KR20230075804A - 초절전 전기 집진 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치는, 하우징, 기본집진체, 직류전원부, 접지스위치 및 전원공급제어부를 포함한다. 기본집진체는, 제1유전체와 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 제1전극 및 제2전극, 제1전극과 제2전극을 덮는 외부절연체를 포함한다. 외부절연체는 외측으로 돌출된 복수 개의 제1돌기를 포함한다. 직류전원부로 전원이 공급되는 전원공급시간에 제1유전체의 분극에 의해 제1전극과 제2전극 사이에 외부 전기장과 반대방향인 내부 전기장이 형성된다. 직류전원부로 공급되는 전원이 차단되는 전원차단시간에, 내부 전기장에 의해 함진가스에서 분진이 제거될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 외부전원의 사용을 최소화하면서 내부 전기장이 형성될 수 있고, 내부 전기장의 집중 현상에 의하여 분진을 효율적으로 집진할 수 있는 전기 집진 장치를 제공할 수 있다.

Description

초절전 전기 집진 장치{APPARATUS FOR PERFORMING DUST COLLECTION WITH ULTRA LOW POWER}
본 발명은 전기 집진 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유전체의 분극(polarization)에 의한 전하 충전을 이용하여 외부 전원의 사용시간을 최소화할 수 있는 초절전 전기 집진 장치에 관한 것이다.
전기 집진 장치는 함진가스 내 비산되어 있는 분진을 코로나 방전을 이용하여 전기적으로 하전 시키고, 일정 간격으로 이격되어 있는 두 집진판 사이에 전기장을 형성시켜 하전된 분진을 집진시키는 장치로써, 집진판, 방전극 및 전원장치 등으로 구성되며, 입자 하전 및 집진이 같은 공간 내에서 이루어지는 1단 전기집진 장치와 입자 하전 및 집진이 분리되어 이루어지는 2단 전기 집진 장치로 구분된다.
그런데, 종래기술 중 2단 전기 집진 장치에서, 두 집진판 사이에 전기장을 형성시키기 위해서는 전원장치를 이용하여 집진판에 고전압을 지속적으로 인가 해야만 한다. 통상적으로 전기 집진 장치에 사용되는 전원장치는 코일 및 다수의 축전기 등으로 구성된 회로를 이용함으로써 수 ~ 수백 볼트의 전압을 수 ~ 수십 킬로볼트 이상의 고전압으로 승압시키며, 이 과정에서 회로 내 소자에서 발생되는 열 등으로 손실되는 전력 및 냉각 장치 등이 소비하는 전력이 상당하다는 문제가 있다. 또한, 종래 기술이 공기청정기와 같이 함진가스 유입 통로를 통해 생활공간과 집진판이 연통된 환경에 적용될 경우, 사용자가 고전압에 의한 안전 사고에 상시 노출되어 있다는 문제가 있으며, 액적 등을 함유한 고수분 조건의 함진가스가 집진판으로 유입될 경우, 수분에 의한 전기적 단락(electrical short)등으로 인해 두 집진판 사이에 전기장 형성이 불가능하여, 집진 성능이 감소하는 등의 문제가 발생될 수 있다.
한국등록특허 제10-2017653호
본 발명이 해결하고자 하는 일 과제는, 유전체가 포함되어 전하를 충전할 수 있는 집진체를 이용하여 전하를 충전하고, 충전된 전하를 이용하여 내부 전기장이 형성되도록 하여 외부 전원이 차단된 상태에서 전력 소모 없이 분진을 제거할 수 있는 초절전 전기 집진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 전극의 표면에 전극과 일체로 이루어진 복수 개의 돌기를 형성하여 돌기가 형성된 부분에서 전기장의 집중 및 왜곡현상을 유도해 쿨롱력(Coulomb's force)과 유전영동력(dielectric force)에 의하여 분진을 제거할 수 있는 초절전 전기 집진 장치를 제공하는 것이다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 유전체가 포함되어 전하를 충전할 수 있는 집진체의 표면을 외부절연체로 덮고, 외부절연체와 일체로 이루어진 복수 개의 돌기 또는 홈을 형성하여 돌기 또는 홈이 형성된 부분에서 전기장의 집중 및 왜곡현상을 유도해 쿨롱력과 유전영동력에 의하여 분진을 제거할 수 있는 초절전 전기 집진 장치를 제공하는 것이다.
본 출원에서 기술되는 주제의 한 측면에 따르면, 초절전 전기 집진 장치는, 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징; 상기 집진공간에 위치하고, 유전체인 제1유전체, 상기 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 전도성의 제1전극 및 제2전극, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 덮는 절연체로 이루어지고 외측면에 돌출된 복수 개의 제1돌기가 구비된 외부절연체를 포함하는, 기본집진체; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장이 형성되도록 상기 제1전극에 전압을 인가하는 직류전원부; 접지되어 있는 상기 제2전극과 접지 사이에 위치하는 접지스위치; 및 상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고, 상기 외부 전기장이 형성된 상태에서 상기 접지스위치가 열리고, 상기 접지스위치가 열린 후 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 공급되는 전원이 차단된 상태에서, 상기 제1유전체의 분극에 의해 형성된 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 이루어질 수 있다.
상기 기본집진체는, 상기 제1전극이 형성된 쪽의 면인 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면으로서 상기 제2전극이 형성된 쪽의 면인 제2면을 포함하고, 상기 제1돌기는, 상기 제1면과 상기 제2면 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.
상기 기본집진체는, 상기 외부절연체의 외측면에 오목하게 형성된 복수 개의 홈으로서 상기 제1돌기의 반대쪽에 형성되는 제1홈을 포함하여 이루어질 수 있다.
본 출원에서 기술되는 주제의 한 측면에 따르면, 초절전 전기 집진 장치는, 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징; 상기 집진공간에 위치하고, 유전체인 제1유전체, 상기 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 전도성의 제1전극 및 제2전극, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 덮는 절연체로 이루어지고 외측면에 오목한 복수 개의 제1홈이 구비된 외부절연체를 포함하는, 기본집진체; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장이 형성되도록 상기 제1전극에 전압을 인가하는 직류전원부; 접지되어 있는 상기 제2전극과 접지 사이에 위치하는 접지스위치; 및 상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고, 상기 외부 전기장이 형성된 상태에서 상기 접지스위치가 열리고, 상기 접지스위치가 열린 후 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 공급되는 전원이 차단된 상태에서, 상기 제1유전체의 분극에 의해 형성된 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 이루어질 수 있다.
상기 기본집진체는, 상기 제1전극이 형성된 쪽의 면인 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면으로서 상기 제2전극이 형성된 쪽의 면인 제2면을 포함하고, 상기 제1홈은, 상기 제1면과 상기 제2면 중 어느 하나 이상에 형성될 수 있다.
본 출원에서 기술되는 주제의 한 측면에 따르면, 초절전 전기 집진 장치는,내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징; 상기 집진공간에 위치하고, 유전체인 제1유전체, 상기 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 전도성의 제1전극 및 제2전극, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 덮는 절연체로 이루어지는 외부절연체를 포함하는, 기본집진체; 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장이 형성되도록 상기 제1전극에 전압을 인가하는 직류전원부; 접지되어 있는 상기 제2전극과 접지 사이에 위치하는 접지스위치; 및 상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고, 상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나 이상은 복수 개의 관통공을 포함하고, 상기 외부절연체는 상기 관통공을 통하여 상기 제1유전체와 연결되도록 이루어지고, 상기 외부 전기장이 형성된 상태에서 상기 접지스위치가 열리고, 상기 접지스위치가 열린 후 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 공급되는 전원이 차단된 상태에서, 상기 제1유전체의 분극에 의해 형성된 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 이루어질 수 있다.
상기 기본집진체는, 판 형태로 이루어지고, 복수 개로 구비되어 병렬로 이격배치될 수 있다.
상기 제1돌기는, 상기 제1전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-1돌기와, 상기 제2전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-2돌기로 구분되고, 어느 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-1돌기와, 다른 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-2돌기는, 서로 어긋나게 배열될 수 있다.
어느 하나의 상기 기본집진체의 상기 제1돌기와, 다른 하나의 상기 기본집진체의 상기 제1홈은, 서로 어긋나게 배열될 수 있다.
상기 제1홈은, 상기 제1전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-1홈과, 상기 제2전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-2홈으로 구분되고, 어느 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-1홈과, 다른 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-2홈은, 서로 어긋나게 배열될 수 있다.
상기 관통공은, 상기 제1전극에 형성되는 제1관통공과, 상기 제2전극에 형성되는 제2관통공으로 구분되고, 어느 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1관통공과, 다른 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제2관통공은, 서로 어긋나게 배열될 수 있다.
상기 기본집진체는 롤(roll) 형태로 이루어질 수 있다.
본 출원에서 기술되는 주제의 한 측면에 따르면, 초절전 전기 집진 장치는, 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징; 상기 집진공간에 위치하고, 전도성 물질로 형성된 제1전극과 상기 제1전극을 덮는 유전체인 제1유전체를 구비하는 판 형태의 제1집진체; 상기 집진공간에 위치하고, 전도성 물질로 형성되고 상기 제1집진체를 향하여 돌출된 복수 개의 제2돌기가 구비된 판 형태의 제2전극; 상기 제1전극 또는 상기 제2전극에 상기 함진가스의 절연파괴전압(dielectric breakdown voltage) 이상의 전압을 인가하여, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장을 형성시키고 상기 함진가스의 이온화를 유도하는 직류전원부; 및 상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고, 상기 제1집진체 및 상기 제2전극은 각각 복수 개로 구비되어 일정 간격으로 이격되고, 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 전원이 공급될 때, 상기 제1유전체의 분극에 의해 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 외부 전기장과 반대방향인 내부 전기장이 형성되고, 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 전원이 차단된 상태에서, 상기 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치는, 상기 유입구에 배치되어 상기 함진가스로부터 분진을 제거하는 필터를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치는, 상기 유입구 또는 상기 배출구에 배치되어 가스를 이온화하여 주변의 분진을 전기적으로 하전시키는 입자하전부를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치에 의하면, 기본집진체는 제1유전체, 제1전극, 제2전극 및 외부절연체를 포함하고, 외부절연체에는 복수 개의 제1돌기가 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기본집진체에 전원을 일시적으로 공급하여 제1유전체에 전하를 충전한 후 전원 공급을 중단시키고 함진가스를 복수 개의 기본집진체 사이 공간을 통과시켜 집진을 수행하므로, 외부전원으로부터 직류전원부로 공급되는 전원의 사용을 최소화하면서도 분진의 집진이 이루어질 수 있고, 또한, 기본집진체의 표면에 복수 개의 제1돌기가 구비되어 제1돌기가 형성된 부분에서 전기장의 집중 및 왜곡 현상에 의하여 분진의 집진 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치에 의하면, 기본집진체는 제1유전체, 제1전극, 제2전극 및 외부절연체를 포함하고, 외부절연체에는 복수 개의 제1홈이 구비될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기본집진체에 전원을 일시적으로 공급하여 제1유전체에 전하를 충전한 후 전원 공급을 중단시키고 함진가스를 복수 개의 기본집진체 사이 공간을 통과시켜 집진을 수행하므로, 외부전원으로부터 직류전원부로 공급되는 전원의 사용을 최소화하면서도 분진의 집진이 이루어질 수 있고, 또한, 기본집진체의 표면에 복수 개의 제1홈이 구비되어 제1홈이 형성되지 않은 부분에서 전기장의 집중 및 왜곡 현상에 의하여 분진의 집진 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치에 의하면, 기본집진체는 제1유전체, 제1전극, 제2전극 및 외부절연체를 포함하고, 제1전극 또는 제2전극은 복수 개의 관통공을 포함하고, 관통공은 제1유전체가 이루는 면을 따라 반복하여 형성될 수 있다. 외부절연체는 관통공을 통하여 제1유전체와 연결되도록 이루어진다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기본집진체에 전원을 일시적으로 공급하여 제1유전체에 전하를 충전한 후 전원 공급을 중단시키고 함진가스를 복수 개의 기본집진체 사이 공간을 통과시켜 집진을 수행하므로, 외부전원으로부터 직류전원부로 공급되는 전원의 사용을 최소화하면서도 분진의 집진이 이루어질 수 있고, 또한, 관통공이 형성된 부분에서 전기장의 집중 및 왜곡 현상에 의하여 분진의 집진 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치에 의하면, 제1집진체와 제2전극에 함진가스의 절연파괴전압 이상의 전원을 일시적으로 공급하여 코로나방전(corona discharge)에 의해 함진가스를 이온화 시키고, 형성된 이온 및 전자를 이용해 제1유전체에 전하를 충전한 후 전원 공급을 중단시키고 함진가스를 제1집진체와 제2전극 사이 공간을 통과시켜 집진을 수행하므로, 외부전원으로부터 직류전원부로 공급되는 전원의 사용을 최소화하면서도 분진의 집진이 이루어질 수 있고, 또한, 제2전극에 복수 개의 제2돌기가 구비되어 제2돌기가 형성된 부분에서 전기장의 집중 및 왜곡 현상에 의하여 분진의 집진 효율을 높일 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치에 의하면, 고전압의 사용 시간을 최소화함으로써, 고전압의 사용으로 인해 발생할 수 있는 안전 사고를 방지할 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치에 의하여 발휘되는 상세한 효과 및 추가적인 효과에 대하여는 첨부된 도면을 참조하여 이하에서 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치에서 추가직류전원부가 설치된 모습을 도시한 도면이고, 도 4의 (a), (b), (c), (d) 및 (e) 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체의 개략적인 형상을 도시한 도면이다.
도 5의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체의 형상을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체의 어느 한쪽에 형성된 제2전극의 모습을 개략적으로 도시한 부분사시도이다.
도 6의 (a), (b) 및 (c) 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7의 (a), (b), (c), (d) 및 (e) 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체가 배열된 모습을 도시한 도면이다.
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치에서 기본집진체의 개략적인 형상을 도시한 도면이다.
도 9의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치에서 제2 전극의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치의 작동을 나타내는 다른 도면이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치의 작동을 나타내는 또 다른 도면이다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치의 하우징에 필터가 구비된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
도 14의 (a) 및 (b) 각각은 본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치에 입자하전부가 구비된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 동일하거나 유사한 구성요소에는 동일유사한 도면 부호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다.
본 출원에서, "포함한다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 발명의 실시예에 따른 초절전 전기 집진 장치(이하, '전기 집진 장치(1)')를 설명하는 하기 각각의 도면에서, 전원공급제어부(240)의 내부에 스위치 표시가 되어 있는데, 이는 on/off의 이해를 위한 것일 뿐, 별도의 구성을 나타내는 것은 아니다.
그리고, 하기 설명에서 언급되는 외부전기장(Eout)은 직류전원부(210) 또는 추가직류전원부(220)에서 공급된 전압에 의해 생성된 전기장을 의미하고, 내부전기장(Ein)은 제1유전체(112)의 분극화(polarization)에 의해 생성된 전기장을 의미한다.
제1 실시예
본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는 기본집진체(130)를 구비하는 형태의 실시예이다.
이하, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 2는 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
그리고, 도 3은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 추가직류전원부(220)가 설치된 모습을 도시한 도면이고, 도 4의 (a), (b), (c), (d) 및 (e) 각 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체(130)의 개략적인 형상을 도시한 도면이다.
여기서, 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는 2가지 방식에 의해 구현되며, 도 2에 도시된 바와 같이 추가직류전원부(220)가 형성되지 않는 방식(제1-1 실시예)과, 도 3에 도시된 바와 같이 추가직류전원부(220)가 형성되는 방식(제1-2 실시예)으로 구현될 수 있다.
먼저, 본 발명의 제1-1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에 대해 설명하기로 한다.
도 1과 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1-1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는, 하우징(400), 기본집진체(130), 직류전원부(210), 접지스위치(230) 및 전원공급제어부(240)를 포함한다.
하우징(400)은 전기 집진 장치(1)의 전체적인 외형을 이룰 수 있다. 하우징(400)은 그 내부 공간을 이루는 집진공간(450)을 포함한다. 또한 하우징(400)은 함진가스가 유입되는 유입구(410), 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구(420)를 포함하여 이루어질 수 있다. 함진가스가 유입구를 통하여 하우징(400) 내부로 유입되고, 집진공간(450)에서 분진이 제거된 후 청정 가스가 배출구(420)를 통하여 하우징(400) 외부로 배출될 수 있다.
기본집진체(130)는, 하우징(400)의 집진공간(450)에 위치하고, 제1유전체(112), 제1전극(111), 제2전극(121) 및 외부절연체(131)를 포함하여 이루어진다.
기본집진체(130)는 소정의 면적을 갖는 판 형태로 이루어질 수 있다.
제1유전체(112)는 외부 전원에 의해 분극 되어 전하를 충전할 수 있는 물질로 이루어진다.
제1전극(111)과 제2전극(121)은 각각 전도성 물질로 형성된다. 제1전극(111)과 제2전극(121)은 제1유전체(112)를 중심으로 서로 반대쪽에 형성된다. 외부절연체(131)는 절연체로 이루어지고 제1전극(111)과 제2전극(121)을 덮고 기본집진체(130)의 외측면을 이룬다. 외부절연체(131)는 제1유전체(112)와 동일한 물질로 이루어질 수 있으나 이에 한정되지는 않는다.
직류전원부(210)는 제1전극(111)에 전압을 인가한다. 직류전원부(210)는 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이에 외부전기장이 형성되도록 한다.
전원공급제어부(240)는 직류전원부(210)로의 전원 공급을 제어하고, 타이머(250)는 전원공급제어부(240)에 의해 직류전원부(210)로 전원이 공급 또는 차단 되는 시간을 측정하고, 접지스위치(230)는 접지되어 있는 제2전극(121)과 접지 사이에 위치한다.
복수 개의 기본집진체(130) 각각이 서로 이격되어 위치하고 있으며, 전원공급제어부(240)에 의해 직류전원부(210)로의 전원 공급이 차단되어 있는 상태에서 하우징(400)의 유입구(410)로 유입된 함진가스가 기본집진체(130) 간 이격되어 있는 공간을 통과하며 함진가스 내 분진이 제거될 수 있다.
상기와 같이, 하나의 기본집진체(130)에 제1유전체(112), 제1전극(111), 제2전극(121) 및 외부절연체(131)가 구비될 수 있으며, 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이에 제1유전체(112)가 형성되고, 외부절연체(131)가 제1전극(111)과 제2전극(121)을 둘러싸면서 기본집진체(130)의 외측면을 이룰 수 있다. 하나의 하우징(400) 내에는 복수 개의 기본집진체(130)가 형성될 수 있으며, 각각의 기본집진체(130)는 서로 이격되어 각각의 기본집진체(130) 사이에는 공간이 형성될 수 있다. 각각의 기본집진체(130)는 서로 나란하게 배열될 수 있다.
전원공급제어부(240)는, 접지스위치(230)가 닫힌 상태에서 직류전원부로 전원이 공급되는 시간인 전원공급시간(t1)이, 접지스위치가 열린 상태에서 직류전원부로 공급되는 전원이 차단되는 시간인 전원차단시간(t2)보다 짧도록, 직류전원부(210)로의 전원 공급을 제어하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전원공급제어부(240)에 의해 직류전원부(210)로의 전원이 일시적으로 인가 된 후 차단된 경우에도 제1유전체(112)의 분극에 의해 서로 인접하고 마주보며 위치한 제1전극(111) 및 제2전극(121) 사이에 내부 전기장(Ein)이 형성되어 집진공간(450)을 통과하는 함진가스 내 먼지 등을 제거할 수 있다.
여기서, 접지스위치(230)가 닫힌 상태에서 직류전원부(210)가 제1전극(111) 또는 제2전극(121)에 전원을 인가하는 시간(전원공급시간(t1))은 수 밀리초 내지 수 초 동안 수행되고, 접지스위치가 열린 상태에서 전원차단시간(t2)은 수십분 내지 수 시간 동안 진행될 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 전원차단시간(t2)에 내부 전기장에 의해 함진가스에서 분진이 제거될 수 있다. 즉, 직류전원부(210)의 전원 차단 후 내부 전기장(Ein)에 의한 함진가스 내 먼지 제거는 수십분 내지 수 시간 동안 진행될 수 있다. 이의 원리에 대해서 하기에 설명하기로 한다.
도 2의 (a)는 접지스위치(230)가 닫히고(close) 직류전원부(210)로 전원이 공급되어, 제1유전체(112) 내부에 외부 전기장(Eout)이 형성된 경우에 대한 도면이고, 도 2의 (b)는 접지스위치(230)가 열리고(open) 직류전원부(210)로의 전원 공급이 차단되어 제1유전체(112)의 분극에 의해 두 기본집진체(130) 사이에 내부 전기장(Ein)이 형성된 경우에 대한 도면이다.
먼저, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 직류전원부(210)에 의해 제1전극(111)에 양전압(positive voltage)이 인가되고, 접지스위치(230)가 닫혀(close) 제2전극(121)이 접지되어 있는 경우, 서로 마주보고 위치하는 두 기본집진체(130)의 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이에는 외부 전기장(Eout)이 형성되며, 이로 인해 제1유전체(112)는 분극될 수 있다.
다음으로, 도 2의 (b)에 도시된 바와 같이, 접지스위치(230)가 열린(open) 후 전원공급제어부(240)에 의해 제1전극(111)으로 인가되던 전압이 차단되면, 직류전원부(210)-기본집진체(130)-접지로 연결되어 있던 닫힌 회로(closed circuit)가 열려있는 접지스위치(230)에 의해 열린 회로(open circuit)가 된다.
통상적인 고전압 발생장치의 경우, 전원이 차단되면 고전압 토출부(high voltage outlet)는 접지 되어, 이에 연결되어 있던 장치 내부의 전위 차는 사라지게 된다. 하지만 도 2의 (b)와 같이 접지스위치(230)가 열려있는 구조에서는 고전압 토출부가 접지 되더라도(전원이 차단되더라도) 열려있는 접지스위치(230)에 의해 제1유전체(112)에 축적된 전하가 유지될 수 있다. 이로 인해, 마주보며 위치한 두 기본집진체(130) 사이에 생성되는 내부 전기장(Ein)은 외부 전원이 차단되더라도 장시간 유지될 수 있으며, 두 기본집진체(130) 사이로 유입되는 함진가스 내 먼지 등은 내부 전기장(Ein)에 의해 집진될 수 있다.
일반적으로 함진 가스 내 먼지가 가지고 있는 전하량은 제1유전체(112)의 분극에 의해 축적된 전하량에 비해 매우 적으므로, 내부전기장(Ein)은 기본집진체(130)의 표면(외부절연체(131)의 표면)에 먼지가 집진되더라도 수 시간 유지될 수 있으며, 이로 인해 직류전원부(210)의 전원이 장시간 차단되어 있는 상태에서도 제1집진체(110)들 사이로 유입되는 함진가스 내 먼지 등에 대한 집진이 안정적으로 수행될 수 있다.
통상적인 저항-축전 회로(R-C circuit) 해석을 통해 유전체에 전원이 충전되는 시간 및 먼지 부착으로 인한 유전체 방전 시간을 계산할 수 있다. 이론적으로, 통상적인 전력 사용 조건에서 수 kV의 고전압을 유전체에 축전하는데에는 밀리 초(ms) 수준의 시간이 소요되고, 고하전된 입자를 포집하는 조건에서도 유전체 축전에 의해 생성된 전기장은 수십 시간 유지될 수 있다.
또한, 집진이 수행되는 과정 동안 직류전원부(210)의 전원이 차단되어 있으므로 수분 및 액적이 함유된 고수분 조건의 함진가스 처리 시 발생되는 전기적 단락(electrical short)에 의한 전압 강하 및 직류전원부(210)로부터의 과전류 흐름 현상을 예방할 수 있어 고수분 함진가스 처리가 가능하며, 전기 안전사고를 방지할 수 있다.
전원공급제어부(240)와 접지스위치(230)의 작동은 하나 또는 복수 개의 타이머(250)에 의해 개별적으로 또는 동시적으로 제어될 수 있다.
구체적으로, 도 2의 (a)에 도시된 바와 같이, 하나의 타이머(250)가 전원공급제어부(240)와 접지스위치(230) 각각에 연결될 수 있다. 또는, 어느 하나의 타이머가 전원공급제어부(240)에 연결되고 다른 하나의 타이머가 접지스위치(230)에 연결될 수 있다.
상기와 같이, 타이머(250)에 전원공급제어부(240) 또는 접지스위치(230)의 작동이 시간 제어되는 경우, 접지스위치(230)가 먼저 열린 후 직류전원부(210)의 전원이 차단되어 제1전극(111) 및 제2전극(121)에 축적되어 있는 전하의 손실을 차단할 수 있다.
본 발명의 제1-1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 기본집진체(130)는 외부절연체(131)를 포함하여 이루어진다.
본 발명의 실시예와 달리, 인접한 두 기본집진체(130)에서 외부절연체(131)를 포함하지 않는 경우, 서로 마주보며 위치한 제1전극(111)과 제2전극(121)은 이격 공간 사이에 있는 함진가스에 의해 전기적으로 절연되어 있으므로, 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이에 생성되는 내부 전기장(Ein)은 함진가스의 한계 전장(dielectric strength)을 넘을 수 없다. 하지만, 상기와 같이 기본집진체(130)가 외부절연체(131)를 포함하여 외부절연체(131)가 제1전극(111)과 제2전극(121)을 둘러싸고 있는 경우, 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이의 절연이 유지될 수 있어 안정적으로 더 높은 내부 전기장(Ein) 형성이 가능할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제1-2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에 대해 설명하기로 한다.
도 3에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제1-2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는, 직류전원부(210)가 제1전극(111)에만 전원을 공급하는 경우, 제1전극(111)과 전위차를 갖는 전원을 제2전극(121)에 공급하는 추가직류전원부(220)를 포함할 수 있다.
추가직류전원부(220)는 별도의 전원부를 설치하거나, 직류전원부(210)의 출력 전압 전선(또는 전극)을 복수 개로 병렬 분할한 후 그 중 일부에 집적 회로(IC, Integrated Circuit), 저항 소자 등을 연결하여 직류전원부(210)로부터 출력되는 전압의 세기나 극성(polarity)을 변화시켜 구현할 수 있다.
상기와 같이 추가직류전원부(220)가 설치되는 경우, 접지스위치(230)는 제2전극(121)과 추가직류전원부(220) 사이에 위치할 수 있으며, 직류전원부(210)와 추가직류전원부(220)의 전원은 하나 또는 복수 개의 전원공급제어부(240) 및 타이머(250)에 의해, 개별적으로 또는 동시적으로 제어될 수 있다.
일 실시예에서, 도 3에 도시된 바와 같이, 전원공급제어부(240)가 직류전원부(210)와 추가직류전원부(220)에 연결되고, 타이머(250)가 전원공급제어부(240)와 접지스위치(230)에 연결될 수 있다.
또는, 도 3에 도시된 바와 달리, 전기 집진 장치(1)는 2개의 전원공급제어부(제1전원공급제어부 및 제2전원공급제어부)와 2개의 타이머(제1타이머 및 제2타이머)를 구비하여 이루어질 수 있다. 이 경우, 제1전원공급제어부가 직류전원부(210) 및 제1타이머에 연결되고, 제2전원공급제어부가 추가직류전원부(220) 및 제2타이머에 연결되며, 접지스위치(230)에 제2타이머가 연결될 수 있다.
직류전원부(210)를 이용하여 제1유전체(112)를 분극 시킬 때와 비교하여 직류전원부(210) 및 추가직류전원부(220)를 이용해 제1유전체(112)를 분극시킬 경우, 제1유전체(112) 내부에 발달되는 외부 전기장(Eout) 발달을 가속화하여 직류전원부(210) 및 추가직류전원부(220)의 사용 시간을 더 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 전기 집진 장치(1) 운전에 소요되는 전력을 더 감소시킬 수 있다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 기본집진체(130)는 제1돌기(132) 또는 제1홈(133)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 이 때 전기 집진 장치(1)에서 하우징(400), 직류전원부(210), 접지스위치(230) 및 전원공급제어부(240)는 각각 상술한 도 1 내지 3을 바탕으로 설명된 바와 동일하게 이루어질 수 있다.
제1돌기(132)는 외부절연체(131)의 표면에서 외측으로 돌출된 형태로 이루어진다.
제1돌기(132)는 절연체로 이루어질 수 있으나 그 재질이 한정되지는 않는다. 제1돌기(132)는 외부절연체(131)와 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제1돌기(132)는 외부절연체(131)와 일체로 이루어질 수 있다.
제1돌기(132)는 인접한 다른 기본집진체(130)를 향하여 돌출된다. 제1돌기(132)는 기본집진체(130)의 어느 한 쪽 면에 형성될 수 있고, 또는 기본집진체(130)의 양쪽 면에 모두 형성될 수 있다.
복수 개의 제1돌기(132)는 모두 동일한 형태 및 크기로 이루어질 수 있고, 또는 서로 다른 형태 또는 크기로 이루어질 수 있다. 각각의 제1돌기(132)는 반구 형태, 원기둥 형태, 각기둥 형태, 원뿔 형태, 테이퍼진 형태, 쐐기 형태 등 다양하게 이루어질 수 있다.
기본집진체(130)에서 제1돌기(132)는 복수 개로 구비되고 각각의 제1돌기(132)는 서로 이격될 수 있다. 이때 각각의 제1돌기(132)는 행과 열을 따라 배열될 수 있고, 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
제1돌기들(132)은 서로 연결될 수 있으며, 이때, 기본집진체(130)의 어느 한 쪽 면에서 볼 때 제1돌기(132)는 격자 형태로 이루어질 수 있다.
제1홈(133)은 외부절연체(131)의 표면에서 오목한 홈 형태로 이루어진다.
제1홈(133)은 기본집진체(130)의 어느 한 쪽 면에 형성될 수 있고, 또는 기본집진체(130)의 양쪽 면에 모두 형성될 수 있다.
제1홈(133)은 반구 형태, 원기둥 형태, 각기둥 형태, 원뿔 형태, 테이퍼진 형태, 쐐기 형태 등 다양하게 이루어질 수 있다.
기본집진체(130)에서 제1홈(133)은 복수 개로 구비될 수 있다. 복수 개의 제1홈(133)은 모두 동일한 형태 및 크기로 이루어질 수 있고, 또는 서로 다른 형태 또는 크기로 이루어질 수 있다. 제1홈(133)이 복수 개로 구비될 때 각각의 제1홈(133)은 서로 이격될 수 있다. 이때 각각의 제1홈(133)은 행과 열을 따라 배열될 수 있고, 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
제1홈(133)들은 서로 연결될 수 있으며, 이때, 기본집진체(130)의 어느 한 쪽 면에서 볼 때 제1홈(133)은 격자 형태로 이루어질 수 있다.
기본집진체(130)는 서로 대향하는 제1면(130a)과 제2면(130b)을 포함하여 이루어진다. 제1면(130a)은 기본집진체(130)에서 제1전극(111)이 형성된 쪽의 면이고, 제2면(130b)은 제1면(130a)의 반대쪽 면으로서 기본집진체(130)에서 제2전극(121)이 형성된 쪽의 면이다.
일 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1돌기(132)는 제1면(130a) 또는 제2면(130b)에 형성될 수 있다.(도 4의 (a)참조)
다른 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1돌기(132)는 제1면(130a) 및 제2면(130b)에 형성될 수 있다.(도 4의 (b)참조)
또 다른 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1홈(133)은 제1면(130a) 또는 제2면(130b)에 형성될 수 있다.(도 4의 (c)참조)
또 다른 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1홈(133)은 제1면(130a) 및 제2면(130b)에 형성될 수 있다.(도 4의 (d)참조)
또 다른 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1면(130a)과 제2면(130b) 중 어느 한 쪽 면에는 제1돌기(132)가 형성되고, 제1면(130a)과 제2면(130b) 중 다른 한 쪽 면에는 제1홈(133)이 형성될 수 있다.(도 4의 (e)참조)
본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 기본집진체(130)에의 표면에서 형성되는 제1돌기(132) 또는 제1홈(133)은 기본집진체(130)들 사이에 생성되는 내부 전기장(Ein)을 집중 및 왜곡하여 함진가스 내 먼지 등에 대한 집진 효율을 증대시킬 수 있다.
즉, 기본집진체(130)들 사이에 내부 전기장(Ein)이 생성될 때 제1돌기(132)가 형성되어 있는 지점은 제1돌기(132)가 형성되지 않은 지점보다 인접한 기본집진체(130)와 더욱 가깝게 위치하므로, 더 강한 전기장이 생성될 수 있으며, 제1홈(133)이 형성되어 있는 지점은 제1홈(133)이 형성되지 않은 지점에 비해 인접한 기본집진체(130)와 더욱 멀게 위치하므로 더 약한 전기장이 생성될 수 있다. 이럴 경우, 두 기본집진체(130) 사이의 내부 전기장(Ein)은 제1돌기(132)가 위치하거나 제1홈(133)이 형성되지 않은 곳에 집중되고, 위치에 따라 그 세기가 달라지며 불균등(non-uniform)하게 발달한다.
제1돌기(132)에 및 제1홈(133) 의한 내부 전기장(Ein)의 집중 및 왜곡 현상은 함진가스 내 먼지 등에 쿨롱력뿐만 아니라 전기영동력을 부여할 수 있어 집진 효율이 증대 될 수 있다. 또한 제1돌기(132)는 그 형상 자체로 필터 섬유(filter fiber)의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 집진 면적을 증대 시키는 역할을 하여 전기집진기의 집진 효율을 더 증대시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 제1돌기(132)는 제1-1돌기(132a)와 제1-2돌기(132b)로 구분될 수 있으며, 제1-1돌기(132a)는 제1면(130a)에 형성되는 돌기이고 제1-2돌기(132b)는 제2면(130b)에 형성되는 돌기이다. 또한, 제1홈(133)은 제1-1홈(133a)과 제1-2홈(133b)으로 구분될 수 있으며, 제1-1홈(133a)은 제1면(130a)에 형성되는 홈이고 제1-2홈(133b)은 제2면(130b)에 형성되는 홈이다.
일 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 어느 하나의 기본집진체(130)에 구비되는 제1-1돌기(132a)와, 다른 하나의 기본집진체(130)에 구비되는 제1-2돌기(132b)는, 서로 어긋나게 배열될 수 있다(도 4의 (b)참조).
다른 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1면(130a)에 제1돌기(132)가 형성되고, 제2면(130b)에 제1홈(133)이 형성될 때, 어느 하나의 기본집진체(130)에 구비되는 제1돌기(132)와 다른 하나의 기본집진체(130)에 구비되는 제1홈(133)은 서로 어긋나게 배열될 수 있다(도 4의 (e)참조).
또 다른 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 어느 하나의 기본집진체(130)에 구비되는 제1-1홈(133a)과, 다른 하나의 기본집진체(130)에 구비되는 제1-2홈(133b)은, 서로 어긋나게 배열될 수 있다(도 4의 (d)참조).
상술한 바와 같이, 서로 마주보고 위치하는 두 기본집진체(130)에 형성된 제1돌기(132) 또는 제1홈(133)은 전기장의 집중 및 왜곡을 유도하여 집진성능을 향상시킬 수 있으며, 이때 마주보며 위치하는 제1돌기(132) 및 제1홈(133)의 어긋난 배열은 집진공간(450) 내 불균일 전기장 형성을 빈번하게 하여 집진 성능을 더 향상시킬 수 있다.
한편, 제1돌기(132) 및 제1홈(133)에 의해 불균일하게 발달된 내부 전기장(Ein)은 직류전원부(210)의 전원이 차단된 상태에서도 유지되므로, 전력 소모를 최소화하며 함진가스 내 먼지 집진을 효과적으로 이룰 수 있다.
도 5의 (a)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체(130)의 형상을 개략적으로 도시한 도면이고, 도 5의 (b)는 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체(130)의 어느 한쪽에 형성된 제2전극(121)의 모습을 개략적으로 도시한 부분사시도이다.
도 6의 (a), (b) 및 (c) 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체(130)를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 7의 (a), (b), (c), (d) 및 (e) 각각은 본 발명의 제1 실시예에 따른 기본집진체(130)가 배열된 모습을 도시한 도면이다.
본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1전극(111) 은 복수 개의 제1관통공(111t)을 포함하여 이루어질 수 있으며, 제2전극(121)또한 복수 개의 제2관통공(121t)을 포함할 수 있다. 이 때 전기 집진 장치(1)에서 하우징(400), 직류전원부(210), 접지스위치(230) 및 전원공급제어부(240)는 각각 상술한 도 1 내지 3을 바탕으로 설명된 바와 동일하게 이루어질 수 있다.
제1전극(111)에서 복수 개의 제1관통공(111t)은 행과 열을 이루면서 반복하여 형성될 수 있다. 이에 따라, 기본집진체(130)의 어느 한 쪽 면에서 볼 때 제1전극(111)은 격자 형태를 이룰 수 있다. 동일하게, 제2전극(121)에서 복수 개의 제2관통공(121t)은 행과 열을 이루면서 반복하여 형성될 수 있으며, 이에 따라, 기본집진체(130)의 어느 한 쪽 면에서 볼 때 제2전극(121)은 격자 형태를 이룰 수 있다.(도 5의 (b) 참조)
외부절연체(131)는 제1전극(111)의 제1관통공(111t)을 관통하여 제1유전체(112)와 연결되도록 이루어질 수 있고, 또한, 외부절연체(131)는 제2전극(121)의 제2관통공(121t)을 관통하여 제1유전체(112)와 연결되도록 이루어 질 수 있다.
일 실시예에서, 외부절연체(131)는 그 외측면이 평평하게 이루어질 수 있다.(도 6의 (a) 참조)
다른 실시예에서, 외부절연체(131)는, 그 외측면이 제1전극(111) 및 제2전극(121)의 모양에 따라 돌기와 홈이 반복된 형태로 이루어질 수 있다.(도 6의 (b) 및 (c) 참조)
제1전극(111) 및 제2전극(121)에 형성된 제1관통공(111t) 및 제2관통공(121t)은 상술한 제1돌기(132) 및 제1홈(133)과 같이 마주보는 두 기본집진체(130) 사이에 형성되는 내부 전기장(Ein)의 집중 및 왜곡 현상을 유도할 수 있다. 즉, 제1관통공(111t)이 형성된 지점보다 제1전극(111)이 위치한 지점에서 내부 전기장(Ein)이 더욱 강하게 형성될 수 있고, 제2관통공(121t)이 형성된 지점보다 제2전극(121)이 위치한 지점에서 내부 전기장(Ein)이 더욱 강하게 형성될 수 있다. 또한 전기장은 전극의 모서리 부분에서 강하게 왜곡 되므로(edge effect), 제1전극(111)이 제1관통공(111t)과 접하는 모서리, 제2전극(121)이 제2관통공(121t)과 접하는 모서리에는 강한 전기장 왜곡 효과로 인해 유전영동력이 극대화 될 수 도 있다.
이상 상술한 제1돌기(132), 제1홈(133), 제1관통공(111t), 제2관통공(121t) 등은 모두 인접한 두 기본집진체(130)에 발달되는 내부 전기장(Ein)의 집중 및 왜곡 현상을 유도하는 물리적 장치로 활용되며, 이를 통해 유전영동을 통한 집진성능 향상을 이룰 수 있다.
각각의 물리적 장치는 혼합되어 사용될 수 있다. 예를 들어 제1-1돌기(132a)와 제2홈은(133b)은 하나의 기본집진체(130)에 동시에 사용될 수 있고, 이때 제1전극(111) 및 제2전극(121)은 각각 제1관통공(111t)과 제2관통공(121t)을 구비할 수도 있다.
또한 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는, 서로 다른 물리적 장치가 포함된 복 수 개의 기본집진체(130)의 조합으로 이루어질 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 목적은 제1돌기(132)가 포함된 기본집진체(130)와 어느 하나의 물리적 장치도 포함되지 않은 기본집진체(130)가 교차로 이격배치 되어 구현될 수도 있다.(도 7의 (a) 참조) 이 외에도 다양한 조합의 서로 다른 물리적 장치가 포함된 복수 개의 기본집진체(130) 교차 이격 배치가 가능하며(도 7의 (b), (c) 참조), 이때 제1전극(111) 및 제2전극(121)은 각각 제1관통공(111t) 및 제2관통공(121t)을 포함할 수도 있다(도 7의 (d), (e) 참조).
도 8은 본 발명의 제1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 기본집진체(130)의 개략적인 형상을 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에서 기본집진체(130)는 롤(roll) 형태로 이루어질 수 있다. 즉, 하나의 기본집진체(130)가 반복하여 감겨진 형태로 이루어질 수 있다.
기본집진체(130)가 롤 형태로 감겨질 때, 기본집진체(130)의 제1면(130a)과 제2면(130b)은 서로 이격되며, 제1면(130a)과 제2면(130b) 사이에 공간이 구비되고, 함진가스는 이러한 공간 사이로 통과되면서 집진이 이루어질 수 있다.
기본집진체(130)가 롤(roll) 형태로 이루어짐으로써, 서로 구분된 복수개의 기본집진체를 구비하지 않더라도, 일체로 이루어진 하나의 기본집진체(130)만을 구비하여 집진 용량을 충분히 확보할 수 있는 전기 집진 장치(1)를 형성할 수 있고, 직류전원부(210) 등과의 전기적 연결이 용이한 전기 집진 장치(1)를 형성할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 따르면, 하나의 기본집진체(130)가 롤(roll) 형태로 이루어짐으로써 기본집진체의 제1면(130a)과 제2면(130b) 사이의 공간 형성이 용이하다.
제2 실시예
도 9의 (a)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)를 개략적으로 도시한 도면이고, 도 9의 (b)는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 제2전극(121)의 일부를 개략적으로 도시한 사시도이다.
도 10은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 작동 원리를 나타내는 도면이다.
도 11은 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 작동을 나타내는 다른 도면이고, 도 12는 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 작동을 나타내는 또 다른 도면이다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는 제1집진체(110)를 구비하는 형태의 실시예이다.
여기서, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는 2가지 방식에 의해 구현되며, 도 11에 도시된 바와 같이 추가직류전원부(220)가 형성되지 않는 방식(제2-1 실시예)과, 도 12에 도시된 바와 같이 추가직류전원부(220)가 형성되는 방식(제1-2 실시예)으로 구현될 수 있다.
도 9 내지 도 12에 도시된 바와 같이, 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는, 하우징(400), 제1집진체(110), 제2전극(121), 직류전원부(210) 및 전원공급제어부(240)를 포함하여 이루어진다. 전기 집진 장치(1)는 타이머(250)를 더 포함하여 이루어질 수 있다.
하우징(400)은 전기 집진 장치(1)의 전체적인 외형을 이룰 수 있다. 하우징(400)은 그 내부 공간을 이루는 집진공간(450)을 포함한다. 또한 하우징(400)은 함진가스가 유입되는 유입구(410), 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구(420)를 포함하여 이루어질 수 있다. 함진가스가 유입구를 통하여 하우징(400) 내부로 유입되고, 집진공간(450)에서 분진이 제거된 후 청정 가스가 배출구(420)를 통하여 하우징(400) 외부로 배출될 수 있다.
제1집진체(110)는 하우징(400)의 집진공간(450)에 위치한다. 제1집진체(110)는 전도성 물질로 형성된 제1전극(111)과 제1전극(111)을 덮는 유전체인 제1유전체(112)를 구비하여 이루어진다. 제1집진체(110)는 소정의 면적을 갖는 판 형태로 이루어지고, 전기 집진 장치(1)에서 집진판을 이룬다.
제2전극(121)은 집진공간(450)에 위치한다. 제2전극(121)은 전도성 물질로 형성되고, 소정의 면적을 갖는 판 형태로 이루어지며, 전기 집진 장치(1)에서 집진판을 이룬다.
전기 집진 장치(1)에서, 제1집진체(110)와 제2전극(121)은 서로 한 쌍을 이룰 수 있다. 제1집진체(110)와 제2전극(121)은 각각 복수 개로 구비되고 서로 나란한 형태로 이격되어 반복하여 배열될 수 있다. 제1집진체(110)와 제2전극(121)은 서로 평행하게 배열될 수 있다.
제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에는 공간이 구비되고, 집진공간(450) 내부에서 함진가스는 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이를 통과하며 함진가스 내 분진이 제거될 수 있다.
제2전극(121)에는 제2돌기(121a)가 구비된다. 제2돌기(121a)는 제2전극(121)의 표면에서 돌출된 형태로 이루어진다. 제2돌기(121a)는 전도성 물질로 이루어진다. 제2돌기(121a)는 제2전극(121)과 동일한 물질로 형성될 수 있다. 제2돌기(121a)는 제2전극(121)과 일체로 이루어질 수 있다.
제2돌기(121a)는 제1집진체(110)를 향하여 돌출된다. 제2돌기(121a)는 제2전극(121)의 어느 한 쪽 면에 형성될 수 있고, 또는 양쪽 면에 모두 형성될 수 있다.
복수 개의 제2돌기(121a)는 모두 동일한 형태 및 크기로 이루어질 수 있고, 또는 서로 다른 형태 또는 크기로 이루어질 수 있다. 각각의 제2돌기(121a)는 반구 형태, 원기둥 형태, 각기둥 형태, 원뿔 형태, 테이퍼진 형태, 쐐기 형태 등 다양하게 이루어질 수 있다.
제2돌기들(121a)은 서로 연결될 수 있으며, 이때, 제2전극(121)의 어느 한 쪽 면에서 볼 때 제2돌기(121a)는 격자 형태로 이루어질 수 있다.
제1전극(111)에서 제2돌기(121a)는 복수 개로 구비되고 각각의 제2돌기(121a)는 서로 이격된다. 각각의 제2돌기(121a)는 행과 열을 따라 배열될 수 있고, 서로 일정한 간격으로 이격될 수 있다.
직류전원부는 제1전극(111) 또는 제2전극(121)에 전압을 인가하도록 이루어진다.
직류전원부는 제1전극(111) 또는 제2전극(121)에 상기 함진가스의 절연파괴전압 이상의 전압을 인가하도록 이루어질 수 있다. 이에 따라, 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이에 외부 전기장(Eout)이 형성되고 코로나 방전에 의해 함진가스가 이온화될 수 있다.
타이머(250)는 전원공급제어부(240)에 의해 직류전원부(210)로 전원이 공급 또는 차단 되는 시간을 측정할 수 있다.
전원공급제어부(240)는 직류전원부(210)로의 전원 공급을 제어하도록 이루어진다.
전원공급제어부(240)는, 직류전원부(210)로 전원이 공급되는 시간인 전원공급시간(t3)이 직류전원부(210)로 공급되는 전원이 차단되는 시간인 전원차단시간(t4)보다 짧도록, 직류전원부(210)로의 전원 공급을 제어하도록 이루어질 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, 전원공급제어부(240)에 의해 직류전원부(210)로의 전원이 일시적으로 인가 된 후 차단된 경우에도 제1유전체(112)의 분극에 의해 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에 내부 전기장(Ein)이 형성되어 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이를 통과하는 함진가스 내 먼지 등을 제거할 수 있다.
여기서, 직류전원부(210)가 제1집진체(110) 또는 제2전극(121)에 전압을 인가하는 시간(전원공급시간(t3))은 수 밀리초 내지 수 초 동안 수행되고, 전원차단시간(t4)은 수십분 내지 수 시간 동안 진행될 수 있다. 그리고 본 발명의 실시예에 따르면, 전원차단시간(t4)에 내부 전기장에 의해 함진가스에서 분진이 제거될 수 있다. 즉, 직류전원부(210)의 전원 차단 후 내부 전기장(Ein)에 의한 함진가스 내 먼지 제거는 수십분 내지 수 시간 동안 진행될 수 있다.
이하에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 내부 전기장(Ein)에 의한 함진가스 내 먼지 제거 원리에 대해서 설명하기로 한다.
도 10의 (a)는 직류전원부(210)로의 전원 공급에 의해 외부 전기장(Eout)이 형성된 경우에 대한 도면이고, 도 10의 (b)는 직류전원부(210)로의 전원 공급이 차단된 후 제1유전체(112)의 분극에 의해 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에 내부 전기장(Ein)이 형성된 경우에 대한 도면이다.
먼저, 도 10의 (a)에 도시된 바와 같이, 제2전극(121)이 접지되고 직류전원부(210)에 의해 제1전극(111)에 양전압이 공급되는 경우, 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에 생성된 전기장인 외부 전기장(Eout)에 의해 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이로 흐르는 함진가스가 이온화될 수 있다. 함진가스의 이온화에 의해 다량의 전자 및 음이온(-이온)과 양이온(+이온)이 생성되며, 생성된 음이온 및 전자와 양이온은 외부 전기장(Eout)에 의해 각각 반대극으로 이동할 수 있다. 즉, 음이온은 제1집진체(110)로 이동하고 양이온은 제2전극(121)으로 이동할 수 있다.
이때, 제2전극(121)에 형성된 제2돌기(121a)는 코로나 방전을 유도하여, 집진공간에서 고농도의 이온 및 전자를 발생시킬 수 있다.
즉, 제2돌기(121a)가 형성되지 않는 경우와 비교할 때, 본 발명의 실시예에 따르면, 제2돌기(121a) 주변으로 강한 전기장이 형성되어 코로나 방전을 유도하며, 이를 통해 통상적인 두 평판 사이에서의 절연파괴전압보다 더 낮은 전압 조건에서도 고농도의 이온 및 전자를 발생시킬 수 있다.
다음으로, 도 10의 (b)에 도시된 바와 같이, 외부 전기장(Eout)에 의해 제1유전체(112) 표면에 부착된 음이온과 제1전극(111)의 전위차에 의해 제1유전체(112)는 분극되고, 이로 인해 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에는 내부 전기장(Ein)이 생성될 수 있다. 제1유전체(112)의 분극으로 인해 제1전극(111)에 축적된 전하는 전원공급제어부(240)에 의해 직류전원부(210)로의 전원 공급이 차단되어도 유지되므로, 내부 전기장(Ein)은 직류전원부(210)로의 전원이 차단된 상태에서도 유지될 수 있다.
이때, 제2돌기(121a)가 형성된 경우, 고농도의 이온 및 전자를 통해 제1유전체(112) 분극을 가속화 할 수 있으며, 이를 통해 직류전원부(210) 사용 시간을 단축 시켜 전기 집진 장치의 전력 소모를 더 감소 시킬 수 있다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서 제2전극(121)에는 제2돌기(121a)가 형성되어 있고 제2돌기(121a)가 형성된 지점이 다른 지점보다 제1집진체(110)와 더욱 가깝게 위치하므로, 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에 내부 전기장(Ein)이 생성될 때 제1집진체(110)와 제2돌기(121a) 사이에서 작용하는 내부 전기장은, 다른 부분의 전기장보다 더 강하게 작용할 수 있다. 즉, 제2돌기(121a)가 형성된 지점에서 전기장의 집중이 이루어질 수 있으며, 이로 인해 집진공간(450)내에 불균일 전기장을 형성시킬 수 있다.
제1 실시예에서 상술한 바와 같이, 제2돌기(121a)에 의한 내부 전기장(Ein)의 집중 및 왜곡 현상은 함진가스 내 먼지에 전기영동력을 부여할 수 있으며, 제2돌기(121a)는 그 형상 자체로 필터 섬유의 역할을 할 수 있을 뿐만 아니라 집진 면적을 증대 시키는 역할을 하여 전기집진기의 집진 효율을 증대시킬 수 있다.
한판, 제2돌기(121a)에 의해 불균일하게 발달된 내부 전기장(Ein)은 직류전원부(210)의 전원이 차단된 상태에서도 유지되므로, 전력소모를 최소화하며 함진가스 내 먼지 집진을 효과적으로 이룰 수 있다.
또한, 집진이 수행되는 과정 동안 직류전원부(210)의 전원이 차단되어 있으므로 수분 및 액적이 함유된 고수분 조건의 함진가스 처리 시 발생되는 전기적 단락에 의한 전압 강하 및 직류전원부(210)로부터의 과전류 흐름 현상을 예방할 수 있어 고수분 함진가스 처리가 가능하며, 전기 안전사고를 방지할 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2-1 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는, 제2전극(121)의 일부 또는 전부를 커버하는 유전체인 제2유전체(122)를 더 포함할 수 있다. 여기서, 제2전극(121)과 제2유전체(122)의 결합에 의해 제2집진체(120)가 형성될 수 있다. 이와 같은 경우, 상기와 같이 생성된 양이온과 음이온에 의해 제1유전체(112)의 분극이 유도되는 원리와 마찬가지로, 생성된 양이온과 음이온에 의해 제2유전체(122)의 분극이 유도될 수 있으며, 각각 분극된 제1유전체(112)와 제2유전체(122)에 의해 내부 전기장(Ein)이 생성될 수 있다.
제1유전체(112)의 분극 현상만을 이용하여 내부 전기장(Ein)을 생성시킬 때와 비교하여 제1유전체(112) 및 제2유전체(122)의 분극을 이용하여 내부 전기장(Ein)을 생성 시킬 경우, 내부 전기장(Ein) 발달 속도가 증가하여 직류전원부(210) 사용 시간을 더 감소시킬 수 있으며, 이에 따라 전기 집진 장치(1) 운전에 소요되는 전력을 더 감소시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 본 발명의 제2-2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는, 직류전원부(210)가 제1전극(111)에 전압을 인가하는 경우, 제2전극(121)에 제1전극(111)과 전위차를 갖는 전압을 인가하는 추가직류전원부(220)를 더 포함할 수 있으며, 추가직류전원부(220) 설치 방법은 제1-2 실시예에서 설명된 바와 동일하게 이루어질 수 있다.
또한, 직류전원부(210)와 추가직류전원부(220)의 전원 공급 및 차단은 하나 또는 복수 개의 전원공급제어부(240) 및 타이머(250)에 의해 개별적으로 또는 동시적으로 제어될 수 있다.
구체적으로, 도 12에 도시된 바와 같이, 하나의 전원공급제어부(240)가 직류전원부(210)와 추가직류전원부(220)에 연결되고, 하나의 타이머가 하나의 전원공급제어부(240)에 연결될 수 있다. 그리고, 하나의 전원공급제어부(240)가 직류전원부(210)에 연결되고 하나의 타이머가 하나의 전원공급제어부에 연결되며, 다른 전원공급제어부가 추가직류전원부(220)에 연결되고, 다른 타이머가 다른 전원공급제어부에 연결될 수 있다.
본 발명의 전기 집진 장치(1)의 안정적인 운전을 위해서는 직류전원부(210)에 의해 제1전극(111)으로 인가되는 전압의 세기가 제1유전체(112)의 절연파괴전압을 넘지 않아야 하므로, 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이의 전위차에 의해 결정되는 내부 전기장(Ein)의 세기를 증가시키는데 한계가 있을 수 있다.
하지만, 상기와 같이 추가직류전원부(220)를 이용하여 제1전극(111)과 극성(polarity)이 다른 전압을 제2전극(121)에 인가할 경우, 직류전원부(210)만 사용할 때와 비교하여 제1유전체(112) 또는 제2유전체(122)의 절연을 파괴시키지 않으며 제1전극(111)과 제2전극(121) 사이에 더 높은 전위차를 생성시킬 수 있고, 이로 인해 내부 전기장(Ein)의 세기가 증가하여 함진가스 내 먼지에 대한 집진 효율이 증대될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1유전체(112) 또는 제2유전체(122)는, 각각 다른 유전율을 가지는 두 가지 이상 물질의 혼합체로 구성될 수 있다.
본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에서, 제1유전체(112) 및 제2유전체(122) 외측 표면에는 제1 실시예에서 상술한 제1돌기(132), 제1홈(133) 이 포함될 수도 있다. 제1유전체(112)에 제1돌기(132) 또는 제1홈(133)이 구비될 경우, 제1집진체(110)와 제2전극(121) 사이에 발달되는 내부 전기장(Ein)의 집중 및 왜곡 현상을 강화하여 유전영동력을 극대화 할 수 있으며, 이는 제1전극(111)에 제1관통공(111t)을 구비함으로써 구현될 수 도 있다. 또한 제1유전체(112) 및 제2유전체(122)에 구비되는 제1돌기(132) 및 제1홈(133), 제1전극(111)에 구비되는 제1관통공(111t)은 제1실시예에서 상술한 바와 같이 혼합되어 사용될 수 도 있다.
도 13은 본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 하우징(400)에 필터(600)가 구비된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다.
본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)는 필터(600)를 더 포함하여 이루어질 수 있다. 필터(600)는, 유입구에 배치되어 함진가스로부터 분진을 제거하도록 이루어질 수있다.
필터(600)는 거름망과 같은 형태로 이루어질 수 있다. 필터(600)는 통상의 프리필터(pre filter)와 같은 형태로 이루어질 수 있다.
필터(600)는, 유입구(410)로 유입되는 함진가스에서 비교적 큰 크기의 분진을 미리 제거하며 집진공간(450)에서 함진가스의 분진이 더욱 효과적으로 제거되도록 한다.
도 14는 본 발명의 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)에 입자하전부(500)가 구비된 모습을 개략적으로 도시한 도면이다. 구체적으로, 도 14에서는, 본 발명의 제2 실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 하우징(400)에 입자하전부(500)가 결합된 사항을 나타내고 있는데, 이와 같은 입자하전부(500)는 본 발명의 제2실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 하우징(400)에도 동일하게 적용될 수 있다.
도 14에 도시된 바와 같이, 본 발명의 전기 집진 장치(1)는, 하우징(400)의 유입구(410) 또는 배출구(420)와 결합하여, 가스를 이온화하여 주변의 분진을 전기적으로 하전시키는 입자하전부(500)를 더 포함할 수 있다. 도 14의 (a)는 입자하전부(500)가 하우징(400)의 유입구(410)에 형성된 사항에 대한 도면이고, 도 14의 (b)는 입자하전부(500)가 하우징(400)의 배출구(420)에 형성된 사항에 대한 도면이다. 이와 같은 입자하전부(500)는, 상기된 본 발명의 제1실시예 내지 제2실시예에 따른 전기 집진 장치(1)의 하우징(400)에 결합되어 형성될 수 있다.
입자하전부(500)는 내부 공간을 구비하고 입자하전부(500)의 내부공간에는 전기장이 생성될 수 있다. 그리고, 입자하전부(500)를 통과하는 함진가스의 먼지 입자가 하전될 수 있다. 입자하전부(500)로는, 코로나 방전 이용 입자 하전 장치, 화염 이용 입자 하전 장치, 광원 이용 입자 하전 장치, 마찰 대전 이용입자 하전 장치 등이 이용될 수 있다.
도 14의 (a)에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 유입구(410)에 입자하전부(500)가 결합되는 경우, 입자하전부(500)를 통과한 함진가스의 먼지 입자가 하전되어 각각의 집진체 사이를 통과시 내부 전기장(Ein)에 대한 전기이동도(electrical mobility)가 증대됨으로써 집진 효율이 증대될 수 있다.
그리고, 도 14의 (b)에 도시된 바와 같이, 하우징(400)의 배출구(420)에 입자하전부(500)가 결합되는 경우는 폐쇄된 공간의 집진에 이용되는 경우일 수 있다. 각각의 집진체를 통과한 함진가스인 집진 후 가스는 입자하전부(500)를 통과하여 이온화되며, 이때 생성된 음이온 또는 양이온은 집진 후 가스와 함께 폐쇄된 공간으로 배출될 수 있다. 폐쇄된 공간에 비산되어 있는 먼지는 배출된 음이온 또는 양이온과 함께 기류를 따라 이동하며 전기적으로 하전될 수 있으며, 하우징(400) 유입부를 통해 본 발명의 전기 집진 장치(1)에 유입될 경우 높은 확률로 집진될 수 있다.
앞에서, 본 발명의 특정한 실시예가 설명되고 도시되었지만 본 발명은 기재된 실시예에 한정되는 것이 아니고, 이 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고서 다른 구체적인 실시예로 다양하게 수정 및 변형할 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 따라서, 본 발명의 범위는 설명된 실시예에 의하여 정하여 질 것이 아니고 청구범위에 기재된 기술적 사상에 의해 정하여져야 할 것이다.
110 : 제1집진체 111 : 제1전극
112 : 제1유전체 120 : 제2집진체
121 : 제2전극 121a : 제2돌기
122 : 제2유전체
130 : 기본집진체 131 : 외부절연체
132 : 제1돌기 133 : 제1홈
210 : 직류전원부 220 : 추가직류전원부
230 : 접지스위치 240 : 전원공급제어부
250 : 타이머 400 : 하우징
410 : 유입구 420 : 배출구
450 : 집진공간
500 : 입자하전부 600 : 필터

Claims (15)

  1. 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징;
    상기 집진공간에 위치하고, 유전체인 제1유전체, 상기 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 전도성의 제1전극 및 제2전극, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 덮는 절연체로 이루어지고 외측면에 돌출된 복수 개의 제1돌기가 구비된 외부절연체를 포함하는, 기본집진체;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장이 형성되도록 상기 제1전극에 전압을 인가하는 직류전원부;
    접지되어 있는 상기 제2전극과 접지 사이에 위치하는 접지스위치; 및
    상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고,
    상기 외부 전기장이 형성된 상태에서 상기 접지스위치가 열리고,
    상기 접지스위치가 열린 후 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 공급되는 전원이 차단된 상태에서, 상기 제1유전체의 분극에 의해 형성된 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 하는,
    초절전 전기 집진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 기본집진체는,
    상기 제1전극이 형성된 쪽의 면인 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면으로서 상기 제2전극이 형성된 쪽의 면인 제2면을 포함하고,
    상기 제1돌기는,
    상기 제1면과 상기 제2면 중 어느 하나 이상에 형성되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 기본집진체는,
    상기 외부절연체의 외측면에 오목하게 형성된 복수 개의 홈으로서 상기 제1돌기의 반대쪽에 형성되는 제1홈을 포함하는,
    초절전 전기 집진 장치.
  4. 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징;
    상기 집진공간에 위치하고, 유전체인 제1유전체, 상기 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 전도성의 제1전극 및 제2전극, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 덮는 절연체로 이루어지고 외측면에 오목한 복수 개의 제1홈이 구비된 외부절연체를 포함하는, 기본집진체;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장이 형성되도록 상기 제1전극에 전압을 인가하는 직류전원부;
    접지되어 있는 상기 제2전극과 접지 사이에 위치하는 접지스위치; 및
    상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고,
    상기 외부 전기장이 형성된 상태에서 상기 접지스위치가 열리고,
    상기 접지스위치가 열린 후 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 공급되는 전원이 차단된 상태에서, 상기 제1유전체의 분극에 의해 형성된 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 하는,
    초절전 전기 집진 장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 기본집진체는,
    상기 제1전극이 형성된 쪽의 면인 제1면과, 상기 제1면의 반대쪽 면으로서 상기 제2전극이 형성된 쪽의 면인 제2면을 포함하고,
    상기 제1홈은,
    상기 제1면과 상기 제2면 중 어느 하나 이상에 형성되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  6. 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징;
    상기 집진공간에 위치하고, 유전체인 제1유전체, 상기 제1유전체를 중심으로 양쪽에 위치하는 전도성의 제1전극 및 제2전극, 상기 제1전극 및 상기 제2전극을 덮는 절연체로 이루어지는 외부절연체를 포함하는, 기본집진체;
    상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장이 형성되도록 상기 제1전극에 전압을 인가하는 직류전원부;
    접지되어 있는 상기 제2전극과 접지 사이에 위치하는 접지스위치; 및
    상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고,
    상기 제1전극과 상기 제2전극 중 어느 하나 이상은 복수 개의 관통공을 포함하고,
    상기 외부 전기장이 형성된 상태에서 상기 접지스위치가 열리고,
    상기 접지스위치가 열린 후 상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 공급되는 전원이 차단된 상태에서, 상기 제1유전체의 분극에 의해 형성된 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 하는,
    초절전 전기 집진 장치.
  7. 제1항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본집진체는, 판 형태로 이루어지고, 복수 개로 구비되어 병렬로 이격배치되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 기본집진체는 복수 개로 구비되어 병렬로 이격배치되고,
    상기 제1돌기는,
    상기 제1전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-1돌기와,
    상기 제2전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-2돌기로 구분되고,
    어느 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-1돌기와, 다른 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-2돌기는, 서로 어긋나게 배열되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  9. 제3항에 있어서,
    상기 기본집진체는 복수 개로 구비되어 병렬로 이격배치되고,
    어느 하나의 상기 기본집진체의 상기 제1돌기와, 다른 하나의 상기 기본집진체의 상기 제1홈은, 서로 어긋나게 배열되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  10. 제4항에 있어서,
    상기 기본집진체는 복수 개로 구비되어 병렬로 이격배치되고,
    상기 제1홈은,
    상기 제1전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-1홈과,
    상기 제2전극이 형성된 쪽에 위치하는 제1-2홈으로 구분되고,
    어느 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-1홈과, 다른 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1-2홈은, 서로 어긋나게 배열되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  11. 제6항에 있어서,
    상기 기본집진체는 복수 개로 구비되어 병렬로 이격배치되고,
    상기 관통공은,
    상기 제1전극에 형성되는 제1관통공과,
    상기 제2전극에 형성되는 제2관통공으로 구분되고,
    어느 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제1관통공과, 다른 하나의 상기 기본집진체에 구비되는 상기 제2관통공은, 서로 어긋나게 배열되는,
    초절전 전기 집진 장치.
  12. 제1항, 제4항 및 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 기본집진체는 롤(roll) 형태로 이루어지는,
    초절전 전기 집진 장치.
  13. 내부에 구비되는 집진공간, 함진가스가 유입되는 유입구, 및 분진이 제거된 가스가 배출되는 배출구를 포함하는 하우징;
    상기 집진공간에 위치하고, 전도성 물질로 형성된 제1전극과 상기 제1전극을 덮는 유전체인 제1유전체를 구비하는 판 형태의 제1집진체;
    상기 집진공간에 위치하고, 전도성 물질로 형성되고 상기 제1집진체를 향하여 돌출된 복수 개의 제2돌기가 구비된 판 형태의 제2전극;
    상기 제1전극 또는 상기 제2전극에 상기 함진가스의 절연파괴전압 이상의 전압을 인가하여, 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 외부 전기장을 형성시키고 상기 함진가스의 이온화를 유도하는 직류전원부; 및
    상기 직류전원부로의 전원 공급을 제어하는 전원공급제어부;를 포함하고,
    상기 제1집진체 및 상기 제2전극은 각각 복수 개로 구비되어 일정 간격으로 이격되고,
    상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 전원이 공급될 때, 상기 제1유전체의 분극에 의해 상기 제1전극과 상기 제2전극 사이에 상기 외부 전기장과 반대방향인 내부 전기장이 형성되고,
    상기 전원공급제어부에 의해 상기 직류전원부로 전원이 차단된 상태에서, 상기 내부 전기장에 의해 상기 함진가스에서 분진이 제거되도록 하는,
    초절전 전기 집진 장치.
  14. 제1항, 제4항, 제6항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입구에 배치되어 상기 함진가스로부터 분진을 제거하는 필터를 더 포함하는,
    초절전 전기 집진 장치.
  15. 제1항, 제4항, 제6항 및 제13항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 유입구 또는 상기 배출구에 배치되어 가스를 이온화하여 주변의 분진을 전기적으로 하전시키는 입자하전부를 더 포함하는,
    초절전 전기 집진 장치.
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