KR20040028981A - 입자 분리기 - Google Patents

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KR20040028981A KR10-2004-7001733A KR20047001733A KR20040028981A KR 20040028981 A KR20040028981 A KR 20040028981A KR 20047001733 A KR20047001733 A KR 20047001733A KR 20040028981 A KR20040028981 A KR 20040028981A
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Abstract

본 발명은 클리닝될 흐름 경로를 지닌 입자 분리기에 관한 것으로서, 상기 입자 분리기는 대전된 입자로부터 공기를 클리닝하도록 하고 실질적으로 서로 평행하고 상호 갭폭(d)을 두고 배치된 2개 이상의 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)을 포함하는데, 하나 이상의 전극 요소 표면(2; 102; 202; 302)은 바람직하게는 정전기방지에 대응하거나 이 보다 높은 저항율을 지닌 매우 높은 옴 재료로부터 설계되며; 상기 입자 분리기는 또한, 고전압원(HVU)에 접속되도록 하며, 상기 제2 전극 요소 표면(1; 101; 201; 301)은 최저 절대 전위를 갖는 고전압원(HVU)의 극에 접속되도록 된다. 본 발명을 따른 입자 분리기에선, 상기 전극 요소 표면이 고 옴 재료로부터 제조되고 전극 요소 표면(2, 102; 202; 302)의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')으로부터 거리를 두고 배치된 하나 이상의 전류 운반 또는 반도전성 수단(b, b')이 설치되도록 하며, 상기 전류 운반 또는 반도전성 수단(b, b')은 최고 절대 전위를 갖는 고전압원(HVU)의 극에 갈바닉 접속되도록 하는 것이 중요하다.

Description

입자 분리기{PARTICLE SEPARATOR}
WO 93/16807 및 SE WO 95//14534에 이온화 부를 지닌 2단계 전기 필터(two step electro filter)가 개시되어 있는데, 다운스트림 측상의 상기 전기 필터는 소위 집진기(precipitator) 보다 앞서 있다. 집진기의 전극 요소, 즉 상술된 특허원의 전극 요소는 통상적인 설계, 즉 금속 재료로 이루어진 집진기와 비교하여 분리 성능면에서 상당히 개선된 매우 높은 저항율의 비금속 재료(소위, 정전기방지 재료)로 이루어진다. 이들 동작 특성은, 정전기방지 저항율을 지닌 재료의 전극 요소가 저 저항율을 갖는 재료로 설계된 대응하는 전극 요소와 비교하여 인접한 전극 요소들 간에서 스파크를 일으킬 위험이 없이 보다 높은 상호 전압에 접속될 수 있다.
국제 특허 출원 WO 93/16807호를 따르면, 각 전극 요소의 전기 접속은 전극의 에지 부분상에 배치되는 전류 운반 페인트(current carrying paint)를 가짐으로써 이루어지며, 상기 각 전극 요소는, 하나의 전극 요소의 전류 운반 에지 부분이 다른 전극 요소와 갭폭을 두고 위치되도록 하는 방식으로 위치된다.
국제 특허 출원 WO 95/14534를 따르면, 집진기 내의 전극 요소의 에지 부분은 전기 절연 재료로 둘러싸여, 상기 에지 부분으로부터 코로나 전류 방전을 차단하여 상기 유형의 집진기 내의 인접 전극 요소의 훨씬 높은 전압이 인가되도록 한다.
상술된 특허 명세서에 따라서 설계된 집진기의 작업 경험은, 상술된 장점에도 불구하고, 이와 같은 집진기를 통과한 상대 습도 공기로 인해 상기 집진기가 에어러졸(aerosols)에 대한 분리 성능과 관련하여 상대적으로 큰 차를 갖는다는 것을 나타낸다.
셀룰로우스계 재료로 설계되고 상대 습도가 변화하는 환경에 위치된 집진기의 실험실의 테스트에서 놀랍게도 고습도에서 임계값(즉, 코로나 전류 방전을 개시시키는 전압)이 각 전극 요소의 인접 에지 부분간의 코로나 전류 방전을 위하여 급격하게 감소된다는 것을 나타낸다. 이 현상은 아마도, 절단된 카드보드의 에지 부분이 작은 포인트된 전극(small pointed electrodes)과 같이 고로나 방전시키는 많은 마이크로 섬유를 구성하기 때문이다. 코로나 전류 방전의 임계값 및 공기의 상대 습도간의 강제적인 종속성은 섬유의 높게 변화하는 저향율에 좌우될 수 있다.각 전극 요소가 한편으론 얇은 플라스틱 필름으로 커버되는 셀룰로우스 재료로 설계되어 (WO 97/09117의 명세에 따라서) 습도로 인한 재료의 저항율 변화를 방지하고, 다른 한편으론, (WO95/14534의 명세에 따라서) 전극 요소의 에지 부분 위에 제공되는 전기 절연 구조체로 상기 전극 요소가 설계되어 이들 전극 요소로부터의 코로나 전류 방전을 방지하도록 함에도 불구하고, 상기와 같은 경우가 될 수 있다. 마지막에 언급된 취급방법은 특히, 인접 전극 요소간의 갭폭이 각 전극 요소를 설계하는 재료의 두께와 큰 차이가 없고 충분한 정확도로 전기 절연 구조체를 적용하는 것이 실제 곤란한 이와 같은 실시예와 관련하여 충분한 절연을 발생시키지 않는다는 것이 명백하다.
도1a는 셀룰로우스 재료로부터 설계된 집진기의 공지된 실시예를 도시하는데, 상기 집진기는 상호 갭폭 "d"로 배치되고 서로에 평행한 평면에 배치된 2개의 전극 요소(1,2)를 포함한다. 도1b로부터 알수 있는 바와 같이, 전극 요소(1, 2)는, 각 전극 요소(1, 2)의 에지 부분(k1, k2)에 부착된 전기적으로 반도전성 이거나 전류 운반하는 와이어 드로잉(a, b)과의 갈바닉 접속(galvanic connection)을 통해서 고전압원(HVU)의 각 극에 전기적으로 접속된다.
전극 요소(1, 2)간에 유효하게 되는 주위 관계하는 전압-전류가 도1b에 도시되어 있다. 고전압원(HVU)의 한 극은 전기적으로 접지되고 하나의 전극 요소(1)의 전류 운반하는 에지 부분(k1)에 접속된다. 다른 얼라이브 극(+)은 다른 전극 요소(2)(와이어 드로잉 b)의 전류 운반 에지 부분(k2)에 접속된다. 이 경우에, 에지 부분 및 와이어 드로잉은 일치한다. 집진기를 통한 공기 흐름 방향에서 관찰되는 전극 요소(1, 2)의 폭은 "B"와 동일하다. 인접 에지 부분(k1-k2', k1'-k2)간의 갭 양단의 전압은 Uk로 지정되고 에지 부분(k2, k2')로부터 코로나 방전 전류(Ic)를 유지하는 전압에 대응한다.
도1c의 최상부에, 전극 요소(2)의 폭 "B"의 함수로서 전극 요소(2)에 대한 전압 다이어그램이 도시되어 있다. 전극 요소(2)에 대한 상기 다이어그램은, 에지 부분(k2')에 가장 근접한 전압 레벨(Uk)로부터 에지 부분(k2)에서 대응하는 U'=HUV(+)으로 전압의 선형적인 감소를 나타내는데, 즉 고전압원의 얼라이브 극이 최고 전위를 갖는다는 것을 나타낸다.
도1c의 중간 다이어그램은 전압이 에지 부분(k1)에서 제로와 동일하게 되는 전극 요소(1)에 대한 대응하는 전압 다이어그램을 도시하는데, 상기 전압은 에지 부분(k1')에서 전압 레벨 U'' = HVU(+)-Uk까지 선형적으로 증가한다.
2개의 다이어그램을 하나의 다이어그램으로 위치시킴으로써, 도1c의 최하부에서, 갭 전압(Usp)은 전극 요소(1, 2)의 폭 "B"의 함수로서 제공된다.
간결하게 하기 위하여, 에지 부분(n'-m'),(m-n)으로부터의 코로나 전류는 무시된다. 폭에 대해 수배인 길이 "L"을 갖는 전극 요소와 같은 대역의 경우에, 이 가정은 더할나위없이 정확하다. 직사각형 전극 요소의 경우에, 전극 요소의 폭이 공기 흐름 방향에서 이들 요소의 신장 보다 상당히 크고 에지 부분(n'-m'),(n-m)이 예를 들어 전기 절연 재료의 사용에 의해 포함된다는 전제조건 하에서 이 근사화가 수용될 수 있다.
도1c에 도시된 바와 같이, 매우 높은 옴 재료로 이루어진 2개의 전극요소(1, 2)간의 갭 전압(Usp)은 근본적으로, 상기 공기 흐름 방향에 도시된 바와 같이, 전극 요소의 폭"B" 및 전체 갭에 걸쳐서 일정하게 되고 코로나 방전 전류(Ic)를 유지시키는 전압(Uk)과 동일하게 된다.
코로나 방전 전류(Ic)를 2개의 인접 전극 요소의 에지 부분간의 전압(Uk) 함수로서 대략적으로 나타내는 도1d에 도시된 다이어그램이 고려된 경우, 곡선이 가파르면 가파를수록, 즉 도함수(Ic1-Ic2)/(Uk1-Uk2)가 크면 클수록, 갭 전압(Usp)의 레벨은 작게되어 증가하는 고전압(HUV)에 의해 영향받는다. 다른 말로서, (전극의 에지 부분 간에서 코로나 방전을 위한 임계값을 넘는 전압 면적 내부에서) 매우 높은 저항율, 바람직하게는 정전기방지 재료로 설계된 2개의 전극 요소간의 갭 전압은 이들 전극 요소로의 증가하는 공급 전압(고전압(HVU))에 의해 매우 작은 정도로 영향받는다.
증가하는 공기 습도(Rh-상대적인 공기 습도), 즉, Rh1>Rh2에 의해, 에지 코로나 방전의 임계 전압의 보다 낮은 전압 레벨로 향하는 변위가 발생되는데, 이는 실험실의 시험을 통해서 입증된다(도1e 참조). 동시에, 도함수(Ic1-Ic2)/(Uk1-Uk2)가 증가하는데, 즉 에지 코로나 전류의 함수로서 에지 코로나 전압이 보다 가파르게 진행하는 쪽으로 증가한다. 이로 인해, 에지 코로나 전압(Uk)의 상당한 감소 및 이에 따른 갭 전압(Usp)의 감소는 증가하는 공기 습도 및 일정한 에지 코로나 전류(Ic = 일정)에서 발생한다. 입자를 분리시키기 위한 고저항성 집진기의 성능은 동일한 신장율(extension)로 감소한다. 상술된 바와 같은 이해는 본 발명의 근간을 이룬다.
본 발명은 클리닝될 공기를 위한 유체 경로를 지닌 입자 분리기에 관한 것으로서, 상기 입자 분리기는 대전된 입자로부터 공기를 클리닝시키고 서로에 대해 실질적으로 평행하게 그리고 상호 갭 폭으로 배치된 2개 이상의 전극 요소 표면을 포함하는데, 하나 이상의 전극 요소 표면은 바람직하게는, 정전기방지(antistatic)에 대응하거나 이 보다 높은 저항율을 지닌 매우 높은 옴 재료로부터 설계되며, 상기 입자 분리기는 또한, 고전압원에 접속되도록 하며, 상기 제2 전극 요소 표면은 최저 절대 전위를 지닌 고전압원의 극(pole)에 접속되도록 한다.
도1a는 집진기의 2개의 전극 요소를 개요적으로 도시한 사시도.
도1b는 평면도로 전개된 도1a를 따른 전극 요소를 도시한 도면.
도1c는 전극 요소의 폭에 걸쳐서 전압 변화에 관한 3개의 다이어그램을 도시한 도면.
도1d는 전압(Uk)의 함수로서 코로나 방전 전류(Ic)를 도시한 도면.
도1e는 변화하는 상대 습도에서 전압(Uk)의 함수로서 코로나 방전 전류를 도시한 도면.
도2a는 제1 실시예의 입자 분리기를 개요적으로 도시한 사시도.
도2b는 평면도로 전개된 도2a를 따른 전극 요소를 도시하고, 도2a의 실시예에서 2개의 인접한 전극 요소(1, 2)간의 관련 전압-전류를 도시한 도면.
도2c는 전극 요소의 폭에 걸쳐서 전압이 어떻게 변화하는 지에 관한 3개의 다이어그램.
도3a는 본 발명을 따른 입자 분리기의 제2 실시예를 도시한 도면.
도3b는 도3a를 따른 실시예에 관한 다수의 전압 다이어그램을 도시한 도면.
도4a는 본 발명을 따른 입자 분리기의 부가적인 실시예를 도시한 도면.
도4b는 도4a를 따른 실시예와 관계되는 다수의 전압 다이어그램을 도시한 도면.
도5a는 "벌집(honeycomb)" 유형의 본 발명을 따른 입자 0분리기를 도시한 도면.
도5b는 도5a에 따른 입자 분리기용 와이어 드로잉의 배열을 도시한 도면.
본 발명의 주 목적은 앞서 공지된 실시예 보다 근본적으로 개선된 동작 파라미터를 지닌 고저항율(정전기방지)의 신규한 입자 분리기를 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 입자 분리기가 위치되는 환경의 상대 습도에 대해 입자 분리기가 덜 민감하게 되도록 하는 것이다.
본 발명의 주 목적은 첨부한 독립항의 특징에 제공된 입자 분리기에 의해 실현된다. 본 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 규정되어 있다.
관련 종래 기술이 도1a-도1e와 관련하여 상술되고, 본 발명은 첨부한 도면 2a-5b와 관련하여 보다 상세히 설명될 것이다.
도2a는 서로에 평행하고 상호 갭폭 "d"로 배치된 셀룰로우스 재료로 설계된 2개의 높은 저항율의 전극 요소 표면(1 및 2)을 도시한 것이다. 전극 요소 표면(1, 2)은 평활하고, 공기 흐름은 전극 요소 표면(1, 2)간의 갭에서 발생된다. 각각 반도전성 페인트로 이루어진 와이어 드로잉(a, a') 및 (b, b') 형상의 2개의 얇은 라인은 인쇄, 페인트 또는 이에 상응하는 처리에 의해 제공되는데, 상기 와이어 드로잉(a, a')은 전극 요소 표면(1)에 관계되는 반면에, 와이어 드로잉(b, b')은 전극 요소 표면(2)과 관계된다. 이 와이어 드로잉(a)은 전극 요소 표면(1)의 에지 부분(k1)에 관계되는 반면에, 와이어 드로잉(a')은 전극 요소 표면(1)의 에지 부분(k1')에 관계된다. 유사한 방식으로, 와이어 드로잉(b)은 전극 요소 표면(2)의에지 부분(k2)에 관계되는 반면에, 와이어 드로잉(b')은 전극 요소 표면(2)의 에지 부분(k2')에 관계된다. 와이어 드로잉(a, a' 및 b, b') 각각은 서로에 대해 평행하고 각 전극 요소(1, 2)의 에지 부분(k1, k1') 및 (k2, k2')로 부터 어느 정도 거리를 두고 진행한다. 와이어 드로잉(a, a')은 고전압원(HVU)의 전기 접지된 극에 접속되고, 와이어 드로잉(b, b')은 고전압원(HVU)의 다른 극(+)에 접속된다.
와이어 드로잉(a, a', b, b')간의 스파크를 피하기 위하여, 와이어 드로잉(a, a')은 와이어 드로잉(b, b')과 대향하여 위치되지 않도록 하는 것이 중요하다. 따라서, 도2a에서 거리 "1"은 이중 갭폭 "d"와 적어도 같거나 크게되어야 한다.
도2b는 도1b에 도시된 대응하는 2개의 인접 전극 요소간의 갭 "d"에서 대응하는 전압 상태를 도시한 것이다. 도2c에는 각 전극 요소(1, 2)의 폭 "B"의 함수로서 각 전극 요소 표면(1, 2)에 대한 전압 다이어그램이 도시되어 있다. 전극 요소 표면(2)에 대한 도2c의 최상부에서의 전압 다이어그램은 전극 요소 표면의 에지 부분(k2)에서 전압 레벨(Uk)로부터 와이어 드로잉 스트링(b)의 레벨에서의 전압 U = HVU(+)까지 전압이 선형적으로 증가하는 것을 도시한다. 면적(B-2y) 내에서, 전압은 일정하게 되고 UHV(+)와 동일하게 된다. 전압 다이어그램의 면적(B-2y)의 우측 단부로부터, 전압은 전극 요소 표면의 에지 부분(k2')에서 Uk(+)와 동일한 값으로 선형적으로 감소한다.
도2c의 중간 전압 다이어그램은 전극 요소 표면(1)에 대한 상응하는 전압 다이어그램을 도시하는데, 상기 전압은 면적(B-2y)에서 제로와 동일하게 되고 전극요소 표면(1)상의 에지 부분(k1, k1')을 향하여 전압을 증가시키며, 상기 전압 레벨은 Uk(-)에 대응한다. 도2c의 최하부에 공통 다이어그램으로 2개의 다이어그램을 배치함으로써, 갭 전압(Usp)은 "B"의 함수로서 제공된다(도2c 참조).
인접 전극 요소(1, 2), 예를 들어 (a' 및 b')상의 인접 와이어 드로잉 스트링이 갭폭 "d"의 2배의 갭폭 보다 서로로부터 멀리 이격되어 위치되도록 배치되어 고전압원(HVU)의 서로 다른 극에 접속되는 와이어 드로잉 스트링간의 스파크 위험성을 피하도록, 와이어 드로잉(a, a', b, b')이 배치된다.
도2c의 최하부에 다이어그램으로 도시된 바와 같이, 면적(B-2y) 및 (B-2y')내에 동시에 존재하는 갭의 부분에서의 갭 전압(Usp)은 고전압원(HVU)의 전압과 동일하고 전극 요소 표면(1, 2)의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')로부터의 코로나 방전에 고나한 상태와 완전하게 무관하게 된다.
그러나, 도2에 도시된 실시예에 따라서 전극 요소 표면(1, 2)을 설계하면은, 전극 요소(1, 2)의 인접 에지 부분(k1, k1', k2, k2')간에서 코로나 방전(에지 코로나 전류 Ic)을 방지하지 못한다. 이와 같은 방전은 한편으론, 원치않는 오전을 발생시키고, 다른 한편으론, 공기 흐름과 함께 입자가 전극 요소(1, 2)의 에지 부분을 우회(bypass)하고 입자 분리기를 통과할때, 이온화실에서 대전된 입자 형상의 오염물에 영향을 미친다. 에지 코로나 전류의 영향하에서, 이들 입자의 일부는 자신들의 전하를 자유롭게 하고 나서, 입자 분리기를 통과할 수 있다.
본 발명을 따르면, 인접 전극 요소(1, 2)의 에지 부분간에서 코로나 방전 전류(Ic)를 완전히 제거할 수 있으며, 또한, 적절하게 배치된 와이어 드로잉 스트링에 의해 바람직한 방식으로 갭 전압(Usp)을 제어할 수 있다.
도3a는 본 발명의 부가적인 방식을 구성하는 일시예를 도시한다. 도3a에 도시된 실시예에서, 와이어 드로잉 스트링(a, a')은 전극 요소 표면(101)의 에지 부분(k1, k1')의 절대 인접지(absolute adjacency)상에 또는 그내에 배치되고, 와이어 드로잉 스트링(c, c')은 전극 요소 표면(102)의 에지 부분(k2, k2')상에 배치된다. 게다가, 2개의 와이어 드로잉 스트링(b, b')은 전극 요소 표면(102)상에 배치되는데, 상기 와이어 드로잉 스트링은 에지 부분(k2, k2')에 평행하고 상기 에지 부분(k2, k2')로부터 거리 "y"를 두고 진행한다. 도3a에 도시된 실시예를 따르면, 에지 부분(k1, k1', k2, k2')상에 배치된 와이어 드로잉 스트링(a, a', b, b')은 고전압원(HVU)의 동일한 극에 접속되고 바람직하게는 접지된다. 와이어 드로잉 스트링(b, b')은 고전압원(HVU(+))의 다른 극에 접속된다. 도3b는 도2b에 앞서 도시된 다이어그램에 대응하는 전압 다이어그램을 도시한다. 도3b의 최상부에서의 전압 다이어그램은 전극 요소 표면(102)에 걸친 전압을 도시하는데, 상기 다이어그램에 다른 상기 갭 전압(Usp)은 에지 부분(k2)에서 제로와 동일하게 되며, 그후, 이 전압은 와이어 드로잉 스트링(b)상의 고전압원의 공급 레벨 전압(HVU(+))에 선형적으로 증가한다. 와이어 드로잉 전압(b, b')간에서 이 전압은 일정하게 되고 고전압원(UHVU(+))로부터의 공급 전압과 동일하게 된다. 와이어 드로잉 스트링(b')으로부터, 이 전압은 에지 부분(k2')에서 제로에 이르기까지 선형적으로 감소된다. 도3b의 중간 전압 다이어그램은 전극 요소 표면(101)에 걸쳐서 전압을 도시하는데, 상기 전압은 일정하게 되어 제로와 동일하게 되는데, 그 이유는 전극 요소표면(101)의 2개의 에지 부분(k1 및 k1')이 고전압원(UHVU(+))의 접지에 접속되기 때문이다. 도3b의 최하부에서 다이어그램은 합산된 전극 요소 표면(101 및 102)의 다이어그램을 도시하는데, 상기 다이어그램은 최상부의 다이어그램과 동일하게 되는데, 그 이유는 중간 다이어그램이 영향을 받지 않기 때문이다. 따라서, 이 전압은 입자 분리기의 입구에서 제로가 되며, 상기 전압은 공급 전압 레벨(UHVU(+))로 선형적으로 증가하고 나서, 입자 분리기로부터의 출구에서 제로로 선형적으로 감소한다. 물론, 모든 와이어 드로잉(a, a', b, b')을 고전압원(HVU)의 동일한 전압 극에 전기 접속시킬 필요가 없다. 그러나, 실제 실시예에서, 이는 유용할 수 있다.
도4a에 본 발명의 부가적인 실시예가 도시된다. 도4a에서 하부 전극 요소 표면(201)은 원리적으로, 도3a의 전극 요소 표면(101)에 대응하는데, 즉, 에지 부분(k1, k1')에는 고전압원의 접지(도시되지 않음)에 바람직하게 접속된 와이어 드로잉(a, a')이 설치된다. 도4a에서 상부 전극 요소 표면(202)에는 전극 요소 표면(202)의 폭(B)을 따라서 배치된 다수의 와이어 드로잉(b, c, e, f, g, h)이 설치된다. 도4b의 상부 전압 다이어그램으로부터 알수 있는 바와 같이, 상기 다이어그램은 도4b의 상부 전압 다이어그램에 관한 것이며, 이 와이어 드로잉은 고전압원의 서로 다른 전위에 접속된다. 그러므로, 이로 인해, 공기내에서 대전된 입자가 도달하는 전극 요소 표면간에서 전압을 보다 더 증가시킨다. 공기 흐름이 도4a에서 우측으로 향한다고 가정하자. 전극 요소 표면(202)의 우측 에지 부분(k2')에서, 전압을 실질적으로 제로가 되어, 에지 부분(k2')으로부터의 코로나 방전을 피하게 한다. 도4b에서 중간 전압 다이어그램은 전극 요소 표면(201)을 나타내고, 도4b의 최하부의 전압 다이어그램에서, 2개의 위에 위치된 다이어그램이 합산된다.
도5a에 도시된 바와 같이, 바람직하게는 셀룰로우스계 재료로 이루어진 소위 "벌집" 구조가 제공된다. 이와 같은 구조는 통상적으로, 공기 흐름 채널 "Lk"이 생성되도록 하는 방식으로 예를 들어 적절한 접착제 의해 접합되는 여러 개의 주름잡힌 종이 스트림(several pleated paper strips)으로 이루어진다.
도5b에 도시된 실시예에서, 벌집 유형의 입자 분리기는 2개의 대향하는 평행 전극 표면 요소(301 및 302)가 결합되는 다수의 공기 흐름 채널 "Lk"을 포함한다. 전극 표면 요소(301)는 직사각형 또는 정사각형이고 주름진 캐리어상에 제공되는데, 상기 표면에는 전극 요소 표면(301)의 에지 부분(k1, k1')상에 와이어 드로잉 스트링(a, a')이 설치된다. 이 전극 요소 표면(302)은 직사각형 또는 정사각형 표면으로부터 주름진 전극 요소 표면(301)과 마찬가지이고, 한편으론, 전극 요소 표면(302)의 에지 부분(k2, k2')상에 와이어 드로잉 스트링(c, c')이 제공되고, 다른한편으론 전극 요소 표면(302)의 에지 부분(k2, k2')으로부터 거리 "y"를 두고 배치된 와이어 드로잉 스트링(b, b')이 제공된다.
도5b에 도시된 바와 같이, 본 발명을 따른 벌집형의 입자 분리기는 어셈블된 다수의 주름진 스트립으로부터 생성되는데, 상기 스트립은 여러 쌍의 전극 요소 표면(301 및 302) 각각을 한정하며, 상기 스트립은 다음 방식으로 배치된다. 전극 요소 표면(302)은 3개의 전극 요소 표면(301)보다 먼저 배치되고, 그 후에 다시 전극 요소 표면(302)이 배치되는데, 이 전극 요소 표면상에 3개의 전극 요소 표면(301) 등이 이어진다.
도5b에 서술된 실시예를 따르면, 에지 부분(k1, k1', k2, k2'), 즉, 와이어 드로잉 스트링(a, a', c, c')은 고전압원(HVU)의 접지된 극에 접속된다. 와이어 드로잉 스트링(b, b')은 고전압원(HVU)의 다른 극에 접속된다.
"벌집"형의 입자 분리기는 접혀질 수 있고, 기계적으로 안정하게 설계하는 것이 용이하다. 이 실시예의 장점은 또한, 공기 흐름에 침투될 수 있는 큰 직사각형 표면을 설계할 수 있다.
와이어 드로잉 스트링의 수, 이들 스트링의 위치 및 이들 와이어 드로잉 스트링의 전압 인가를 선택함으로써, 본 발명을 따른 고저항성의 입자 분리기가 바람직한 동작 조건을 위하여 주문 제작될 수 있도록 실현하는 것이 용이하다.
실제로, 본 발명을 따른 입자 분리기는 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)의 에지 부분의 면적에서 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)의 매우 높은 저항 재료를 통해서 공급되는 저항 전류로 인해 고 전압원상에 어떤 부하를 야기한다. 이 때문에, 표현 "입자 분리기"는 본 특허 출원에 사용되는데, 그 이유는 이 장치가 통상적인 의미의 집진기를 구성하지 않기 때문이다. 특히, 입자 분리기가 각 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)간의 매우 작은 갭 폭"d"으로 설계될 때, 매우 높은 옴 저항, 바람직하게는, 예를 들어 셀룰로우스계 재료로서 정전기방지 재료를 사용함으로써, 필요로되는 전력이 무시될 수 있는 문제가 여전히 존재한다.
본 발명은 어떤 특정한 실시예의 와이어 드로잉 스트링(a, a', b, b', c, c', e, e', f, f')에 국한되지 않는다. 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202;301, 302)상에 배치된 이들 스트링 또는 전류 운반 또는 반도전성 수단을 통해서, 바람직하게는 각 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)의 실질적인 부분 또는 실질적인 부분들이 제어된 방식뿐만 아니라 전극 요소 표면의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')의 규정된 전위로 에너지를 공급받도록 하는 것이 가장 중요하다.
상술된 모든 실시예에 공통되는 특징은, 전류 운반 또는 반도전성 수단 및 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)간의 거리 "y"가 갭폭"d"의 2배의 갭폭과 적어도 동일하다는 것이다.
여러개의 와이어 드로잉 스트링 및/또는 와이어 드로잉 패턴을 동일한 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)상에 배치하는 것이 유용할 수 있다. 어떤 경우에, 이들 와이어 드로잉 스트링 및/또는 와이어 드로잉 패턴을 고전압원의 각각의 극 또는 각각의 고전압원에 접속하는 것이 유용할 수 있다. 이와 같은 경우에, 각 전극 요소 표면의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')로부터 가장 멀리 떨어져 있는 와이어 드로잉 스트링을 전극 요소 표면의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')에 보다 근접한 다른 와이어 드로잉 스트링 보다 높은 전압에 접속하는 것이 유용할 수 있다.
고저항율(정전기방지) 입자 분리기의 일정한 분리 성능을 위해선 갭 "d"의 부분에 걸쳐서 강제 에너지 공급하는 것이 선결조건이다.
따라서, 장치를 통해서 운반되는 공기에서 에어러졸이 어떻게 대전이 실행되는지 또는 고전압원(HVU)이 어떤 전압 극성을 갖는지는 중요치 않다. 장치를 통해서 운반되는 공기가 어떻게 처리되는지 또한 중요치 않다. 이 운반은 기계적인 팬, 전기식 윈드 팬, 통풍(draught) 또는 이외 다른 공지된 방식에 의해 실행될 수 있다. 셀룰로우스계 재료가 입자 분리기의 전극 요소 표면을 위하여 사용되는 것이 바람직하다. 와이어 드로잉 스트링(패턴)은 재료에 적절하게 부착되고 나서, 상기 재료는 플라스틱, 예를 들어 폴리에틸렌의 얇은 방습성 멤브레인으로 코팅되는 것이 바람직하다. 이와 같은 종이 처리는 공지되어 있고, 에를 들어 음식물 포장재와 관련하여 사용된다.
본 발명은 바람직하게는, 상호 갭폭 "d"로 배치된 평활한 평행 전극 요소 표면의 입자 분리기 또는 국제 특허 출원 WO97/46322의 명세서에 따라서 갭폭 "d"로 축 주위에 수회 감겨지는 밴드형 전극 요소 표면의 입자 분리기를 설계하는데 사용될 수 있다. 본 발명은 또한, 도5a 및 도5b에 따라서 완전히 상이한 형상의 입자 분리기를 설계할 수 있다.
실제로 사용자는 입자 분리기가 접속될 수 있는 고전압원(HVU)을 이미 가질 수 있기 때문에, 본 발명을 따른 입자 분리기가 고전압원(HVU)을 포함하지 않을 수 있다는 것을 인지하여야 한다.
상술된 실시예와 관련하여, 모든 전극 요소 표면은 고저항율을 갖는다. 그러나, 본 발명의 영역내에서, 또한, 하나의 전극 요소 표면이 금속성이고 이와 같은 경우에, 이 표면을 접지에 접속하는 것이 적합할 수 있다.
상술된 실시예에서, 전극 요소 표면은 2개의 전류 운반 또는 반도전성 수단을 갖는데, 이는 상기 전극 요소 표면의 에지 부분으로부터 어떤 거리를 두고 배치된다. 그러나, 본 발명의 영역내에서, 하나의 전극 요소 표면은 단지 하나의 전류 운반 또는 반도전성 수단을 가질 수 있는데, 이와 같은 경우에, 이는 상기 전극 요소 표면의 에지 부분으로부터 동일한 거리를 두고 배치되는 것이 바람직하다.
도2a 및 도3a에 따라서 상술된 실시예와 관련하여, 고전압원(HVU)의 (+)극은 최고 전위를 갖는다. 그러나, 이 전위는 반대로 (-)일 수 있는 반면에, 다른 극은 예를 들어 접지된다. 이 때문에, "절대 전위"라는 표현이 청구범위에 사용되었다.

Claims (10)

  1. 클리닝될 공기를 위한 흐름 경로를 지닌 입자 분리기로서, 상기 입자 분리기는 대전된 입자로부터 공기를 클리닝하도록 하고 실질적으로 서로 평행하고 상호 갭폭(d)을 두고 배치된 2개 이상의 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)을 포함하는데, 하나 이상의 전극 요소 표면(2; 102; 202; 302)은 바람직하게는 정전기방지에 대응하거나 이 보다 높은 저항율을 지닌 매우 높은 옴 재료로부터 설계되며; 상기 입자 분리기는 또한, 고전압원(HVU)에 접속되도록 하며, 상기 제2 전극 요소 표면(1; 101; 201; 301)은 최저 절대 전위를 갖는 고전압원(HVU)의 극에 접속되도록 하는, 입자 분리기에 있어서,
    고 옴 재료로부터 제조된 상기 전극 요소 표면에는 전극 요소 표면(2, 102; 202; 302)의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')로부터 거리를 두고 배치된 하나 이상의 전류 운반 또는 반도전성 수단(b, b')이 설치되며, 상기 전류 운반 또는 반도전성 수단(b, b')은 최고 절대 전위를 갖는 고전압원(HVU)의 극에 갈바닉 접속되도록 하는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302) 둘다는 바람직하게는 정전기방지에 대응하거나 이 보다 높은 저항율을 지닌 매우 높은 옴 재료로부터 설계되며, 2개의 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302) 각각에는 상기 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')로부터 거리를 두고 배치된 하나 이상의 전류 운반 또는 반도전성 수단(a, a', b, b')가 설치되는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 2개의 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)은 바람직하게는 정전기방지에 대응하거나 이 보다 높은 저항율을 지닌 매우 높은 옴 재료로부터 설계되며, 상기 2개의 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)각각의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')에는 고전압원(HVU)의 최저 절대 전위에 접속되도록 하는 전류 운반 또는 반도전성 수단(a, a', c, c')이 설치되고, 하나의 전극 요소 표면(2; 102; 202; 302)에는 상기 전극 요소 표면(2; 102; 202; 302)의 에지 부분(k1, k1', k2, k2')로부터 거리를 두고 배치된 하나 이상의 부가적인 전류 운반 또는 반도전성 수단(b, b')이 설치되며, 상기 전류 운반 또는 반도전성 수단(b, b')은 최고 전위를 갖는 고전압원(HVU)의 극에 갈바닉 접속되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 전류 운반 또는 반도전성 수단(a, a', b, b', c, c', e, e',...)은 인쇄, 페인트, 에칭 등에 의해 상기 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)에 부착되는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항중 어느 한항에 있어서,
    각 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)을 위한 상기 전류 운반 또는 반도전성 수단은 근본적으로 서로에 평행하고 에지 부분(k1, k1', k2, k2')에 접속되는 2개 이상의 스트링(a, a', b, b', c, c', e, e'...)을 구성하는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 전류 운반 또는 반도전성 수단(a, a', b, b', c, c', e, e'...)에 의해 커버되는 표면은 각 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)의 부분을 구성하는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 전류 운반 또는 반도전성 수단(a, a', b, b', c, c', e, e'...)은 입자 분리기를 통한 공기 흐름 방향에 수직한 외연부를 갖는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 전극 요소는 가상축 주위에 수회 감겨진 밴드상에 제공되는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)은 셀룰로우스 재료로부터 설계되는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항중 어느 한항에 있어서,
    상기 전극 요소 표면(1, 2; 101, 102; 201, 202; 301, 302)은 얇은 방습성 층으로 코팅되는 것을 특징으로 하는 입자 분리기.
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