KR20140144271A - Electrostatic precipitator - Google Patents
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Abstract
본 발명은, PM을 보집(補集)할 때에, 용량이 큰 추기(抽氣)장치를 필요로 하지 않으며, 막힘이 발생하지 않고, 높은 풍속 조건 하에서도 재비산되기 어려우며, 높은 집진 성능을 발휘하고, 고장의 가능성이 낮은 전기 집진 장치를 제공한다. PM을 통과시키는 관통 구멍을 복수 형성한 판형상 전극(20)과, 상기 판형상 전극의 일방의 면에 대향하여 배치된 방전 전극(30)과, 상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 전압을 인가하여 상기 입자상 물질에 쿨롱력(coulomb force)을 부여하는 방전을 발생시키는 방전 발생부와, 상기 판형상 전극의 상기 방전 전극과의 대향면과는 반대 측에 형성한 PM을 보집하는 보집영역과, 상기 판형상 전극과 상기 방전 전극의 사이에 형성한 PM 함유 가스를 통류(通流)시키는 가스 통류 영역(33)과, 상기 PM 함유 가스의 통류 상태에서, 상기 보집영역에 상기 PM 가스의 통류 방향과 교차하는 방향으로 회수 기체를 통류하여 보집한 PM을 박리 회수하는 PM 회수부(50)를 구비하고 있다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention does not require an extraction device having a large capacity when collecting PM, does not cause clogging, is difficult to re-scatter even under high wind speed conditions, and exhibits high dust collection performance And provides an electrostatic precipitator with low possibility of failure. Like electrode (20) formed with a plurality of through holes for allowing PM to pass therethrough, a discharge electrode (30) disposed opposite to one surface of the plate electrode, and a voltage between the plate electrode and the discharge electrode A discharge generating section for generating a discharge to apply a coulomb force to the particulate matter, a collecting region for collecting the PM formed on the opposite side of the plate electrode to the discharge electrode, , A gas flow area (33) through which a PM-containing gas formed between the plate electrode and the discharge electrode flows, and a gas flow area (33) in which the flow of the PM gas And a PM collecting section (50) for separating and collecting the PM collected by flowing the recovering gas in a direction crossing the direction of the arrow.
Description
본 발명은, 입자상 물질(PM:Particulate Matter)을 함유하는 예컨대 내연기관의 배기가스 등의 PM 함유 가스 내로부터 PM을 제거하도록 한 전기 집진 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an electrostatic precipitator for removing PM from a PM containing gas such as an exhaust gas of an internal combustion engine containing particulate matter (PM), for example.
내연기관으로부터 배출되는 배기가스에는, NOx, SOx 외에, 탄소를 주성분으로 하는 PM 등의 유해 물질이 포함되어 있다. 인간이 호흡에 의해 PM을 체내에 들이마시면 여러 가지 건강 피해가 발생하는 것으로 알려져 있어, PM을 효율적으로 제거하는 PM 제거장치의 개발이 요망되고 있다. Exhaust gas discharged from the internal combustion engine contains NOx and SOx as well as harmful substances such as PM containing carbon as a main component. It is known that humans take PM into the body by breathing, and various health damages are known to occur. Therefore, it is desired to develop a PM elimination device that efficiently removes PM.
이러한 PM 제거장치로서, 배기 덕트 속에, 필터를 설치하는 방법이 있지만, 필터는 막히기 쉽고, 압력 손실이 크다는 등의 과제가 있다. 이에 대하여 전기 집진 장치는, 막히지 않고, 압력 손실이 작기 때문에, 내연기관의 배기 덕트에 부착하기에는 유효하다. As such a PM eliminating device, there is a method of installing a filter in an exhaust duct, but there is a problem that the filter is easily clogged and the pressure loss is large. On the other hand, the electric dust collecting apparatus is not clogged and has a small pressure loss, so that it is effective to adhere to the exhaust duct of the internal combustion engine.
이러한 전기 집진 방식의 PM 제거장치로서는, 예컨대 도 14에 나타내는 바와 같이, 입자상 물질을 포함하는 가스류(流) 속에 방전 전극(201)과, 상기 방전 전극(201)과 대향하여 설치된 여과 장치(202)와, 방전 전극(201) 및 여과 장치(202) 사이에 고전압을 인가하는 고압 전원(203)과, 여과 장치(202)를 통과하는 가스류를 조절하는 추기(抽氣)용 송풍기(204)와, 배기가스를 흡인하는 주(主) 송풍기(205)를 구비한 제진(除塵)장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 마찬가지로, 도 15에 나타내는 바와 같이, 추기용 송풍기(204)를 생략하고, 그 대신에 가스 출구를 2개로 분류(分流)시켜, 각 가스 출구에 압력 손실 조정용의 댐퍼(210)를 설치하도록 한 제진장치도 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 1 참조). 14, a
또, 도 16 및 도 17에 나타내는 바와 같이, 입자상 물질을 포함하는 가스류 내에 방전 전극(201)과, 상기 방전 전극(201)과 대향하여 설치된 대향 전극(207)을 갖는 여과 장치(202)와, 방전 전극(201) 및 여과 장치(202) 사이에 고전압을 인가하는 고압 전원(203)과, 여과 수단(202) 내 또는 그 배면에 폐쇄된 폐쇄 공간(208)을 구비한 제진장치가 알려져 있다(예컨대, 특허 문헌 2 참조).16 and 17, a
그러나, 상기 특허 문헌 1에 기재된 도 14에 나타내는 종래예에 있어서는, 추기용 송풍기(204)에 의해 여과 장치(202)를 통과하는 가스의 배기량을 조정하지만, 여과 장치(202)는 서브 미크론 오더(sub micron order)의 크기인 입자상 물질을 여과하기 위해서는 충분히 눈이 미세한 것을 사용할 필요가 있기 때문에, 여과 장치(202)에 의한 압력 손실이 커져, 추기용 송풍기(204)로서, 용량이 큰 것이 필요하게 된다. 이 경우에는, 어느 정도의 시간 동안 운전하면, 도 18에 나타내는 바와 같이, 여과 장치(202)에 입자상 물질(209)이 가득 차서 막힘이 발생함에 따라, 집진이 불가능해지기 때문에, 여과 장치(202)를 빈번히 교환할 필요가 있게 된다는 미해결의 과제가 있다. 반대로, 추기용 송풍기(204)의 용량이 작은 경우에는, 여과 장치(202)를 통과하는 풍량이 작기 때문에, 도 19에 나타내는 바와 같이, 입자상 물질(209)이 여과 장치(202)의 표면 부근에 집중적으로 보집(補集, collect)되게 되며, 이러한 경우, 보집된 입자상 물질(209)이 주(主)가스류에 노출되기 때문에, 주가스류의 풍속이 높은 조건화에서는, 주가스류의 항력(抗力)에 의해 여과장치(202)의 표면에 보집된 입자상 물질이 벗겨 내어져 재비산된다는 미해결의 과제가 있다. However, in the conventional example shown in Fig. 14 described in
마찬가지로, 특허 문헌 1에 기재되어 있는 도 15에 나타내는 종래예에 있어서도, 추기용 송풍기를 생략할 수 있지만, 압력 손실 조정 댐퍼(210)에 의해 여과 장치(202)의 추기량을 조정하기 때문에, 여과 장치(202)로서는 서브 미크론 오더의 크기인 입자상 물질을 여과하기 위해서는 충분히 눈이 미세한 것을 사용할 필요가 있으므로, 여과 장치(202)에 의한 압력 손실이 커져, 압력 손실 조정 댐퍼(210)를 많이 닫은 상태로 할 필요가 있다. 이 경우, 압력 손실 조정 댐퍼(210)에 의한 주가스류의 압력 손실이 커지기 때문에, 송풍기(205)에 용량이 큰 것이 필요하게 된다. 또, 도 18에 나타내는 바와 같이, 어느 정도의 시간 동안 운전하면, 여과 장치(202)에 막힘이 생겨, 집진이 불가능해진다는 미해결의 과제가 있다. 반대로, 압력 손실 조정 댐퍼(210)의 폐쇄량이 작은 경우에는, 송풍기(205)의 용량은 작아도 되지만, 여과 장치(202)를 통과하는 풍량이 작기 때문에, 도 19에 나타내는 바와 같이, 여과 장치(202)의 표면에 보집된 입자상 물질(209)이 벗겨 내어져, 재비산이 발생한다는 미해결의 과제가 있다. 또, 압력 손실 조정 댐퍼(210)와 같은 가동 기구는, 고온의 배기가스 중에 있어서는, 고장의 위험성이 매우 높다는 미해결의 과제도 있다. Similarly, in the conventional example shown in Fig. 15 described in
또, 특허 문헌 2에 기재된 도 16에 나타내는 종래예에 있어서는, 방전 전극(201)과 대향 전극(207)의 사이에 생기는 이온풍(風)에 의한 2차 흐름은, 최대풍속 2m/s 정도이다. 여과 장치(202)는 서브 미크론 오더의 크기인 입자상 물질을 여과하기 위해서는 충분히 눈이 미세한 것을 사용할 필요가 있으며, 여과 장치(202)에 의한 압력 손실이 크기 때문에, 이온풍에 의한 2차 흐름만으로, 여과 장치(202)를 가스가 충분히 통과하기가 어려우며, 도 20에 나타내는 바와 같이, 입자상 물질(209)은 여과 장치(202)의 표면 부근에 집중적으로 보집된다. 이 경우, 보집된 입자상 물질이 주가스류에 노출되기 때문에, 주가스류의 풍속이 높은 조건화에서는 주가스류의 항력에 의해 여과장치(202)의 표면에 보집된 입자상 물질(209)이 벗겨 내어져, 재비산이 발생한다는 미해결의 과제가 있다. In the conventional example shown in Fig. 16 described in
이에, 본 발명은, 상기 종래예에 의한 미해결의 과제에 주목하여 이루어진 것으로서, 용량이 큰 추기(抽氣)장치를 필요로 하지 않으며, 막힘이 발생하지 않고, 높은 풍속 조건 하에서도 재비산되기 어려우며, 높은 집진 성능을 발휘하고, 고장의 가능성이 낮은 전기 집진 장치를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.Accordingly, the present invention has been made in view of the problems of the above-described conventional problems, and it is an object of the present invention to provide an air conditioner which does not require a large extraction device and is not clogged, An object of the present invention is to provide an electric dust collector which exhibits high dust collecting performance and is low in possibility of failure.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 1 양태는, 입자상 물질을 통과시키는 관통 구멍을 복수 형성한 판형상 전극과, 상기 판형상 전극의 일방(一方)의 면에 대향하여 배치된 방전 전극과, 상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 전압을 인가하여 상기 입자상 물질에 쿨롱력(Coulomb force)을 부여하는 방전을 발생시키는 방전 발생부와, 상기 판형상 전극의 상기 방전 전극과의 대향면과는 반대 측에 형성된 입자상 물질을 보집(補集)하는 보집영역과, 상기 판형상 전극과 상기 방전 전극의 사이에 형성된 입자상 물질 함유 가스를 통류(通流, flow-through)시키는 가스 통류 영역과, 상기 입자상 물질 함유 가스의 통류상태에서, 상기 보집영역에 해당 입자상 물질 함유 가스의 통류 방향과 교차하는 방향으로 회수 기체를 통류하여 보집한 입자상 물질을 박리(剝離) 회수하는 입자상 물질 회수부를 구비하고 있다. 그리고, 상기 방전에 의해 입자상 물질 함유 가스 중의 입자상 물질을 대전시켜 상기 관통 구멍을 통해 상기 보집영역에 보집하고, 상기 보집영역에 보집된 입자상 물질을 상기 회수 기체에 의해 박리 회수한다.In order to achieve the above object, a first aspect of the electric dust collector according to the present invention is a dust collecting apparatus comprising: a plate electrode having a plurality of through holes for allowing particulate matter to pass therethrough; A discharge generating part for generating a discharge which applies a Coulomb force to the particulate matter by applying a voltage between the plate electrode and the discharge electrode; A collecting area for collecting particulate matter formed on the side opposite to the facing face of the discharge electrode and a particulate matter containing gas formed between the plate electrode and the discharge electrode, Containing gas in a flow direction of the particulate matter containing gas in a direction crossing the flowing direction of the particulate matter containing gas in the collecting region Peeling the bojip a particulate matter (剝離) recovering the particulate matter recovered and a portion. Then, the particulate matter in the particulate matter-containing gas is charged by the discharge, and the particulate matter in the particulate matter-containing gas is collected through the through hole and collected in the collection region, and the particulate matter collected in the collection region is separated and collected by the recovery gas.
이러한 구성에 의하면, 방전 전극과 판형상 전극 사이에 발생하는 코로나 방전, 배리어(barrier) 방전 등의 방전에 의해, 입자상 물질 함유 가스 중의 입자상 물질을 하전(荷電)시키고, 쿨롱력에 의해 관통 구멍을 통해 판형상 전극의 방전 전극과는 반대측의 면에 형성되는 보집공간 내부로 이동시켜 보집공간 내에 보집시킨다. 보집한 입자상 물질은 입자상 물질 함유 배기가스의 통류 방향과는 교차하는 방향으로 통류하는 회수 기체에 의해 박리 회수함으로써, 입자상 물질 함유 배기가스의 통류상태에서, 회수 기체에 의한 입자상 물질의 박리 회수를 입자상 물질 함유 배기가스에 재혼입하는 일없이 확실히 회수할 수가 있다. According to such a configuration, particulate matter in the particulate matter-containing gas is charged (discharged) by discharge such as corona discharge and barrier discharge occurring between the discharge electrode and the plate-like electrode, and the through- Shaped electrodes on the opposite side of the discharge electrodes to the inside of the collecting space to be recognized in the collecting space. The collected particulate matter is peeled and recovered by a recovery gas flowing in a direction crossing the direction of flow of the particulate matter-containing exhaust gas, whereby the number of peeling of the particulate matter by the recovery gas in the flowing state of the particulate matter- It can be reliably recovered without being remarried to the substance-containing exhaust gas.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 2 양태는, 상기 방전 발생부가, 상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 직류 전압을 인가하여 코로나 방전을 발생시킨다. In the second aspect of the electric dust collector according to the present invention, the discharge generating portion generates a corona discharge by applying a direct current voltage between the plate electrode and the discharge electrode.
본 제 2 양태에 의하면, 판형상 전극 및 방전 전극 사이에 발생하는 코로나 방전에 의해, PM 입자를 대전시켜, 쿨롱력을 부여한다. According to the second aspect, the PM particles are charged by the corona discharge occurring between the plate electrode and the discharge electrode to impart the Coulomb force.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 3 양태는, 상기 방전 전극이, 단면(斷面)이 장방형(長方形)이며 단면의 긴 변측이 상기 판형상 전극과 대향되는 판형상 전극부 본체와, 상기 판형상 전극부 본체의 단면의 짧은 변 측에 형성된 가시 형상(thorn-shaped) 방전부를 구비하고 있다. In a third aspect of the electric dust collector according to the present invention, the discharge electrode includes a plate-shaped electrode unit main body having a rectangular cross section and a long side of the end face facing the plate electrode, And a thorn-shaped discharge portion formed on a short side of the end surface of the plate-like electrode body.
본 제 3 양태에 의하면, 방전 전극의 방전부를 가시 형상 방전부로 구성하기 때문에, 비교적 굵게 형성할 수가 있다. 이 때문에, 가공 및 조립이 용이하고, 제조 비용도 억제할 수 있으며, 또한 수명을 장기화할 수가 있다. According to the third aspect, since the discharge portion of the discharge electrode is constituted by the visible discharge portion, it can be formed relatively thick. Therefore, it is easy to process and assemble, the manufacturing cost can be suppressed, and the service life can be prolonged.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 4 양태는, 상기 판형상 전극부 본체의 연장 방향이, 상기 입자상 물질 함유 가스의 통류 방향과 교차되어 있다. In the fourth aspect of the electric dust collector according to the present invention, the extending direction of the plate-shaped electrode unit main body intersects with the flowing direction of the particulate matter containing gas.
본 제 4 양태에 의하면, 이러한 구성에 의하면, 복수의 방전 전극에서 가시 형상 방전부를 위치가 겹치지 않게 배치함으로써, 코로나 방전 영역을 통류하는 입자상 물질 함유 배기가스에 대해 빠짐없이 형성할 수 있어, 입자상 물질 제거율을 향상시킬 수가 있다. According to the fourth aspect of the present invention, according to this configuration, since the visibility-shaped discharge portions are arranged so as not to overlap with each other in the plurality of discharge electrodes, it is possible to form the discharge- The removal rate can be improved.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 5 양태는, 상기 방전 발생부가, 상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 교류 전압을 인가하여 배리어 방전을 발생시킨다. In the fifth aspect of the electric dust collector according to the present invention, the discharge generating section generates an electric discharge by applying an alternating voltage between the plate electrode and the discharge electrode.
본 제 5 양태에 의하면, 판형상 전극 및 방전 전극 사이에 발생하는 배리어 방전에 의해, PM 입자를 하전시켜, 쿨롱력을 부여한다. According to the fifth aspect, the PM particles are charged by the barrier discharge generated between the plate electrode and the discharge electrode to impart the Coulomb force.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 6 양태는, 상기 방전 전극이, 금속 전극과 상기 금속 전극을 덮는 유전체에 의해 상기 입자상 물질 함유 가스의 통류 방향을 따르는 판면을 갖는 판형상으로 형성되어 있다. In a sixth aspect of the electric dust collector according to the present invention, the discharge electrode is formed in a plate shape having a metal electrode and a dielectric covering the metal electrode, the plate having a surface along the flow direction of the particulate matter-containing gas .
본 제 6 양태에 의하면, 금속 전극이 유전체로 덮여 있기 때문에, 대향하는 판형상 전극과의 사이에서 배리어 방전 플라즈마 기둥을 발생시켜, 무성(無聲) 방전으로 할 수가 있다. According to the sixth aspect, since the metal electrode is covered with the dielectric, a barrier discharge plasma column is generated between the metal electrode and the opposing plate-shaped electrode, so that the discharge can be made silent.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 7 양태는, 상기 방전 전극이, 한 쌍의 단자 사이에 접속된 발열 저항체로 구성되며, 상기 한 쌍의 단자 사이에 전압을 인가함으로써 부착된 입자상 물질을 연소시키는 히터로서 작동한다. In a seventh aspect of the electric dust collector according to the present invention, the discharge electrode is constituted by a heat generating resistor connected between a pair of terminals, and the particulate matter attached by applying a voltage between the pair of terminals And operates as a heater for burning.
본 제 7 양태에 의하면, 방전 전극에 부착된 입자상 물질을 연소시켜 제거할 수가 있다. According to the seventh aspect, the particulate matter attached to the discharge electrode can be removed by burning.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 8 양태는, 상기 판형상 전극과 상기 방전 전극의 세트가 상기 판형상 전극끼리 대면(對面)하는 관계로 2세트 병렬 배치되며, 대향되는 판형상 전극 사이에 상기 보집영역을 형성하고 있다. In the eighth aspect of the electric dust collector according to the present invention, two sets of the plate-like electrodes and the discharge electrodes are arranged in parallel to each other in a face-to-face relationship with each other, Thereby forming the above-mentioned collection area.
본 제 8 양태에 의하면, 판형상 전극 및 방전 전극의 세트를 2 세트 조합하여, 판형상 전극 사이에 보집공간을 형성하기 때문에, 개별적으로 보집공간을 설치하는 경우에 비해 좁은 폭으로 구성할 수가 있다. According to the eighth aspect, since two sets of plate electrodes and discharge electrodes are combined and a space is formed between the plate electrodes, it can be configured to have a narrower width than that in a case where the space is separately formed .
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 9 형태는, 상기 보집영역이, 대면하는 상기 한 쌍의 판형상 전극과, 상기 한 쌍의 판형상 전극의 상기 회수 기체와 통류 방향과 평행한 양단부를 폐색(閉塞)하는 한 쌍의 단판부(端板部, end plate portions)로 형성되는 각통(角筒) 전극체에 의해 둘러싸여 있다. In the ninth aspect of the electric dust collector according to the present invention, it is preferable that the above-mentioned collecting area be formed by a pair of the plate-like electrodes facing each other, and both ends parallel to the flowing direction of the above- And is surrounded by a square tube electrode body formed of a pair of end plate portions which are closed.
본 제 9 양태에 의하면, 보집영역이 각통 전극체로 둘러싸여 있으며, 그 안에 회수 기체를 통류함으로써, 입자상 물질 함유 가스의 통류상태에 영향을 주지 않으면서 회수 기체를 통류할 수가 있다. According to the ninth aspect, the recovered region is surrounded by the square-shaped electrode body, and the recovered gas is passed through it, so that the recovered gas can flow through without affecting the flow state of the particulate matter containing gas.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 10 형태는, 상기 보집영역의 회수 기체 통류 방향의 한쪽에 사이클론(cyclone) 집진기를 접속하고, 상기 사이클론 집진기에 흡인 장치를 접속하여, 상기 흡인 장치의 흡인력에 의해 회수 기체류를 형성하게 되어 있다. In a tenth form of the electric dust collector according to the present invention, a cyclone dust collector is connected to one side of the collection region in the direction of the recovery gas flow direction, a suction device is connected to the cyclone dust collector, So as to form a recovery vessel stagnation.
본 제 10 양태에 의하면, 회수 기체를 흡인함으로써 형성하기 때문에, 입자상 물질 함유 가스에 대한 입자상 물질의 재혼입을 확실하게 방지할 수가 있다. According to the tenth aspect, since the recovery gas is formed by sucking the particulate matter, it is possible to reliably prevent the particulate matter from remarrying with respect to the particulate matter-containing gas.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 11 형태는, 상기 보집영역의 회수 기체 통류 방향의 양측에 개별적으로 사이클론 집진기를 접속하고, 상기 각 사이클론 집진기에 흡인 장치를 접속하며, 상기 흡인 장치의 흡인력에 의해 2 방향의 회수 기체류를 형성하게 되어 있다. In the eleventh aspect of the electric dust collector according to the present invention, a cyclone dust collector is connected to both sides of the collection region in the direction of the recovery gas flow direction, a suction device is connected to each of the cyclone dust collectors, So as to form a two-direction recovery vessel stagnation.
본 제 11 양태에 의하면, 보집영역의 양측으로부터 회수 기체를 흡인하기 때문에, 입자상 물질의 회수 효율을 향상시킬 수가 있다. According to the eleventh aspect, since the recovery gas is sucked from both sides of the collection region, the collection efficiency of the particulate matter can be improved.
또, 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 12 형태는, 상기 대향 전극 사이에 형성되는 복수의 보집영역과 사이클론 집진기의 사이에 상기 보집영역만의 회수 기체를 흡인하는 흡인 후드가 배치되어 있다. In the twelfth aspect of the electric dust collector according to the present invention, a suction hood for sucking the recovery gas of only the collection area is disposed between the plurality of collection areas formed between the counter electrodes and the cyclone dust collector.
본 구성에 의하면, 흡인 후드에 의해, 보집영역에만 회수 기체를 통류시킬 수 있어, 회수 기체를 입자상 물질 함유 배기가스에 영향을 주지 않으면서 입자상 물질 함유 배기가스와 교차하는 방향으로 통류할 수가 있다. 또한, 흡인 장소를 한정할 수 있기 때문에, 회수 기체의 유량을 억제할 수 있어, 흡인 장치를 소형화할 수가 있다.According to this configuration, the recovery gas can flow only through the collection area by the suction hood, and the recovery gas can flow in the direction crossing the particulate matter-containing exhaust gas without affecting the particulate matter-containing exhaust gas. Further, since the suction position can be limited, the flow rate of the recovery gas can be suppressed, and the suction device can be downsized.
본 발명에 의하면, 복수의 관통 구멍을 갖는 판형상 전극과 방전 전극을 대향되도록 배치하고, 판형상 전극의 방전 전극과는 반대 측에 집진 영역을 형성하며, 판형상 전극과 방전 전극의 사이에 PM 함유 가스를 통류하고, 판형상 전극과 방전 전극의 사이에 전압을 인가하여 방전을 발생시켜, PM을 하전(荷電)시킨다. 이로써, PM을 쿨롱력에 의해 관통 구멍을 통해 보집공간 내에 이동시켜, 보집공간 내에서 PM을 보집한다. 보집한 PM은 PM 함유 가스의 통류 방향과 교차하는 방향으로 흐르는 회수 기체에 의해 PM 함유 가스에 재혼입하는 일없이 확실히 회수할 수가 있다. 또, 용량이 큰 추출용 송풍기를 설치하지 않고도, 보집영역에서 보집한 PM을 회수할 수가 있다. 또한, PM의 회수시에 높은 풍속 조건 하에서도 재비산되기 어렵고, 높은 집진 성능을 발휘할 수 있으며, 고장이 발생하기 어려운 전기 집진 장치를 제공할 수가 있다.According to the present invention, it is possible to dispose the plate electrode having a plurality of through holes and the discharge electrode so as to face each other, to form a dust collection area on the side opposite to the discharge electrode of the plate electrode, Containing gas, and a voltage is applied between the plate electrode and the discharge electrode to generate discharge to charge (charge) the PM. Thereby, the PM is moved through the through hole by the Coulomb force in the holding space, and the PM is recognized in the holding space. The recovered PM can be reliably recovered without being remarried to the PM containing gas by the recovering gas flowing in the direction crossing the flow direction of the PM containing gas. In addition, it is possible to recover the PM collected in the collection area without installing the extraction blower having a large capacity. Further, it is possible to provide an electric dust collector which is hardly re-dispersed even under high wind speed conditions at the time of collecting PM, can exhibit high dust collecting performance, and is less prone to failure.
도 1은 본 발명에 관한 전기 집진 장치의 제 1 실시 형태를 나타내는 하우징의 일부를 절제(切除)하여 나타내는 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A선상의 단면도이다.
도 3은 본 발명에 적용할 수 있는 방전 전극을 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 1의 B-B선상의 분리 흡인 후드의 단면도이다.
도 5는 배기가스 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 형태를 나타내는 개략 구성도이다.
도 7은 본 발명에 또 다른 실시 형태를 나타내는 주요부의 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 2 실시 형태를 나타내는 종단면도이다.
도 9는 도 8의 C-C선상의 단면도이다.
도 10은 도 8의 측면도이다.
도 11은 제 2 실시 형태에 적용할 수 있는 방전 전극을 나타내는 도면으로서, 도 11(a)는 전체 사시도, 도 11(b)는 유전체판을 분리한 상태의 사시도이다.
도 12는 제 2 실시 형태를 적용한 배기가스 처리 시스템의 개략 구성을 나타내는 모식도이다.
도 13은 코로나 방전 특성을 나타내는 특성선도이다.
도 14는 종래예를 나타내는 설명도이다.
도 15는 다른 종래예를 나타내는 설명도이다.
도 16은 또 다른 종래예를 나타내는 설명도이다.
도 17은 도 14의 여과 장치의 상세 구성도이다.
도 18은 여과 장치에 있어서의 입자상 물질의 보집상태를 나타내는 모식도이다.
도 19는 여과 장치에 있어서의 입자상 물질의 재비산 상태를 나타내는 모식도이다.
도 20은 여과 장치에 있어서의 입자상 물질의 재비산 상태를 나타내는 모식도이다.1 is a perspective view showing a part of a housing showing a first embodiment of the electric dust collector according to the present invention.
2 is a cross-sectional view taken along line A-A in Fig.
3 is a perspective view showing a discharge electrode applicable to the present invention.
Fig. 4 is a cross-sectional view of the separation suction hood on line B-B in Fig. 1;
5 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas treatment system.
6 is a schematic configuration diagram showing another embodiment of the present invention.
7 is a cross-sectional view of a main part showing another embodiment of the present invention.
8 is a longitudinal sectional view showing a second embodiment of the present invention.
9 is a cross-sectional view taken along the line C-C in Fig.
10 is a side view of Fig. 8. Fig.
Fig. 11 is a view showing a discharge electrode applicable to the second embodiment. Fig. 11 (a) is an entire perspective view, and Fig. 11 (b) is a perspective view in a state in which a dielectric plate is separated.
12 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an exhaust gas processing system to which the second embodiment is applied.
13 is a characteristic diagram showing the corona discharge characteristic.
Fig. 14 is an explanatory view showing a conventional example.
15 is an explanatory view showing another conventional example.
16 is an explanatory view showing still another conventional example.
17 is a detailed configuration diagram of the filtration apparatus of Fig.
18 is a schematic diagram showing the state of particulate matter collection in the filtration apparatus.
19 is a schematic diagram showing the re-scattering state of the particulate matter in the filtration apparatus.
20 is a schematic diagram showing the re-scattering state of the particulate matter in the filtration apparatus.
이하, 본 발명의 실시의 형태를 도면에 근거하여 설명한다. DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 제 1 실시 형태를 나타내는 하우징의 일부를 절제(切除)하여 나타내는 사시도이다. FIG. 1 is a perspective view showing a part of a housing according to a first embodiment of the present invention. FIG.
도면 중, 부호 1은 예컨대 내연기관 특히 선박용 디젤 엔진의 배기가스 내에 포함되는 탄소를 주성분으로 하는 입자 지름이 100㎛ 이하인 입자상 물질(PM:Particulate Matter), 특히 입자 지름이 10㎛ 이하인 부유(浮遊) 입자상 물질(SPM:Suspended Particulate Matter)을 보집할 수 있는 전기 집진 장치이다. In the figure,
상기 전기 집진 장치(1)는, 예컨대 입방체(立方體) 형상의 하우징(2)을 가지며, 상기 하우징(2) 내에 예컨대 사각형(方形)의 판형상 전극(20)과 상기 판형상 전극(20)의 일면에 도 2에 나타내는 바와 같이 소정 간격(L1)을 가지고 대향되는 방전 전극(30)과의 세트로 구성되는 집진 전극(40)을 복수 세트 구비하고 있다. The
여기서, 판형상 전극(20)은, 방전 전극(30)과 대향하는 면으로부터 반대측의 면에 이르는 예컨대 원형의 복수의 관통 구멍(21)이 전면(全面)에 형성된 펀칭 플레이트(22)로 형성되며, 예컨대 판면이 수직 방향이 되도록 배치되어 있다. Here, the
또, 방전 전극(30)은, 도 3에 나타내는 바와 같이, 평평한 장방형(長方形) 단면을 가지며, 예컨대 판형상 전극(20)에 대향하여 수평 방향으로 연장되는 띠형상 전극 본체(31)와, 상기 띠형상 전극 본체(31)의 단면(斷面)에 있어서의 단면(端面)측이 되는 상하 단면에 가시 형상 전극부(32)가 수평 방향으로 소정 간격을 두고 다수 형성되어 있다. 그리고, 띠형상 전극 본체(31)의 단면에 있어서의 긴 변측이 판형상 전극(20)에 대향하여 평행하게 배치되어 있다. 3, the
여기서, 방전 전극(30)은 수직 방향으로 소정 간격을 두고 복수, 예컨대 3개가 평행하게 배치되어 있다. Here, a plurality of, for example, three
그리고, 집진 전극(40)은, 2세트가 그 판형상 전극(20)들을, 소정 간격(L2)을 두고 대향시키는 관계로 배치되어 있다. 그리고, 대향 배치된 판형상 전극(20)의 상하 단부가 단판(端板)(23a 및 23b)에 의해 폐색되어 판형상 전극(20)과 단판(23a 및 23b)에 의해 좌우 단부가 개방된 각통(角筒) 전극체(24)가 형성되어 있다. The
따라서, 각통 전극체(24)의 내측이 PM의 보집영역(25)이 되며, 각통 전극체(24)의 외측에 있어서의 판형상 전극(20)과 대향되는 위치에 복수의 방전 전극(30)이 배치되어 있다. Therefore, the inside of the
이 때문에, 인접하는 집진 전극(40)에서는, 방전 전극(30)이 공통화되어 방전 전극(30), 각통 전극체(24), 방전 전극(30), 각통 전극체(24)의 순으로 병렬 배치되어 있다. 이들 방전 전극(30) 및 각통 전극체(24)의 개수는 집진 처리하는 PM 함유 배기가스의 유량에 따라 설정된다. Therefore, in the adjacent
또, 각통 전극체(24)와 방전 전극(30)의 사이에는, 각통 전극체(24)에 양극(正極)을 접속하고, 방전 전극(30)에 음극(負極)을 접속한 예컨대 103~105 볼트 정도의 고전압을 인가하는 고압 전원(45)이 접속되고, 상기 고압 전원(45)의 양극측이 접지(接地)되어 있다. A positive electrode is connected to each
이 때문에, 각통 전극체(24)와 방전 전극(30)의 가시 형상 전극부(32)의 사이에서 코로나 방전이 발생하며, 각통 전극체(24)와 방전 전극(30)의 사이에 형성된 가스 통류 영역(33)을 통류하는 PM 함유 배기가스의 PM이 코로나 방전을 받아 대전된다. Therefore, corona discharge occurs between the
그리고, PM에 각통 전극체(24)와 방전 전극(30) 사이의 전계에 의해 쿨롱력이 작용하여, 각통 전극체(24)를 향해 운동을 시작한다. PM은 질량을 갖기 때문에, 관성력에 의해 그대로 각통 전극체(24)의 관통 구멍(21)을 통과하여 보집영역(25)으로 유도된다. Then, the Coulomb force acts on the PM due to the electric field between the square-shaped
상기 보집영역(25)에서는, 유동장(場)(flow field)은 매우 완만하기 때문에, PM은 유동장의 영향을 받기 어려우며, PM은 자기 자신의 전하와 각통 전극체(24)의 판형상 전극(20) 사이의 전위 차에 의한 전기 영상력(electric image force)을 받아, 각통 전극체(24)를 구성하는 판형상 전극(20)의 내주면으로 이동 부착되어 보집된다. In the collecting
그리고, 하우징(2)의 하면 및 상면에는 PM 함유 배기가스를 통류시키는 배기가스 도입구(3) 및 배기가스 배출구(4)가 형성되며, 배기가스 도입구(3)로부터 하우징(2) 내에 도입된 PM 함유 배기가스는 각통 전극체(24)의 판형상 전극(20)과 방전 전극(30)의 사이를 방전 전극(30)의 연장 방향과 교차하는 방향으로 수직 방향으로 통류하여 배기가스 배출구(4)로부터 배출된다. An exhaust gas inlet 3 and an
또, 하우징(2)의 예컨대 좌단면에 각통 전극체(24)의 내면에 대향되는 복수의 개구부(5)가 형성되고, 우단면에 각통 전극체(24)의 내면 측에서만 회수 기체를 흡인하는 PM 회수부로서의 분리 흡인 후드(50)가 배치되어 있다. 상기 분리 흡인 후드(50)는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 각통 전극체(24)의 내면에 연통(連通)되며, 타단의 흡인구(51)에 연통되는 분리 흡인 통로(52)를 갖는다. 또한, 실시예의 설명을 알기 쉽게 하기 위하여, 도 1에서는 하우징(2) 및 각통 전극체(24)의 우단면과 분리 흡인 후드(50)를 이격(離隔)하여 도시하고 있다. 그러나, 실제의 실시예의 구성에서는, 도 4에 나타내는 바와 같이, 하우징(2) 및 각통 전극체(24)의 우단면과 분리 흡인 후드(50)는 이격되어 있지 않다. 분리 흡인 후드(50)는, 하우징(2) 및 각통 전극체(24)의 우단면에 접하여 배치되어 있다.A plurality of
그리고, 분리 흡인 후드(50)의 흡인구(吸引口, 51)에 사이클론 집진기(60)의 회수구(回收口, 61)가 연통되어 있다. 상기 사이클론 집진기(60)는, 흡인한 보집 PM과 회수 기체와의 혼합 유체를 고체-기체(固氣) 분리(solid-gas separation)하는 것으로서, 하우징(60a)의 상부에 형성된 흡인구(63)에 흡인 장치로서의 블로워(blower, 64)가 접속되어 있다. 그리고, 블로워(64)를 작동시킴으로써, 상기 블로워(64)에 의해 사이클론 집진기(60)의 흡인구(63)로부터 기체가 흡인됨에 따라, 회수구(61)로부터 보집 PM과 회수 기체와의 혼합 유체를 흡인하여 고체-기체 분리한다. 분리된 PM은 하방의 PM 회수부(62)로 낙하하여 회수되며, 분리된 회수 기체는, 상방의 흡인구(63)로부터 블로워(64)를 통해 전기 집진 장치(1)의 하면측의 배기가스 도입구(導入口, 3)로 복귀된다. The collection port (collection port) 61 of the
또한, 사이클론 집진기(60)가 분리 흡인 후드(50)를 통해 각통 전극체(24)의 내측의 보집영역(25)에 접속되어 있기 때문에, 블로워(64)를 작동시킴으로써, 하우징(2)의 개구부(5)로부터 외부의 공기가 회수 기체로서 흡인되며, 상기 회수 기체가 PM 함유 배기가스와 직교하는 방향으로 보집영역(25)을 통과한다. 이 때문에, 보집영역(25)에 보집되어 있는 PM이 박리되어 회수 기체와 함께 분리 흡인 후드(50)를 통해 사이클론 집진기(60)에 공급된다. In addition, since the
다음으로, 상기 제 1 실시 형태의 동작을 설명한다. Next, the operation of the first embodiment will be described.
먼저, 도 5에서 모식적으로 나타내는 바와 같이, 전기 집진 장치(1)에 있어서의 하우징(2)의 배기가스 도입구(3)를 선박용 디젤 엔진 등의 PM 함유 가스 배출 장치(70)에 덕트 등의 가스 통류부(71)를 통해 접속하고, 하우징(2)의 배기가스 배출구(4)에 마찬가지로 덕트 등의 가스 통류부(72)를 통해 굴뚝 등의 가스 배출부(73)에 접속한다. First, as schematically shown in Fig. 5, the exhaust gas inlet 3 of the
이 상태에서, PM 함유 가스 배출 장치(70)를 작동시키면, 상기 PM 함유 가스 배출 장치(70)로부터 PM 함유 배기가스가 출력되고, 이 PM 함유 배기가스가 전기 집진 장치(1)의 하우징(2)에 있어서의 배기가스 도입구(3)에 도입된다. In this state, when the PM containing
고압 전원(45)으로부터 각통 전극체(24)와 방전 전극(30)의 사이에 고전압을 인가함으로써, 방전 전극(30)의 가시 형상 전극부(32)의 선단으로부터 각통 전극체(24)를 구성하는 방전 전극(30)을 향해 PM 함유 가스의 가스 통류 영역(33)을 가로지르는 코로나 방전이 발생한다. A high voltage is applied between the
이 때문에, PM 함유 가스에 포함되는 PM은 코로나 방전을 받아 대전된다. 그리고, 각통 전극체(24)와 방전 전극(30) 사이의 전계에 의해 PM에 쿨롱력이 작용하여, PM이 각통 전극체(24)를 구성하는 판형상 전극(20)을 향해 운동을 시작한다. PM은 질량을 갖기 때문에, 관성력에 의해 그대로 판형상 전극(20)의 관통 구멍(21)을 통과하여 내부의 보집영역(25)으로 유도된다. For this reason, PM contained in the PM-containing gas is charged by corona discharge. The Coulomb force acts on the PM due to the electric field between the
상기 보집영역(25)에서는, 유동장은 매우 완만하기 때문에, PM은 유동장의 영향을 받기 어려우며, PM은 자기 자신의 전하와 각통 전극체(24)의 판형상 전극(20) 사이의 전위 차에 의한 전기 영상력을 받아, 판형상 전극(20)의 내주면으로 이동 부착하여 보집된다. The PM is hardly influenced by the flow field and the PM is caused by the electric potential difference between its own charge and the
이와 같이, 판형상 전극(20)의 내주면에 PM이 보집되어, 소정 시간마다 블로워(64)를 작동시키면, 하우징(2)의 개구부(5)로부터 외부의 공기가 회수 기체로서 흡인되며, 이 회수 기체가 PM 함유 배기가스의 통류 방향과 직교하는 방향으로 보집영역(25)을 통과한다. 이 때문에, 보집영역(25)에 보집되어 있는 PM이 박리되어 회수 기체와 함께 분리 흡인 후드(50)를 통해 사이클론 집진기(60)에 공급된다. 여기서, 판형상 전극(20)의 관통 구멍(21)의 개구율을 20~40%로 설정하고, 개구부(5)의 개구율을 90% 이상으로 설정함으로써, 판형상 전극(20)의 관통 구멍(21)에서의 유로 저항을 크게 하여 회수 기체에 의한 PM 함유 배기가스의 흡인을 최소한으로 할 수가 있다. 이 때문에, 회수 기체의 유속을 크게 하여도 PM 함유 배기가스를 흡인하는 일이 없으며, 판형상 전극(20)의 내주면에 보집된 PM을 효율적으로 박리하여 분리 흡인 후드(50)에 배출할 수가 있다. As described above, when PM is collected on the inner peripheral surface of the
이때, 분리 흡인 후드(50)에서는, 회수 기체 흡인 통로(분리 흡인 통로(52))가 각통 전극체(24)의 내주면에 대향되는 위치에만 형성되어 있다. 이 때문에, 회수 기체 흡인 통로가 각통 전극체(24) 사이의 PM 함유 배기가스 유로에는 개구되어 있지 않기 때문에, PM 함유 배기가스를 직접 흡인하는 것을 확실히 저지할 수가 있다. At this time, in the
또, 분리 흡인 후드(50)에 도달한 박리된 PM과 회수 기체와의 혼합 유체는 회수구(61)로부터 사이클론 집진기(60) 내에 도입되어 혼합기체가 고체-기체 분리된다. 그리고, 분리된 PM은 바닥부의 PM 회수부(62)로 낙하하여 회수되며, 분리된 PM을 다소 포함하는 회수 기체는, 흡인구(63)로부터 블로워(64)에 흡인되어 하우징(2)의 배기가스 도입구(3) 근방의 가스 통류부(71)로 복귀된다. Further, the mixed fluid of the separated PM and the recovery gas that has reached the
이와 같이, 상기 제 1 실시 형태에 의하면, PM 함유 배기가스의 유로와는 판형상 전극을 사이에 끼고 반대 측에 형성된 보집영역(25)에 PM을 보집하기 때문에, PM 함유 배기가스의 통류상태에서, 보집영역(25)에 PM 함유 배기가스의 통류 방향과 교차하는 방향으로 회수 기체를 흘림으로써, 보집된 PM이 PM 함유 배기가스에 재혼입되는 일없이, 보집한 PM을 박리하여 확실히 회수할 수가 있다. As described above, according to the first embodiment, since PM is collected in the trapping
이 때, 단순히 각통 전극체(24)를 구성하는 판형상 전극(20)과 방전 전극(30) 사이의 가스 유로에 배기가스를 통류시키는 것만으로 충분하며, 추기수단으로서의 송풍기 등을 설치할 필요가 없다. 또, 배기가스의 흐름을 방해하는 댐퍼(damper) 등을 설치할 필요도 없기 때문에, 배기가스의 압력 손실을 적게 할 수가 있다. At this time, it is sufficient that the exhaust gas is simply passed through the gas flow path between the
또한, 판형상 전극(20)에 형성한 관통 구멍(21)의 지름을 PM의 입자 지름에 관계없이 비교적 큰 지름으로 형성할 수 있기 때문에, 그 만큼의 압력 손실도 작게 억제할 수가 있다. 또한, PM이 보집영역(25)을 구성하는 각통 전극체(24)의 판형상 전극(20)의 내주면에 보집된다. 이 때문에, 판형상 전극(20)의 표면적에 따른 다량의 PM의 보집을 허용할 수 있는 동시에, 관통 구멍(21)은 막힘이 일어나기가 매우 어려워, 막힘으로 인한 보집 장해가 발생하는 것을 확실히 방지할 수가 있다. In addition, since the diameter of the through
또한, 보집영역(25)의 유동장이 작기 때문에, 한 번 보집한 PM의 배기가스 유로에 대한 재비산이 발생하기가 어렵다. 또, 전기 집진 장치(1) 내에 댐퍼(damper)나 송풍기 등의 가동부가 존재하지 않기 때문에, 고장의 가능성이 매우 낮다는 다양한 효과를 얻을 수가 있다. Further, since the flow field of the trapping
또한, 판형상 전극(20)은 펀칭 메탈을 이용할 수 있으며, 둥글게 말거나 접어 구부리거나 하는 판금(板金) 가공이 불필요하여 상단 및 하단을 단판(23a 및 23b)으로 연결하는 것만으로도 각통 전극체(24)를 형성할 수 있어, 가공 비용을 대폭 저감할 수가 있다. In addition, the
또, 방전 전극(30) 및 판형상 전극(20)의 세트를 판형상 전극이 대향하도록 2세트 맞추고, 판형상 전극(20) 사이에 보집영역(25)이 형성되어 있기 때문에, 방전 전극(30) 및 판형상 전극(20)의 세트마다 보집영역을 마련하는 경우에 비해, 보집공간이 하나로 충분하므로 폭방향의 간격을 단축하여 폭이 좁은 구성으로 할 수가 있다. Since the two sets of the
또, PM 함유 배기가스의 통류 방향에 대해 방전 전극(30)의 띠형상 전극 본체(31)가 교차하는 방향으로 연장되어 통류 방향으로 복수 병렬 배치되어 있다. 이 때문에, 각 방전 전극(30)의 가시 형상 방전부의 배치 위치를 PM 함유 배기가스의 통류 방향과 직교하는 방향으로 시프트(shift)하여 배치할 수 있게 된다. 이로써, 코로나 방전을 PM 함유 배기가스의 통량 방향과 직교하는 영역에서 전역에 걸쳐 빠짐없이 발생시킬 수 있어, PM 함유 배기가스의 PM 제거율을 향상시킬 수가 있다. In addition, a plurality of the strip-shaped
또, 방전 전극(30)도 가느다란 바늘형상 전극부를 형성할 필요가 없으며 비교적 굵은 가시 형상(thron-shaped) 전극부(32)를 형성하면 되기 때문에, 가공이 용이하고 수명도 장기화할 수가 있다. Further, since the
또한, 집진 전극 구조로서, 방전 전극을 봉형상부와 그 외주측에 다수의 바늘형상 전극부를 형성한 구성으로 하고, 상기 방전 전극을 둘러싸도록 다수의 관통 구멍을 형성한 원통 전극부를 배치하는 것도 고려할 수 있다. 이 경우에는, 방전 전극과 원통 전극부의 사이에 고전압을 인가하여 코로나 방전을 발생시킴으로써, 원통 전극부의 내주면측으로 통류하는 PM 함유 배기가스의 PM을 대전시켜 원통 전극의 외측의 보집공간으로 이동시킨다. 상기 보집공간에서 보집한 PM을 예컨대 PM 함유 배기가스의 통류 방향과 같은 방향으로 에어 블로우로 날려 회수한다. In addition, as the dust collecting electrode structure, it is also possible to arrange the discharge electrode as a bar-shaped upper portion and a plurality of needle-like electrode portions on the outer peripheral side thereof, and to arrange a cylindrical electrode portion having a plurality of through holes so as to surround the discharge electrode have. In this case, a high voltage is applied between the discharge electrode and the cylindrical electrode portion to generate a corona discharge, so that PM of the PM containing exhaust gas passing through the inner circumferential surface of the cylindrical electrode portion is charged and moved to the outside space of the cylindrical electrode. The PM collected in the collecting space is blown off by an air blow in the same direction as the flow direction of the exhaust gas containing PM, for example.
이러한 구성으로 하는 경우에는, 에어 블로우에 의해 보집공간에 보집된 PM을 날리므로, 날린 PM의 대부분이 에어 블로우와 대향하는 흡인구로부터 흡인되는 일이 없다. 이 때문에, 원통 전극의 내측을 흐르는 PM 함유 배기가스에 재혼입되어 대기에 방출될 가능성이 있어, 보집한 PM의 회수 효율이 저하될 가능성이 있다. 또, 원통 전극 등의 가공 비용이 높아지는 동시에, 대량의 PM 함유 배기가스를 처리하려면, 복수의 전기 집진부를 조합할 필요가 있어, 높은 조립 설치 정밀도가 요구된다. 또한, 방전 전극에 바늘형상 전극부를 채용하는 경우에는 가시 형상 전극부에 비해 수명이 짧아질 가능성이 있다. In such a configuration, most of the blown PM is not sucked from the suction port opposed to the air blow, since the PM blown in the holding space is blown by the air blow. Therefore, there is a possibility that the PM-containing exhaust gas flowing in the inside of the cylindrical electrode may be remarried and released to the atmosphere, which may reduce the recovery efficiency of the recovered PM. In addition, in order to process a large amount of exhaust gas containing PM, it is necessary to combine a plurality of electric dust collecting parts, and high assembly and installation accuracy is required. In addition, when needle electrodes are used for the discharge electrodes, there is a possibility that the lifetime is shortened as compared with the visible electrodes.
이에 대하여, 상기 제 1 실시 형태에서는, 상술한 바와 같이, 판형상 전극(20)과 방전 전극(30)을 병치(倂置)하는 간이한 구성으로, 집진 전극을 형성할 수가 있다. 그리고, 보집영역 내에 회수 기체류를 그 외측의 PM 함유 배기가스와는 교차하는 방향으로 흡인에 의해 형성하기 때문에, 회수 기체에 의해 판형상 전극(20)의 내주면으로부터 박리된 PM이 PM 함유 배기가스에 재혼입되는 것을 확실히 방지할 수가 있다. On the other hand, in the first embodiment, as described above, the dust collecting electrode can be formed with a simple structure in which the
또한, 상기 제 1 실시 형태에 있어서는, 각통 전극체(24)의 일방(一方)의 개구부에 분리 흡인 후드(50)를 설치하여 각통 전극체(24)의 일방 측으로부터 회수 기체를 흡인하는 경우에 대해 설명하였으나, 본 발명은 상기 구성으로 한정되는 것은 아니다. 즉, 제 1 실시 형태의 변형예로서는, 도 6에 나타내는 바와 같이, 각통 전극체(24)의 축방향 중앙부의 상하 단부에 단판(23a 및 23b)을 따라 연장되며 외기에 연통되는 흡인용 개구부(80)를 형성한다. 그리고, 각통 전극체(24)의 양단의 개구부에는 각각 분리 흡인 후드(50)를 통해 사이클론 집진기(60)를 접속하고, 이들 사이클론 집진기(60)에 흡인 장치로서의 블로워(64)를 접속하도록 하여도 무방하다. In the first embodiment, when the
이 경우에는, 보집영역(25)의 양단에 회수 기체 흡인부가 배치되기 때문에, 회수 기체의 흡인 효과를 증강할 수 있어, 보집한 PM을 보다 효율적으로 박리 회수할 수가 있다. In this case, since the recovery gas suction portion is disposed at both ends of the
또, 상기 제 1 실시 형태에 있어서는, 2매의 판형상 전극(20)과 단판(23a, 23b)으로 각통 전극체(24)를 형성하는 경우에 대해 설명하였으나, 판형상 전극(20)이 소정 간격(L2)을 두고 대향되어 있으면 되며 임의의 통(筒) 구조로 할 수가 있다. Although the case of forming the
또, 상기 제 1 실시 형태에 있어서는, 2세트의 집진 전극(40)을 합하여 각통 전극체(24)를 구성하는 경우에 대해 설명하였으나, PM 제거율이 1세트의 집진 전극(40)을 설치하는 것만으로 충분한 경우에는, 도 7에 나타내는 바와 같이 구성하여도 무방하다. 즉, 판형상 전극(20)과 방전 전극(30)을 소정 간격(L1)으로 대향시키고, 판형상 전극(20)의 방전 전극(30)과는 반대 측에 단판(23a, 23b)의 단부 사이를 잇는 폐색판(81)(하우징(2)의 측벽으로 겸할 수도 있음)을 배치함으로써, 내부에 보집영역(25)을 형성한 각통 전극체(24)를 구성하도록 하여도 무방하다.In the first embodiment, the case where the two pairs of
또한, 상기 제 1 실시 형태에 있어서는, PM 함유 배기가스의 통류 방향과 회수 기체의 통류 방향이 직교하고 있는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 양자의 통류 방향이 교차하고 있으면 되는 것이다. In the first embodiment, the case where the flow direction of the PM-containing exhaust gas is perpendicular to the flow direction of the recovery gas has been described. However, the present invention is not limited to this, .
또, 상기 제 1 실시 형태에 있어서는, PM 함유 배기가스가 전기 집진 장치(1)를 바닥면으로부터 상면을 향해 수직 방향으로 통류하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 분리 흡인 후드(50)를 바닥면측으로 하여 PM 함유 배기가스를 수평 방향으로 통류시키도록 하여도 무방하고, PM 함유 배기가스의 통류 방향은 임의로 설정할 수가 있다. In the first embodiment, the case where the exhaust gas containing PM flows vertically through the bottom surface of the
다음으로, 본 발명의 제 2 실시 형태에 대해 도 8~도 11을 수반해 설명한다. Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to Figs. 8 to 11. Fig.
본 제 2 실시 형태에서는, 방전 전극과 판형상 전극의 사이에 발생시키는 방전을 코로나 방전에서 배리어 방전으로 변경한 것이다. In the second embodiment, the discharge generated between the discharge electrode and the plate electrode is changed from the corona discharge to the barrier discharge.
즉, 제 2 실시 형태에서는, 전기 집진 장치(1)의 도전성을 갖는 하우징(100)이, 도 9 및 도 10에 나타내는 바와 같이, 직방체(直方體) 형상으로 형성되어 있다. 즉, 하우징(100)은, 길이방향을 좌우 방향으로 하는 정면판부(101a) 및 배면판부(101b)를 갖는다. 또, 하우징(100)은, 정면판부(101a) 및 배면판부(101b)의 상하 단부간을 연결하는 상면판부(101c) 및 저면판부(101d)와, 정면판부(101a 및 101b)의 좌우 단부간을 연결하는 좌측면판부(101e) 및 우측면판부(101f)를 갖는다. That is, in the second embodiment, the electrically
그리고, 정면판부(101a) 및 배면판부(101b)는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 전후 방향으로 연장되는 장방형의 개구부(102a 및 102b)가 좌우 방향으로 소정 간격(L3)을 두고 예컨대 6개소(箇所) 형성되어 있다. 이들 개구부(102a 및 102b)의 폭(L4)은 소정 간격(L3)보다 좁게 설정되어 있다. As shown in Fig. 8, the
또, 상면판부(101c) 및 저면판부(101d)에는, 도 8에 나타내는 바와 같이, 정면판부(101a), 배면판부(101b), 좌측면판부(101e) 및 우측면판부(101f)로 둘러싸이는 장방형의 개구부(102c 및 102d)가 형성되어 있다. As shown in Fig. 8, the upper
정면판부(101a)의 개구부(102a)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 상술한 선박용 디젤 엔진 등의 선박용 디젤 엔진 등의 PM 함유 가스 배출 장치(70)에 접속된 예컨대 단면(斷面)이 사각형(方形)인 배기가스 통류 덕트(103a)가 연결되어 있다. As shown in Fig. 9, the
또, 배면판부(101b)의 개구부(102b)에는 상술한 가스 배출부(73)에 접속된 마찬가지로 단면이 사각형인 배기가스 통류 덕트(103b)가 연결되어 있다. An exhaust
하우징(100) 내에는, 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 정면판부(101a) 및 배면판부(101b)의 개구부(102a 및 102b)를 제외한 위치 사이에, 상술한 제 1 실시 형태에 있어서의 각통 전극체(24)와 같은 구성을 갖는 5개의 각통 전극체(110)가 병렬 배치되어 있다. 따라서, 각통 전극체(110)는, 배기가스 통류 방향을 따르며 또한 배기가스 통류 방향과 직교하는 방향으로 개구부(102a 및 102b)의 폭(L4)과 동일한 소정 간격을 두고 배치되어 있다. As shown in Figs. 8 and 9, in the
이들 각통 전극체(110)는, 도 8에 나타내는 바와 같이 상면 및 바닥면을 개방한 직방체 형상으로 형성되어 있다. 또, 각통 전극체(110)의 좌우 측면에는 판형상 전극(112a 및 112b)이 그 외측 표면간이 상술한 소정 간격(L3)이 되도록 배치되어 있다. 이들 판형상 전극(112a 및 112b)의 각각은, 상술한 제 1 실시 형태에 있어서의 판형상 전극(20)과 마찬가지로, 예컨대 원형의 복수의 관통 구멍(113)을 전면(全面)에 형성한 펀칭 플레이트(114)로 형성되며, 예컨대 판면이 수직 방향이 되도록 전후방향 즉 배기가스 통류 방향으로 연장되어 배치되어 있다. These square-shaped
또, 좌우 양단의 각통 전극체(110)의 외측에는 소정 간격(L4)을 두고 각통 전극체(110)에 대향되는 면에만 판형상 전극(112c)을 형성한 각통 전극체(115)가 배치되어 있다. 이들 각통 전극체(115)에 대해서도 각통 전극체(110)와 마찬가지로 상면 및 바닥면을 개방한 직방체 형상으로 형성되어 있다. An
이들 각통 전극체(110 및 115)의 상단 측에 각각, 도 8에 나타내는 바와 같이, 외기에 직접 통하며 회수 기체를 취입(取入, intake)하는 개구율이 90% 이상으로 설정된 회수 기체 취입구(取入口, intake ports)(116)가 형성되어 있다. As shown in Fig. 8, on the upper end sides of the
그리고, 각통 전극체(110) 사이와 각통 전극체(110) 및 각통 전극체(115) 사이가, 배기가스 통류 덕트(103a)로부터 공급되는 배기가스가 후방을 향해 통류되는 가스 통류 영역(117)으로 되어 있다. 상기 가스 통류 영역(117)의 각각의 좌우 방향의 중앙부에 방전 전극(120)이 판형상 전극(112a 및 112b, 112c 및 112a, 112b 및 112c)에 개별적으로 대면(對面)하여 배치되어 있다. The space between the square-shaped
방전 전극(120)은, 배기가스 통류 방향을 따르는 장방형 판형상으로 형성되어 있다. 상기 방전 전극(120)은, 도 11에 나타내는 바와 같이, 유전체로서의 알루미나나 질화 규소의 세라믹스(121)에 내장된 평면상에 사행(蛇行)하여 형성된 발열 저항체(122)를 갖는 세라믹 히터의 구성을 갖는다. 발열 저항체(122)에는, 그 상방의 전후 위치에 있어서의 시단(始端) 및 종단(終端)에 단자 접속 패드(123a 및 123b)가 형성되어 있다. 이들 단자 접속 패드(123a 및 123b)에는 외부로 연장되는 리드 단자(124a 및 124b)가 납땜 등에 의해 접합되어 있다. 즉, 방전 전극(120)은, 발열 저항체(122)가 유전체로서의 세라믹스(121)에 의해 덮인 구성을 갖는다. The
각 방전 전극(120)은, 도 8에 나타내는 바와 같이, 하우징(2)의 상면판부(101c)의 개구부(102c)측에 배치된 내열 절연 스페이서(125)와, 각통 전극체(110)의 하단간, 각통 전극체(115 및 110)의 하단간 및 각통 전극체(110) 및 각통 전극체(115)간의 하단간에 배치된 내열 절연 스페이서(126)에 의해 지지되어 있다. Each of the
그리고, 각 방전 전극(120)의 리드 단자(124a 및 124b)가 도 8 및 도 9에 나타내는 바와 같이, 하우징(2)의 상면판부(101c)의 좌우 단부 측에 배치된 고전압 지지 애자(碍子)(127a 및 127b) 사이에 전후방향으로 소정 간격을 두고 평행하게 교가(橋架, bridge)된 고압 급전 바아(high-voltage power supply bars, 128a 및 128b)에 가압 스프링(129)에 의해 하방으로 가압된 상태에서 전기적으로 접속되어 있다. 8 and 9,
고압 급전 바아(128a 및 128b)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 방전 발생부로서의 배리어 방전 발생부(130)가 접속되어 있다. 상기 배리어 방전 발생부(130)는, 고압 급전 바아(128a 및 128b) 사이에 접속된 고내압 파워 릴레이(131)와, 상기 고내압 파워 릴레이(131)의 일단과 고압 급전 바아(128a)간의 접속점과 접지의 사이에 접속된 고내압 파워 릴레이(132) 및 예컨대 10kV의 고전압 교류를 발생시키는 고전압 교류 전원(133)의 직렬 회로를 갖는다. 또한, 고전압 교류 전원(133)과 접지의 사이가 하우징(100)에 접속되어 있다. As shown in Fig. 9, a barrier
또, 고압 급전 바아(128a 및 128b)에는, 도 9에 나타내는 바와 같이, 가열 제어부(135)가 접속되어 있다. 상기 가열 제어부(135)는, 고압 급전 바아(128a 및 128b)에, 고내압 파워 릴레이(136 및 137)를 개별적으로 경유하여 접속된 예컨대 54V 정도의 저전압 교류를 발생하는 저전압 교류 전원(138)을 갖는다. 9, a
그리고, 고전압 교류 전원(133)으로부터 고전압 교류를 출력하여, 고내압 파워 릴레이(131 및 132)를 바이어스 상태(biased state)(온(on) 상태)로 함으로써, 고전압 교류가 방전 전극(120)과 판형상 전극(112a~112c)의 사이에 인가된다. 이로써, 방전 전극(120)과 판형상 전극(112a~112c)의 사이에 배리어 방전 플라즈마 기둥이 발생한다. Voltage AC power is output from the high voltage
상기 방전 전극(120)과 판형상 전극(112a~112c)의 사이에는, PM 입자 함유 배기가스가 통류되어 있다. 이 때문에, PM 입자 함유 배기가스에 포함되는 PM이 배리어 방전 플라즈마 기둥의 통과시에 하전(荷電)되어, 배리어 방전 유지 전압이 만드는 전계에서 쿨롱력이 부여되어 접지 전극이 되는 판형상 전극(112a~112c)측을 향한다. 또한, 쿨롱력이 부여된 PM의 전부가 판형상 전극(112a~112c)을 향하는 것은 아니며, PM의 일부는 방전 전극(120)을 향하는 경우가 있다. Between the
판형상 전극(112a~112c)을 향하는 PM은 판형상 전극(112a~112c)에 형성된 관통 구멍(111)으로부터 각통 전극체(110) 내에 보집된다. The PM toward the
또, 방전 전극(120)에 부착한 PM은, 정기적으로 고내압 파워 릴레이(131 및 132)의 바이어스 상태를 해제하고 방전 전극(120)에 대한 고전압 교류의 인가를 정지하며, 그 대신에 고내압 파워 릴레이(136 및 137)를 바이어스 상태로 하여 방전 전극(120)의 리드 단자(124a 및 124b)에 저전압 교류를 인가함으로써, 방전 전극(120)을 세라믹 히터로서 동작시킨다. 이로써, 방전 전극(120)이 1~2분 정도만에 800℃ 정도까지 가열되어, 표면에 부착된 PM을 완전 연소시켜 제거한다. The PM attached to the
또, 하우징(100)의 저면판부(101d)에 형성된 개구부(102c)에 흡인 후드(140)가 연결되어 있다. 상기 흡인 후드(140)는 각통 전극체(110 및 115)의 바닥부의 개구부(118)에만 연통되어 있으며, 가스 통류 영역(117)과는 내열 절연 스페이서(126)에 의해 분리되어 있다. The
상기 흡인 후드(140)의 흡인구(141)에는 도시하지 않지만 상술한 제 1 실시 형태와 마찬가지로 사이클론 집진기(60)의 회수구(61)가 연통되어 있다. 상기 사이클론 집진기(60)에는, 하우징(60a)의 상부에 형성된 흡인구(63)에 흡인 장치로서의 블로워(64)가 접속되어 있다. 그리고, 블로워(64)를 작동시킴으로써, 상기 블로워(64)에 의해 사이클론 집진기(60)의 흡인구(63)로부터 기체가 흡인됨에 따라, 회수구(61)로부터 보집 PM과 회수 기체의 혼합 유체를 흡인하여 고체-기체 분리한다. 분리된 PM은 하방의 PM 회수부(62)로 낙하하여 회수되며, 분리된 회수 기체는, 상방의 흡인구(63)로부터 블로워(64)를 통해 전기 집진 장치(1)의 정면 측에 접속된 배기가스 통류 덕트(103a)로 복귀된다. A
다음으로, 상기 제 2 실시 형태의 동작을 설명한다. Next, the operation of the second embodiment will be described.
먼저, 도 12에서 모식적으로 나타내는 바와 같이, 전기 집진 장치(1)에 있어서의 하우징(100)에 연결된 배기가스 통류 덕트(103a)를 선박용 디젤 엔진 등의 PM 함유 가스 배출 장치(70)에 접속하고, 하우징(100)에 연결된 배기가스 통류 덕트(103b)를 굴뚝 등의 가스 배출부(73)에 접속한다. 12, the exhaust
이 상태에서, 전기 집진 장치(1)의 배리어 방전 발생부(130)의 고전압 교류 전원(133)에 의해 예컨대 10kV의 고전압 교류를 발생시키는 동시에, 고내압 파워 릴레이(131 및 132)를 바이어스 상태로 함으로써, 고전압 교류 전원(133)에서 발생된 고전압 교류가 고압 급전 바아(128a 및 128b)를 통해 방전 전극(120)과 접지 전극이 되는 각통 전극체(110 및 115)의 사이에 인가된다. In this state, a high-voltage alternating current of, for example, 10 kV is generated by the high-voltage alternating-
이 때문에, 방전 전극(120)과 각통 전극체(110, 115)의 판형상 전극(112a~112c) 사이에 배리어 방전 플라즈마 기둥이 발생하여 배리어 방전이 발생한다. 이 배리어 방전은, 방전 전극(120)이 전극이 되는 발열 저항체(122)가 유전체가 되는 세라믹스(121)에 의해 피복되어 있기 때문에, 스파크가 발생하지 않는 무성(無聲) 방전이 된다. As a result, a barrier discharge plasma column is generated between the
상기 배리어 방전이 발생하고 있는 상태에서, 방전 전극(120)과 판형상 전극(112a~112c)의 사이에, PM 입자 함유 배기가스를 통류시킨다. 그러면, PM 입자 함유 배기가스에 포함되는 PM이 배리어 방전 플라즈마 기둥의 통과시에 하전되어, 배리어 방전 유지 전압이 만드는 전계에서 쿨롱력이 부여되어 접지 전극이 되는 판형상 전극(112a~112c)측을 향한다. 또한, 쿨롱력이 부여된 PM의 전부가 판형상 전극(112a~112c)을 향하는 것은 아니며, PM의 일부는 방전 전극(120)을 향하는 경우가 있다. In the state in which the barrier discharge is occurring, the exhaust gas containing PM particles flows between the
판형상 전극(112a~112c)을 향하는 PM은 상술한 제 1 실시 형태와 마찬가지로, 판형상 전극(112a~112c)에 형성된 관통 구멍(111)으로부터 각통 전극체(110 및 115) 내의 보집영역으로 유도된다. The PMs directed to the
상기 보집영역에서는, 유동장은 매우 완만하기 때문에, PM은 유동장의 영향을 받기 어려우며, PM은 자기 자신의 전하와 각통 전극체(110 및 115)의 판형상 전극(112a~112c)간의 전위 차에 의한 전기 영상력을 받아, 판형상 전극(112a~112c)의 내주면으로 이동 부착하여 보집된다. Since the flow field is very gentle in the retention area, PM is difficult to be influenced by the flow field, and PM is caused by the potential difference between the charge of the PM itself and the
이와 같이, 판형상 전극(112a~112c)의 내주면에 PM이 보집된 상태에서, 소정 시간마다 간헐적으로 블로워(64)를 작동시키면, 하우징(100)의 회수 기체 취입구(116)로부터 외부의 공기가 회수 기체로서 흡인된다. 상기 회수 기체는 PM 함유 배기가스의 통류 방향과 직교하는 방향으로 각통 전극체(110 및 115)의 보집영역을 통과한다. 이 때문에, 보집영역에 보집되어 있는 PM이 박리되어 회수 기체와 함께 흡인 후드(140)를 통해 사이클론 집진기(60)에 공급된다.When the
여기서, 판형상 전극(112a~112c)의 관통 구멍(113)의 개구율을 20~40%로 설정하고, 각통 전극체(110 및 115)의 회수 기체 취입구(116)의 개구율을 90% 이상으로 설정함으로써, 판형상 전극(20)의 관통 구멍(21)에서의 유로 저항을 크게 하여 회수 기체에 의한 PM 함유 배기가스의 흡인을 최소한으로 할 수가 있다. 이 때문에, 회수 기체의 유속을 크게 하여도 PM 함유 배기가스를 흡인하는 일이 없으며, 판형상 전극(112a~112c)의 내주면에 보집된 PM을 효율적으로 박리하여 흡인 후드(140)로 배출할 수가 있다. The opening ratio of the through
이때, 흡인 후드(140)에서는, 가스 통류 영역(117)이 내열 절연 스페이서(126)에 의해 폐색되어, 각통 전극체(110 및 115)의 바닥면만이 연통되어 있다. 이 때문에, 흡인 후드(140)에 의해 가스 통류 영역(117)을 통류하는 PM 함유 배기가스를 직접 흡인하는 것을 확실히 저지할 수가 있다. At this time, in the
또, 흡인 후드(140)에 도달한 박리된 PM과 회수 기체의 혼합 유체는 흡인구(141)로부터 사이클론 집진기(60) 내에 도입되어 혼합기체가 고체-기체 분리된다. 그리고, 분리된 PM은 바닥부의 PM 회수부(62)로 낙하하여 회수되고, 분리된 PM을 다소 포함하는 회수 기체는, 흡인구(63)로부터 블로워(64)에 흡인되어 하우징(100)에 연결된 배기가스 통류 덕트(103a)의 개구부(102a) 근방으로 복귀된다. Further, the mixed fluid of the separated PM and the recovered gas reaching the
한편, 소정 시간마다 방전 발생부(130)의 고내압 파워 릴레이(131 및 132)가 바이어스 상태로부터 비(非)바이어스 상태로 복귀됨에 따라, 고압 급전 바아(128a 및 128b)에 대한 고전압 교류의 공급이 정지된다. On the other hand, as the high-voltage-
이 상태에서, 가열 제어부(135)의 고내압 파워 릴레이(136 및 137)는 바이어스 상태가 되어, 저전압 교류 전원(138)으로부터 출력되는 저전압 교류가 고압 급전 바아(128a 및 128b)에 공급된다. 이들 고압 급전 바아(128a 및 128b)에 공급된 저전압 교류는, 각 방전 전극(120)의 리드 단자(124a 및 124b)를 통해 발열 저항체(122)의 양단의 단자 접속 패드(123a 및 123b)에 인가된다. 이 때문에, 방전 전극(120)이 세라믹 히터로서 동작함으로써, 1~2분만에 표면 온도가 400℃~800℃로 가열된다. In this state, the high-voltage power relays 136 and 137 of the
이 때문에, 방전 전극(120)의 세라믹스(121)의 표면에 부착된 PM이 완전 연소되어 제거된다. Therefore, the PM attached to the surface of the
이와 같이, 상기 제 2 실시 형태에 의하면, 방전 전극(120)과 판형상 전극(112a~112c)의 사이에 배리어 방전 플라즈마 기둥을 형성하여 배리어 방전을 발생시키고, 이때 방전 전극(120)이 전극이 되는 발열 저항체(122)를 유전체가 되는 세라믹스(121)에 의해 피복하고 있다. 이 때문에, 방전 전류는 발열 저항체(122)로부터 세라믹스(121)를 투과하여 흐르게 되어, 세라믹스(121) 자체가 절연 파괴될 때까지는 스파크를 일으키지 않는 무성 방전이 된다. As described above, according to the second embodiment, a barrier discharge plasma column is formed between the
또한, 세라믹스(121)의 내열 온도는 히터로서 동작시키는 400℃~800℃를 견딜 수 있으므로, PM 함유 배기가스의 온도가 300℃를 넘어도 스파크가 없는 전기 집진을 행할 수가 있다. Further, since the heat resistance temperature of the ceramic 121 can withstand 400 ° C to 800 ° C to operate as a heater, even if the temperature of the PM-containing exhaust gas exceeds 300 ° C, the electric dust collection without sparking can be performed.
또한, 제 1 실시 형태와 같이, 방전 전극(30)과 판형상 전극(20)의 사이에 코로나 방전을 발생시키는 경우에는, 방전 특성이 도 13에 나타내는 바와 같이 된다. 상기 도 13에서는, 스파크 방전 전압을 특성선(L11)으로 나타내고, 코로나 방전 개시 전압을 특성선(L12)으로 나타내며, 가스 밀도비를 특성선(L13)으로 나타내고 있다. When a corona discharge is generated between the
상기 도 13으로부터 명백한 바와 같이, 코로나 방전을 사용하는 경우에는, 스파크 방전 전압은 PM 함유 배기가스 온도가 150℃ 이하이면 그다지 저하되지 않지만, 150℃를 초과하면 배기가스 온도 상승에 대한 스파크 방전 전압의 저하율이 높아진다. 13, when the corona discharge is used, the spark discharge voltage does not drop so much if the PM-containing exhaust gas temperature is 150 DEG C or less, but when it exceeds 150 DEG C, the spark discharge voltage The rate of decrease is increased.
한편, 코로나 방전 개시 전압은 반대로 150℃까지의 전압강하율에 대하여 150℃를 넘었을 때의 전압 강하율이 작아지며, 배기가스 온도가 250℃ 정도인 코로나 방전 개시 전압은, 배기가스 온도가 상온(常溫)일 때의 코로나 방전 개시 전압에 비해 2/3 이하로 저하된다. On the other hand, when the corona discharge start voltage is inversely lower than the voltage drop rate of 150 ° C over 150 ° C, the voltage drop rate becomes smaller. The corona discharge start voltage at which the exhaust gas temperature is about 250 ° C, ) Of the corona discharge starting voltage.
이 때문에, 코로나 방전을 사용하는 경우에는, 배기가스 온도가 250℃를 넘으면 스파크 방전 전압이 저하된다는 점에서, 스파크가 생기는 것을 회피하기 위하여 코로나 방전 전압을 높게 하는 것에 제한이 생기는 동시에, 코로나 방전 개시 전압이 저하되게 되어, PM에 부여하는 쿨롱력이 약해져, 집진 성능이 저하된다. Therefore, in the case of using the corona discharge, since the spark discharge voltage is lowered when the exhaust gas temperature exceeds 250 DEG C, there is a limitation in increasing the corona discharge voltage in order to avoid sparks, The voltage is lowered, the Coulomb force given to the PM is weakened, and the dust collecting performance is lowered.
그러나, 상기 제 2 실시 형태와 같이 배리어 방전을 채용하면, 방전 전극(120)의 전극부가 유전체인 세라믹스(121)에 덮여 있으므로, 스파크 방전이 생기기 어렵고, PM 함유 배기가스 온도가 300℃를 넘어도 집진 성능이 저하되는 일이 없어, 양호한 집진 효과를 얻을 수가 있다. However, when the barrier discharge is employed as in the second embodiment, since the electrode portion of the
또, 방전 전극(120)과 판형상 전극(112a~112c)간의 대향 면적을 넓게 할 수 있어, 제 1 실시 형태에 있어서의 코로나 방전의 경우에 생기는 이온 샤워 기둥(ion shower column)에 비해 발생되는 배리어 방전 플라즈마 기둥의 밀도를 높게 할 수가 있어, 집진 효율을 향상시킬 수가 있다. In addition, the opposed area between the
또한, 상기 제 2 실시 형태에 있어서는, 방전 전극(120)으로서 세라믹 히터를 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 평판 전극을 덮는 유전체로서 예컨대 티탄산바륨 등의 강(强)유전체를 적용할 수도 있다. 요컨대 내열성이 높은 유전체라면, 임의의 유전체를 적용할 수 있다. In the second embodiment, a ceramic heater is used as the
또, 상기 제 2 실시 형태에 있어서는, PM 함유 배기가스의 통류 방향에 대해, 보집한 PM을 회수하는 회수 기체의 통류 방향이 직교하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, PM 함유 배기가스와 회수 가스를 서로 교차하는 방향으로 통류하도록 하면 되는 것이다. In the second embodiment, the flow direction of the recovery gas for recovering the collected PM is orthogonal to the flow direction of the PM-containing exhaust gas. However, the present invention is not limited to this, So that the gas and the recovered gas flow in a direction crossing each other.
또, 상기 제 2 실시 형태에 있어서는, PM 함유 배기가스의 통류 방향은 수평 방향으로 한정되지 않으며, 수직 방향을 포함하는 임의의 방향으로 할 수 있다. 또한, 상기 제 2 실시 형태에 있어서도 상술한 제 1 실시 형태에 있어서의 도 6과 마찬가지로 한 쌍의 흡인 후드를 대향시켜 배치하고, 중간부의 하우징(100)에 회수 기체 취입구를 설치할 수도 있다. In the second embodiment, the flow direction of the PM-containing exhaust gas is not limited to the horizontal direction but may be any direction including the vertical direction. Also in the second embodiment, a pair of suction hoods may be arranged to face each other and a recovery gas intake port may be provided in the
또, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 흡인 장치로서 블로워(64)를 적용한 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것은 아니며, 진공 이젝터 등의 다른 흡인 장치를 적용할 수가 있다. In the first and second embodiments, the
또, 상기 제 1 및 제 2 실시 형태에 있어서는, 디젤 엔진으로부터 배출되는 배기가스에 포함되는 PM을 제거하는 경우에 대해 설명하였으나, 이것으로 한정되는 것이 아니며, 임의의 PM 함유 가스로부터 PM을 제거할 수 있다. In the first and second embodiments, the PM contained in the exhaust gas discharged from the diesel engine is removed. However, the present invention is not limited to this, and PM may be removed from any PM-containing gas .
(산업상의 이용 가능성)(Industrial availability)
본 발명에 의하면, 용량이 큰 추기(抽氣)장치를 필요로 하는 일이 없고, 막힘이 발생하지 않으며, 높은 풍속의 조건 하에서도 재비산하기 어렵고, 높은 집진 성능을 발휘하며, 고장의 가능성이 낮은 전기 집진 장치를 제공할 수가 있다.According to the present invention, there is no need for a large extraction device, no clogging occurs, it is difficult to re-disperse even under high wind speed conditions, high dust collection performance is exhibited, A low electric dust collecting device can be provided.
1; 전기 집진 장치
2; 하우징
3; 가스 도입구
4; 가스 배출구
5; 개구부
20; 판형상 전극
21; 관통 구멍
22; 펀칭 메탈
23a, 23b; 단판(端板)
24; 각통(角筒) 전극체
30; 방전 전극
31; 띠형상 전극 본체
32; 가시 형상(thorn-shaped) 전극부
33; 가스 통류(通流) 영역
40; 집진 전극
50; 분리 흡인 후드
60; 사이클론 집진기
62; PM 회수부
64; 블로워(blower)
100; 하우징
103a, 103b; 배기가스 통류 덕트
110, 115; 각통 전극체
112a~112c; 판형상 전극
117; 가스 통류 영역
120; 방전 전극
121; 세라믹스
122; 발열 저항체
124a, 124b; 리드 단자
128a, 128b; 고압 급전 바아(high-voltage power supply bars)
130; 배리어(barrier) 방전 발생부
131, 132; 고내압 파워 릴레이
133; 고전압 교류 전원
135; 가열 제어부
136, 137; 고내압 파워 릴레이
138; 저전압 교류 전원One; Electric dust collector
2; housing
3; Gas inlet
4; Gas outlet
5; Opening
20; Plate-shaped electrode
21; Through hole
22; Punching metal
23a, 23b; End plate
24; Square cylinder electrode body
30; Discharge electrode
31; The strip-
32; A thorn-shaped electrode portion
33; Gas flow area
40; Dust collecting electrode
50; Separation suction hood
60; Cyclone dust collector
62; The PM collection unit
64; Blower
100; housing
103a, 103b; Exhaust gas flow duct
110, 115; Square-
112a-112c; Plate-shaped electrode
117; Gas flow region
120; Discharge electrode
121; Ceramics
122; Heating resistor
124a, 124b; Lead terminal
128a, 128b; High-voltage power supply bars
130; A barrier discharge generator
131, 132; High-voltage power relay
133; High-voltage AC power source
135; Heating control unit
136, 137; High-voltage power relay
138; Low-voltage AC power source
Claims (12)
상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 전압을 인가하여 상기 입자상 물질에 쿨롱력(coulomb force)을 부여하는 방전을 발생시키는 방전 발생부와,
상기 판형상 전극의 상기 방전 전극과의 대향면과는 반대 측에 형성한 입자상 물질을 보집(補集, collect)하는 보집영역과,
상기 판형상 전극과 상기 방전 전극의 사이에 형성한 입자상 물질 함유 가스를 통류(通流, flow-through)시키는 가스 통류 영역과,
상기 입자상 물질 함유 가스의 통류 상태에서, 상기 보집영역에 상기 입자상 물질 함유 가스의 통류 방향과 교차하는 방향으로 회수 기체를 통류하여 보집한 입자상 물질을 박리 회수하는 입자상 물질 회수부를 구비하며,
상기 방전에 의해 입자상 물질 함유 가스 중의 입자상 물질을 대전(帶電)시켜 상기 관통 구멍을 통해 상기 보집영역에 보집하고, 상기 보집영역에 보집된 입자상 물질을 상기 회수 기체에 의해 박리(剝離) 회수하는
것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. Like electrode having a plurality of through holes for allowing particulate matter to pass therethrough; a discharge electrode arranged opposite to one surface of the plate electrode;
A discharge generating unit for applying a voltage between the plate electrode and the discharge electrode to generate a discharge for applying a coulomb force to the particulate matter;
A collecting region for collecting and collecting the particulate matter formed on the side opposite to the side facing the discharge electrode of the plate electrode,
A gas flow region through which the particulate matter-containing gas formed between the plate electrode and the discharge electrode flows,
And a particulate matter recovery unit for separating and recovering the particulate matter collected by passing the recovery gas through the collection area in a direction crossing the direction of flow of the particulate matter containing gas in the flowing state of the particulate matter containing gas,
The particulate matter in the particulate matter-containing gas is charged by the discharge, the particulate matter in the particulate matter-containing gas is collected through the through hole, and the particulate matter collected in the collection region is separated and recovered by the recovery gas
Wherein the electric dust collecting device is an electric dust collecting device.
상기 방전 발생부는, 상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 직류 전압을 인가하여 코로나 방전을 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. The method according to claim 1,
Wherein the discharge generating unit generates a corona discharge by applying a DC voltage between the plate electrode and the discharge electrode.
상기 방전 전극은, 단면(斷面) 장방형(長方形)을 가지며 단면의 긴 변측이 상기 판형상 전극과 대향되는 판형상 전극부 본체와, 상기 판형상 전극부 본체의 단면의 짧은 변 측에 형성된 가시 형상(thorn-shaped) 방전부를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. 3. The method of claim 2,
The discharge electrode includes a plate-shaped electrode unit main body having a rectangular cross section and a long side of the plate section facing the plate-shaped electrode, and a discharge electrode formed on the short side of the end surface of the plate- Shaped discharging portion for discharging the electrostatic precipitator.
상기 판형상 전극부 본체의 연장 방향은, 상기 입자상 물질 함유 가스의 통류 방향과 교차하고 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. The method of claim 3,
Wherein the extending direction of the plate-shaped electrode unit main body crosses the flowing direction of the particulate matter containing gas.
상기 방전 발생부는, 상기 판형상 전극 및 상기 방전 전극 사이에 교류 전압을 인가하여 배리어(barreir) 방전을 발생시키는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. The method according to claim 1,
Wherein the discharge generating unit generates a barreling discharge by applying an AC voltage between the plate electrode and the discharge electrode.
상기 방전 전극은, 금속 전극과 상기 금속 전극을 덮는 유전체로 상기 입자상 물질 함유 가스의 통류 방향을 따르는 판면을 갖는 판형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the discharge electrode is formed in a plate shape having a metal electrode and a dielectric covering the metal electrode and having a plate surface extending in the flowing direction of the particulate matter containing gas.
상기 방전 전극은, 한 쌍의 단자 사이에 접속된 발열 저항체로 구성되고, 상기 한 쌍의 단자 사이에 전압을 인가함으로써 부착된 입자상 물질을 연소시키는 히터로서 작동하는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. The method according to claim 6,
Wherein the discharge electrode is constituted by a heat generating resistor connected between a pair of terminals and operates as a heater for burning particulate matter deposited by applying a voltage between the pair of terminals.
상기 판형상 전극과 상기 방전 전극의 세트(組)가 상기 판형상 전극끼리를 대면하는 관계로 복수 세트 병렬 배치되며, 대향하는 판형상 전극 사이에 상기 보집영역을 형성한 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. The method according to claim 1,
Wherein a plurality of sets of the plate electrodes and the discharge electrodes are arranged in parallel with each other so that the plate electrodes face each other and the collection area is formed between the plate electrodes facing each other, .
상기 보집영역은, 대면하는 상기 한 쌍의 판형상 전극과, 상기 한 쌍의 판형상 전극의 상기 회수 기체의 통류 방향과 평행한 양단부를 폐색(閉塞)하는 한 쌍의 단판부(端板部, end plate portions)를 적어도 갖는 각통(角筒) 형상으로 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. The method according to claim 1,
Wherein the collecting region includes a pair of plate electrodes facing each other and a pair of end plate portions (end plate portion, end plate portion, and end plate portion) for closing both end portions parallel to the flowing direction of the recovery gas of the pair of plate electrodes, end plate portions at least in a direction perpendicular to the longitudinal direction of the electric dust collecting apparatus.
상기 보집영역의 회수기체 통류 방향의 한쪽에 사이클론 집진기(cyclone dust collector)를 접속하고, 상기 사이클론 집진기에 흡인 장치를 접속하며, 상기 흡인 장치의 흡인력에 의해 회수 기체류를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. 10. The method of claim 9,
A cyclone dust collector is connected to one side of the collecting area in the recovery gas flow direction, a suction device is connected to the cyclone dust collector, and a retentate stagnant is formed by the suction force of the suction device Electric dust collector.
상기 보집영역의 회수기체 통류 방향의 양측에 개별적으로 사이클론 집진기를 접속하고, 상기 각 사이클론 집진기에 흡인 장치를 접속하며, 상기 흡인 장치의 흡인력에 의해 2 방향의 회수 기체류를 형성하도록 한 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치. 10. The method of claim 9,
A cyclone dust collector is connected to both sides of the collection region in the direction of the recovery gas flow direction, a suction device is connected to each of the cyclone dust collectors, and a two-direction recovery flow is formed by the suction force of the suction device Lt; / RTI >
상기 대향 전극 사이에 형성되는 복수의 보집영역과 사이클론 집진기의 사이에 상기 보집영역만의 회수 기체를 흡인하는 흡인 후드가 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 집진 장치.The method according to claim 10 or 11,
And a suction hood for sucking the recovery gas of only the collection area is disposed between the plurality of collection areas formed between the counter electrodes and the cyclone dust collector.
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