KR101066018B1 - 전극봉 절연 고정구조가 구비된 전기집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 소각로, 화력발전소 및 자동차 등에서 배출되는 배출가스 중 포함되어 있는 미세입자에 방전을 통하여 양이온 또는 음 이온을 공급하여 하전시켜 집진하는 전기집진장치에 관한 것으로, 상세하게는 고전압이 인가되는 전극봉과 배출가스가 유입되는 유로 사이에 오염먼지에 의하여 절연이 파괴되는 것을 공기를 분사하여 절연파괴를 방지하며, 고온으로 인한 전극봉의 파손과 방전 효율의 저하를 방지할 수 있는 전극봉 절연 고정구조를 구비한다.

이러한 본 발명의 전극봉 절연 고정구조가 구비된 전기집진장치는, 다량의 양이온 또는 음이온이 발생하도록 고전압을 인가하여 방전을 유도하고, 상기 발생된 이온을 이용하여 배출가스 내의 미세입자를 하전시켜 집진하는 장치로서, 냉각용 공기 또는 냉각 가스가 공급되는 냉각홀이 구비되는 전극 봉은 배출가스의 유동과 수직으로 설치되되, 상기 전극봉의 일단은, 공기를 분사하는 제1 슬릿이 구비된 절연재질의 절연 고정장치에 의해 유로관의 일측에 고정설치되고, 타단은 냉각홀로 공급되는 냉각용 공기 또는 가스가 분사되는 제2 슬릿이 구비된 절연 고정구에 고정된다.

상기 절연 고정장치는 전극봉을 중심으로 하는 동심원 형상으로 형성되어 공기를 분사하는 다수의 제1 슬릿을 포함하되, 상기 다수의 제1 슬릿 중 하나는 전극봉이 관통되어 설치되는 관통홀의 내주면과 전극봉의 외주면 사이에 형성되어 공기를 분사하도록 이루어진다.

상기 절연 고정구는 절연재질로 형성되며, 전극봉의 끝단이 삽입되어 고정되는 고정삽입홀이 형성되되, 상기 고정삽입홀로 삽입되어 끝단이 고정되는 전극봉과 고정삽입홀 사이에는 전극봉의 냉각홀로 공급되는 냉각용 공기 또는 냉각가스가 분사되는 제2 슬릿이 형성되도록 이루어진다.

자동차, 배출가스, 전기집진처리장치, 방전, 절연, 통전, 냉각

Description

전극봉 절연 고정구조가 구비된 전기집진장치{Electrostatic precipitator with structure for insulating and fixing electrode rod}

본 발명은 소각로, 화력발전소 및 자동차 등에서 배출되는 배출가스 중 포함되어 있는 미세입자(오염먼지)의 집진효율을 높이기 위하여 방전을 통하여 양이온또는 음 이온을 공급하여 미세입자(오염먼지)를 하전시켜 집진하는 전기집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기집진기는 석탄을 연료로 사용하는 화력발전소, 소각로, 자동차 등에서 배출되는 분진 등 입자상태의 오염먼지를 포함하는 연소가스를 유입 받아 고전압을 이용하여 전극봉(방전극)으로 전계를 형성시켜 대전시키는 하전작용을 수행하며, 이 대전된 입자상태의 오염먼지를 포함하는 연소가스를 전극봉(방전극)과 상반된 극성을 가지고 있는 집진판에서 포집하여 제거하는 기본적인 구조로 되어 있으면형성시연소 후 전기 집진기 내로 유입되는 연소가스(분진함유)를 유도하는 덕트로 유입되는 입자에 전기를 띠게 하는 전극봉(방전극) 및 고전압 발생장치, 대전된 입자를 포집하는 집진부 등으로 구성된다.

본 발명의 종래 기술로써 화력발전소, 소각로 및 자동차 등에서 사용되는 전 기집진기에 대하여 간략하게 설명하면, 도 1과 도 2와 같이 분진이 함유된 연소가스를 유입 받아 여기에 포함된 입자상태의 분진을 포집하는 유로(1)가 기본적으로 구비되어 있으며, 상기 유로(1)의 일측에는 입자상태의 분진이 다수 포함되어 있는 가스를 유입받는 유입구가 형성된다. 상기 유입구의 타측 방향에는 입자상태의 분진이 제거된 가스를 외부로 배출하는 배출구가 유입구의 반대방향에 형성되며, 상기 유로(1)의 일측에는 고전압인가장치(4)와 전기적으로 연결된 전극봉(2)이 절연 고정장치(3)에 의하여 유로(1)와 절연이 유지되게 설치되고, 상기 전극봉(2)은 유로(1) 내측에 다수개의 방전핀(2a)이 위치하도록 형성되며, 상기 유로(1)는 전극봉(2)과 반대 극성을 가지도록 접지(그라운드)되며, 유로(1) 내측 또는 유로(1)의 후방에 하전된 오염먼지를 집진하는 집진판이 설치된다.

이러한 전기집진기는 유로(1)와 전극봉(2) 사이에는 절연상태를 유지하여야만 고전압을 전극봉(2)에 인가할 경우 정상적인 코로나 방전이 발생하게 된다.

그러나 도 1과 같이 유로(1)의 일측에 중앙부분에 전극봉(2)이 설치되는 절연재질의 절연 고정장치(3)를 사용할 경우 장시간 사용하게 되면 오염먼지(미세입자)가 유로(1)와 전극봉(2) 및 절연 고정장치(3)에 부착되어 오염먼지(미세입자)에 의하여 절연이 파괴되어 도 15에 나타난 그래프와 같이 이상 코로나 방전이 발생하여 집진효율이 급격하게 감소되는 문제점이 발생한다.

이러한 단점을 해결하고자 도 2와 같이 절연 고정장치(3)에 요입부(3a)를 형성하여 오염먼지(미세입자)가 부착되어 절연을 파괴하는 것을 방지하고자 하였다.

그러나, 최근에 많이 사용되는 순산소 화력발전소 및 자동차 등에서 연소효 율 높이고 유해배출물을 저감시키기 위한 FGR(Flue Gas Reciculatioin), EGR(Exhaust Gas Reciculatioin) 등과 같이 배기(배출)가스 일부를 재순환하여 연소시키는 시스템에서는 배출되는 배출가스 내 오염먼지(미세입자, 분진) 농도가 매우 높고, 배기가스 온도 또한 기존 연소에 비하여 상당히 높아, 절연 고정장치(3)에 형성되는 요입부(3a)에 의한 절연유지가 잘 유지되지 않는 단점이 있다.

또한, 배압이 발생할 경우에는 다량의 오염먼지가 요입부(3a)로 유입되고, 유입된 오염먼지는 도 2와 같이 요입부(3a) 내부에 부착되어 절연상태를 파괴하게 된다.

또한, 배기가스의 온도가 높아 전극(방전)봉이 유입되는 배기(배출)가스의 고온과 흐름에 의하여 변형이 발생하고, 고온으로 가열된 전극봉에 의하여 정상적인 코로나 방전이 발생하지 않는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명의 목적은 오염먼지(미세입자, 분진 등)의 농도가 높은 배출가스에서도 유로와 전극봉 사이에 절연이 유지되어 정상적인 코로나 방전이 발생하도록 하고, 전극봉의 양단부를 고정 또는 지지하여 고온과 배출가스의 흐름으로 인한 변형을 방지하고, 전극봉을 냉각시켜 고온으로 인한 변형과 코로나 방전의 불안정을 해결하는 전기집진장치를 제공하고자 한다.

위와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명인 전극봉 절연 고정구조가 구비된 전기집진장치는 배출가스의 유동 방향에 대하여 수직으로 설치되되, 냉각용 공기 또는 냉각 가스가 공급되는 냉각홀(24)이 내부에 구비된 전극봉(20); 상기 전극봉(20)의 일단을 유로관(10)의 일측에 고정설치하며, 공기를 분사하는 적어도 하나의 제1 슬릿이 구비된 절연재질의 절연 고정장치(30); 및 상기 전극봉(20)의 타단을 고정하며, 상기 전극봉(20)의 냉각홀(24)로부터 배출되는 냉각용 공기 또는 가스를 상기 전극봉(20) 방향으로 분사하는 제2 슬릿이 구비된 절연 고정구(50);를 포함한다.

상기 전극봉은 냉각용 공기 또는 냉각 가스가 공급되는 냉각홀이 구비되고, 일단은 유로의 일측에 설치된 공기를 분사하는 제1 슬릿이 구비된 절연재질의 절연 고정장치에 고정설치되고, 타단은 냉각홀로 공급되는 냉각용 공기 또는 가스가 분사되는 제2 슬릿이 구비된 절연 고정구에 고정됨을 특징으로 한다.

상기 절연 고정장치는 공기를 분사하기 위하여 전극봉을 중심으로 하는 동심원 형상으로 형성되는 다수의 제1 슬릿을 포함하되, 상기 다수의 제1 슬릿 중 하나는 전극봉이 관통되어 설치되는 관통홀의 내주면과 전극봉의 외주면 사이에 형성되어 공기를 분사하는 것을 특징으로 한다.

이러한 상기 절연 고정장치는, 상부에 전극봉이 관통되어 설치되는 고정홀과, 상기 고정홀과 연통되며 상기 고정홀과 동심인 원형의 삽입홀과, 상기 삽입홀과 연통되어 공기를 공급하는 공기공급홀을 포함하며, 유로의 일측에 고정설치되는 절연재질인 원통형태의 몸체와; 상기 몸체의 삽입홀에 삽입되고, 전극봉이 관통되는 관통홀이 형성된 절연재질인 원통형태의 삽입부재로 구성되며, 상기 삽입홀의 내주면과 삽입부재의 외주면 사이에 제3슬릿이 형성되고, 상기 관통홀의 내주면과 전극봉의 외주면 사이에 제4슬릿이 형성된다.

상기 몸체의 삽입홀은 삽입부재의 길이보다 깊게 형성되어 요입부가 형성된다.

상기 원통형태의 몸체에 형성된 공기공급홀은 삽입홀의 측면으로 공급되는 1개 또는 다수개로 형성된 제1공기공급홀과, 상기 삽입홀의 상부면으로 공급되는 제2공기공급홀로 이루어지고, 상기 삽입홀은 삽입부재의 지름과 동일한 제1내경부와 삽입부재의 지름보다 큰 제2내경부를 가지며, 상기 삽입부재의 상부에는 관통홀 보다 지름이 큰 확관홀이 형성되고, 상기 확관홀은 제2공기공급홀과 연통된다.

상기 삽입부재의 외주면에는 상기 제1공기공급홀과 연동되는 홈이 형성된다.

상기 제1 슬릿 또는 상기 제2 슬릿의 틈새(θ)는 1~3㎜으로 형성된다.

상기 전극봉은 절연재질의 절연층을 포함한다.

상기 절연 고정구는, 절연재질로 형성되며, 전극봉의 끝단이 삽입되어 고정되는 고정삽입홀이 형성되되, 상기 고정삽입홀로 삽입되어 끝단이 고정되는 전극봉과 고정삽입홀 사이에는 전극봉의 냉각홀로 공급되는 냉각용 공기 또는 냉각가스가 분사되는 제2 슬릿이 형성됨을 특징으로 한다.

상기 절연 고정구의 고정삽입홀은 제2 슬릿이 형성되도록 전극봉의 지름보다 크게 형성되고, 상기 고정삽입홀에는 전극봉의 끝단부를 고정하는 고정구가 설치되고, 상기 전극봉의 끝단부분에는 배출홀이 형성되는 특징으로 이루어져,

상기 절연 고정구의 고정삽입홀에 전극봉은 고정구에 의하여 고정되고, 전극봉의 냉각홀로 공급되는 냉각용 공기 또는 냉각가스는 배출홀로 배출되어 제2 슬릿을 통하여 분사되어 절연을 유지시키는 것을 특징으로 한다.

상기와 같이 이루어진 본 발명인 전극봉 절연 고정구조가 구비된 전기집진장치에서는, 유로의 일측에 절연이 유지되도록 절연 고정장치로 전극봉을 고정 설치하고, 상기 전극봉의 타단은 절연 고정구로 고정하되, 상기 절연 고정장치에는 수㎜의 슬릿을 형성하여 적은 양의 공기의 공급으로도 음속의 공기가 분사(분출)되도록 하여 전극봉 주위에 오염먼지가 쌓이는 것을 방지하여 절연 유지가 지속되도록 하며, 상기 절연 고정구에도 슬릿을 형성하여 전극봉의 냉각을 위하여 공급되는 냉각용 공기를 분사시켜 절연 유지가 지속되도록 한다.

즉, 본 발명의 전기집진장치의 전극봉 절연 고정 구조는 전극봉의 일단(상 부)을 고정하는 절연 고정장치와 타단(하부)을 고정하는 절연 고정구에 각각 형성된 다수개의 슬릿을 통하여 분사되는 공기가 전극봉에 쌓이는 오염먼지(미세입자, 분진)를 제거하고, 절연 고정장치에 형성된 슬릿을 통해 요입부 내주면에 쌓이는 오염먼지(미세입자, 분진)를 제거함으로써, 오염 먼지에 의한 절연 상태 파괴를 억제하여 절연이 신뢰성 있게 유지될 수 있다.

또한, 전극봉의 냉각을 위하여 공급되는 냉각용 공기를 냉각과 동시에 절연을 위하여 사용됨으로써 보다 효율적을 공기를 사용할 수 있으며, 전극봉의 과열을 방지함으로써 변형과 코로나 방전의 불안정성을 해소할 수 있다.

아울러, 전극봉의 양단을 고정하는 구조로 이루어짐으로써 고온과 배출가스의 유속에 의한 전극봉의 휨과 같은 변형을 방지할 수 있다.

이와 같이 신뢰성이 있는 전극봉 절연 고정구조을 제공함으로써 오염먼지(미세입자, 분진)의 농도가 매우 높은 순산소 화력발전소 및 자동차 등에서 연소효율 높이고 유해배출물을 저감시키기 위한 FGR(Flue Gas Reciculatioin), EGR(Exhaust Gas Reciculatioin) 등과 같이 배기가스 일부를 재순환하여 연소시키는 시스템에 신뢰성 있게 사용될 수 있으며, 절연이 파괴되어 통전으로 인한 집진효율이 저하되는 문제점을 해소할 수 있게 된다.

이하, 본 발명을 바람직한 실시예와 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되는 것은 아니다.

도 3과 도 4와 같이 전기집진장치는 크게 배출(배기)가스가 유입되는 유로관(10)과, 상기 유로관(10)의 일측에 설치되는 전극봉(20)과, 상기 유로관(10)과 전극봉(20) 사이를 절연시켜 전극봉(20)의 일단(도면상 상부)을 유로관(10)의 일측에 고정설치하는 절연 고정장치(30)와, 상기 전극봉(20)에 고전압을 인가하는 고전압인가장치(40)와, 상기 전극봉(20)의 타단(도면상 하부)을 유로관(10)과 절연상태가 유지되도록 고정하는 절연 고정구(50)로 구성되며, 도 5와 같이 전극봉(20)은 유로관(10)에 다수개가 설치될 수 있으며, 상기 전극봉(20)은 각각 절연 고정장치(30)와 절연 고정구(50)에 의하여 고정설치된다.

상기 유로관(10)은 일측에 배출가스가 유입되는 유입구와 배출되는 배출구가 형성되며, 양단부에는 연결수단이 형성된다. 상기 연결수단은 보통 플랜지부(11)가 형성되어 볼트와 같은 체결수단에 의하여 배출가스가 이동하는 덕트 또는 배출관에 연결된다.

이러한 유로관(10)은 첨부된 도면과 같이 고전압인가장치(40)의 접지극과 연결되어 전극봉(20)과 반대극성을 띄게 된다.

상기 유로관(10)의 내측에는 코로나 방전을 통하여 하전된 오염먼지(미세입자, 분지)을 집진하는 전극봉(20)과 반대 극성(즉, 하전된 오염먼지와 반대 극성)을 가지는 다수개의 집진판이 설치하여 하전된 오염먼지를 집진하거나, 또는 유로관(10)의 내면이 집진판 역할을 수행할 수 있도록 하고, 상기 유로관(10)의 하측에는 집진된 미세입자를 포집하는 포집부를 형성할 수 있다. 그러나, 보통 유로 관(10)의 후방에 하전된 오염먼지가 유입되게 연통되고 하전된 오염먼지와 반대 극성을 가지는 다수개의 집진판이 설치되는 집진부가 별도로 설치된다.

상기 전극봉(20)의 일단(도면상 상부)은 도 3 내지 도 4와 같이 절연 고정장치(30)의 고정구(22)에 고정설치되고, 타단(도면상 하부)은 절연 고정구(50)에 고정되어 배출가스의 이동방향과 수직되게 설치된다.

이러한 전극봉(20)은 고전압인가장치(40)에 전기적으로 연결되며, 도 14와 같이 다수개의 방전핀(21)을 가지며, 중공관으로 형성되어 냉각용 공기 또는 냉각 가스가 공급되는 냉각홀(24)이 구비되고, 끝단부분에는 냉각홀(24)로 공급되는 냉각용 공기 또는 냉각 가스가 배출되는 1개 또는 다수개의 배출홀(25)이 형성된다.

상기 배출홀(25)은 도 13과 같이 후설되는 절연 고정구(50)의 고정삽입홀(51)에 위치하도록 형성되어 상기 배출홀(25)로 통해 배출되는 냉각용 공기 또는 냉각 가스는 제2 슬릿(52)을 통해 분사배출된다.

이와 같이 이루어진 전극봉(20)은 고전압인가장치(40)로부터 고전압을 인가받아 코로나 방전을 일으켜 다량의 양이온 또는 음이온을 발생시켜 유로관(10)의 유입구로 유입되는 배출가스 내의 오염먼지(미세입자, 분진 등)를 하전시키게 된다.

상기 전극봉(20)은 절연을 위하여 도 11과 도 14와 같이 상부와 하부의 외주면에는 절연재질의 절연층(23, 23')이 형성될 수 있으며, 상기 절연층(23, 23')은 세라믹으로 형성된다.

상기 전극봉(20)에 형성되는 냉각홀(24)에는 냉각용 공기가 공급되어 전극 봉(20)을 냉각시키게 됨으로써 고온의 배출가스 내에서도 사용 가능하고, 고온으로 인한 방전효율의 저하를 방지한다.

상기 전극봉(20)에 형성된 냉각홀(24)로 공급되는 냉각용 공기가 도 13과 같이 후설되는 절연 고정구(50)에 형성된 제2 슬릿(52)을 통해 분사됨에 따라, 전극봉(20)과 절연 고정구(50)는 절연이 유지된다.

상기 절연 고정장치(30)는 도 3 내지 도 5와 같이 전극봉(20)을 유로관(10)에 절연이 유지되게 일단(도면상 상부)을 고정하는 것으로, 도 6과 도 7과 같이 유로관(10)에 고정설치되고, 전극봉(20)이 설치되는 절연재질인 원통형태의 몸체(31)와, 상기 몸체(31)의 내측에 설치되어, 적어도 하나의 제1 슬릿(34, 35)과 요입부(33)를 형성시키는 절연재질인 삽입부재(32)로 구성되며, 상기 몸체(31)와 삽입부재(32)는 보통 합성수지재로 형성된다.

상기 몸체(31)의 상부에는 내측에 나사홈이 형성되고 전극봉(20)이 관통되어 설치되는 고정홀(31d)이 형성되고, 상기 고정홀(31d)과 연통되며 상기 고정홀(31d)과 동심인 원형의 삽입홀(31c)이 형성되고, 측면부에는 상기 삽입홀(31c)과 연통되고 공기를 공급하는 공기공급관과 연결되는 제1공기공급홀(31a) 또는 제2공기공급홀(31b)이 형성된다.

상기 제1공기공급홀(31a)은 몸체(31)의 외주면에 동일한 높이에 방사선 형태로 다수개가 형성될 수 있으며, 후설되는 제3 슬릿(34)에 공기를 공급하도록 연통된다.

상기 제2공기공급홀(31b)은 후설되는 삽입부재(32)의 상부에 공기를 공급하여 제4 슬릿(35)에 공기를 공급하도록 연통된다.

상기 삽입홀(31c)은 삽입부재(32)의 지름과 동일한 제1내경부(31c')와 삽입부재(32)의 지름보다 큰 제2내경부(31c")를 가진다.

상기 삽입부재(32)는 몸체(31)의 삽입홀(31c)에 삽입되어 고정설치되되, 도 7과 같이 하측에 요입부(33)가 형성되도록 형성된다.

이러한 삽입부재(32)는 원통형태로 형성되고, 도 6과 같이 중심선 상에 전극봉(20)이 관통설치되는 관통홀(32a)이 형성되고, 상기 관통홀(32a) 상부에는 관통홀(32a) 보다 (반)지름의 크기가 큰 확관홀(32b)이 형성된다. 상기 확관홀(32b)은 제2공기공급홀(31b)과 연통되어, 상기 제2공기공급홀(31b)로 유입되는 공기가 확관홀(32b)을 통하여 제4 슬릿(35)에 균일하게 공급된다.

또한 도 8과 같이 삽입부재(32)의 외주면의 둘레에는 홈(32c)이 형성되되, 상기 홈(32c)은 제1공기공급홀(31a)과 연동된다. 이는 상기 제1공기공급홀(31a)을 통하여 공급되는 공기가 홈(32c)을 통하여 제3 슬릿(34)에 균일하게 공급된다.

이와 같이 형성된 삽입부재(32)는 도 7과 도 11과 같이 몸체(31)의 삽입홀(31c)에 삽입되어 상기 삽입홀(31c)에 형성된 제2내경부(31c")와 삽입부재(32)의 외부면 사이에 형성되는 틈새(θ)에 의하여 제3 슬릿(34)을 형성하고, 관통홀(32a)과 상기 관통홀(32a)에 삽입되는 전극봉(20)의 외주면 사이에 형성되는 틈새(θ)에 의하여 제4 슬릿(35)을 형성한다.

도 12와 같이 상기 제3 슬릿(34)은 제1공기공급홀(31a)로 공급되는 공기가 음속에 가까운 속도로 분사되는 것으로, 제3 슬릿(34)으로 분사되는 공기는 삽입홀(31c)의 내주면에 쌓이는 오염먼지를 제거한다.

상기 제4 슬릿(35)은 제2공기공급홀(31b)로 공급되는 공기를 확관홀(32b)을 통하여 균일하게 공급하되, 음속에 가까운 속도로 분사하는 것으로, 제4 슬릿(35)으로 분사되는 공기는 전극봉(20)의 외주면에 쌓이는 오염먼지를 제거한다.

상기 제1 슬릿(34, 35)의 틈새(θ)는 보통 1~3㎜ 크기로 형성되며, 제1 슬릿(34, 35)을 통하여 분사되는 공기는 음속 또는 음속에 가까운 속도를 가지도록 한다.

상기 절연 고정구(50)는 절연재질로 형성되어 전극봉(20)의 끝단(도면상 하부)을 유로관(10)에 절연되게 고정하는 것으로, 도 13과 같이 상기 전극봉(20)의 끝단부가 삽입되어 고정되는 고정삽입홀(51)이 형성되고, 상기 고정삽입홀(51)에는 전극봉(20)의 끝단을 고정하는 고정구(53)가 형성된다.

상기 고정삽입홀(51)의 내주면과 전극봉(20)의 외주면 사이에 틈새를 형성시켜 전극봉(20)의 냉각홀(24)을 통하여 공급되는 냉각용 공기 또는 냉각가스가 분사배출되는 제2 슬릿(52)이 형성된다. 즉, 고정삽입홀(51)의 (반)지름의 크기를 전극봉(20)의 지름보다 크게 형성하여 고정삽입홀(51)의 내주면과 전극봉(20)의 외주면 사이에 틈새를 형성시켜 제2 슬릿(52)이 형성된다.

상기 제2 슬릿(52)의 틈새는 보통 1~3㎜ 크기로 형성되며, 상기 제2 슬릿(52)을 통하여 분사되는 공기는 음속 또는 음속에 가까운 속도를 가지도록 한다.

이와 같이 이루어진 절연 고정장치(30)와 절연 고정구(50)에 의하여 양단부가 유로관(10)에 절연이 유지되게 전극봉(20)이 배출(배기)가스의 유동과 수직되게 설치되는 것으로,

도 12와 같이 절연 고정장치(30)에 의하여 제1공기공급홀(31a)로 공급되는 공기가 제3 슬릿(34)을 통하여 분사되어 삽입홀(31c)의 내주면에 쌓이는 오염먼지를 제거하고, 제2공기공급홀(31b)로 공급되는 공기가 제4 슬릿(35)을 통하여 분사되어 전극봉(20)의 외주면에 쌓이는 오염먼지를 제거하며, 제1 슬릿(34, 35)의 틈새에 의하여 유로관(10)과 전극봉(20) 사이에 확실한 절연을 유지할 수 있게 된다.

도 13과 같이 절연 고정구(50)에 의하여 전극봉(20)의 냉각홀(24)로 공급되는 냉각용 공기가 제2 슬릿(52)을 통하여 분사되어 전극봉(20)의 외주면에 쌓이는 오염먼지를 제거하고, 제2 슬릿(52)의 틈새에 의하여 유로관(10)과 전극봉(20) 사이에 확실한 절연을 유지할 수 있게 된다.

이와 같이 전극봉(20)이 절연 고정장치(30)와 절연 고정구(50)에 의하여 양단부가 유로관(10)에 절연이 유지되게 고정되고, 전극봉(20)의 냉각홀(24)을 통하여 공급되는 냉각용 공기에 의하여 전극봉(20)의 가열됨을 방지함으로써 고온과 배출가스의 유동에 의한 전극봉(20)의 휨과 같은 변형을 방지하고, 고온으로 인한 코로나 방전의 불안정성을 개선하고, 오염먼지의 농도가 농후한 배출가스에서도 오염먼지로 인한 통전을 방지하여 신뢰성 있는 코로나 방전을 유도할 수 있게 된다.

상기에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 설명하였지만, 본 발명은 이에 한정되는 것이 아니고 본 발명의 기술 사상 범위 내에서 여러 가지로 변형하여 실시하는 것이 가능하고 이 또한 첨부된 특허 청구 범위에 속하는 것은 당연하다.

도 1은 종래 전기집진장치의 단면도.

도 2는 종래 다른 실시예를 나타낸 전기집진장치의 단면도.

도 3은 본 발명의 실시예를 나타낸 전기집진장치의 단면도.

도 4는 도 3에 도시된 본 발명의 실시예를 나타낸 전기집진장치의 측단면도.

도 5는 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 전기집진장치의 단면도.

도 6은 본 발명인 전기집진장치의 공기를 이용한 절연 고정장치의 분리단면도.

도 7은 본 발명인 전기집진장치의 공기를 이용한 절연 고정장치의 단면도.

도 8은 본 발명의 다른 실시예를 나타낸 공기를 이용한 절연 고정장치의 단면도.

도 9는 도 7에 도시된 절연 고정장치의 저면도.

도 10은 도 7에 도시된 절연 고정장치의 A-A선 단면도.

도 11은 본 발명의 절연 고정장치의 슬릿부분에 대한 상세단면도.

도 12는 본 발명의 절연 고정장치의 작동상태의 단면도.

도 13은 본 발명의 실시예를 나타낸 절연 고정구의 단면도.

도 14는 본 발명의 실시예를 나타낸 전극봉의 정면도.

도 15는 인가전압과 방전전류 사이의 코로나 방전에 대한 그래프로, A는 절연상태의 정상적인 코로나 방전 그래프이고, B는 통전상태의 코로나 방전 그래프이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

1, 10 : 유로　　　　　2, 20 : 전극봉

3, 30 : 절연 고정장치　　　4, 40 : 고전압인가장치

50 : 절연 고정구 1a, 11 : 플랜지　　　　

2a, 21 : 방전핀 22 : 고정구　　　　　

23 : 절연층 24 : 냉각홀　　　　　

31 : 몸체 31a: 제1 공기공급홀 31b : 제2 공기공급홀　　　　

31c : 삽입홀 31d : 고정홀　　　　　

32 : 삽입부재 32a : 관통홀　　　　　

32b : 확관홀 32c : 홈　　　　　

33 : 요입부 34 : 제3 슬릿 35 : 제4 슬릿 52 : 제2 슬릿

Claims (11)

1. 다량의 양이온 또는 음이온이 발생하도록 고전압을 인가하여 방전을 유도하고, 상기 발생된 양이온 또는 음이온을 이용하여 배출가스 내의 미세입자를 하전시켜 집진하는 전기집진장치에 있어서,

   배출가스의 유동 방향에 대하여 수직으로 설치되되, 냉각용 공기 또는 냉각 가스가 공급되는 냉각홀(24)이 내부에 구비된 전극봉(20);

   상기 전극봉(20)의 일단을 유로관(10)의 일측에 고정설치하며, 공기를 분사하는 적어도 하나의 제1 슬릿이 구비된 절연재질의 절연 고정장치(30); 및

   상기 전극봉(20)의 타단을 고정하며, 상기 전극봉(20)의 냉각홀(24)로부터 배출되는 냉각용 공기 또는 가스를 상기 전극봉(20) 방향으로 분사하는 제2 슬릿이 구비된 절연 고정구(50);

   를 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
2. 제1항에 있어서,

   상기 절연 고정장치(30)는 상기 전극봉(20)이 관통되어 설치되는 관통홀(32a)을 구비하고, 상기 제1 슬릿은 상기 관통홀(32a)의 내주면과 상기 전극봉(20)의 외주면 사이에 형성되어 상기 공기를 분사하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
3. 제1항에 있어서,

   상기 절연 고정장치(30)에서, 상기 제1 슬릿은, 공기를 분사하기 위하여 상기 전극봉(20)을 중심으로 하는 동심원 형상으로 다수개 형성되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서,

   상기 절연 고정장치(30)는,

   상부에 전극봉(20)이 관통되어 설치되는 고정홀(31d), 상기 고정홀(31d)과 연통되며 상기 고정홀(31d)과 동심인 원형의 삽입홀(31c)과, 상기 삽입홀(31c)과 연통되어 공기를 공급하는 공기공급홀을 포함하며, 유로관(10)의 일측에 고정설치되는 절연재질인 원통형태의 몸체(31); 및

   상기 몸체(31)의 삽입홀(31c)에 삽입되고, 상기 전극봉(20)이 관통되는 관통홀(32a)이 형성된 절연재질인 원통형태의 삽입부재(32);

   를 포함하며,

   상기 제1 슬릿은

   상기 삽입홀(31c)의 내주면과 삽입부재(32)의 외주면 사이에 형성된 제3 슬릿(34)과 상기 관통홀(32a)의 내주면과 전극봉(20)의 외주면 사이에 형성된 제4 슬릿(35)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
5. 제4항에 있어서,

   상기 몸체(31)의 삽입홀(31c)은 삽입부재(32)의 길이보다 깊게 형성되어 요입부(33)가 형성됨을 특징으로 하는 전기집진장치.
6. 제4항에 있어서,

   상기 원통형태의 몸체(31)에 형성된 공기공급홀은 삽입홀(31c)의 측면으로 공급되는 1개 또는 다수개로 형성된 제1공기공급홀(31a)과, 상기 삽입홀(31c)의 상부면으로 공급되는 제2공기공급홀(31b)로 이루어지고,

   상기 삽입홀(31c)은 삽입부재(32)의 지름과 동일한 제1내경부(31c')와 삽입부재(32)의 지름보다 큰 제2내경부(31c")를 가지며,

   상기 삽입부재(32)의 상부에는 관통홀(32a) 보다 지름이 큰 확관홀(32b)이 형성되고, 상기 확관홀(32b)은 상기 제2공기공급홀(31b)과 연통됨을 특징으로 하는 전기집진장치.
7. 제6항에 있어서,

   성가 삽입부재(32)의 외주면에는 상기 제1공기공급홀(31a)과 연동되는 홈(32c)이 형성됨을 특징으로 하는 전기집진장치.
8. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 제1 슬릿 또는 상기 제2 슬릿의 틈새(θ)는 1~3㎜임을 특징으로 하는 전기집진장치.
9. 제1항 또는 제2항에 있어서,

   상기 전극봉(20)은 절연재질의 절연층(23)을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
10. 제1항 또는 제2항에 있어서,

    상기 절연 고정구(50)는, 절연재질로 형성되며, 상기 전극봉(20)의 끝단이 삽입되어 고정되는 고정삽입홀(51)이 형성되되, 상기 고정삽입홀(51)로 삽입되어 끝단이 고정되는 상기 전극봉(20)과 상기 고정삽입홀(51) 사이에는 상기 전극봉(20)의 상기 냉각홀(24)을 통하여 공급되는 상기 냉각용 공기 또는 가스가 분사되는 상기 제2 슬릿(52)이 형성됨을 특징으로 하는 전기집진장치.
11. 제10항에 있어서,

    상기 절연 고정구(50)의 고정삽입홀(51)은 상기 제2 슬릿(52)이 형성되도록 상기 전극봉(20)의 지름보다 크게 형성되고, 상기 고정삽입홀(51)에는 상기 전극봉(20)의 끝단부를 고정하는 고정구(53)가 설치되고, 상기 전극봉(20)의 끝단부분에는 배출홀(25)이 형성되고,

    상기 절연 고정구(50)의 상기 고정삽입홀(51)에서, 상기 전극봉(20)은 상기 고정구(53)에 의하여 고정되고, 상기 전극봉(20)의 상기 냉각홀(24)로 공급되는 냉각용 공기 또는 가스는 상기 배출홀(25)로 배출되어 상기 제2 슬릿(52)을 통하여 분사되어 절연을 유지시키는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.

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