KR920011007B1 - 전계장치를사용하는물체의정전적처리장치 - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

전계장치 및 그 제조방법

제1a도는 본 발명의 전계장치의 제조과정에 있어서 원료 시이트의 상측면을 도시한 사시도.

제1b도는 동일한 원료 시이트의 하측면을 도시한 사시도.

제1c도는 다른 원료 시이트의 상측면을 도시한 사시도.

제1d도는 다른 원료 시이트의 하측면을 도시한 사시도.

제1e도는 제1a도와 제1c도의 원료 시이트를 두장 중합하여 일부분을 제거시킨 상태의 사시도.

제1f도는 제1e도의 횡단면도.

제2도는 본 발명에 따른 물체의 정전적 처리장치의 실시예의 단면도.

제3도 내지 제6도와 제7a도 및 제7b도는 각각 다른 실시예의 사시도.

제8도는 본 발명의 실시예을 보여주는 분체의 하전처리장치의 사시도.

제9도 내지 제12도는 본 발명의 실시예를 보여주는 본체의 처리장치의 사시도.

제13a도는 본 발명의 다른 실시예의 전계장치를 제조하는 과정에 있어서 표면층(表面層)의 그린 시이트 상측면의 사시도.

제13b도는 중간층의 그린 시이트 상측면의 사시도.

제13c도는 동일 시이트 하측면의 사시도.

제13d도는 기저층의 그린 시이트 상측면의 사시도.

제13e도는 동일 시이트 하측면의 사시도.

제14도는 각층의 그린 시이트를 겹쳐서 압착한 다음에 소성한 상태의 사시도.

제15, 16, 17a도 및 제17b도는 본 발명에 따른 전계장치의 회로도.

제18도는 본 발명을 실시한 분립체(粉粒體) 수송기의 단면도.

제19도, 제20도 및 제21도는 본 발명을 실시한 본체등의 각종 처리장치의 사시도.

제22도는 본 발명을 실시한 액체수송장치의 단면도.

제23도 및 제24도는 본 발명을 실시한 히트 파이프(heat pipe)의 단면도.

제25도, 제26도 및 제27도는 각각 본 발명을 실시한 분체도장(途裝)장치의 단면도.

제28도는 본 발명의 실시예를 보여주는 전기역학적 분별기의 사시도.

제29도, 제30도 및 제31도는 본 발명의 실시예를 보여주는 분체 수송장치의 단면도.

제32도 내지 제37도는 본 발명의 장치에 사용된 각종의 전계장치의 사시도.

제39도는 본 발명의 실시예를 보여주는 유동층의 함체(函體)의 단면도.

제40도 및 제41도는 본 발명의 실시예를 보여주는 집진장치의 주요부분의 사시도.

제42a도는 본 발명의 장치에 사용된 전계장치의 사시도.

제42b도는 전계장치의 일부분의 확대도.

제43도는 본 발명의 장치를 실시한 에어슬라이드(air slide)의 단면도.

제44도는 제42도의 전계장치의 변형예를 보여주는 장치의 사시도.

제45a도는 본 발명의 정전적 처리장치에 사용된 전계장치의 단면도.

제45b도는 전계장치의 일부분의 확대도.

제46도는 다른 전계장치의 단면도.

제47도는 본 발명의 정전적 처리장치를 실시하여 전자사진의 감광재 표면에 전하를 공급하는 장치의 단면도.

제48도는 본 발명의 정전적 처리장치의 실시예로서, 소정의 극성에 대한 단극성 이온을 타겟(target)에 공급하는 장치의 단면도.

제49도는 본 발명의 정전적 처리장치를 실시하는 정전척(electrostatic chuck)의 단면도.

제50도, 제51도 및 제52도는 시이트 모재(母材)상에 착색토 우너를 흡착(吸着)시키는 장치의 단면도.

본 발명은 파인 세라믹 유전체를 사용한 각종의 전계장치와 그 제조방법 및 그 전계장치에 의한 물체의 정전적 처리장치에 관한 것이다.

유전체의 표면이나 내부에 전극을 설치하고, 그 전극에 직류고전압 내지는 교류고전압(정현파, 구형파, 퍼스파의 고전압을 포함한다)을 인가하여 가스방전(gaseous discharge)이나 전기역학적 현상과 같이 전계에 고유한 현상을 발생시키고, 이를 물체의 하전(charging)이나 제전(charge removing)을 위해 이온원(ion source)으로 이용하거나, 물체의 전기력에 의한 부착, 반발 또는 수송등의 전기역학적 조작에 이용하는 장치(이하 전계장치라 한다)는 이미 공지되어 있다.

이온원으로서 전계장치의 예로서, 예전에는 ＂전기적가스정제(精製)장치＂(일본 특허 제 99242호)가 있고, 최근에는 ＂정전분체도장(靜電粉體塗裝)장치＂(일본 특허출원 제 51-103328호), ＂입자하전장치＂(일본 특허출원 제 52-106400호), ＂제전장치＂(일본 특허출원 제 52-145838호), ＂관로식(管路式)제전장치＂(일본국 특허출원 제 56-155419호)등이 있다. 또한, 전기역학적 조작에 이용하기 위한 전계장치의 예로는 ＂접촉형 전계 커어튼(chrtain)장치＂(일본 특허 제 983218호), ＂접촉형전계 커어튼을 사용한 입자수송·공급장치＂(일본 특허 제 973106호), ＂접촉형전계 커어튼을 사용하여 입자를 도장시키는 방법 및 장치＂(일본 특허 제 1009331호). ＂접촉형전계 커어튼을 구성하는 방법 및 이를 이용한 접촉형전계 커어튼장치＂(일본 특허 제 981125호), ＂접촉형전계 커어튼을 사용한 정전분체도장용 부우스(booth)＂(일본 특허 제 1047574호), ＂대전입자 발생장치＂(일본 특허 제 1048666호), ＂세선(細線)형전계낭치＂(일본 특허공고 제 57-6385호), ＂단극전계 커어튼장치＂(일본 특허공보 제 57-9856호), ＂전계커어튼장치로 구성된 벽＂(일본 특허공고 제 57-24181호), ＂안전형전계 커어튼장치＂(일본 특허공개 제 52-108574호), ＂ 일상(one phase)노출형태의 접촉형전계 커어튼장치＂(일본 특허출원 제 57-081779호)등이 있다.

그러나, 이러한 모든 전계장치를 통해 알 수 있는 바와 같이, 전극을 그 전계장치의 표면에 설치하고, 그 내부에 매립한 유전체에는 매우 높은 값의 직류 또는 교류의 전계가 가하여지는데, 특히 전극 부근에 전계가 현저하게 집중된다. 그 결과로서, 전계 집중 부분이 공기에 노출되어 있을 경우는 물론, 예컨대 유전체 내에 매립되어 있는 경우에도 상기 전계 집중부분에는 국부적인 부분방전이 발생하여, 이 부분이 유전체 재료는 이온이나 전자의 충격을 받는다. 이러한 작용은 전계장치를 이온원으로 사용하는 경우, 당연히 전극에 기중(氣中)방전을 발생시키므로 해서 점점 심화된다. 또한, 전극에 교류전압을 인가하는 경우, 상기 부분방전은 매우 현저하다. 그런데, 종래의 전계장치에 있어서는, 제작이 용이하기 때문에, 대부분의 경우 합성수지 내지는 합성수지로 접착한 성형무기절연물을 유전체로 사용하였다. 그러나, 이러한 경우에는 상기 부분 방전에 의한 이온충격이나 전자충격으로 인하여 합성수지등의 유기유전체재료가 국부적으로 열화(劣化)되는데, 특히 교류전압을 인가할때에는 그러한 열화현상이 급속히 수지(樹枝)형상으로 진전됨으로 해서, 트리잉(treeing)이라 불리우는 절연결함이 성장되어, 결국에는 고전압으로 인가되는 전극사이의 절연 파괴가 비교적 짧은 시간내에 발생되는 것을 방지할 수 없었다. 이를 방전하기 위해 마이카(mica)나 세라믹등과 같은 무기절연물을 유전체로 사용하는 경우에는 수명은 약간 연장되지만, 전극을 그 내부에 완전히 매립하는 것은 곤란할뿐 아니라, 그 구조가 치밀하지 아니하기 때문에, 전계효과를 높이기 위하여 절연부분의 간격이나 두께를 적게하는 경우에도 역시 낮은 전압에서 곧바로 절연파괴가 생겨서, 유효한 전계장치를 구성할 수 없었다. 또한, 유리를 무기유전체로 사용하는 경우에는 이러한 문제는 해소되지만, 기계적으로 취약하게되고, 절연파괴강도도 반드시 충분하지 않으며, 게다가 전계가 교대로 인가됨에 따라 온도가 국부적으로 상승하여 상기 절연물이 쉽게 파괴된다는 결점을 제거할 수 없었다.

이와 같이, 종래의 재료로서는 적합한 재료를 구할 수 없었기 때문에, 전계장치는 수명이 현저하게 짧아지고 값비싼 것으로 되어, 그 광범위한 활용의 길이 막혀 있었다.

본 발명의 목적은 상기의 난점을 해결한 것으로, 수명이 길고, 신뢰성이 높으며, 값이 싼 전계장치를 사용한 물체의 정전적 처리장치를 제공하여 그 장치의 본격적인 실용화를 가능하게 하는데 있다.

그리고, 본 발명은, 이러한 유전체재료로서 예를들면, 고순도의 알루미나자기와 같이 순도가 높고 기계적, 전기적, 화학적 및 열적으로 매우 견고한 세라믹재료(이하 ＂파인 세라믹(fine ceramic)＂이라 한다)를 사용함과 동시에, 소성(燒成)전의 성형재료에 전극을 배치하고, 이를 전극과 일체적으로 소성하여 전계장치를 제조함에 따라 매우 치밀하고, 기계적, 전기적, 화학적 및 열적으로 견고하며 신뢰성이 높은 것으로 되어, 이를 물체의 정전적 처리장치에 사용함으로써 달성된다.

그 구체적인 방법으로, 예를들면, 고순도의 알루미나자기를 사용하는 경우에는 미리 입자직경을 수 미크론 이하로 분쇄한 알루미나를 유기바인더로 결합시킨 다음에, 층(層) 모양으로 형성된 원료 시이트(이하 ＂그린 시이트(green sheet)＂라 한다)를 만들고, 그 표면상에 적합한 금속, 예를들면 텅스텐 미분말(微粉末)을 분산시키는 잉크를 사용하여, 예를들면 스크린 인쇄(screen printing)등의 후막(厚膜) 인쇄기술로 전극을 형성하며, 이와 같이 형성된 전극 부착용 그린 시이트를 단독 그린 시이트 또는 수개를 적층하여 압착한 다층 그린 시이트로 하여 수소로(水素爐)등의 적절한 환원성 분위기에서 1500℃ 부근의 고온으로 소성하는 등의 방법을 사용할 수 있다.

이러한 경우에는 적층구조의 다층 그린 시이트로 전계장치를 구성함에 따라 전극의 일부를 단층 내지는 다층으로 파인 세라믹 유전체의 내부에 샌드위치 모양으로 매립하여 배치시킬 수 있으며, 이것에 의해 고도의 전계효과, 이온형성 효과를 달성하거나, 고전압으로 인가되는 전극을 내부에 매립함으로써 안정성을 높일 수 있다.

또한, 그린 시이트를 관통하도록 작은 구멍을 뚫고, 여기에도 상기 텅스텐 미분말체잉크등을 충전(充塡)한후 소성함으로써 단층 또는 다층의 파인 세라믹 유전체층을 관통하는 표리(表裏)의 전기적 접속을 행할 수 있다. 따라서, 이것에 의해 그 표면에 배치되는 전극을 그 이면에 배치되는 리이드선용전극에 접속시켜, 외부단자와의 전기적 접속을 도모할 수도 있다.

본 발명에서 사용되는 파인 세라믹 유전체 재료는 순도가 90% 이상인 고순도의 알루미나 자기가 바람직하지만, 그 이외에도 기계적, 전기적, 화학적, 열적으로 견고한 재료이면 어떠한 파인 세라믹 재료라도 사용될 수 있다. 또한, 전계장치를 다층구조로 형성하는 경우에는 고순도의 알루미나자기층과 비교적 순도가 낮은 값싼 알루미나자기층을 복합하여 사용하거나, 종류와 성질이 다른 파인 세라믹 재료를 층별 내지는 장소별로 복합하여 사용하거나, 파인 세라믹 재료와 그 이외의 유전체 재료(합성수지, 마이카, 유리. FRP)를 층별 내지는 장소별로 복합사용하여 값을 더 싸게 하거나, 성능을 더 높힐 수 있다.

본 발명에 따른 전계장치의 표면은 본 바탕을 그대로 사용할 수도 있지만, 그 표면에 적합한 유약을 입혀서 그 표면의 평활화 및 전기전도성을 제공하는 등 표면의 성질을 개선할 수도 있으며, 또한 테프론층, 실리콘층 및 기타 적합한 재료의 표면층을 부착시켜서 전계장치의 표면성질을 개선할 수도 있다.

또한, 본 발명에서 사용되는 전극 재료로는, 기초 재료로서의 파인 세라믹 재료와 함께 소성할때, 파인 세라믹 재료와 융합이 잘되고 될 수 있는 한 상기 파인 세라믹 재료와 비슷한 열팽창계수를 가지는 고융점의 금속인것이 바람직하며, 본 바탕이 고순도의 알루미나자기인 경우에는 텅스텐이 가장 적합하다. 그러나 각종의 파인 세라믹 재료에 상응하여 적합한 모든 금속재료를 선정하여 사용할 수 있다. 또한, 전극재료를 그린 시이트에 부착시킬때에는 금속분말분산잉크로 스크린 인쇄하는 등의 방법에 의하여 후막전극을 형성할 수 있지만, 경우에 따라서는 선상, 판상, 박상으로 미리 형성된 금속 전극을 부착할 수도 있다. 또한. 증착 등에 의하여 부착된 박막전극을 사용할 수도 있다. 더우기, 전극 재료로서는 반드시 금속재료에 한정되지 아니하고, 카아본 섬유, 반도전성 세라믹 재료등 적합한 모든 재료를 물론 사용할 수 있다. 또한, 전극 재료는, 이 전극 재료의 산화를 방지하고, 그 표면을 보호하거나, 납땜을 용이하게 하기 위하여 그 전극상에 니켈등 적합한 금속을 도금할 수도 있고, 전극 자체에 유약이나 알루미나 절연막 및 기타의 표면층을 얇게 입힐 수도 있다.

또한, 본 발명에 따른 신규한 전계장치의 기하학적 형상은 평판형상 뿐만 아니라, 임의의 곡면형상(구면 형상, 반통(半筒)형상, 원주형상, 다각형형상, 계단형상등)으로 형성하여 사용할 수 있으며, 이와 같이 할때에는 유연성이 양호한 전극부착 그린 시이트의 단계에서 이를 원하는 형태로 성형한 후에 소성할 수 있다.

본 발명에 따른 전계장치의 응융영역은, 물체의 하전이나 제전장치, 물체의 전기역학적 조작장치의 모든 것에 미치며, 아울러 본원의 서두부에서 예시된 특허 및 특허출원 모두를 포함하고, 더우기 앞으로 출현할 전계장치의 응용방법 및 응용장치 모두를 포함한다.

이상에서 설명한 본 발명의 목적 및 그 구성은 이하에 기재된 도면의 설명으로 상세히 이해할 수 있다.

제1a도 내지 제1f도는 이온원으로서의 전계장치의 실시예로서, 본 발명에 의하여 직사각형의 파인 세리믹 유전체판상에 길이방향으로 가늘고 긴 코로나방전극군을 배치하고, 그 아래의 유전채판 내부에 상기 코로나방전극군 전체에 대향하는 크기를 가진 한장의 유도전극을 매립하여 소성한 장치의 제조방법을 보여준 것이다. 이 유전체판은 상하 두장의 그린 시이트 소개를 가지고 만든다. 제1a도는 상부 그린 시이트의 상측면을 보여주는 사시도로서, 직사각형의 상부 그린 시이트(1)의 상측면(2)에, 길이방향으로 스크린 인쇄방법을 사용하여 텅스텐 미분말을 분산시키는 잉크를 폭이 약 1㎜이고, 두께가 약 100㎛이며, 간격이 약 5㎜가 되도록 인쇄하여 복수개의 평행한 코로나전극(3, 4, 5)을 형성하고, 다시 이를 같은 방법으로 인쇄하는 공통도선(6)에 접속시킨 다음에, 터어미널도선(7)을 인쇄하여 접속시킨다.

제1b도는 상기 상부 그린 시이트(1)의 하측면(8)을 보여주는 사시도로서, 전극(3, 4, 5)이 차지하는 상측면의 전면적에 대향하는 하측면(8)상에, 동일한 스크린 인쇄방법을 사용하여 텅스텐 미분말을 분산시키는 잉크를 인쇄하여 직사각형의 면형상을 유도전극(9)을 형성한다. 제1c도는 하부 시이트(10)의 상측면(11)을 보여주는 사시도로서, 동일한 시이트(10)의 중앙에 직경이 약 1㎜인 구멍(12)을 동일 시이트(10)을 관통하도록 뚫어 놓고, 이 구멍에 텅스텐 미분말을 분산시키는 잉크를 충전하여 시이트(10)를 관통하는 도체를 형성하며, 다시 구멍(12)을 중심으로하여 직경이 약 10㎜인 원판형상의 접촉용도체부(13)를 동일하게 텅스텐 미분말 분산의 잉크로 스크린 인쇄하여 형성한다. 이와 동일한 방법으로, 시이트(10)의 좌측단 가장자리에 터어미널도선(7)과 접촉하는 터어미널도선(7a)을 그린다. 1d도는 하부 시이트(10)의 하측면(14)을 보여주는 사시도로서, 텅스텐미분말분산잉크를 충전시키는 상기의 구멍(12)을 중심으로 직경이 약 10㎜인 원판형상의 터어미널도체부(15)를 동일하게 텅스텐 미분말분산 잉크로 스크린 인쇄하여 형성한다. 또한, 하측면(14)의 좌측단에 직경이 약 10㎜인 원판형상의 또다른 터어미널도체부(16)를 동일하게 텅스텐 미분말분산 잉크로 스크린 인쇄하여 형성하고, 이것을 터어미널도선(7a)에 동일한 잉크로 인쇄한 터어미널도선(17)으로 접속한다. 다음으로, 상기 각 시이트(1, 10)를 겹쳐서 이를 열압착으로 성형한 다음에, 수소로(水素爐)안에서 소성하면, 면형상의 유도전극(9)은 두 시이트(1, 10)사이에 샌드위치 모양으로 기밀하게 끼워진 상태로 소결되고, 상하 시이트가 일체화하여 소결된 유전체판(18)내에 매립된다. 그리고나서, 이 유도전극(9)은 원판형상의 터어미널도체부(13)와 융합하고, 구멍(12)을 통하여 유전체판(18)의 이면을 있는 원판형상의 터어미널도체부(15)에 접속된다.

또한, 유전체판(18)의 표면에 있는 코로나전극군(3, 4, 5)은 공통도선(6), 터어미널도선(7, 7a)을 거쳐 유전체판(18)의 이면에 있는 원판형상의 터어미널도체부(16)에 접속된다. 제1e도는 이와 같이하여 제작되는 이온원으로서의 전계장치의 표면을 보여주는 사시도로서, 부분적으로 상부 시이트에 의한 세라믹판을 절취하여, 하부 시이트에 의한 세라믹판 부분과 유도전극(9)을 보여주고 있다. 제1f도는 이러한 전계장치의 횡단면도를 도시한 것이다. 다만, 전극(3, 4, 5), 도선(6, 7, 7a, 17) 및 터어미널도체부(15, 16)의 표면에는 텅스텐의 산화를 방지하기 위하여 니켈을 도금하고, 이에 의하여 터어미날 도체부(15, 16)에 외부도선을 납땜하기가 용이하게 된다. 고주파 교류 고전압이 파인 세라믹 유전체층(20)을 따라 고주파 교류전압원으로부터 도시되지 않은 터어미널 도체부(15, 16)를 거쳐 코로나전극군(3, 4, 5)과 면형상의 유도전극(9)사이에 인가되면(다만, 안전을 위하여 코로나 전극군(3, 4, 5)은 접지되어 있다), 코로나 전극군(3, 4, 5)의 가장자리로부터 고주파 코로나방전이 유전체판(18)의 표면에 따라 발생되고, 정·부 이온을 풍부하게 포함한 플라즈마를 형성한다. 따라서, 이를 대전물체의 근방에 접근시키면, 그 전하와 역극성의 이온이 상기 플라즈마로부터 대전물체로 공급되어 이를 신속히 제전(除電)시킨다. 다시말하면, 제전기로서 사용할 수 있다. 이러한 경우에 고주파 교류고압전원(19)대신에 펄스고압전원을 사용하고, 펄스 전압을 되풀이하여 가하여도 된다는 것은 말할 것도 없다.

제2도는 제1f도의 이온원 전계장치(21)를, 로울러(22)를 통과한 다음에 고무벨트(23)의 마찰대전전하를 제전하는데 이용하는 예로서, 대전된 고무벨트 표면 가까이에 이온원 전계장치(21)가 삽입배치되고, 코로나 전극군(3, 4, 5)에 의하여 형성되는 플라즈마로부터 도면에서는 부이온이 흡수되어 고무벨트 표면의 정(正)전하를 중화시킨다. 도면번호(24)는 보호용 고저항이다.

제3도는 제1a도 및 제1b도에 도시된 상부 시이트(1)를 그 상면이 외측부에 있는 것처럼 길이방향을 축으로 구부려서 속이빈 원통(25)을 구성한 다음에 소결하여 이온원을 구성한 것이다. 도면에 도시된 바와 같이, 고주파 교류고압전원(19)을, 원통바깥표면에 길이방향으로 평행 또는 등간격으로 배열된 세선(細線)형상의 코로나방전극(3, 4, 5…)과 원통 내부면에 원통면형상으로 형성된 유도전극(9)에, 접속시킨 다음, 두전극 사이에, 파인 세라믹으로 되어 있는 원통형상의 유전체(25)를 따라 고주파 교류고전압을 인가하면, 세선형상의 코로나방전극으로부터 이 원통형상의 유전체의 외부표면을 따라 고주파 코로나방전이 발생되어 플라즈마가 생긴다. 그러므로, 원통형상의 플라즈마 이온원으로서의 전계장치(26)가 구성된다.

이러한 경우에, 제3도의 변형예로서 세선형상의 코로나방전극(3, 4, 5 …)을 원통표면에서 모선(母線)과 직교하는 것처럼 배치하여도 된다는 것은 말할 것도 없다. 제4도는 이것을 도시한 것이다.

제5도는 제1a도 및 제1b도에 도시된 상부 시이트와 제1c도 및 제1d도에 도시된 하부 시이트를 겹쳐서 제1e도의 형상으로 적층하여 압착한 다음 이를, 길이방향을 축으로하여 세선형상의 코로나방전극(3, 4, 5 …)을 갖는 상측면을 내측으로 구부려서 속이빈 원통(26)을 구성한후에, 소결하여 이온원을 구성한 것이다. 원통 내부표면에 축방향으로 해서 평행 또는 등간격으로 배열된 세선형상의 코로나방전극(3, 4, 5 …)과, 파인 세라믹의 속이빈 원통(26)의 내부에 매립되어 원통면형상으로 형성된 유도전극(9)사이에, 도면에서와 같이 고주파 교류고압전원(19)으로부터 터어미널도체부(15, 16)를 각각 거쳐 고주파 교류고전압을 가하면, 코로나 방전극(3, 4, 5 …)으로부터 속이빈 원통(26)의 내측면을 따라 고주파 코로나방전이 발생하여 플라즈마원을 형성한다. 따라서, 이와 같이 속이빈 원통형상의 전계장치를 전기저항이 높은 분립체의 공기수송관로 중간에 삽입하는 때에는, 관로내측벽과의 마찰로 인하여 강력하게 대전된 분립체의 전기를, 상기 속이빈 원통(26)의 내측면에 생긴 플라즈마가 공급하는 역극성의 이온으로, 중화하여 제전할 수 있다.

제6도는 제5도의 장치의 변형예로서, 세선형상의 코로나방전극(3, 4, 5 …)을 속이빈 원통(26)의 내측면에 원통축과 직교하는 방향으로 배열한 것이다.

제5도 및 제6도의 원통형상의 전계장치는 또 고저항 액체의 파이프 수송로 중간에 삽입하여 파이프와의 마찰로 인하여 대전되는 액체의 제전에 사용할 수도 있다.

제7a는 제1e도 및 제1f도에 도시된 장치에 있어서 파인 세라믹 유전체판(18)의 하측면에도 길이방향으로 세선형상의 코로나방전극(3a, 4a, 5a)을 설치함으로써 그 양쪽면을 이온원으로 되게 하는 전계장치(27)의 한 응용예로서, 본 예에서는 이를 고저항의 분립체 또는 고저항 액체의 수송관(28)내부에 직접 삽입 배치하여 이 분립체 내지는 액체의 대전을 제거하는 것이다. 이와 동일한 목적으로 제3도 및 제4도에 도시된 전계장치도 사용할 수 있으며, 제7a도의 판형상의 이온원 전계장치(27) 대신에, 이러한 원통형상의 이온원 전계장치를 수송관(28)의 중심축 부근을 따라 배치한다.

제7b도는 분립체나 고저항 액체의 수송관로(28)의 내측벽에 제1e도 및 제1f도에 도시된 이온원으로서의 다수의 전계장치(18, 18a, 18b, 18c, …)를 내측벽의 일부 또는 전부를 에워싸도록 배치하고, 상기 전계장치로 발생된 플라즈마에 의하여, 상류측(上流側)관로에서 마찰로 대전되는 상기 분립체나 고저항 액체를 제전하는 응용예를 도시한 것이다.

제8도는 제1e도 및 제1f도에 도시된 판형상의 이온원 전계장치(18)를 하전장치로 사용하는 예로서, 접지된 비코로나전극(29)에 대향하여 그 전계장치(18)를, 코로나방전극(3, 4, 5, …)이 비코로나전극(29)으로 향하도록 연속하여 가장자리에 지지하고, 고주파 교류고압전원(19)으로 이러한 코로나방전극(3, 4, 5, …)과 매립된 유도전극(9)사이에 고주파 교류고전압을 인가하여, 코로나방전극(3, 4, 5)으로부터 플라즈마를 형성하게 한 다음에, 코로나방전극(3, 4, 5)를 부(負)의 직류고압전원(30)에 접속하면, 플라즈마로부터 부이온이 접지된 비코로나전극(29)으로 주행하므로 해서 전계장치(18)와 비코로나전극(29)사이의 하전(荷電)공간(31)에는 직류전계와 이온전류가 생긴다. 현재 하전되려는 물체, 예를들면 분립체 또는 액적(液適 ; 32)을 여기에 도입하면, 부이온이 포격되어 즉시 부로 하전되어 대전물체(33)로서 외부에 공급된다.

제9도는 제3도 및 제4도에 도시된 원통형상의 이온원 전계장치(26)를 사용하여 전자사진용 광도전성피막을 표면에 갖는 접지된 감광용 로울러(34)의 표면에 부이온을 제공하는 응용예를 보여준 것이다. 이 이온원은 매우 풍부한 부이온을 균일하게 발생시키기 때문에, 단시간내에 로울러(34) 표면의 광도전막(35)위에 부이온을 균일하게 적재할 수 있다. 도면에서, 도면번호(19)는 고주파 교류고압전원이고 도면번호(30)는 부의 직류 고전압전원인데, 그 작용은 자명하기 때문에 더 이상 설명할 필요가 없을 것이다. 제9도에서, 도면번호(26a)는 동일한 원통형상의 이온원 전계장치로서, 코로나방전극(3, 4, 5 …)이 접지되어 있고, 상기 이온원 전계장치로 형성된 플라즈마로부터 공급되는 정이온이 로울러(34)위에 잔류하는 부이온을 제전한다. 도면번호(19a)도 고주파 교류고압전원이다.

제10도는 제8도에 도시된 본 발명에 따른 하전용 이온원 전계장치(18)를 접지된 비코로나전극(29)위에 놓인 절연막(36)의 표면에 부전하를 적재하는데 이용하는 예로서, 이에 의하여 절연막(36)을 비코로나전극(29)위에 전기력으로 강력하게 부착시킨다. 전계장치(18)는 화살고(37)의 방향으로 이동되고, 이에 의하여 절연막(36)의 전체표면에 전하를 균일하게 적재할 수 있다. 이러한 상태에서 직류고압전원(30)을 떼어 버리고 이 부분을 접지시키면, 전계장치(18)는 제전기로서 작용을 하여 절연막(36)의 표면전하를 제거하고 절연막(36)을 비코로나전극(29)으로부터 탈착할 수 있게 한다.

제11도는 제8도의 하전용 이온원 전계장치(18)를 분체도장장치로서 이용한 예이다. 즉, 접지된 상태로 현수(懸垂)되어 있는 피도착물(38)의 전면부에 전계장치(18)를 배치하고, 교류고압전원(19)에 의하여 코로나방전극(3, 4, 5)으로 전계장치(18)의 대향표면상에 있는 코로나방전극(3, 4, 5) 주위에 플라즈마를 형성시킨 다음, 직류고압전원(30)에 의하여 이러한 플라즈마로부터 부이온을 피도장물(38)로 주행시켜서, 상측방향으로부터 파이프라인(39)과 삼각형 피이더(feeder ; 40)의 슬릿(41)을 통하여 분체를 전계장치(18)의 표면에 공급하면, 상기 분체가 즉시 부이온의 포격에 의하여 부로 하전되고, 전기력에 의하여 피도장물(38)로 운반되어 그 표면에 도장된다.

제12도는 본 발명에 따른 파인 세라믹 유전체를 사용하여 둥근 환형(環形)형상의 이온원 전계장치(42)를 구성한 다음에, 이를 분체도장용 핸드건(hand gun)의 선단부에 장착하여 분체도장 장치를 구성하는 응용예를 도시한 것이다. 도면에서, 상기 전계장치(42)는 단면이 직사각형으로된 환형형상의 파인 세라믹 유전체로서, 제1a도 내지 제1f도에서 상술한 바와 같은 방법으로, 그 내부에 환형형상의 유도전극(43)을 매립하고, 그 전방부에 환형형상의 후막(厚膜)텅스텐의 코로나방전극(44)을 가지고 있으며, 또한 플라스틱으로 이루어진 핸드건(45)선판부의 환형 개구부(46)에 동축으로 부착되어 있다. 이때, 고주파 교류고압전원(19)으로부터 보호용 콘덴서(47) 및 케이블(48)을 통하여 유도전극(43)과 코로나방전극(44)사이에 고주파 교류고전압을 인가하면, 환형형상의 코로나방전극(44)은 둥근 환형형상의 파인 세라믹 유전체의 전방부 표면을 따라 플라즈마를 형성시킨다. 그리고나서, 부의 직류고압전원(30)으로부터 보호용 고저항(24)을 거쳐 도면에 도시된 점(P)에 부의 직류고전압을 인가하면, 이러한 플라즈마로부터 접지된 전방부의 피도장물체(38)로 부이온이 흘러서, 코로나방전극(44)과 피도장물체(38)사이에 직류전계가 생긴다. 따라서, 이때 파이프(49)로부터 핸드건(45)의 후방부에 공기속에 분산된 분체를 공급하면, 분체는, 선단개구부(46)로부터 파인 세라믹 유전체(42)를 따라 우측으로 분출될때, 상기 이온의 포격에 의하여 부로 하전되고, 전계의 작용으로 피도장물체(38)의 표면으로 이동되어 여기에 부착된다. 이러한 경우에는, 이온전류의 크기가 고주파 교류전압의 변화에 의하여 자유롭게 제어될 수 있으므로, 양호한 도장효율을 달성할 수 있다.

제13a도 내지 제13e도는 전기역학적으로 조작하는 장치로서의 전계장치중 가장 대표적인 예의 ＂삼상접촉형 전계 커어튼장치＂에 본 발명을 실시한 예이다. 이러한 실시예에서는 삼층의 그린 시이트(50, 51, 52)를 사용한다. 제13a도는 0.1-0.5㎜두께인 매우 얇은 표면층의 그린 시이트(50)를 경사진 상측방향에서 본 사시도로서, 이러한 층에는 전극을 인쇄하지 아니한다. 제13b도는 두께가 2㎜정도인 중간층(51)의 상측면을 도시한 사시도로서, 직사각형의 그린 시이트(51)의 길이방향에 직각으로 배치하며 등간격이면서 평행하게 배치하고 폭이 1㎜이며, 두께가 0.1㎜정도인 세선평행 전극(53, 54, 55, 53a, 54a, 55a, 53b, 54b, 55b, …)이 텅스텐 미분말분산 잉크를 사용하는 스크린 인쇄의 방법으로 간격이 약 5㎜씩 이격되어 다수가 배열된 것이다. 이러한 전극들은 둘씩 걸러서 접속되어, (53-53a-53b…), (54-54a-54b…), (55-55a-55b…)등과 같이 3조의 전극군(u, v, w)으로 나누어지고, 여기에 u상(相), v상(相), w상(相)의 삼상 교류고압전원이 인가된다. 이를 위하여, 제13c도에 도시된 바와 같이, 중간층 시이트(51)의 이면에는 길이방향으로 평행한 3개의 접속도선(56, 57, 58)이 동일한 방법으로 스크린 인쇄되는데, 도선(56)은, 시이트(51)를 관통하여, 텅스텐 미분말 분산잉크를 충전하는 작은 구멍(59, 59a, 59b, …)에 의하여 중간층 시이트(51) 표면의 u상의 전극군(53, 53a, 53b, …)에 접속된다. 또한, 도선(57)은, 동일한 모양의 작은 구멍(60, 60a, 60b, …)에 의하여 중간층 시이트(51) 표면의 v상의 전극군(54, 54a, 54b, …)에 접속되고, 도선(58)은 동일한 모양의 작은 구멍(61, 61a, 61b, …)에 의하여 중간층 시이트(51) 표면의 w상의 전극군(55, 55a, 55b, …)에 접속된다. 이것에 의하여 접속도선(56, 57, 58)은 u상, v상 및 w상의 삼상 교류고압전원을 u, v 및 w상의 전극군에 인가하기 위한 도선을 형성한다. 제13d도는 두께가 3㎜인 기저층의 그린 시이트(52)의 상측면을 도시한 사시도이며, 제13e도는 그 하측면을 도시한 사시도이다.

도면번호(62a, 63b, 64c)는 시이트(52)를 관통하는 작은 구멍으로서, 여기에 텅스텐 분말 분산잉크가 충전되고, 각 구멍의 주위에는 직경이 약 10㎜인 원판형상의 접촉용도체부(62, 63, 64)가 상측면에, 직경이 약 10㎜인 원판형상의 터어미널도체부(66, 67, 68)가 텅스텐 분말분산잉크로 스크린 인쇄되어 있다. 다만, 도면번호(62-66), 도면번호(63-67), 도면번호(64-68)는 각 도선(56, 57, 58)과 접촉하는 관계로 위치해 있다. 이때, 3개의 그린 시이트(50, 51, 52)를 겹쳐서 층을 이루도록 압착시킨 다음에 이를 소성시키면, 제14도에 도시된 바와 같은 삼상 접촉형전계 커어튼장치(69)가 형성된다. 다시말하면, 평활하고 얇은 파인 세라믹 층의 바로 밑에는 삼상전극군(u, v, w)이 세라믹 모재속에 삽입되어 있으며, 그 밑에는 u상, v상 및 w상의 각 전극군과 도통하는 도선(56, 57, 58)이 마찬가지로 세라믹 모재속에 매립되어 있다. 지금부터 제15도에 도시된 개략도와 같이, 삼상 교류고압전원(70)으로부터 터어미널 도체부(66, 67, 68)를 거쳐 상기 전계 커어튼 장치(69)의 삼상 전극군에 상상 교류고압전원을 u상, v상 및 w상의 순서로 인가하면, 상(相)의 순서방향으로 상기 전계 커어튼장치(69)의 표면(71)을 따라 화살표(72)방향으로 이동하는 진행파의 불평등(不平等)전계가 형성된다. 여기서 상기 전계 커어튼장치(69)의 표면(71)에 분체입자를 놓으면, 입자는 표면과의 접촉에 의하여 접촉 대전된 다음에 이러한 진행파의 불평등 전계의 작용에 기인하여 표면으로부터 격렬하게 반발되어 부상(浮上)되며, 이와 같이 부상된 상태에서 화살표(72)방향으로 수송된다.

즉, 분체에 대한 이러한 접촉대전작용 및 반발작용과 수송작용이 삼상접촉형 전계 커어튼장치중 가장 중요한 전기역학적인 작용이며, 이를 이용하여 대전분체의 부착 및 누적의 방지나 분체의 수송에 이러한 전계장치를 이용할 수 있다. 이러한 경우에, 인가된 삼상 교류고압전원의 값을 높여주면, 어느 임계치(Vo)이상에서 일종의 무전극 교류 코로나방전극이 발생되고, 표면상의 공기가 전리(電離)하여 정부(正負)의 이온이 생긴다. 이와 같은 상태에서, 상기한 반발이나 수송등의 전기역학적인 작용이 한층 활발하게 일어난다.

따라서, 제16도에 도시된 바와 같이, 삼상전극군(53, 54, 55, 53a, 54a, 55a, 53b, 54bb, …)중의 하나, 예를들면 u상의 전극군(53, 53a, 53b, …)만을 표면(71)위에 노출하여 배치할 경우(안전을 위하여 접지한다)에는, 공기와 접촉하는 금속전극군(53, 53a, 53b, …)에서 비교적 낮은 전압으로 왕성한 교류 코로나방전이 생겨서 상기의 반발, 수송작용이 촉진된다. 이것을 일상(一相)노출형이라고 한다. 그외에도, 제16도의 변형예로서, 이상(二相)의 전극군을 노출시키는 것, 삼상전극의 모두를 노출시키는 것도 사용할 수 있다. 또한, 제13도와 동일한 삼층구조를 가지고, 삼상전극 대신에, 제17a도 또는 제17b도에 도시된 바와 같이, 단상전극(73, 74, 73a, 74a, …)을 가지는 이른바, 단상의 접촉형 전계 커어튼장치(75)도 형성할 수 있다. 이러한 경우에, 터어널도체부(76, 77)를 통하여 도면에서와 같이, 서로 인접하는 전극군(73-73a-73b, … 및 74-74a-74b, …)사이에 단상의 교류고압전원(78)으로 단상의 교류고압전원을 인가하는 때에는, 이러한 전극들 사이에 정재파(定在波)의 교류불평등 전계가 형성되고, 방기 접촉형 전계 커어튼장치(75)의 표면(71)상에 있는 분체입자가 접촉대전된 다음에 결렬하게 반발되어 부상된다. 이와 같이, 단상의 접촉형전계 커어튼장치(75)는 현저하게 대전입자의 반발작용의 기능이 있지만, 일반적으로 수송작용의 기능이 없다. 제17도의 단상의 접촉형 전계 커어튼장치(75)는 일상전극군(73, 73a, …)을 표면(71)위에 배치하여 대기중에 노출시키는 일상 노출형으로서, 역시 낮은 전압으로 노출전극군(73, 73a, …)에서 왕성한 교류의 코로나방전이 생겨서 상기의 반발작용을 현저하게 촉진시킨다. 제17a도 및 제17b도의 변형예로서 모든 전극을 노출시키는 단상접촉형 전계 커어튼장치도 사용할 수 있는 것은 물론이다.

이러한 모든 형태의 단상접촉형 전계 커어튼장치는, 이를 분립체의 수송관로내나 분체도장 부우스등의 내측벽에 장착하여, 그위에 부착되는 입자를 떨어내거나, 부착을 방지하는데 사용할 수 있다. 또한, 이러한 단상접촉형 전계 커어튼 장치들을 경사지게 배치한 경우, 그 위에 공급된 분립체입자는 격렬한 교란작용이나 부상작용을 받지만 중력에 의하여 그 표면을 따라 하측 방향으로 미끄러져 떨어지기 때문에, 이를 분립체의 수송에 응용할 수 있다. 제15도의 장치에 있어서, 그 결선을 바꿈에 따라 삼상 교류전원(70)대신에 다상교류전원을 사용할 수 있다. 제16도의 장치에 대하여도 다상교류전원을 사용할 수 있는데, 이러한 경우에는 노출해야할 전극을 서로 달리 결합시켜서 변경한다. 또한, 표면층(50)을 사용하는 대신에 얇은 알루미나 절연층을, 알루미나의 미분말을 분산시키는 잉크로 스크린인쇄한 다음에, 소성시켜서 형성할 수도 있는데, 이 방법에 의하여 층(50)을 매우 얇게 형성할 수 있다.

제18도는 본 발명에 따른 전계장치의 하나인 삼상접촉형전계 커어튼 장치를 사용하여 분립체 수송기를 구성하는 응용예이다.

수평의 직사각형 단면을 갖는 통(79)의 하측면(80)과 상측면(81)에 제15도 또는 제16도에 도시된 다수의 평판형상의 삼상접촉형전계 커어튼장치(82, 82a, 82b, … 및 83, 83a, 83b, …)가 설치되어 있는데, 각 삼상 교류고압전원(84, 85)으로 삼상 교류고압전원이 인가되어, 화살표(86)방향에 따라 삼상의 상(相)의 순서 방향으로 진행하는 불평등 진행파전계가 생긴다. 따라서 호퍼(hopper , 87)로부터 활강로(滑降路)를 경유하여 통(79)의 좌측단(89)에 분체를 공급하면, 이는 먼저 삼상 접촉형 전계 커어튼 장치(82)의 표면에 접촉한 다음에 접촉대전하고, 상기의 불평등진행파전계에 의하여 부상한 다음에, 화살표(86)방향으로 수송된다. 이러한 경우에, 하측면(80) 뿐만 아니라, 상측면(81)에도 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(83, 83a, …)를 설치함으로써 불평등진행파전계가 상하 양면을 따라 발생되고, 그 사이의 공간 전역에서 그 전계의 크기가 배가(倍加)되어, 수송효과가 대폭적으로 향상된다. 더구나, 삼상 교류고압전원(84, 85)의 중성점(neutral point : 예를들면, 성형(星形) 접속된 승압변압기 2차 권선의 중성점)(90, 91) 사이에 고압직류전원(92)을 접속하여 통(79)속에 수직방향의 직류전계를 형성시키면, 일반적으로 부상효과 촉진되고, 그 결과 수송용량이 증대된다.

경우에 따라서는, 스위치(93)를 오른쪽으로 투입하여 직류고압전원(92) 대신에 단상교류고압전원(94)을 중성점(90, 91)사이에 삽입하여도 동일한 효과를 얻을 수 있다. 이와 같은 수송장치에 있어서, 삼상 교추고압전원(84, 85)의 교류전압을 코로나개시전압(Vc)이상으로 높히면, 앞에서 기술한 바와 같이, 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(82, 82a, … 및 83, 83a, …)의 표면에 교류코로나방전이 발생하여 플라즈마가 생기고, 분체는, 수송중에 그 영향을 받아서 본래 가지고 있던 그 표면전하가 과대하여 자기응집성이 현저한 경우에는, 즉시 제전됨으로써 통(79)의 우측단(95)에서 수집된 분체는 유동성이 매우 풍부하게 되어 조작하기에 용이하다. 이러한 플라즈마에 의한 분체의 표면수정을 패시베이션(passivation)이라 하며, 제15도, 제16도, 제17도, 제18도 및 후술하는 제19도, 제20도, 제21도의 본 발명에 따른 전계장치는 분체의 패시베이션 조작에도 사용될 수 있다.

제18도의 수송기에 있어서 가장 중요한 것은 하측부의 전계장치(82, 82a, …)로서, 이것만으로도 수송기로서 충분히 동작하는 경우가 많다. 따라서, 상측부의 전계장치(83, 83a, …) 및 전원(85, 92)을 생략할 수 있다.

제15도 내지 제18도의 수송기는 분체 뿐만 아니라, 파이버(fiber)나 시이트(sheet) 및 액체등을 단순히 수평방향 뿐 아니라, 경사의 상측방향과 수직의 상측방향으로도 이송할 수 있고, 또한 경사의 하측방향으로는 더욱 용이하게 이송할 수 있다.

제19도는 제14도의 본 발명에 따른 삼상접촉형전계 커어튼 장치를, 다층의 그린 시이트 상태로 길이방향을 축으로 하여 그 상측면이 내측이 되도록 원통형상으로, 구부려서 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)를 구성하는 것으로서, 그 내부에 분립체, 시이트, 파이버 또는 액체를 도입시킨 다음에, 이를 수송하고, 패시베이션처리를 하거나, 이러한 물체들의 제전에 사용할 수 있다. 도면에서, 이 장치(96)의 내측벽 바로 근방의 유전체내에는 점선으로 표시된 것과 같은 둥근 환형형상의 삼상전극군(97, 98, 99, 97a, 98a, 99a, …)이 원통축에 수직방향으로 배치되어 있고, 터어미널도체부(66, 67, 68)를 거쳐 상기 삼상 전극군에 삼상교류고압전원(70)으로 삼상 교류 고전압(u. v, w)을 공급하는 때에는 상기 장치(96)의 내측벽을 따라 화살표(72)방향으로 진행하는 불평등진행파전계가 생긴다. 따라서, 이를 상기의 각종 응용목적에 이용할 수 있는 것이다. 또한, 그 장치(96)의 내측부에 플라즈마를 형성시키면서 가스를 통과시킴으로써 방전화학 처리(예를들면, 오존발생, NOx나 SOx의 산화등)를 행할 수도 있다.

제20도는 제19도에 도시된 장치의 변형예로서, 삼상전극군(97, 98, 99, …)의 배열방향을 원통축과 평행하게 배열시킨 것이다 그 결과, 화살표(72)와 같이, 원통내측벽을 따라 그 원주방향으로 진행하여 회전하는 불평등진행파전계가 생긴다. 따라서, 원통내부에 분체, 시이트, 파이버 재료 또는 액체등을 도입하면 화살표 방향으로 격렬하게 회전하여 혼합작용, 비틀림작용, 패시베이션작용등을 야기시킬 수 있다. 또한, 파이버의 경우에는 이 작용을 이용하여 비틀림을 걸어주면 다른 단부로부터 상기 재료를 추출할 수 있기 때문에, 결과적으로 이를 정방기(spinning machine)로서 이용할 수 있다. 또한, 엔진이나 연소실안에서 화염을 교란시겨 연소효율을 높히고, 방전화학 처리를 행하거나, 혼합교반작용을 이용하여 화학 반응이나 건조, 물질교환등의 화학공학의 조작을 촉진시키는데도 이용할 수 있다.

제21도는 제19도 및 제20도에 도시된 장치중 하나를 변형한 것으로서, 삼상전극군(97, 98, 99, …)이 원통축에 대하여 일정한 각도를 가지고 비스듬히 배열되어 있으며, 불평등진행파전계는 원통의 내측벽을 따라 화살표(72)와 같이, 나선형태로 왼쪽 입구단부로부터 오른쪽 출구단부를 향하여 진행한다. 따라서, 왼쪽단부로부터 도입되는 분립체, 파이버, 시이트, 액체등의 물체는 나선형태로 오른쪽으로 수송되고, 그 과정에서 회전 교반작용 및 비틀림작용등을 받는다, 또한, 제20도의 장치와 마찬가지로 제21도의 장치도 연소, 건조, 물질교환, 반응촉진 등 화학적이나 화학적 조작 또는 각종 화학처리를 이행하는데 사용될 수 있다.

제22도는 제19도 내지 제21도의 장치를 유전(誘電)액체의 수송에 사용하는 예를 도시한 것이다. 좌측단 입구(89)로부터 본 발명의 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치내에 도입된 액체는 진행파불평등전계의 수송 작용에 의하여 화살표(86)방향으로 수송되어 우측단출구(95)로 배출된다. 이와 같은 유체수송기는 통상적인 방법으로서 액체의 압송이 곤란한 장소나 부재내에도 삽입하여 사용할 수 있기 때문에, 예를들면, 인체내에 매립하여 혈액이나 임파액의 순환촉진에 사용하고. 또한 고압케이블내에 매립하여 냉각절연유의 수송에 사용하거나, 분석기의 시약의 송입, 화학반응장치내의 반응액의 송입, 대형탱크(예를들면, 오일탱크)에서의 액체의 가열순환등에도 이용할 수 있다.

이와 같은 가열효과를 수송효과에 가미하는 것도 본 발명의 주목할만한 특징인데, 이러한 경우에는 삼상 교류의 주파수를 높히는 동시에, 파인 세라믹 재질로서 유전체 손실이 큰 것을 선택하여 원통(96)의 벽몸체 내부에 일종의 고주파 유전 가열을 생기게 하거나, 삼상 전극을 구성하는 일상(一相), 이상(二相) 및 삼상(三相)의 전극군의 각군에 각기 다른 가열 전류를 흘리고, 이를 주울열(Joule heat)로 가열할 수도 있고, 또한 삼상 전극군과 다른 가열용 전극을 삽입할 수도 있다. 또한, 위에서 말한 바와 같은 특별한 구조가 아니더라도, 액체 자체가 유전체 손실을 갖는 경우에는 원통(96)의 내부, 특히 내측벽 부근에서 불평등 진행파전계로 인하여 액체 그 자체가 유전 가열을 받는다. 그 결과, 액체의 점도가 저하되어 액체의 수송력도 향상된다. 이와 같은 응용은, 특히 한냉지에서 원유를 파이프로 수송할때 유효하게 이용할 수 있는데, 이 경우에 수송파이프의 내측벽에는 제15도 및 제16도의 장치를 설치하거나, 내측벽 자체를 제22도의 장치로 구성한다.

또한, 기름과 액체등 비중이 다른 액체를 제20도의 장치에 집어넣으면, 회전에 따라 원심분리될 수 있으며, 제21도의 장치에서는 수송도중에 이를 행할 수 있다.

또한, 제19도의 장치는 전원의 주파수를 높힘으로써 전자나 이온을 가속화시키는 데에도 이용할 수 있고, 제20도의 장치는 그 질량에 의한 원심분리, 예를들면, 가스상태의 우라늄을 이온화하여 우라늄의 등위체를 분리시키는데에도 이용할 수 있다.

제23도는 본 발명에 따른 원통형상의 삼상접촉형전계 커어튼장치클 응용하여 히이트 파이프(heat pipe)를 구성하는 예이다. 도면에서 도면번호(96)는 제19도 및 제22도에 도시된 원통형상의 삼상 접촉형전계 커어튼 장치로서, 상기 삼상 접촉형 전계 커어튼 장치(96)의 양단에 작동유체용기(100, 101)가 있으며, 이러한 용기 각각에는 전열면(傳熱面 : 102, 103)이 있다. 그 다음에, 삼상 교류고압전원(70)에서 터어미널 도체부(66, 67, 68)를 거쳐 상기 삼상 접촉형 전계 커어튼 장치(96)에 삼상 교류고압전원을 공급하여 화살표(86)방향의 불평등진행파전계를 발생시키면, 저온부에 있는 용기(100)에 수집되어 있던 작동유체가 원통형상의 삼상접촉형전계 커어튼장치(96)의 내측벽을 따라 우측상방부로 수송되어, 고온부에 있는 용기(101)에 도입되고, 전열부(103)을 통하여 여기에 유입되는 열에 의하여 가열되어 증발된 다음에, 가스상태로 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)의 내부에서 화살표(104)방향으로 이동되고, 용기(100)내의 전열면(102)에 접촉되어 액화상태로 응축됨으로써 용기(100)의 하부로 수집된다. 이러한 과정을 통하여 전열면(103)으로부터 전열면(102)으로 열이 유효 신속하게 전달되어 전열면(103)에 의한 고온영역의 냉각, 전열면(102)에 의한 저온 영역의 가열이 이행된다. 이러한 경우에, 제24도와 같이 유체수송의 효율을 높히기 위하여 작동유체를 수송하는 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)를 직경이 작은 것으로 하고, 이를 한개 또는 다수의 가스리터언(gas return)용 원통(104a)내에 삽입하여 설치하거나, 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)와는 달리 이와 평행하게 가스리터언용 원통을 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)의 외부에 설치하여도 된다.

제25도는 제19도에 도시된 본 발명에 따른 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)를 금속파이프 내측면의 분체도장기로서 응용하는 예를 도시한 것이다. 도면에서, 도면번호(105)는 상기 전계 커어튼장치(96)로 구성된 가늘고 긴 원통형상의 수송관으로서, 상부에는 삼상 전극군을 가지는 삼상 접촉형 전계 커어튼장치로서의 호퍼(hopper)부(106)가 있고, 하부에는 바늘 모양의 코로나방전극(107)이 있으며, 피도장 금속파이프(108)의 내부에 삽입되어 있다. 그 방전극(107)은 수송관(105)으로부터 절연되어 그 첨단에 부착되어 있고, 직류 고압전원(109)에 의하여 수송관(105)의 외부에 부착되어 있는 고압 케이블(110)을 거쳐 부(負)코로나방전을 이행하고 있다. 도면번호(70)는 삼상 교류고압전원으로서, 터어미널 도체부(66, 67, 68)를 거쳐 수송관(105), 호퍼부(106)에 삼상 교류고전압을 인가하여 그 내측벽을 따라서 화살표(111, 112)방향으로 불평등 진행파전계를 형성한다. 그리하여, 분체탱크(113)로부터 공급관(114)과 분산용 코운(corn ; 115)을 거쳐 열가소성의 플라스틱 작용으로 원통형상의 수송관(105)속에서 아래로 수송되고, 그 하측단에서 코로나방전 바늘(107)이 공급하는 부이온에 의하여 부로 하전되고, 방전 바늘(107)과 금속 파이프(108)내측벽 사이에 존재하는 전계로 구동되어 금속 파이프(108)의 내벽에 부착되어 퇴적된다. 따라서, 금속 파이프(108)를 천천히 화살표(116)방향으로 내리면, 그 내측면에 연속적으로 플라스틱 분체의 정전도장층이 형성된다. 이에 따라, 금속 파이프(108)를 수송관(105)으로부터 완전히 빼어내어 가열하면 상기 플라스틱 분체층이 용융되어 내면에는 피막이 형성된다.

제26도는 제17b도에 도시된 본 발명에 따른 일상 노출경의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(75)를 정전분체 도장기에 응용하는 예를 도시한 것이다. 도장기는 제17b도의 전계커어튼장치(75)의 전극 배치면(71)이 내측으로 향한 수직벽(117, 117)과 그 하부의 경사벽(119, 120)에 의하여 구성되고, 그 각각이 삼상 교류고압전원(70)에 의하여 코로나 개시전압(Vc)보다 높은 삼상 교류고압전원이 공급되며, 전원(70)의 중심점은 직류고압전원(30)에 의하여 대지(大地)에 부(負)의 직류고전압이 가하여진다. 그리고나서, 접지된 상부의 레일(rail : 121)에 매달린 파도장물체(122)를 도장기 내부에 도입함과 아울러, 하측단으로부터 파이프(123)와 T자형 입구(124)를 거쳐 분체를 도장기내로 도입한다. 분체는 불평등진행파전계의 작용으로 경사벽(119, 120)을 따라 도장기내의 상측방향으로 운반되고, 다시 수직벽(117, 118)을 따라 상승됨과 동시에, 직류전계의 작용에 의해 경사벽(119, 120), 수직벽(117, 118)의 내부표면에 생기는 플라즈마로부터 피도장물체(122)에로 흐르는 부이온의 포격때문에 부로 대전되고, 직류전계의 작용에 의하여 접지된 피도장물체(122)의 표면으로 구동되어 그 위에 도장된다. 도장되지 아니한 분체는 하측방향으로 낙하한 다음에 다시 먼저와 같이 상측방향으로 운반되어 도장조작을 받게된다. 도장이 끝나면 피도장물체(122)를 노(爐에 넣어 가열함으로써 그 표면위에 도장막이 형성된다.

제27도는 제15도 및 제16도에 도시된 본 발명에 따른 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(69)를 분체 도장용 부우스(126)의 내측벽 전체에 걸쳐 깔아놓고, 부우스 내측벽에 부착되어 퇴적된 분체입자를 떨어뜨려서 회수조(槽)로 수송하여 회수하는데 이용하는 응용예를 도시한 것이다. 도면에서, 도면번호(127-138)는 부우스(126)의 내측벽에 깔려있는 상기 장치로서, 스위치(139)를 넣으면 삼상 교류고압전원(70)에 접속되어 화살표(140-145)가 가리키는 방향으로 진행하는 불평등진행파전계가 생기도록 되어 있다. 이때, 도장용건(gun ; 146)에서 접지피도장물(122)로 공급되는 도장용대전 분체의 미부착분량이 내벽에 부착되어 퇴적되는 분체층(147-150)일체는 상기 불평등진행파전계의 작용에 의하여 떨어져서 결렬하게 반발된 다음에, 하측방향으로 수송되어 하부 트로프(trough)위에 깔려있는 수평수송용의 상기 전계 커어튼장치(151)위에 수집된다. 그 다음에, 스위치(152)를 넣으면 수평 불평등진행파전계가 지면과 수직방향으로 생기며, 그 작용에 의하여 전계커어튼장치(151)상에 있는 분체입자가 운반되어 출구(153)로부터 회수조내로 회수된다.

제28도는 제15도 및 제16도에 도시된 본 발명에 따른 삼상접촉형 전계 커어튼장치(69)를 사용하여 서로 다른 세가지 성분으로 구성되어 있는 분립체 상태를 각 성분으로 분별하는 전기역학적인 분별기를 구성하는 응응예를 도시한 것이다. 도면에서, 도면번호(153)는 제15도 및 제16도에 도시된 장치(69)로서, 앞쪽이 아래로 향하도록 경사지고, 삼상전극군은 점선으로 도시된 바와 같이, 도면번호(153)의 경사방향과 동일한 방향으로 배열되어 있으며, 터어미널 도체부(66, 67, 68)에 의하여 삼상 교류고압전원(70)으로부터 발생되는 u상, v상 및 w상의 삼상 교류고전압의 상(相)전압이 도시된 상의 순서로 가하여진다.

이때, 앞서 기술한 바와 같이, 불평등진행파전계가 도면번호(153)의 표면을 따라 우측방향으로 진행하는 것처럼, 이러한 전계는 우측방향으로 회전하는 진행파(제 1모우드), 좌측방향으로 회전하는 진행파(제 2모우드), 그 다음의 우측방향으로 회전하는 진행파(제 3모우드)등 좌우로 회전하는 무수한 진행파로 분해할 수 있다. 그리하여, 대전입자 가운데 그 입자의 직경이, 질량 및 부하량에 의해 정해지는 특성중 어느 진행파에도 실릴 수 없는 것은 진행하지 아니한채 회전운동을 하고, 제 1모우드의 진행파에 실리는 것은 오른쪽으로 운반되며, 제 2모우드의 진행파에 실리는 것은 왼쪽으로 운반되며, 이하 마찬가지이다. 여기에서, 호퍼(113)로부터 위에서 말한 세종류의 분체에 속하는 세가지의 다른 분체 화합물을 공급관(114)을 통하여 상기 장치(153)의 중앙상측부에서 떨어뜨려서 공급하면, 제 1종류의 입자는 그대로 장치(153)의 경사면으로 낙하하여 호퍼(155)에 수집된다. 또한, 제 2종류에 속하는 것은 낙하도중에 우측방향으로 운반되어 우측 슈우트(chute ; 156)로 들어가고, 제 3종류에 속하는 것은 낙하도중에 왼쪽으로 운반되어 좌측 슈우트(157)로 들어간다. 이리하여, 세가지 종류의 분체는 완전히 전기역학적인 조작만으로 상기 종류의 성분이 각각 나누어진다.

제29도는 제15도에 도시된 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(69)에 있어서, 분립체와 액체의 수송과정에서 이를 단극성으로 대전시켜 그 수송효과를 상승시키게 한 것이다. 전계커어튼장치(69)의 삼상전극(57, 58, 59, …)을, 도면에 도시된 바와 같이 둘씩 나누어(57a, 57b), (58a, 58b), (59a, 59), …으로 하고, 각 상(相)전극(a, b)사이에 고저항(158, 159, 160)을 삽입하여 이들을 접속시킨 다음에, 단자(66, 67, 68)를 거쳐 삼상 교류 고압전원(70)에 접속시킴으로써 삼상전극군(57a-57b, 58a -58b, 59a-59b, …)에 상전압(u, v, w) 이 공급되어, 그 표면(71)상측에 화살표(72)방향으로 진행하는 불평등진행파전계가 형성되고, 이어서 고압펄스전원(161)으로부터 각 상의 전극전위가 서로 인접한 상전극전위 쌍방에 부(負) 또는 정(正)으로 되는 기간에 그 전극(a, b)사이에는 고전압 펄스가 가해지며 그 전극상측의 가스공간에는 무전극 펄스 코로나방전이 생겨서 플라즈마가 생기는데, 이러한 플라즈마로부터 부 또는 정의 단극성 이온이 인접한 전극으로 방출되어 전극 상측의 분립체 입자와 액체에 포격됨으로써 상기 입자들을 부 또는 정으로 대전시킴과 동시에 화살표(72)방향으로 수송하는 것이다. 이러한 예에 의하여, 피수송 물체는 언제나 강력하게 대전되어 보다 효과적으로 수송될 수 있다.

제30도는 제29도에 도시된 전계장치의 변형예로서, 각각의 상전극(57a, -57b, 58a, -58b, 59a, -59b, …)사이에는 표면(71)으로부터 전극상측의 가스공간으로 노출되어있는 접지된 세선(細線) 현상의 코로나방전극(162, 163, 164, …)이 배치되어 있다. 그 결과, 각 상전극(a, b) 사이에 펄스고전압이 가하여질때 보다 강력한 펄스 코로나방전이 생겨서 대전효과가 더욱 향상되고, 이에 따라 수송효과도 매우 높아진다.

제31도는 제1e도, 제1f도 및 제17a도, 제17b도의 전계장치를 분립체의 수송에 사용하는 응용예로서, 직사각형 단면을 갖는 경사진통(165)의 하측면과 상측면에 상기 전계장치(166, 166a, … 및 167, 167a, …)가 설치되어 있으며, 단상 교류고전압전원(168, 169)으로부터 단상교류고전압이 각각 가하여지고, 각 전계장치군의 통 내측에 직면하는 표면상에는 정재파의 불평등 교번 전계가 형성된다. 이때, 좌측상부에 있는 입구(170)로부터 분립체를 공급하면, 분립체가 통속에 도입되는 즉시 전계장치군(166, 166a, …)에 접촉되어 접촉대전되고, 상기 전계의 작용으로 격렬하게 반발되어 부상(浮上)되며, 중력의 작용으로 화살표(171) 방향에 따라 우측의 아랫방향으로 수송되어 출구(172)에서 배출된다. 이러한 경우에, 교류전원(168, 169)의 출력측 중심점이나 출력단자 사이에 직류고압전원(173) 및 교류고압전원(174)을 스위치(175)를 거쳐 삽입하면 상측과 하측의 전계장치군(166, 166a, … 및 167, 167a, …) 사이에 직류고압전계와 교류고압전계가 발생되어 상기 수송작용이 대폭적으로 촉진된다. 이러한 경우에도 상기 전계장치 표면에서 교류전원(168, 169)의 교류 출력전압을 코로나 개시전압(Ve) 이상으로 증가시켜 그 표면에 플라즈마를 형성시키면, 수송작용이 향상된다. 경우에 따라서, 통(165)의 전계장치는 하측면의 전계장치군(166, 166a, …)만으로 설치하고, 상측면의 전계장치(167, 167a, …)와 전원(169, 173, 174)을 생략할 수도 있다.

더우기, 앞에서 기술한 전계장치(제1e도, 제1f도, 제5도, 제6도, 제7도, 제8도, 제11도, 제14도, 제15도, 제16도, 제17a도, 제17b도, 제18도, 제19도, 제20도, 제21도, 제22도, 제25도, 제26도, 제27도, 제28도, 제29도, 제30도, 제31도에 도시된 모든 전계장치를 포함한다)에 있어서, 그 표면상의 가스를 N₂, CO₂, H₂O 또는 연소배기가스등의 불활성가스로 대체하고, 피수송 물체의 점화(點火) 등을 방지하고, 건조 가스를 공급하여 수송효과를 높히며, 전계장치에 적절한 진동기로 기계진동을 가하여 수송효과를 촉진하거나, 또는 전계장치 자체에 작은 구멍을 많이 뚫어서 가스를 이면(裏面)에서 표면(表面)으로 공급하여 반발 및 부상 효과를 유체역학적으로 촉진할 수 있다.

제32도 내지 제37도의 전계장치는 이온원으로서의 전계장치를 도시한 것인데, 이 경우에는 선(線) 형상의 코로나방전극을 파인 세라믹 유전체 표면상에 매우 긴 전송선로를 배치하고, 전송선로의 하측단에 인가 전압의 입력 단자를 부착한 것이다. 이러한 전극구조는 특히, 인가 전압으로로서 펄스이 길이가 1ns-1000ns 정도의 매우 짧은 펄스의 고전압을 사용하는 경우에 적합하며, 이러한 경주에 펄스전압은 진행파로서 입력단으로부터 진행하면서 강력한 펄스 코로나방전을 발생시켜 플라즈마를 형성시킨다. 이와같이 급격히 경사진 펄스 고전압에 의하여 생긴 방전은 특히 화학적인 방전작용이 활발하여 오존발생기나 NOx, SOx의 산화등에 사용하는데 적합하다.

제32도의 실시예에서는 직사각형의 파인 세라믹 유전체 평면판(1) 위에 두개의 기다란 세선형상의 코로나 방전극으로서의 전송선로(이하, 코로나 전송선로라 한다)(176, 177)과 본 발명에 따른 방법으로 평행 또는 완만하게 구부러져 배치되어 있고, 매우 짧은 고압전원(180)으로부터 발생된 매우 짧은 펄스의 고전압의 전송선로의 입력단자(178, 179)를 거쳐 상기 전송선로에 인가된다. 이러한 인가 전압은 진행파전압으로서. 전송선로(176, 177)를 따라 전송선로의 타단(181, 182)으로 진행되는데, 이러한 과정에서 전송선로(176, 177) 사이에 상기 활성 플라즈마가 발생된다. 도면에 도시된 바와같이 상기 타단(181, 182)을 개방하면, 진행파의 전압은 반사되지만, 상기 타단(181, 182) 사이에 전송선로의 서어지 임피이던스(surge impedance)와 동일한 저항을 삽입하면 반사가 정지된다.

제33도는 제32도에 도시된 전계장치의 변형예로서, 전극(176, 177)의 배치를 도면에 도시된 바와같이 서로 교차하는 빗살모양으로한 것이다. 이러한 경우에, 진행파는 화살표(183→184→185, …)와 같이 진행하여 타단(181)으로 이동한다.

제34도는 제1도에서 보여준 기술로 직사각형의 파인 세라믹 유전체판(18)의 내부에 면형상의 유도전극(9)을 매립·배치하여 유전체판(18)의 표면(2) 위에 1개의 기다란 선(線) 형상의 코로나방전극(187)을 지그재그 모양으로 등간격 및 평행하게 구부려뜨림으로써, 상기 코로나방전극(187)과 그 밑에 있는 면형상의 유도전극(9)이 유전체층을 거쳐 전송선로를 형성하는 것으로서, 단자(178, 179) 사이에 상기 매우 짧은 펄스의 고전압을 인가하면, 진행파의 고전압은 화살표(188→189→190, …)와 같이 진행하여 타단(191)으로 이동되고, 이 사이에, 세선형상의 코로나방전극(197)으로부터 유전체 표면(2)을 따라 그 좌우방향으로 코로나방전이 생겨서 앞에서 언급한 바 있는 활성 플라즈마가 형성된다.

제35도는 제34도에 도시된 전계장치의 상측면이 내측이 되도록 길이방향을 축으로 구부려서 원통형상의 전계장치(192)를 형성한 것이며, 제36도는 상측면이 외측이 되도록 상기와 마찬가지로 구부려서 원통형상의 전계장치(193)를 형성한 것으로서, 각 원통 형상의 전계장치의 내측 및 외측에 활성 플라즈마가 형성된다.

제37도는 제36도의 변형예로서 기다란 선상 코로나방전극을 나선형상으로 원통형상의 전계장치(193)의 표면에 배치한 것으로서, 원통형상의 파인 세라믹 전계장치(193)의 내부에 매립한 원통형상의 유도전극과 나선형상 코로나방전극(194)으로 전송선로를 형성하고, 이 사이에 매우짧은 펄스의 고전압을 단자(178, 179) 를 통하여 인가하면, 진행파는 전극(194)을 따라 나선형상으로 이동하여 그 좌우측에 활성 플라즈마를 형성한다. 이러한 경우에는, 전극(194)은, 그린 시이트로 원통을 형성한 다음에, 그 외부면상에 인쇄된다.

제38도는 본 발명에 따른 이온원으로서의 전계장치를 이용하여 보일러 또는 자동차엔진등의 연소배기가스 중 SOx나 NOx를 산화시키거나, 오존을 생성시키는 장치로서, 예를들면, 제1e도, 제1f도, 제17a도, 제17b도, 제32도, 제33도, 제34도등에 예시된 바와같은 전계 커어튼장치이며, 본 실시예에서는 특히 제34도에 도시된 장치로서, 파인 세라믹 유전체판(18)의 양측면에 기다란 세선형상의 코로나방전극(187)이 설치된 다수개의 전계장치(195)를 가스통로(196)내에 가스의 흐름과 나란히 배치하고, 매우 짧은 펄스의 고압전원(180)으로부터 발생된 매우 짧은 펄스의 고전압을 단자(178, 179)를 통하여 각각 전계장치(195)의 세선형상의 코로나방전극(187)과 면형상의 매립 유도전극(9) 사이에 인가함으로써, 모든 전계장치(195)의 양측면에 활성 플라즈마를 형성한다. 이때, SOx나 NOx등의 유해성분을 포함하는 연소배기가스를 선단 입구로부터 화살표(197)의 방향으로 가스통로(196)내로 통과시키면, 상기 플라즈마의 화학적인 방전 작용으로, 습식 처리에 의해 쉽게 제거될 수 있는 SO₃및 NO₂로 산화된다. 또한, 선단에서 약간의 암모니아가스를 첨가하면, 암모니아 가스가 상기 성분과 결합하여 유초안복염의 에어로솔(aerosol)이 생기며, 하부에 전기집진장치등을 설치함으로써 이를 용이하게 수집하여 제거할 수 있다. 각 전계장치(195)의 파인 세라믹 유전체 표면상에 촉매작용을 하는 성분층을 배치하면, NOx와 NH₃를 N₂와 H₂O로 분해할 수도 있으며, 가스로서 건조공기나 산소를 도입하는 경우에는 오존을 생성시킬 수도 있다. 이러한 때에는, 특히 세라믹판내에 매립된 면형상의 유도전극(9)을 속이빈 형태로 형성한 다음에, 이 내부에 공기 또는 물을 통과시켜서 각 전계장치(195)를 냉각시킨다.

제38도의 장치에 있어서는, 판형상의 전계장치(195) 대신에, 제3도. 제4도, 제5도, 제6도, 제35도, 제36도, 제37도등에 예시한 바와같은 원통형상의 전계장치나 기타 임의의 형상으로 된 전계장치를 가스통로(196)로 충전한 다음에 사용할 수 있다.

제39도는 본 발명에 따른 이온원으로서의 전계장치를, 고저항의 분체를 사용하는 유동층(199)내에 여러개 설치하여, 유동에 따른 분체의 강렬한 대전이나 벽면에의 부착을 방지하는 응용예이다. 도면에 있어서, 도면번호(198)는 유동충함체로서 하측방향에 가스유입용간극(199)과 다공판(200)이 있어서, 가스입구(201)로 부터 들어온 가스를 유동층(199)내에 압입시키고, 다공판(200)을 통해 그 상측공간(202)으로 고저항의 분체를 유동화시킨다. 도면번호(203, 203a)는 함체(198)의 내측벽에 부착시킨 제1도에 도시된 이온원으로서의 전계장치이고, 도면번호(204, 204a, …)는 공간(202)의 내부에 수직, 등간격으로 평행하게 부착시킨 제7도의 도면번호(27)로 도시된 양측면에 세선형상의 코로나방전극이 있는 이온원으로서의 전계장치로서, 각 코로나방전극과 매립된 면형상의 사이에 교류고압전원(19)으로부터 교류고전압이 인가됨으로써, 상기 전계장치의 외부표면에 플라즈마가 형성되고, 이것에 의해 공간(202)내의 유동으로 발생된 분체전하가 제전되어, 분체 상호간의 응집이나, 전기력에 의한 함체(198) 내측벽에의 분체부착이 방지된다.

제40도 및 제41도는 본 발명에 따른 이온원으로서의 전계장치를 전기집진장치에 사용하는 응용예이다. 이 목적에 사용하기위해 이온원 전계장치는 앞서 기술한 모든 형식의 전계장치를 이용할 수 있으나, 본 예에서는 제34도에 도시한 전계장치를 사용하는 예를든 것이다.

제40도는 일단식(一段式) 전기집진장치의 가스통로용 덕트(duct)를 떼어내어 도시한 도면으로서, 도면번호(205, 206)는 접지된 평판형상의 집진극이며, 도면번호(207)는 제34도에 기재된 이온원 전계장치로서, 파인 세라믹 유전체판(18)의 양측면에 세선형상의 긴 코로나방전극(187)이 달려있는 것이다. 내부에 매립되는 면형상의 유도전극(9)과 코로나방전극(187)은 각 단자(179, 178)를 거쳐 고저항(208)에 접속되므로 직류적으로는 동일전위이며, 단자(178)가 인덕턴스(209)를 거쳐 부의 직류고압전원(210)에 접속됨으로써, 면형상의 유도전극(9)과 코로나방전극(187)은 접지집진극(205, 206)에 대하여 부의 직류고전압이 인가된다. 도면번호(180)는 펄스 고압전원으로서, 결합 콘덴서(211, 212)를 거쳐 단자(178, 179) 사이에 펄스 고전압을 가하고, 이에 의하여 코로나방전극(187)으로부터 세라믹 유전체(18)의 양측표면을 따라 연면(沿面) 펄스의 코로나방전을 발생시켜서 면형상의 플라즈마 이온원을 형성한다. 이러한 플라즈마 원으로 부터 발생된 부 이온이 코로나방전극(187)과 집진극(205, 206) 사이의 집진공간(213, 214)에 형성되어 있는 직류전계에 의하여 추출되어, 집진극(205, 206)으로 흐른다. 이때 함진(含塵) 가스를 화살표(215) 방향을 따라 이 집진공간(213, 214)내로 도입시키면, 가스중의 더스트(dust) 입자는 상기 부 이온에 의하여 포격되어 강력하게 부로 대전되고, 클롱의 힘에 의하여 즉시 집진극(205, 206) 표면에 분리·수집된다. 이와같이 청정화된 가스는 화살표(216)방향으로 외부에 방출된다. 집진극(205, 206)에 부착·퇴적하는 더스트는 이를 떨구어냄으로써 도면에는 도시되지않은 하부 호퍼로 박리(剝離)되어 떨어진다. 인덕턴스(209)는 펄스 전압이 부의 직류고압전원(210)으로 침입하는 것을 방지한다.

제41도는 이단식 전기집진장치의 가스통로용 덕트(duct)를 떼어내어 도시한 도면으로, 도면번호(217)는 제40도와 아주 동일한 구조를 가지며 가스유통 방향의 길이가 짧은 대전부분인데, 화살표(215) 방향으로 진입되는 함진 가스중의 더스트 입자를 부극성으로 대전시킨다. 도면번호(218)는 평행하며 평탄한 전극군(219, 220, 221, 222, 223, …)으로 구성된 수집부로서, 전극(219, 221, …)은 하나씩 걸러서 접지되고, 그 중간의 전극(220, 222, …)은 절연되어 있으며, 직류고압전원(214)에 의해 부의 직류고전압이 가하여진다. 따라서, 접지전극(219, 221, …)과 고압전극군(220, 222, …)사이의 집진공간에는 직류평등전계가 형성되고, 대전부분(217)에서 부로 대전된 더스트 입자가 가스속에 떠서 진입되면, 즉시 정(正) 극성인 접지된 전극군(219, 221, …) 위에 분리·수집된다. 깨끗하게된 가스는 화살표(216) 방향으로 외부에 방출된다.

제40도 및 제41도의 응용예에서, 본 발명에 따른 의한 파인 세라믹 유전체를 이온원으로 사용한 전계장치를 이용함으로써 면형상의 이온원이 구성되기 때문에, 종래의 세선형상의 코로나방전극을 사용한 경우보다도, 대전효율을 대폭적으로 향상시키고, 그결과 집진율도 상승시킬 수 있다.

본 발명의 각종 전계장치에 다수의 작은 구멍을 뚫고, 이 작은 구멍을 통하여 후면에서 표면으로 공기, 가스 또는 액체를 공급함으로써, 분체등의 표면에의 부착을 방지하거나, 반발, 부상(浮上), 수송등의 전기 역학적인 처리효과를 도모하고, 이 전계장치의 반응을 촉진시키는데 사용할때, 작은 구멍이 대상가스의 도입구로 이용되거나, 작은 구멍 자체의 내부에서 방전시켜 그 특수한 효과를 이용하거나, 작은 구멍을 통하여 방전영역에 불활성가스를 공급하여 방전에 의한 점화 및 폭발을 방지하는 등, 여러가지로 이용할 수 있는데, 상기 작은 구멍도 본 발명의 중요한 일부를 형성한다.

제42도는 본 발명에 따른 상기와 같은 다공성 전계장치의 일례를 보여주는 것으로, 제1a도 내지 제1f도의 장치에 대한 적용예이며, 제42a도는 그 일부의 단면을 도시한 사시도이고, 제42b도는 그 작은 구멍부분의 상세도이다 즉, 제1a도 내지 제1f도에 도시된 장치의 상부층(1)의 하측면에 인쇄된 면형상의 유도전극(9)은 상측면에 인쇄되는 세선형상의 코로나방전극(3, 4, 5)의 중간부분에 등간격으로 다수의 작은 구멍을 형성하기 위하여, 그 작은 구멍의 위치의 하측면에 작은 구멍의 직경보다 더 큰 내부직경을 가지는 다수의 원형공백부분(225)을 형성하도록 인쇄하고, 상부층(1)과 하부층(10)을 압착한 후 작은 구멍군(226)을 펀칭(punching)한 다음에 소성한다. 따라서, 이와같은 작은 구멍군(226)을 통하여 하측방향으로부터 공기 또는 가스를, 화살표(227) 방향으로 공급하여 코로나방전극(3, 4, 5, …)에서 플라즈마를 형성시키는 동안에, 압착소성된 세라믹 유전체판(18)의 상측면(2)에 상기 공기 또는 가스를 방출하게하여 앞에서 기술한 여러가지 효과를 달성할 수 있다. 작은 구멍군(226)은 코로나방전극(3, 4, 5, …)의 내부에도 설치할 수 있다. 어느 경우에도, 유도전극(9)에는 작은 구멍(226)의 직경보다도 큰 직경의 공백부분을 그 주위에 설치하여 작은 구멍내에 유도전극(9)이 노출되는 것을 방지하고, 이것에 의하여 유도전극(9)과 전극(3, 4, 5) 사이에 불꽃이 발생되는 것을 방지한다.

제43도는 제16도에 도시된 일상 노출형의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치에 다수의 작은 구멍을 뚫어서 이를 에어슬라이드(air slide) 수송기로 구성한 것이다. 도면에 있어서, 도면번호(69)는 일상 노출형의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치로서, 삼상 교류고압전원(70)으로부터 터어미널 도체부(66, 67, 68)를 거쳐 전극(53, 54, 55, 53a, 54a, 55a)에 삼상 교류고압전원을 가함에 따라 그 표면상에, 화살표(228) 방향으로 진행하는 불평등진행파전계가 형성된다. 도면번호(226)는 전계커어튼장치(69)의 전극군 사이에 설치된 다수의 작은 구멍인데, 입구(230)를 통해 이 작은 구멍(226)의 하측방향에 설치된 공기실(229)에 공기를 넣으면 상기 작은 구멍(226)을 거쳐 장치(69)의 상측방향으로 공기가 방출된다. 이때, 전계커어튼장치(69)를 통(231) 속의 하측면에 부착시키고, 좌측상부의 입구(232)에서 분체를 떨어뜨려 공급하면, 이 분체는 즉시 전계커어튼장치(69)의 상측면과 접촉한 다음에 대전되어 반발되고, 상기 불평등진행파 전계의 작용과 상기 방출 공기의 작용으로 부상되는 한편, 불평등진행파전계의 작용으로 화살표(228) 방향으로 수송되어 출구(233)에서 방출된다. 이러한 경우에, 방출공기의 작용으로 부상력과 수송용량이 크게 증가된다. 일반적으로, 에어슬라이드 수송기는 경사가 져서 중력작용에 의하여 경사진 하측방향으로만 수송할 수 있으나, 본 장치에서는 수평수송은 물론, 경사진 상측방향으로의 수송도 가능하다. 또한, 입구(232)내에 적당한 예비대전장치를 설치하여 도입된 분체를 미리 대전시키면, 분체를 전계커어튼장치(69)와 접촉시켜 대전시킬 필요가 없으며, 부착성이 강한 분체나 습윤(濕潤) 분체라도 완전히 비접촉상태로 수송할 수 있다.

제44도는 제42도에 도시된 장치의 변형예로서, 작은 구멍 대신에 다수의 슬릿(slit)을 만들어 놓은 것이다. 이 전계장치(234)는 등간격을 갖고 평행하게 배열되는 다수의 모듈(module ; 235)로 구성된다. 이 모듈(235)은 직사각형의 단면을 가지는 기다란 파인 세라믹 유전체(236)로 구성되고, 그 내부에 유도전극(237)과 그 좌우 양측면에 막형상의 전극(238, 239)이 있고, 그 예리한 상측 에지(240, 241)에 코로나방전극이 형성되며, 교류고압전원(19)으로부터 터어미널 도체부(15, 16)를 거쳐 전극(238, 239)과 매립된 유도전극(237)사이에 교류고전압을 가하면, 예리한 상측에지(240, 241)로부터 유전체(236)의 상부표면을 따라 내부로 향하는 연면 교류 코로나방전이 발생되어, 이온원으로서의 플라즈마가 형성된다. 서로 인접하는 모듈(235) 사이의 간격(242)은 공기 또는 가스를 화살표(243) 방향으로 통과시키는 슬릿과 같은 작용을 하여, 본 장치(234)는 제42도의 장치와 동일한 기능을 갖는다.

제45a도는 다공성 전계장치의 다른 구성예로서, 파인 세라믹 유전체판(244)의 표면에 면형상의 전극(245)과 그 내부에 매립되어 있는 면형상의 전극(246)이 있고, 다수의 작은 구멍(226)이 이러한 면형상의 전극(245, 246)과 파인 세라믹 유전체판(244)을 관통하여 뚫려있지만, 이 경우에 작은구멍(226)의 내측벽에는 제45b도에 도시된 바와같이, 전극(245, 246)의 관통주변부분(247, 248)이 노출되어 있고, 매우 짧은 펄스의 고압전원(180)으로 부터 터어미널 도체부(15, 16)를 거쳐 두 전극사이에 매우 짧은 펄스 고전압을 가하면, 작은 구멍(226)의 내측벽 표면을 따라 주변부분(247, 248) 사이에 연면방전이 발생하고, 이것이 플라즈마 이온원으로 되어 유전체판(244)의 상측면에 이온을 공급한다. 이러한 경우에, 하측방향으로부터의 공기 또는 가스를 작은 구멍군을 통하여 상측방향으로 공급하면 앞서 기술한 여러가지 효과가 생긴다.

제46도는 제45도의 장치에 있어서, 파인 세라믹 유전체(244)의 하측면에도 면형상의 전극(245a)을 설치 한 것이며, 그 결과 작은 구멍(226)의 내측벽에 있어서의 방전은 주변부분(248)의 상하 두측에서도 발생한다. 그러므로, 작은 구멍군(226)을 통하여 가스를 공급하는 경우에는, 그 방전화학작용이 제45도의 경우보다 배(倍)로 촉진된다. 또한, 작은 구멍(226)을 통하여 대전된 액체를 통과시키는 때에는 그러한 대전이 유효하게 제거된다.

제47도는 제46도의 장치에서 매우 짧은 펄스 전원(180)으로부터 터어미널 도체부(15, 16)를 거쳐 상부의 면형상의 전극(245)과 내부의 매립 전극(246) 사이에 고전압을 가하여 각각의 작은 구멍(226)의 상반부에 플라즈마를 형성시킨후, 직류고압전원(249)으로부터 발생된 직류고전압을 터어미널 도체부(16, 250)를 거쳐 전극(246)과 하부의 면형상의 전극(245a) 사이에 가함으로써, 도면의 경우에 부이온을 선택적으로 하측방향에 공급하는 단극성의 이온 공급원을 구성하는 것으로서, 전자사진의 광전도성이 있는 감광재 표면에 균일하게 정(正) 또는 부(負)의 요구극성의 전하를 공급하는데 이용할 수 있다. 이러한 경우에, 이온전류의 크기는 직류전원(249)의 전압을 변화시킴으로써 자유자재로 조절할 수 있다.

제48도는 제47도의 장치에 있어서, 상측면의 한 면형상의 전극(245) 대신에 각각의 작은 구멍마다 독립된 환형형상의 방전극군(251, 252, 253, …)을 그 내부 주변부분이 작은 구멍 내측벽에 노출되도록 배열한 것으로서, 펄스 전원(257)으로부터 발생된 신호 펄스 고전압을 각 터어미널 도체부(254, 255, 256)를 거쳐 환형형상의 방전극군 각각과 매립된 면형상의 전극(246) 사이에 가하여 작은 구멍 상분부에 플라즈마를 형성시키면, 소정극성의 단극성(본 예에서는 부극성) 이온이 직류전원(249)의 작용으로 하부방향으로 인출되고, 다시 직류전원(258)에 의하여 흡인전위가 부여된 하부방향의 타겟(259)으로 공급된다.여기에서 도면번호(259)를 광전도성 감광재료로 구성되는 회전드럼의 표면이라고 하면, 터어미널 도체부(254, 255, 256, …)에 각 문자에 상응하는 퍽스 신호를 부여함으로써 도면번호(259)의 표면에 점형태의 도트(dot)로 이루어지는 문자(내지 패턴)의 정전잠상(electrostatic latent image)을 형성할 수 있으며, 여기에 토우너를 정전적으로 전위시킨 다음에, 지면상에 전사하여 정착시키면, 전자사진을 구성할 수 있다.

제49도는 제1a도 내지 제1f도에 도시된 본 발명에 따른 전계장치를 종이, 플라스틱 시이트나 기계부품등의 고정 부착에 응용하는 전계부착장치 및 정전척(electrostatic chuck)의 구조를 도시한 것이다 도면에서, 도면번호(18)는 도전성이 매우 강한 파인 세라믹 유전체판으로서, 그 표면에 세선형상의 전극(3, 4, 5, …)과 내부에 매립된 면형상의 유도전극(9)이 있고, 직류전원(30)으로부터 스위치(260)를 거쳐 직류전압이 가하여진다. 이 우측표면상에 종이, 시이트, 기계부품등의 물체(261)를 부착하면 전극(3, 4, 5)에서 주입되는 부전하가 그 물체(261)의 유전체판(18)에 직면하는 표면상에 나타나서, 정 극성으로 있는 유도전극에 의하여 흡인되어 도면번호(18) 표면상에 단단하게 고정된다. 이때, 스위치(260)를 접지측으로 돌리면 물체(261)는 즉시 흡인력을 잃고 떨어지게 된다.

제50도는 제49도에 도시된 전계부착장치(18) 위에 종이 또는 플라스틱의 시이트 모재를 부착하여 고정시킨 다음에, 접지된 자석(262)으로 착색(着色) 토우너를 부착시키는 철분을 흡인하여 자기솔(magnetic brush ; 263)을 형성하고, 시이트 모재(261) 위에 그림을 그리거나 글씨를 쓰면, 접촉대전으로 인해 철분에 부착하여 있던 착색 토우너 입자가 면형상의 전극(9)에 의한 흡인력으로 시이트 모재(261) 위에 흡인되어 전사된다. 이것을 떼어낸 다음에, 토우너를 적외선 조사(照射)등의 방법으로 가열하면 물체(261) 위의 그림이나 글씨가 고정되어 정착된다. 이와같은 정전적 이미지 제작은 세라믹 유전체판(18) 위에 있는 세선형상의 전극(3, 4, 5)을 제거하더라도 동일하게 행할 수 있는데, 이를 도면으로 도시하면 제51도와 같다. 또한, 자기솔(263)을 사용하지 아니하고 제52도에 도시된 바와같이, 접지된 금속펜(264)으로 시이트 모재(261) 위에 그림을 그리거나 문자를 쓰면, 시이트 모재(261) 위에는 금속펜(264)으로 부터, 이러한 경우에는 부 전하가 주입되어서, 그림 또는 문자의 정전잠상이 생기기 때문에, 시이트 모재(261)를 제거한 다음, 그 위를 토우너가 부착된 자기솔로 소인(掃引)하면, 토우너가 정전잠상 위에 전사되어 현상될 수 있으며, 이를 열정착시키면 고정된 화상 또는 문자가 시이트 모재(261) 위에 생긴다.

본 발명에 따라 파인 세라믹을 사용한 전계장치의 여러가지 응용에 있어서는, 이를 가열하면서 사용하는 경우가 적지 아니하다. 예를들면, 제22도에 도시된 액체의 수송장치에서는 점도가 높은 액체를 수송할 때, 원통형상의 삼상 접촉형 전계 커어튼장치(96)를 가열하면 액체의 점도가 떨어져서 수송이 용이하게 된다. 이와같은 경우에는 별개의 직류 또는 교류전원에 의하거나 전자(電磁) 유도를 이용하여 전계형성용 전극에 가열전류를 흘려서 주올열에 의하여 전극에 열을 발생시키면 되는데, 이것도 본 발명의 중요한 일부를 형성한다.

특히, 제22도의 경우에, 도면번호(96)는 제19도의 장치(96)로 구성되지만, 이때에는 원통 형상의 전계장치(96)의 외부주변에 코일을 감고, 여기에 고주파 교류전류를 흘리면, 전자유도작용으로 원통형상의 전계장치(96)내에 매립된 환형형상의 전극(97, 98, 99, 97a, 98b, 99c, …)에 고주파 교류전류가 흘러서 쉽게 가열할 수 있다.

Claims (7)

1. 파인 세라믹으로 형성된 유전체에 면(面)형상의 전극과 선(線)형상의 전극을 일체적으로 설치한 전계 장치의 플라즈마 발생면을 피처리 물체로 향하도록 설치하고, 상기 면형상 전극과 선형상의 전극(3) 사이에 고주파 교류전원을 접속하여서된 물체의 정전적 처리장치.
2. 파인 세라믹으로 형성된 유전체에 다수의 선형상 전극을 매립하고, 상기 다수의 선형상의 전극을 각각 2개씩 걸러서 결합하여 삼상 전극군을 구성하여서된 전계장치의 진행파 불평등 전계형성면을 피처리 물체로 향하도록 설치하며, 각기 삼상 전극군에 삼상 교류 고압전원(84, 85)를 각기 접속하여서된 물체의 정전적 처리 장치.
3. 파인 세라믹으로 형성된 유전체에 다수의 선형상의 전극(73, 73a, 73b, 74, 74a, 74b)들을 평행하게 설치하고, 상기 다수의 선형상의 전극을 각각 1개씩 걸러서 결합하여 단상 전극군을 구성하여서된 전계장치의 정재파(定在波) 불평등 전계형성면을 피처리 물체로 향하도록 설치하며, 각 단상전극군에 단상 교류 고압전원(78)을 접속하여서된 물체의 정전적 처리장치.
4. 파인 세라믹으로 형성된 유전체에 면형상의 전극과 선형상 전극을 각각 일체적으로 설치한 전계장치의 플라즈마 발생면을 피처리 물체로 향하도록 설치하고, 상기 면형상의 전극과 선형상전극들 사이에 펄스 폭이 1ns-1000ns인 펄스 고압전원(180)을 접속하여서된 물체의 정전적 처리장치.
5. 파인 세라믹으로 판형상으로 형성된 유전체의 표면(表面)과 이면(裏面)의 양면 및 그 내부에 각각 면형상의 상부전극(245), 면형상의 하부전극(245a) 및 면형상의 내부전극(246)을 서로 평행하게 설치하고, 상기 표면과 이면의 양면을 관통하는 다수의 작은 구멍(226)을 뚫어서된 전계장치의 면형상의 상부전극(245)과 면형상의 내부전극(246) 사이에는 펄스폭이 1ns-1000ns인 펄스 고압전원(180)을 접속하며, 상기 면형상의 내부전극(246)과 면형상의 하부전극(245a) 사이에는 직류고압 전원(246)을 접속하고, 상기 작은 구멍(226)의 상반부에 플라즈마 형성면을 구성하며, 상기 면형상의 하부전극(245a)의 하측면을 전자사진의 광도전성을 갖는 감광재 표면에 향하도록 구성한 물체의 정전적 처리장치.
6. 파인 세라믹으로 판형상으로 형성된 유전체의 내부 및 하부에 각각 면형상의 내부전극(246) 및 면형상 하부전극(245a)을 각각 일체적으로 설치하고, 상기 유전체 및 각각의 면형상의 전극에 다수의 작은 구멍(226)을 뚫어놓으며, 각각의 작은 구멍에서의 내부전극(246)의 상측방향으로 각기 환형(環形) 형상의 전극(252, 252, 253)을, 그 일부분이 상기 작은 구멍(226)의 내측면에 노출되도록 설치하고, 각 환형형상의 전극과 면형상의 내부전극 사이에 펄스전원(257)을 접속하며, 내부전극과 하부전극 사이에 직류전원(249)을 접속하고, 상기 작은 구멍(226)의 내측벽면의 상반부에 플라즈마 형성면을 구성하며, 상기 면형상의 하부전극(245a)의 하측면을 광전도성 감광재료로된 회전드럼의 표면으로 향하도록 구성한 물체의 정전적 처리장치.
7. 파인 세라믹으로 판형상으로 형성된 유전체의 내부에는 면형상의 전극(9)을, 그 표면에는 선형상의 전극(3, 4, 5)을 각각 일체적으로 설치한 전계장치(18)의 면형상의 전극(9)이 직류고압 전원(30)과 스위치(260)를 거쳐 접속되며, 상기 스위치(260)를 거쳐 접지되고, 상기 전계장치(18)의 플라즈마 발생면이 정전척(electrostatic chuck) 작용을 받는 물체(261)로 향하도록 구성한 물체의 정전적 처리장치.