KR20140111784A - 전기집진장치 - Google Patents

Abstract

본 발명의 한 실시예에 따른 전기집진장치는 유로를 통과하는 공기에 포함된 미세 먼지를 전압을 이용하여 대전시키는 전리부, 상기 공기의 유동 방향으로 상기 전리부의 후방에 배치되고 대전된 상기 미세 먼지를 흡착하는 집진부, 그리고 상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는 하나의 몸체가 미리 정해진 형상으로 절곡되어 일체로 형성된다. 본 발명에 의하면, 서로 일정거리 분리되어 있는 2단 하전 방식의 전기집진장치의 전리부와 집진부를 플레이트를 통해 일체로 구성함으로써, 2단 하전 방식의 전기집진장치의 구조를 단순화 하여 제작비용을 감소시킬 수 있는 경제적인 효과를 가질 수 있다.
또한, 등 간격의 조밀한 구조로 절곡된 일체형 플레이트에 전리부 및 집진부를 박막형 전극으로 형성하여 평등하게 연계적으로 배치되게 함으로써, 집진효율을 극대화 할 수 있는 효과를 가질 수 있음은 물론, 제품의 교환 없이 청소만으로 재사용이 가능할 수 있다.

Description

전기집진장치{Electric precipitator}

본 발명은 전기집진장치에 관한 것이다.

일반적으로, 전기집진장치는 공기정화기 또는 공기조화기 등에서 흡입된 공기 중의 먼지를 제거할 목적으로 사용되며, 대표적으로는 코로나 방전으로 오염된 공기 중에 있는 미세입자를 하전 시켜 미세입자를 집진하는 1단 하전 방식의 전기집진장치가 널리 사용되고 있다.

상세하게는, 상기한 1단 하전 방식의 전기집진장치는 높은 고전압을 인가시켜 방전극과 접지극 사이에 발생하는 코로나 방전으로 오염된 공기 중에 있는 입자(먼지)를 하전 시키고, 극성을 가진 하전된 입자를 이동시켜 집진하게 된다.

이와 같은, 1단 하전 방식의 전기집진장치는 방전극과 상대 접지극 사이에 양극 또는 음극의 고전압을 인가하여 방전극 부분에서 코로나 방전을 생성하여 집진효율이 좋은 장점이 있으나, 고전압에 의하여 발생하는 코로나 방전으로 공기를 이온화시킴으로써 다량의 오존을 발생시키고, 유해가스를 이온화 기키는 과정에서 NOx, SOx, 산성물질 또는 알데히드 등의 2차 오염물질을 발생시키는 문제점이 있었다. 또한, 입자 포집효율을 극대화하기 위해서 방전극에 더욱더 큰 고전압을 인가시켜야 함으로써, 전압의 상승에 따라 전류 또한 상승하여 전력소모가 많고, 코로나 발생을 위해서 금속성의 방전극과 접지극이 필수적으로 구비되어야만 하는 문제점이 있었다.

따라서, 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 종래에는 입자를 하전 시키는 전리부와 전리부에 의해 하전된 입자를 포집하는 집진부가 서로 평행하게 각각 따로 구비된 2단 하전 방식의 전기집진장치가 개발되었다.

상세하게는, 2단 하전 방식의 전기집진장치의 전리부는 방전선과 방전대응극판으로 구성되고, 집진부는 전리부로부터 일정거리 후방 이격되어 등 간격으로 적층되고, 알루미늄 재질의 금속박판을 절연수지물에 코팅하여 형성된 포집전극판으로 구성된다.

그러나, 상기한 종래의 2단 하전 방식의 전기집진장치는 전리부와 집진부를 각각 따로 구비하여야 하기 때문에 제작비용이 증가하고, 이를 통해 구조가 복잡해지는 문제점이 있었다.

또한, 종래의 2단 하전 방식의 전기집진장치의 전리부는 집진부의 절연유지를 위하여 일정 거리 이격되는데, 이를 통해 집진 효율이 감소되는 문제점이 있었다.

공개특허공보 1997-0061326 공개특허공보 2000-0056263

본 발명은 전술한 바와 같은 문제점들을 해결하기 위해 창출된 것으로서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 절연 수지를 공기 유동이 가능한 일정 형상으로 형성하고, 상기 절연 수지에 일정 간격으로 전리 및 집진 역할을 수행할 수 있는 전극을 각각 형성하여 전리부와 집진부를 일체화한 전기집진장치를 제공하는 것이다.

상기한 과제를 달성하기 위한 본 발명의 한 실시예에 따른 전기집진장치는 유로를 통과하는 공기에 포함된 미세 먼지를 전압을 이용하여 대전시키는 전리부, 상기 공기의 유동 방향으로 상기 전리부의 후방에 배치되고 대전된 상기 미세 먼지를 흡착하는 집진부, 그리고 상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 플레이트를 포함하고, 상기 플레이트는 하나의 몸체가 미리 정해진 형상으로 절곡되어 일체로 형성된다.

상기 미리 정해진 형상은 상기 공기의 유동 방향으로 갈수록 상기 공기가 흐르는 상기 유로의 폭이 좁아지는 형상일 수 있다.

상기 플레이트는 상기 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수 개 배치되고 상기 공기의 유동 방향으로 갈수록 상기 유로의 폭이 좁아지도록 상기 공기의 유동 방향으로 경사면을 형성하며 상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 절곡부, 그리고 상기 유로가 끝나는 상기 절곡부의 단부로부터 연장되어 상기 복수 개의 절곡부를 서로 연결하고 상기 공기가 배출되는 배출 홈을 형성하는 배출부를 포함할 수 있다.

상기 전리부 및 상기 집진부는 상기 플레이트에 부착되는 박막형 전극일 수 있다.

상기 박막형 전극은 전도성 잉크, 금속 시트, 금속 막, 그리고 탄소 막 중 어느 하나로 형성될 수 있다.

상기 플레이트는 상기 플레이트의 재질 및 상기 플레이트에 인가되는 전압에 따라 절연이 파괴되지 않는 두께로 형성될 수 있다.

상기 플레이트는 두께가 적어도 0.1mm 내지 0.4mm인 폴리프로피렌 재질로 형성될 수 있다.

상기 미리 정해진 형상은 상기 공기의 유동 방향으로 상기 유로의 폭이 동일한 형상일 수 있다.

상기 플레이트는 내측에 상기 유로가 형성되도록 상기 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수 개 배치되고 상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 절곡부, 그리고 상기 유로가 끝나는 상기 절곡부의 단부로부터 연장되어 상기 복수 개의 절곡부를 서로 연결하고 상기 공기가 배출되는 배출 홈을 형성하는 배출부를 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 서로 일정거리 분리되어 있는 2단 하전 방식의 전기집진장치의 전리부와 집진부를 플레이트를 통해 일체로 구성함으로써, 2단 하전 방식의 전기집진장치의 구조를 단순화 하여 제작비용을 감소시킬 수 있는 경제적인 효과를 가질 수 있다.

또한, 등 간격의 조밀한 구조로 절곡된 일체형 플레이트에 전리부 및 집진부를 박막형 전극으로 형성하여 평등하게 연계적으로 배치되게 함으로써, 집진효율을 극대화 할 수 있는 효과를 가질 수 있음은 물론, 제품의 교환 없이 청소만으로 재사용이 가능할 수 있다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 단면도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 전리부 및 집진부의 배치상태를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기집진장치의 단면도이다.

이하에서 본 발명의 실시예를 첨부된 도면을 참조로 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 단면도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 전리부 및 집진부의 배치상태를 나타낸 개략도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기집진장치의 단면도이다.

도 1을 참조하면, 본 발명의 한 실시예에 따른 전기집진장치(100)(이하 '전기집진장치(100)'라 함)는 송풍팬(200) 등의 의해 공기가 유동하는 유로(35) 상에 배치되어 공기 중에 포함된 미세 먼지(300) 등의 오염물질을 집진하는 장치로써, 그 외부형태를 이루며 공기가 일 방향으로 관통하여 흐를 수 있도록 격자 형태의 배출 홈(331)이 마련된 플레이트(30)와, 플레이트(30) 내에 배치되어 미세 먼지(300) 등의 오염물질을 집진하는 집진부(20), 그리고 집진부(20)의 전방에 일정거리 이격 배치되는 전리부(10)를 포함한다.

더 자세하게는, 본 전기집진장치(100)는 유로(35)를 통과하는 공기에 포함된 미세 먼지(300)를 전압을 이용하여 대전시키는 전리부(10), 공기의 유동 방향으로 전리부(10)의 후방에 배치되고 대전된 미세 먼지(300)를 흡착하는 집진부(20), 그리고 전리부(10) 및 집진부(20)가 설치되는 플레이트(30)를 포함한다.

즉, 전리부(10)는 공기가 유입되는 플레이트(30)의 전방에 설치되어 공기 중에 포함됨 미세 먼지(300)를 양이온으로 대전시키는 역할을 수행하고, 집진부(20)는 공기의 유동 방향으로 전리부(10)의 후방에 설치되어 전리부(10)에 의해 대전된 미세 먼지(300)를 흡착하는 역할을 수행한다. 이때, 전압을 이용해 미세 먼지(300)를 대전시키고 대전된 미세 먼지(300)를 흡착하는 전리부(10) 및 집진부(20)는 플레이트(30)에 설치되는데, 여기서 플레이트(30)는 전리부(10) 및 집진부(20)를 이격시키기 위한 단순한 평판이 아니며, 전리부(10) 및 집진부(20)가 일체로 구비될 수 있도록 미리 정해진 형상으로 형성된 구조물일 수 있다.

예시적으로, 플레이트(30)는 전리부(10) 및 집진부(20)를 동시에 수용할 수 있도록 하나의 몸체가 미리 정해진 형상으로 절곡되어 일체로 형성된다.

즉, 플레이트(30)는 하나의 몸체가 절곡되어 일체로 형성되되, 하나의 몸체는 공기의 유동 방향으로 갈수록 공기가 흐르는 유로(35)의 폭이 좁아지는 형상으로 절곡되어 형성될 수 있다.

구체적으로, 플레이트(30)는 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수 개 배치되고, 공기의 유동 방향으로 갈수록 유로(35)의 폭이 좁아지도록 공기의 유동 방향으로 경사면(311)을 형성하며 전리부(10) 및 집진부(20)가 설치되는 절곡부(31), 그리고 유로(35)가 끝나는 절곡부(31)의 단부로부터 연장되어 복수 개의 절곡부(31)를 서로 연결하고 공기가 배출되는 배출 홈(331)을 형성하는 배출부(33)를 포함할 수 있다.

예시적으로, 도 1에 도시된 바와 같이, 플레이트(30)는 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 내려오는 첫 번째 배출부(33)로부터 절곡되어 첫 번째 절곡부(31)를 형성한 뒤, 동일한 과정을 통해 두 번째 배출부(33) 및 두 번째 절곡부(31)를 형성할 수 있고, 동일한 방법으로 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수개 배치된 배출부(33) 및 절곡부(31)를 형성할 수 있다.

따라서, 본 전기집진장치(100)는 전리부(10)에 의해 대전된 미세 먼지(300)를 복수의 집진부(20)를 통해 흡착할 수 있는 구조를 가지고 있다.

더 자세하게는, 하나의 전리부(10)는 세 개의 집진부(20)와 유기적으로 연결될 수 있다. 즉, 도 2를 참조하면, 하나의 전리부(10)로부터 대전된 미세 먼지(300)는 하나의 전리부(10)가 설치된 절곡부(31)의 상측 및 하측으로 각각 연장된 다른 절곡부(31)에 설치된 집진부(20) 및 전리부(10)가 설치된 절곡부(31)의 집진부(20)에 의해 흡착될 수 있다.

즉, 전리부(10)에 플러스 전압 전원을 인가하면 도 1에 도시한 바와 같이 전리부(10)에 방전이 발생하여 전리부(10)가 설치된 절곡부(31) 사이의 유로(35)를 통과하는 공기 중의 미세 먼지(300)는 양이온으로 대전되고, 대전된 미세 먼지(300)가 공기와 함께 집진부(20) 측으로 이동하여 전리부(10)에 비하여 상대적으로 낮은 전압이 걸린 세 개의 집진부(20)에 미세 먼지(300)가 포집된다. 그러나, 전리부(10)에 인가되는 전압 전원은 꼭 플러스 전압 전원으로 한정되지 않고, 사용상 필요에 따라 마이너스 전압 전원으로 인가될 수도 있다.

이때, 도 1의 확대 도시된 부분을 참조하면, 플레이트(30)의 절곡부(31)에 설치되는 전리부(10)는 절곡부(31)를 구성하는 서로 다른 경사면(311)에 각각 설치되어 미세 먼지(300)를 대전시킬 수 있다. 즉, 전리부(10)를 절곡부(31)에 복수 개로 설치하여 이온 방출을 극대화 함으로써, 공기 중의 미세 먼지(300)의 대전 효율도 함께 극대화 시킬 수 있다.

또한, 전리부(10) 및 집진부(20)는 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 도전성 재질로 형성되어 플레이트(30)에 부착 시 외측으로 노출되도록 형성되는 박막형 전극일 수 있다. 이는 직경이 수 ㎛에서 수십 ㎛에 이르는 미세한 전도성 재질로서, 낮은 전압에서도 방전이 발생할 수 있어 사용되는 소모 전력을 감소시켜 전원공급의 용량을 감소시킬 수 있다.

예시적으로, 박막형 전극은 전도성 잉크, 금속 시트, 금속 막, 그리고 탄소 막 중 어느 하나로 형성될 수 있으나, 본 실시예에서는 카본잉크, 실버잉크, 금속분말잉크, 및 금속나노잉크 등과 같은 전도성 잉크일 수 있다.

즉, 본 전기집진장치(100)의 전리부(10)는 전도성 잉크를 사용하여 플레이트(30)의 절곡부(31)에 인쇄되어 부착될 수 있다.

그러나, 본 전기집진장치(100)의 전리부(10)는 이에 한정되지 않고, 사용상 필요에 따라 이온 방출을 원활히 하기 위한 다양한 형태로 변경될 수 있다. 예시적으로, 전리부(10)는 이온 방출을 원활히 하기 위한 침 구조로 형성될 수 있으며, 상기한 박막형태의 전극에 침 구조를 결합한 형태일 수도 있다.

한편, 본 전기집진장치(100)의 플레이트(30) 또한 미리 설정된 재질 및 두께로 형성될 수 있다.

더 자세하게는, 플레이트(30)는 플레이트(30)의 재질 및 플레이트(30)에 인가되는 전압에 따라 절연이 파괴되지 않는 두께로 형성될 수 있다. 즉, 플레이트(30)는 플레이트(30)의 재질에 따른 절연파괴 강도를 전리부(10)에 인가되는 전압의 크기에 따라 다르게 적용하여 플레이트(30)의 두께를 설정할 수 있다.

예시적으로, 플레이트(30)는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐 염화물, PET, PTFF 및 폴리카보네이트 등과 같은 재질로 형성될 수 있으며, 본 실시예에서의 플레이트(30)는 두께가 0.1mm 내지 0.4mm인 폴리프로피렌 재질로 형성될 수 있다. 그러나, 플레이트(30)의 재질 및 두께는 재질이 가진 고유 절연파괴 강도 및 전리부(10)에 인가되는 전압에 따라 다르게 적용될 수도 있다.

이하에서는, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기집진장치(100)에 대하여 설명한다. 참고로, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기집진장치(100)를 설명하기 위한 각 구성에 대해서는 설명의 편의상 본 전기집진장치(100)를 설명하면서 사용한 도면부호를 동일하게 사용하기로 하고, 중복된 설명은 생략하기로 한다.

도 3을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 따른 전기집진장치(100)는 유로(35)를 통과하는 공기에 포함된 미세 먼지(300)를 전압을 이용하여 대전시키는 전리부(10), 공기의 유동 방향으로 전리부(10)의 후방에 배치되고 대전된 미세 먼지(300)를 흡착하는 집진부(20), 그리고 전리부(10) 및 집진부(20)가 설치되는 플레이트(30)를 포함하되, 플레이트(30)는 전리부(10) 및 집진부(20)를 동시에 수용할 수 있도록 하나의 몸체가 미리 정해진 형상으로 절곡되어 일체로 형성된다.

즉, 플레이트(30)는 하나의 몸체가 절곡되어 일체로 형성되되, 하나의 몸체는 공기의 유동 방향으로 유로(35)의 폭이 동일한 형상으로 절곡되어 형성될 수 있다.

구체적으로, 플레이트(30)는 내측에 유로(35)가 형성되도록 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수 개 배치되고 전리부(10) 및 집진부(20)가 설치되는 절곡부(31), 그리고 유로(35)가 끝나는 절곡부(31)의 단부로부터 연장되어 복수 개의 절곡부(31)를 서로 연결하고 공기가 배출되는 배출 홈(331)을 형성하는 배출부(33)를 포함할 수 있다.

예시적으로, 도 3에 도시된 바와 같이, 플레이트(30)는 'ㄹ' 형상으로 절곡되어 형성될 수 있다. 즉. 플레이트(30)는 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 내려오는 첫 번째 배출부(33)로부터 절곡되어 첫 번째 절곡부(31)를 형성한 뒤, 동일한 과정을 통해 두 번째 배출부(33) 및 두 번째 절곡부(31)를 형성할 수 있고, 동일한 방법으로 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수개 배치된 배출부(33) 및 절곡부(31)를 형성할 수 있다.

이처럼 본 발명에 의하면, 서로 일정거리 분리되어 있는 2단 하전 방식의 전기집진장치(100)의 전리부(10)와 집진부(20)를 플레이트(30)를 통해 일체로 구성함으로써, 2단 하전 방식의 전기집진장치(100)의 구조를 단순화 하여 제작비용을 감소시킬 수 있는 경제적인 효과를 가질 수 있다.

또한, 등 간격의 조밀한 구조로 절곡된 일체형 플레이트(30)에 전리부(10) 및 집진부(20)를 박막형 전극으로 형성하여 평등하게 연계적으로 배치되게 함으로써, 집진효율을 극대화 할 수 있는 효과를 가질 수 있음은 물론, 제품의 교환 없이 청소만으로 재사용이 가능할 수 있다.

이상에서 본 발명의 실시예를 설명하였으나, 본 발명의 권리범위는 이에 한정되지 아니하며 본 발명의 실시예로부터 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 용이하게 변경되어 균등한 것으로 인정되는 범위의 모든 변경 및 수정을 포함한다.

100. 전기집진장치
10. 전리부
20. 집진부
30. 플레이트
31. 절곡부
311. 경사면
33. 배출부
331. 배출 홈
35. 유로
200. 송풍팬
300. 미세 먼지
Flow Direction. 공기의 유동방향

Claims (9)

1. 유로를 통과하는 공기에 포함된 미세 먼지를 전압을 이용하여 대전시키는 전리부,
   상기 공기의 유동 방향으로 상기 전리부의 후방에 배치되고 대전된 상기 미세 먼지를 흡착하는 집진부, 그리고
   상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 플레이트를 포함하고,
   상기 플레이트는 하나의 몸체가 미리 정해진 형상으로 절곡되어 일체로 형성되는 전기집진장치.
2. 제1항에서,
   상기 미리 정해진 형상은 상기 공기의 유동 방향으로 갈수록 상기 공기가 흐르는 상기 유로의 폭이 좁아지는 형상인 전기집진장치.
3. 제1항에서,
   상기 플레이트는
   상기 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수 개 배치되고 상기 공기의 유동 방향으로 갈수록 상기 유로의 폭이 좁아지도록 상기 공기의 유동 방향으로 경사면을 형성하며 상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 절곡부, 그리고
   상기 유로가 끝나는 상기 절곡부의 단부로부터 연장되어 상기 복수 개의 절곡부를 서로 연결하고 상기 공기가 배출되는 배출 홈을 형성하는 배출부를 포함하는 전기집진장치.
4. 제1항에서,
   상기 전리부 및 상기 집진부는 상기 플레이트에 부착되는 박막형 전극인 전기집진장치.
5. 제4항에서,
   상기 박막형 전극은 전도성 잉크, 금속 시트, 금속 막, 그리고 탄소 막 중 어느 하나로 형성되는 전기집진장치.
6. 제1항에서,
   상기 플레이트는 상기 플레이트의 재질 및 상기 플레이트에 인가되는 전압에 따라 절연이 파괴되지 않는 두께로 형성되는 전기집진장치.
7. 제6항에서,
   상기 플레이트는 두께가 적어도 0.1mm 내지 0.4mm인 폴리프로피렌 재질로 형성되는 전기집진장치.
8. 제1항에서,
   상기 미리 정해진 형상은 상기 공기의 유동 방향으로 상기 유로의 폭이 동일한 형상인 전기집진장치.
9. 제1항에서,
   상기 플레이트는
   내측에 상기 유로가 형성되도록 상기 공기의 유동 방향에 대하여 수직으로 등 간격 복수 개 배치되고 상기 전리부 및 상기 집진부가 설치되는 절곡부, 그리고
   상기 유로가 끝나는 상기 절곡부의 단부로부터 연장되어 상기 복수 개의 절곡부를 서로 연결하고 상기 공기가 배출되는 배출 홈을 형성하는 배출부를 포함하는 전기집진장치.

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