KR20190129485A - Electrostatic precipitation device for particle removal in explosive gases - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 입자상 물질을 포함하는 폭발성 배기가스에 직접 방전을 발생시키지 않고 단극으로 하전하여 폭발 위험성을 방지하면서도 입자상 물질을 완벽하게 제거하며, 포집된 입자를 용이하게 제거할 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles, and more particularly, to completely remove particulate matter while preventing the explosion risk by charging to a single electrode without directly generating an explosive exhaust gas containing particulate matter. The present invention relates to an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles, which can easily remove collected particles.
반도체 물질, 장치, 제조물 및 메모리 장치의 제조에서 발생되는 가스상 방출물은 프로세스 설비에 사용되며 여기서 생성되는 광범위한 화학적 화합물을 수반한다. 이들 화합물은 무기 및 유기 화합물, 포토-레지스트의 침전물 및 다른 반응물질, 및 프로세스 설비로부터 대기로 방출되기 전에 폐가스로부터 제거되어야 하는 다양한 다른 가스들을 포함한다.Gaseous emissions from the manufacture of semiconductor materials, devices, articles of manufacture and memory devices are used in process equipment and involve a wide range of chemical compounds produced therein. These compounds include inorganic and organic compounds, precipitates of photo-resist and other reactants, and various other gases that must be removed from the waste gas before being released to the atmosphere from the process equipment.
반도체 제조공정에 있어서는 독성이 강한 유해물질이 함유된 배기가스가 발생하고, 공해방지의 관점에서 이 배기가스를 그대로 방출하는 것이 금지되고 있다.In the semiconductor manufacturing process, exhaust gas containing harmful toxic substances is generated, and it is forbidden to release the exhaust gas as it is from the viewpoint of pollution prevention.
또한, 반도체 제조공정에서는 배기가스로 폭발성 가스가 많이 발생하는데, 유해성분이나 분진을 함유한 배기가스를 그대로 대기 중에 방출하는 것은 허용되지 않으며, 각종 처리를 실시하여 안전하고 청정한 가스로서 방출할 것이 요구되고 있다. In addition, in the semiconductor manufacturing process, explosive gases are generated as exhaust gases, and it is not allowed to discharge exhaust gases containing harmful components or dusts into the atmosphere as they are, and it is required to discharge them as safe and clean gases through various treatments. It is becoming.
따라서, 종래는 배기가스에 포함된 유해물질을 촉매로 분해하거나, 유해물질이나 분진을 흡착제로 흡착제거하거나, 무해화하는 유해물질처리장치와, 배기가스를 반도체제조장치에서 유해물질 제거장치로 유도하는 배기로를 구비하는 배기가스 처리장치를 설치하고, 반도체 제조장치의 배기가스를 배기로를 통하여 유해물질 처리장치로 유도하고, 이 유해물질 처리장치에서 유해물질을 화학적으로 무해화하거나, 물리적으로 제거하거나 하여 대기중에 방출하는 방법이 채용되고 있다.Therefore, conventionally, a hazardous substance treatment device for decomposing harmful substances contained in exhaust gas with a catalyst, adsorbing and removing harmful substances or dusts with an adsorbent, or inducing harmless, and inducing exhaust gases from a semiconductor manufacturing apparatus to a hazardous substance removing apparatus. An exhaust gas treatment apparatus having an exhaust passage, which guides the exhaust gas of the semiconductor manufacturing apparatus to the hazardous substance treatment apparatus through the exhaust passage, and makes the hazardous substance chemically harmless or physically The method of removing and releasing to air is adopted.
이 같은 종래의 배기가스 중의 폭발성 가스를 처리하는 방법의 대표적인 방법으로는 스크러버, 헤파필터 또는 전기집진 등의 방법을 사용하였다.As a typical method for treating explosive gas in such a conventional exhaust gas, a method such as a scrubber, a hepa filter, or an electrostatic precipitator was used.
그러나, 상기 스크러버는 폐수 처리문제 및 초미세 입자 제거 성능이 현저하게 낮은 문제점이 있었고, 상기 헤파필터는 배압 변화에 따른 공정 압력 변화를 초래하는 문제점이 있었으며, 상기 전기집진 방식은 폭발성 가스의 특성상 방전에 의한 폭발이 발생하는 문제점이 있었다.However, the scrubber had a problem of wastewater treatment and ultra-fine particle removal performance is significantly low, the HEPA filter had a problem causing a change in the process pressure according to the back pressure change, the electrostatic precipitating method discharges due to the characteristics of the explosive gas There was a problem that an explosion occurs.
아울러 SiO2와 같은 입자상 물질 등은 스크러버(scruvber), 헤파필터(HEPA filter) 또는 전기집진 등의 방법으로는 완벽하게 제거할 수 없는 문제점이 있었다.In addition, a particulate matter such as SiO 2 has a problem that cannot be completely removed by a method such as a scrubber, a HEPA filter, or an electrostatic precipitating method.
따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 입자상 물질을 포함하는 폭발성 배기가스에 직접 방전을 하지 않으므로, 방전에 의한 폭발을 방지할 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치를 제공함에 있다.Accordingly, an object of the present invention is to solve such a conventional problem, and does not directly discharge to the explosive exhaust gas containing particulate matter, the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles that can prevent explosion by discharge In providing.
또한, 폭발성 배기가스 입자를 단극으로 하전시켜 폭발성 배기가스 입자를 용이하게 포집 및 제거가능한 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치를 제공함에 있다.In addition, the present invention provides an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles that can easily collect and remove explosive exhaust gas particles by charging explosive exhaust gas particles to a single electrode.
또한, 상기 제1챔버와 제2챔버를 각각 직경이 서로 다른 원통형으로 구성함으로써, 폭발성 배기가스의 하전율을 향상시킬 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치를 제공함에 있다.In addition, the first chamber and the second chamber is configured to have a cylindrical shape having a different diameter, respectively, to provide an apparatus for removing static electricity of the explosive exhaust gas particles that can improve the charge rate of the explosive exhaust gas.
또한, 제1챔버와 제2챔버 사이에서 작용하는 전기장에 의해 제2챔버의 내부에서 생성되어 배출되는 단극 이온이 상기 전기장에 의해 제1챔버의 내주면을 향해 이동하도록 할 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치를 제공함에 있다.In addition, the unipolar ions generated and discharged inside the second chamber by the electric field acting between the first chamber and the second chamber can be moved toward the inner circumferential surface of the first chamber by the electric field. An electrostatic removal device is provided.
상기 목적은, 본 발명에 따라, 폭발성 배기가스 중의 입자상 물질을 단극 하전시키는 하전부; 및 단극 하전된 입자상 물질을 포집하는 집진부;를 포함하며, 상기 하전부는, 접지되고 폭발성 배기가스의 유로를 형성하는 제1챔버와, 상기 제1챔버의 내부공간에 배치되고, 다수의 연통공이 형성된 제2챔버와, 상기 제2챔버의 내부에서 고전압이 인가되어 단극의 이온을 생성하는 방전부와, 상기 제2챔버의 내부로 고압공기를 공급하는 공기공급부와, 상기 제2챔버의 외주면에 배치되고 상기 방전부에서 생성하는 이온과 동일한 극성의 고전압이 인가되어 상기 제1챔버와의 사이에 전기장을 형성하는 정전유도부 및 상기 정전유도부와 제2챔버의 사이에 개재되는 절연층을 포함하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치에 의해 달성된다.The above object is, according to the present invention, a charging unit for monopolar charging particulate matter in explosive exhaust gas; And a dust collector configured to collect monopolar charged particulate matter, wherein the charged portion is disposed in a first chamber that is grounded and forms a flow path of explosive exhaust gas, and is disposed in an inner space of the first chamber, and a plurality of communication holes are provided. A second chamber formed therein, a discharge unit for generating a single pole of ions by applying a high voltage inside the second chamber, an air supply unit for supplying high pressure air into the second chamber, and an outer circumferential surface of the second chamber. An explosive structure including an electrostatic induction part disposed and an insulating layer interposed between the electrostatic induction part and the second chamber, to which a high voltage having the same polarity as the ions generated by the discharge part is applied to form an electric field between the first chamber and the first chamber; Achieved by an electrostatic removal device of the exhaust gas particles.
여기서, 상기 공기공급부를 통해 공급되는 고압공기의 공급 압력은, 상기 제1챔버의 내부로 공급되는 폭발성 배기가스의 공급 압력에 비해 상대적으로 높게 설정되는 것이 바람직하다.Here, the supply pressure of the high pressure air supplied through the air supply unit is preferably set relatively higher than the supply pressure of the explosive exhaust gas supplied into the first chamber.
또한, 상기 제1챔버와 제2챔버는 직경이 서로 다른 원통형 챔버로 이루어지고, 상기 제1챔버와 제2챔버의 중심축은 동일 축선상에 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the first chamber and the second chamber is made of a cylindrical chamber having a different diameter, the central axis of the first chamber and the second chamber is preferably arranged on the same axis.
또한, 상기 방전부는 상기 제2챔버의 중심축을 따라 배치되는 통전부와, 상기 통전부를 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 방전전극을 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the discharge unit preferably includes a conductive part disposed along the central axis of the second chamber, and a plurality of discharge electrodes disposed radially around the conductive part.
또한, 상기 연통공은 상기 방전전극의 선단부에 대응하는 위치에 각각 배치되는 것이 바람직하다.In addition, the communication hole is preferably disposed at a position corresponding to the front end of the discharge electrode.
또한, 상기 방사상으로 배치되는 다수의 방전전극은 다수 마련되고, 상기 폭발성 배기가스의 흐름 방향을 따라 이격 배치되는 것이 바람직하다.In addition, a plurality of radially disposed discharge electrodes may be provided and spaced apart along the flow direction of the explosive exhaust gas.
또한, 상기 제2챔버의 연통공은 제1방향을 따라 연장되는 슬릿 형태로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the communication hole of the second chamber is preferably made of a slit form extending in the first direction.
또한, 상기 방전전극의 제1방향 이격 간격은, 방전전극과 제1챔버의 내주면 사이 간격보다 길게 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the distance in the first direction of the discharge electrode is preferably formed longer than the distance between the discharge electrode and the inner peripheral surface of the first chamber.
또한, 상기 다수의 방전전극의 사이공간에는 절연재가 마련되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that an insulating material is provided in the spaces between the plurality of discharge electrodes.
또한, 상기 방전전극은 통전부에 탈착 가능하게 조립되는 것이 바람직하다.In addition, the discharge electrode is preferably assembled detachably to the conducting unit.
또한, 상기 절연층은, 상기 방전부에 인가되는 고전압과 상기 정전유도부에 인가되는 고전압이 상호간에 영향을 미치지 않도록, 상기 정전유도부와 제2챔버를 전기적으로 분리하는 것이 바람직하다.In addition, the insulating layer is preferably electrically separated from the electrostatic induction part and the second chamber so that the high voltage applied to the discharge part and the high voltage applied to the electrostatic induction part do not affect each other.
또한, 상기 집진부는, 상기 하전부의 제1챔버로부터 배출되는 단극 하전된 폭발성 배기가스가 유입되는 집진용 챔버와, 상기 집진용 챔버의 내부에 설치되는 집진용 고전압 인가판과, 상기 집진용 챔버의 내부에서 상기 집진용 고전압 인가판과 이격 배치되고 접지되는 포집판과, 상기 포집판의 판면에 수막을 형성하는 수막형성부를 포함하는 것이 바람직하다.In addition, the dust collecting unit may include a dust collecting chamber into which the unipolar charged explosive exhaust gas discharged from the first chamber of the charging unit flows, a high voltage applying plate installed inside the dust collecting chamber, and the dust collecting chamber. It is preferable to include a collecting plate which is disposed and spaced apart from the high voltage applying plate for dust collection in the interior of the, and the water film forming portion for forming a water film on the plate surface of the collecting plate.
본 발명에 따르면, 입자상 물질을 포함하는 폭발성 배기가스에 직접 방전을 하지 않으므로, 방전에 의한 폭발을 방지할 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치가 제공된다.According to the present invention, since there is no direct discharge to the explosive exhaust gas containing particulate matter, there is provided an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles that can prevent explosion by discharge.
또한, 폭발성 배기가스 입자를 단극으로 하전시켜 폭발성 배기가스 입자를 용이하게 포집 및 제거가능한 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치가 제공된다.Further, there is provided an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles, which can easily collect and remove explosive exhaust gas particles by charging explosive exhaust gas particles to a single electrode.
또한, 상기 제1챔버와 제2챔버를 각각 직경이 서로 다른 원통형으로 구성함으로써, 폭발성 배기가스의 하전율을 향상시킬 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치가 제공된다.In addition, by configuring the first chamber and the second chamber in a cylindrical shape having a different diameter, there is provided an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles that can improve the charge rate of explosive exhaust gas.
또한, 제1챔버와 제2챔버 사이에서 작용하는 전기장에 의해 제2챔버의 내부에서 생성되어 배출되는 단극 이온이 상기 전기장에 의해 제1챔버의 내주면을 향해 이동하도록 할 수 있는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치가 제공된다.In addition, the unipolar ions generated and discharged inside the second chamber by the electric field acting between the first chamber and the second chamber can be moved toward the inner circumferential surface of the first chamber by the electric field. An electrostatic removal device is provided.
도 1은 본 발명 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치의 개략사시도,
도 2는 도 1의 하전부를 나타낸 정단면도,
도 3은 도 1의 하전부를 나타낸 측단면도,
도 4는 도 1의 집진부를 나타낸 측단면도이고,
도 5 내지 도 7은 본 발명 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치의 작동상태도이고,
도 8 내지 도 11은 본 발명 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치의 변형예를 나타낸 도면이다.1 is a schematic perspective view of an apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles of the present invention;
Figure 2 is a front sectional view showing the charged portion of Figure 1,
Figure 3 is a side cross-sectional view showing the charge portion of FIG.
4 is a side cross-sectional view showing the dust collecting part of FIG. 1,
5 to 7 is an operating state diagram of the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles of the present invention,
8 to 11 are views showing a modification of the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles of the present invention.
설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, in the various embodiments, components having the same configuration will be representatively described in the first embodiment using the same reference numerals, and in other embodiments, different configurations from the first embodiment will be described. do.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an electrostatic elimination device for explosive exhaust gas particles according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
첨부도면 중, 도 1은 본 발명 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치의 개략사시도, 도 2는 도 1의 하전부를 나타낸 정단면도, 도 3은 도 1의 하전부를 나타낸 측단면도, 도 4는 도 1의 집진부를 나타낸 측단면도이다.In the accompanying drawings, Figure 1 is a schematic perspective view of the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles of the present invention, Figure 2 is a front sectional view showing a charge portion of Figure 1, Figure 3 is a side cross-sectional view showing a charge portion of Figure 1, It is a side sectional view which shows the dust collector of FIG.
도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같은 본 발명에 따른 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치는, 하전부(100) 및 집진부(200)를 포함한다.1 to 4, the apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles according to the present invention includes a
상기 하전부(100)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 제1챔버(110), 제2챔버(120), 방전부(130), 공기공급부(140), 정전유도부(150), 절연층(160) 및 절연재(170)를 포함한다.As shown in FIGS. 1 to 3, the
도 1은 하전부(100)를 구성하는 제1챔버(110)와, 제2챔버(120)와, 정전유도부(150) 및 절연층(160)의 일부를 절개한 상태를 나타낸 것이며, 제2챔버(120)와 방전부(130)의 관계가 보다 명확하게 나타날 수 있도록 제2챔버(120)와 방전부(130) 사이에 배치되는 절연재(170)는 생략하였다.1 illustrates a state in which a part of the
상기 제1챔버(110)는 제1방향으로 길게 연장되는 원통형 형상으로 마련되며, 유입구(111)와 유출구(112)가 양단부에 각각 형성된다. 상기 유입구(111)를 통해 유입되는 SiO2와 같은 입자상 물질을 포함하는 폭발성 배기가스는 제1챔버(110)의 내부공간을 따라 제1축 방향으로 이동하여 유출구(112)를 통해 배출될 수 있다. The
상기 제2챔버(120)는 상기 제1챔버(110)에 비해 상대적으로 직경이 작은 원통형 챔버로 이루어지고, 상기 제2챔버(120)의 중심축은 상기 제1챔버(110)의 중심축과 동일 축선상에 배치된다. 상기 제2챔버(120)의 외주면에는 제2챔버(120)의 내부공간과 제1챔버(110)의 내부공간을 연결하는 다수의 연통공(121)이 형성되고, 제2챔버(120)의 외주면은 제1챔버(110)의 내주면과 나란하게 이격배치된다.The
한편, 본 실시예에서는 상기 제1챔버(110)와 제2챔버(120)가 원형의 단면을 갖는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 설계 환경에 따라 타원이나 동일한 다각형의 단면으로 이루어지는 것도 가능할 것이다. Meanwhile, in the present embodiment, the
또한, 상기 제1챔버(110)와 제2챔버(120)의 원통 부분은 전도체로 이루어지고, 원통의 양단부를 마감하는 부분은 절연체로 이루어지는 것이 바람직하다.In addition, the cylindrical portion of the
상기 방전부(130)는 상기 제2챔버(120)의 내부에 배치되며, 접지된 제2챔버(120)의 연통공(121)과 인접한 위치에서 코로나 방전이 발생하도록 고전압이 인가된다. 이러한 방전부(130)는, 상기 제2챔버(120)의 중심축을 따라 배치되는 통전부(131)와, 선단부가 뾰족하게 형성되고 상기 통전부(131)를 중심으로 방사상으로 배치되는 방전전극(132)을 포함하여 구성된다.The
본 실시예에서는 8개의 방전전극(132)이 통전부(131)를 중심으로 방사상으로 배치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 이에 제한하는 것은 아니며, 8개보다 많거나 적은 수의 방전전극(132)이 회전대칭 형태로 배치되는 것도 가능하다.In the present embodiment, for example, eight
아울러, 상기 방사상으로 배치되는 방전전극(132) 들의 사이에는 인접한 방전전극 끼리 전기적으로 간섭되는 것을 방지하기 위한 절연재(150)가 배치되는 것이 바람직하다. 한편, 본 실시예에서는 다수의 절연재(150)가 방전전극(132)들의 사이에 각각 배치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 원통형의 절연재(150)에 방전전극(132)이 수용될 수 있는 다수의 홈을 형성하여 조립하는 것도 가능할 것이다.In addition, it is preferable that an insulating
상기 방전전극(132)은 정전 집진 효율을 향상시키기 위해 통전부(131)의 길이방향을 따라 다수 이격 배치될 수 있다. 이때, 최소의 이온생성으로 폭발성 배기가스 전체를 하전시키기 위해, 상기 통전부(131)의 길이방향을 따라 이격된 방전전극(132) 간의 제1방향 간격은, 상기 제1챔버(110) 내부로 제공되는 이온이 중첩되지 않는 범위로 설정되는 것이 바람직하다.The
상기 방전전극(132)의 제1방향 이격 간격(D1)은 상기 방전전극(132)과 제1챔버(110)의 내주면 사이 간격(D2)보다 길게 형성함으로써, 제1방향으로 인접 배치된 방전전극(132) 사이에서 전기적인 간섭이 일어나지 않도록 하는 것이 바람직하다. 아울러, 제1방향으로 이격되는 방전전극(132)의 사이공간에도 절연재(150)가 배치되는 것이 바람직하다.The first direction spacing D1 of the
한편, 본 실시예의 도면에서는 상기 통전부(131)와 방전전극(132)이 일체로 구성된 것으로 도시하였으나, 상기 통전부(131)와 방전전극(132)을 서로 분리 구성하고, 상기 방전전극(132)이 통전부(131)에 탈착될 수 있도록 구성하는 것도 가능할 것이다.Meanwhile, in the drawings of the present embodiment, the
즉, 절연재(150)가 제2챔버(120)의 내부공간에 조립된 상태에서는, 방전부(130)의 조립이 용이하지 않기 때문에, 방전부(130)의 통전부(131)를 제1방향으로 조립하고, 제2챔버(120)의 연통공(121)을 통해 방전전극(132)를 삽입하여 방전전극(132)이 통전부(131)에 조립되도록 할 수 있다. That is, in the state where the insulating
구체적으로, 도 8에 도시된 바와 같이, 방전전극(132)을 제2챔버(120)의 연통공(121)으로 삽입하면, 방전전극(132)의 제2결합부(132a)가 통전부(131)의 제1결합부(131a)에 조립되도록 할 수 있다. 여기서, 상기 제1결합부(131a)는 홈의 형태로 이루어지고, 상기 제2결합부(132a)는 제1결합부(131a)의 내부에 탄력적으로 밀착하는 탄성부재로 이루어질 수 있다.In detail, as shown in FIG. 8, when the
한편, 이러한 결합구조 이외에도, 상기 제1결합부(131a)와 제2결합부(132a)의 조립구조는, 전기적인 연결이 가능하면서도 임의 분리가 방지될 수 있는 다양한 형태의 구조로 이루어질 수 있을 것이다.On the other hand, in addition to such a coupling structure, the assembly structure of the
한편, 상기 제2챔버(120)의 연통공(121)은, 상기 방전전극(132)에서 코로나 방전시 생성되는 이온이 연통공(121)을 통해 제1챔버(110)의 내부공간으로 배출될 수 있도록, 상기 방전전극(132)의 선단부에 대응하는 위치에 각각 배치되는 것이 바람직하다. On the other hand, the
아울러, 본 실시예에서는 방전부(130)가 코로나 방전을 발생하도록 마련된 것에 대하여 설명하였으나, 방전부(130)는 말단에 금속 섬유 등을 사용하여 탄소 방전을 발생하는 것도 가능하다.In addition, in the present embodiment, the
상기 공기공급부(140)는 상기 제2챔버(120)의 내부로 고압공기를 공급하며, 상기 제2챔버(120)의 내부로 공급된 고압공기는 상기 연통공(121)을 통해 제1챔버(110)의 내부공간으로 배출된다. The
이때, 상기 공기공급부(140)를 통해 제2챔버(120)의 내부고 공급되는 고압공기의 공급 압력은, 상기 제1챔버(110)의 내부로 공급되는 폭발성 배기가스의 공급 압력에 비해 상대적으로 높게 설정되므로, 제1챔버(110)의 내부공간으로 유입된 폭발성 배기가스가 코로나 방전이 일어나는 제2챔버(120)의 내부공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. 이러한 공기공급부(140)는 절연 배관을 통해 상기 제2챔버(120)와 연결되는 송풍기로 구성될 수 있으며, 상기 공기공급부(140)를 통해 유입되는 고압공기는 아르곤(Ar), 네온(Ne), 헬륨(He), 질소(N2), 이산화탄소(CO2) 등의 비활성 가스로 구성될 수 있다.In this case, the supply pressure of the high pressure air supplied to the inside of the
상기 정전유도부(150)는 상기 제2챔버(120)의 외주면에 배치되고 상기 방전부(130)에서 생성하는 이온과 동일한 극성의 고전압이 인가되며, 접지된 제1챔버(110)와의 전위차에 따라 상기 제1방향과 교차하는 제2방향으로 전기장을 형성한다.The
따라서, 상기 제2챔버(120)의 연통공(121)을 통해 배출되는 이온은, 상기 제2방향으로 작용하는 전기장에 의해 제1챔버(110)의 내벽면을 향해 이동하게 되므로, 제1방향으로 이동하는 폭발성 배기가스의 하전율을 향상시킬 수 있다. Therefore, the ions discharged through the
또한, 하전율을 극대화하기 위해서는, 방전전극(132) 간의 간격과 정전유도부(150)와 제1챔버(110)의 거리를 적절하게 배치할 수 있다.In addition, in order to maximize the charge rate, the distance between the
상기 절연층(160)은 상기 정전유도부(150)와 제2챔버(120)의 사이에 개재되어 상기 방전부(130)와 정전유도부(150)를 전기적으로 분리시킨다. 따라서 방전부(120)에 인가되는 고전압과 정전유도부(150)에 인가되는 고전압이 상호간에 영향을 미치지 않게 되므로, 단극 이온의 생성을 위한 방전부(130)의 제어와 단극 이온이 제1챔버(110)를 향해 이동하도록 하는 정전유도부(150)의 제어가 각각 독립적으로 이루어질 수 있다.The insulating
본 실시예의 하전부(100)에 따르면, 코로나 방전에 의한 단극 이온이 생성되는 제2챔버(120)의 내부공간과, 폭발성 배기가스 중의 입자상 물질이 단극 이온에 의해 하전되는 제1챔버(110)의 내부공간이 서로 분리되고, 제2챔버(120)의 내부공간으로 고압공기가 공급되어 제1챔버(110)의 폭발성 배기가스가 제2챔버(120)의 내부공간으로 유입되는 것이 방지된다. 따라서, 코로나 방전에 의해 생성되는 단극 이온을 이용해 폭발성 배기가스 중의 입자를 안전하게 하전시킬 수 있다.According to the
한편, 상기 제2챔버(120)의 양단부 내면에는 상기 통전부(131)의 양단을 절연상태로 지지하기 위한 거치대(122)가 마련될 수 있다. 이러한 거치대(122)는 통전부(131)의 단부가 삽입되는 홈의 형태로 이루어질 수 있다. 또한, 통전부(131)의 단부를 거치대(122)에 삽입하는 것과 동시에, 방전전극(132)과 연통공(121)의 위치가 서로 정렬될 수 있도록, 상기 거치대(122)는 다각형 홈의 형태로 이루어지고, 상기 통전부(131)의 단부는 상기 거치대(122)의 형태에 대응하는 다각형 돌기로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 8개의 방전전극(132)이 통전부(131)를 중심으로 하여 방사상으로 배치되는 경우, 도 9와 같이 상기 거치대(122)는 8각형 홈으로 이루어지고, 상기 통전부(131)의 단부는 8각형 돌기의 형태로 이루어질 수 있다.On the other hand, both ends of the
또한, 상기 통전부(131)의 제1방향 길이는, 상기 제2챔버(120)의 양단부에 위치하는 거치부(122)에 안정적으로 지지될 수 있는 길이로 설정되고, 상기 방전전극(132)과 연통공(121)의 제1방향 위치는, 상기 통전부(131)의 양단부를 제2챔버(120)의 거치부(122)에 삽입한 상태에서 서로 정렬될 수 있도록 설정되는 것이 바람직하다.In addition, the length of the first direction of the current-carrying
아울러, 본 실시예에서는 상기 제2챔버(120)의 연통공(121)은, 소정의 직경을 갖는 홀의 형태로 이루어지고 상기 방전전극(132)에 대응하는 위치에 각각 배치되는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 도 10과 같이 제1방향으로 길게 연장되는 슬릿의 형태로 이루어지는 것도 가능하다. 즉, 제2챔버(120)의 연통공(121)이 슬릿 형태로 이루어지는 경우에는, 방전전극(132)과 연통공(1210의 제1방향 위치를 정렬하지 않아도 되고, 제2챔버(120)의 내부에서 생성된 단극 이온이 슬릿 형태의 연통공(121)을 통해 제2챔버(120)의 외부로 배출되므로, 제1챔버(110)의 내부를 통과하는 폭발성 배기가스 중의 입자의 하전율을 향상시킬 수 있다.In addition, in the present exemplary embodiment, the
한편, 상기 방전전극(132)은, 도 11과 같이 선단부에 다수의 돌기(132a)가 형성되고, 상기 제2챔버(120)의 연통공(121)에는 상기 방전전극(132)을 감싸는 슬리브(121a)가 형성될 수 있다. 이와 같이 형성하는 경우에는, 방전전극(132)과 제2챔버(120) 사이에서 발생하는 코로나 방전 면적이 증가하게 되므로, 이온 발생량을 크게 증가시킬 수 있다. 한편, 상기 돌기(132a)와 슬리브(121a) 내벽 사이 거리(L1)는 상기 돌기(132a)와 정전유도부(150)의 사이 거리(L2)보다 작게 설정되므로, 방전전극(132)에 인가되는 고전압과 정전유도부(150)에 인가되는 고전압이 서로 간섭되는 것을 방지할 수 있다.On the other hand, the
상기 집진부(200)는 상기 제1챔버(110)로부터 배출되는 폭발성 배기가스 중의 단극 하전된 입자상 물질을 포집하는 것으로서, 집진용 챔버(210), 고전압 인가판, 포집판(230) 및 수막형성부(240)를 포함하여 구성된다.The
집진용 챔버(210)는, 대략 직육면체 또는 정육면체 형상으로 마련될 수 있으며, 일측이 상기 제1챔버(110)의 유출구(112)에 연결되어 상기 제1챔버(110)로부터 배출되는 단극 하전된 폭발성 배기가스의 배출유로를 형성한다.The
상기 고전압 인가판은 상기 집진용 챔버(210) 내부 일측에 세로 방향으로 설치되고, 고전압이 인가된다.The high voltage applying plate is installed in the longitudinal direction on one side inside the
상기 포집판(230)은 상기 집진용 챔버(210) 내부 타측에 상기 집진용 고전압 인가판(220)과 나란하게 이격되어 설치되고, 접지된다. The collecting
여기서, 상기 포집판(230)은 볼 블라스팅(ball blasting) 등의 친수성 표면을 형성하는 표면처리 공법을 이용하여 친수성 표면처리되어 마련될 수 있다. 구체적으로, 볼 형상의 금속 입자 등을 압축공기나 기타 다른 방법에 의하여 포집판(230)에 강력하게 분사하면, 포집판(230)의 표면에는 미세하게 함몰되는 함몰부가 다수 개 형성된다. 이 같은 처리에 의해 포집판(230)의 판면은 친수성이 될 수 있다.Here, the collecting
상기 수막형성부(240)는 상기 포집판(230)의 상기 집진용 고전압 인가판(220)과 마주하는 판면에 수막을 형성하는 것으로, 분사부재와 세정액 공급부를 포함하여 구성된다.The water
상기 분사부재는 포집판(230)의 상단 또는 상단과 인접하여 가로방향을 따라 배치된다. 여기서, 상기 분사부재는 길이방향을 따라 다수의 분사노즐이 형성된 파이프로 마련된다. 또한, 상기 세정액 공급부는 상기 분사부재와 연결되어 세정액을 공급하도록 설치된다. The injection member is disposed along the transverse direction adjacent to the top or top of the collecting
상기 수막형성부(240)를 통해 포집판(230)의 표면에 세정액이 분사되면, 세정액은 포집판(230)의 표면을 따라 하향으로 낙하하면서 포집판(230)의 표면에 포집된 입자 및 오물들을 세척할 수 있다. 즉, 수막형성부(240)를 통해서 수막을 형성함으로써, 포집판(230)의 세척주기 또는 교체주기를 연장할 수 있다.When the cleaning liquid is sprayed onto the surface of the collecting
한편, 본 실시예에서는, 상기 제1챔버(110)와 제2챔버(120)가 각각 원통형으로 이루어지는 것으로 예를 들어 설명하였으나, 원형 이외에 타원이나 다각형 등, 상기 제1챔버(110)와 제2챔버(120)가 서로 대응하는 형태의 단면형상을 갖도록 구성하는 것도 가능할 것이다.Meanwhile, in the present embodiment, for example, the
지금부터는 상술한 본 발명의 제1실시예에 따른 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치의 작동에 대하여 설명한다.The operation of the apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles according to the first embodiment of the present invention described above will now be described.
도 5 내지 도 7은 본 발명 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치의 작동상태도이다. 5 to 7 are operational state diagrams of the apparatus for removing static electricity of the explosive exhaust gas particles of the present invention.
도 5를 참조하면, 먼저 폭발성 배기가스가 제1챔버(110)의 유입구(111)를 통해 유입된다. 이때, 정전유도부(150)에 (+)극의 고전압이 인가되면, 전기적으로 접지되어 있는 제1챔버(110)는 상대적으로 (-)극이 되어 정전유도부(150)와 제1챔버(110) 사이에 전기장이 형성된다.Referring to FIG. 5, an explosive exhaust gas is first introduced through an
그리고, 방전부(130)에는 상기 하전용 고전압 인가판에 인가되는 단극의 고전압의 극성과 동일한 (+)극을 인가하여 제2챔버(120)의 내부에서 양이온을 생성하고, 생성된 양이온은 공기공급부(140)를 통해 제2챔버(120)의 내부로 공급되는 고압공기에 의해 제1챔버(110) 측으로 형성되는 유체 흐름을 따라 이동하여 제1챔버(110) 내부로 이동된다.In addition, a positive electrode having the same polarity as that of the high voltage of the single pole applied to the high voltage application plate for discharge is applied to the
제1챔버(110) 내부로 주입된 양이온에는 (+)극인 정전유도부(150)와의 척력에 의해 제1챔버(110)의 내벽면 측으로 밀려나는 힘이 강력하게 작용하므로, 제2챔버(120)로부터 멀어지는 방향으로 이동하게 되고, 이어 (-)극인 제1챔버(110)와의 인력에 의해 제1챔버(110)의 내벽면을 향해 끌어당겨지게 된다.Since the force pushed to the inner wall surface side of the
이때, 양이온의 일부는 폭발성 배기가스 입자를 (+)극으로 단극 하전 시키고, 나머지 일부는 제1챔버(110)에 포집된다. 이를 통해, (+)극으로 단극 하전된 폭발성 배기가스의 입자는 제1챔버(110)의 배출구(112)을 통해 집진용 챔버(210) 측으로 배출된다.At this time, some of the cations charge the single electrode to the (+) pole of the explosive exhaust gas particles, and the other part is collected in the
여기서, (+)극으로 단극 하전된 폭발성 배기가스의 입자는 SiO2와 같은 입자상 물질 등일 수 있다.Here, the particles of the explosive exhaust gas monopolarly charged to the (+) pole may be a particulate matter such as SiO 2 or the like.
특히, 상기 제1챔버(110)와 제2챔버(120)는 동일 축선상에 배치되고, 서로 다른 직경의 원통형으로 이루어지므로, 제2챔버(120)의 외주면과 제1챔버(110)의 내주면은 동일한 이격간격을 갖게 된다. 즉, 원의 중심쪽에 위치한 제2챔버(120)에서 이온을 생성하여 외주면의 연통공(121)을 통해 배출하고, 원의 중심 바깥쪽에 위치한 제1챔버(110)를 통과하는 폭발성 배기가스의 입자가 제2챔버(120)에서 배출되는 이온에 의해 하전되도록 함으로써, 제1챔버(110)의 내부를 통과하는 폭발성 배기가스의 하전율을 향상시킬 수 있다. In particular, since the
또한, 상기 제2챔버(120)의 내부에는 공기공급부(140)에 의해 고압공기가 제공되어, 고압공기가 상기 연통공(121)을 통해 배출되는 기류를 형성하므로, 제1챔버(110)의 내부공간을 통과하는 폭발성 배기가스가 방전부(130)가 위치한 제2챔버(120)의 내부공간으로 유입되는 것을 방지할 수 있다. In addition, since the high pressure air is provided by the
그리고, 도 7 및 도 8을 참조하면, 집진용 챔버(210) 내부에서는 집진용 고전압 인가판(220)에 고전압이 인가되면 집진용 고전압 인가판(220)과 포집판(230)의 사이에 전기장이 형성되고, 포집판(230)의 표면에는 수막형성부(240)에 의해 수막이 형성된다. 7 and 8, when a high voltage is applied to the high
이때, 집진용 고전압 인가판(220)에 인가되는 고전압의 극성은 (+)극이 인가되며, 이에 따라 포집판(230)은 (-)극이 된다. At this time, the positive polarity of the high voltage applied to the high
또한, 포집판(230)의 표면에는 수막형성부(240)에 의해 수막이 형성된다. 이때, 수막은 분사부재에 의해 분사되는 세정액이 포집판(230)의 표면에 분사된 후에 포집판(230)의 표면을 따라 하향으로 빠르게 낙하하면서 생길 수 있다. 포집판(230) 표면에서의 낙하속도는 포집판(230)의 친수성 표면처리에 의해 더 향상된다.In addition, a water film is formed on the surface of the collecting
이와 같은 상태에서, 집진용 챔버(210) 내부로 유입되는 (+)극으로 단극 하전된 폭발성 배기가스 특히 (+)극으로 단극 하전된 입자상 물질은 전기장을 따라 포집판(230) 측으로 이동하여 포집판(230)의 표면에 포집된다.In this state, the explosive exhaust gas monopolarly charged to the positive electrode introduced into the
이때, 포집판(230)에 포집되는 (+)극으로 단극 하전된 폭발성 배기가스 입자는 수막을 따라 하향으로 낙하하여 씻겨나가거나 또는 포집판(230)에 포집되기 전에 수막형성부(240)에 의해 형성되는 수막과 함께 하향으로 낙하하여 씻겨나갈 수 있다.At this time, the explosive exhaust gas particles that are monopolar charged to the (+) pole collected by the collecting
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 폭발성 배기가스 입자의 정전제거 장치를 이용하면, 입자상 물질을 포함하는 폭발성 배기가스에 직접 방전을 하지 않아 방전에 의한 폭발위험성이 방지될 수 있다.As described above, when the electrostatic elimination device for the explosive exhaust gas particles according to the present invention is used, the explosion risk due to the discharge may be prevented by not directly discharging the explosive exhaust gas containing the particulate matter.
또한, 폭발성 배기가스 내에 포함된 SiO2와 같은 입자상 물질도 단극 하전을 통해 완벽하게 포집하여 제거할 수 있다.In addition, particulate matter such as SiO 2 contained in the explosive exhaust gas can be completely collected and removed through unipolar charging.
본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiment, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. Without departing from the gist of the invention claimed in the claims, it is intended that any person skilled in the art to which the present invention pertains falls within the scope of the claims described in the present invention to various extents which can be modified.
100:하전부, 110:제1챔버, 111:유입구,
112:유출구, 120:제2챔버, 121:연통공,
130:방전부, 131:통전부, 132:방전전극,
140:공기공급부, 150:정전유도부, 160:절연층,
170:절연재, 200:집진부, 210:집진용 챔버,
220:집진용 고전압 인가판, 230:포집판,
240:수막형성부100: charged part, 110: first chamber, 111: inlet,
112: outlet, 120: second chamber, 121: communication hole,
130: discharge portion, 131: current transfer portion, 132: discharge electrode,
140: air supply unit, 150: electrostatic induction unit, 160: insulating layer,
170: insulating material, 200: dust collecting part, 210: dust collecting chamber,
220: high voltage permitting plate for dust collection, 230: collecting plate,
240: water film forming portion
Claims (12)
상기 하전부는,
접지되고 폭발성 배기가스의 유로를 형성하는 제1챔버와,
상기 제1챔버의 내부공간에 배치되고, 다수의 연통공이 형성된 제2챔버와,
상기 제2챔버의 내부에서 고전압이 인가되어 단극의 이온을 생성하는 방전부와,
상기 제2챔버의 내부로 고압공기를 공급하는 공기공급부와,
상기 제2챔버의 외주면에 배치되고 상기 방전부에서 생성하는 이온과 동일한 극성의 고전압이 인가되어 상기 제1챔버와의 사이에 전기장을 형성하는 정전유도부 및
상기 정전유도부와 제2챔버의 사이에 개재되는 절연층을 포함하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.A charging unit for monopolar charging particulate matter in explosive exhaust gas; And a dust collecting unit collecting the monopolar charged particulate matter.
The charge portion,
A first chamber that is grounded and forms a flow path for explosive exhaust gas,
A second chamber disposed in an inner space of the first chamber and having a plurality of communication holes;
A discharge unit configured to generate a single pole of ions by applying a high voltage inside the second chamber;
An air supply unit supplying high pressure air into the second chamber;
An electrostatic induction part disposed on an outer circumferential surface of the second chamber and applied with a high voltage having the same polarity as the ions generated by the discharge part to form an electric field between the first chamber and the first chamber;
Electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles comprising an insulating layer interposed between the electrostatic induction portion and the second chamber.
상기 공기공급부를 통해 공급되는 고압공기의 공급 압력은, 상기 제1챔버의 내부로 공급되는 폭발성 배기가스의 공급 압력에 비해 상대적으로 높게 설정되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 1,
Supply pressure of the high-pressure air supplied through the air supply, the electrostatic removal device of the explosive exhaust particles, characterized in that the relatively high setting compared to the supply pressure of the explosive exhaust gas supplied into the first chamber.
상기 제1챔버와 제2챔버는 직경이 서로 다른 원통형 챔버로 이루어지고, 상기 제1챔버와 제2챔버의 중심축은 동일 축선상에 배치되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 1,
The first chamber and the second chamber is formed of a cylindrical chamber having a different diameter, the central axis of the first chamber and the second chamber is disposed on the same axis, the electrostatic removal apparatus of the explosive exhaust gas particles.
상기 방전부는 상기 제2챔버의 중심축을 따라 배치되는 통전부와, 상기 통전부를 중심으로 방사상으로 배치되는 다수의 방전전극을 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 3,
And the discharge part includes an energization part disposed along a central axis of the second chamber, and a plurality of discharge electrodes disposed radially around the energization part.
상기 연통공은 상기 방전전극의 선단부에 대응하는 위치에 각각 배치되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 4, wherein
The communication hole is the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles, characterized in that disposed at positions corresponding to the front end of the discharge electrode, respectively.
상기 방사상으로 배치되는 다수의 방전전극은 다수 마련되고, 상기 폭발성 배기가스의 흐름 방향을 따라 이격 배치되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 4, wherein
The radially arranged plurality of discharge electrodes are provided, the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles, characterized in that spaced apart along the flow direction of the explosive exhaust gas.
상기 제2챔버의 연통공은 제1방향을 따라 연장되는 슬릿 형태로 이루어지는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 6,
The communication hole of the second chamber is electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles, characterized in that formed in the form of a slit extending in the first direction.
상기 방전전극의 제1방향 이격 간격은, 방전전극과 제1챔버의 내주면 사이 간격보다 길게 형성되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 6,
The first direction separation interval of the discharge electrode, the electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles, characterized in that formed longer than the interval between the discharge electrode and the inner peripheral surface of the first chamber.
상기 다수의 방전전극의 사이공간에는 절연재가 마련되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 4, wherein
An apparatus for removing static electricity of explosive exhaust gas particles, characterized in that an insulating material is provided in the spaces between the plurality of discharge electrodes.
상기 방전전극은 통전부에 탈착 가능하게 조립되는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 4, wherein
The discharge electrode is an electrostatic removal device of the explosive exhaust gas particles, characterized in that detachably assembled to the energized portion.
상기 절연층은, 상기 방전부에 인가되는 고전압과 상기 정전유도부에 인가되는 고전압이 상호간에 영향을 미치지 않도록, 상기 정전유도부와 제2챔버를 전기적으로 분리하는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 1,
The insulating layer electrically separates the electrostatic induction part from the second chamber so that the high voltage applied to the discharge part and the high voltage applied to the electrostatic induction part do not affect each other. Removal device.
상기 집진부는,
상기 하전부의 제1챔버로부터 배출되는 단극 하전된 폭발성 배기가스가 유입되는 집진용 챔버와,
상기 집진용 챔버의 내부에 설치되는 집진용 고전압 인가판과,
상기 집진용 챔버의 내부에서 상기 집진용 고전압 인가판과 이격 배치되고 접지되는 포집판과,
상기 포집판의 판면에 수막을 형성하는 수막형성부를 포함하는 것을 특징으로 하는 폭발성 배기가스 입자의 정전 제거 장치.The method of claim 1,
The dust collecting unit,
A dust collecting chamber into which the unipolar charged explosive exhaust gas discharged from the first chamber of the charged portion flows;
A high voltage applying plate for collecting dust installed in the chamber for collecting dust,
A collecting plate disposed in the dust collecting chamber and spaced apart from the high voltage applying plate for dust collection;
And a water film forming part for forming a water film on the plate surface of the collecting plate.
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