KR20150119319A - 연소 가스, 배기 가스 등의 미립자용 여과 장치, 및 관련 출력회로 - Google Patents

연소 가스, 배기 가스 등의 미립자용 여과 장치, 및 관련 출력회로 Download PDF

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Abstract

본 발명은 배기 가스, 연소 가스 등의 미립자용 여과 장치에 관한 것으로서, 외부 환경으로의 배출 전, 배기 가스, 연소 가스 등의 흐름의 출력용 회로(3)를 따라 배치될 수 있는 밀봉체(2)를 포함한다. 상기 밀봉체(2)는, 흐름에 의해 운반되며 실질적으로 미립자를 구성하는 오염성 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 덕트(4)에서의 방출 및 분산을 위한, 음전위에서 유지되는 천공 전도판(5)에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있어서 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 덕트(4)를 내부적으로 규정한다. 상기 덕트(4)를 따라 천공판(5)의 하류에는, 하전된 입자(B)를 축적판(6)으로 유인하고 상기 축적판(6) 상에 안정하게 접착시키기 위해, 양전위에서 유지되는 적어도 하나의 축적판(6)이 존재한다. 여과 장치는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 개구(8)에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트(7)를 포함하여, 실질적으로 개구(8)의 교차부 부근에서, 흐름에 의해 운반되는 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차 소스를 규정한다.

Description

연소 가스, 배기 가스 등의 미립자용 여과 장치, 및 관련 출력회로{PARTICULATE FILTRATION APPARATUS FOR COMBUSTION GASES, EXHAUST GASES AND THE LIKE, AND ASSOCIATED OUTPUT CIRCUIT}
본 발명은 연소 가스, 배기 가스 등의 미립자용 여과 장치, 및 관련 출력회로에 관한 것이다.
알려진 바와 같이, 내연 기관 및 다양한 유형의 산업 공장 또는 가열 시스템(뿐만 아니라 굴뚝, 산업용 연통, 소각로 등)에 의해 배출되는 연소 가스 및 배기 가스는 대기 오염의 주된 원인이다.
사실상, 연소 가스 및 배기 가스는 통상적으로, 다양한 크기의 미립자(실제로 전체적으로 미립자로 알려져 있음)를 운반하며, 이들 미립자는 대기중에 떠 있으며, 따라서, 인간이 흡입할 수 있으며, 심지어는 건강에 심각한 결과가 초래될 수도 있다.
보다 정확하게는, 치수가 10 nm 내지 100 nm, 또는 심지어 10 nm 미만으로 구성된 가장 작은 입자들은, 이들이 폐포에 정착하여 축적될 때까지 폐로 들어가며, 다양한 종류의 독성 성분들을 폐포에 운반하는 능력을 가지고 있어서 매우 유해한 것으로 알려져 있다.
더욱이, 상기 언급된 것들과 같은 가장 작은 입자들은 대기중에 최고 농도로 발견되는 것들로서, 따라서, 인간에게 가해지는 잠재적인 위험성을 악화시킨다.
이러한 문제점들은 PCT/IB2004/001388 하에 2004년 4월 22일에 출원된 특허 출원 W02005/102535에 개시된 장치에 의해 부분적으로 해결된다.
상기 인용된 출원은 사실상, 사전설정된 전위의 음의 값을 가지며, 배기 가스 및 연소 가스가 대기중으로 배출되기 전에 이들의 흐름에 영향을 주기 위해 배치되는 천공 그리드(perforated grid)가 구비된 밀봉체(enclosure)를 포함하는 장치를 개시하고 있다.
그리드의 정공(hole)은 특정한 배열을 가지고 있어서, 그들의 가장자리에, 포인트되는 복수 개의 신장부(extension) 또는 돌출부(protrusion) 영역을 규정하며, 그리하여, 전류가 흐를 때 전자의 방출을 촉진하여, 입자가 상기 전자에 결합함으로써 입자의 전하를 음전하로 바꾸게 된다.
밀봉체 내부에서, 그리드의 하류에는, 복수 개의 상호 평행한 금속판들이 흐름 진행 방향을 따라 배향되어 존재하여, 입자에 의해 교차되도록 설계된 평행 덕트를 정의한다.
판들은 교대로 음전위 또는 양전위를 가지며, 그리하여, 입자들이 축적되는 양으로 하전된 판쪽으로 입자들의 방향을 전환시키는 전기장이 발생하며, 이로써, 입자들이 대기중으로 방출되는 것이 방지되고, 상기 판 상에서의 간단한 정비 작업에 의해 쉽게 제거될 수 있다.
그러나, 이러한 구조적인 해결방안도 문제점을 가지고 있지 않은 것은 아니다.
시간이 경과함에 따라, 상기 장치는 사실상, 오염성 미립자(특히, 초미세 미립자)의 여과에 있어서 효과 및 효율의 면에서 허용불가능한 한계를 드러내었으며; 무엇보다도, 상기 장치는 사실상, 바람직하게는 500 nm 내지 3000 nm로 구성되는 입자를 포착하여 제거하는 능력을 나타내었지만, 그렇더라도 필터를 탈출할 수 있는 이들 입자의 양은 여전히 높은 편이다.
더욱이, 상기 장치는 미립자(치수가 10 nm 내지 100 nm로 구성되는 입자, 또는 치수가 10 nm 미만인 초미립자)에 대해 효과가 없는 것으로 확인된 바 있으며, 역으로, 상기에서 관찰된 바와 같이, 인간의 건강에 가장 큰 위험인자이다.
본 발명의 목표는, 여과 효과가 높은 장치를 제공함으로써, 상기 문제점들을 해결하는 것이다.
이러한 목표 내에서, 본 발명의 목적은, 효과적으로 여과된 후에만 연소 가스 및 배기 가스를 외부 환경으로 배출시키는 출력회로를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 예를 들어 10 nm 내지 100 nm, 또는 10 nm 미만인 미립자에 대해서도 효과적인 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 빈번한 유지보수 및 세정공정의 개입을 필요로 하지 않으면서도 높은 여과 능력(filtration capacity)을 보장하는 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 추가적인 목적은, 작동 시 높은 신뢰성을 보장하는 여과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 일반적으로 시판되는 요소 및 물질들로부터 출발하여 쉽게 수득될 수 있는 여과 장치를 제공하는 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 비용이 낮으며 적용 시 안전한 여과 장치를 제공하는 것이다.
이하에서 보다 분명해지게 될 이러한 목표, 뿐만 아니라 이들 및 다른 목적들은, 연소 가스, 배기 가스 등의 미립자용 여과 장치에 의해 달성되며, 외부 환경으로의 배출 전, 배기 가스, 연소 가스 등의 흐름의 출력회로를 따라 배치될 수 있는 밀봉체를 포함하며, 상기 밀봉체는, 흐름에 의해 운반되며 실질적으로 미립자를 구성하는 오염성 입자에 결합될 수 있는 전자의 덕트에서의 방출 및 분산을 위한, 음전위에서 유지되는 천공 전도판에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있어서 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 상기 덕트를 내부적으로 규정하며, 상기 덕트를 따라 상기 천공판의 하류에는, 하전된 입자를 축적판으로 유인하고 상기 축적판 상에 안정하게 접착시키기 위해, 양전위에서 유지되는 적어도 하나의 축적판이 존재하며, 상기 여과 장치는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 상기 천공판의 적어도 하나의 각각의 개구에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트를 포함하여, 실질적으로 상기 개구의 교차부 부근에서, 흐름에 의해 운반되는 입자에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차 소스를 규정한다.
이러한 목표, 뿐만 아니라 이들 및 다른 목적들은 또한, 배기 가스, 연소 가스 등의 흐름에 의해 운반되는 오염성 입자로 구성되는 미립자용 여과 장치가 구비되어 있는, 배기 가스, 연소 가스 등을 외부 환경으로 배출시키기 위한, 배기 가스, 연소 가스 등의 출력회로에 의해 달성되며, 상기 장치는, 흐름에 의해 운반되는 오염성 입자에 결합될 수 있는 전자의 덕트에서의 방출 및 분산을 위한, 음전위에서 유지되는 천공판에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있어서 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 상기 덕트를 내부적으로 규정하는 밀봉체를 포함하며, 상기 덕트를 따라 상기 천공판의 하류에는, 하전된 입자를 축적판으로 유인하고 상기 축적판 상에 안정하게 접착시키기 위해, 양전위에서 유지되는 적어도 하나의 축적판이 존재하며, 상기 출력회로는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 상기 천공판의 적어도 하나의 각각의 개구에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트를 포함하여, 실질적으로 상기 개구의 교차부 부근에서, 흐름에 의해 운반되는 입자에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차 소스를 규정한다.
본 발명의 추가적인 특징 및 이점은, 본 발명에 따른 여과 장치 및 덕트에 대한 3가지 바람직하지만 배제적이지 않은 구현예들에 관한 설명으로부터 보다 명백해질 것이며, 구현예들은 첨부하는 도면에서 비제한적인 예로서 예시되며, 여기서:
도 1은 본 발명의 제1 구현예에 따른 여과 장치를 축면에 따라 도시한 개략적인 측단면도이며;
도 2는 제1 구현예에서 판의 개략적인 사시도이며;
도 3은 도 1의 장치의 상세사항을 나타내는 매우 확대된 규모의 사시도이며;
도 4는 도 3의 상세사항을 나타내는 측면도이며;
도 5는 제2 구현예에서 판의 사시도이며;
도 6은 제3 구현예에서 판의 사시도이고;
도 7은 본 발명에 따른 장치 및 회로의 가능한 적용에 대한 개략적인 사시도이다.
특히 도면을 참조로 하면, 참조 숫자 1은 일반적으로 미립자용 여과 장치를 나타내며, 이 장치는, 배기 가스, 연소 가스 등의 외부 환경으로의 배출 전, 상기 가스들의 흐름의 출력회로(3)를 따라 배치될 수 있는 밀봉체(2)를 포함한다.
이러한 배기 가스 및 연소 가스는 내연 기관 및 다양한 유형의 산업 공장(A) 또는 가열 시스템뿐만 아니라 굴뚝, 산업용 연통, 소각로 등에 의해 배출될 수 있으며; 어떤 경우에도, 하기의 페이지에서 상세히 기술되는 바와 같이, 장치(1)는 미립자, 즉, 알려진 바와 같이, 흐름에 분산되어 있으며 흐름에 의해 운반되는 미립자(B)(고체 또는 액체이며, 전형적으로 매우 오염성임)의 제거를 위해 상기 흐름에 작용할 수 있다.
처음부터, 이러한 용도는 본 발명에 따른 장치(1)의 바람직한 적용이며, 대조적인 참조는 본 발명의 상세한 내용을 지속하는 면에서 이루어져야 하며, 상이한 가스 성분들의 흐름의 여과를 위한 장치(1)의 사용의 제외는 없으며, 구체적인 요건의 기능으로서, 본원에 청구되는 보호 범위를 무시하지 않는 것으로 명시된다.
밀봉체(2)는, 음전위(선택적으로 시간에 따라 변할 수 있는 이 값은 구체적인 요건들에 따라 임의대로 선택될 수 있음)에서 유지되는 천공판(5)에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있는 덕트(4)를 내부적으로 규정하며, 따라서, 흐름에 의해 운반되며, 도시된 바와 같이 실질적으로 미립자를 구성하는 오염성 입자(B)에 결합될 수 있는 전자를 덕트(4) 내로 방출 및 분산시킬 수 있다.
전자와 결합한 결과, 입자(B)는, 적어도 하나의 축적판(6)으로 유인하여 이에 안정하게 접착시킬 수 있는 음전하를 부여받으며, 상기 축적판은 덕트(4)를 따라 천공판(5)의 하류에 배치되며 양전위에서 유지된다.
밀봉체(2)는, 출력회로(3)를 따라 동축상에 삽입될 수 있는 관형 슬리브(tubular sleeve)에 의해 구성되거나 또는 이의 일부에 의해 규정될 수 있다는 것에 주목한다. 역으로, 첨부되는 도면에서 단지 예로서 제안된 구조적인 해결방안에서, 밀봉체(2)는 실질적으로 평행육면체와 유사한 모양을 하며, 배기 가스 및 연소 가스의 출력회로(3)를 따라 설치되며, 가스들이 덕트(4)를 따라 흐르도록 함으로써 임의의 경우 외부 또는 대기중으로 배출되기 전에 천공판(5)을 통과하도록 한다.
본 발명에 따르면, 여과 장치(1)는, 선택적으로 천공판(5)의 전위와 동일한 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 개구(8)에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트(7)를 포함하며, 이로써, 실질적으로 개구(8)의 교차부 부근에서, 흐름에 의해 운반되는 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차적이며 주요한 소스를 규정한다.
편리하게는, 하전된 입자(B)를 축적판(6) 방향으로 더 양호하게 유인하기 위해, 본 발명에 따른 여과 장치(1)는, 음전위 (선택적으로 필라멘트(7) 및/또는 천공판(5)이 유지되는 전위와 동일함)에서 유지되는 적어도 하나의 편향판(9)을 포함하며; 축적판(6) 및 편향판(9)은 덕트(4)의 축을 따라 실질적으로 상호 평행한 배열로 배치되어, 덕트(4) 내부에 전기장을 발생시키며, 결과적으로 하전된 입자(B)의 축적판(6)으로의 유인 및 접착을 촉진한다.
보다 특히, 예를 들어 도 1에서 확인할 수 있듯이, 본 발명에 따른 여과 장치(1)는 복수의 축적판(6) 및 복수의 편향판(9)을 포함하며, 이들은 다르게는 덕트(4)의 축을 따라 실질적으로 상호 평행한 배열로 배치되어, 각각의 상호공간(interspace)(10)(예를 들어, 도 1에서 예로써 제안된 바와 같이 3개)을 규정하며, 따라서, 하전된 입자(B)를 운반하는 흐름이 교차하게 된다.
편리하게는, 본 발명에 따른 여과 장치(1)는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 개구(8)에 근접해 있고 판(5)의 하류(및 따라서, 개구(8)의 하류)에 배치되는, 적어도 하나의 제1 전도성 필라멘트(7); 및 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 개구(8)에 근접해 있고 판(5)의 상류(및 따라서, 개구(8)의 상류)에 배치되는, 적어도 하나의 제2 전도성 필라멘트(7)를 포함한다.
따라서, 본원에서 청구되는 보호 범위는, 적어도 하나의 필라멘트(7)가 (실질적으로 도 5에서와 같이) 판(5)의 하류에만(또는 상류에만) 배치되는 구조적 해결방안 뿐만 아니라 적어도 하나의 필라멘트(7)가 판(5)의 상류에 배치되고 적어도 하나의 필라멘트(7)가 이의 하류에 배치되는 (바람직한) 구조적 해결방안을 포함한다.
보다 특히, 본 발명의 출원의 비제한적인 예로서 인용되는 바람직한 구조적 해결방안에서, 판(5)은 (사실상 첨부하는 도면에서 도시된 예에서와 같이) 복수 개의 개구(8)를 포함하며, 이들 개구는 각각 서로 마주보며, 음전위에서 유지되는 적어도 하나의 각각의 전도성 필라멘트(7)에 근접해 위치한다.
보다 더 특히, 그리고 바람직한 구조적 해결방안을 추가로 참조하자면, 여과 장치(1)는 길이가 다양한 각각의 복수 개의 필라멘트(7)를 포함하며, 이들은 첨부되는 도면에서 예로서 제안된 바와 같이 서로 마주보며 각각의 개구(8)에 근접해 위치한다.
따라서, 사실상, 덕트(4)를 따라 흐르는 배기 가스 또는 연소 가스의 전체 물질은 천공판(5)의 개구(8) 중 하나에서 천공판(5)을 강제로 통과하게 되며, 개구(8) 근처에는 바로 부근에서 매우 많은 수의 전자들을 분산시킬 수 있는 복수의 필라멘트(7)가 존재하며; 본 발명에 따른 장치(1)는, 배기 가스 및 연소 가스의 흐름이, 전자 방출이 가장 높은 영역을 강제로 통과하게 되고, 그 결과 상기 전자를 오염원(A)의 매우 많은 수의 입자(B)들과 결합시기 때문에, 매우 높은 효과를 보장한다.
본 발명의 적용을 제한하지 않는, 실질적으로 실용적인 흥미를 가진 구조적인 해결방안에서, 바람직하게는 금속성 물질로 제조되는 각각의 필라멘트(7)는 다심(multicore) 형이며; 더욱이, 각각의 필라멘트(7)는, 천공판(5)에 견고하게 고정되는 제1 고정단(7a)(다양한 방식으로 고정되며, 방식들 중 하나는 하기의 단락에 상세히 기술될 것임), 및 반대쪽 단에는, 판(5)과 이격되어 있으며 바람직하게는 전자의 최적 방출 및 분산을 위해 쐐기형(사실상, 필라멘트(7)의 실질적으로 포인트형 모양으로 인해)인 제2 자유단(7b)을 가진다.
첨부하는 도면에서 단지 예로서 제안되는 구현예에서, 각각의 개구(8)는 실질적으로 원형을 가지며, 직경형 리브(diametrical rib)(11)에 의해 교차되고; 각각의 필라멘트(7)의 고정단(7a)은 사실상 상기 리브(11)에서 각각의 천공판(5)에 고정될 수 있다.
유리하게는, 본 발명에 따른 여과 장치(1)는 가이드 요소(guiding element)를 포함하며, 이는, 개구(8)에 근접하여 배치되고, 필라멘트(7)의 전위에 대해 상이한 전위(예를 들어, 바닥 전위와 동일한 전위)에서 유지되어, 필라멘트(7)에 의해 방출되는(및 오염성 입자(B)에 결합되도록 의도되는) 전자 상에, 상기 요소 방향으로 인도하는 예정된 궤도를 부여한다.
보다 특히, 제1의 구조적인 변형예에서, 가이드 요소는 실질적으로, 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 면(5a)(또는 양면)에 적용될 수 있는 적어도 하나의 금속성 커버 필름(예를 들어, 구리로 제조됨)(면을 완전히 또는 부분적으로 커버함)에 의해 구성되며; 이러한 방식으로, 사실상, 필라멘트(7)에 의해 방출되는 전자 상에, 천공판(5) 방향으로 인도하는 예정된 궤도를 부여할 수 있으며, 면(5a)은 필라멘트(7)의 자유단(7b)과 상이한 축 높이에 배치되기 때문에, 후자로부터 방출되는 전자는, 배기 가스 및 연소 가스의 흐름의 진행 방향과 수직인 제1 부위를 가지는 궤도를 따르며, 한편, 후속해서, 상기 방향은 판(5)(및 전자를 유인하는 필름이 적용되는 면(5a))에 수직인 배향을 취하는 경향이 있어서, 따라서, 흐름 진행 방향과 평행하게 된다.
제2의 구조적인 변형예에서, 가이드 요소는 실질적으로 금속성 망으로 구성되며, 이 망은 판(5)에 근접한 위치에서 평행 배열로 배치되며, 따라서, 이 방향으로 필라멘트(7)(및 판(5))에 의해 방출되는 전자가 유인될 수 있다.
필라멘트(7)가 판(5)의 하류에만 또는 상류에만 배치되는 경우, 금속성 망 역시, 상기 판(5)의 하류에만 또는 상류에만 배치될 수 있으며; 대신, 필라멘트(7)가 판(5)의 하류와 상류 둘 모두에 배치되는 경우, 본 발명에 따른 장치(1)에는, 편리하게는 상기 판(5)의 하류와 상류 둘 모두에 배치되는 하나의 금속성 망 또는 2개의 금속성 망이 구비된다.
추가적인 구조적 변형예(도 6에서 예로서 예시됨)에서, 각각의 개구(8)는, 상기 개구(8)의 가장자리로부터 돌출되는, 각각의 상승된 원통형 경계(cylindrical border)(12)를 가진다.
이러한 구조적인 변형예에서, 배향 요소는 각각의 경계(12)의 상부의 커버 층에 의해 구성되며, 상기 경계(12)는, 경계(12)의 상부 방향으로 유인되는 전자와 배기 가스 및 연소 가스로 구성된 상기 흐름 간의 접촉을 증가시켜서, 전자와 오염성 입자(B) 간의 결합을 촉진하기 위해, 필라멘트(7)의 길이보다 더 큰 축 신장부(axial extension)를 가지며, 따라서, 필라멘트(7)에 의해 방출되는 전자에 부여되는 예정된 궤도는 흐름의 진행 방향과 실질적으로 평행한(그리고, 동일한 방식으로 향해지는) 적어도 하나의 부위를 가진다.
본 발명에 따른 장치(1)를 수행하는 방식을 규명하지 않는 상이한 구조적 변형예에서, 그리고, 본원에 청구된 보호 범위 내의 임의의 경우에서, 각각의 개구(8)는 별-유사 형상을 가져서, 전자의 방출 및 분산이 추가로 증가하는 복수 개의 포인트형 탭(pointed tab)을 규정한다.
배기 가스, 연소 가스 등을 외부 환경으로 배출시키기 위한, 배기 가스, 연소 가스 등의 출력회로에는, 배기 가스, 연소 가스 등의 흐름에 의해 운반되는 오염성 입자(B)로 구성되는 미립자용 여과 장치(1)가 구비된다. 상기 장치(1)는, 흐름에 의해 운반되는 오염성 입자(B)에 결합될 수 있는 전자를 덕트(4)에서 방출 및 분산시키기 위해, 음전위에서 유지되는 천공판(5)에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있어서 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 덕트(4)를 내부적으로 규정하는 밀봉체(2)를 포함한다.
덕트(4)를 따라 천공판(5)의 하류에는, 하전된 입자(B)를 유인하고 안정하게 접착시키기 위해, 양전위에서 유지되는 적어도 하나의 축적판(6)이 존재한다.
본 발명에 따르면, 출력회로(3)는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 개구(8)에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트(7)를 포함하여, 개구(8)를 교차한 후, 흐름에 의해 운반되는 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차 소스를 규정한다.
본 발명에 따른 장치의 작동은 하기와 같다.
장치(1)는, 다양한 유형의 오염성 입자(B)(전형적으로 미립자로서 알려져 있음)를 운반하는 배기 가스 및 연소 가스를 대기중으로 배출하도록 설계된 출력회로(3)(또는 이의 일부와 일치하여)를 따라 설치될 수 있다.
배기 가스 또는 연소 가스는 덕트(4)를 따라 이동된 다음, 개구(8)를 교차하는 천공판(5)을 통과하며, 도시된 바와 같이, 개구(8) 근처에 필라멘트(7)가 배치되어, 전자의 방출의 일차적이며 주요한 소스를 구성한다(둘 모두 음전위에서 유지되기 때문에, 판(5)에 의해 방출되기도 함).
개구(8)(이의 상류 및/또는 하류)에 근접해서 필라멘트(7)가 존재하는 것은, 흐름을 구성하는 배기 가스 또는 연소 가스의 전체 물질이, 전자 방출이 최고인 공간의 영역을 통과하게 하며, 매우 많은 수의 입자(B)들을 전자에 결합시킬 수 있으며, 따라서, 음전하를 획득하게 한다(상기 언급된 바와 같이, 전자의 궤도를 임의대로 규정할 수 있는 가이드 요소의 존재에 의해 촉진되는 효과).
따라서, 판(5)의 하류에서, 음으로 하전된 입자(B)는 편향판(9)(음으로 하전됨)과 마주보는 축적판(6)(양으로 하전됨)에 의해 발생되는 전기장에 의해 영향을 받으며); 따라서, 입자(B)는 배기 가스 및 연소 가스가 외부로 배출되기 전에 축적판(6) 상에 낙하하여 침착되어, 안정하게 접착하게 되며, 대기중으로 방출되는 임의의 크기의 미립자의 존재를 감소시키거나 또는 완전히 제거하며, 이때의 효율은 공지된 유형의 여과 장치로 수득될 수 있는 효과보다 훨씬 더 높다.
사실상, 상기 기술되는 방식으로 달성되는 높은 여과 효과는, 본 발명에 따른 장치(1)가 미립자(B), 예를 들어, 10 nm 내지 100 nm의 미립자, 또는 심지어 초미세 치수를 가진 미립자, 즉, 10 nm 미만의 초미립자에 대해서도 효과적임을 입증할 수 있으며, 따라서, 공지된 여과 조립체를 채택해서는 완전히 달성하기 불가능한 결과를 달성한다.
더욱이, 축적판(6)에 침착된 미립자의 제거를 위해서는 상기 축적판(6)의 노출된 표면을 주기적으로 세정하는 것으로도 충분하기 때문에, 여과 장치(1)에 요구되는 세정/정비 개입 과정은 매우 쉬우며 단기적인 것이 분명하다.
더욱이, 이러한 면에서, 축적판(6)에 부착된 후, 입자(B)는 다소 탈착될 것이라는 위험성은 존재하지 않으며; 따라서, 세정 개입 과정은 매우 낮은 주기성으로 수행될 수 있으며, 이는 시간 및 비용 면에 있어서 추가적인 이점을 제공한다는 것에 주목하는 것이 유용하다.
실제로, 본 발명에 따른 여과 장치 및 출력회로는, 양전위에서 유지되는 축적판에의 접착을 촉진하기 위해, 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 오염성 입자에 결합될 수 있는 전자를 방출 및 분산하기 위해, 전자의 방출 및 분산의 주요 소스를 규정하기 위해, 음전위에서 유지되며, 마주보며 마찬가지로 음전위에서 유지되는 천공판의 적어도 하나의 각각의 개구에 근접하여 위치하도록 배치되는 적어도 하나의 전도성 필라멘트의 사용은, 높은 여과 효과를 가진 장치 및 출력회로를 제공할 수 있기 때문에, 의도되는 목표를 전체적으로 달성한다고 밝혀진 바 있다.
따라서, 구상되는 본 발명은 첨부하는 청구항의 범위에 포함되는 많은 변형 및 변화를 받을 수 있으며; 모든 상세한 사항들은 추가로, 다른 기술적으로 동등한 요소들로 대체될 수 있다.
예를 들어, 장치(1)에는 임의로 많은 수의 축적판(5)이 구비될 수 있으며, 이 축적판(5)은 예를 들어, 덕트(4)에서 연속적으로 배치된다(및 후속해서 각각의 판(6, 9)).
더욱이, 밀봉체(2)의 내벽은 절연 물질로 구성된 시트로 피복될 수 있다(따라서, 상기 벽과 상기 판들(6, 9) 간에 삽입됨).
도시되는 예시적인 구현예에서, 구체적인 실시예와 관련하여 제공되는 개별 특징은 실제로, 다른 예시적인 구현예에 존재하는 다른 상이한 특징들로 교환될 수 있다.
실제로, 사용되는 물질, 뿐만 아니라 치수는 요건 및 당해 기술분야에 따라 임의의 것일 수 있다.
임의의 청구항에서 언급되는 기술적인 특색들이 참조 표시에 따라 존재하는 곳에서, 이들 참조 표시는 청구항의 명확도를 증가시키기 위해서만 포함된 것이며, 따라서, 이러한 참조 표시는 이러한 참조 표시에 의해 예로서 확인되는 각각의 요소의 이해에 어떠한 제한적인 효과를 가지지 않는다.

Claims (15)

  1. 배기 가스, 연소 가스 등의 미립자용 여과 장치로서,
    외부 환경으로의 배출 전, 배기 가스, 연소 가스 등의 흐름의 출력용 회로(3)를 따라 배치될 수 있는 밀봉체(2)를 포함하며,
    상기 밀봉체(2)는, 흐름에 의해 운반되며 실질적으로 미립자를 구성하는 오염성 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 덕트(4)에서의 방출 및 분산을 위한, 음전위에서 유지되는 천공 전도판(5)에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있어서 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 상기 덕트(4)를 내부적으로 규정하며,
    상기 덕트(4)를 따라 상기 천공판(5)의 하류에는, 하전된 입자(B)를 축적판(6)으로 유인하고 상기 축적판(6) 상에 안정하게 접착시키기 위해, 양전위에서 유지되는 적어도 하나의 축적판(6)이 존재하며,
    상기 여과 장치는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 상기 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 개구(8)에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트(7)를 포함하여, 실질적으로 상기 개구(8)의 교차부 부근에서, 흐름에 의해 운반되는 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차 소스를 규정하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    음전위에서 유지되는 적어도 하나의 편향판(9)을 포함하며,
    상기 축적판 및 상기 적어도 하나의 편향판(6, 9)은 상기 덕트(4)의 축을 따라 실질적으로 상호 평행한 배치로 배치되어, 상기 덕트(4)의 내부에서 전기장을 발생시키며, 그 결과, 하전된 입자(B)를 상기 적어도 하나의 축적판(6)으로 보내어 상기 축적판(6) 상에 접착시키는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    복수의 상기 축적판(6) 및 복수의 상기 편향판(9)을 포함하며,
    대안적으로, 이들 판은 상기 덕트(4)의 축을 따라 실질적으로 상호 평행한 배치로 배치되어, 하전된 입자(B)를 운반하는 흐름이 교차될 수 있는 각각의 상호공간(interspace)(10)을 규정하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 마주보며, 상기 적어도 하나의 개구(8)에 근접해 있으며, 상기 판(5)의 하류에 배치되는, 음전위에서 유지되는 적어도 하나의 제1 전도성 필라멘트(7); 및
    서로 마주보며, 상기 적어도 하나의 개구(8)에 근접해 있으며, 상기 판(5)의 상류에 배치되는, 음전위에서 유지되는 적어도 하나의 제2 전도성 필라멘트(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  5. 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 판(5)은 복수의 상기 개구(8)를 포함하며,
    상기 개구(8) 중 각각의 어느 하나는 서로 마주보며, 음전위에서 유지되는 적어도 하나의 각각의 상기 전도성 필라멘트(7)에 근접해 위치하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  6. 제1항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    서로 마주보며, 상기 개구(8) 중 각각의 어느 하나에 근접해 위치하는, 길이가 다양한 각각의 복수의 상기 필라멘트(7)를 포함하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  7. 제1항 내지 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필라멘트(7) 중 각각의 어느 하나는 다심(multicore) 형인 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  8. 제1항 내지 제7항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필라멘트(7) 중 각각의 어느 하나는, 상기 천공판(5)에 견고하게 고정되는 제1 고정단(7a); 및
    반대쪽 단에는, 상기 판(5)과 이격되어 있으며 바람직하게는 전자의 최적 방출 및 분산을 위해 쐐기형인, 제2 자유단(7b)을 가지는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 개구(8) 중 각각의 어느 하나는 실질적으로 원형을 가지며, 직경형 리브(diametrical rib)(11)에 의해 교차되고,
    상기 필라멘트(7) 중 각각의 어느 하나의 상기 고정단(7a)은 상기 리브(11)에서 각각의 상기 천공판(5)에 고정되는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  10. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 하나의 가이드 요소(guiding element)를 포함하며,
    이 가이드 요소는, 상기 개구(8)에 근접하여 배치되고, 상기 필라멘트(7)의 전위에 대해 상이한 전위에서 유지되어, 상기 필라멘트(7)에 의해 방출되는 전자 상에, 상기 요소 방향으로 인도하는 예정된 궤도를 부여하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  11. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드 요소는 실질적으로, 상기 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 면(5a)에 적용되는 적어도 하나의 금속성 커버 필름에 의해 구성되어, 상기 필라멘트(7)에 의해 방출되는 전자 상에, 상기 천공판(5) 방향으로 인도하는 예정된 궤도를 부여하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  12. 제10항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 가이드 요소는 실질적으로, 상기 판(5)과 평행하고 근접하게 배치되는 적어도 하나의 금속성 망(metallic net)에 의해 구성되는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  13. 제10항에 있어서,
    상기 개구(8) 중 각각의 어느 하나는, 상기 개구(8)의 가장자리로부터 돌출되는, 각각의 상승된 원통형 경계(cylindrical border)(12)를 가지며,
    상기 경계(12) 중 각각의 어느 하나의 상부의 커버 층에 의해 구성되는 상기 가이드 요소는, 상기 필라멘트(7)의 길이보다 더 큰 축 신장부(axial extension)를 가지는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  14. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항 또는 제9항에 있어서,
    상기 개구(8) 중 각각의 어느 하나는 별-유사 모양을 가져서, 전자의 방출 및 분산의 추가적 증가를 위한 복수의 포인트형 탭(pointed tab)을 규정하는 것을 특징으로 하는, 여과 장치.
  15. 배기 가스, 연소 가스 등의 흐름에 의해 운반되는 오염성 입자(B)로 구성되는 미립자용 여과 장치(1)가 구비되어 있는, 배기 가스, 연소 가스 등을 외부 환경으로 배출시키기 위한, 배기 가스, 연소 가스 등의 출력회로로서,
    상기 장치(1)는, 흐름에 의해 운반되는 오염성 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 상기 덕트(4)에서의 방출 및 분산을 위한, 음전위에서 유지되는 천공 전도판(5)에 의해 영향을 받으며 흐름이 교차될 수 있어서 결과적으로 입자들에게 음전하를 부여하는, 덕트(4)를 내부적으로 규정하는 밀봉체(2)를 포함하며,
    상기 덕트(4)을 따라 상기 천공판(5)의 하류에는, 하전된 입자(B)를 축적판(6)으로 유인하고 상기 축적판(6) 상에 안정하게 접착시키기 위해, 양전위에서 유지되는 적어도 하나의 축적판(6)이 존재하며,
    상기 출력회로는, 음전위에서 유지되며 서로 마주보며 상기 천공판(5)의 적어도 하나의 각각의 개구(8)에 근접해 위치하는 적어도 하나의 전도성 필라멘트(7)를 포함하여, 실질적으로 상기 개구(8)의 교차부 부근에서, 흐름에 의해 운반되는 입자(B)에 결합될 수 있는 전자의 방출 및 분산의 일차 소스를 규정하는 것을 특징으로 하는, 배기 가스, 연소 가스 등의 출력회로.
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