KR101610854B1 - 전기집진장치 및 그 고전압 전극 - Google Patents

Abstract

본 발명은 서로 이격 배치된 고전압 전극과 저전압 전극을 포함한 전기집진장치 및 그 고전압전극에 관한 것으로, 고전압 전극은 공기 유동 방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전시키는 대전부와, 공기 유동 방향 하류측에 대전부와 이격되게 배치되어 대전된 오염물질을 집진하는 집진부를 모두 포함하고 있으므로, 이를 통해 전기집진장치의 폭을 대폭 감소시킬 수 있으며, 그에 따라 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.

Description

전기집진장치 및 그 고전압 전극{ELECTRIC PRECIPITATOR AND HIGH VOLTAGE ELECTRODE THEREOF}

본 발명은 전기집진장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 전기적인 인력으로 먼지 등의 오염물질을 집진하는 전기집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기집진장치는 공기조화기 등에 장착되어 사용되는 것으로, 공기가 유동하는 유로 상에 배치되어 전기적인 인력을 통해 전기집진장치를 통과하는 공기 중에 포함된 먼지 등의 오염물질을 집진하는 장치이다.

일반적으로 전기집진장치는 공기 유동 방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전하는 대전부와, 공기 유동 방향 하류측에 배치되어 대전된 오염물질을 전기적인 인력으로 집진하는 집진부를 포함한 2단 전기집진 방식을 사용하여 오염물질을 집진한다.

이러한 2단 전기집진 방식의 전기집진장치에 있어서, 대전부는 와이어 형상으로 이루어져 양극을 형성하는 방전선과, 방전선의 양측에 방전선과 일정 거리 이격되게 배치되어 음극을 형성하는 한 쌍의 접지전극에 의해 형성되며, 집진부는 서로 교호적으로 이격 배치되는 복수의 고전압 전극과 복수의 저전압 전극에 의해 형 성된다.

그런데 이러한 종래의 전기집진장치는 전선과 접지전극 사이에서 방전이 발생하도록 위해서는 방전선에 높은 전압을 인가하여야만 하므로, 높은 전압을 인가하기 위한 대용량 전원공급장치가 필요하며, 많은 양의 전력이 소모된다.

또한, 상기에서 언급한 바와 같이 방전선에는 높은 전압이 인가되므로, 안전을 고려하여 방전선과 집진부를 충분히 이격 설치하여야 하므로, 전기집진장치의 폭을 일정 이하로 감소시키기 어렵다.

본 발명의 일 측면은 보다 얇은 폭을 갖도록 형성되어 공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있는 전기집진장치를 제공하기 위한 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치는 서로 이격 배치된 고전압 전극과 저전압 전극을 포함하며, 상기 고전압 전극은 공기 유동 방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전시키는 대전부와, 공기 유동 방향 하류측에 상기 대전부와 이격되게 배치되어 대전된 오염물질을 집진하는 집진부를 포함한다.

또한, 상기 고전압 전극은 비도전성 재질로 형성되어 서로 부착되는 한 쌍의 필름부재와, 상기 필림부재의 외측으로 노출되도록 배치되어 상기 대전부를 형성하는 제 1 전극층과, 상기 한 쌍의 필름부재 사이에 배치되어 상기 집진부를 형성하는 제 2 전극층을 포함한다.

또한, 상기 제 1 전극층은 상기 한 쌍의 필름부재 중 어느 하나에 배치되며, 상기 한 쌍의 필름부재 중 다른 하나에는 상기 제 1 전극층이 노출되도록 하는 관통공이 마련된다.

또한, 상기 제 1 전극층은 한 쌍이 구비되어 상기 한 쌍의 필름부재에 각각 배치되며, 상기 한 쌍의 필림부재에는 상기 필름부재에 배치된 상기 제 1 전극층이 노출되도록 하는 관통공이 각각 마련된다.

또한, 상기 고전압 전극과 상기 저전압 전극은 서로 대응하는 폭으로 형성되어 교대로 이격되게 배치된다.

또한, 상기 고전압 전극은 상기 대전부와 상기 집진부를 포함한 제 1 고전압 전극과, 상기 집진부만을 포함한 제 2 고전압 전극을 포함하며, 상기 저전압 전극은 제 1 고전압 전극과 대응하는 폭의 제 1 저전압 전극과, 상기 제 2 고전압 전극 대응하는 폭의 제 2 저전압 전극을 포함한다.

또한, 상기 제 1 고전압 전극과 상기 제 1 저전압 전극은 서로 이격 배치되며, 상기 제 1 고전압 전극과 상기 제 1 저전압 전극 사이에는 상기 제 2 고전압 전극과 상기 제 2 저전압 전극이 서로 쌍을 이루어 적어도 한 쌍 이상 배치된다.

또한, 상기 제 1 전극층은 도전성 파이버로 형성된다.

또한, 상기 고전압 전극에 전원을 공급하는 전원공급장치를 더 포함하며, 상기 전원공급장치는 상기 대전부와 상기 집진부에 서로 다른 전압의 전원을 인가한다.

또한, 상기 고전압 전극에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 대전부와 상기 집진부를 서로 연결하는 저항체를 더 포함하며, 상기 전원공급장치는 상기 대전부와 상기 집진부 중 어느 하나에만 연결된다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 고전압 전극은 공기 유동 방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전시키는 대전부와, 공기 유동 방향 하류측에 상기 대전부와 이격되게 배치되어 대전된 오염물질의 집진하는 집진부를 포함한다.

상기와 같이 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치는 고전압 전극에 오염물질을 대전시키는 대전부와, 대전된 오염물질을 집진하는 집진부가 모두 형성되어 있으므로, 전기집진장치의 폭이 대폭 감소하여,공간을 보다 효율적으로 활용할 수 있다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치는 대전부를 형성하는 제 1 전극층이 도전성 파이버로 형성되어 낮은 전압에서도 방전을 발생시킬 수 있게 되므로, 작은 용량의 전원공급장치를 사용할 수 있으며, 전기집진장치를 사용하는 과정에서 소모되는 전력도 감소한다.

이하에서는 본 발명의 제 1 실시예에 전기집진장치를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기집진장치(100)는 송풍팬(200) 등의 의해 공기가 유동하는 유로 상에 배치되어 공기 중에 포함된 먼지 등의 오염물질을 집진하는 장치로써, 그 외부형태를 이루며 공기가 일 방향으로 관통하여 흐를 수 있도록 격자 형태의 연통공(10a)이 양측에 마련된 프레임(10)과, 프레임(10) 내에 배치되어 먼지 등의 오염물질을 집진하는 복수의 고전압 전극(20)과, 고전압 전극(20)과 대응하는 폭을 갖도록 형성되어 복수의 고전압 전극(20)과 서로 교호적으로 이격 배치되는 복수의 저전압 전극(30)을 포함한다.

도 2에 도시한 바와 같이 본 실시예에서 고전압 전극(20)에는 공기 중에 포함된 오염물질이 양이온으로 대전되도록 하는 대전부(20a)와 대전된 오염물질을 집진하는 집진부(20b)를 포함한다. 따라서, 고전압 전극(20)이 2단 전기집진 방식의 전기집진장치의 방전선 역할을 겸하고, 저전압 전극(30)이 2단 전기집진 방식의 전기집진장치의 접지전극의 역할을 겸하게 되는 것이다. 본 실시예에서 저전압 전극(30)은 접지되어 접지전극의 역할을 수행할 수 있도록 되어 있다.

고전압 전극(20)은 도 3에 도시한 바와 같이 비도전성 재질로 형성되어 서로 부착되는 한 쌍의 필름부재(21)와, 두 필름부재(21) 중 적어도 어느 하나의 외측으로 노출되도록 배치되어 상기의 대전부(20a)가 형성되도록 하 는 제 1 전극층(22)과, 두 필름부재(21) 사이에 배치되어 상기의 집진부(20b)가 형성되도록 하는 제 2 전극층(23)을 포함한다.

본 실시예에서 제 1 전극층(22)은 직경이 수 ㎛에서 수십 ㎛에 이르는 카본 섬유나 탄소 나노튜브 등의 미세한 전도성 파이버에 의해 형성되는데, 이와 같이 미세한 전도성 파이버로 제 1 전극층(22)을 형성하면, 낮은 전압에서도 방전이 발생할 수 있어, 전기집진장치(100)에 사용되는 전원공급장치(P)의 용량을 줄일 수 있으며 소모되는 전력도 감소한다.

제 1 전극층(22)은 두 필름부재(21) 중 어느 하나에 배치되며, 두 필름부재(21) 중 다른 하나에는 제 1 전극층(22)이 노출될 수 있도록 관통공(21a)이 마련되어, 관통공(21a)을 통해 제 1 전극층(22)이 노출될 수 있도록 되어 있다. 본 실시예에서 제 1 전극층(22)은 한 쌍이 구비되어 두 필름부재(21)의 서로 엇갈리는 위치에 각각 배치되며, 두 필름부재(21)에는 이웃한 필름부재(21)에 배치된 제 1 전극층(22)과 대응하는 위치에 관통공(21a)이 각각 마련된다.

따라서, 고전압 전극(20)에 플러스 고전압 전원을 인가하면 도 2에 도시한 바와 같이 제 1 전극층(22)과 저전압 전극(30) 사이에서 방전이 발생하여 제 1 전극층(22)과 저전압 전극(30) 사이를 통과하는 공기 중의 오염물질은 양이온으로 대전되고, 대전된 오염물질이 공기와 함께 제 2 전극층(23)과 저전압 전극(30) 사이 로 이동하면, 양이온으로 대전된 오염물질은 상대적으로 낮은 전압이 걸린 저전압 전극(30)으로 이동하여 저전압 전극(30)에 포집된다.

상기와 같이 고전압 전극(20)에 도전성 파이버로 이루어진 제 1 전극층(22)을 통해 대전부(20a)를 형성하여 고전압 전극(20)의 대전부(20a)가 2단 전기집진 방식으로 동작하는 전기집진장치의 방전선 역할을 수행하도록 하면, 도전성 파이버로 이루어진 제 1 전극층(22)은 낮은 전압에서도 쉽게 방전이 일어날 수 있으므로, 제 1 전극층(22)과 제 2 전극층(23)의 거리를 가깝게 형성할 수 있다. 따라서, 고전압 전극(20)의 폭은 제 1 전극층(22) 배치를 위해 약간 증가하는 대신 2단 전기집진 방식의 전기집진장치에 적용되는 방전선과 접지전극 설치를 위한 공간을 삭제할 수 있으므로, 전체적인 전기집진장치(100)의 폭을 2단 전기집진 방식의 전기집진장치에 비해 대폭 감소시킬 수 있다.

이하에서는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기집진장치를 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기집진장치는 도 4에 도시한 바와 같이 서로 교호적으로 이격 배치되는 복수의 고전압 전극(20A, 20B)과 복수의 저전압 전극(30A, 30B)을 포함한다.

고전압 전극(20A, 20B)은 공기의 유동방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전시키는 대전부(20a')와, 대전된 오염물질이 저전압 전극(30A, 30B)으로 집진되도록 하는 집진부(20b')를 갖춘 제 1 고전압 전극(20A)과, 대전부(20a')에 해당하는 구성 없이 집진부(20b')만 마련되어 있는 제 2 고전압 전극(20B)을 포함하고, 저전 압 전극(30A, 30B)은 제 1 고전압 전극(20A)과 대응하는 폭을 갖는 제 1 저전압 전극(30A)과, 제 2 고전압 전극(20B)과 대응하는 폭을 갖는 제 2 저전압 전극(30B)을 포함하며, 제 2 고전압 전극(20B)과 제 2 저전압 전극(30B)이 쌍을 이루어, 복수의 쌍이 제 1 고전압 전극(20A)과 제 1 저전압 전극(30A) 사이에 배치된다. 본 실시예에서 제 1 고전압 전극(20A)과 제 1 저전압 전극(30A) 사이에는 한 쌍의 제 2 고전압 전극(20B)과 제 2 저전압 전극(30B)이 서로 교호적으로 배치된다.

제 1 고전압 전극(20A)은 비도전성 재질로 형성되어 서로 부착되는 한 쌍의 필름부재(21')와, 두 필름부재(21') 중 적어도 어느 하나의 외측으로 노출되도록 배치되어 상기의 대전부(20a')가 형성되도록 하는 제 1 전극층(22')과, 두 필름부재(21') 사이에 배치되어 상기의 집진부(20b')가 형성되도록 하는 제 2 전극층(23')을 포함하며, 제 2 고전압 전극(20B)은 비도전성 재질로 형성되어 서로 부착되는 한 쌍의 필름부재(21')와, 두 필름부재(21') 사이에 배치되어 집진부(20b')가 형성되도록 하는 제 2 전극층(23')을 포함한다. 본 실시예에서 제 1 전극층(22')과 제 2 전극층(23')은 도 5에 도시한 바와 같이 서로 다른 전압의 전원을 공급받을 수 있도록 전원공급장치(P)와 각각 개별적으로 연결된다.

다시 도 4를 참조하면, 제 1 전극층(22')은 두 필름부재(21') 중 어느 하나에 배치되며, 두 필름부재(21') 중 다른 하나에는 제 1 전극층(22')이 노출될 수 있도록 관통공(21a')이 마련된다.

따라서, 제 1 고전압 전극(20A) 및 제 2 고전압 전극(20B)에 전원을 인가하면 제 1 고전압 전극(20A)과 제 1 저전압 전극(30A) 사이에서 발생이 발생하여 제 1 고전압 전극(20A)과 제 1 저전압 전극(30A) 사이를 통과하는 공기 중의 오염물질은 양이온으로 대전되고, 대전된 오염물질이 공기와 함께 제 2 전극층(23')과 저전압 전극(30A, 30B) 사이로 이동하면, 양이온으로 대전된 오염물질은 상대적으로 낮은 전압이 걸린 제 1 저전압 전극(30A)과 제 2 저전압 전극(30)으로 이동하여 제 1 저전압 전극(30A) 및 제 2 저전압 전극(30B)에 포집된다.

상기의 제 2 실시예에서 제 1 전극층(22')과 제 2 전극층(23')은 전원공급장치(P)와 개별적으로 연결되어 서로 다른 전압의 전원을 공급받도록 되어 있으나 이에 한정하지 않고, 도 6에 본 발명의 제 3 실시예로 제시한 바와 같이 제 1 전극층(22") 만을 전원공급장치(P)와 연결하고, 제 1 전극층(22")과 제 2 전극층(23")을 일정 저항을 갖는 저항체(24)를 통해 서로 연결하여, 제 2 전극층(23)이 제 1 전극층(22")과 저항체(24)를 통해 전원을 공급받도록 함으로써, 저항체(24)에 의해 제 1 전극층(22")과 제 2 전극층(23")에 서로 다른 전압의 전원이 공급되도록 하는 것도 가능하다.

또한, 상기의 제 3 실시예에서는 제 1 전극층(22")에만 전원공급장치(P)가 연결되어 있으나, 반대로 제 2 전극층(23")에만 전원공급장치(P)를 연결하여 제 1 전극층(22")이 제 2 전극층(23")과 저항체(24)를 통해 전원을 공급받도록 하는 것도 가능하다.

또한, 상기의 실시예들에서는 저전압 전극(30)이 접지되어 저전압 전극(30)으로써의 역할 뿐만 아니라 2단 전기집진 방식 전기집진장치의 접지전극의 역할을 동시에 수행하도록 되어 있으나, 이에 한정하지 않고 저전압 전극과 별도로 접지전 극이 형성되도록 하는 것도 가능하다.

또한, 상기의 실시예들에서는 대전부(20a)에 플러스 고전압을 인가하여 오염 물질이 양이온으로 대전되도록 되어 있으나, 이에 한정하지 않고 도 7에 본 발명의 제 4 실시예로 제시한 바와 같이 대전부(20a)에 마이너스 고전압을 인가하여 오염물질이 음이온으로 대전되도록 하는 것도 가능하다. 다만, 실내 공간에서 사용되는 전기집진장치의 경우, 상기의 실시예들에서와 같이 대전부(20a)에 플러스 고전압이 인가되도록 하는 것이 바람직하다.

본 발명은 상기에서 기재된 실시예들에 한정되는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않고 다양하게 수정 및 변형할 수 있음은 이 기술의 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 자명하다. 따라서, 그러한 수정예 또는 변형예들은 본 발명의 특허청구범위에 속한다 하여야 할 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 전기집진장치의 단면도이다.

도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 전기집진장치에 적용된 고전압 전극 및 저전압 전극의 배치상태를 보인 개략도이다.

도 3은 본 발명의 제 1 실시예에서 따른 전기집진장치에 적용된 고전압 전극의 분해 사시도이다.

도 4는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기집진장치에 적용된 고전압 전극 및 저전압 전극의 배치상태를 보인 개략도이다.

도 5는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 전기집진장치에 적용된 제 1 고전압 전극와 전원공급장치의 연결을 보인 개략도이다.

도 6은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 전기집진장치에 적용된 제 1 고전압 전극와 전원공급장치의 연결을 보인 개략도이다.

도 7은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 전기집진장치에 적용된 고전압 전극 및 저전압 전극의 배치상태를 보인 개략도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *

100: 전기집진장치 10: 프레임

20: 고전압 전극 21: 필름부재

21a: 관통공 22: 제 1 전극

23: 제 2 전극 24: 저항체

30: 저전압 전극 200: 송풍팬

Claims (17)

1. 서로 이격 배치된 고전압 전극과 저전압 전극을 포함하며,

   상기 고전압 전극은 공기 유동 방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전시키는 대전부와, 공기 유동 방향 하류측에 상기 대전부와 이격되게 배치되어 대전된 오염물질을 집진하는 집진부를 포함하며,

   상기 고전압 전극은 비도전성 재질로 형성되어 서로 부착되는 한 쌍의 필름부재와, 상기 필름부재의 외측으로 노출되도록 배치되어 상기 대전부를 형성하는 제 1 전극층과, 상기 한 쌍의 필름부재 사이에 배치되어 상기 집진부를 형성하는 제 2 전극층을 포함하며,

   상기 제 1 전극층은 상기 한 쌍의 필름부재 중 어느 하나에 배치되며,

   상기 한 쌍의 필름부재 중 다른 하나에는 상기 제 1 전극층이 노출되도록 하는 관통공이 마련되는 전기집진장치.
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 전극층은 한 쌍이 구비되어 상기 한 쌍의 필름부재에 각각 배치되며,

   상기 한 쌍의 필름부재에는 상기 필름부재에 배치된 상기 제 1 전극층이 노출되도록 하는 관통공이 각각 마련되는 전기집진장치.
5. 제 1 항에 있어서,

   상기 고전압 전극과 상기 저전압 전극은 서로 대응하는 폭으로 형성되어 교대로 이격되게 배치되는 전기집진장치.
6. 제 1 항에 있어서,

   상기 고전압 전극은 상기 대전부와 상기 집진부를 포함한 제 1 고전압 전극과, 상기 집진부만을 포함한 제 2 고전압 전극을 포함하며,

   상기 저전압 전극은 제 1 고전압 전극과 대응하는 폭의 제 1 저전압 전극과, 상기 제 2 고전압 전극 대응하는 폭의 제 2 저전압 전극을 포함하는 전기집진장치.
7. 제 6 항에 있어서,

   상기 제 1 고전압 전극과 상기 제 1 저전압 전극은 서로 이격 배치되며,

   상기 제 1 고전압 전극과 상기 제 1 저전압 전극 사이에는 상기 제 2 고전압 전극과 상기 제 2 저전압 전극이 서로 쌍을 이루어 적어도 한 쌍 이상 배치되는 전기집진장치.
8. 제 1 항에 있어서,

   상기 제 1 전극층은 도전성 파이버로 형성되는 전기집진장치.
9. 제 1 항에 있어서,

   상기 고전압 전극에 전원을 공급하는 전원공급장치를 더 포함하며,

   상기 전원공급장치는 상기 대전부와 상기 집진부에 서로 다른 전압의 전원을 인가하는 전기집진장치.
10. 제 1 항에 있어서,

    상기 고전압 전극에 전원을 공급하는 전원공급장치와, 상기 대전부와 상기 집진부를 서로 연결하는 저항체를 더 포함하며,

    상기 전원공급장치는 상기 대전부와 상기 집진부 중 어느 하나에만 연결되는 전기집진장치.
11. 공기 유동 방향 상류측에 배치되어 오염물질을 대전시키는 대전부와,

    공기 유동 방향 하류측에 상기 대전부와 이격되게 배치되어 대전된 오염물질을 집진하는 집진부와,

    비도전성 재질로 형성되어 서로 부착되는 한 쌍의 필름부재와,

    상기 필름부재의 외측으로 노출되도록 배치되어 상기 대전부를 형성하는 제 1 전극층과,

    상기 한 쌍의 필름부재 사이에 배치되어 상기 집진부를 형성하는 제 2 전극층을 포함하며,

    상기 제 1 전극층은 상기 한 쌍의 필름부재 중 어느 하나에 배치되며,

    상기 한 쌍의 필름부재 중 다른 하나에는 상기 제 2 전극층이 노출되도록 하는 관통공이 마련되는 고전압 전극.
12. 삭제
13. 삭제
14. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 전극층은 한 쌍이 구비되어 상기 한 쌍의 필름부재에 각각 배치되며,

    상기 한 쌍의 필름부재에는 상기 필름부재에 배치된 상기 제 1 전극층이 노출되도록 하는 관통공이 각각 마련되는 고전압 전극.
15. 제 11 항에 있어서,

    상기 제 1 전극층은 도전성 파이버로 형성되는 고전압 전극.
16. 제 11 항에 있어서,

    상기 대전부와 상기 집진부에는 서로 다른 전압의 전원이 인가되는 고전압 전극.
17. 제 11 항에 있어서,

    상기 대전부와 상기 집진부를 서로 연결하는 저항체를 더 포함하며,

    상기 대전부와 상기 집진부 중 어느 하나에만 전원이 인가되는 고전압 전극.

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