KR20180087332A - 입자상 물질 연소장치 - Google Patents

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Abstract

PM을 대전시키는 대전부를 갖지만 PM을 처리하는 처리부를 설치하지 않는 경우에는, 블로워(blower) 등의 PM 회수기구가 필요하게 된다. PM 회수기구는 집진부의 2배 정도의 체적을 필요로 하므로, 장치가 대형화되는 문제가 있다. 본 발명의 제1 양태에 있어서는, 입자상 물질 함유 가스 내의 입자상 물질을 제1 방전 기구(mechanism)에 의해 대전시켜 포집하는 집진부와, 제1 방전 기구와는 다른 제2 방전 기구에 의해 생성된 활성 산소와, 포집된 입자상 물질을 반응시키는 연소부를 구비하는 입자상 물질 연소장치를 제공한다.

Description

입자상 물질 연소장치
[0001] 본 발명은, 입자상(粒子狀) 물질 연소장치에 관한 것이다.
[0002] 종래, 코로나 방전을 이용하여, 배기가스 중의 입자상 물질(Particulate Matter, 이하 'PM'으로 줄여 기재함)을 포집(捕集)해 왔다(예컨대, 특허문헌 1 및 2 참조). 또, PM을 응집시키도록, 고주파 배리어(barrier) 방전 방식을 이용하는 것이 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 3 참조). 평판 형상의 방전 전극 및 유전체를 이용하여 플라즈마를 생성하고, 해당 플라즈마에 의해 PM을 정화하는 것도 알려져 있다(예컨대, 특허문헌 4 참조).
일본특허공보 제4931602호 일본특허공보 제4823027호 일본특허공보 제3702230호 일본특허공보 제4564546호
[0003] PM을 대전시키는 대전부를 가지지만 PM을 처리하는 처리부를 설치하지 않는 경우에는, 블로워(blower) 등의 PM 회수기구가 필요하게 된다. PM 회수기구는 집진부의 2배 정도의 체적을 필요로 하므로, 장치가 대형화되는 문제가 있다.
[0004] 본 발명의 제1 양태에 있어서는, 집진부와, 연소부를 구비하는 입자상 물질 연소장치를 제공한다. 집진부는, 입자상 물질 함유 가스 중의 입자상 물질을 제1 방전 기구(mechanism)에 의해 대전시켜 포집해도 된다. 연소부는, 제1 방전 기구와는 다른 제2 방전 기구에 의해 활성 산소를 생성하여도 된다. 연소부는, 활성 산소와 포집된 입자상 물질을 반응시켜도 된다.
[0005] 제2 방전 기구는, 연면(沿面) 코로나 방전이어도 된다. 연소부는, 제1 유전체와, 제1 연면 코로나 방전용 전극과, 제1 피(被)접지 전극을 가져도 된다. 제1 연면 코로나 방전용 전극은, 제1 유전체의 하면 측에 배치되어도 된다. 제1 연면 코로나 방전용 전극에는, 교류 전압이 인가되어도 된다. 제1 피접지 전극은, 제1 유전체의 상면 측에 배치되어도 된다. 제1 피접지 전극은, 접지 전위를 가져도 된다. 제1 방전 기구는, 코로나 방전이어도 된다. 집진부는, 제1 피접지 전극과, 제1 코로나 방전용 전극을 가져도 된다. 제1 코로나 방전용 전극은, 제1 피접지 전극의 상방에 이격하여 설치되어도 된다.
[0006] 제1 유전체를 위에서 본(上面視) 경우에 있어서, 제1 유전체의 제1 변(邊)은, 제1 변에 가장 근접하는 제1 연면 코로나 방전용 전극의 제2 변보다 외측으로 돌출되어도 된다. 제1 연면 코로나 방전용 전극은, 평면 영역과, 연신(延伸) 영역과, 인출 영역을 가져도 된다. 연신 영역은, 평면 영역에 전기적으로 접속되어도 된다. 연신 영역은, 위에서 볼 때에 있어서 제1 변과 제2 변을 최단 거리로 잇는 제1 방향과는 다른 방향에 있어서, 제2 변으로부터 외측으로 연신해도 된다. 인출 영역은, 연신 영역에 전기적으로 접속되어도 된다. 인출 영역은, 위에서 볼 때에 있어서 제1 변보다 외측으로 돌출되어도 된다.
[0007] 연신 영역이 연신하는 방향과 제2 변은 예각(銳角)을 이루어도 된다.
[0008] 제1 피접지 전극은, 메시(mesh) 형상을 가져도 된다. 입자상 물질 연소장치는, 고정부를 더 구비하여도 된다. 고정부는, 제1 피접지 전극을 제1 유전체에 대해서 부분적으로 고정해도 된다.
[0009] 입자상 물질 연소장치는, 포집상자를 더 구비하여도 된다. 포집상자는, 제1 유전체의 상면 측에 배치되어도 된다. 포집상자는, 제1 유전체에 대향하는 상면에 복수의 개구를 가져도 된다.
[0010] 본 발명의 제2 양태에 있어서, 제1 피접지 전극은 복수의 개별 전극을 가져도 된다. 복수의 개별 전극은, 서로 이격되어 설치되고, 또한, 와이어에 의해 서로 전기적으로 접속되어도 된다.
[0011] 복수의 개별 전극의 각각은, 같은 크기의 정삼각형의 꼭짓점의 위치에 배치되어도 된다.
[0012] 복수의 개별 전극의 각각은, 포집상자의 상면에까지 도달하도록 설치되어도 된다.
[0013] 입자상 물질 연소장치는, 진동 발생 기구를 더 구비하여도 된다. 진동 발생 기구는, 포집상자에 진동을 주어도 된다.
[0014] 본 발명의 제3 양태에 있어서, 복수의 개별 전극은, 직선 형상의 복수의 평행 전극 및 직선 형상의 복수의 직교 전극 중의 어느 것을 포함해도 된다. 직선 형상의 복수의 평행 전극은, 입자상 물질 연소장치에 도입되는 입자상 물질 함유 가스의 흐름과 평행한 방향으로 연신해도 된다. 직선 형상의 복수의 직교 전극은, 입자상 물질 함유 가스의 흐름과 직교하는 방향으로 연신해도 된다.
[0015] 복수의 개별 전극은, 복수의 평행 전극과 복수의 직교 전극을 포함해도 된다.
[0016] 제1 코로나 방전용 전극은 복수의 돌출부를 가져도 된다. 코로나 방전 영역은, 복수의 돌출부의 바로 아래(直下)에 위치해도 된다. 코로나 방전 영역에 있어서의 복수의 개별 전극의 밀도는, 코로나 방전 영역 이외에 있어서의 복수의 개별 전극의 밀도보다 높아도 된다.
[0017] 제1 연면 코로나 방전용 전극에 교류 전압이 인가된 경우에 있어서의 제1 유전체의 온도는, 300℃ 이하여도 된다.
[0018] 본 발명의 제4 양태에 있어서, 입자상 물질 연소장치는, 제2 유전체와, 제2 피접지 전극과, 제2 코로나 방전용 전극을 더 구비하여도 된다. 제2 유전체는, 제1 연면 코로나 방전용 전극의 하면 측에 배치되어도 된다. 제2 피접지 전극은, 제2 유전체의 하면 측에 배치되어도 된다. 제2 피접지 전극은, 접지 전위를 가져도 된다. 제2 코로나 방전용 전극은, 제2 피접지 전극의 하방에 이격하여 설치되어도 된다.
[0019] 본 발명의 제5 양태에 있어서, 입자상 물질 연소장치는, 제3 유전체와, 제2 연면 코로나 방전용 전극과, 제3 피접지 전극을 더 구비하여도 된다. 제3 유전체는, 제1 코로나 방전용 전극의 상방에 이격하여 배치되어도 된다. 제2 연면 코로나 방전용 전극은, 제3 유전체의 상면 측에 배치되어도 된다. 제2 연면 코로나 방전용 전극에는, 교류 전압이 인가되어도 된다. 제3 피접지 전극은, 제3 유전체의 하면 측에 배치되어도 된다. 제3 피접지 전극은, 접지 전위를 가져도 된다. 제1 코로나 방전용 전극과, 제1 피접지 전극 및 제3 피접지 전극의 사이에서 코로나 방전이 형성되어도 된다.
[0020] 본 발명의 제6 양태에 있어서, 입자상 물질 연소장치는, 제3 유전체와, 제2 연면 코로나 방전용 전극과, 제3 피접지 전극과, 제4 유전체와, 제3 연면 코로나 방전용 전극과, 제4 피접지 전극을 더 구비하여도 된다. 제3 유전체는, 제1 코로나 방전용 전극의 상방에 이격하여 배치되어도 된다. 제2 연면 코로나 방전용 전극은, 제3 유전체의 상면 측에 배치되어도 된다. 제2 연면 코로나 방전용 전극에는, 교류 전압이 인가되어도 된다. 제3 피접지 전극은, 제3 유전체의 하면 측에 배치되어도 된다. 제3 피접지 전극은, 접지 전위를 가져도 된다. 제4 유전체는, 제2 코로나 방전용 전극의 하방에 이격하여 배치되어도 된다. 제3 연면 코로나 방전용 전극은, 제4 유전체의 하면 측에 배치되어도 된다. 제3 연면 코로나 방전용 전극에는, 교류 전압이 인가되어도 된다. 제4 피접지 전극은, 제4 유전체의 상면 측에 배치되어도 된다. 제4 피접지 전극은, 접지 전위를 가져도 된다. 제1 코로나 방전용 전극과, 제1 피접지 전극 및 제3 피접지 전극의 사이에서 코로나 방전이 형성되어도 된다. 제2 코로나 방전용 전극과, 제2 피접지 전극 및 제4 피접지 전극의 사이에서 코로나 방전이 형성되어도 된다. 제1 연면 코로나 방전용 전극과, 제1 피접지 전극 및 제2 피접지 전극의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성되어도 된다. 제2 연면 코로나 방전용 전극과, 제3 피접지 전극의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성되어도 된다. 제3 연면 코로나 방전용 전극과, 제4 피접지 전극의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성되어도 된다.
[0021] 또한, 상기의 발명의 개요는, 본 발명의 필요한 특징의 전부를 열거한 것은 아니다. 또, 이들 특징군(群)의 서브 콤비네이션도 또한, 발명이 될 수 있다.
[0022] 도 1은 제1 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(100)의 사시도이다.
도 2는 도 1의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 3의 (a)~(c)는, 제1 코로나 방전용 전극(50), 제1 유전체(20), 제1 피접지 전극(30) 및 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 위치 관계를 나타낸 도면이다.
도 4의 (a)~(c)는, 연면 플래시오버(flashover)를 설명하는 도면이다.
도 5는 제1 실시형태의 제1 변형예를 나타낸 도면이다.
도 6은 제1 실시형태의 제2 변형예를 나타낸 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(100)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 8은 제2 실시형태에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 배치를 나타낸 도면이다.
도 9는 제2 실시형태의 제1 변형예를 나타낸 도면이다.
도 10의 (a)~(b)는, 해머(80)에 의해 제1 포집상자(70)에 진동을 주는 모습을 나타낸 도면이다.
도 11의 (a)~(c)는, 제2 실시형태의 제2 변형예를 나타낸 도면이다.
도 12는 제2 실시형태의 제3 변형예를 나타낸 도면이다.
도 13은 제3 실시형태에 있어서의 제1 피접지 전극(30)의 배치를 나타낸 도면이다.
도 14는 제3 실시형태의 제1 변형예를 나타낸 도면이다.
도 15는 제3 실시형태의 제2 변형예를 나타낸 도면이다.
도 16은 제3 실시형태의 제3 변형예를 나타낸 도면이다.
도 17은 제3 실시형태의 제4 변형예를 나타낸 도면이다.
도 18은 제4 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(200)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 19는 제5 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(200)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 20은 제6 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(300)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 21은 제7 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(400)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
도 22는 제8 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(500)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다.
[0023] 이하, 발명의 실시형태를 통해 본 발명을 설명하겠으나, 이하의 실시형태는 청구범위에 관계된 발명을 한정하는 것은 아니다. 또, 실시형태 내에서 설명되어 있는 특징의 조합의 전부가 발명의 해결 수단에 필수라고는 할 수 없다.
[0024] 도 1은, 제1 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(100)의 사시도이다. PM 연소장치는, 입자상 물질 연소장치로 바꾸어 읽어도 된다. X축과 Y축은 서로 직교하는 축이며, Z축은 X-축 평면에 수직이다. X, Y 및 Z축은, 이른바 오른손 좌표계를 이룬다. X, Y 및 Z축은, 구성 요소의 상대 위치를 특정하는 것에 불과하며, 특정 방향을 한정하는 것은 아니다. 본 예의 Z축은, 지면(地面)에 수직인 방향과 평행이 아니어도 된다. X축과 평행한 방향을 X방향으로 한다. 또, X축의 화살표 방향을 특히 ＋X방향으로 하고, 해당 화살표 방향과 반대방향을 -X방향으로 한다. Y축에 대한 Y방향, 및, Z축에 대한 Z방향에 있어서도, 같은 방침으로 기재한다.
[0025] 본 예의 PM 연소장치(100)는, 제1 집진부(60)를 갖는다. 제1 집진부(60)는, PM 함유 가스(90) 내의 PM을 제1 방전 기구에 의해 대전시켜 포집하는 기능을 갖는다. 제1 방전 기구는, 기체(氣體)에 수 kV의 전위차를 만듦으로써 기체를 절연 파괴시킨다. 또한, k는 10의 3승을 의미하는 SI 접두사이다. 이로써, 제1 방전 기구는, 방전 플라즈마(즉, 하전(荷電) 입자)를 생성한다.
[0026] 제1 방전 기구는, PM에 대해서 하전 입자를 충돌시킴으로써 PM을 대전시켜도 된다. 하전 입자는, 양이온 및 전자 등의 음이온을 가져도 된다. 제1 방전 기구는, 글로우 방전 또는 코로나 방전이어도 된다. 본 예에 있어서, 제1 방전 기구는 코로나 방전이다.
[0027] 제1 집진부(60)는, 제1 피접지 전극(30)과 제1 코로나 방전용 전극(50)을 갖는다. 제1 피접지 전극(30)은, X-Y 평면에 대략 평행한 평면 형상이며, 접지 전위(GND)를 가지는 전극이다.
[0028] 제1 피접지 전극(30)은, 복수의 개구를 가져도 된다. 본 예의 제1 피접지 전극(30)은, 메시(mesh) 형상을 가지는 전극이다. 메시 형상을 가지는 전극이란, 와이어를 짠 전극, 익스펜드 메탈(expand metal), 펀칭에 의해 금속의 평판이 부분적으로 제거된 펀칭 메탈, 편조선(編組線, braided metal), 또는, 망조선(woven metal)이어도 된다. 메시 형상으로서는, 세로：가로=1：2의 피치를 가지는 메시 형상이 널리 보급되어 있다. 본 예의 제1 피접지 전극(30)도, 세로：가로=3㎜：6㎜~15㎜：30㎜의 메시 형상이어도 된다.
[0029] 제1 피접지 전극(30)은, 제1 유전체(20)의 상면(22) 측에 배치된다. 본 예의 제1 피접지 전극(30)은, 제1 유전체(20)에 접한다. 제1 피접지 전극(30)은, 고정부(62)에 의해 제1 유전체(20)에 대해서 부분적으로 고정되어도 된다. 본 예의 고정부(62)는, 제1 피접지 전극(30)의 네 모서리를 제1 유전체(20)에 대해서 고정한다. 본 예의 고정부(62)는 L자 금속구(金具)이지만, 고정부(62)는 수나사여도 된다. 고정부(62)는, 제1 피접지 전극(30)의 가장자리부 근방의 메시 개구를 관통해도 된다.
[0030] 제1 코로나 방전용 전극(50)은, 제1 피접지 전극(30)의 상방에 이격(離隔)하여 설치된다. 또한, 본 명세서에 있어서 상방 또는 위란, Z축의 ＋Z방향을 의미한다. 또, 하방 또는 아래란 Z축의 -Z방향을 의미한다. 제1 코로나 방전용 전극(50)은, 제1 유전체(20)의 상면(22) 측에 배치되는 제1 포집상자(70)보다 상방에 설치된다. 제1 코로나 방전용 전극(50)과 제1 포집상자(70)의 상면(72) 간의 틈새(間隙)는, PM 함유 가스(90)가 통과하는 가스 통과부(95)가 된다.
[0031] 제1 코로나 방전용 전극(50)은, X-Y 평면에 대략 평행한 평면 형상이다. 제1 코로나 방전용 전극(50)은, 단부(端部)의 한 변에 있어서 ±X방향으로 돌출하는 복수의 돌출부(52)를 갖는다. 돌출부(52)는, Y방향을 따라 복수 개 설치되어도 된다. 본 예의 돌출부(52)는, 삼각형의 꼭짓점 부분이다. 돌출부(52)는, 일반적으로 돌기부라고도 불린다.
[0032] 본 예의 제1 코로나 방전용 전극(50)은, Y축과 평행한 직선에 대해서 선대칭으로 배치된 2개의 제1 코로나 방전용 전극(50-1 및 50-2)을 갖는다. 본 예의 2개의 제1 코로나 방전용 전극(50-1 및 50-2)은, 1개의 X-Y 평면에 배치된다. 2개의 제1 코로나 방전용 전극(50-1 및 50-2)은, 서로 이격하여, 서로의 돌출부(52)가 대향하도록 배치된다.
[0033] 본 예의 코로나 방전은, 직류 코로나 방전이다. 즉, 본 예의 제1 코로나 방전용 전극(50)에는, 직류 전원(58)으로부터 수 kV의 고전압이 인가된다. 이로써, 돌출부(52)의 주위에 불균일한 전계가 형성되어, 돌출부(52)와 제1 피접지 전극(30)의 사이에 위치하는 가스 통과부(95)에 있어서 코로나 방전이 생성된다.
[0034] 본 예에 있어서, PM은, 코로나 방전에 의해 생성된 전자(e-)(즉, 음이온)를 얻는다. 이로써, PM은 음으로 대전된다. 음으로 대전된 PM은, 제1 포집상자(70)의 제1 피접지 전극(30)으로 끌어당겨진다.
[0035] 본 예의 PM 연소장치(100)는, 제1 포집상자(70)를 구비한다. 제1 포집상자(70)는, 제1 유전체(20)에 대향하는 상면(72)에 복수의 개구(74)를 갖는다. 본 예의 제1 포집상자(70)는, 접지 전위를 갖는다. 대전된 PM은, 개구(74)를 통해 제1 피접지 전극(30)을 향한다. 또한, 제1 포집상자(70) 자신은 접지 전위를 갖지만, 대전된 PM의 대부분은 이온풍(ionic wind)을 타고, 개구(74)를 거쳐 제1 피접지 전극(30)을 향한다. 이로써, 제1 집진부(60)는, 제1 피접지 전극(30) 근방에 PM을 집진할 수가 있다.
[0036] 본 예의 제1 포집상자(70)는, 1개의 상면(72)과 4개의 측면(76)을 갖는다. 제1 포집상자(70)은 금속의 상자여도 된다. 또한, 도 1에 있어서는, 제1 포집상자(70)의 내부의 모습을 알 수 있도록, 상면(72) 및 4개의 측면(76)을 간략적으로 선으로 나타낸다. 제1 포집상자(70)는, 그 내부에 있어서 PM 함유 가스(90)의 풍속보다 저속인 풍속을 가지는 공간을 제공한다. 예컨대, PM 함유 가스(90)의 풍속이 20m/s인 경우에, 제1 포집상자(70)의 내부의 풍속은 1m/s로 할 수 있다. 제1 포집상자(70)를 설치함으로써, 대전된 PM이 PM 함유 가스(90)의 흐름을 타고 비산(飛散)하는 것을 막을 수가 있다. 이로써, 안정적으로 PM을 집진할 수가 있다.
[0037] 본 예의 PM 연소장치(100)는 제1 포집상자(70)를 갖지만, PM 함유 가스(90)의 풍속이 수 m/s 정도의 저속인 경우에는, PM 연소장치(100)는 제1 포집상자(70)를 갖지 않아도 된다. 이로써, 제1 포집상자(70)를 갖는 경우에 비해 PM 연소장치(100)의 사이즈를 더 작게 할 수가 있다.
[0038] PM 함유 가스(90)는, 공기보다 낮은 산소 농도 및 공기보다 높은 이산화탄소 농도를 갖는다. 또, PM 함유 가스(90)는, 상온보다 고온이다. PM 함유 가스(90)는, 예컨대 엔진으로부터의 배기가스이며, 270℃ 정도의 온도를 갖는다.
[0039] 낮은 산소 농도, 높은 이산화탄소 농도 및 고온인 PM 함유 가스(90)에 대해서, 코로나 방전을 안정적으로 생성할 수 있는 가동 영역(전류 전압 특성 영역)은, 양(正)전압보다 음(負)전압 쪽이 넓다. 이 때문에, 제1 코로나 방전용 전극(50)에 음전압을 인가하는 편이, 안정적으로 코로나 방전을 생성할 수가 있다.
[0040] 본 예의 PM 함유 가스(90)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)과 제1 포집상자(70)의 사이에 있어서, ＋Y방향으로 도입된다. 본 예에 있어서는, 제1 코로나 방전용 전극(50)에 있어서의 복수의 돌출부(52)를 ＋Y방향을 따라 배치한다. 이로써, 복수의 돌출부(52)를 X방향을 따라 배치하는 경우에 비해, PM 함유 가스(90)와 코로나 방전 간의 접촉 영역을 늘릴 수가 있다.
[0041] 본 예의 PM 연소장치(100)는, 제1 연소부(40)를 갖는다. 본 예의 제1 연소부(40)는, 제1 방전 기구와는 다른 제2 방전 기구에 의해 생성된 활성 산소와, 제1 집진부(60)에 의해 포집된 PM을 반응시키는 기능을 갖는다. 본 예에 있어서, 제2 방전 기구는 연면(沿面) 코로나 방전이다.
[0042] 또한, 본 명세서에 있어서, 「연소」란, 연면 코로나 방전으로 생긴 플라즈마에 의해 활성 산소와 PM 중의 탄소가 반응하여 탄소가 산화되는 것을 의미한다. 활성 산소는, 고체인 탄소를 산화하여, 기체인 일산화탄소 또는 이산화탄소로 한다. 이로써, 고체인 PM은 기체가 된다. 기체가 된 PM은, 최종적으로는 PM 연소장치(100)의 밖으로 배출된다. 또한, 본 명세서의 「연소」는, 반드시 빛 및 열의 발생을 수반하는 것을 의미하는 것은 아니다.
[0043] 또, 본 명세서에 있어서, 「활성 산소」란, 탄소를 산화하는 산소를 의미한다. 본 예의 활성 산소는, 연면 코로나 방전에 의해 생성된 오존(O3), 산소 원자(O)이다. 단, 활성 산소는, 프리 라디칼(free radical)이어도 된다. 또, 활성 산소는, 일중항(一重項) 산소(1O2) 및 산소 이온(O2 -) 중 1종류 이상을 포함해도 된다.
[0044] 제1 연소부(40)는, 제1 유전체(20)와, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과, 제1 피접지 전극(30)을 갖는다. 또한, 제1 연소부(40) 및 제1 집진부(60)는, 제1 피접지 전극(30)을 공유한다. 본 예에서는, 제1 연소부(40) 및 제1 집진부(60)를 Z방향으로 포개어 일체적으로 형성하므로, 제1 연소부(40) 및 제1 집진부(60)를 Z방향으로 포개지 않는 경우보다 PM 연소장치(100)의 사이즈를 작게 할 수가 있다. 또한, 제1 연소부(40) 및 제1 집진부(60)를 X방향으로 포개어 일체적으로 형성해도 되며, Y방향으로 포개어 일체적으로 형성해도 된다.
[0045] 물론, 본 예에 있어서는, 블로워(blower) 등의 PM 회수기구를 설치하는 경우보다 PM 연소장치(100)의 사이즈를 작게 할 수 있다. 일례에 있어서, 블로워가 PM 연소장치(100)의 2배 정도의 체적인 경우에는, 블로워를 생략함으로써, PM 연소장치(100)의 사이즈를 블로워가 있는 경우에 비해 1/3으로 할 수가 있다. 또한, 블로워를 이용할 경우에는, 회수한 PM을 꺼낼 수 있도록 정기적으로 유지 관리할 필요가 있다. 그러나, 본 예에 있어서는 PM을 연소하여 외부로 방출하므로, 블로워의 유지 관리 자체가 불필요한 점도 유리하다.
[0046] 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 제1 유전체(20)의 하면(28) 측에 배치된다. 본 예의 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 제1 유전체(20)와 접촉시켜 제1 유전체(20)의 아래에 위치한다. 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 교류 전원(18)으로부터 교류 전압이 인가된다. 이로써, 제1 피접지 전극(30) 근방에 연면 코로나 방전이 형성된다.
[0047] 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 구리-텅스텐 합금 및 은-텅스텐 합금 등의 금속에 의해 형성되어도 된다. 단, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 재료는, 이들로 한정되는 것은 아니다. 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 가공의 용이성을 고려하여 1㎜ 이하의 두께를 가져도 된다.
[0048] 제1 유전체(20)는, 알루미나, 질화 알루미늄 및 질화 규소 등의 무기계의 유전체여도 된다. 제1 유전체(20)는, 세라믹스여도 되며, 보다 구체적으로는 마이카렉스(micarex)여도 된다. 또한, 마이카렉스는, 마이카계(系) 가공성 세라믹스(Mica-based Machinable Ceramics)라고도 불린다. 제1 유전체(20)는, 후술하는 절연 파괴의 발생을 회피하도록, 0.3㎜ 이상 10㎜ 미만의 두께를 가져도 된다.
[0049] 본 예의 교류 전원(18)은, 수 ㎑에서 수십 ㎑의 고주파 전원이다. 이 때문에, 제1 유전체(20)는, 고주파 유도 가열되어 온도가 상승한다. 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 및 제1 유전체(20)는, 재료가 다르므로 열팽창 계수가 다르다. 단, 본 예의 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 제1 유전체(20)의 내부에 매설되지 않는다. 이 때문에, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 및 제1 유전체(20)가 열팽창하여도, 양자의 열팽창 계수의 차에 기인하여 제1 유전체(20)가 변형 또는 파괴되는 일이 없다. 본 예는, 이러한 점에 있어서, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을 제1 유전체(20) 내에 매설한 경우보다 유리하다.
[0050] 또한, PM의 연소는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 열에 의해 이루어지는 것이 아니라, 연면 코로나 방전으로 생긴 플라즈마에 의해 활성 산소와 PM 내의 탄소가 반응함으로써 이루어진다. 이 때문에, 제1 유전체(20)의 온도는, PM 함유 가스(90)의 온도와 같은 정도여도 된다. 예컨대, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)에 교류 전압이 인가된 경우에 있어서의 제1 유전체(20)의 온도는, 300℃ 이하이다. PM 함유 가스(90)의 온도가 270℃인 경우에, 제1 유전체(20)의 온도도 270℃여도 된다. 이러한 점에서, 본 예는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을 니크롬(Nichrome) 선에 의해 형성하여, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 자신을 가열하는 기술과는 다르다. 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 자신을 가열하는 경우에 비해 저온이므로, 본 예의 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은 가열하는 경우보다 내구성이 높다.
[0051] 본 예는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 상이 아닌, 제1 피접지 전극(30) 상에 PM을 집진하므로, 장치 사이즈의 소형화의 측면에서 유리하다. 만일, 제1 피접지 전극(30)을 제1 유전체(20)의 아래에 배치할 경우에는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)이 제1 유전체(20) 상에 위치하게 된다. 이 경우, 절연 내압(耐壓)을 확보하도록 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과 접지 전위를 가지는 제1 포집상자(70) 간의 거리를 충분히 취할 필요가 있으므로, PM 연소장치(100)의 사이즈가 커진다. 이에 대해서, 본 예에 있어서는, 고전압이 인가되는 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을, 제1 유전체(20)의 아래에 배치한다. 따라서, 제1 피접지 전극(30)을 제1 유전체(20)의 아래에 배치하는 경우보다 PM 연소장치(100)의 사이즈를 작게 할 수가 있다.
[0052] 나아가, 본 예에 있어서는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 상에 PM이 집진되지 않기 때문에, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을 PM의 오염으로부터 막는 오염 대책 기구가 불필요하다. 만일, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10) 상에 PM이 집진될 경우에는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)에 대한 고전압을 도입하는 단자부(부싱(bushing))를 에어 퍼지할 필요가 있다. 본 예에 있어서는, 오염 대책 기구가 불필요하기 때문에, PM 연소장치(100)의 소형화 및 비용 저하의 점에서 유리하다.
[0053] 도 1에 있어서는, 제1 연소부(40), 제1 집진부(60) 및 제1 포집상자(70)를 각각 가지는 PM 연소장치(100)를 나타낸다. 단, PM 연소장치(100)는, 연소부, 집진부 및 포집상자를 복수로 가져도 된다. 연소부, 집진부 및 포집상자를 복수로 가질 경우에, A-A' 단면은, X-Z 평면에 평행하게 PM 연소장치를 절단한 단면도를 의미한다.
[0054] 도 2는, 도 1의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 제1 피접지 전극(30) 상에 형성되는 연면 코로나 방전 영역(42)을 점선에 의해 나타낸다. 또한, 연면 코로나 방전 영역(42)은, 도면을 보기 쉽게 할 것을 고려하여 도 1에 있어서는 생략되어 있다. 또한, 연면 코로나 방전 영역(42)에는, 위에서 기재한 활성 산소가 존재한다. 가스 통과부(95)로부터 개구(74)를 지나 제1 피접지 전극(30)을 향하는 PM을 실선(實線)의 동그라미로 나타내고, 연소 후의 PM을 점선의 동그라미로 나타낸다.
[0055] 도 3에 있어서의 (a)~(c)는, 제1 코로나 방전용 전극(50), 제1 유전체(20), 제1 피접지 전극(30) 및 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 위치 관계를 나타낸 도면이다. 도 3의 (a)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)의 위에서 본(上面視) 도면을 나타낸다. 도 3의 (b)는, 제1 유전체(20) 및 제1 피접지 전극(30)의 위에서 본 도면을 나타낸다. 도 3의 (c)는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 위에서 본 도면을 나타낸다. 위에서 본다는 것은, -Z방향에 있어서 대상물을 본 경우를 의미한다(도 2 참조).
[0056] 도 3에 있어서의 (a) 및 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 코로나 방전용 전극(50-1 및 50-2)과 제1 유전체(20)는, X방향 및 Y방향의 단부(端部)가 일치한다. 또, 도 3의 (b)에 나타내는 바와 같이, 제1 피접지 전극(30)의 단부는, 제1 유전체(20)의 단부보다 내측에 위치한다. 본 예에 있어서는, 제1 유전체(20)를 위에서 본 경우에 있어서, 제1 유전체(20)의 ＋X방향의 단부를 제1 변(23)으로 한다.
[0057] 도 3의 (c)에 나타내는 바와 같이, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은, 평면 영역(12)과, 연신 영역(14)과, 인출 영역(16)을 갖는다. 본 예에 있어서, 제1 유전체(20)를 사이에 끼고 서로 대향하는 평면 영역(12)의 면과 제1 피접지 전극(30)의 면은, 거의 같은 면적을 가지며, Z방향에 있어서 서로 거의 완전히 포개진다.
[0058] 본 예에 있어서, 평면 영역(12)의 단부 중, 제1 유전체(20)의 제1 변(23)에 가장 근접하는 단부를 제2 변(13)으로 한다. 제1 유전체(20)의 제1 변(23)은, 평면 영역(12)의 제2 변(13)보다 외측으로 돌출한다. 도 3의 (c)에 있어서, 위에서 본 경우에 제1 유전체(20)의 제1 변(23)이 대응하는 위치를 나타낸다. 본 예에 있어서, 위에서 볼 때에 있어서의 제1 유전체(20)의 제1 변(23)이란, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과 같은 X-Y 평면에 사영(射影)한 제1 변(23)을 의미한다.
[0059] 연신 영역(14)은, 평면 영역(12)에 전기적으로 접속한다. 연신 영역(14)은, 평면 영역(12)과 같은 X-Y 평면에 위치한다. 연신 영역(14)은, 위에서 볼 때에 있어서, 평면 영역(12)의 제1 변(23)과 제1 유전체(20)의 제2 변(13)을 최단 거리로 잇는 제1 방향(25)과는 다른 방향에 있어서, 평면 영역(12)의 제2 변(13)으로부터 외측으로 연신한다. 본 예에 있어서, 제1 방향(25)은 ＋X방향과 일치한다. 본 예의 연신 영역(14)은, 제2 변(13)의 ＋Y방향의 단부로부터, 제1 변(23)의 -Y방향의 단부(도 3의 (c)의 점선 위치)까지 비스듬하게 연신한다. 이로써, 연신 영역(14)이 연신하는 방향과 제2 변(13)은 예각을 이룬다.
[0060] 본 예의 평면 영역(12)은 직사각형(長方形)이므로, 제2 변(13)은 Y방향과 평행한 직선이다. 단, 다른 예에 있어서는, 제2 변(13)은 Y방향과 평행이 아니어도 된다. 예컨대, 평면 영역(12)이 사다리꼴이어도 되고, 이 경우에 제2 변(13)은 Y방향과 평행이 아니다. 이 때문에, 제1 변(23)과 제2 변(13)을 최단 거리로 잇는 제1 방향(25)은, ＋X방향과는 다른 방향이어도 된다. 단, 이러한 경우에 있어서도, 연신 영역(14)이 연신하는 방향과 제2 변(13)은 예각을 이룬다.
[0061] 나아가, 다른 예에 있어서는, 제2 변(13)은 곡선을 가지고 있어도 된다. 이 경우에 있어서, 제1 변(23)과 제2 변(13)을 최단 거리로 잇는 제1 방향(25)은, ＋X방향과는 다른 방향이어도 된다. 연신 영역(14)은, 평면 영역(12)과의 접속점에 있어서의 접선과 수직인 방향과는 다른 방향으로 연신해도 된다. 단, 이 경우에 있어서도, 연신 영역(14)이 연신하는 방향과 제2 변(13)은 예각을 이룬다.
[0062] 본 예의 인출 영역(16)은, 연신 영역(14)에 전기적으로 접속한다. 인출 영역(16)은, 위에서 볼 때에 있어서 제1 유전체(20)의 제1 변(23)보다 외측으로 돌출한다. 제1 변(23)보다 외측으로 돌출하는 인출 영역(16)은, 교류 전원(18)에 전기적으로 접속한다.
[0063] 도 4에 있어서의 (a)~(c)는, 연면 플래시오버를 설명하는 도면이다. 도 4의 (a)는, 제1 피접지 전극(30)으로부터 인출 영역(16)까지의 연면 거리가 최단 거리인 경우를 나타낸 도면이다. 연신 영역(14)은, 제1 유전체(20)의 아래에 위치하므로, 제1 유전체(20)의 상면(22)에 대해서 배후(背後) 전극이 된다. 인출 영역(16)에는 교류 전원(18)으로부터 고전압이 인가되므로, 연신 영역(14)의 상방에 위치하는 상면(22)의 영역은, 배후 전극이 없는 상면(22)의 영역에 비해 전계 강도가 강해진다. 이 때문에, 제1 유전체(20)에 있어서 연면 플래시오버(creeping flashover)가 발생하기 쉬워진다. 이로써, 연신 영역(14) 상의 상면(22)을 따라 제1 유전체(20)의 절연 파괴가 생길 수 있다.
[0064] 도 4의 (b)는, 제1 피접지 전극(30)의 일부를 제거함으로써, 도 4의 (a)보다 연면 거리를 길게 한 경우를 나타낸 도면이다. 그러나, 도 4의 (b)의 예에서는, 제1 피접지 전극(30)의 설치 면적이 도 4의 (a)의 예보다 작아지므로, 연면 코로나 방전 영역(42)이 감소하는 문제가 있다.
[0065] 도 4의 (c)는, 본 예의 인출 영역(16)을 나타낸 도면이다. 본 예는, 도 3의 (c)와 마찬가지로, 연신 영역(14)이 연신하는 방향과 제2 변(13)은 예각을 이룬다. 이 때문에, 제1 피접지 전극(30)으로부터 인출 영역(16)까지의 연면 거리를, 도 4에 있어서의 (a) 및 (b)의 예보다 길게 할 수가 있다. 이로써, 배후 전극에 기인하는 제1 유전체(20)의 절연 파괴를 막을 수가 있다. 또, 도 4의 (b)의 예와 같이 연면 코로나 방전 영역(42)이 감소하는 문제도 없다.
[0066] 본 예에서는, 제1 피접지 전극(30)의 연신 영역(14) 측의 단부(X-Y 평면에 있어서, 제2 변(13)과 동일함)로부터, 연신 영역(14)의 제1 변(23) 측의 단부까지의 길이를 거리(L)로 한다. 본 예에서는, 연신 영역(14)이 인출 영역(16)에 가까워짐에 따라, 거리(L)는 서서히 커진다. 도 4의 (c)에 있어서, 거리(L)는, 거리(L1)＜거리(L2)＜거리(L3)의 관계를 만족한다.
[0067] 도 5는, 제1 실시형태의 제1 변형예를 나타낸 도면이다. 본 예는, 직류 전원(58)이 제1 코로나 방전용 전극(50)에 양전압을 인가한다. 본 예는, 이러한 점에 있어서 제1 실시형태와 다르지만, 다른 점에 있어서는 제1 실시형태와 같다. 위에서 기술한 바와 같이, 제1 코로나 방전용 전극(50)에 음전압을 인가하는 편이, 전류 전압 특성 영역이 넓기 때문에 유리하다. 그러나, 제1 코로나 방전용 전극(50)에 양전압을 인가해도, 소정의 전류 전압 특성 영역에 있어서는 코로나 방전을 안정적으로 생성할 수 있는 경우가 있다.
[0068] 도 6은, 제1 실시형태의 제2 변형예를 나타낸 도면이다. 도 6에 있어서는, PM 연소장치(100)의 Y-Z 평면에 있어서의 단면을 나타낸다. 본 예에서는, PM 함유 가스(90)의 상류 측에 제1 코로나 방전용 전극(50)을 설치하고, PM 함유 가스(90)의 하류 측에 제1 포집상자(70) 및 제1 연소부(40)를 설치한다. 본 예는, 이러한 점에 있어서 제1 실시형태와 다르지만, 다른 점에 있어서는 제1 실시형태와 같다. 본 예에 있어서도, 코로나 방전에 의해 대전된 PM은, 제1 포집상자(70)의 개구(74)를 통과하여, 연면 코로나 방전 영역(42)에 도달한다.
[0069] 본 예에 있어서는, 제1 연소부(40)와 제1 집진부(60)가 분리하여 설치되므로, 제1 실시형태보다 PM 연소장치(100)의 사이즈가 커진다. 단, 블로워 등의 PM 회수기구를 설치하는 것보다 PM 연소장치(100)의 사이즈를 작게 할 수가 있다. 또한, 제2 변형예와 제1 변형예를 조합하여도 됨은 물론이다.
[0070] 제1 실시형태의 제3 변형예로서, 제1 연소부(40)를 연속적이 아닌 간헐적으로 가동시켜도 된다. 본 예에 있어서는, PM의 퇴적량에 따라 연면 코로나 방전 영역(42)의 형성 개시 타이밍을 제어한다. 즉, 본 예에서는, 제1 집진부(60)를 항상 가동시킴으로써 PM이 소정 형상이 될 때까지 퇴적한 후에, 제1 연소부(40)를 가동시킨다. 이로써, 항상 제1 연소부(40)를 가동시키는 경우에 비해, PM 연소장치의 소비 전력을 저감할 수가 있다. PM 연소장치(100)는 제어부를 가져도 되며, 해당 제어부가 제1 연소부(40) 및 제1 집진부(60)의 동작을 제어해도 된다.
[0071] 제어부는, 연면 코로나 방전 영역(42)의 형성 개시 타이밍에 추가하여, 연면 코로나 방전 영역(42)이 형성되는 시간 길이를 제어해도 된다. 즉, 제어부는, 연면 코로나 방전 영역(42)의 유무에 대응하는 듀티비를 제어해도 된다. 제어부는, PM의 퇴적 속도에 따라 해당 듀티비를 제어해도 된다. 예컨대, 제어부는, PM의 퇴적 속도가 소정치보다 높은 경우에 연면 코로나 방전 영역(42)이 형성되는 시간을 보다 길게 하고, 소정치보다 낮은 경우에 연면 코로나 방전 영역(42)이 형성되는 시간을 보다 짧게 한다. 이로써, PM 연소장치를 더욱 효율적으로 동작시킬 수가 있다.
[0072] 도 7은, 제2 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(100)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 본 예의 제1 피접지 전극(30)은, 복수의 개별 전극(32)을 갖는다. 복수의 개별 전극(32)은, 제1 유전체(20)의 상면(22) 상에 납땜되어도 된다. 또한, 복수의 개별 전극(32)은, 와이어(34)에 의해 서로 전기적으로 접속된다. 본 예의 와이어(34)는, 복수의 개별 전극(32) 상에 위치한다. 와이어(34)는, 주성분이 알루미늄 등이어도 된다. 와이어(34)는 전기적으로 무시할 수 있다.
[0073] 와이어(34)를 통해, 복수의 개별 전극(32)은 접지 전위가 된다. 이러한 점에 있어서, 제1 실시형태와 다르지만, 다른 점에 있어서는 제1 실시형태와 같다. 이 때문에, 본 예와 제1 실시형태 및 그 변형예를 조합해도 된다.
[0074] 도 8은, 제2 실시형태에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 배치를 나타낸 도면이다. 또한, 도면을 보기 쉽게 할 것을 고려하여, 도 8에 있어서는 와이어(34)를 생략한다. 본 예에 있어서 복수의 개별 전극(32)의 각각은, 원기둥 형상을 갖는다. 복수의 개별 전극(32)은, 서로 이격되어 설치된다. 즉, 복수의 개별 전극(32) 자신은, 서로 연결된 개별 전극(32)에 의해서만 폐쇄된 영역을 형성하지 않는다. 또한, 복수의 개별 전극(32)은, 와이어(34)에 의해 접속됨으로써 접지 전위를 갖는다.
[0075] 제1 실시형태와 같이 제1 피접지 전극(30)이 메시 형상의 전극인 경우에는, 메시 형상의 개구의 중앙부에, 연소하지 않고 잔류하는 PM이 생기는 경우가 있다. 즉, PM의 연소에 편차가 생기는 경우가 있다. 이것은, 메시 형상의 개구의 중앙부가 개구를 구성하는 직사각형(矩形)의 네 변으로부터 가장 멀어지므로, 메시를 구성하는 선 부분의 전계에 비해 중앙부의 전계가 약해져, 연면 코로나 방전이 생성되기 어려운 점이 원인인 것으로 생각된다.
[0076] 따라서, 본 예에 있어서는, 인접하는 임의의 2개의 개별 전극(32)의 거리를 동일하게 한다. 본 예에 있어서는, 복수의 개별 전극(32)의 각각을 같은 크기의 정삼각형(36)의 꼭짓점의 위치에 배치한다. 정삼각형(36)의 한 변의 길이는, 3㎜ 이상 15㎜ 이하여도 된다. 전계는, 개별 전극(32)으로부터 방사상(放射狀)으로 퍼진다. 이 때문에, 메시 형상의 사각형의 1 변과 정삼각형(36)의 1 변이 같은 길이인 경우에 있어서, 정삼각형(36)의 중앙부의 전계는, 사각형의 중앙부의 전계보다 강하게 할 수가 있다. 따라서, 본 예의 개별 전극(32)의 배치에 의해, 제1 실시형태에 비해 PM의 연소의 편차를 저감시킬 수가 있다.
[0077] 도 9는, 제2 실시형태의 제1 변형예를 나타내는 도면이다. 본 예에 있어서, 복수의 개별 전극(32)의 각각은, 제1 유전체(20)의 상면(22)으로부터 제1 포집상자(70)의 상면(72)에까지 도달하도록 설치된다. 본 예의 개별 전극(32)은, 제2 실시형태보다 Z방향으로 긴 원기둥 형상을 갖는다. 본 예의 개별 전극(32)은, 제1 유전체(20)에 납땜하지 않아도 된다. 복수의 개별 전극(32)의 각각은, 상면(72)에 대해서 고정부(64)에 의해 물리적으로 고정된다. 고정부(64)는, 수나사여도 된다. 본 예의 개별 전극(32)은, 제1 포집상자(70)와 물리적으로 접촉함으로써, 접지 전위를 갖는다. 이 때문에, 본 예에서는 제1 포집상자(70)를 제1 유전체(20) 상에 배치함으로써, 복수의 개별 전극(32)을 제1 유전체(20) 상에 배치할 수가 있다. 본 예는, 이러한 점에 있어서 제2 실시형태와 다르지만, 다른 점에 있어서는 제2 실시형태와 같다.
[0078] 본 예에 있어서는, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방에도 PM이 퇴적한다. 연면 코로나 방전 영역(42)은 제1 유전체(20)의 상면(22) 근방에 형성되므로, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방에 퇴적한 PM은 연소되기 어렵다. 본 예의 PM 연소장치(100)는, 제1 포집상자(70)에 진동을 주는 진동 발생 기구로서의 해머(80)를 더 구비하여도 된다. 진동 발생 기구는, 제1 포집상자(70)에 진동을 줌으로서, 제1 포집상자(70)에 부착되어 있는 PM을 제1 유전체(20)의 상면(22)으로 이동시키는 기능을 갖는다. 제1 포집상자(70)에 부착되어 있는 PM이란, 제1 포집상자(70)의 측면(76)의 내측 및 외측, 상면(72), 및 개별 전극(32)에 부착되어 있는 PM을 의미해도 된다. 해당 기능을 발휘할 수 있는 범위에 있어서, 진동 발생 기구는 해머(80)로 한정되지 않으며, 다른 대체적인 수단을 이용하여도 된다.
[0079] 도 10에 있어서의 (a)~(b)는, 해머(80)에 의해 제1 포집상자(70)에 진동을 주는 모습을 나타낸 도면이다. 도 10의 (a)는, 제1 포집상자(70)에 진동을 줌으로써, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방에 퇴적된 PM을 제1 유전체(20)의 상면(22)으로 이동시키는 모습을 나타낸 도면이다. 도 10의 (b)는, 제1 유전체(20)의 상면(22)으로 이동한 PM이 연소한 모습을 나타낸 도면이다. 또한, 본 예의 진동 발생 기구는, 위에서 기재한 모든 실시형태 및 후술하는 모든 실시형태 및 이들의 변형예에 적용해도 됨은 물론이다.
[0080] 도 11에 있어서의 (a)~(c)는, 제2 실시형태의 제2 변형예를 나타낸 도면이다. 또한, 도면을 보기 쉽게 할 것을 고려하여, 교류 전원(18), 직류 전원(58) 및 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을 생략하여 나타낸다. 본 예에 있어서는, 제1 실시형태의 제3 변형예와 마찬가지로, 제1 연소부(40)를 연속적으로 가동시키지 않고, 간헐적으로 가동시킨다. 본 예에 있어서는, 제1 집진부(60)를 항상 가동시켜, PM이 소정 형상이 될 때까지 퇴적한 후에 제1 연소부(40)를 가동시킨다. 즉, 본 예에서는, 연면 코로나 방전 영역(42)의 형성 타이밍 및 듀티비 중의 어느 것 또는 양방(兩方)을 제어한다.
[0081] 도 11의 (a)는, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방 및 제1 유전체(20)의 상면(22) 근방에 PM이 퇴적되는 초기의 모습을 나타낸 도면이다. 도 11의 (b)는, 도 11의 (a)보다 나중인 시간의 모습을 나타낸 도면이다. 도 11의 (b)에 있어서는, PM의 퇴적이 진행되며, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방에 퇴적된 PM과, 제1 유전체(20)의 상면(22) 근방에 퇴적된 PM이 접속하여 일체가 된다.
[0082] 도 11의 (c)는, 도 11의 (b)보다 나중인 시간의 모습을 나타낸 도면이다. 도 11의 (c)에 있어서는, 교류 전원(18)의 전압을 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)에 인가함으로써, 제1 유전체(20)의 상면(22) 근방에 제1 연면 코로나 방전 영역(42)을 형성한다. 이로써, 제1 유전체(20)의 상면(22) 근방에 있어서의 PM의 연소가 서서히 상방으로 확산되어, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방의 PM도 연소된다. 도 11의 (c)에 있어서, 연소된 PM을 점선에 의해 나타낸다. 본 예에서는, 제1 포집상자(70)의 상면(72)에 퇴적된 PM도 확실히 연소시킬 수가 있다.
[0083] 본 예의 PM 연소장치(100)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)으로의 전압 및 PM 함유 가스(90)의 단위시간당 유량(㎥/sec)에 따라, 제1 포집상자(70)의 상면(72) 근방에 퇴적된 PM과, 제1 유전체(20)의 상면(22) 근방에 퇴적된 PM이 접속하여 일체가 되는 시간을 나타내는 타임 테이블을 가져도 된다. PM 연소장치(100)는, 위에서 기재한 전압 및 유량에 대응하는 소정 시각에, 연면 코로나 방전 영역(42)을 형성해도 된다. 도 11에 있어서의 (a), (b) 및 (c)의 일련의 공정은, 반복하여 행해져도 된다. PM 연소장치(100)는, 제어부를 가져도 되며, 해당 제어부가 간헐적으로 연면 코로나 방전 영역(42)을 형성하는 타이밍을 제어해도 된다.
[0084] 도 12는, 제2 실시형태의 제3 변형예를 나타낸 도면이다. 또한, 도면을 보기 쉽게 할 것을 고려하여, 도 12에 있어서는 와이어(34)를 생략하지만, 각 개별 전극(32)은 와이어(34)를 통해 전기적으로 접속된다. 본 예에 있어서는, 코로나 방전 영역(54)에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 밀도는, 코로나 방전 영역(54) 이외에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 밀도보다 높다. 본 예에 있어서, 코로나 방전 영역(54)이란, 제1 코로나 방전용 전극(50)에 있어서의 복수의 돌출부(52)의 바로 아래에 위치하는 제1 피접지 전극(30)의 영역을 의미한다.
[0085] 코로나 방전 영역(54)에 있어서의 복수의 개별 전극(32)이 구성하는 최소의 정삼각형(37)의 크기는, 코로나 방전 영역(54) 이외의 영역에 있어서의 복수의 개별 전극(32)이 구성하는 최소의 정삼각형(36)의 크기보다 작다. 코로나 방전 영역(54)에 있어서는, 다른 영역보다 PM이 퇴적되기 쉽다. 따라서, 코로나 방전 영역(54)에 있어서 복수의 개별 전극(32)을 조밀하게 배치함으로써 PM의 연소를 촉진할 수가 있다. 본 예는, 이러한 점에 있어서 제2 실시형태와 다르지만, 다른 점에 있어서는 제2 실시형태와 같다.
[0086] 또한, 본 예의 또 다른 변형예로서, PM 함유 가스(90)의 하류에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 밀도를, PM 함유 가스(90)의 상류에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 밀도보다 높게 해도 된다. 가스 통과부(95)를 통과함에 따라, 코로나 방전에 의해 대전되는 PM의 수는 증가한다. 이 때문에, 하류에 있어서의 복수의 개별 전극(32)의 밀도를 높게 함으로써, 보다 효율적으로 PM을 연소할 수가 있다.
[0087] 도 13은, 제3 실시형태에 있어서의 제1 피접지 전극(30)의 배치를 나타낸 도면이다. 본 예의 제1 피접지 전극(30)도, 복수의 개별 전극(32)을 갖는다. 본 예에 있어서의 복수의 개별 전극(32)은, 복수의 평행 전극(38)을 포함한다. 복수의 평행 전극(38)은, PM 연소장치(100)에 도입되는 PM 함유 가스(90)의 흐름과 평행한 방향으로 연신하는 직선 형상을 갖는다. 본 예에 있어서는, 평행 전극(38)의 연신 방향과 PM 함유 가스(90)의 흐름이 평행하므로, 가스 통과부(95)에 있어서의 압력 손실을 저감할 수가 있다. 본 예는, 이러한 점에 있어서 제2 실시형태와 다르지만, 다른 점에 있어서는 제2 실시형태와 같다. 예컨대, 와이어(34)에 의해 복수의 평행 전극(38)에 접지 전위가 인가되는 점은 같다. 이 때문에, 본 예와 제1 실시형태, 제2 실시형태 및 이들의 변형예와 조합하여도 된다.
[0088] 도 14는, 제3 실시형태의 제1 변형예를 나타낸 도면이다. 본 예의 복수의 개별 전극(32)은, 복수의 직교 전극(39)을 포함한다. 복수의 직교 전극(39)은, PM 함유 가스(90)의 흐름과 직교하는 방향으로 연신하는 직선 형상을 갖는다. 본 예의 직교 전극(39)은, PM 함유 가스(90)의 흐름과 직교한다. 본 예는, PM 함유 가스(90) 중의 PM 농도가 도 13의 예보다 높고, 또한, 가스 통과부(95)에 있어서의 압력 손실이 문제가 되지 않는 경우에 있어서, 특히 유효하다.
[0089] 또한, 본 예의 또 다른 변형예로서, PM 함유 가스(90)의 하류에 있어서의 복수의 직교 전극(39)의 밀도를, PM 함유 가스(90)의 상류에 있어서의 복수의 직교 전극(39)의 밀도보다 높게 해도 된다. 가스 통과부(95)를 통과함에 따라, 코로나 방전에 의해 대전되는 PM의 수는 증가한다. 이 때문에, 하류에 있어서의 복수의 직교 전극(39)의 밀도를 높게 함으로써, 보다 효율적으로 PM을 연소할 수가 있다.
[0090] 도 15는, 제3 실시형태의 제2 변형예를 나타낸 도면이다. 본 예에 있어서의 복수의 개별 전극(32)은, 복수의 평행 전극(38)과 복수의 직교 전극(39)을 포함한다. 본 예에 있어서는, 제1 피접지 전극(30) 중 X방향의 반은 복수의 평행 전극(38)을 가지며, 나머지 반은 복수의 직교 전극(39)을 갖는다.
[0091] 도 16은, 제3 실시형태의 제3 변형예를 나타낸 도면이다. 본 예에 있어서, 코로나 방전 영역(54)에 있어서의 복수의 평행 전극(38)의 밀도는, 코로나 방전 영역(54) 이외에 있어서의 복수의 평행 전극(38)의 밀도보다 높다. 본 예에 있어서도 상술한 바와 같이, 코로나 방전 영역(54)에 있어서 복수의 평행 전극(38)을 조밀하게 배치함으로써 PM의 연소를 촉진할 수가 있다.
[0092] 도 17은, 제3 실시형태의 제4 변형예를 나타낸 도면이다. 또한, 도면을 보기 쉽게 할 것을 고려하여, 도 17에 있어서는 와이어(34)를 생략하지만, 각 개별 전극(32)은 와이어(34)에 의해 접속되어 접지 전위를 갖는다. 본 예에 있어서, 코로나 방전 영역(54)에 있어서의 복수의 직교 전극(39)의 밀도는, 코로나 방전 영역(54) 이외에 있어서의 복수의 직교 전극(39)의 밀도보다 높다. 본 예에 있어서도 상술한 바와 같이, 코로나 방전 영역(54)에 있어서 복수의 직교 전극(39)을 조밀하게 배치함으로써 PM의 연소를 촉진할 수가 있다.
[0093] 도 18은, 제4 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(200)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 제1 실시형태 및 그 모든 변형예는, 본 예에 적용되어도 된다. 본 예의 PM 연소장치(200)는, 제2 유전체(120)와, 제2 피접지 전극(130)과, 제2 코로나 방전용 전극(150)과, 직류 전원(158)과, 제2 포집상자(170)를 더 구비한다. PM 연소장치(200)는, 제2 코로나 방전용 전극(150)과 제2 포집상자(170)의 하면(172)의 사이에 가스 통과부(195)를 갖는다.
[0094] 제2 포집상자(170)의 기능은, 제1 포집상자(70)와 같다. 제2 포집상자(170)는, 제1 포집상자(70)를 상하 반대로 하여 제2 유전체(120) 아래에 배치된다. 제2 포집상자(170)는, 하면(172)과 제1 포집상자(70)와 마찬가지인 4개의 측면(176)을 갖는다. 제2 포집상자(170)의 하면(172)은, 복수의 개구(174)를 갖는다.
[0095] 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과, 제2 유전체(120)와, 제2 피접지 전극(130)은, 제2 연소부(140)를 구성한다. 제2 유전체(120)는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 하면 측에 배치된다. 본 예의 제2 유전체(120)는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과 접촉하여 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)의 아래에 위치한다. 제2 피접지 전극(130)은, 제2 유전체(120)의 하면 측에 배치된다. 제2 피접지 전극(130)은, 접지 전위를 갖는다. 제2 연소부(140)의 기능은, 제1 연소부(40)와 같다. 연면 코로나 방전 영역(142)은, 제2 유전체(120)의 하면 근방에 형성된다. 제2 연소부(140)와 제1 연소부(40)에 있어서, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)은 공통된다. 이로써, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과, 제1 피접지 전극(30) 및 제2 피접지 전극(130)의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성된다. 본 예에 있어서는, 제2 연소부(140)를 제1 연소부(40)의 아래에 포갬으로써, PM 함유 가스(90)의 연소 공간을 제1 실시예보다 확대할 수가 있다.
[0096] 또한, 만일, 제1 피접지 전극(30)을 제1 유전체(20) 및 제2 유전체(120)에 의해 사이에 끼울 경우에는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)이 제1 유전체(20) 및 제2 유전체(120)의 밖으로 노출된다. 이 경우, 절연 내압을 확보하도록 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)과 접지 전위인 제1 포집상자(70) 간의 거리를 충분히 취할 필요가 있기 때문에, PM 연소장치(200)의 사이즈가 커진다. 이에 대해서, 본 예에 있어서는, 고전압이 인가되는 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을, 제1 유전체(20) 및 제2 유전체(120)에 의해 사이에 끼운다. 따라서, 제1 피접지 전극(30)을 제1 유전체(20) 및 제2 유전체(120)에 의해 사이에 끼우는 경우보다 PM 연소장치(200)의 사이즈를 작게 할 수가 있다.
[0097] 제2 코로나 방전용 전극(150)과, 제2 피접지 전극(130)은, 제2 집진부(160)를 구성한다. 제2 코로나 방전용 전극(150)은, 복수의 돌출부(152)를 갖는다. 제2 집진부(160)의 기능은, 제1 집진부(60)와 같다. 제2 집진부(160)와 제2 연소부(140)에 있어서, 제2 피접지 전극(130)은 공통된다. 본 예에 있어서는, 제1 집진부(60)에 추가하여 제2 집진부(160)를 Z방향으로 포갬으로써, PM 함유 가스(90)의 집진 공간을 제1 실시예보다 확대할 수가 있다. 또한, 본 예는, 제1 연소부(40) 및 제2 연소부(140) 그리고 제1 집진부(60) 및 제2 집진부(160)를 Z방향으로 포갠 2단 구성의 예이지만, 3단 이상의 구성으로 해도 된다. 또한, 제1 연소부(40) 및 제2 연소부(140) 그리고 제1 집진부(60) 및 제2 집진부(160)는, X방향으로 2단 이상 포개도 되며, Y방향으로 2단 이상 포개도 된다.
[0098] 도 19는, 제5 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(200)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 제2 실시형태, 제3 실시형태, 제4 실시형태 및 이들의 모든 변형예는, 본 예에 적용되어도 된다. 제4 실시형태와 마찬가지로, PM 함유 가스(90)의 연소 공간 및 집진 공간을 제2 실시형태 및 제3 실시형태보다 확대할 수가 있다. 본 예에 있어서, 제2 피접지 전극(130)은, 복수의 개별 전극(132)을 갖는다.
[0099] 도 20은, 제6 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(300)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 본 예는, 제2 연소부(140) 및 제2 집진부(160)에 대신하여, 제3 연소부(240) 및 제3 집진부(260)를 가지는 점에서, 제5 실시형태와 다르다. 또한, 제1 피접지 전극(30) 및 제3 피접지 전극(230)이 개별 전극(32) 및 개별 전극(232)을 가지는 것이 아니라, 제1 실시형태에 기재된 메시 형상으로 해도 된다. 이 때문에, 제1 실시형태, 제2 실시형태, 제3 실시형태 및 이들의 변형예를 본 예에 적용해도 된다.
[0100] 본 예의 제3 연소부(240)는, 제2 연면 코로나 방전용 전극(210)과, 제3 유전체(220)와, 제3 피접지 전극(230)을 갖는다. 본 예의 제3 유전체(220)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)의 상방에 이격하여 배치된다. 본 예의 제2 연면 코로나 방전용 전극(210)은 제3 유전체(220)의 상면 측에 배치되고, 제3 피접지 전극(230)은 제3 유전체(220)의 하면 측에 배치된다. 제2 연면 코로나 방전용 전극(210)과, 제3 피접지 전극(230)의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성된다. 본 예에서는, 연면 코로나 방전 영역(242)이, 제3 유전체(220)의 하면 근방에 형성된다. 교류 전원(218)은, 제2 연면 코로나 방전용 전극(210)에 교류 전압을 인가한다. 또한, 교류 전원(18)과 교류 전원(218)은, 통합하여 1개의 교류 전원으로 해도 된다. 제3 피접지 전극(230)은, 접지 전위를 갖는다.
[0101] 본 예의 제3 집진부(260)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)과 제3 피접지 전극(230)을 갖는다. 본 예에 있어서는, 제1 집진부(60) 및 제3 집진부(260)가, 제1 코로나 방전용 전극(50)을 공유한다. 본 예에 있어서, 제1 코로나 방전용 전극(50)과, 제1 피접지 전극(30) 및 제3 피접지 전극(230)의 사이에서 코로나 방전이 형성된다. 본 예에 있어서는, PM 연소장치(300)의 최상면에는 제2 연면 코로나 방전용 전극(210)이 위치하고, PM 연소장치(300)의 최하면에는 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)이 위치한다.
[0102] 또, PM 연소장치(300)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)과 제3 유전체(220)의 사이에 제3 포집상자(270)를 갖는다. 제3 포집상자(270)의 기능은, 제1 포집상자(70) 및 제2 포집상자(170)와 같다. 제3 포집상자(270)는, 하면(272), 하면(272)에 형성된 개구(274), 및 측면(276)을 갖는다. PM 연소장치(300)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)과 제3 포집상자(270)의 하면(272)의 사이에 가스 통과부(295)를 갖는다.
[0103] 도 21은, 제7 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(400)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 본 예는, 제6 실시형태에 제2 연소부(140) 및 제2 집진부(160)를 추가한 예이다. 또한, 제1 피접지 전극(30), 제2 피접지 전극(130) 및 제3 피접지 전극(230)을, 제2 실시형태에 기재된 복수의 개별 전극이 아닌, 제1 실시형태에 기재된 메시 형상으로 해도 된다. 이 때문에, 제1 실시형태, 제2 실시형태, 제3 실시형태 및 이들의 변형예를 본 예에 적용해도 된다.
[0104] 본 예에 있어서, 제1 집진부(60) 및 제3 집진부(260)는, 제1 코로나 방전용 전극(50)을 공유한다. 또, 제1 연소부(40) 및 제2 연소부(140)는, 제1 연면 코로나 방전용 전극(10)을 공유한다. 본 예에 있어서, 연소부 및 집진부 세트를 Z방향에 있어서 서로 반대방향으로 3세트 인접하여 배치한다. 이로써, 서로 인접하는 1세트는, 연면 코로나 방전용 전극 또는 코로나 방전용 전극을 공유할 수가 있다. 이 때문에, PM 연소장치(400)에 이용하는 부품 수를 저감할 수 있으며, 또한, 연소부 및 집진부의 1세트를 한정된 공간에 보다 많이 배치할 수가 있다. 또한, 연소부 및 집진부의 세트를 X방향에 있어서 서로 반대방향으로 3세트 인접하여 배치해도 되며, Y방향에 있어서 서로 반대방향으로 3세트 인접하여 배치해도 된다.
[0105] 도 22는, 제8 실시형태에 있어서의 PM 연소장치(500)의 A-A' 단면을 나타낸 도면이다. 본 예는, 제4 연소부(340) 및 제4 집진부(360)를 더 가지는 점에서, 제7 실시형태와 다르다. 또한, 제1 피접지 전극(30), 제2 피접지 전극(130), 제3 피접지 전극(230) 및 제4 피접지 전극(330)이 개별 전극(32), 개별 전극(132), 개별 전극(232) 및 개별 전극(332)을 가지는 것이 아니라, 제1 실시형태에 기재된 메시 형상으로 해도 된다. 이 때문에, 제1 실시형태, 제2 실시형태, 제3 실시형태 및 이들의 변형예를 본 예에 적용해도 된다.
[0106] 본 예의 제4 연소부(340)는, 제3 연면 코로나 방전용 전극(310)과, 제4 유전체(320)와, 제4 피접지 전극(330)을 갖는다. 본 예의 제4 유전체(320)는, 제2 코로나 방전용 전극(150)의 하방에 이격하여 배치된다. 본 예의 제3 연면 코로나 방전용 전극(310)은 제4 유전체(320)의 하면 측에 배치되고, 제4 피접지 전극(330)은 제4 유전체(320)의 상면 측에 배치된다. 제3 연면 코로나 방전용 전극(310)과, 제4 피접지 전극(330)의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성된다. 본 예에서는, 연면 코로나 방전 영역(342)이, 제4 유전체(320)의 상면 근방에 형성된다. 교류 전원(318)은, 제3 연면 코로나 방전용 전극(310)에 교류 전압을 인가한다. 또한, 교류 전원(18)과 교류 전원(218)과 교류 전원(318)은, 통합하여 1개의 교류 전원으로 해도 된다. 제4 피접지 전극(330)은, 접지 전위를 갖는다.
[0107] 본 예의 제4 집진부(360)는, 제2 코로나 방전용 전극(150)과 제4 피접지 전극(330)을 갖는다. 본 예에 있어서, 제2 집진부(160) 및 제4 집진부(360)가, 제2 코로나 방전용 전극(150)을 공유한다. 본 예에 있어서, 제2 코로나 방전용 전극(150)과, 제2 피접지 전극(130) 및 제4 피접지 전극(330)의 사이에서 코로나 방전이 형성된다. 본 예에 있어서는, PM 연소장치(500)의 최상면에는 제2 연면 코로나 방전용 전극(210)이 위치하고, PM 연소장치(500)의 최하면에는 제3 연면 코로나 방전용 전극(310)이 위치한다.
[0108] 본 예에 있어서도, 연면 코로나 방전용 전극 또는 코로나 방전용 전극을 공유할 수 있기 때문에, PM 연소장치(500)에 이용하는 부품 수를 저감할 수 있으며, 또한, 연소부 및 집진부의 1세트를 한정된 공간에 보다 많이 배치할 수가 있다. 또한, 본 예에 있어서, 제3 연소부(240) 및 제3 집진부(260)를 생략하고, 연소부 및 집진부의 세트를 3세트 가져도 된다. 또, 다른 예에 있어서는, 연소부 및 집진부의 세트를 5세트 이상 가져도 된다. 예컨대, 1m×1m×1m(=1㎥)의 공간에 PM 연소장치(500)를 설치할 경우, 연소부 및 집진부의 세트를 Z방향으로 10세트 적층시킨다. 또한, 연소부 및 집진부의 세트를 X방향으로 10세트 적층해도 되며, Y방향으로 10세트 적층해도 된다.
[0109] 또, PM 연소장치(500)는, 제2 코로나 방전용 전극(150)과 제4 유전체(320)의 사이에 제4 포집상자(370)를 갖는다. 제4 포집상자(370)의 기능은, 제1 포집상자(70), 제2 포집상자(170) 및 제3 포집상자(270)와 같다. 제4 포집상자(370)는, 상면(372), 상면(372)에 형성된 개구(374) 및 측면(376)을 갖는다. PM 연소장치(500)는, 제2 코로나 방전용 전극(150)과 제4 포집상자(370)의 상면(372)의 사이에 가스 통과부(395)를 갖는다.
[0110] 이상, 본 발명을 실시형태를 이용하여 설명했지만, 본 발명의 기술적 범위는 상기 실시형태에 기재된 범위로는 한정되지 않는다. 상기 실시형태에, 다양한 변경 또는 개량을 추가할 수 있음은 당업자에게 있어 분명하다. 그와 같은 변경 또는 개량을 추가한 형태도 본 발명의 기술적 범위에 포함될 수 있음이, 청구범위의 기재로부터 분명하다.
[0111] 청구범위, 명세서, 및 도면 중에 있어서 나타낸 장치, 시스템, 프로그램, 및 방법에 있어서의 동작, 순서, 스텝, 및 단계 등의 각 처리의 실행 순서는, 특별히 「보다 전에」, 「앞서」 등으로 명시하고 있지 않으며, 또, 이전의 처리의 출력을 이후의 처리에서 이용하는 것이 아닌 한, 임의의 순서로 실현될 수 있다는 점에 유의해야 한다. 청구범위, 명세서, 및 도면 중의 동작 플로우에 관하여, 편의상 「우선,」, 「다음으로,」 등을 이용하여 설명했다 하더라도, 그 순서로 실시하는 것이 필수임을 의미하는 것은 아니다.
[0112] 10; 제1 연면 코로나 방전용 전극
12; 평면 영역
13; 제2 변
14; 연신 영역
16; 인출 영역
18; 교류 전원
20; 제1 유전체
22; 상면
23; 제1 변
25; 제1 방향
28; 하면
30; 제1 피접지 전극
32; 개별 전극
34; 와이어
36; 정삼각형
37; 정삼각형
38; 평행 전극
39; 직교 전극
40; 제1 연소부
42; 연면 코로나 방전 영역
50; 제1 코로나 방전용 전극
52; 돌출부
54; 코로나 방전 영역
58; 직류 전원
60; 제1 집진부
62; 고정부
64; 고정부
70; 제1 포집상자
72; 상면
74; 개구
76; 측면
80; 해머
90; PM 함유 가스
95; 가스 통과부
100; PM 연소장치
120; 제2 유전체
130; 제2 피접지 전극
132; 개별 전극
140; 제2 연소부
142; 연면 코로나 방전 영역
150; 제2 코로나 방전용 전극
152; 돌출부
158; 직류 전원
160; 제2 집진부
170; 제2 포집상자
172; 하면
174; 개구
176; 측면
195; 가스 통과부
200; PM 연소장치
210; 제2 연면 코로나 방전용 전극
218; 교류 전원
220; 제3 유전체
230; 제3 피접지 전극
232; 개별 전극
240; 제3 연소부
242; 연면 코로나 방전 영역
260; 제3 집진부
270; 제3 포집상자
272; 하면
274; 개구
276; 측면
295; 가스 통과부
300; PM 연소장치
310; 제3 연면 코로나 방전용 전극
318; 교류 전원
320; 제4 유전체
330; 제4 피접지 전극
332; 개별 전극
340; 제4 연소부
342; 연면 코로나 방전 영역
360; 제4 집진부
370; 제4 포집상자
372; 상면
374; 개구
376; 측면
395; 가스 통과부
400; PM 연소장치
500; PM 연소장치

Claims (18)

  1. 입자상(粒子狀) 물질(particulate matter) 함유 가스 중의 입자상 물질을 제1 방전 기구(mechanism)에 의해 대전시켜 포집(捕集)하는 집진부와,
    상기 제1 방전 기구와는 다른 제2 방전 기구에 의해 생성된 활성 산소와, 포집된 상기 입자상 물질을 반응시키는 연소부
    를 구비하는
    입자상 물질 연소장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 방전 기구는 연면(沿面) 코로나 방전이고,
    상기 연소부는,
    제1 유전체와,
    상기 제1 유전체의 하면 측에 배치되고, 교류 전압이 인가되는 제1 연면 코로나 방전용 전극과,
    상기 제1 유전체의 상면 측에 배치되고, 접지 전위를 가지는 제1 피(被)접지 전극
    을 가지며,
    상기 제1 방전 기구는 코로나 방전이고,
    상기 집진부는,
    상기 제1 피접지 전극과,
    상기 제1 피접지 전극의 상방에 이격(離隔)하여 설치되는 제1 코로나 방전용 전극
    을 갖는
    입자상 물질 연소장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제1 유전체를 위에서 본(上面視) 경우에 있어서, 상기 제1 유전체의 제1 변(邊)은, 상기 제1 변에 가장 근접하는 상기 제1 연면 코로나 방전용 전극의 제2 변보다 외측으로 돌출되어 있으며,
    상기 제1 연면 코로나 방전용 전극은,
    평면 영역과,
    상기 평면 영역에 전기적으로 접속되고, 상기 위에서 본 경우에 있어서 상기 제1 변과 상기 제2 변을 최단 거리로 잇는 제1 방향과는 다른 방향에 있어서, 상기 제2 변으로부터 외측으로 연신(延伸)하는 연신 영역과,
    상기 연신 영역에 전기적으로 접속되고, 상기 위에서 본 경우에 있어서 상기 제1 변보다 외측으로 돌출하는 인출 영역
    을 갖는
    입자상 물질 연소장치.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 연신 영역이 연신하는 방향과 상기 제2 변은 예각을 이루는
    입자상 물질 연소장치.
  5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 피접지 전극은 메시(mesh) 형상을 가지고,
    상기 제1 피접지 전극을 상기 제1 유전체에 대해서 부분적으로 고정하는 고정부를 더 구비하는
    입자상 물질 연소장치.
  6. 제2항 내지 제5항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상면 측에 배치되며, 상기 제1 유전체에 대향하는 상면에 복수의 개구를 가지는 제1 포집상자를 더 구비하는
    입자상 물질 연소장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 제1 피접지 전극은, 서로 이격되어 설치되며, 또한, 와이어에 의해 서로 전기적으로 접속된 복수의 개별 전극을 가지는
    입자상 물질 연소장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 개별 전극의 각각은, 같은 크기의 정삼각형의 꼭짓점(頂点)의 위치에 배치되는
    입자상 물질 연소장치.
  9. 제7항 또는 제8항에 있어서,
    상기 제1 유전체의 상면 측에 배치되며, 상기 제1 유전체에 대향하는 상면에 복수의 개구를 가지는 제1 포집상자를 더 구비하는
    입자상 물질 연소장치.
  10. 제9항에 있어서,
    상기 복수의 개별 전극의 각각은, 상기 제1 포집상자의 상기 상면에까지 도달하여 설치되는
    입자상 물질 연소장치.
  11. 제9항에 있어서,
    상기 제1 포집상자에 진동을 주는 진동 발생 기구를 더 구비하는
    입자상 물질 연소장치.
  12. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 개별 전극은, 상기 입자상 물질 연소장치에 도입되는 입자상 물질 함유 가스의 흐름과 평행한 방향으로 연신하는 직선 형상의 복수의 평행 전극, 및, 상기 입자상 물질 함유 가스의 흐름과 직교하는 방향으로 연신하는 직선 형상의 복수의 직교 전극 중의 어느 것을 포함하는
    입자상 물질 연소장치.
  13. 제12항에 있어서,
    상기 복수의 개별 전극은, 상기 복수의 평행 전극과 상기 복수의 직교 전극을 포함하는
    입자상 물질 연소장치.
  14. 제7항 내지 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 코로나 방전용 전극은 복수의 돌출부를 가지며,
    상기 복수의 돌출부의 바로 아래(直下)에 위치하는 코로나 방전 영역에 있어서의 상기 복수의 개별 전극의 밀도는, 상기 코로나 방전 영역 이외에 있어서의 상기 복수의 개별 전극의 밀도보다 높은
    입자상 물질 연소장치.
  15. 제2항 내지 제14항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 연면 코로나 방전용 전극에 상기 교류 전압이 인가된 경우에 있어서의 상기 제1 유전체의 온도는, 300℃ 이하인
    입자상 물질 연소장치.
  16. 제2항 내지 제15항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 연면 코로나 방전용 전극의 하면 측에 배치되는 제2 유전체와,
    상기 제2 유전체의 하면 측에 배치되고, 접지 전위를 가지는 제2 피접지 전극과,
    상기 제2 피접지 전극의 하방에 이격하여 설치되는 제2 코로나 방전용 전극
    을 더 구비하는
    입자상 물질 연소장치.
  17. 제2항 내지 제16항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제1 코로나 방전용 전극의 상방에 이격하여 배치되는 제3 유전체와,
    상기 제3 유전체의 상면 측에 배치되고, 교류 전압이 인가되는 제2 연면 코로나 방전용 전극과,
    상기 제3 유전체의 하면 측에 배치되고, 접지 전위를 가지는 제3 피접지 전극
    을 더 구비하며,
    상기 제1 코로나 방전용 전극과, 상기 제1 피접지 전극 및 상기 제3 피접지 전극의 사이에서 코로나 방전이 형성되는
    입자상 물질 연소장치.
  18. 제16항에 있어서,
    상기 제1 코로나 방전용 전극의 상방에 이격하여 배치되는 제3 유전체와,
    상기 제3 유전체의 상면 측에 배치되고, 교류 전압이 인가되는 제2 연면 코로나 방전용 전극과,
    상기 제3 유전체의 하면 측에 배치되고, 접지 전위를 가지는 제3 피접지 전극과,
    상기 제2 코로나 방전용 전극의 하방에 이격하여 배치되는 제4 유전체와,
    상기 제4 유전체의 하면 측에 배치되고, 교류 전압이 인가되는 제3 연면 코로나 방전용 전극과,
    상기 제4 유전체의 상면 측에 배치되고, 접지 전위를 가지는 제4 피접지 전극
    을 더 구비하며,
    상기 제1 코로나 방전용 전극과, 상기 제1 피접지 전극 및 상기 제3 피접지 전극의 사이에서 코로나 방전이 형성되고,
    상기 제2 코로나 방전용 전극과, 상기 제2 피접지 전극 및 상기 제4 피접지 전극의 사이에서 코로나 방전이 형성되며,
    상기 제1 연면 코로나 방전용 전극과, 상기 제1 피접지 전극 및 상기 제2 피접지 전극의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성되고,
    상기 제2 연면 코로나 방전용 전극과, 상기 제3 피접지 전극의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성되며,
    상기 제3 연면 코로나 방전용 전극과, 상기 제4 피접지 전극의 사이에서 연면 코로나 방전이 형성되는
    입자상 물질 연소장치.
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