고전압 트랜스포머의 PCB 제어 방식의 집진 장치

고전압 트랜스포머의 PCB 제어 방식의 집진 장치{Filtering Apparatus for Controlling High Voltage Transformer with PCB}

본 발명은 고전압 트랜스포머의 PCB 제어 방식의 집진 장치에 관한 것이고, 구체적으로 고전압 트랜스포머가 적용되어 집진 장치의 집진 성능을 향상시키면서 이와 동시에 고전압 트랜스포머의 PCB에 의한 제어가 가능하도록 하는 고전압 트랜스포머의 PCB 제어 방식의 집진 장치에 관한 것이다.

전기 집진 장치는 집진 전극이 양극이 되고 그리고 방전 전극이 음극이 되도록 하여 음전하 또는 양전하로 대전이 된 먼지를 포집하는 장치를 말한다. 일반적으로 집진을 위하여 집진 전극과 방전 전극 사이에 높은 전압을 가하여 코로나(corona) 방전에 의하여 불평등 전계를 발생시켜 대전된 먼지 또는 가스가 집진 전극의 정전기력에 의하여 수집이 되도록 한다. 전기 집진 장치는 높은 방전 전압으로 인하여 분진 또는 가스의 발생량이 많은 대형 작업장을 비롯하여 먼지 또는 미세 이물질이 발생되는 사업장에 적용될 수 있다. 이와 같은 집진 장치에서 먼지 또는 미립자의 하전을 위하여 예를 들어 30 내지 100 kV의 고전압이 가해지는 방식에 따라 DC직류하전 전압 방식 또는 마이크로펄스 하전방식으로 나누어질 수 있다.

전기 집진 필터와 관련된 선행기술로 특허등록번호 제0949455호 집진 필터 및 이를 구비하는 전기집진장치가 있다. 상기 선행기술은 복수 개의 개구부가 형성된 상면 플레이트와, 하면 플레이트 및 상기 상면 플레이트와 하면 플레이트의 개구부를 연결하는 원통 형상의 집진 전극이 포함된 집진 유닛; 상기 집진 전극의 중심에 배치되는 복수 개의 선형 방전 전극과 상기 방전 전극을 지지하는 복수의 가로 바가 포함된 방전 유닛; 및 상기 집진 유닛의 상면 플레이트에 형성되고 상기 집진 유닛과 상기 방전 유닛을 절연된 상태에서 체결시키는 연결구를 포함하는 집진 필터에 대하여 개시한다.

집진 필터와 관련된 다른 선행기술로 특허등록번호 제1332908호 전기 집진 장치용 결합형 방전극 및 이를 이용하는 전기 집진 장치가 있다. 상기 선행기술은 상호 대향되는 한 쌍의 집진 판 및 외부 전원 장치로부터 전원을 인가받는 방전 봉을 포함하여, 유입되는 유해 가스 내에 포함되는 오염 입자를 집진하는 전기 집진 장치에 설치되고, 상기 방전 봉에 장착되어 상기 유해 가스의 유동 방향을 따라 길게 배치되고, 상기 어느 하나의 집진 판 측으로 휘어지는 첨단부를 형성하는 제1 방전 극; 상기 방전 봉 위에 상기 제1 방전 극과 인접하는 장착되고, 상기 제1 방전 극의 첨단부가 향하는 집진 판과 대향되는 집진 판 측으로 휘어지는 첨단부를 형성하는 제2 방전 극; 및 제1 방전 극과 제2 방전 극을 고정시키는 고정 부재를 포함하는 방전 극에 대하여 개시한다.

집진 필터와 관련된 또 다른 선행기술로 등록특허번호 제0823721호 펄스 하전형 전기집진 장치가 있다. 상기 선행기술은 전기 집진을 위한 집진실의 방전극에 공급하기 위한 음의 직류전원을 공급하기 위한 직류 전원 공급부; 상기 집진실의 집진극에 인가되는 펄스 전원을 위한 양의 직류 전원을 공급하기 위한 펄스 전원 공급부; 일단이 상기 직류 전원 공급부에 연결되고 타단이 상기 펄스 전원 공급부에 연결되는 충전 커패시터; 상기 충전 커패시터의 타단에 연결되며, 상기 충전 커패시터에 충전된 전원을 소정의 펄스 형태로 상기 집진실의 집진극에 공급하기 위한 스위치부; 및 상기 직류 전원 공급부에서 공급되는 전원의 전류 값이 소정의 제1 기준 값을 초과하는 경우 상기 직류 전원 공급부에서 공급되는 전원의 전압의 레벨이 감소되고, 상기 전류 값이 상기 제1 기준 값 미만이 되는 경우 상기 전류 전원 공급부에서 공급되는 전원의 전압의 레벨이 증가되도록 상기 직류 전원 공급부를 제어하고, 상기 충전 커패시터에 충전되는 전압의 레벨이 소정의 제2 기준 값을 초과하는 경우 상기 펄스 전원 공급부에서 공급되는 전원의 전압의 레벨이 감소되도록 상기 펄스 전원 공급부를 제어하는 제어부를 포함하는 펄스 하전형 전기 집진 장치에 대하여 개시한다.

전기 집진 장치에서 집진 전극 또는 방전 전극에 높은 전압이 가해지므로 안정적으로 고전압을 발생시키면서 내구성을 가지는 트랜스포머가 요구된다. 또한 하전 전원에 마이크로 펄스 전압이 가해지는 경우 집진 전극 및 방전 전극이 보호될 필요가 있으며 펄스 전압의 형태는 미립자의 비저항 또는 흐름에 따라 적절하게 조절될 필요가 있다.

상기 선행기술은 이와 같은 과제를 해결할 수 있는 방법에 대하여 개시하지 않는다.

본 발명은 선행기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로 아래와 같은 목적을 가진다.

본 발명의 목적은 고전압 발생에 대하여 안정성을 가지는 고전압 트랜스포머의 PCB 제어 방식의 전기 집진 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 적절한 실시 형태에 따르면, 집진 장치는 제어 모듈 및 집진 필터로 이루어지고, 상기 제어 모듈은 서로 접촉이 되도록 형성되는 한 쌍의 자속 통로를 가지는 코어, 상기 하나의 자속 통로가 삽입되는 제2 코일 유닛 및 제2 코일 유닛이 수용되는 원통 형상의 제1 코일 유닛으로 이루어진 트랜스포머 모듈; 하나의 분리 공간에 트랜스포머 모듈이 수용되는 하우징; 하우징의 다른 공간에 배치되는 PCB 모듈; 및 트랜스포머 모듈과 PCB 모듈을 분리시키는 분리 플레이트로 이루어진다.

본 발명의 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 제1 코일 유닛에 형성된 한 쌍의 곡면 형상의 단자 유닛을 더 포함하고 상기 단자 유닛은 단자 유닛에 연결되는 부품의 수용 및 전기 연결을 위한 배선 배치 구조를 가진다.

본 발명의 또 다른 적절한 실시 형태에 따르면, 상기 집진 필터는 마이크로펄스 전압 방식으로 방전이 되고, 상기 마이크로펄스 방전은 커패시터 및 인덕터의 공진 회로를 포함하고 상기 공진 발생 주기는 미립자 하전 센서에 의하여 결정되고 그리고 하전 전압은 가변 방식이 된다.

본 발명에 따른 집진 장치는 고전압 발생에 대하여 안전성을 가지는 트랜스포머 구조로 인하여 하전 전압 또는 집진 전압이 안정적으로 공급되도록 한다는 이점을 가진다. 그리고 본 발명에 따른 집진 장치는 전체 구조를 PCB에 의하여 제어하는 것에 의하여 구조적 안전성을 가지면서 제어가 용이하도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 집진 장치는 마이크로 펄스 전압이 가해지는 것에 따른 집진 성능의 향상이 가능하도록 하면서 가변 방식으로 코일 전류(mA)의 조절이 가능하다. 이로 인하여 미립자의 형태에 따라 서로 다른 형태의 마이크로 펄스 전압이 가해지도록 하는 것에 의하여 다양한 형태의 미립자에 대한 집진이 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 집진 장치는 예를 들어 섬유 공장, PVC 공장, 플라스틱 재생 공장, 알루미늄 재생 공장, 나일론 섬유 공장, 고무장갑 공장, 식품 공장 악취처리, 타이어 공장 또는 벽지 공장에 적용될 수 있다. 추가로 본 발명에 따른 집진 장치는 적절한 설계 변경을 통하여 구이 업소와 같은 다양한 형태의 냄새를 수반하는 연기를 발생시키는 음식업소에 적용될 수 있다는 이점을 가진다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 집진 장치에 적용될 수 있는 트랜스포머 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 2는 본 발명에 따른 집진 장치의 제어를 위한 제어 모듈의 실시 예를 도시한 것이다.
도 3은 본 발명에 따른 집진 장치에 적용될 수 있는 집진 필터의 실시 예를 도시한 것이다.
도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 집진 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

아래에서 본 발명은 첨부된 도면에 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되지만 실시 예는 본 발명의 명확한 이해를 위한 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 아래의 설명에서 서로 다른 도면에서 동일한 도면 부호를 가지는 구성요소는 유사한 기능을 가지므로 발명의 이해를 위하여 필요하지 않는다면 반복하여 설명이 되지 않으며 공지의 구성요소는 간략하게 설명이 되거나 생략이 되지만 본 발명의 실시 예에서 제외되는 것으로 이해되지 않아야 한다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c는 본 발명에 따른 집진 장치에 적용될 수 있는 트랜스포머 모듈(10)의 실시 예를 도시한 것이다.

본 발명에 따르면, 집진 장치는 제어 모듈 및 집진 필터로 이루어지고, 상기 제어 모듈은 서로 접촉이 되도록 형성되는 한 쌍의 자속 통로(132)를 가지는 코어(13a, 13b), 상기 하나의 자속 통로(132)가 삽입되는 제2 코일 유닛(12) 및 제1 코일 유닛(12)가 수용되는 원통 형상의 제1 코일 유닛(11)으로 이루어진 트랜스포머 모듈(10); 하나의 분리 공간에 트랜스포머 모듈(10)이 수용되는 하우징; 하우징의 다른 공간에 배치되는 PCB 모듈; 및 트랜스포머 모듈과 PCB 모듈을 분리시키는 분리 플레이트로 이루어질 수 있다.

아래에서 구체적으로 설명된다.

도 1a, 도 1b 및 도 1c를 참조하면, 제어 모듈 및 집진 필터로 이루어지는 집진 장치에 적용되는 트랜스포머 모듈(10)은 서로 접촉이 되도록 형성되는 한 쌍의 자속 통로(132)를 가지는 코어(13a, 13b); 상기 하나의 자속 통로(132)가 삽입되는 제2 코일 유닛(12); 및 제2 코일 유닛(12)이 수용되는 원통 형상의 제1 코일 유닛(11)으로 이루어질 수 있다.

트랜스포머 모듈(10)은 전원으로 집진 전극 또는 방전 전극에 가해지는 하전 전압 또는 집진 전압 또는 전류를 변화시키는 기능을 가질 수 있다. 본 발명에 따른 트랜스포머 모듈(10)은 전원으로부터 전달된 고주파의 교류 전압을 변화시켜 정류기(15)로 전달하는 기능을 가질 수 있다.

코어(13a, 13b)는 자속 경로를 형성할 수 있고 예를 들어 각각이 원통 형상을 가지는 한 쌍의 자속 통로(132) 및 각각의 자속 통로(132)의 한쪽 끝을 서로 연결하는 연결 통로(131)로 이루어질 수 있다. 코어(13a, 13b)는 이 분야에서 공지된 임의의 철심 소재로 형성될 수 있고 예를 들어 규소 강 또는 철 분말로부터 제조된 방향성이 없는 강, 철-니켈 합금 또는 코발트-철-바나듐 소재로 만들어질 수 있고 본 발명은 철심 소재에 의하여 제한되지 않는다. 코어(13a, 13b)는 한 쌍으로 이루어질 수 있고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 구체적으로 각각의 코어(13a, 13b)에서 자속 통로(132)의 각각의 끝 부분이 서로 접촉되도록 배치될 수 있다. 자속 통로(132)와 연결 통로(131)는 동일 소재로 일체형으로 만들어지고 한 쌍의 코어(13a, 13b)는 동일 또는 유사한 소재로 동일 또는 유사한 구조로 만들어질 수 있다.

제1 코일 유닛(11) 및 제2 코일 유닛(12)의 내부에 권선이 형성될 수 있다. 도 1c를 참조하면, 제1 코일 유닛(11)의 내부에 제1 권선(TN1)이 배치되고 그리고 제2 코일 유닛(12)의 내부에 제2 권선(TN2)이 배치될 수 있다. 제1 권선(TN1)과 제2 권선(TN2)은 변압 조건에 따른 권선 비를 가질 수 있고 전원 및 집진 필터에 가해지는 전압의 비율에 따라 적절하게 설정될 수 있다. 제1 코일 유닛(11)은 중앙 부분에 길이 방향으로 삽입 통로가 형성된 원통 형상이 될 수 있고 그리고 제2 코일 유닛(12)은 속이 빈 원통 형상이 될 수 있다. 그리고 제1 코일 유닛(11) 및 제2 코일 유닛(12)의 각각의 둘레 면을 따라 코일이 감길 수 있고 그리고 코일이 감긴 후 둘레 면은 예를 들어 에폭시 절연 코팅이 될 수 있다. 필요에 따라 내부에 에폭시 절연 애자가 삽입될 수 있다. 구체적으로 제1 코일 유닛(11) 및 제2 코일 유닛(12)은 각각 절연 소재로 만들어질 수 있고 예를 들어 무기 소재 또는 합성수지 소재로 만들어질 수 있다. 그리고 필요에 따라 무기 소재 또는 합성수지 소재는 방청 소재를 포함할 수 있다. 필요에 따라 제1 코일 유닛(11) 및 제2 코일 유닛(12)은 내부와 외부가 서로 다른 소재로 만들어질 수 있다. 예를 들어 내부 및 외부가 모두 절연성 소재로 만들어지면서 외부는 열전도성이 상대적으로 높은 소재로 만들어질 수 있다. 대안으로 열전도성이 높은 소재로 제1 코일 유닛(11) 및 제2 코일 유닛(12)의 외부 면이 코팅될 수 있다.

도 1b에 도시된 것처럼, 제2 코일 유닛(12)은 제1 코일 유닛(11)에 형성된 삽입 통로에 삽입될 수 있고 그리고 각각의 코어(13a, 13b)가 제2 코일 유닛(12)의 중앙에 형성된 통로의 아래쪽 및 위쪽에 결합될 수 있다.

이와 같은 구조는 열 손실을 감소시키면서 이와 동시에 작동 시간에 관계없이 일정한 변압 조건이 이루어지도록 한다는 이점을 가진다. 다른 한편으로 코일이 완전히 밀폐된 형태로 제1 코일 유닛(11) 및 제2 코일 유닛(12) 내부에 배치되어 있으므로 코일의 오염 및 손상이 방지되도록 한다는 이점을 가진다. 추가로 절연 파괴 전압을 높일 수 있으면서 고열 조건에서 안정적으로 고전압 발생이 가능하도록 한다.

제1 코일 유닛(11)의 둘레 면에 한 쌍의 단자 유닛(112)이 형성될 수 있다. 한 쌍의 단자 유닛(112)은 각각 손잡이 구조로 만들어질 수 있고 그리고 서로 마주보도록 배치될 수 있다. 구체적으로 단자 유닛(112)은 부품의 수용 및 전기 연결을 위한 배선 배치 구조를 가진다. 단자 유닛(112)의 적절한 위치에 연결 단자(113)가 형성될 수 있다. 연결 단자(113)는 제1 코어 유닛(12)의 다른 구성요소와 전기적으로 연결시키는 기능을 가질 수 있다. 예를 들어 도 1c를 참조하면, 단자 유닛(112)은 전체적으로 서로 감싸는 구조로 만들어지고 예를 들어 정류기(15)가 고정될 수 있는 구조를 가질 수 있다. 그리고 제1 권선(TN1)의 양쪽 끝은 내부로 배선이 형성되어 정류기(15)로 연결되거나 또는 연결 단자(113)로 연결될 수 있다. 다른 한편으로 제2 코일 유닛(12)의 제2 권선(TN2)은 코일 몸체(121)의 외부에 형성되는 외부 배선(122)에 의하여 예를 들어 전원과 같은 외부 구성요소와 전기적으로 연결될 수 있다. 대안으로 트랜스포머 모듈(10)에 덮개가 형성되고 그리고 덮개 내부로 외부 배선(122)이 형성될 수 있다. 외부 배선은 다양한 방법으로 형성될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따르면, 트랜스포머 모듈(10)은 제어 모듈의 내부에 배치될 수 있다.

도 2는 본 발명에 따른 집진 장치의 제어를 위한 제어 모듈(20)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 2를 참조하면, 제어 모듈(20)은 하우징(21), 하우징(21)을 2개의 분리 공간으로 분리시키는 분리 플레이트(25), 하나의 분리 공간에 수용되는 트랜스포머 모듈(10) 및 다른 분리 공간에 배치되는 PCB 모듈(24)로 이루어질 수 있다.

트랜스포머 모듈(10)은 위에서 제시된 트랜스포머 모듈(10)과 동일 또는 유사한 구조를 가질 수 있고 그리고 PCB 모듈(24)은 마이크로프로세서를 포함하여 전체 집진 장치의 제어가 가능한 구조를 가질 수 있다. 트랜스포머 모듈(10)과 PCB 모듈(24)은 절연 소재의 분리 플레이트(25)에 의하여 분리될 수 있고 분리 플레이트(25)에 결합된 연결 커넥터(26)에 의하여 전기적으로 연결될 수 있다. 이와 같이 트랜스포머 모듈(10)과 PCB 모듈(24)을 분리 플레이트(25)에 의하여 분리시키는 것은 예를 들어 열 또는 습기와 같은 것이 서로 영향을 미치지 않도록 하면서 이와 동시에 자기장 또는 전자파의 영향이 차단되도록 하기 위한 것이다. 필요에 따라 분리 플레이트(25)는 전자파 흡수 소재로 만들어지거나 전자파 흡수 소재를 내부에 수용하거나 전자파 흡수 소재로 코팅될 수 있다. 이와 같이 분리 플레이트(25)는 트랜스포머 모듈(10)과 PCB 모듈(24)을 전기적으로 분리시키면서 이와 동시에 환경 조건이 독립적이 되도록 한다. 하우징(21)의 외부에 방열 홀(211)이 설치될 수 있고 그리고 트랜스포머 모듈(10) 및 PCB 모듈(20)의 방열, 청정 또는 제습을 위한 팬 유닛(23)이 설치될 수 있다. 팬 유닛(23)은 적어도 2개가 될 수 있다. 필요에 따라 PCB 모듈(24)의 아래쪽에 보호 유닛(27)이 설치될 수 있고 예를 들어 보호 유닛(27)은 스위치 보호 회로와 같은 것이 될 수 있다.

도 2에 제시된 제어 모듈(20)은 트랜스포머 모듈(10)과 PCB 모듈(24)이 안정적으로 작동되도록 하면서 이와 동시에 집진 장치의 모듈화가 가능하도록 한다. 제어 모듈(20)은 집진 필터와 별도로 제조될 수 있고 그리고 별도로 설치될 수 있다. 그리고 집진 장치의 전체 동작의 제어가 제어 모듈(20)에 의하여 이루어지도록 하는 것에 의하여 작동 구조가 간단해지도록 한다는 이점을 가진다.

본 발명에 따른 제어 모듈(20)은 마이크로펄스 하전 제어 방식을 가질 수 있고 예를 들어 15 kV~18 kV의 전압 범위 또는 0 내지 60 mA의 인가 전류를 가지도록 설정될 수 있지만 이에 제한되지 않는다. 트랜스포머 모듈(10)은 에폭시 수지로 절연 구조가 형성된 에폭시 트랜스모듈이 될 수 있다. 제어 모듈(20)은 PCB 모듈(24)에 의하여 프로그램 논리 제어(PLC) 방식으로 작동될 수 있다. 이와 같은 PLC 방식은 제어 모듈(20)의 모듈화가 가능하도록 한다. 트랜스포머 모듈(10) 및 PCB 모듈(24)은 안정적인 승압이 가능하도록 하면서 에폭시 고압 애자가 트랜스모듈(10)에 삽입되는 것에 의하여 고온 조건에서 안정적으로 트랜스포머 모듈(10)이 안정적으로 작동되도록 한다. 필요에 따라 전원 차단 회로, 과전압 보호 회로, 고압 변압기에 대한 온도 보호회로 및 작동 점검 회로가 설치될 수 있다. 트랜스포머 모듈(10)은 가변 방식이 될 수 있고 이를 위하여 제1 코일 유닛 또는 제2 코일 유닛의 권선 수를 조절하기 위한 조절 스위치가 설치될 수 있다. PCB 모듈(24)의 메인 회로는 고주파 인버터 토폴로지를 가질 수 있고 고강도 옵토커플러(opto coupler)가 스위칭 소자로 적용될 수 있다. 예를 들어 작동 주파수가 20~80 kHz, 전류 연속 조절 범위가 10~80 mA 그리고 작동 전압 범위가 10~20 kV가 되도록 설정될 수 있고 그리고 최대 출력이 1600 W가 되도록 설정될 수 있다. 이와 같은 작동 조건은 예시적인 것으로 본 발명은 이에 제한되지 않는다. 또한 본 발명에 따른 제어 모듈(20)은 아래에서 설명되는 것처럼 역전류 현상이 발생되지 않도록 하는 마이크로펄스 하전 방식으로 작동될 수 있다.

본 발명에 따른 제어 모듈(20)은 다양한 방식으로 작동될 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

아래에서 제어 모듈(20)에 연결될 수 있는 집진 필터의 실시 예에 대하여 설명된다.

도 3은 본 발명에 따른 집진 장치에 적용될 수 있는 집진 필터(30)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3의 (가)는 본 발명에 따른 집진 장치에 적용될 수 있는 집진 필터(30)의 실시 예를 도시한 것이고 그리고 도 3의 (나)는 집진 필터(30)에 배치되는 절연 유닛(33)의 실시 예를 도시한 것이다.

도 3의 (가)를 참조하면. 집진 필터(30)는 집진 유닛(31), 집진 유닛(31)의 내부로 연장되는 방전 바를 가지는 방전 유닛(32) 및 집진 유닛(31)과 방전 유닛(32)을 전기적으로 절연시키는 절연 유닛(33)으로 이루어질 수 있다.

집진 유닛(31)은 다수 개의 속이 빈 실린더 형상의 집진 셀 및 집진 셀의 고정을 위한 고정 플레이트로 이루어질 수 있다. 고정 플레이트는 집진 셀의 상부 및 하부를 고정하는 구조로 만들어질 수 있고 집진 셀은 고정 플레이트에 의하여 고정되면서 집진 셀(111)의 한쪽 끝으로부터 유입된 분진이 다른 끝으로 배출되는 구조로 형성될 수 있다. 집진 셀의 수는 특별히 제한되지 않으며 다양한 형태로 배치될 수 있지만 바람직하게 벌집 형상으로 밀집된 구조로 배열될 수 있다.

방전 유닛(32)은 집진 유닛(31)과 전압 차이로 인하여 방전을 유도하기 위한 것으로 각각의 집진 셀 내부로 연장되는 방전 바 및 다수 개의 방전 바를 서로 연결시키는 고정 부재를 포함할 수 있다. 방전 바의 한쪽 끝은 집진 셀의 내부에 위치하고 그리고 다른 한쪽 끝은 고정 부재에 고정될 수 있다. 고정 부재는 가로 부재 및 세로 부재로 이루어질 수 있지만 이에 제한되지 않고 방전 바를 집진 셀의 내부에 이격된 상태로 유지할 수 있는 적절한 구조를 가질 수 있다.

집진 유닛(31)과 방전 유닛(32)을 절연시키기 위한 절연 유닛(33)이 설치될 수 있고 절연 유닛(33)은 격리 배치 공간을 형성할 수 있다. 절연 유닛은 예를 들어 애자(insulator)와 같은 절연 부품을 포함할 수 있고 집진 유닛(31) 또는 방전 유닛(32)으로부터 분리된 공간에 설치될 수 있다. 격리 공간 또는 분리 공간은 예를 들어 차단 벽 또는 분리 벽에 의하여 집진 유닛(31) 또는 방전 유닛(32)으로부터 격리 배치 공간으로 기체의 유입이 차단되도록 하는 것을 의미한다. 다만 기체의 차단은 구조적으로 의미를 가지는 수준을 의미하고 엄격한 수준의 차단을 의미하는 것은 아니다.

도 3의 (나)를 참조하면, 절연 유닛(33)는 예를 들어 도자기 재질, 폴리머 소재, 폴리프로필렌 소재 또는 섬유강화플라스틱(FRP) 소재로 만들어지는 케이싱(331), 케이싱(331)의 내부에 수용되는 저항 감소 소자(332) 및 케이싱(331)의 위쪽에 결합되는 결합 리드(333)로 이루어질 수 있다. 저항 감소 소자(332)는 절연 유닛(331)의 전체 저항을 감소시키는 기능을 가질 수 있고 결합 리드(333)는 위에서 설명이 된 제어 모듈과 전기적으로 연결되도록 하는 배선이 고정되는 구조를 가질 수 있다. 케이싱(331)의 아래쪽에 격리 유닛 또는 고정 플레이트에 절연 유닛(33)이 고정될 수 있도록 하는 볼트와 같은 고정 수단(334)이 형성될 수 있고 결합 리드(333)는 리드(333a), 배선(333b) 및 결합 돌기(333c)로 이루어질 수 있다. 리드(333a)의 위쪽 평면에 형성된 배선(333b)이 케이싱(331)의 내부로 유도될 수 있다. 리드(333a)는 케이싱(331)의 위쪽 부분에 대응되는 예를 들어 원형 플레이트 형상을 가질 수 있고 아래쪽에 끝 부분에 말림 테두리가 형성된 원통 형상의 결합 돌기(333c)가 형성될 수 있다. 리드(333a)는 예를 들어 접착제 또는 고정 볼트와 같은 수단을 통하여 케이싱(331)의 위쪽에 고정될 수 있다.

절연 유닛(33)은 다양한 구조로 만들어질 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따르면, 집진 필터(30)는 제어 모듈에 연결되어 작동될 수 있다.

도 4 및 도 5는 본 발명에 따른 집진 장치의 작동 구조의 실시 예를 도시한 것이다.

도 4를 참조하면, 예를 들어 교류 전원과 같은 전원(41)이 트랜스포머 모듈(10)에 연결될 수 있고 펄스 발생기(43)에 의하여 마이크로 펄스 전압과 같은 펄스 고전압이 발생되어 집진 필터(30)로 전달되어 하전 전압이 될 수 있다. 집진 전압은 별도의 전원에 의하여 인가되거나 또는 전원(41)으로부터 인가될 수 있다. 펄스 발생기(43)에 의하여 발생된 펄스 고전압은 스위치 유닛(44)에 의하여 제어되어 일정한 시간 주기로 집진 필터(30)에 인가할 수 있다. 집진 필터(30)의 앞쪽 또는 뒤쪽에 미립자 하전 센서(46)가 설치될 수 있다. 미립자 하전 센서(46)은 집진 필터(30)의 앞쪽 또는 뒤쪽에 설치될 수 있고 유입 또는 배출되는 미립자의 속도, 압력 또는 대전 상태를 탐지할 수 있다. 미립자 하전 센서(46)에 의하여 탐지된 신호는 제어 유닛(C)으로 전송될 수 있다. 제어 유닛(C)은 미립자 하전 센서(46)로부터 전송된 신호에 기초하여 스위치 유닛(44)의 작동 방법을 제어한다. 예를 들어 스위치 유닛(44)은 지연 유닛(45)에 연결될 수 있고 미립자 하전 센서(46)로부터 전달된 정보에 기초하여 제어 유닛(C)은 스위치 유닛(44)에 지연 시간을 설정할 수 있다.

도 5를 참조하면, 트랜스포머 모듈(10)은 정류기(51)를 포함할 수 있고 그리고 정류기(51)는 예를 들어 제1 전력 전송 유닛(L1)을 통하여 가변 펄스 발생기(53)로 전력을 전송할 수 있다. 제1 전력 전송 유닛(L1)는 예를 들어 인덕터 또는 커패시터와 같은 전기 소자를 포함할 수 있고 미리 결정된 양의 전력을 가변 펄스 발생기(53)로 전송하도록 설정된다. 가변 펄스 발생기(53)는 스위치 유닛(52)의 작동에 의하여 발생된 고전압 펄스를 집진 필터(30)에 인가할 수 있다. 스위치 유닛(52)은 제어 유닛(C)에 의하여 작동될 수 있다. 가변 펄스 발생기(53)는 예를 들어 가변 커패시터를 포함할 수 있고 집진 필터(30)에 다양한 크기를 가지는 고전압 펄스를 인가할 수 있다.

본 발명에 따르면, 집진 필터(30)는 커패시터 및 인덕터의 공진 회로를 포함하고 상기 공진 발생 주기는 미립자 하전 센서에 의하여 결정될 수 있다. 구체적으로 집진 필터(30)의 집진 전극이 커패시터의 기능을 가지고 그리고 인덕터(L)가 공진 스위치(SW)를 경유하여 집진 전극에 연결될 수 있다. 그리고 공진 스위치(SW)는 제어 유닛(C)에 의하여 작동될 수 있다. 공진 스위치(SW)의 작동에 따라 공진 회로가 형성되고 그리고 방전 전극은 예를 들어 드레인 회로(55)에 연결되어 전압이 제어될 수 있다. 필요에 따라 공진 회로의 작동 초기 조건을 결정하는 저항 유닛(R)이 연결될 수 있다. 공진 시간은 예를 들어 미립자 하전 센서에서 측정되는 비저항에 의하여 결정될 수 있다. 필요에 따라 보호회로(P)가 집진 필터(30)에 연결되어 일정 수준 이상의 펄스 고전압이 집진 필터(30)에서 유지되는 것이 방지되도록 할 수 있다. 예를 들어 보호회로(P)는 드레인 회로(55)가 일정한 전압 수준을 가지도록 설정되고 그리고 집진 필터(30)가 드레인 회로(55)에 연결되어 집진 필터(30)가 일정 수준 이상의 고전압 상태로 일정 시간 범위에서 유지되는 것이 방지되도록 할 수 있다.

제어 모듈(20)은 다양한 고전압 펄스 발생 회로 및 하전 전압 인가 회로를 포함할 수 있고 본 발명은 제시된 실시 예에 제한되지 않는다.

본 발명에 따른 집진 장치는 고전압 발생에 대하여 안전성을 가지는 트랜스포머 구조로 인하여 하전 전압 또는 집진 전압이 안정적으로 공급되도록 한다는 이점을 가진다. 그리고 본 발명에 따른 집진 장치는 전체 구조를 PCB에 의하여 제어하는 것에 의하여 구조적 안전성을 가지면서 제어가 용이하도록 한다는 장점을 가진다. 또한 본 발명에 따른 집진 장치는 마이크로 펄스 전압이 가해지는 것에 따른 집진 성능의 향상이 가능하도록 하면서 미립자의 형태에 따라 서로 다른 형태의 마이크로 펄스 전압이 가해지도록 하는 것에 의하여 다양한 형태의 미립자에 대한 집진이 가능하도록 한다는 장점을 가진다. 추가로 본 발명에 따른 집진 장치는 예를 들어 섬유 공장, PVC 공장, 플라스틱 재생 공장, 알루미늄 재생 공장, 나일론 섬유 공장, 고무장갑 공장, 식품 공장 악취처리, 타이어 공장 또는 벽지 공장에 적용될 수 있다. 추가로 본 발명에 따른 집진 장치는 적절한 설계 변경을 통하여 구이 업소와 같은 다양한 형태의 냄새를 수반하는 연기를 발생시키는 음식업소에 적용될 수 있다는 이점을 가진다.

위에서 본 발명은 제시된 실시 예를 참조하여 상세하게 설명이 되었지만 이 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 제시된 실시 예를 참조하여 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위에서 다양한 변형 및 수정 발명을 만들 수 있을 것이다. 본 발명은 이와 같은 변형 및 수정 발명에 의하여 제한되지 않으며 다만 아래에 첨부된 청구범위에 의하여 제한된다.

10: 트랜스포머 모듈 20: 제어 모듈
30: 집진 필터 11: 제1 코일 유닛
12: 제2 코일 유닛 13a, 13b: 코어
15: 정류기 21: 하우징
23: 팬 유닛 24: PCB 모듈
25: 분리 플레이트 26: 연결 커넥터
27: 보호 유닛 31: 집진 유닛
32: 방전 유닛 33: 절연 유닛
41: 전원 43: 펄스 발생기
44: 스위치 유닛 45: 지연 유닛
46: 미립자 하전 센서 51: 정류기
52: 스위치 유닛 53: 가변 펄스 발생기
55: 드레인 회로
112: 단자 유닛 113: 연결 단자
121: 코일 몸체 122: 외부 배선
131: 연결 통로 132: 자속 통로 211: 방열 홀
331: 케이싱 332: 저항 감소 소자
333: 절연 리드 334: 고정 수단