는 다단식 배기가스 정화장치.
2. 제 1항에 있어서, 상기 깔때기형 절연보조체는 상기 누설전류의 차단을 강화하기 위해 상기 깔때기 입구부의 상면 및/또는 측면에 닫힌 원을 형성하는 하나 이상의 절연홈이 더 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 다단식 배기가스 정화장치.
3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 전원공급 도선부의 절연체 외면과 상기 깔때기 줄기부 내면에는 각각 나사산이 형성되어 상기 전원공급 도선부와 상기 깔때기형 절연보조체는 나사 결합되어 단단한 결합을 보장하는 동시에 누설전류 차단을 강화시키는 것을 특징으로 하는 다단식 배기가스 정화장치.
4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 깔때기형 절연보조체의 줄기부의 끝부분은 스텝이 형성되어 누설전류의 차단을 강화시키는 구조로 된 것을 특징으로 하는 다단식 배기가스 정화장치.