KR101721925B1 - 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함한 전기 집진기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함하는 전기 집진기에 관한 것으로, 애자 케이스와 볼트 및 너트로 연결 고정할 수 있도록 수직방향의 볼트 홀이 구비되어 있는 원판 형태의 애자 고정부; 상기 애자 고정부에서 상부를 향해 상기 애자 고정부의 지름보다 작은 원기둥 형태로 돌출되며, 상단부에 나사홈이 형성되어 있는 구조를 갖는 애자 상단 돌출부; 상기 애자 고정부에서 하부를 향해 상기 애자 고정부의 지름보다 작은 원기둥 형태로 돌출되며, 원기둥 형태의 내부 공간이 하부를 향해 개방되어 있는 구조를 갖는 애자 하단 돌출부; 및 상기 애자 상단 돌출부의 나사홈과 결합되어 애자 상단 돌출부의 상부면을 덮을 수 있도록 구성되는 애자 캡;을 포함하며, 상기 애자 상단 돌출부 상단 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부의 내부 공간까지 집진전극(+극) 전기가 공급되는 고정축이 통과되는 수직방향의 관통홀이 형성되며, 상기 고정축은 상기 애자 상단 돌출부 바깥에서 고정축 고정볼트로 고정되는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함하는 전기 집진기에 관한 것이다.

Description

전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함한 전기 집진기{ELECTROSTATIC PRECIPITATOR INSULATOR FOR PREVENTING ELECTRIC SHORT AND ELECTROSTATIC PRECIPITATOR CONTAINING THE SAME}

본 발명은 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함한 전기 집진기에 관한 것으로, 보다 상세하게는, 전기 집진기 내에서 전기 집진기 내부 구조물에 누적되는 집진 물질에 의해 전기 쇼트가 발생하는 것을 방지하기 위한 애자 및 상기 애자를 포함한 전기 집진기에 관한 것이다.

전기집진기(ELECTROSTATIC PRECIPITATOR)는 정전력(精電力)을 이용하여 분진 및 mist 등의 입자들을 코로나 방전에 의해 하전시켜, 전계에 의해서 집진전극 표면으로 이동 포진하는 장치로서 중유연소 보일러를 비롯하여 발전소, 시멘트소성로, 유리용해로, 제철제강로, 소각로 등 주로 다량의 분진이 배출되는 곳에 오염물질을 제거하는데 효율적으로 사용되고 있으며, 정전기력에 의해서 포집하기 때문에 기계적인 집진기술에 비해 입경이 10-20㎛보다 작은 입자의 제진에 효과적이다.(기계집진기 효율 85~90[%], 전기집진기 효율 95~98[%])

또한 전기집진기에 있어서 입자의 분리이동속도(Migration Velocity)는 1 마이크론 이하의 미세한 범위에서도 중력 또는 원심력에 의한 침강 속도처럼 급격히 저하하는 것이 아니므로 초미립자에 있어서는 매우 유리한 집진 방식이다. 또 가스의 압력손실도 통상 10~25㎜H_₂O 정도이므로 문제시 되지 않는다. 즉 먼지의 성상에 따른 영향이 적어서 많은 문제가 일어나지 않고 장기간 운전이 가능하다. 이 때문에, 공해방지에서부터 유기물의 회수, 제품의 품질향상, 공기조화 등 환경보전과 공업생산의 분야에서 매우 광범위하게 채용되고 있다.

전기 집진기 종류는 하전방식에 따른 분류로 크게 나누어 고전압 단단(1단) 전기집진기와 저전압 2단 전기집진기로 나눌 수가 있으며, 고전압 단단 전기집진기는 방전극부와 집진전극부가 한 덩어리로 되어 있으며, 발명자의 이름을 따서 코트렐 집진기(Cottrell precipitator)라고 부른다. 이는 다시 건식 전기집진기와 습식 전기집진기로 나누어진다. 상기 고전압 단단 전기집진기는 그 구조가 간단하고 성능이 우수하기 때문에 현재 각종 산업용 플랜트에서 발생되는 액상 및 고상입자의 발생을 방지하는 산업용 방지기계로써 많이 사용되고 있으며, 저전압 2단 전기집진기는 방전극부와 집진전극부가 따로 구성되어 있으며 주로 훈연실, 파이프도장, 아스팔트처리, 공기청정기 등에서 발생되는 오염물질의 포집에 사용된다.

집진기 내에서 작용하는 직류 전압은 수천내지 수만 볼트로 증가되며 방전극의 극성은 보통 코트렐 집진기에서는 부극성, 공기 조화용으로 2단식에서는 오존의 발생을 방지하기 위하여 정극성이 사용된다.

전기집진기에서는 전기력, 관성력, 중력 등의 집진작용이 이용되고 있으나, 중요 작용은 전기력이다. 전기력에 의한 분진포집 원리는 코로나 방전 의 형성 및 분진의 대전, 대전입자의 이동, 집진전극에 포집 등의 기전으로 이루어진다.

전기 집진기의 원리에 대해 보다 상세히 설명하면 코로나 방전에 의해 생긴 전하가 입자에 부착, 대전입자가 되어 정전기력에 의해 반대극성의 전극에 끌려 이동하는 원리를 이용한다.

정전기력에 의한 분진포집 원리는 코로나 방전의 형성 및 분진의 대전, 대전입자의 이동, 집진전극에 포집 등의 기전으로 이루어진다.

도 1은 일반적인 전기 집진기의 원리를 나타낸 것으로서 원통형의 집진전극을 양(+)으로 하고, 원통의 중앙에 매단 방전선에 음(-)의 직류고전압을 가해 놓은 뒤 이 원통 내에 분진을 함유한 가스를 밑에서 보내면 분진이 음으로 대전(帶電)하여 원통의 내면에 부착되고 원통의 상부로 빠지는 가스는 깨끗해진다. 원통에 쌓인 분진은 물로 씻어 내리는 방식을 사용하면 습식(濕式) 집진기라고 하고 원통에 기계적 충격을 주거나 하는 방법으로 제거하는 방식을 사용하면 건식(乾式) 집진기 한다. 가스의 흐름은 수평방향인 것과 수직방향인 것이 있는데, 전자는 대량의 가스 청정(淸淨)에 적합하고 후자는 분진을 효율적으로 모으고, 또 설치 면적이 적다는 이점이 있다.

상기와 같은 전기 집진기는 방전극 또는 집진전극을 전기적으로 외부와 절연시키기 위한 구성으로서 애자를 사용하며, 각종의 분진, 미스트 또는 각종 가스를 함유한 고온/고습의 환경에서 방전극 또는 집진전극 간의 전기 쇼트 현상과 이에 따른 화재 및 폭발을 방지하기 위해 사용된다.

이와 같은 애자는 방전극 또는 집진전극을 전기적으로 절연하여 두 전극사이에 전기가 흐르지 않도록 하여 전기 집진기 내부에서 전기 쇼트 현상이 발생하는 것을 방지하는 역할을 수행한다.

애자 케이스는 고압 절연애자를 포함하는 부분으로서 가스 및 분진에 의한 오염 및 손상방지와 노점 이하에서의 애자절연파괴를 방지하기 위해 애자 외부에 설치되는 애자를 보호하는 것이다.

종래의 전기 집진기에서는 전기 집진기 가동시간이 길어질수록 집진부에서 미처 걸러지지 않은 점성 분진이 상기 애자의 표면에 부착되어, - 또는 + 전기가 흐르고 있는 애자 케이스와 애자에서 빠져나오는 + 또는 - 전기가 흐르는 전극축 사이에 부착된 점성분진층을 통해 순간적으로 전기가 흐르게 되어 전기 쇼트 현상이 발생하는 문제가 있었다. 더욱이 가스로부터 오일류의 분진을 집진하는 전기 집진기나 미세 분진이 포함된 가스를 처리하는 전기 집진기의 경우 상기와 같이 발생되는 전기 쇼트에 스파크로 인해 집진기 내부에서 폭발 사고가 발생할 우려가 있었다.

상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 전기 집진기 내부에서 전기 쇼트 발생을 방지하는 애자 구조와 이와 같은 애자를 포함하며 집진효율을 극대화한 새로운 전기 집진기에 관한 기술을 제시하고자 한다.

다음으로 본 발명의 기술이 속하는 분야에 존재하는 선행기술에 대하여 간략하게 설명하고, 이어서 본 발명이 상기 선행기술에 비하여 차별적으로 이루고자 하는 기술적 사항에 대해 설명하도록 한다.

먼저, 한국등록특허 제10-1239841호(2013.02.27.)는 일체형 백연 및 악취 처리장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 백연, 악취를 포함한 가스를 하부로 도입하여 상부로 배출하는 본체하우징, 본체하우징에 장탈착되며 도입된 가스가 통과하도록 파이프 형태로 된 집진전극, 집진전극에 설치되는 방전극, 방전극에 고전압을 인가하는 고전압파워, 집진전극과 방전극 상부에 설치되어 악취를 제거하도록 활성탄이 층을 이루도록 내장된 활성탄박스를 포함하는 백연 및 악취 처리장치에 있어서; 상기 방전극에 동일방향으로 배열된 다수의 갈고리를 구비하고; 상기 본체하우징에는 애자룸을 구비하되, 상기 애자룸에는 애자가 설치된 상태에서 애자 하부에 구비된 행거바가 애자룸 간을 연결하고, 행거바에는 상기 갈고리 각각이 원터치식으로 결합될 수 있게 대응되는 형태로 다수의 전극걸이가 더 형성된 것을 특징으로 하는 장치에 관한 기술이 기재되어 있다.

또한, 한국실용신안 제1996-020271호(1996.07.18.)는 전기집진기의 방전극 프레임 지지장치에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 방전극 프레임을 지지하는 지지프레임과 연결되는 지지봉의 상단부에 너트로 고정되는 절연애자의 상면으로 추타시의 진동을 흡수하는 충격흡수부재를 설치한 구성으로 지지봉 및 방전극 프레임에 가해지는 충격력을 흡수하는 한편, 좌우유동을 가능하게 되어 방전극 전체의 변형이 최소화됨으로써 집진성능을 항시 일정하게 유지하는 전기집진기에 관한 기술이 기재되어 있다.

또한, 일본등록특허 제4864255호(2011.11.18.)는 전기 집진기의 애자 파손 방지 방법에 관한 것으로, 보다 구체적으로는, 애자의 외면에 열풍을 분사하여 애자 박스 내에 분진이나 미스트가 침입하는 것을 방지함과 동시에 오일 실의 오일이 애자에 부착하는 것을 방지함으로써 애자의 파손을 방지하는 기술이 기재되어 있다.

수직형 전기 집진기의 구조적 특성상 상기 선행기술문헌들의 집진부 및 애자의 구조가 본 발명의 집진부 및 애자와 일부 유사점이 있지만, 상기 선행기술들의 애자 구조로는 애자 표면에 가스 내 오일, 분진 등의 물질이 부착되는 것을 효과적으로 방지할 수 없으며, 실제 시험가동 결과에서도 전기 집진기에 오일성 미스트가 포함된 가스를 주입하면서 수 시간 가동하면 애자 표면에 오일이 축척되어 전기 쇼트가 발생하여 집진기의 가동이 멈추는 것이 관찰되었다.

상기와 같은 실정에 따라 본 발명은 애자 표면의 점성 분진 부착으로 인한 전기 쇼트 발생 문제를 방지할 수 있는 새로운 전기 집진기 애자 및 이를 포함한 전기 집진기를 제시하고자 한다.

본 발명은 상기와 같은 과제를 해결하기 위해 창작된 것으로, 전기 집진기 가동 중 애자 표면에 부착되는 물질에 의해 집진전극과 방전극 간에 전기 쇼트 현상이 발생하는 것을 방지하기 위하 구조를 갖는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 애자 케이스를 제공하고자 하는 데 그 목적이 있다.

또한, 본 발명은 상기와 같은 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자를 포함하는 전기 집진기를 제공하는 데 그 목적이 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자는, 애자를 고정하기 위한 애자 고정부; 상기 애자 고정부에서 상부를 향해 기둥 형태로 돌출되는 애자 상단 돌출부; 상기 애자 고정부에서 하부를 향해 기둥 형태로 돌출되며, 상기 기둥의 내부에는 빈 공간이 형성되고 상기 내부 공간은 하부를 향해 개방되어 있는 구조를 갖는 애자 하단 돌출부; 및 상기 애자 상단 돌출부 상단 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부의 내부 공간까지 전기가 공급되는 고정축이 통과되는 수직방향의 관통홀이 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자는, 상기 애자 하단 돌출부의 하단부가 소정의 길이만큼 애자 고정부 외면 혹은 내면을 향하여 곡선 형태 또는 V 형태가 되도록 말려 올라간 구조를 갖는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 애자 고정부의 하부면에는 상기 관통홀이 형성되어 있는 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부의 내벽을 따라 소정의 각도를 가진 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 애자 상단 돌출부의 상부면을 덮을 수 있도록 구성되는 애자 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 애자 하단 돌출부는, 상기 애자 하단 돌출부의 외벽에 액상으로 부착되어 아래로 흐르는 가스 내 물질이 상기 애자 하단 돌출부의 하단부에 쌓이지 않도록, 곡선 형태 또는 V 형태가 되도록 말려 올라간 애자 하단 돌출부의 하단부에 소정 크기의 구멍이 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 애자 하단 돌출부의 내측면 또는 외측면에는 빗살형, 나선형 또는 수직형의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 애자는 절연물질로 구성되거나 혹은 절연물질로 내외부가 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 애자의 내외부는 발유성 물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 애자 케이스는, 하부면이 개방되어 있는 애자 케이스 몸체; 상기 애자 케이스 몸체 상부를 개폐할 수 있도록 구성되는 애자 케이스 상판; 상기 애자 케이스 몸체 내부 중앙부에 구비되며, 상기 애자가 연결 고정되는 애자 홀더; 및 상기 애자 홀더를 거치 및 고정할 수 있도록 상기 애자 홀더 하부에 형성되어 상기 애자 케이스 몸체 내벽에 고정되어 있는 애자 홀더 거치부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 애자 케이스는, 상기 애자 홀더의 하부면은 개방되어 있고, 상부면은 애자를 얹히고 지지할 수 있도록 상부면의 중앙에는 상기 애자의 하단 돌출부의 단면보다 큰 구멍이 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기는 전술한 특징을 가지는 애자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기는, 집진전극이 공급되는 적어도 하나 이상의 집진축 및 방전극이 공급되며 상기 집진축이 소정의 유격을 두고 관통되는 집진축 관통구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 집진외통을 포함하는 집진부; 및 상단부와 중단부는 상기 애자부 및 집진부가 설치되며 하단부는 상기 집진부에서 흘러내리는 집진물질을 포집할 수 있도록 깔때기 형태를 갖는 전기 집진기 외부 케이스;를 포함하며, 상기 애자 케이스는 전기 집진기 외부 케이스 내부 상단 모서리에 고정되고, 집진부는 상기 외부케이스의 내부 중단부에 위치하며, 상기 애자에 고정되어 있는 상기 고정축의 하부 말단은 집진축 거치바에 고정되고, 상기 집진축 거치바는 2개의 애자에 의해 양단이 고정되는 제1 집진축 거치바와 상기 제1 집진축 거치바에 양단이 고정되는 제2 집진축 거치바로 구성되며, 상기 제2 집진축 거치바의 하부 방향으로 적어도 하나 이상의 집진축이 고정되며, 상기 전기 집진부 외부 케이스에는 가스 주입구와 가스 배출구가 구비된 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 전기 집진기 외부 케이스는, 상기 집진외통 내부로 가열된 열매체가 공급되는 열기 주입구; 및 상기 집진외통 내부로 공급된 열매체를 외부로 배출하는 열기 배출구;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 상기 집진축은 집진 성능을 향상시키기 위하여 원판 형상의 집진판이 상기 집진축을 따라 복수개로 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.

또한, 일 실시예로서, 집진 성능을 향상시키기 위하여 상기 집진판의 원호 가장자리는 톱니바퀴 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의하면 오일미스트 등의 점성이 있는 물질이 포함된 가스를 처리하는 경우에도 애자 표면에 부착되는 가스 내 물질로 인하여 집진전극이 제공되는 고정축과 방전극이 제공되는 전기 집진기 구조물 사이에 전기 쇼트 현상이 발생되는 것을 방지할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 일반적인 전기 집진기의 원리를 설명하기 위한 예시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자의 구조에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자의 구조에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도 및 투시도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스와 애자의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 투시도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스와 애자의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 단면도이다.
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스와 애자의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 평면도이다.
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 외부 구조에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 내부 구조에 대해 설명하기 위한 예시도이다.
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 상부 구조에 대해 설명하기 위한 평면도이다.
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 애자부와 집진부의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이다.
도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 애자부와 집진부의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있도록 본 발명에 따른 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함한 전기 집진기의 바람직한 실시예를 상세히 설명하도록 한다.

본 발명의 각 도면에 있어서, 구조물들의 사이즈나 치수는 본 발명의 명확성을 기하기 위하여 실제보다 확대하거나 축소하여 도시한 것이고, 특징적 구성이 드러나도록 공지의 구성들은 생략하여 도시하였으므로 도면으로 한정하지는 아니한다.

본 발명의 바람직한 실시예에 대한 원리를 상세하게 설명함에 있어 관련된 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략한다.

또한, 본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형 예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자 및 이를 포함한 전기 집진기에 대해 상세하게 설명하도록 한다.

본 발명의 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자는 종래 수직형 전기 집진기에서 발생하던 전기 쇼트 문제를 해결하기 위해 고안된 것으로, 보다 구체적으로는, 종래의 전기 집진기에서는 전기 집진기 가동 중에 전기 집진기 내로 공급되는 가스 내 습기를 함유한 분진, 점성물질 또는 오일성 물질 등의 가스 내 물질들이 집진부에서 미처 다 걸러지지 못하고 애자 표면에 부착될 수 있으며, 이와 같이 애자표면에 부착된 가스 내 물질에 의해 방전극이 제공되는 부분과 집진전극이 흐르는 부분 사이에 순간적으로 전기가 흐르게 되는 전기 쇼트 현상이 발생하는 문제가 있었다.

더욱이 전기 집진기가 오일성 물질을 함유한 가스를 정제하기 위한 것일 경우, 상기와 같은 전기 쇼트에 의해 폭발 또는 화재가 발생하는 우려가 있었다.

이와 같은 문제를 해결하기 위하여 종래의 전기 집진기는 애자가 설치되는 애자부와 집진부가 설치되는 집진부 사이를 판 구조물 등으로 분리하여, 집진부로 공급되는 가스가 애자부로는 오지 못하게 하는 방법을 사용하였다.

그러나 상기와 같이 애자부와 집진부 사이에 별도의 구조물을 설치할 경우 전기 집진기의 구조가 복잡해지고 점검 및 수리 시 시간과 인력이 많이 소모되며, 더욱이 시간이 지남에 따라 판 구조물 등의 틈사이를 통해 애자부로 가스가 새어나갈 경우에는 애자에서 발생하는 전기 쇼트 현상을 방지할 방법이 없었다.

상기 실정에 따라 본 발명은 애자부와 집진부 공간을 따로 분리하지 않더라도 애자 표면에 부착되는 가스 내 물질에 의해 전기 쇼트 현상이 발생하지 않도록 설계되었다.

도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자(100)의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자(100)의 구조에 대해 설명하기 위한 단면도이다.

도 2 내지 도 3에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전기 집진기 애자(100)는 애자 고정부(110), 애자 상단 돌출부(120), 애자 하단 돌출부(130) 및 애자 캡(140)을 포함하여 구성된다.

또한, 상기 애자 상단 돌출부(120) 상단 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부(130)의 내부 공간까지 전기가 공급되는 고정축(10, 도8 참조)이 통과되는 수직방향의 관통홀(150)이 형성되며, 상기 고정축(10)은 상기 애자 상단 돌출부(120) 바깥에서 고정축 고정볼트(3)등의 체결수단으로 고정된다.

본 예시에서는 볼트를 이용하여 체결하였으나, 다른 체결수단을 사용할 수 있음은 물론이다.

상기 애자 고정부(110)는 애자 케이스(200)와 볼트(1) 및 너트(2)(도 8 참조)로 연결 고정할 수 있도록 수직방향의 볼트 홀이 적어도 하나 이상 구비되어 있는 원판 형태를 갖는다.

본 예시에서는 상기 애자 고정부의 형태를 원판형태로 하였으나, 원판형이 아닌 형태도 무방하다.

또한, 상기 애자 상단 돌출부(120)는 상기 애자 고정부(110)에서 상부를 향해 상기 애자 고정부(110)의 지름보다 작은 기둥의 형태로 돌출되어 있는 형태를 갖는다. 상기 기둥의 형태는 원기둥이 바람직하나, 이에 한정되지 않고 다각형 등일 수도 있다. 이와 같이 애자 상단 돌출부(120)가 돌출되어 있는 이유는 애자 상단 돌출부(120) 최상단에 노출되는 고정축(10) 및 고정축 고정볼트(3)와 애자가 고정되는 애자 홀더(211, 도8 참조) 간의 물리적 거리를 최대한 확보하기 위함이다.

이하 더욱 상세하게는, 본 발명의 일실시예의 전기 집진기는 전기 집진기 케이스에 방전극이 제공되고 상기 고정축(10)으로는 집진전극이 제공되는데, 이때 상기 애자는 절연물질로 구성되거나 혹은 절연물질로 내외부가 코팅되어 있기 때문에 전기가 흐르지 않지만 전기 집진기 가동 중에 애자 표면에 부착되는 가스 내 물질에 의해 상기 고정축(10)과 전기 집진기 케이스와 연결되어 있는 애자 홀더(211) 사이에 순간적으로 전기가 흐르는 전기 쇼트 현상이 발생할 수 있다.

상기와 같이 본 발명의 전기 집진기의 일실시예에서는 전기 집진기 케이스에 방전극이 제공되고, 상기 고정축(10)으로는 집진전극이 제공되는 것을 예시하고 있으나, 전기 집진기 케이스가 집진전극이 되고, 고정축(10)에 방전극이 되는 형태가 될 수 있다.

그러나 본 발명의 애자는 상기와 같은 구조의 애자 상단 돌출부(120)로 인하여 집진전극이 제공되는 고정축(10)과 방전극이 제공되는 애자 홀더(211) 사이의 물리적 거리를 늘려 가스 내 물질의 애자표면으로의 부착에 의한 전기 쇼트 현상을 감소시킬 수 있고, 또한 상기 애자 상단 돌출부(120)가 수직방향으로 돌출된 기둥 형태를 하고 있어 가스 내 물질이 상기 애자 상단 돌출부(120)의 표면에 부착되더라도 수직면을 따라 흘러내리기 때문에 전기 쇼트 현상이 발생되는 것을 더욱 방지할 수 있게 된다.

이에 더하여, 상기 애자 상단 돌출부(120) 상단에 노출되는 고정축(10) 및 고정축 고정볼트(3)와 외부를 밀폐하기 위한 애자 캡(140)을 포함하며, 이를 위하여 상기 애자 상단 돌출부(120)의 상단부에는 나사홈(125)이 형성되어 있는 구조를 갖는다.

상기와 같이, 애자 상단 돌출부(120) 및 애자 캡(140)에 의하여 본 발명에 따른 전기 집진기는 가스 내 물질 부착에 의한 전기 쇼트 현상 발생을 방지할 수 있다.

또한, 상기 애자 하단 돌출부(130)는 상기 애자 고정부(110)에서 하부를 향해 상기 애자 고정부(110)의 지름보다 작은 기둥 형태로 돌출되며, 기둥 형태의 내부 공간은 하부를 향해 개방되어 있는 구조를 갖는다. 이 때, 상기 기둥형태는 원기둥이거나 각기둥 등의 형태일 수 있으며, 내부가 빈 공간 형태를 갖는 어떠한 형태의 기둥일 수 있으나, 바람직하게는 원기둥이다.

상기 애자 하단 돌출부(130)가 상기와 같은 구조를 갖는 이유는 상기 애자 상단 돌출부(120)와 마찬가지로 애자 하단 돌출부(130)로 인하여 집진전극이 제공되는 고정축(10)과 방전극이 제공되는 애자 홀더(211) 사이의 물리적 거리를 늘려 가스 내 물질의 애자표면으로의 부착에 의한 전기 쇼트 현상을 감소하고, 또한 상기 애자 하단 돌출부(130)의 표면에 가스 내 물질이 부착되더라도 애자 하단 돌출부(130)의 수직면을 따라 흘러내리도록 함으로써 전기 쇼트 현상이 발생되는 것을 더욱 방지하기 위함이다.

또한, 애자 하단 돌출부(130)는 하부를 향해 개방된 기둥 형태로서 내부 공간을 갖는데, 이는 애자 고정부(110) 하부를 통과하여 아래로 뻗어있는 고정축(10)과 애자 하단 돌출부(130)의 수직면을 이격시켜 집진전극이 제공되는 고정축(10)과 방전극이 제공되는 애자 홀더(211) 사이의 물리적 거리를 더욱 늘리고, 애자 하단 돌출부(130)의 내외면이 수직면이 되도록 하여 애자 하단 돌출부(130)의 표면에 부착되는 가스 내 물질이 표면에 고정되지 않고 더욱 효과적으로 아래로 흐르게 함으로써, 가스 내 물질의 애자표면으로의 부착에 의한 전기 쇼트 발생 현상을 완전히 차단할 수 있도록 하기 위함이다.

도 4는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자(100)의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이고, 도 5는 본 발명의 또 다른 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자(100)의 구조에 대해 설명하기 위한 단면도이다.

도 4 및 도 5에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 집진기 애자(100)는 애자 하단 돌출부(130)의 하단부가 소정의 길이만큼 애자 고정부(110) 외면을 향하여 말려 올라간 구조를 갖도록 할 수도 있다. 더욱 상세하게는 애자 하단 돌출부(130)의 하단부가 곡선 형태 또는 V 형태가 되도록 말려 올라간 구조를 갖도록 할 수도 있다.

상기와 같이, 상기 애자 하단 돌출부(130)의 하단부를 말려 올라간 형태를 갖도록 구성함으로써, 상기 애자 하단 돌출부(130)의 표면에 부착되는 가스 내 물질이 더욱 효과적으로 아래로 흐를 수 있게 하고, 집진전극이 제공되는 고정축(10)과 방전극이 제공되는 애자 홀더(211) 사이의 물리적 거리 또한 증가시킬 수 있으며, 또한, 말려 올라간 부분 중 하부를 향한 면(131)에는 집진기에서 처리하고자 하는 가스의 접근이 쉽지 않아 가스 내 물질이 부착되는 경향이 적게 되어 전기 쇼트 방지 효과를 더욱 향상시킬 수도 있다.

또한, 상기 도 4 및 도 5에 따른 애자 하단 돌출부(130)는 외벽에 부착되어 아래로 흐르는 가스 내 물질이 상기 애자 하단 돌출부(130)의 하단부에 쌓이지 않도록, 곡선 형태 또는 V 형태가 되도록 말려 올라간 애자 하단 돌출부(130)의 하단부에 소정 크기의 구멍(132)이 적어도 하나 이상 형성되어 있을 수도 있다.

한편, 본 발명의 전기 집진기 애자(100)의 애자 고정부(110) 하부면에는 상기 관통홀(150)이 형성되어 있는 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부(130)의 내벽을 따라 소정의 각도를 가진 경사면을 형성함으로써, 상기 애자 고정부(110) 하단면 및 애자 하단 돌출부(130)의 내부 표면에 부착되는 가스 내 물질이 더욱 효과적으로 아래로 흐를 수 있게 할 수도 있다. 즉, 상기 애자 고정부의 하부면이 중앙에서 애자 하단 돌출부 기둥의 내벽에 이를 때까지 소정의 경사 각도를 이뤄서 상기 관통홀(150)이 형성되어 있는 중앙 부분이 애자 하단 돌출부 기둥의 내벽과 만나는 지점보다 높거나 낮게 형성될 수 있다. 이렇게 함으로써, 상기 애자 고정부(110) 하부면에 부착된 가스 내 물질이 경사를 따라 낮은 쪽으로 흘러 내리도록 할 수 있다.

또한, 상기 애자 하단 돌출부(130)의 내측면 또는 외측면에는 빗살형, 나선형 또는 수직형의 홈이 형성되어 부착되는 가스 내 물질이 하 방향으로 흘러내리도록 유도할 수도 있다. 이와 같은 홈은 상기 애자 상단 돌출부(120) 및 애자 캡(140)에도 형성되어 있을 수도 있다.

또한, 가스 내 물질이 오일성 물질일 경우 보다 효과적으로 애자 표면에 오일성 물질이 부착되지 않도록 하기 위하여 애자 표면 전체 또는 일부를 발유성 코팅물질로 코팅할 수도 있다.

상기 발유성 물질은 불소계 고분자이며, 예로서, PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkane), FEP(Fluorinated ethylene propylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 등일 수 있으며, 바람직하게는 PTFE이다.

도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스(200)의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도 및 투시도이다.

도 6에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명에 따른 전기 집진기 애자 케이스(200)는, 애자 케이스 몸체(210), 애자 케이스 상판(220), 애자 홀더(211) 및 애자 홀더 거치부(212)를 포함하여 구성된다.

상기 애자 케이스 몸체(210)는 전기 집진기 내에 고정되며 애자를 수납 및 고정시키는 역할을 수행하며, 하부면이 개방되어 있는 형태를 갖는다.

상기와 같이 하부면이 개방되어 있는 이유는 애자를 관통하여 아래로 뻗어있는 상기 고정축(10)이 통과할 수 있도록 하기 위함이며, 하부면 전체가 개방되어 있을 수도 있고, 상기 고정축(10)과 애자 케이스(200) 하부면 사이에 소정의 이격을 갖도록 원 또는 다각형 형태의 구멍이 형성되어 있을 수도 있다.

또한, 상기 애자 케이스 몸체(210)의 상부면으로는 애자 설치 및 수리를 위하여 개폐할 수 있는 애자 케이스 상판(220)이 형성되어 있다.

또한, 상기 애자 홀더(211)는 상기 애자 설치 시 애자 고정부(110)가 고정수단에 의해 고정되도록 구성된다. 이 때 상기 고정수단은 예시적으로 볼트(1) 및 너트(2)로 나타내었으나, 다른 고정수단을 사용할 수 있음은 물론이다. 상기 애자 케이스 몸체(210) 내부 중앙부에 구비된다.

이때 상기와 같이 애자 홀더(211)의 하부면은 개방되어 있고, 상부면은 애자 고정부(110)를 얹히고 지지할 수 있도록 상부면의 중앙에는 상기 애자 하단 돌출부(130)의 지름보다 큰 구멍이 형성되어 있으며, 애자 홀더(211)의 내부 지름은 적어도 상기 애자 하단 돌출부(130)의 지름보다는 크게 하는 것이 바람직할 것이다.

또한, 상기 애자 홀더 거치부(212)는 상기 애자 홀더(211)를 거치 및 고정할 수 있도록 하는 것으로서, 상기 애자 홀더(211) 하부에 한 쌍의 막대 형태로 형성되어 상기 애자 케이스 몸체(210) 내벽에 고정되어 있는 형태로 구비될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스(200)와 애자의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 투시도이고, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스(200)와 애자의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 단면도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 애자 케이스(200)와 애자의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 평면도이다.

도 7 및 도 8에 나타난 바와 같이, 본 발명의 전기 집진기 애자는 애자 케이스(200) 내부 애자 홀더(211) 위에 얹혀 지지되고 볼트(1) 및 너트(2)로 고정되는 구조를 갖는다. 이때 애자와 애자 케이스(200)는 애자 고정부(110)와 애자 홀더(211)의 상부면 만이 접촉되어 있는 상태로 구성되어 절연 효과를 높일 수 있다.

또한, 상기한 바와 같이 상기 애자 홀더(211) 상부면의 구멍은 상기 애자 하단 돌출부(130)의 지름보다 넓으며, 상기 애자 하단 돌출부(130)의 내부 공간의 지름은 상기 고정축(10)의 직경보다 크도록 하는 것이 바람직하다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 외부 구조에 대해 설명하기 위한 예시도이고, 도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 내부 구조에 대해 설명하기 위한 예시도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기 상부 구조에 대해 설명하기 위한 평면도이다.

도 10 내지 도 12에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전기 집진기는 애자부, 집진부 및 전기 집진부 케이스를 포함하여 구성된다.

상기 애자부는 애자 및 애자 케이스(200)를 포함하여 구성되며, 상기 애자 및 애자 케이스(200)는 상기와 같이 도 1 내지 도 9를 참조하여 설명한 전기 집진기 애자(100) 및 애자 케이스(200)이다.

또한, 집진부는 집진전극이 공급되는 적어도 하나 이상의 집진축(30) 및 방전극이 공급되며 상기 집진축(30)이 소정의 유격을 두고 관통되는 집진축 애자 케이스(200)가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 집진외통(50)을 포함하여 구성된다.

또한, 전기 집진기 외부 케이스의 하단부는 상기 집진부에서 흘러내리는 집진물질을 포집할 수 있도록 깔때기 형태를 취할 수 있다.

상기 애자 케이스(200)는 전기 집진기 외부 케이스 내부 상단 모서리에 고정되고, 상기 애자에 고정되어 있는 상기 고정축(10)의 하부 말단은 집진축 거치바(20)에 고정된다.

상기 전기 집진기 외부 케이스(300) 하부의 가스 주입구(310)로 공급된 가스는 집진부의 집진축 관통구를 통과하면서 집진외통(50)과 집진축(30) 사이에서 발생하는 정전기력에 의해 집진물질이 집진된 후 전기 집진기 외부 케이스(300) 상부의 가스 배출구(320)에서 외부로 배출된다.

또한, 상기 전기 집진기 외부 케이스는 상기 집진외통(50) 내부로 열매체가 공급되는 열기 주입구(340)와 상기 집진외통(50) 내부로 공급된 열매체를 외부로 배출하는 열기 배출구(340)가 구비되어 있다.

이와 같이 집진외통(50) 내부로 열매체를 주입하는 이유는 집진외통(50)의 온도를 높임으로써, 집진축(30) 및 집진축 관통구를 포함하는 집진부에서 집진되는 가스 내 물질이 굳지 않고 집진부 하부로 흘러 내려갈 수 있도록 하기 위함이다.

상기 열매체는 공기 혹은 물 등, 열량을 전달할 수 있는 물질이면 제한하지 않는다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 애자부와 집진부의 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이고, 도 14는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기의 애자부와 집진부의 결합 구조에 대해 설명하기 위한 사시도이다.

도 13 및 도 14에 도시되어 있는 바와 같이, 본 발명의 전기 집진기는 4개의 애자 케이스(200)가 전기 집진기 외부 케이스 내부 상단 모서리에 고정되고, 상기 4개의 애자 케이스(200) 내부의 애자에 고정된 고정축(10)에 의해 집진축 거치바(20)가 고정된다. 상기 4개의 애자와 집진부 거치바 및 집진축은 전체가 서로 연결되어 있으므로 상기 4개의 애자 중 하나의 애자에 설치된 고정축에만 전기가 공급되면 나머지 3개의 고정축, 집진부 거치바 및 집진축 전체에 전기가 공급될 수 있다.

이때 상기 집진축 거치바(20)는 2개의 애자에 의해 양단이 고정되는 제1 집진축 거치바(20-1) 2개와 상기 제1 집진축 거치바(20-1)에 양단이 고정되는 적어도 하나 이상의 제2 집진축 거치바(20-2)로 구성되며, 상기 제2 집진축 거치바(20-2)의 하부 방향으로 적어도 하나 이상의 집진축(30)이 고정되는 구조를 갖는다.

한편, 본 발명의 집진 성능을 향상시키기 위하여 상기 집진축(30)은, 원판 형상의 집진판(40)이 상기 집진축(30)을 따라 복수개로 형성되어 있으며, 또한 상기 집진판(40)의 원호 가장자리는 톱니바퀴 형상으로 형성할 수 있다.

이상으로 본 발명은 첨부된 도면에 도시된 실시예를 참조하여 설명되었으나, 이는 예시적인 것에 불과하며, 당해 기술에 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 균등한 타 실시예가 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 기술적 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의해서 정하여져야 할 것이다.

1 : 볼트(애자 고정용)
2 : 너트(애자 고정용)
3 : 고정축 고정볼트
10 : 고정축
20 : 집진축 거치바
20-1 : 제1 집진축 거치바
20-2 : 제2 집진축 거치바
30 : 집진축
40 : 집진판
50 : 집진외통
100 : 애자
110 : 애자 고정부
120 : 애자 상단 돌출부
125 : 나사홈
130 : 애자 하단 돌출부
140 : 애자 캡
150 : 관통홀
200 : 애자 케이스
210 : 애자 케이스 몸체
211 : 애자 홀더
212 : 애자 홀더 거치부
220 : 애자 케이스 상판
300 : 전기 집진기 케이스
310 : 가스 주입구
320 : 가스 배출구
330 : 열기 주입구
340 : 열기 배출구

Claims (11)

1. 애자를 고정하기 위한 애자 고정부;
   상기 애자 고정부에서 상부를 향해 기둥 형태로 돌출되는 애자 상단 돌출부;
   상기 애자 고정부에서 하부를 향해 기둥 형태로 돌출되며, 상기 기둥의 내부에는 빈 공간이 형성되고 상기 내부 공간은 하부를 향해 개방되어 있는 구조를 갖는 애자 하단 돌출부; 및
   상기 애자 상단 돌출부 상단 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부의 내부 공간까지 전기가 공급되는 고정축이 통과되는 수직방향의 관통홀이 형성되며,
   상기 애자 하단 돌출부의 내측면 또는 외측면에는 빗살형, 나선형 또는 수직형의 홈이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
2. 제1항에 있어서,
   상기 애자 하단 돌출부의 하단부가 소정의 길이만큼 애자 고정부 외면 혹은 내면을 향하여 곡선 형태 또는 V 형태가 되도록 말려 올라간 구조를 갖는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
3. 제1항에 있어서,
   상기 애자 고정부의 하부면에는 상기 관통홀이 형성되어 있는 중앙에서 상기 애자 하단 돌출부의 내벽을 따라 소정의 각도를 가진 경사면이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
4. 제1항에 있어서,
   상기 애자 상단 돌출부의 상부면을 덮을 수 있도록 구성되는 애자 캡을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
5. 제2항에 있어서,
   상기 애자 하단 돌출부는,
   상기 애자 하단 돌출부의 외벽에 액상으로 부착되어 아래로 흐르는 가스 내 물질이 상기 애자 하단 돌출부의 하단부에 쌓이지 않도록, 곡선 형태 또는 V 형태가 되도록 말려 올라간 애자 하단 돌출부의 하단부에 소정 크기의 구멍이 적어도 하나 이상 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
6. 삭제
7. 제1항에 있어서,
   상기 애자는 절연물질로 구성되거나 혹은 절연물질로 내외부가 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
8. 제1항에 있어서,
   상기 애자의 내외부는 발유성 물질로 코팅되어 있는 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
9. 제8항에 있어서,
   상기 발유성 물질은 PTFE(Polytetrafluoroethylene), PFA(Perfluoroalkoxy alkane), FEP(Fluorinated ethylene propylene), ETFE(Ethylenetetrafluoroethylene) 중 어느 하나 이상인 것을 특징으로 하는 전기 쇼트 발생 방지용 전기 집진기 애자.
10. 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 애자를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 전기 집진기.
11. 제1항 내지 제5항 및 제7항 내지 제9항 중 어느 한 항의 애자 및 상기 애자의 케이스를 포함하는 애자부;
    집진전극이 공급되는 적어도 하나 이상의 집진축 및 방전극이 공급되며 상기 집진축이 소정의 유격을 두고 관통되는 집진축 관통구가 적어도 하나 이상 형성되어 있는 집진외통을 포함하는 집진부; 및
    상단부와 중단부는 상기 애자부 및 집진부가 설치되며 하단부는 상기 집진부에서 흘러내리는 집진물질을 포집할 수 있도록 깔때기 형태를 갖는 전기 집진기 외부 케이스;를 포함하며,
    상기 애자 케이스는 전기 집진기 외부 케이스 내부 상단 모서리에 고정되고, 집진부는 상기 외부케이스의 내부 중단부에 위치하며,
    상기 애자에 고정되어 있는 상기 고정축의 하부 말단은 집진축 거치바에 고정되고, 상기 집진축 거치바는 2개의 애자에 의해 양단이 고정되는 제1 집진축 거치바와 상기 제1 집진축 거치바에 양단이 고정되는 제2 집진축 거치바로 구성되며, 상기 제2 집진축 거치바의 하부 방향으로 적어도 하나 이상의 집진축이 고정되며,
    상기 전기 집진부 외부 케이스에는 가스 주입구와 가스 배출구가 구비된 것을 특징으로 하는 전기 집진기.

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