KR102105628B1 - 정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치 - Google Patents

정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치에 관한 것으로, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터는, 공기 청정 필터로서, 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제1 도전체, 상기 제1 도전체의 도전 패턴과 비대칭이거나 비대칭으로 배치되고 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제2 도전체, 및 상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 부도체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전체에 서로 다른 전압이 인가되면 상기 제1 및 제2 도전체는 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획한다.

Description

정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치{CAPACITIVE AIR CLEANING FILTER AND CAPACITIVE AIR CLEANING APPARATUS USING THAT}
본 발명은 정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치에 관한 것이다.
일반 전기 집진식 공기청정기는 코로나 방전을 이용하여 공기 중에 있는 미세먼지를 대전시킨다. 이후, 일반 전기 집진식 공기청정기는 코로나 방전기 후단에 있는 전기 집진부를 통해 미세먼지를 포집하는 방식을 이용한다. 이러한 코로나 방전을 이용하는 전기 집진기에서는 소량이나마 오존이 발생하게 된다.
오존은 일반공기 청정기의 경우에 30ppb 이하로 관리하고 있다. 대다수 전기집진식 공기청정기가 이 오존 발생 스펙을 만족하고 있다. 그러나 소량이라도 오존이 발생하기 때문에, 소비자들은 오존 발생 그 자체를 원하지 않는다. 종래의 전기 집진식 공기 청정기는 일반 코로나 방전을 사용하여 먼지를 제거함으로써, 오존이 필연적으로 발생하고 있다. 따라서 오존이 전혀 발생하기 않는 공기청정기가 필요한 상황이다.
한국 등록특허공보 제10-0856708호 (2008년08월29일 등록)
본 발명의 실시 예들은 도전체의 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획함으로써, 오존이 발생하지 않고 집진 특성을 향상시킬 수 있는, 정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예들은 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 극성이 없는 먼지 입자를 쉽게 포획할 수 있는, 정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 실시 예들은 도전성 필름을 이용한 공기 청정 필터를 통해 유분기가 많은 먼지 입자를 쉽게 제거함으로써, 필터 청소가 용이하여 공기 청정 필터의 수명을 늘릴 수 있는, 정전식 공기 청정 필터 및 이를 이용한 정전식 공기 청정 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 일 실시 예에 따르면, 공기 청정 필터로서, 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제1 도전체; 상기 제1 도전체의 도전 패턴과 비대칭이거나 비대칭으로 배치되고 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제2 도전체; 및 상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 부도체를 포함하고, 상기 제1 및 제2 도전체에 서로 다른 전압이 인가되면 상기 제1 및 제2 도전체는 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획하는 정전식 공기 청정 필터가 제공될 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전체는, 도전성 직포, 도전성 부직포, 및 도전성 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 도전성 필름은, 복수의 기공이 평면에 형성된 도전성 필름일 수 있다.
상기 부도체는, 절연용 부도체 직포, 절연용 부도체 부직포 및 절연용 부도체 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 부도체는, 상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 제1 부도체; 및 상기 제1 및 제2 도전체 중에서 어느 하나의 도전체의 일면에 배치되어 어느 하나의 도전체를 외부와 절연시키는 제2 부도체를 포함할 수 있다.
상기 정전식 공기 청정 필터는 상기 제1 및 제2 부도체 사이에 배열되어 기설정된 간격을 유지시키는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 스페이서는, 상기 제1 및 제2 부도체 사이에 요철 형상으로 배열된 굴곡 패턴을 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전체는, 상기 제1 및 제2 부도체에 의해 절연된 상태로 감겨 원통형 또는 다각형으로 겹쳐질 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 정전식 공기 청정 장치로서, 공기가 유입되는 유입구 및 공기가 배출되는 배출구를 구비하는 본체; 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제1 도전체, 상기 제1 도전체의 도전 패턴과 비대칭이거나 비대칭으로 배치되고 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제2 도전체, 및 상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 부도체를 포함하는 필터부; 상기 제1 도전체 및 제2 도전체에 서로 다른 전압을 인가하는 전원부; 상기 유입구를 통해 유입된 공기를 상기 필터부에 통과시켜 상기 배출구를 통해 배출시키는 송풍부; 및 상기 전원부 및 송풍부를 제어하는 제어부를 포함하고, 상기 필터부는, 상기 제1 및 제2 도전체에 서로 다른 전압이 인가되면 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획하는, 정전식 공기 청정 장치가 제공될 수 있다.
상기 장치는, 사용자로부터 상기 정전식 공기 청정 장치의 동작 입력을 받는 입력부를 더 포함할 수 있다.
상기 장치는, 사용자에게 상기 정전식 공기 청정 장치의 동작 정보를 표시하는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기 장치는, 상기 정전식 공기 청정 장치 주변의 공기질을 센싱하는 센서부를 더 포함할 수 있다.
상기 장치는, 사용자 단말이나 외부 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함할 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전체는, 도전성 직포, 도전성 부직포, 및 도전성 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 도전성 필름은, 복수의 기공이 평면에 형성된 도전성 필름일 수 있다.
상기 부도체는, 절연용 부도체 직포, 절연용 부도체 부직포 및 절연용 부도체 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
상기 부도체는, 상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 제1 부도체; 및 상기 제1 및 제2 도전체 중에서 어느 하나의 도전체의 일면에 배치되어 어느 하나의 도전체를 외부와 절연시키는 제2 부도체를 포함할 수 있다.
상기 장치는, 상기 제1 및 제2 부도체 사이에 배열되어 기설정된 간격을 유지시키는 스페이서를 더 포함할 수 있다.
상기 스페이서는, 상기 제1 및 제2 부도체 사이에 요철 형상으로 배열된 굴곡 패턴을 가질 수 있다.
상기 제1 및 제2 도전체는, 상기 제1 및 제2 부도체에 의해 절연된 상태로 감겨 원통형 또는 다각형으로 겹쳐질 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 도전체의 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획함으로써, 오존이 발생하지 않고 집진 특성을 향상시킬 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 극성이 없는 먼지 입자를 쉽게 포획할 수 있다.
본 발명의 실시 예들은 도전성 필름을 이용한 공기 청정 필터를 통해 유분기가 많은 먼지 입자를 쉽게 제거함으로써, 필터 청소가 용이하여 공기 청정 필터의 수명을 늘릴 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 도전체의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터에서 도전성 필름의 구조를 나타낸 도면이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 원통형 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 평면 복층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 공기 순환용 스페이서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 공기 순환용 스페이서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터부 및 송풍부의 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명은 다양한 변경을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시 예들을 도면에 예시하고 상세하게 설명하고자 한다.
그러나 이는 본 발명을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어" 있다거나 "접속되어" 있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 또는 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 접속되어" 있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다.
본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가진 것으로 해석되어야 하며, 본 출원에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이하, 첨부한 도면들을 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 보다 상세하게 설명하고자 한다. 본 발명을 설명함에 있어 전체적인 이해를 용이하게 하기 위하여 도면상의 동일한 구성요소에 대해서는 동일한 참조부호를 사용하고 동일한 구성요소에 대해서 중복된 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 도전체(110) 및 부도체(120)를 포함한다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 정전식 공기 청정 필터(100)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 정전식 공기 청정 필터(100)가 구현될 수 있다.
이하, 도 1의 정전식 공기 청정 필터(100)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
도전체(110)는 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)를 포함한다. 제1 도전체(111)는 평면으로 형성된 도전 패턴을 가진다. 제2 도전체(112)는 제1 도전체(111)의 도전 패턴과 비대칭이거나 비대칭으로 배치되고 평면으로 형성된다.
부도체(120)는 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)의 사이에 배치되어 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)를 서로 절연시킨다.
여기서, 부도체(120)는 절연용 부도체 직포, 절연용 부도체 부직포 및 절연용 부도체 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
전원(10)을 통해 제1 및 제2 도전체(111 및 112)에 서로 다른 전압이 인가되면, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획할 수 있다.
일례로, 부도체는 제1 부도체(121) 및 제2 부도체(122)를 포함할 수 있다. 제1 부도체(121)는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)의 사이에 배치되는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)를 서로 절연시킬 수 있다. 제2 부도체(122)는 제1 및 제2 도전체(111 및 112) 중에서 어느 하나의 도전체의 일면에 배치되어 어느 하나의 도전체를 외부와 절연시킬 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 부도체(예컨대, 부도체 필름)를 사이에 두고 양쪽에 도전체(예컨대, 도전성 시트 혹은 도전성 직포, 또는 도전성 부직포 등)을 두어 부도체 양쪽에 있는 도체 간 유전영동(DEP, Dielectrophoresis) 힘을 이용한 정전식 공기 청정 필터(100)에 관한 것이다. 이를 통해, 정전식 공기 청정 필터(100)는 유전영동을 이용하여 오존이 발생하지 않고 집진 특성을 향상시킬 수 있다. 정전식 공기 청정 필터(100)는 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 극성이 없는 먼지 입자를 쉽게 포획할 수 있다.
한편, 유전영동에 대해서 설명하면 다음과 같다. 극성이 없는 미세먼지 등의 입자들이 전기장 하에 있을 때, 입자표면에서는 전기장의 방향을 따라 전하가 유도되어 분극화가 일어난다. 만약, 인가 전기장이 균일하다면, 분극화된 입자의 좌우에서 작용하는 정전기력의 크기는 서로 같기 때문에 입자에 작용하는 합력은 0이 되어 입자는 이동하지 않는다. 하지만, 입자에 작용하는 전기장이 불균일한 경우에는 입자에 작용하는 정전기력의 크기가 서로 다르기 때문에 입자는 전기장의 구배에 따라 병진운동을 하게 된다. 이때, 입자의 분극성이 입자를 둘러싼 물질의 분극성보다 클 경우 입자는 전기장이 강한 곳으로 이동(양의 유전영동, positive DEP)하게 된다. 반대로 입자의 분극성이 주위 물질의 분극성보다 작을 경우에 입자는 전기장의 세기가 약한 방향으로 이동(음의 유전영동, negative DEP)하게 된다. 그리고 극성이 있는 미세먼지 입자는 당연히 반대되는 극성 쪽으로 입자가 이동을 하게 된다.
본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 입자의 유전영동을 위한 불규칙한 전계를 만들기 위해서, 도 1과 같이 도전체(예컨대, 도전성 직포 또는 도전성 부직포 등)를 부도체(예컨대, 절연용 부도체 필름 혹은 절연체)를 사이로 위치시킨다. 즉, 부도체 필름은 도전성 직포 또는 부직포를 격리시켜 주는 역할을 한다. 정전식 공기 청정 필터(100)는 이렇게 부도체 필름을 경계로 양쪽에 배치된 도전성 직포 또는 부직포를 포함할 수 있다. 도전체의 한 쪽은 전원(10)을 통해 '+' 양의 전극이 연결되고 다른 쪽은 '-' 음의 전극이 연결될 수 있다. 도전체는 서로 다른 전압(예컨대, 고전압 및 저전압)을 인가하는 전극이 각각 연결될 수 있다. 각각의 서로 다른 전극 연결을 통해, 부도체 필름을 두고 두 개의 도전체(예컨대, 도전성 직포 또는 부직포) 간에 전기장을 형성시켜 준다. 이때, 부도체 필름 양단에 도전체(예컨대, 도전성 직포 또는 부직포)에 의한 불규칙한 전계를 구현하기 위해, 도전체(예컨대, 도전성 직포, 도전성 부직포 또는 도전성 필름)를 주름을 잡아 위치시킬 수 있다. 또는 적어도 하나의 도전체에 복수의 기공이 형성될 수 있다. 이때, 주름의 패턴은 규칙적이거나 불규칙해도 상관이 없다. 불규칙한 주름이 더욱 불균일한 전계를 발생시킬 수 있다.
도 1에 도시된 일 실시 예를 살펴보기로 한다. 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 위에 각각 제1 및 제2 도전체(111 및 112)가 배치되어 있는 상태에서 상단의 제1 도전체(111)에 '+' 전극을 연결하고, 하단의 제2 도전체(112)에 '-' 전극을 연결하기로 한다. 그러면, 이 두 전극은 제1 및 제2 도전체(111 및 112) 사이의 제1 부도체(121)에 의해 서로 격리가 되어 있어, 전류는 흐르지 않고 단순히 바이어스만 되어 있는 상태가 된다. 본 발명의 일 실시 예와 같이 서로 비대칭인 제1 및 제2 도전체(111 및 112)가 배치되면, 상단의 제1 도전체(111)와 하단의 제2 도전체(112) 사이에 불규칙한 전계가 형성된다. 왜냐하면, 상단 및 하단의 제1 및 제2 도전체(111 및 112) 사이의 거리가 불규칙적이기 때문이다. 그러므로 도 1에서 보여주는 것과 같이, 공기 중의 미세먼지 입자가 제1 및 제2 도전체(111 및 112)를 지나갈 때, 먼지의 특성에 따라 '+' 혹은 '-' 로 바이어스된 제1 및 제2 도전체(111 및 112)나 제1 및 제2 부도체(121 및 122)의 표면에 달라붙게 된다. 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 이러한 유전영동 방식으로 미세먼지를 포획함으로써, 오존이 발생시키지 않고도 효율적으로 먼지를 포획할 수 있다.
하지만, 본 발명의 일 실시 예와 다르게, 제1 및 제2 도전체(111 및 112) 사이에 제1 부도체(121)가 배치되지 않아 절연되지 않는다면 코로나 방전이 쉽게 일어날 수 있다. 두 개의 도전체가 많이 떨어져 있거나 사이에 절연을 위한 부도체가 없으면 코로나 방전이 쉽게 일어날 수 있다. 왜냐하면, 낮은 전압을 사용할 경우는 상관이 없으나 공기 중에 먼지입자와 같이 세포보다 상대적으로 큰 입자를 포획하기 위해서 수 kV를 사용하기 때문이다.
즉, 본 발명의 일 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 공기 중의 미세먼지를 포획하기 위해 정전방식을 사용하지만, 오존 발생이 안 생기도록 하는 것이 목적중의 하나이다. 제1 부도체(121)가 배치되지 않는 구조를 그대로 사용하여 수 kV를 전극에 가하면 쉽게 오존이 발생하기 쉬운 구조이다. 반면, 본 발명의 일 실시 예와 같이 제1 및 제2 도전체(111 및 112) 사이에 제1 부도체(121)를 배치하여 두 전극을 격리시키면 효과적으로 먼지입자를 포획하면서 오존을 발생시키지 않을 수 있다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 도전체의 예시를 설명하기 위한 도면이다.
제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 도전성 직포, 도전성 부직포, 및 도전성 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 도전성 직포로 형성되거나 도전성 직포를 포함할 수 있다. 변형 예로, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 일부만 도전성 직포로 형성되거나 도전성 직포를 포함할 수 있다.
도 3에 도시된 바와 같이, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 도전성 부직포로 형성되거나 도전성 부직포를 포함할 수 있다. 변형 예로, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 일부만 도전성 부직포로 형성되거나 도전성 부직포를 포함할 수 있다.
여기서, 직포는 방적, 제직, 편성에 의한 직포 공정을 통해 만든 것을 말한다. 직포는 일정한 방향으로 집합된 섬유 집합체 구조를 가질 수 있다. 부직포는 방적, 제직, 편성에 의한 공정 없이 섬유집합체를 화학적 작용이나 기계적 작용 또는 적당한 수분과 열처리에 의해 섬유 상호 간을 결합한 포형상을 갖는 것을 말한다. 부직포는 랜덤한 방향으로 집합된 섬유 집합체 구조를 가질 수 있다.
이와 같이, 도 2의 도전성 직포나 도 3의 도전성 부직포는 도 1의 도전체(110)인 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)에 포함될 수 있다. 도전성 직포나 도전성 부직포에는 복수의 기공이 형성되어 있다. 여기서, 기공은 도전성 직포나 도전성 부직포가 섬유집합체 구조로 제조될 때, 섬유들 간의 공간에 생기는 미세한 구멍을 나타낸다. 도 1에 도시된 바와 같이, 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)가 서로 마주보는 있다 하여도 도전성 직포나 도전성 부직포의 도전성 패턴 형상이 정확히 대칭이 될 수 없다. 그러므로 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)가 서로 마주보는 상황에서 비대칭인 도전성 패턴을 갖기 때문에, 불규칙한 전계가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 도전체(111) 및 제2 도전체(112)는 그 사이를 통과하는 극성이 없는 먼지 입자라도 쉽게 포획할 수 있다.
도 4는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 구성을 설명하기 위한 도면이다.
도 4에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 제1 도전체(411)와 제2 도전체(412)를 포함한다. 여기서, 제1 도전체(411)는 도전성 직포 또는 도전성 부직포를 포함할 수 있다. 제2 도전체(412)는 도전성 필름을 포함할 수 있다. 정전식 공기 청정 필터(100)에서 절연체인 제1 부도체(421)를 사이에 두고, 도전성 직포 또는 도전성 부직포를 포함하는 제1 도전체(411)와 도전성 필름을 포함하는 제2 도전체(412)가 위치된다. 도전성 직포 또는 도전성 부직포에 형성된 복수의 기공으로 인하여, 제1 도전체(411)와 제2 도전체(412) 사이에서 형성되는 전계는 불규칙한 전계로 형성된다. 그러므로 정전식 공기 청정 필터(100)는 극성이 없는 먼지 입자(예컨대, 미세먼지 등)를 포획할 수 있다.
이와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 도전체는 도 1에 도시된 도전성 직포 또는 도전성 부직포 대신에 도전성 필름이 사용될 수 있다. 도전성 필름은 표면이 매끄럽기 때문에 유전영동력에 의해 먼지 입자들이 붙는다 하여도 외부의 충격에 떨어질 수는 있다. 반면, 도전성 직포나 도전성 부직포를 사용하게 되면, 달라붙은 먼지 입자가 외부 충격에도 쉽게 떨어지지 않는 장점이 있다. 그렇지만, 도전성 직포나 부직포 대신에 도전성 필름을 사용하여도 상관없으며, 특정한 도전성 재질로 한정되지 않는다. 이와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따르면, 도전성 직포 또는 도전성 부직포에 주름 패턴을 잡고, '+' 극과 '-' 극을 격리시키기 위해 부도체 필름을 사용하는 것은 제작도 쉽다.
제1 도전체(411)는 도전성 직포 또는 도전성 부직포일 수 있고, 제2 도전체(412)는 도전성 필름일 수 있다. 그 중에 도전성 부직포가 일반적으로 사용 가능하며, 특정 재질로 한정되지 않는다. 도 2 및 도 3에는 도전성 직포나 도전성 부직포에 전극(10)을 연결하였으나, 도전성 필름을 사용하거나 도전성 물질을 코팅한 필름을 사용하여도 된다. 상술한 바와 같이 이러한 도전성 필름은 도전성 직포나 도전성 부직포보다 표면이 매끄러워 먼지 포획성능이 저하될 수 있으나, 유분성 있는 먼지 같은 경우에는 도전성 직포나 도전성 부직포보다 도전성 필름 사용이 더 효과적일 수 있다. 도전성 필름은 유분기가 많은 곳에 사용하면, 도전성 물질이 코팅된 필름에 의해 유분기가 쉽게 제거될 수 있다. 즉, 유분기 있는 먼지들이 많이 묻어 있는 공기 청정 필터를 청소할 경우, 도전성 필름과 같은 경우가 청소하기가 용이하기 때문이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터에서 도전성 필름의 구조를 나타낸 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 도전성 직포 또는 도전성 부직포 대신에, 도전성 필름을 포함하는 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412)를 포함할 수 있다. 즉, 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412)는 도 5에 도시된 도전성 필름(511)을 포함할 수 있다. 여기서, 도전성 필름(511)은 도 5에 도시된 바와 같이, 복수의 기공(501)을 포함한다. 복수의 기공(501)은 일정하게 배열되거나 랜덤하게 배열될 수 있다. 도전성 필름(511)에 형성된 복수의 기공(501)으로 인해, 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412)가 서로 마주보는 있다 하여도 도전성 필름(511)의 도전성 패턴 형상이 정확히 대칭이 될 수 없다. 그러므로 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412)가 서로 마주보는 상황에서 비대칭인 도전성 패턴을 갖기 때문에, 불규칙한 전계가 형성될 수 있다. 이에 따라, 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412)는 복수의 기공(501)을 포함하고, 도전체 사이를 통과하는 극성이 없는 먼지 입자라도 쉽게 포획할 수 있다. 이와 같이, 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412) 중에서 적어도 하나는 도전성 필름(511)을 포함할 수 있다. 상기와 같이, 도전성 필름(511)을 사용하여 정전식 공기 청정 필터(100)를 제조하는 경우는 도전성 직포 또는 도전성 부직포 보다는 필터 제조가 쉬워질 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 원통형 구조를 설명하기 위한 도면이다.
본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 도전성 직포 또는 도전성 부직포 대신에, 도전성 필름을 포함하는 제1 도전체(611) 및 제2 도전체(612)와, 그 사이에 제1 부도체(621)를 포함할 수 있다. 다만, 도 5와 같은 기공(501)이 있는 도전성 필름(511)이 아닌, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 기공이 없는 도전성 필름을 제1 도전체(611) 및 제2 도전체(612)로 사용하고 원형으로 배치한다. 즉, 정전식 공기 청정 필터(100)는 도 6에 도시된 바와 같이 원통형 필터 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 도전체(611 및 612)는 제1 및 제2 부도체(621 및 622)에 의해 절연된 상태로 감겨 원통형 또는 다각형으로 겹쳐질 수 있다.
제1 부도체(621)의 바깥쪽에 위치한 도전성 필름을 포함하는 제1 도전체(611)와 제1 부도체(621)의 안쪽에 위치한 도전성 필름을 포함하는 제2 도전체(612) 사이에 불규칙한 전계가 형성된다. 왜냐하면, 제1 도전체(611)과 제2 도전체(612)의 원주가 다르기 때문이다.
이러한 도전성 필름을 포함하는 도전체는 유분기가 많음 미세먼지 제거에 특히 유용하다. 왜냐하면, 도전성 직포나 도전성 부직포 보다 도전성 필름 형태가 미세먼지 제거 시 달라붙어 있는 유분기 청소가 용이하여 필터의 수명을 길게 할 수 있다. 이에 반해, 헤파 필터 구조를 사용하는 공기 청정기는 유분기 미세먼지에 쉽게 기공이 막혀버리기 때문에, 고기집 같은 유분기가 많은 곳에서 헤파 필터형 공기청정기 사용이 쉽지 않다.
도 6에 도시된 바와 같이, 적층된 제1 및 제2 도전체(611 및 612)를 환상으로 말은 정전식 공기 청정 필터(100)는 제1 및 제2 부도체(621 및 622) 사이에 공기가 통과하면서 미세먼지 입자가 포획할 수 있다. 도 6과 같이, 실제 사용시는 달팽이 모양으로 원통이나 다각형으로 여러 겹으로 감아서 사용하게 된다.
도 7은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 필터의 평면 복층 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 7에 도시된 바와 같이, 도 1의 정전식 공기 청정 필터(100)는 평면 복층 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 제1 및 제2 부도체(121 및 122)와 함께 각 도전체가 교번되는 구조인 평면 복층 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 서로 마주보는 방향에서 비대칭인 도전성 패턴을 가지거나 비대칭인 도전성 패턴으로 배치될 수 있다.
정전식 공기 청정 필터(100)는 제1 및 제2 부도체(121 및 122)를 여러 개 층으로 구현을 하고 그 사이에 서로 마주보는 방향에서 비대칭의 도전성 패턴을 갖거나 도전성 패턴이 비대칭으로 배치되는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)를 위치시킬 수 있다. 전극은 '+', '-' 전극을 번갈아 제1 및 제2 도전체(111 및 112)에 각각 연결될 수 있다.
이와 유사하게, 도 1의 정전식 공기 청정 필터(100)는 도 4에 도시된 정전식 공기 청정 필터의 구조를 이용한 평면 복층 구조를 가질 수 있다. 제1 및 제2 도전체(411 및 412)는 제1 및 제2 부도체(421 및 422)와 함께 각 도전체가 교번되는 구조인 평면 복층 구조로 구성될 수 있다. 여기서, 제1 및 제2 도전체(411 및 412)는 서로 마주보는 방향에서 비대칭인 도전성 패턴을 가지거나 비대칭인 도전성 패턴으로 배치될 수 있다.
정전식 공기 청정 필터(100)는 제1 및 제2 부도체(421 및 422)를 여러 개 층으로 구현을 하고 그 사이에 서로 마주보는 방향에서 비대칭의 도전성 패턴을 갖거나 도전성 패턴이 비대칭으로 배치되는 제1 및 제2 도전체(411 및 412)를 위치시킬 수 있다. 전극은 '+', '-' 전극을 번갈아 제1 및 제2 도전체(411 및 412)에 각각 연결될 수 있다.
이러한 구조는 도 5에 도시된, 도전성 직포 또는 도전성 부직포 대신에, 도전성 필름을 포함하는 제1 도전체(411) 및 제2 도전체(412)를 포함하는 정전식 공기 청정 필터(100)에 대해서도 유사하게 적용될 수 있다.
변형 예로, 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 사이에 기설정된 두께의 스페이서를 배치하면, 이 스페이서에 의해 만들어진 큰 공간을 통해 공기가 쉽게 통과하면서 미세먼지 입자가 포획되게 된다.
도 8은 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 공기 순환용 스페이서의 배치를 설명하기 위한 도면이다.
도 8에는 정전식 공기 청정 필터(100)의 부도체 상에 배치되는 도전체 및 공기 순환용 스페이서(Spacer)(130)가 도시되어 있다. 도 8에 도시된 바와 같이, 정전식 공기 청정 필터(100)는 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 사이에 배열되어 기설정된 간격을 유지시키는 스페이서(130)를 더 포함할 수 있다. 정전식 공기 청정 필터(100)의 부도체가 도 6 및 도 7과 같이 원통형으로 겹쳐지거나 복수의 층으로 적층될 때, 공기 순환용 스페이서(130)는 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 사이에 배치되어 부도체 간의 공간을 만들 수 있다. 스페이서(130)는 요철 형상의 사각형 혹은 원형으로 배열을 하여 제1 부도체(121) 및 제2 부도체(122) 사이에 일정한 간격을 유지시켜 주고, 정전식 공기 청정 필터(100) 내부와 외부를 통해 공기의 흐름이 원활하게 할 수 있다.
도 9는 본 발명의 일 실시 예에 사용되는 공기 순환용 스페이서의 구조를 설명하기 위한 도면이다.
도 9에 도시된 바와 같이, 스페이서(130)는, 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 사이에 요철 형상으로 배열된 굴곡 패턴을 가질 수 있다. 스페이서(130)는 사각 혹은 원형으로 배열을 하여 제1 부도체(121) 및 제2 부도체(122) 사이에 일정한 간격을 유지시켜 주고, 정전식 공기 청정 필터(100) 내부와 외부를 통해 공기의 흐름이 원활하게 하여 준다. 스페이서(130)는 제1 부도체(121) 및 제2 부도체(122) 사이에 공기가 잘 흘러가도록 공간을 만들어 준다. 이러한 공간은 기설정된 높이의 스페이서(130)에 의해 만들어질 수 있다.
도 10은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 장치의 구성을 설명하기 위한 구성도이다.
도 10에 도시된 바와 같이, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 장치(200)는 필터부(210), 전원부(220), 송풍부(230) 및 제어부(240)를 포함한다. 다양한 실시 예에 따르면, 본 발명의 다른 실시 예에 따른 정전식 공기 청정 장치(200)는 입력부(250), 표시부(260), 센서부(270) 및 통신부(280)를 더 포함할 수 있다. 그러나 도시된 구성요소 모두가 필수 구성요소인 것은 아니다. 도시된 구성요소보다 많은 구성요소에 의해 정전식 공기 청정 장치(200)가 구현될 수도 있고, 그보다 적은 구성요소에 의해서도 정전식 공기 청정 장치(200)가 구현될 수 있다.
이하, 도 10의 정전식 공기 청정 장치(200)의 각 구성요소들의 구체적인 구성 및 동작을 설명한다.
우선, 정전식 공기 청정 장치(200)는 도 11에 도시된 본체(201)를 포함한다. 본체(201)는 공기가 유입되는 유입구 및 공기가 배출되는 배출구를 구비한다.
필터부(210)는 본체(201) 내부에 배치된다. 필터부(210)는 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제1 도전체(111), 제1 도전체(111)의 도전 패턴과 비대칭이거나 비대칭으로 배치되고 평면으로 형성된 도전 패턴을 가지는 제2 도전체(112), 및 제1 및 제2 도전체(111 및 112)의 사이에 배치되어 제1 및 제2 도전체(111 및 112)를 서로 절연시키는 부도체(120)를 포함한다. 일례로, 필터부(210)는 도전성 직포, 도전성 부직포 또는 도전성 필름 중에서 적어도 하나의 조합을 포함하는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)로 구현될 수 있다. 필터부(210) 내부에 있는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)에 가해지는 전압은 수 kV가 된다. 필터부(210)에 연결되는 두 전극은 이러한 수 kV 전압에 의해 자체 코로나 방전이 일어나지 않도록 이격될 수 있다.
필터부(210)는 정전식 공기 청정 장치(200)의 내부로 유입되는 공기에 포함된 오염물질을 걸러내기 위한 것이다. 예를 들어, 필터부(210)는 정전식 공기 청정 장치(200)의 내부로 유입되는 공기 중의 오염물질을 불균일 전기장을 발생시키는 도전체나 부도체에 흡착하는 방식 등으로 오염물질을 제거할 수 있다. 필터부(210)는 제어부(240)의 제어에 따라, 전원부(220)에 의해 제1 및 제2 도전체(111 및 112)에 서로 다른 전압이 인가되면, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)의 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 필터부(210)는 적어도 하나의 정전식 공기 청정 필터(100)로 구성되어 정전식 공기 청정 장치(200)의 흡기구에 위치하거나, 정전식 공기 청정 장치(200)의 흡기구와 배기구에 각각 위치할 수도 있다. 여기서, 적어도 하나의 필터는 예를 들어 도 1에 도시된 정전식 공기 청정 필터(100) 이외에 전처리 필터(prefilter), 기능성 필터, 헤파 필터(High Efficiency Particulate Air filter; HEPA filter), 탈취 필터 등 다양한 종류의 필터가 추가로 포함될 수 있다. 여기서, 전처리 필터는 비교적 큰 먼지, 머리카락, 애완동물의 털 등을 제거하기 위한 것이고, 기능성 필터는 항균, 꽃가루, 집진드기, 세균, 박테리아 등을 제거하기 위한 것이고, 헤파 필터는 미세한 먼지, 실내 곰팡이와 같은 각종 세균 등을 제거하기 위한 것이며, 탈취 필터는 실내의 각종 악취와 유해가스 등을 제거하기 위한 것이다.
전원부(220)는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)에 서로 다른 전압을 인가한다. 전원부(220)는 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작을 위한 전원을 제공하기 위한 것으로, 예를 들어, AC 전원으로부터 공급받거나 배터리 등으로 구현될 수 있다.
송풍부(230)는 본체(201)의 유입구를 통해 유입된 공기를 필터부(210)에 통과시켜 본체(201)의 배출구를 통해 배출시킨다. 송풍부(230)는 공기의 흐름을 형성하여 외부의 공기가 정전식 공기 청정 장치(200) 내부로 유입되도록 하기 위한 것이다. 송풍부(230)는 송풍팬과 이를 구동하기 위한 모터를 포함하여 구성될 수 있다. 여기서, 송풍팬은 모터에 의해 회전하여 공기의 흐름을 형성할 수 있다. 또한, 모터의 회전속도(즉, 분당 회전 수(revolutions per minute; RPM))는 제어부(240)의 제어에 따라 조절될 수 있다.
제어부(240)는 전원부(220), 송풍부(230), 센서부(270), 통신부(280) 및 입력부(250) 중 하나 이상으로부터 전달받은 신호를 기초로 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작을 전반적으로 제어하기 위한 것이다. 예를 들어, 제어부(240)는 중앙처리장치(CPU), 그래픽처리장치(GPU), 마이크로프로세서, 주문형 반도체(Application Specific Integrated Circuit, ASIC), Field Programmable Gate Arrays(FPGA) 등의 프로세서로 구현될 수 있다. 제어부(240)는 정전식 공기 청정 장치(200)의 각 구성요소를 제어한다. 제어부(240)는 공기 중의 먼지 입자를 포획하도록 전원부(220) 및 송풍부(230)를 제어한다. 제어부(240)는 공기 청정과 관련하여, 입력부(250), 표시부(260), 센서부(270) 및 통신부(280)를 제어할 수 있다.
한편, 입력부(250)는 사용자로부터 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작 제어를 위한 입력을 받기 위한 것이다. 입력부(250)를 통해 입력된 제어신호는 제어부(240)로 전달되고, 제어부(240)는 이에 따라 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작을 제어할 수 있다.
표시부(260)는 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작 관련 정보를 포함하는 다양한 정보를 표시하기 위한 것으로, 예를 들어 LCD, LED, PDP 등으로 구현될 수 있다. 표시부(260)는 제어부(240)의 제어에 따라 실내 또는 실외의 공기질 정보를 표시하거나, 정전식 공기 청정 장치(200)의 풍량 정보, 사용자 알람 정보 등을 표시할 수 있다.
센서부(270)는 정전식 공기 청정 장치(200) 주변의 공기질을 측정하기 위한 것이다. 예를 들어, 센서부(270)는 공기 중의 먼지 농도를 측정하기 위한 먼지센서, 공기 중의 가스 농도를 측정하기 위한 가스센서, 공기 중의 CO2 농도를 측정하기 위한 CO2 센서, 공기 중의 라돈 농도를 측정하는 라돈센서, 공기 중의 습도를 측정하기 위한 습도센서, 공기의 온도를 측정하기 위한 온도센서 등과 같이 공기 상태를 측정할 수 있는 다양한 종류의 센서를 포함하여 구성될 수 있다.
통신부(280)는 사용자 단말이나 외부 다른 디바이스와의 무선 통신을 수행하기 위한 것이다. 예를 들어, 통신부(280)는 블루투스, NFC 등과 같은 다양한 무선 통신 방식으로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 통신부(280)는 외부 디바이스와 공기질 측정 데이터를 송수신할 수 있다. 필요에 따라, 통신부(280)는 외부 서버(미도시) 등과 무선 통신을 수행하는 기능을 더 포함할 수도 있다. 통신부(280)는 예를 들어, Wi-Fi 등과 같은 다양한 무선 통신 방식으로 구현될 수 있다. 다양한 실시예에 따르면, 통신부(280)는 외부 서버로부터 실외 공기질 데이터를 수신할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어부(240)는 센서부(270)에 의해 측정된 공기질 측정 데이터 또는 통신부(280)를 통해 다른 디바이스로부터 수신한 공기질 측정 데이터를 기초로 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어부(240)는 상술한 공기질 측정 데이터에 더하여, 통신부(280)를 통해 외부 서버 등으로부터 수신한 실외 공기질 데이터를 추가로 고려하여 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따르면, 제어부(240)는 다른 디바이스의 신호가 감지되지 않는 경우에는 공기질 측정 데이터를 기초로 정전식 공기 청정 장치(200)의 동작을 제어하고, 공기질 측정 데이터가 기설정된 임계치를 초과하는 경우, 즉, 공기 오염도가 적정 수준을 넘어서는 경우에는 표시부(260) 등을 통해 사용자 알람을 수행할 수 있다.
다양한 실시 예에 따르면, 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 도전성 직포, 도전성 부직포, 및 도전성 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 도전성 필름(511)은 복수의 기공(501)이 평면에 형성된 도전성 필름일 수 있다. 부도체(120)는 절연용 부도체 직포, 절연용 부도체 부직포 및 절연용 부도체 필름 중에서 적어도 하나를 포함할 수 있다. 부도체(120)는 제1 및 제2 도전체(111 및 112)의 사이에 배치되어 제1 및 제2 도전체(111 및 112)를 서로 절연시키는 제1 부도체(121) 및 제1 및 제2 도전체(111 및 112) 중에서 어느 하나의 도전체의 일면에 배치되어 어느 하나의 도전체를 외부와 절연시키는 제2 부도체(122)를 포함할 수 있다. 정전식 공기 청정 장치(200)는 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 사이에 배열되어 기설정된 간격을 유지시키는 스페이서(130)를 더 포함할 수 있다. 스페이서(130)는, 제1 및 제2 부도체(121 및 122) 사이에 사각형 또는 원통형으로 배열된 굴곡 패턴을 가질 수 있다. 제1 및 제2 도전체(111 및 112)는 제1 및 제2 부도체(121 및 122)에 의해 절연된 상태로 감겨 원통형 또는 다각형으로 겹쳐질 수 있다.
도 11 내지 도 13은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 필터부 및 송풍부의 다양한 배치 구조를 설명하기 위한 도면이다.
정전식 공기 청정 장치(200)에 단순히 필터부(210)만 있으면 공기의 순환이 용이하지 않아 공기 중에 있는 미세먼지 포획시간이 많이 걸린다.
이를 위해, 필터부(210)는 본체(201)의 유입구가 있는 전단이나 배출구가 있는 후단에 송풍부(230)가 배치될 수 있다. 송풍부(230)는 팬을 통해 강제적으로 공기를 순환시켜 원하면 공간의 공기 중의 미세먼지 입자를 빠른 속도로 정화시킬 수 있다.
도 11에 도시된 바와 같이, 송풍부(230)는 본체(201) 내부의 유입구 근처에 배치될 수 있다. 송풍부(230)는 본체(201)의 유입구 근처에 배치됨으로써, 공기를 본체(201)의 유입구를 통해 빠르게 유입시킬 수 있다.
도 12에 도시된 바와 같이, 송풍부(230)는 본체(201) 내부의 배출구 근처에 배치될 수 있다. 송풍부(230)는 본체(201)의 배출구 근처에 배치됨으로써, 필터부(210)를 거친 공기를 본체(201)의 배출구를 통해 빠르게 배출시킬 수 있다.
도 13에 도시된 바와 같이, 송풍부(230)는 본체(201) 내부의 유입구 및 배출구 근처에 배치될 수 있다. 송풍부(230)는 본체(201)의 유입구 및 배출구 근처에 배치됨으로써, 공기를 본체(201)의 유입구를 통해 빠르게 유입시키고 필터부(210)를 거친 공기를 본체(201)의 배출구를 통해 빠르게 배출시킬 수 있다.
전술된 본 실시 예들에 따른 장치는 프로세서, 프로그램 데이터를 저장하고 실행하는 메모리, 디스크 드라이브와 같은 영구 저장부(permanent storage), 외부 장치와 통신하는 통신 포트, 터치 패널, 키(key), 버튼 등과 같은 사용자 인터페이스 장치 등을 포함할 수 있다. 소프트웨어 모듈 또는 알고리즘으로 구현되는 방법들은 상기 프로세서상에서 실행 가능한 컴퓨터가 읽을 수 있는 코드들 또는 프로그램 명령들로서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체 상에 저장될 수 있다. 여기서 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체로 마그네틱 저장 매체(예컨대, ROM(read-only memory), RAM(random-access memory), 플로피 디스크, 하드 디스크 등) 및 광학적 판독 매체(예컨대, 시디롬(CD-ROM), 디브이디(DVD: Digital Versatile Disc)) 등이 있다. 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록 매체는 네트워크로 연결된 컴퓨터 시스템들에 분산되어, 분산 방식으로 컴퓨터가 판독 가능한 코드가 저장되고 실행될 수 있다. 매체는 컴퓨터에 의해 판독가능하며, 메모리에 저장되고, 프로세서에서 실행될 수 있다.
개시된 실시예들은 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장 매체(computer-readable storage media)에 저장된 명령어를 포함하는 S/W 프로그램으로 구현될 수 있다. 컴퓨터는, 저장 매체로부터 저장된 명령어를 호출하고, 호출된 명령어에 따라 개시된 실시예에 따른 동작이 가능한 장치로서, 개시된 실시예들에 따른 전자 장치를 포함할 수 있다. 컴퓨터로 읽을 수 있는 저장매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, 비일시적은 저장매체가 신호(signal)를 포함하지 않으며 실재(tangible)한다는 것을 의미할 뿐 데이터가 저장 매체에 반영구적 또는 임시적으로 저장됨을 구분하지 않는다.
본 실시 예는 기능적인 블록 구성들 및 다양한 처리 단계들로 나타내어질 수 있다. 이러한 기능 블록들은 특정 기능들을 실행하는 다양한 개수의 하드웨어 또는/및 소프트웨어 구성들로 구현될 수 있다. 예를 들어, 실시 예는 하나 이상의 마이크로프로세서들의 제어 또는 다른 제어 장치들에 의해서 다양한 기능들을 실행할 수 있는, 메모리, 프로세싱, 로직(logic), 룩 업 테이블(look-up table) 등과 같은 직접 회로 구성들을 채용할 수 있다. 구성 요소들이 소프트웨어 프로그래밍 또는 소프트웨어 요소들로 실행될 수 있는 것과 유사하게, 본 실시 예는 데이터 구조, 프로세스들, 루틴들 또는 다른 프로그래밍 구성들의 조합으로 구현되는 다양한 알고리즘을 포함하여, C, C++, 자바(Java), 어셈블러(assembler) 등과 같은 프로그래밍 또는 스크립팅 언어로 구현될 수 있다. 기능적인 측면들은 하나 이상의 프로세서들에서 실행되는 알고리즘으로 구현될 수 있다. 또한, 본 실시 예는 전자적인 환경 설정, 신호 처리, 및/또는 데이터 처리 등을 위하여 종래 기술을 채용할 수 있다. 매커니즘, 요소, 수단, 구성과 같은 용어는 넓게 사용될 수 있으며, 기계적이고 물리적인 구성들로서 한정되는 것은 아니다. 상기 용어는 프로세서 등과 연계하여 소프트웨어의 일련의 처리들(routines)의 의미를 포함할 수 있다.
전술한 본 발명의 설명은 예시를 위한 것이며, 본 발명이 속하는 기술분야의 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 쉽게 변형할 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시 예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다. 본 발명의 범위는 상기 상세한 설명보다는 후술하는 특허청구범위에 의하여 나타내어지며, 특허청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 균등 개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
100: 정전식 공기 청정 필터 110: 도전체
111, 112: 제1 도전체, 제2 도전체 120: 부도체
121, 122: 제1 부도체, 제2 부도체 10: 전원
411, 412: 제1 도전체, 제2 도전체 511: 전도성 필름
501: 기공
611, 612: 제1 도전체, 제2 도전체
130: 스페이서 200: 정전식 공기 청정 장치
201: 본체 210: 필터부
220: 전원부 230: 송풍부
240: 제어부 250: 입력부
260: 표시부 270: 센서부
280: 통신부

Claims (20)

  1. 공기 청정 필터로서,
    평면에 복수의 기공이 랜덤하게 형성된 도전 패턴을 가지는 제1 도전체;
    평면에 복수의 기공이 랜덤하게 형성된 도전 패턴을 가지는 제2 도전체;
    상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 부도체를 포함하고,
    상기 제1 도전체에 랜덤하게 형성된 복수의 기공으로 인한 도전 패턴과 상기 제2 도전체에 랜덤하게 형성된 복수의 기공으로 인한 도전 패턴은 서로 마주보는 방향에서 비대칭인 도전 패턴을 가지고,
    상기 제1 및 제2 도전체에 서로 다른 전압이 인가되면 상기 제1 및 제2 도전체는 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획하는 정전식 공기 청정 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전체는,
    도전성 직포, 도전성 부직포, 및 도전성 필름 중에서 적어도 하나를 포함하는, 정전식 공기 청정 필터.
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 부도체는,
    절연용 부도체 직포, 절연용 부도체 부직포 및 절연용 부도체 필름 중에서 적어도 하나를 포함하는, 정전식 공기 청정 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 부도체는,
    상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 제1 부도체; 및
    상기 제1 및 제2 도전체 중에서 어느 하나의 도전체의 일면에 배치되어 어느 하나의 도전체를 외부와 절연시키는 제2 부도체를 포함하는, 정전식 공기 청정 필터.
  6. 제5항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 부도체 사이에 배열되어 기설정된 간격을 유지시키는 스페이서를 더 포함하는, 정전식 공기 청정 필터.
  7. 제6항에 있어서,
    상기 스페이서는,
    상기 제1 및 제2 부도체 사이에 요철 형상으로 배열된 굴곡 패턴을 가지는, 정전식 공기 청정 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전체는,
    상기 제1 및 제2 부도체에 의해 절연된 상태로 감겨 원통형 또는 다각형으로 겹쳐지는, 정전식 공기 청정 필터.
  9. 정전식 공기 청정 장치로서,
    공기가 유입되는 유입구 및 공기가 배출되는 배출구를 구비하는 본체;
    평면에 복수의 기공이 랜덤하게 형성된 도전 패턴을 가지는 제1 도전체, 평면에 복수의 기공이 랜덤하게 형성된 도전 패턴을 가지는 제2 도전체, 및 상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 부도체를 포함하는 필터부;
    상기 제1 도전체 및 제2 도전체에 서로 다른 전압을 인가하는 전원부;
    상기 유입구를 통해 유입된 공기를 상기 필터부에 통과시켜 상기 배출구를 통해 배출시키는 송풍부; 및
    상기 전원부 및 송풍부를 제어하는 제어부를 포함하고,
    상기 제1 도전체에 랜덤하게 형성된 복수의 기공으로 인한 도전 패턴과 상기 제2 도전체에 랜덤하게 형성된 복수의 기공으로 인한 도전 패턴은 서로 마주보는 방향에서 비대칭인 도전 패턴을 가지고,
    상기 필터부는, 상기 제1 및 제2 도전체에 서로 다른 전압이 인가되면 비대칭인 도전 패턴을 통해 불균일한 전기장을 발생시켜 공기 중의 먼지 입자를 포획하는, 정전식 공기 청정 장치.
  10. 제9항에 있어서,
    사용자로부터 상기 정전식 공기 청정 장치의 동작 입력을 받는 입력부를 더 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  11. 제9항에 있어서,
    사용자에게 상기 정전식 공기 청정 장치의 동작 정보를 표시하는 표시부를 더 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  12. 제9항에 있어서,
    상기 정전식 공기 청정 장치 주변의 공기질을 센싱하는 센서부를 더 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  13. 제9항에 있어서,
    사용자 단말이나 외부 다른 디바이스와 통신을 수행하는 통신부를 더 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  14. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전체는,
    도전성 직포, 도전성 부직포, 및 도전성 필름 중에서 적어도 하나를 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  15. 삭제
  16. 제9항에 있어서,
    상기 부도체는,
    절연용 부도체 직포, 절연용 부도체 부직포 및 절연용 부도체 필름 중에서 적어도 하나를 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  17. 제9항에 있어서,
    상기 부도체는,
    상기 제1 및 제2 도전체의 사이에 배치되어 상기 제1 및 제2 도전체를 서로 절연시키는 제1 부도체; 및
    상기 제1 및 제2 도전체 중에서 어느 하나의 도전체의 일면에 배치되어 어느 하나의 도전체를 외부와 절연시키는 제2 부도체를 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  18. 제17항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 부도체 사이에 배열되어 기설정된 간격을 유지시키는 스페이서를 더 포함하는, 정전식 공기 청정 장치.
  19. 제18항에 있어서,
    상기 스페이서는,
    상기 제1 및 제2 부도체 사이에 요철 형상으로 배열된 굴곡 패턴을 가지는, 정전식 공기 청정 장치.
  20. 제9항에 있어서,
    상기 제1 및 제2 도전체는,
    상기 제1 및 제2 부도체에 의해 절연된 상태로 감겨 원통형 또는 다각형으로 겹쳐지는, 정전식 공기 청정 장치.
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