KR20230022998A - 전기 집진기 - Google Patents

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KR20230022998A
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shaft
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제임스 한
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에드워즈 리미티드
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Abstract

전기 집진기 및 방법이 개시된다. 전기 집진기는 처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버와, 상기 챔버 내에 수용된 전극 구조체로서, 전극 구조체는 처리된 배출 스트림을 생성하기 위해 배출 스트림을 처리하기 위한 코로나를 발생시키도록 작동 가능하고, 전극 구조체는 샤프트 및 샤프트로부터 연장되는 복수의 치형부를 구비하는 적어도 하나의 콤 구조체를 포함하고, 코로나는 전극 구조체와 챔버를 가로질러서 인가될 때 전압에 응답하여 각각의 치형부의 자유 팁에서 발생되는, 상기 전극 구조체를 포함한다. 이러한 방식으로, 코로나가 발생되는 감소된 영역을 제공하는 전극 치형부가 제공되고, 이에 의해 코로나를 개선할 뿐만 아니라, 기존 전극 구조체에 비해 감소된 전극 치형부의 크기는 입자의 축적을 위한 감소된 영역을 제공하고, 전극으로부터 이러한 입자의 배출을 용이하게 하여 전기 집진기의 성능을 향상시킨다.

Description

전기 집진기
본 발명은 전기 집진기 및 방법에 관련된다. 본 실시예는 예를 들면, SiO2와 같은 고체 입자 및 HCl과 같은 산성 가스를 포함하는 가스를 처리하기 위한 전기 집진기에 관련된다.
전기 집진기가 알려져 있다. 이러한 장치는 예를 들면, 에피택셜 증착 공정에서 발생하는 배출 가스를 처리하는데 사용된다. 에피택셜 증착 공정은 실리콘 및 화합물 반도체 응용 분야 둘 모두에서 고속 반도체 디바이스에 점점 더 많이 사용되고 있다. 에피택셜 층은 신중하게 성장한 단결정 실리콘 필름이다. 에피택셜 증착은 일반적으로 약 800℃ 내지 1100℃의 고온 및 진공 상태의 수소 분위기에서 실리콘 소스 가스, 일반적으로 실란 또는 트리클로로실란 또는 디클로로실란과 같은 클로로실란 화합물 중 하나를 사용한다. 에피택셜 증착 공정은 종종 제조되는 디바이스에 대해 필요에 따라 소량의 붕소, 인, 비소, 게르마늄 또는 탄소로 도핑된다. 공정 챔버에 공급되는 에칭 가스는 HCl, HBr, BCl3, Cl2, Br2, 및 이들의 조합과 같은 할로 화합물(halocompound)을 포함할 수 있다. 염화수소(HCl) 또는 SF6 또는 NF3와 같은 다른 할로 화합물은 공정 실행 사이에서 챔버를 세척하는데 사용할 수 있다.
이러한 공정에서, 공정 챔버에 공급되는 가스의 작은 부분만이 챔버 내에서 소비되고, 그래서 챔버에 공급되는 가스의 많은 부분이 챔버 내에서 발생하는 공정으로부터의 고체 및 가스상 부생성물과 함께 챔버로부터 배출된다. 공정 도구는 전형적으로 복수의 공정 챔버를 구비하며, 이들 각각은 증착, 에칭 또는 세척 공정에서 각각의 상이한 단계에 있을 수 있다. 그러므로, 처리하는 동안에, 챔버로부터 배출된 가스의 조합으로부터 형성된 폐기물 배출 스트림은 다양하고 상이한 조성을 가질 수 있다.
폐기물 스트림이 대기로 통기되기 전에, 이는 선택된 가스 및 이로부터의 고체 입자를 제거하도록 처리된다. HF 및 HCl과 같은 산성 가스는 일반적으로, 패킹된 타워 스크러버를 사용하여 가스 스트림으로부터 제거되며, 산성 가스는 스크러버를 통해 흐르는 스크러빙 액체에 의해 용액으로 전환된다. 실란은 발화성이므로, 폐기물 스트림이 스크러버를 통해 이송되기 전에, 폐기물 스트림이 열 소각로를 통해 이송되어서 폐기물 스트림 내에 존재하는 실란 또는 다른 발화성 가스를 공기와 반응시키는 것이 일반적인 관행이다. NF3와 같은 임의의 퍼플루오로화합물도 소각로 내에서 HF로 전환될 수 있다.
실란이 연소하면, 많은 양의 실리카(SiO2) 입자가 생성된다. 이러한 입자의 대부분이 패킹 타워 스크러버 내의 스크러빙 액체에 의해 현탁될 수 있지만, 스크러빙 액체에 의한 비교적 작은 입자(예를 들면, 크기가 1미크론 미만)의 포획은 상대적으로 불량한 것으로 관찰되었다. 이를 고려하여, 폐기물 스트림으로부터 이러한 더 작은 입자를 제거하기 위해 스크러버로부터의 하류측에 전기 집진기를 제공하는 것이 알려져 있다.
이러한 장치가 배출 가스 스트림의 처리를 제공하지만, 이들은 다수의 단점을 갖는다. 따라서, 개선된 가스 처리 장치를 제공하는 것이 바람직하다.
제 1 관점에 따르면, 처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버와, 챔버 내에 수용된 전극 구조체로서, 전극 구조체는 처리된 배출 스트림을 생성하기 위해 배출 스트림을 처리하기 위한 코로나를 발생시키도록 작동 가능하고, 전극 구조체는 샤프트 및 샤프트로부터 연장되는 복수의 치형부를 구비하는 적어도 하나의 콤(comb) 구조체를 포함하고, 코로나는 전극 구조체 및 챔버를 가로질러서 인가될 때 전압에 응답하여 각각의 치형부의 자유 팁에서 발생되는, 상기 전극 구조체를 포함하는 전기 집진기가 제공된다.
제 1 관점은 기존 전기 집진기의 문제점이 이들의 효율성이 떨어질 수 있다는 것임을 인식한다. 특히, 집진기에 의해 발생된 코로나는 전극 상에 입자가 축적되는 것으로 인해 감소할 수 있다. 따라서, 전기 집진기가 제공된다. 집진기는 하우징, 인클로저 또는 챔버를 포함할 수 있다. 챔버는 처리될 배출 스트림을 수용하는 유입구를 구비할 수 있다. 챔버는 처리된 배출 스트림을 제공하는 유출구를 구비할 수 있다. 집진기는 전극 구조체를 가질 수 있다. 전극 구조체는 챔버 내에 수용, 보유 또는 둘러싸일 수 있다. 전극 구조체는 배출 스트림을 처리하고 처리된 배출 스트림을 생성하기 위해 코로나를 발생시킬 수 있다. 전극 구조체는 하나 이상의 콤 구조체를 구비할 수 있다. 콤 구조체는 샤프트, 지지체 또는 샤프트로부터 연장되는 치형부 또는 돌출부를 갖는 세장형 부재를 구비할 수 있다. 전극 구조체와 챔버 사이에 전압이 가해지면 각각의 치형부의 팁에 코로나가 발생될 수 있다. 이러한 방식으로, 코로나가 발생되는 감소된 영역을 제공하는 전극 치형부가 제공되고, 이에 의해 코로나를 개선할 뿐만 아니라, 기존 전극 구조체에 비해 감소된 전극 치형부의 크기는 입자의 축적을 위한 감소된 영역을 제공하고, 전극으로부터 이러한 입자의 배출을 용이하게 하여 전기 집진기의 성능을 향상시킨다.
각각의 치형부는 샤프트로부터 연장되는 적어도 하나의 자유 단부 부분을 포함할 수 있고, 자유 단부 부분은 자유 팁에서 종단한다.
샤프트는 세장형이고, 샤프트의 축방향 길이를 따라 이격된 복수의 치형부를 구비할 수 있다. 이는 전극 구조체의 길이를 따라 코로나 발생을 제공한다.
인접한 치형부 사이의 거리는 각각의 치형부의 폭보다 클 수 있다. 이는 효율적인 코로나 발생을 제공하기 위해 치형부 사이의 간격을 유지하는데 도움이 된다.
인접한 치형부 사이의 거리는 각각의 치형부 폭의 10배보다 클 수 있다.
각각의 치형부의 높이는 폭보다 클 수 있다. 따라서, 각각의 치형부는 세장형이고, 샤프트 또는 지지체로부터 직립할 수 있다. 이는 입자의 축적에 저항하는데 도움이 되는 프로파일을 제공한다.
각각의 치형부의 높이는 폭의 약 5배보다 클 수 있다. 따라서, 치형부는 길고 좁은 종횡비를 가질 수 있다.
각각의 치형부의 두께는 폭과 일치할 수 있다. 따라서, 각각의 치형부의 두께는 길이보다 작을 수 있다.
각각의 치형부의 적어도 일부는 평행한 측면을 구비할 수 있다.
적어도 각각의 치형부의 자유 팁은 테이퍼질 수 있다. 이는 입자가 축적될 수 있는 표면을 줄이는 것뿐만 아니라 코로나 발생에 사용되는 감소된 영역을 제공하는데 도움이 된다.
테이퍼는 적어도 45°의 테이퍼 각도를 가질 수 있다.
자유 팁은 치형부의 전체 길이의 약 1/16인 길이를 가질 수 있다.
전극 구조체는 복수의 콤 구조체를 포함할 수 있다.
복수의 콤 구조체는 챔버 주위에 둘레방향으로 위치될 수 있다.
자유 단부는 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 배향될 수 있다.
집진기는 유체를 전극 구조체 상에 스프레이하도록 구성된 유체 클리너를 포함할 수 있다. 이는 전극 구조체에서 축적된 입자를 제거하는데 도움이 된다.
콤 구조체는 샤프트로서의 적어도 하나의 전극 지지 구조체로부터 연장되는 치형부로서의 복수의 전극 와이어를 포함할 수 있고, 코로나는 전극 구조체 및 챔버에 걸쳐서 인가될 때 전압에 응답하여 각각의 전극 와이어의 자유 팁에서 발생된다.
콤 구조체는 전극 지지 구조체로부터 연장되거나 돌출되는 전극 와이어 또는 필라멘트를 가질 수 있다. 코로나는 전극 구조체와 챔버 사이에 인가되는 전압에 응답하여 전극 와이어의 팁에서 발생될 수 있다. 이러한 방식으로, 코로나가 발생되는 감소된 영역을 제공하는 전극 와이어 또는 필라멘트가 제공되고, 이에 의해 코로나를 개선할 뿐만 아니라, 기존 전극 구조체에 비해 감소된 전극 치형부의 크기는 입자의 축적을 위한 감소된 영역을 제공하고, 전극으로부터 이러한 입자의 배출을 용이하게 하여 전기 집진기의 성능을 향상시킨다.
전극 와이어는 전극 지지 구조체로부터 연장되는 적어도 하나의 자유 단부 부분을 포함할 수 있고, 자유 단부 부분은 자유 팁에서 종단된다.
전극 와이어의 폭과 길이의 비율은 1:10 내지 100일 수 있다. 따라서, 전극 와이어는 길이보다 현저히 작은 폭 또는 단면 치수를 가질 수 있다.
전극 와이어는 전극 지지 구조체로부터 각각 연장되는 적어도 2개의 자유 단부 부분을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 자유 팁에서 종단된다. 따라서, 각각의 전극 와이어는 복수의 단부 부분을 구비할 수 있다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 정반대 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 자유 단부 부분은 상이한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다. 일반적으로, 자유 단부 부분은 서로 멀리 연장될 수 있다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
자유 단부 부분은 자유 팁을 향해 또는 자유 팁에 근접하게 위치된 점 질량체(point mass)와 같은 질량체를 포함할 수 있다.
질량 구조체는 자유 단부 부분에 부착되거나 자유 단부 부분에 수용되는 돌기부 또는 본체를 포함할 수 있다. 질량 구조체는 자유 단부 부분의 굽힘 형성부를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 자유 단부 부분은 굽힘 형성부를 형성하기 위해 절첩되거나 회전될 수 있다.
전극 와이어는 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 본체 또는 턴부(turn)로부터 연장되거나 돌출되는 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어가 전극 지지 구조체의 축방향 길이를 따라 이격되어 배치될 수 있는 전극 지지 구조체는 세장형일 수 있다. 전극 지지 구조체는 그 축방향 길이를 따라 복수의 스프링을 수용하도록 세장형일 수 있다.
전극 지지체는 스프링의 본체를 수용하는 형상의 단면을 가질 수 있다. 다시 말해서, 전극 지지 구조체는 스프링의 본체에 끼워맞춰지는 형상을 가질 수 있다.
전극 구조체는 선택된 또는 사전결정된 배향으로 스프링의 본체를 수용하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다. 이는 자유 팁이 적절한 위치에서 코로나를 발생시키기 위해 챔버의 벽을 향해 대면하는 것을 보장한다.
전극 지지체는 전극 지지체 상의 스프링의 회전에 저항, 억제 또는 방지하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전기 집진기는 복수의 전극 지지체를 포함할 수 있다.
복수의 전극 지지체는 챔버 주위에 둘레방향으로 위치될 수 있다.
자유 단부 부분은 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 배향되거나 위치될 수 있다.
전기 집진기는 기계적 임펄스 또는 힘을 전극 구조체에 가하도록 구성되거나 작동 가능한 임펄스 발생기를 포함할 수 있다. 이 힘은 전극 구조체, 특히 전극 와이어 상의 입자를 제거하는데 도움이 된다.
임펄스 생성기는 선형 액추에이터 및/또는 오프셋 모터일 수 있다.
제 2 관점에 따르면, 처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버를 제공하는 것과, 샤프트 및 샤프트로부터 연장되는 복수의 치형부를 구비하는 적어도 하나의 콤 구조체로부터 전극 구조체를 형성하는 것과, 챔버 내에 전극 구조체를 수용하는 것을 포함하는 전기 집진기의 제조 방법이 제공된다.
각각의 치형부는 샤프트로부터 연장되는 적어도 하나의 자유 단부 부분을 포함할 수 있고, 자유 단부 부분은 자유 팁에서 종단한다.
샤프트는 그 축방향 길이를 따라 이격된 복수의 치형부를 구비하는 세장형일 수 있다.
인접한 치형부 사이의 거리는 각각의 치형부의 폭보다 클 수 있다.
인접한 치형부 사이의 거리는 각각의 치형부 폭의 10배보다 클 수 있다.
각각의 치형부의 높이는 폭보다 클 수 있다.
각각의 치형부의 높이는 폭의 5배보다 클 수 있다.
각각의 치형부의 두께는 폭과 일치할 수 있다.
각각의 치형부의 적어도 일부는 평행한 측면을 가질 수 있다.
적어도 자유 팁은 테이퍼질 수 있다.
테이퍼는 적어도 45°의 테이퍼 각도를 가질 수 있다.
자유 팁은 치형부의 전체 길이의 약 1/16인 길이를 가질 수 있다.
전극 구조체는 복수의 콤 구조체를 포함할 수 있다.
형성하는 것은 챔버 주위에 둘레방향으로 복수의 콤 구조체를 위치시키는 것을 포함할 수 있다.
형성하는 것은 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 자유 단부 부분을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
본 방법은 전극 구조체 상으로 유체를 스프레이하도록 구성된 유체 클리너를 제공하는 것을 포함할 수 있다.
본 방법은 샤프트로서의 적어도 하나의 전극 지지 구조체로부터 연장되도록 치형부로서의 복수의 전극 와이어를 배치함으로써 콤 구조체를 형성하는 것을 포함할 수 있다.
전극 와이어는 전극 지지 구조체로부터 각각 연장되는 적어도 2개의 자유 단부 부분을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 자유 팁에서 종단된다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 정반대 방향으로 연장될 수 있다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
자유 단부 부분은 자유 팁을 향해 위치된 질량 구조체를 포함한다.
질량 구조체는 돌기부를 포함할 수 있고, 본 방법은 자유 단부 부분으로 돌기부를 수용하는 것을 포함할 수 있다.
질량 구조체는 자유 단부 부분의 굽힘 형성부를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 본체로부터 연장되는 레그를 포함할 수 있다.
전극 지지 구조체는 세장형일 수 있고, 배치하는 것은 전극 지지 구조체의 축방향 길이를 따라 이격된 복수의 전극 와이어를 수용하는 것을 포함할 수 있다.
전극 지지 구조체는 세장형일 수 있고, 배치하는 것은 전극 지지 구조체의 축방향 길이를 따라 복수의 스프링을 수용하는 것을 포함할 수 있다.
전극 지지체는 그 주위에 스프링의 본체를 수용하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전극 지지체는 선택된 배향으로 스프링의 본체를 수용하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전극 지지체는 전극 지지체 주위의 스프링 본체의 회전에 저항하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전극 지지체는 복수의 전극 지지체를 포함할 수 있다.
복수의 전극은 챔버 주위에 둘레방향으로 위치될 수 있다.
배치하는 것은 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 자유 단부 부분을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
본 방법은 기계적 임펄스를 전극 구조체에 가하도록 구성된 임펄스 생성기를 끼워맞추는 것을 포함할 수 있다.
임펄스 생성기는 선형 액추에이터 및 오프셋 모터 중 적어도 하나일 수 있다.
제 3 관점에 따르면, 처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버와, 챔버 내에 수용된 전극 구조체로서, 전극 구조체는 처리된 배출 스트림을 생성하기 위해 배출 스트림을 처리하기 위한 코로나를 발생시키도록 작동 가능하고, 전극 구조체는 적어도 하나의 전극 지지 구조체로부터 연장되는 복수의 전극 와이어를 포함하고, 코로나는 전극 구조체 및 챔버를 가로질러서 인가될 때 전압에 응답하여 각각의 전극 와이어의 자유 팁에서 발생되는, 상기 전극 구조체를 포함하는 전기 집진기가 제공된다.
제 3 관점은 기존 전기 집진기의 문제점이 이들의 효율성이 떨어질 수 있다는 것임을 인식한다. 특히, 집진기에 의해 발생된 코로나는 전극 상에 입자가 축적되는 것으로 인해 감소할 수 있다.
따라서, 전기 집진기가 제공된다. 전기 집진기는 처리될 배출 스트림을 수용하는 유입구를 구비하는 챔버 또는 하우징을 포함할 수 있다. 챔버는 처리된 배출 스트림을 제공하는 유출구를 구비할 수 있다. 챔버는 전극 구조체 또는 조립체를 수용하거나 포함할 수 있다. 전극 구조체는 배출 스트림을 처리하기 위해 코로나를 발생시킬 수 있다. 전극 구조체는 전극 지지 구조체로부터 연장되거나 돌출되는 전극 와이어 또는 필라멘트를 가질 수 있다. 코로나는 전극 구조체와 챔버 사이에 인가되는 전압에 응답하여 전극 와이어의 팁에서 발생될 수 있다. 이러한 방식으로, 코로나가 발생되는 감소된 영역을 제공하는 전극 와이어 또는 필라멘트가 제공되고, 이에 의해 코로나를 개선할 뿐만 아니라 기존 전극 구조체에 비해 감소된 전극 와이어의 크기는 축적을 위한 감소된 영역을 제공하고, 전극으로부터 이러한 입자의 배출을 용이하게 하여 전기 집진기의 성능을 향상시킨다.
전극 와이어는 전극 지지 구조체로부터 연장되는 적어도 하나의 자유 단부 부분을 포함할 수 있고, 자유 단부 부분은 자유 팁에서 종단된다.
전극 와이어의 폭과 길이의 비율은 1:10 내지 100일 수 있다. 따라서, 전극 와이어는 길이보다 현저히 작은 폭 또는 단면 치수를 가질 수 있다.
전극 와이어는 전극 지지 구조체로부터 각각 연장되는 적어도 2개의 자유 단부 부분을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 자유 팁에서 종단된다. 따라서, 각각의 전극 와이어는 복수의 단부 부분을 가질 수 있다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 정반대 방향으로 연장될 수 있다. 따라서, 자유 단부 부분은 상이한 방향 또는 반대 방향으로 연장될 수 있다. 일반적으로, 자유 단부 부분은 서로 멀리 연장될 수 있다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
자유 단부 부분은 자유 팁을 향해 또는 자유 팁에 근접하게 위치된 점 질량체와 같은 질량체를 포함할 수 있다.
질량 구조체는 자유 단부 부분에 부착되거나 자유 단부 부분에 수용되는 돌기부 또는 본체를 포함할 수 있다. 질량 구조체는 자유 단부 부분의 굽힘 형성부를 포함할 수 있다. 다시 말해서, 자유 단부 부분은 굽힘 형성부를 형성하기 위해 절첩되거나 회전될 수 있다.
전극 와이어는 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 본체 또는 턴부로부터 연장되거나 돌출되는 레그를 포함할 수 있다.
전극 지지 구조체는 전극 와이어가 전극 지지 구조체의 축방향 길이를 따라 이격되어 배치될 수 있는 세장형일 수 있다. 전극 지지 구조체는 그 축방향 길이를 따라 복수의 스프링을 수용하도록 세장형일 수 있다.
전극 지지체는 스프링의 본체를 수용하는 형상의 단면을 가질 수 있다. 다시 말해서, 전극 지지 구조체는 스프링의 본체에 끼워맞춰지는 형상을 가질 수 있다.
전극 구조체는 선택된 또는 사전결정된 배향으로 스프링의 본체를 수용하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다. 이는 자유 팁이 적절한 위치에서 코로나를 발생시키기 위해 챔버의 벽을 향해 대면하는 것을 보장한다.
전극 지지체는 전극 지지체 상의 스프링의 회전에 저항, 억제 또는 방지하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전기 집진기는 복수의 전극 지지체를 포함할 수 있다.
복수의 전극 지지체는 챔버 주위에 둘레방향으로 위치될 수 있다.
자유 단부 부분은 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 배향되거나 위치될 수 있다.
전기 집진기는 기계적 임펄스 또는 힘을 전극 구조체에 가하도록 구성되거나 작동 가능한 임펄스 발생기를 포함할 수 있다. 이 힘은 전극 구조체, 특히 전극 와이어 상의 입자를 제거하는데 도움이 된다.
임펄스 생성기는 선형 액추에이터 및/또는 오프셋 모터일 수 있다.
제 4 관점에 따르면, 처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버를 제공하는 것과, 적어도 하나의 전극 지지 구조체로부터 연장되도록 복수의 전극 와이어를 배치함으로써 전극 구조체를 형성하는 것과, 챔버 내에 전극 구조체를 수용하는 것을 포함하는 전기 집진기의 제조 방법이 제공된다.
전극 와이어는 전극 지지 구조로부터 각각 연장되는 적어도 2개의 자유 단부 부분을 포함할 수 있으며, 이들 각각은 자유 팁에서 종단된다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 정반대 방향으로 연장될 수 있다.
적어도 2개의 자유 단부 부분은 전극 지지 구조체로부터 동일한 방향으로 연장될 수 있다.
자유 단부 부분은 자유 팁을 향해 위치된 질량 구조체를 포함한다.
질량 구조체는 돌기부를 포함할 수 있고, 본 방법은 자유 단부 부분으로 돌기부를 수용하는 것을 포함할 수 있다.
질량 구조체는 자유 단부 부분의 굽힘 형성부를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 레그를 포함할 수 있다.
전극 와이어는 비틀림 스프링의 본체로부터 연장되는 레그를 포함할 수 있다.
전극 지지 구조체는 세장형일 수 있고, 배치하는 것은 전극 지지 구조체의 축방향 길이를 따라 이격된 복수의 전극 와이어를 수용하는 것을 포함할 수 있다.
전극 지지 구조체는 세장형일 수 있고, 배치하는 것은 전극 지지 구조체의 축방향 길이를 따라 복수의 스프링을 수용하는 것을 포함할 수 있다.
전극 지지 구조체는 전극 지지 구조체 주위에 스프링의 본체를 수용하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전극 지지체는 선택된 배향으로 스프링의 본체를 수용하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전극 지지체는 전극 지지체 주위의 스프링 본체의 회전에 저항하도록 형상설정된 단면을 가질 수 있다.
전극 지지체는 복수의 전극 지지체를 포함할 수 있다.
복수의 전극은 챔버 주위에 둘레방향으로 배치될 수 있다.
배치하는 것은 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 자유 단부 부분을 배향시키는 것을 포함할 수 있다.
본 방법은 기계적 임펄스를 전극 구조체에 가하도록 구성된 임펄스 생성기를 끼워맞추는 것을 포함할 수 있다.
임펄스 생성기는 선형 액추에이터 및 오프셋 모터 중 적어도 하나일 수 있다.
추가의 특정 바람직한 관점은 첨부된 독립항 및 종속항에 제시되어 있다. 종속항의 특징은 독립항의 특징과 적절하게 조합될 수도 있으며, 청구범위에 명시적으로 제시된 것 이외의 조합으로 조합될 수도 있다.
장치 특징부가 기능을 제공하도록 작동 가능한 것으로 설명되는 경우, 이는 그 기능을 제공하거나 그 기능을 제공하도록 순응되거나 구성되는 장치 특징부를 포함한다는 것이 인식될 것이다.
이제 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 더 설명할 것이다.
도 1은 일 실시예에 따른 전기 집진기(1)를 도시하는 도면이다.
도 2는 일 실시예에 따른 전극 지지 구조체의 일부 확대도이다.
도 3은 전기 집진기를 통한 부분 단면을 개략적으로 도시하는 도면이다.
도 4는 일 실시예에 따른 전기 집진기를 도시하는 도면이다.
도 5는 일 실시예에 따른 전극 지지 구조체를 도시하는 도면이다.
도 6은 비틀림 스프링을 도시하는 도면이다.
도 7은 전극 지지 구조체에 끼워맞춤된 비틀림 스프링을 도시하는 도면이다.
도 8은 전기 집진기를 통한 부분 단면을 개략적으로 도시한다.
실시예들을 임의로 보다 상세히 논의하기 전에, 먼저, 개요가 제공된다. 일부 실시예는 입자의 축적이 감소된 전기 집진기 내에서 코로나를 발생시키기 위한 효율적인 기술을 제공하는 배열체를 제공한다. 일부 실시예에서, 길이보다 폭이 좁은 치형부 또는 돌출부가 샤프트 또는 지지체로부터 연장되는 짧고 편평한 콤와 유사한 세장형 구조로 형성되는 전극이 제공된다. 치형부의 단부는 필요에 따라, 뾰족하거나 테이퍼질 수 있는 더 날카로운 전극 팁으로 인해 증가된 코로나 전류를 생성한다. 또한, 길고 얇은 전극의 형상과 크기는 전극 팁 상에 입자가 축적되는 것을 방지하는데 효과적이다. 편리하게도, 치형부는 지지 구조체 상에 쉽게 배치될 수 있는 플레이트로부터 콤 구조체를 스탬핑하거나 절단함으로써 제공될 수 있다. 일부 실시예에서, 전극 구조체 상에 축적된 입자를 제거하는 것을 돕기 위해 집진기 챔버 내에 유체 클리너가 제공된다. 일부 실시예에서, 와이어 또는 필라멘트와 같은 세장형 돌출부로 형성되는 전극이 제공된다. 와이어의 단부는 필요에 따라, 뾰족하거나 테이퍼질 수 있는 더 날카로운 전극 팁으로 인해 증가된 코로나 전류를 생성한다. 또한, 전극의 형상 및 크기는 해당 전극 팁 상에 입자가 축적되는 것을 방지하는데 효과적이다. 편리하게도, 와이어는 비틀림 스프링과 같은 스프링의 하나 이상의 레그에 의해 제공될 수 있으며, 이는 스프링이 전극 지지 구조체 상에 쉽게 위치되고 배향될 수 있기 때문에 전극 구조체의 제조를 단순화한다. 일부 실시예에서, 추가적인 질량체는 축적된 입자를 제거하는 것을 돕기 위해 기계적 이동 하에서 그 변위를 용이하게 하기 위해 전극의 자유 단부를 향해 배치된다.
전기 집진기 - 1차 배열체
도 1은 일 실시예에 따른 전기 집진기(10)를 도시한다. 전기 집진기(10)는 배출 스트림(20)을 수용하는 유입구(도시되지 않음)와, 처리된 배출 스트림(20')을 제공하는 유출구(도시되지 않음)를 구비하는 하우징(90)을 구비한다. 본 실시예에서, 하우징(90)은 대체로 원통 형상이다. 그러나, 하우징(90)이 임의의 적절한 형상을 가질 수 있고, 유입구 및 유출구가 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있음을 이해할 것이다.
전극 지지 구조체
도 2는 일 실시예에 따른 전극 지지 구조체(40)의 일부 확대도이다. 전극 지지 구조체(40)는 하우징(90) 내에 수용된다. 본 실시예에서, 전극 지지 구조체(40)는 하우징(90) 내에 동축으로 위치된다. 전극 지지 구조체(40)는 하우징(90)으로부터 멀리 이격되도록 치수화되고, 하우징(90)의 기다란 축을 따라 연장된다. 전기 커플링(도시되지 않음)은 전극 지지 구조체(40)에 결합된다. 전극 지지 구조체(40)는 하우징(90)으로부터 전기적으로 절연된다. 전극 지지 구조체(40)는 다수의 샤프트(50)를 포함한다. 본 예에서, 샤프트(50)는 평면 또는 세장형 플레이트이고, 환형 지지체(60A, 60B) 사이에서 하우징(90)의 기다란 축을 따라 연장된다. 샤프트(50)는 환형 지지체(60A, 60B) 주위에 둘레방향으로 위치된다. 다수의 축방향으로 이격된 치형부(70)가 샤프트(50)로부터 반경방향으로 연장된다. 본 실시예에서, 치형부(70)는 샤프트(50)와 일체로 형성된다. 특히, 샤프트(50) 및 치형부(70)는 콤 구조체를 형성하기 위해 스탬핑 또는 절단되는 금속판으로 형성된다. 편리하게, 샤프트(50)는 환형 지지체(60A, 60B)에 고정하기 위한 표면을 제공하기 위해 구부러지거나 절첩될 수 있다. 각각의 치형부(70)의 자유 팁(75)은 대체로 약 45°의 테이퍼 각도로 테이퍼된다. 그러나, 이는 반드시 그럴 필요는 없으며, 테이퍼지지 않거나 더 큰 테이퍼 각도가 제공될 수 있음을 이해할 것이다. 전형적으로, 설계 필요조건에 따라, 샤프트(50) 및 치형부(70)의 두께는 약 0.1㎜ 내지 1㎜이고, 치형부의 폭은 또한 0.1㎜ 내지 1㎜이고, 치형부(70)의 길이는 전형적으로 약 10㎜ 내지 100㎜이다.
도 3은 전기 집진기(10)의 부분 단면을 개략적으로 도시한다. 볼 수 있는 바와 같이, 전극 지지 구조체(40)는 하우징(90) 내에 동축으로 위치된다. 또한, 하우징(90) 내에는 동축으로 위치된 내부벽(100)이 있다. 환형 지지체(60A, 60B)는 하우징(90)과 내부벽(100) 사이에 위치된다. 샤프트(50)와 치형부(70)를 포함하는 콤 구조체는 환형 지지체(60A, 60B)에 위치된다. 치형부(70)는 하우징(90) 내에서 반경방향으로 배향된다.
집진기를 조립하기 위해, 샤프트(50) 및 치형부(70)를 포함하는 콤 구조체는 판금을 스탬핑 또는 절단함으로써 형성되고, 샤프트(50)는 일반적으로 환형 지지체(60A, 60B)와의 결합을 용이하게 하고 반경방향으로 치형부(70)를 배향하도록 절첩된다. 전극 지지 구조체(40)는 그 다음에 하우징(90) 내에 배치된다.
작동 시에, 전극 지지 구조체(40)와 하우징(90) 및 내부벽(100)에 걸쳐서 전압이 인가된다. 이는 각 치형부(70)의 팁(75)에서 코로나를 발생시킨다. 팁(75)은 필요한 경우 테이퍼링 포인트로 형성될 수 있다. 발생된 코로나는 들어오는 배출 스트림(20)을 처리하고, 유출구를 통해 빠져나가는 처리된 배출 스트림(20')을 제공한다.
치형부(70)의 형상 및 치수는 전극 지지 구조체(40) 상의 입자 물질의 축적에 저항하는 것을 돕는다. 축적된 입자 물질의 제거를 추가로 돕기 위해, 다수의 유체 제트(80)가 하우징(90) 주위에 둘레 방향으로 위치되고, 축적된 입자를 제거하는데 도움이 되도록 전극 지지 구조체 상에 유체 스프레이(85)를 제공한다.
일부 실시예는 비용 효율적인 소형 전극 스파이크를 생성하기 위해 전기 집진기에 대한 간단한 디자인을 제공한다. 전극은 전극 상에 입자가 축적되는 것을 방지(그렇지 않으면 입자 축적으로 인해 성능이 저하되고 차후의 작동 수명이 단축됨)하기 위해 얇은 돌출부 또는 세장형 부재로 준비된다.
전기 집진기의 성능이 전극 팁 상에 입자가 축적되는 것으로 인해 작동 시에 급격히 감소하는 것으로 밝혀졌다. 테스트에서, 집진기의 배기를 초래하는 실리카 농도는 많은 시간 동안 작동하는 시스템보다 갓 세척된 시스템에서 훨씬 더 낮을 수 있으며, 부스러기는 전극 팁에 부착되어서 이들의 성능이 저하되게 한다는 것이 밝혀졌다. 전극 팁의 날카로움은 주어진 전압에 대해 발생된 코로나 전류에 영향을 미칠 수 있으며, 더 날카로운 전극 팁은 증가된 코로나 전류를 제공한다. 전극 상에 재료가 축적되면 집진기의 코로나 전류가 감소하는 것으로 나타났다. '래핑(Rapping)'은 전극을 기계적으로 치면 부스러기가 제거되게 하는 기술이지만, 이는 모든 시스템의 모든 부스러기를 제거하기에는 충분하지 않다. 전극 상에 부스러기를 형성하는 재료/먼지의 특성에 따라, 또는 부스러기가 습윤 층에 형성되는 경우, 이는 입자가 전극에 특히 강하게 기계적으로 부착되게 한다. 전극의 공기 퍼지는 부스러기가 제거되게 하도록 상당량의 매우 방향성 있는 공기 체적이 필요할 수 있다. 그러나, 스프레이로 세정하면 코로나 전류를 복원하여 입자 제거 성능을 회복하는데 매우 효과적인 것으로 입증되었다.
일부 실시예에서, 디자인에는 약 800개의 전극 팁이 있다. 이들은 45도 각도의 날카로운 팁으로 구성되며, 바람직하게는, 1㎜ 두께의 316 또는 304 스테인리스 스틸과 1㎜ 폭의 치수로 준비된다. 전극은 강판(sheet steel)으로부터 레이저 커팅 또는 워터젯 커팅될 수 있다. 제조 방법을 통해, 하나의 부분에 많은 팁을 쉽게 구성할 수 있고 일체형 지지체를 통해 쉽게 조립할 수 있다.
작동 시에 전극 팁은 부스러기 없이 유지되는 것이 나타나서, 코로나 글로우(corona glow)가 계속 보이고, 코로나 전류가 더 높은 값으로 유지되며, 입자 포집이 향상된다. 테스트는 스파이크 전극을 사용하여 약간 증가된 전압으로 수행되었는데, 그 이유는 축적되는 입자가 적으므로 아크 발생이 적어서, 전압이 증가할 수 있음을 의미하기 때문이다. 코로나 전류는 훨씬 더 높은 값으로 유지되고 감가상각도 덜한 것으로 나타났다.
전극의 형상을 조금만 변경해도 성능이 눈에 띄게 향상된다는 것은 예상치 못한 일이다. 이는 코로나 전류 생성이 영향을 받는 시점을 넘어서 입자의 질량이 증가하는 것을 방지하기 때문이다.
전기 집진기 - 2차 배열체
도 4는 일 실시예에 따른 전기 집진기(10')를 도시한다. 전극 정전 집진기(10')는 배출 스트림(20)을 수용하는 유입구(도시되지 않음)와, 처리된 배출 스트림(20')을 제공하는 유출구(30)를 구비하는 하우징(90')을 구비한다. 본 실시예에서, 하우징(90')은 대체로 원통 형상이다. 그러나, 하우징은 임의의 적절한 형상을 가질 수 있고, 유입구 및 유출구(30)는 임의의 적절한 위치에 위치될 수 있음을 이해할 것이다.
전극 지지 구조체
도 5는 일 실시예에 따른 전극 지지 구조체(40')를 도시한다. 전극 지지 구조체(40')는 하우징(90') 내에 수용된다. 본 실시예에서, 전극 지지 구조체(40')는 하우징(90') 내에 동축으로 위치된다. 전극 지지 구조체(40')는 하우징(90')으로부터 멀리 이격되도록 치수화되고, 하우징(90')의 기다란 축을 따라 연장된다. 전기적인 커플링(도시되지 않음)은 전극 지지 구조체(40')에 커플링된다. 전극 지지 구조체(40')는 하우징(90')으로부터 전기적으로 절연된다.
전극 지지 구조체(40')는 다수의 로드(50')를 포함한다. 본 예에서, 로드(50')는 원통형이고, 환형 지지체(60)로부터 하우징(90')의 기다란 축을 따라 연장된다. 로드(50')는 환형 지지체(60) 주위에 둘레방향으로 위치된다. 본 실시예에서, 로드(50')는 대체로 원형 단면을 갖는 원통형이지만, 이하에 설명되는 바와 같이 반드시 그럴 필요는 없다.
축방향으로 이격된 다수의 와이어는 로드(50')로부터 반경방향으로 연장되도록 배열된다. 일부 실시예에서, 와이어는 로드(50') 내의 구멍을 통과한다. 그러나, 다른 실시예에서, 와이어는 도 6에 도시된 바와 같이, 비틀림 스프링(80')의 자유 단부(70')에 의해 제공된다. 비틀림 스프링(80')의 턴부의 내경은 로드(50)'의 외경에 꼭 끼워맞춰지도록 치수설정된다. 비틀림 스프링(80')은 도 7에 도시된 바와 같이, 로드(50') 위에 배치된다. 본 실시예에서, 비틀림 스프링(80')은 반대 방향으로 연장되는 2개의 자유 단부(70')를 갖는다. 그러나, 이는 반드시 그럴 필요는 없고, 단 하나의 자유 단부(70')만 제공될 필요가 있음을 이해할 것이다. 게다가, 도 6에 도시된 자유 단부(70')는 비틀림 스프링(80')으로부터 접선 방향으로 연장된다. 그러나, 반드시 그럴 필요는 없으며, 자유 단부(70')가 대신에 반경방향으로 연장될 수 있음을 이해할 것이다. 게다가, 본 실시예에서, 비틀림 스프링(80')의 턴부 및 로드(50')의 단면은 원형이다. 그러나, 비원형 단면 및 턴부(예를 들면, 삼각형, 정사각형, 육각형 등)가 제공될 수 있다는 것이 이해될 것이며, 이는 자유 단부(70')의 방향을 원하는 배향으로 정렬하는 것을 용이하게 할 것이기 때문이다. 일반적으로, 설계 필요조건에 따라 와이어의 두께는 약 0.1㎜ 내지 1㎜이고 자유 단부의 길이는 약 10㎜ 내지 100㎜이다.
도 8은 전기 집진기(10')를 통한 부분 단면을 개략적으로 도시한다. 알 수 있는 바와 같이, 전극 지지 구조체(40')는 하우징(90') 내에 동축으로 위치된다. 또한, 하우징(90') 내에는 동축으로 위치한 내부벽(100')이 있다. 환형 지지체(60)는 하우징(90')과 내부벽(100') 사이에 위치된다. 로드(50') 상에 위치된 비틀림 스프링(80')은 하우징(90') 내에서 반경방향으로 배향된다. 일부 실시예에서, 질량체(71)는 자유 단부(70')의 팁(75')을 향해 자유 단부(70') 상에 위치된다. 질량체(71)는 비틀림 스프링(80')의 와이어 위로 미끄러지거나 부착될 수 있고, 또는 비틀림 스프링(80')의 와이어를 절첩하거나 회전시킴으로써 형성될 수 있다.
집진기를 조립하기 위해, 로드(50')가 축방향으로 연장되는 전극 지지 구조체(40')가 형성된다. 일부 실시예에서, 비틀림 스프링(80')은 로드(50') 위에 배치된다. 전형적으로, 스프링은 로드(50') 상에서 서로 접한다. 그러나, 필요에 따라, 비틀림 스프링(80') 사이에 스페이서가 제공될 수 있다. 로드(50')가 비원형이고, 사전결정된 배향으로 비틀림 스프링(80')과 맞물리는 형상인 경우, 로드(50')는 일단 비틀림 스프링(80')이 로드(50') 상에 배치되도록 환형 지지체(60') 상에 배향된다. 비틀림 스프링(80')은 이미 반경방향으로 배향된다. 로드(50') 및 비틀림 스프링(80')의 단면이 원형인 경우, 비틀림 스프링(80')은 그 다음에, 도 8에 도시된 바와 같이 반경방향으로 배향된다.
작동 시에, 전극 지지 구조체(40') 및 하우징(90') 및 내부벽(100')에 걸쳐서 전압이 인가된다. 이는 각각의 자유 단부(70')의 팁(75')에서 코로나를 발생시킨다. 팁(75')은 필요에 따라 테이퍼링 포인트 내로 형성될 수 있다. 발생된 코로나는 들어오는 배출 스트림(20)을 처리하고, 유출구(30)를 통해 빠져나가는 처리된 배출 스트림(20')을 제공한다. 자유 단부(70')의 형상 및 치수는 비틀림 스프링(80') 상의 입자 물질의 축적에 저항하는 것을 돕는다. 축적된 입자 물질의 제거를 추가로 돕기 위해, 예를 들면, 솔레노이드 또는 오프셋 모터로 구성될 수 있는 진동 디바이스(110)는 자유 단부(70')에 진동 또는 이동을 유도하기 위해, 하우징(90') 상으로, 그리고/또는 전극 지지 구조체(40') 상으로 직접 힘을 가하도록 작동될 수 있다. 자유 단부(70')의 이러한 이동은 질량체(71)의 존재에 의해 강화될 수 있다.
따라서, 일부 실시예가 소형 전극 스파이크를 갖는 전기 집진기에 대한 단순한 디자인을 제공한다는 것을 알 수 있다. 전극은 전극 상에 입자가 축적되는 것을 방지(그렇지 않으면 입자 축적으로 인해 성능이 저하되고 차후에 작동 수명이 단축됨)하기 위해 얇은 와이어로 준비된다.
지지 로드 상의 비틀림 스프링으로부터 전극을 준비한다는 것은 달리, 레이저 빔의 폭과, 전극 스파이크가 제조될 수 있는 크기를 제한하는 열 방산으로 인해, 판금의 레이저 커팅으로 얻을 수 있는 것보다 전극 팁을 더 작은 치수로 만들 수 있음을 의미한다. 전기 집진기 또는 습식 전기 집진기는 저감 시스템에서 많은 전극(일반적으로, 500개 내지 1500개)으로 구성되고, 이는 신뢰성있는 플레이트-전극 분리 거리를 유지하면서 이들의 제조를 어렵게 만들 수 있다.
입자를 제거하기 위해 집진기를 사용한 결과로 발생하는 입자의 축적은 얇은 와이어로 제조된 전극을 구비함으로써 최소화된다. 기존 디자인에 비해, 이는 전극에 부착하는 입자의 질량을 감소시키는 것이 나타나고 코로나 전류를 유지한다.
전극 상의 입자 축적을 감소시킴으로써, 과도한 입자 축적의 결과로 일반적으로 발생하는 전극과 플레이트의 간격의 감소가 덜 현저하여, 아크 또는 영구 단락의 가능성을 감소시킨다. 이는 서비스 사이의 평균 시간이 늘어난다.
스프링 강을 사용함으로써, 와이어에 자연스러운 진동이 발생하여 '래핑'(부스러기를 제거하기 위해 전극을 기계적으로 타격하는 것) 또는 음향 방법을 보다 효과적이고 실현 가능하게 하여 전극을 세척한다.
개별 비틀림 스프링을 사용함으로써, 전극 세트 전체를 교체하는 대신, 필요한 경우 한 번에 2개의 전극을 교체할 수 있다.
상기 언급된 바와 같이, 습식 전기 집진기의 성능은 작동 시에 전극 팁에 입자가 축적되는 것으로 인해 급격히 저하된다는 사실이 밝혀졌다. 테스트에서, 전기 집진기 또는 습식 전기 집진기의 배기를 초래하는 실리카 농도는 많은 시간 동안 작동하는 시스템보다 갓 세척된 시스템에서 훨씬 더 낮을 수 있으며, 부스러기는 전극 팁에 부착되어서 이들의 성능이 저하되게 한다는 것이 밝혀졌다.
전극 팁의 날카로움은 주어진 전압에 대해 발생된 코로나 전류에 영향을 미칠 수 있으며, 더 날카로운 전극 팁은 증가된 코로나 전류를 제공한다. 전극 상에 재료가 축적되면 전기 집진기 또는 습식 전기 집진기의 코로나 전류가 감소하는 것으로 나타났다.
'래핑(Rapping)'은 전극을 기계적으로 타격하면 부스러기가 제거되게 하는 기술이지만, 이는 모든 시스템의 모든 부스러기를 제거하기에는 충분하지 않다. 전극 상에 부스러기를 형성하는 재료/먼지의 특성에 따라, 또는 부스러기가 습윤 층에 형성되는 경우, 이는 입자가 전극에 특히 강하게 기계적으로 부착되게 한다. 전극의 공기 퍼지는 부스러기가 제거되게 하도록 상당량의 매우 방향성 있는 공기 체적이 필요할 수 있다.
그러나, 전극 팁의 직경을 감소시킴으로써, 표면은 특정 질량의 입자만 유지할 수 있으므로, 퇴적된 입자가 분리되는 것으로 관찰되고 코로나 전류가 더 잘 유지된다.
일부 실시예에서, 약 800개의 전극 팁이 있다. 이들은 스프링강, 304 또는 316 경화강으로 제조된 비틀림 스프링으로 구성된다. 와이어는 0.1㎜ 내지 1㎜ 정도로 가늘게 준비할 수 있으며, 스프링 강철의 특성으로 인해 기계적으로 견고하다. 바람직하게는, 와이어는 0.3㎜ 316 스프링 강으로 제조된다.
비틀림 스프링/와이어는 금속 로드 상으로 미끄러질 수 있어서, 간단한 제조 방법을 제공하고 접지 플레이트를 향하는 전극 팁의 방향성을 유지한다.
전극의 형상을 약간 변경하고 성능을 눈에 띄게 개선하는 것은 직관적이지 않다. 이는 코로나 전류 생성이 영향을 받는 시점을 넘어서 입자의 질량이 증가하는 것을 방지하기 때문이다.
본 발명의 예시적인 실시예가 본 명세서에서 첨부 도면을 참조하여 상세하게 개시되었지만, 본 발명은 정확한 실시예에 제한되지 않고 다양한 변경 및 수정이 첨부된 청구범위 및 그 동등물에 의해 정의된 본 발명의 범위를 일탈하는 일 없이, 본 명세서에 당업자에 의해 수행될 수 있음을 이해해야 한다.
10, 10' : 전기 집진기
20 : 배출 스트림
30 : 유출구
20' : 처리된 배출 스트림
40, 40' : 전극 지지 구조체
50 : 샤프트
50' : 로드
60A, 60B, 60 : 환형 지지체
70 : 치형부
70' : 자유 단부
75, 75' : 팁
80 : 유체 제트
80' : 비틀림 스프링
85 : 유체 스프레이
90, 90' : 하우징
100, 100' : 내부벽

Claims (15)

  1. 전기 집진기에 있어서,
    처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버와,
    상기 챔버 내에 수용된 전극 구조체로서, 상기 전극 구조체는 상기 처리된 배출 스트림을 생성하기 위해 상기 배출 스트림을 처리하기 위한 코로나를 발생시키도록 작동 가능하고, 상기 전극 구조체는 샤프트 및 상기 샤프트로부터 연장되는 복수의 치형부를 구비하는 적어도 하나의 콤 구조체를 포함하고, 상기 코로나는 상기 전극 구조체 및 상기 챔버를 가로질러서 인가될 때 전압에 응답하여 각각의 치형부의 자유 팁에서 발생되는, 상기 전극 구조체를 포함하는
    전기 집진기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    각각의 치형부는 상기 샤프트로부터 연장되는 적어도 하나의 자유 단부 부분을 포함하고, 상기 자유 단부 부분은 상기 자유 팁에서 종단하는
    전기 집진기.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 샤프트는 상기 샤프트의 축방향 길이를 따라 이격된 상기 복수의 치형부를 구비하는 세장형인
    전기 집진기.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    인접한 치형부 사이의 거리는 각각의 치형부의 폭보다 크고, 바람직하게는 각각의 치형부 폭의 10배보다 큰
    전기 집진기.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    각각의 치형부의 높이는 폭보다 크고, 바람직하게는 폭의 5배보다 큰
    전기 집진기.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    적어도 상기 자유 팁은 테이퍼지고, 바람직하게는 상기 테이퍼는 적어도 45°의 테이퍼 각도를 갖는
    전기 집진기.
  7. 제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자유 팁은 상기 치형부의 전체 길이의 약 1/16인 길이를 갖는
    전기 집진기.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    복수의 콤 구조체를 포함하고, 바람직하게는, 상기 복수의 콤 구조체는 상기 챔버 주위에 둘레방향으로 위치되는
    전기 집진기.
  9. 제 1 항 내지 제 8 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 자유 단부 부분은 상기 챔버 내에서 반경방향으로 연장되도록 배향되는
    전기 집진기.
  10. 제 1 항 내지 제 9 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 구조체 상으로 유체를 스프레이하도록 구성된 유체 클리너를 포함하는
    전기 집진기.
  11. 제 1 항 내지 제 10 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 콤 구조체는 상기 샤프트로서의 적어도 하나의 전극 지지 구조체로부터 연장되는 상기 치형부로서의 복수의 전극 와이어를 포함하는
    전기 집진기.
  12. 제 11 항에 있어서,
    상기 전극 와이어는 상기 전극 지지 구조체로부터 연장되는 적어도 하나의 자유 단부 부분을 포함하고, 상기 자유 단부 부분은 상기 자유 팁에서 종단하는
    전기 집진기.
  13. 제 12 항에 있어서,
    상기 자유 단부 부분은 상기 자유 팁을 향해 위치된 질량 구조체를 포함하는
    전기 집진기.
  14. 제 11 항 내지 제 13 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 전극 와이어는 스프링의 레그를 포함하는
    전기 집진기.
  15. 전기 집진기의 제조 방법에 있어서,
    처리를 위한 배출 스트림을 수용하도록 구성된 유입구와, 처리된 배출 스트림을 이송하도록 구성된 유출구를 구비하는 챔버를 제공하는 것과,
    샤프트 및 상기 샤프트로부터 연장되는 복수의 치형부를 구비하는 적어도 하나의 콤 구조체로부터 전극 구조체를 형성하는 것과,
    상기 챔버 내에 상기 전극 구조체를 수용하는 것을 포함하는
    전지 집진기 제조 방법.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE507914C (de) * 1930-09-22 Siemens Schuckertwerke Akt Ges Aus Stacheldraht bestehende Spruehelektrode fuer elektrische Gasreiniger
GB842075A (en) * 1958-02-27 1960-07-20 Metallgesellschaft Ag Improvements in or relating to corona discharge electrodes for electrostatic precipitators
DE2904153A1 (de) * 1979-02-03 1980-08-07 Metallgesellschaft Ag Spruehelektrode fuer elektrofilter
JP2000197833A (ja) * 1999-01-08 2000-07-18 Sumitomo Heavy Ind Ltd トンネル用電気集塵装置
JP4823691B2 (ja) * 2003-08-29 2011-11-24 三菱重工メカトロシステムズ株式会社 集塵装置
NO323806B1 (no) * 2005-11-01 2007-07-09 Roger Gale Entrinns elektrostatisk stovutfeller
WO2009009787A1 (en) * 2007-07-12 2009-01-15 Ohio University Low cost composite discharge electrode
KR100782878B1 (ko) * 2007-08-27 2007-12-06 주식회사 리트코 육각관 전기필터부를 포함하는 터널고속팬
KR100877401B1 (ko) * 2007-10-31 2009-01-07 김재일 대기오염물질 처리를 위한 플라즈마 장치
KR101199554B1 (ko) * 2011-11-04 2012-11-12 서울특별시도시철도공사 멀티크로스핀 이오나이저를 이용한 유도전압 전기집진장치
NL2011012C2 (en) * 2013-06-19 2014-12-22 Virus Free Air B V Gas flow cleaning device.
GB2520009A (en) * 2013-11-05 2015-05-13 Edwards Ltd Gas treatment apparatus
FI125997B (en) * 2014-01-27 2016-05-13 Teknologian Tutkimuskeskus Vtt Oy Electrical particle charging system and gas filtration method
JP6646952B2 (ja) * 2015-06-09 2020-02-14 臼井国際産業株式会社 ディーゼルエンジン排ガス処理用電気集塵装置の放電電極
CN210279490U (zh) * 2019-03-27 2020-04-10 吴承翰 静电除尘装置与使用其静电除尘装置的过滤系统

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