WO2021241816A1 - 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기 및 상기 전기 집진기를 이용하여 오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법 - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to an electric dust collector to which an electromagnetic wave tube including a carbon nanotube-based emitter is applied, and to a method of removing fine particles in polluted air using the electric dust collector.
- each factory or power plant uses a dust collector (dust collector) to purify the air.
- a dust collector is a device that collects (collects) fine particles so that the fine particles generated in factories or power plants are not discharged to the outside, and generally uses electric corona discharge to ionize and ionize the fine particles contained in the gas. It works by collecting fine particles by electrostatic suction to clean the gas.
- the problem to be solved by the present invention is, by using an electromagnetic wave tube including a carbon nanotube-based emitter, to maintain the charge balance during ionization and to adjust the tube voltage according to the degree of contamination of the polluted air. is to provide
- An electrostatic precipitator to which an electromagnetic wave tube including a carbon nanotube-based emitter is applied includes: a charging unit that emits electromagnetic waves to ionize fine particles in polluted air introduced from the outside; and a dust collector for collecting the ionized fine particles and discharging clean air.
- the charging unit may adjust the tube voltage of the electromagnetic wave based on the degree of contamination of the polluted air.
- the charging unit changes the tube voltage of the electromagnetic wave from a first voltage to a second voltage higher than the first voltage, and when the pollution level is lower than the preset reference value, the charging unit may change the tube voltage of the electromagnetic wave from the first voltage to a third voltage lower than the first voltage.
- the charging unit may further include an upper plate and a lower plate forming a passage through which air flows, and the electromagnetic wave tube including the emitter may be attached to at least one of the upper plate and the lower plate to be detachably attached.
- a position to which the electromagnetic wave tube including the emitter is attached may be determined based on ionization efficiency of the fine particles.
- the emitter may include a plurality of yarns formed in a structure in which a plurality of carbon nanotubes are aggregated and extended in a predetermined direction.
- the wavelength of the electromagnetic wave may be 50 nm or less.
- a method for removing fine particles in polluted air using an electrostatic precipitator to which an electromagnetic wave tube including a carbon nanotube-based emitter is applied comprising: introducing polluted air from the outside; ionizing the fine particles in the introduced contaminated air by emitting electromagnetic waves; and collecting the ionized fine particles to discharge clean air.
- the electrostatic precipitator uses a carbon nanotube-based emitter to emit electromagnetic waves, thereby solving the ozone generation problem accompanying corona discharge, and ionizing the fine particles included in the polluted air. It is possible to balance the charge, and it is possible to adjust the tube voltage according to the degree of contamination of the polluted air, thereby increasing the dust collection efficiency and improving the power efficiency.
- FIG 1 shows an electric dust collector according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 2 shows a charging unit according to an embodiment of the present invention.
- FIG 3 shows an electromagnetic wave tube according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 4 shows a carbon nanotube sheet according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 5 shows a carbon nanotube-based emitter according to an embodiment of the present invention.
- FIG. 6 shows a carbon nanotube-based emitter according to another embodiment of the present invention.
- FIG. 7 shows a method for determining a position to place an electromagnetic wave tube according to an embodiment of the present invention.
- FIG 8 shows the effect of changing the tube voltage using an electromagnetic wave tube including a carbon nanotube-based emitter according to an embodiment of the present invention.
- FIG 1 shows an electric dust collector according to an embodiment of the present invention.
- the electric dust collector 100 may include a charging unit 200 and a dust collecting unit 300 .
- the electric dust collector 100 may purify the contaminated air introduced from the outside by using the charging unit 200 and the dust collecting unit 300 .
- the charging unit 200 may charge fine particles in the polluted air introduced from the outside.
- fine particles may include gas molecules such as viruses or Total Volatile Organic Compounds (TVOC) as well as particles in the form of dust and particulate matter. That is, in the present specification, fine particles may refer to any object to be dusted from the polluted air by using the electric dust collector 100 to purify the polluted air.
- TVOC Total Volatile Organic Compounds
- the charging unit 200 may include an electromagnetic wave tube used to ionize fine particles in the polluted air.
- the electromagnetic wave tube may be coupled to the upper plate and/or the lower plate of the charging unit 200 through the coupling unit 230 .
- the electromagnetic wave tube may include a carbon nanotube (CNT)-based emitter.
- CNT carbon nanotube
- the dust collecting unit 300 may include a plurality of dust collecting plates.
- the plurality of dust collecting plates included in the dust collecting unit 300 are installed to be spaced apart, and polluted air including charged fine particles may pass between the dust collecting plates.
- An electrostatic force may be generated between the plurality of dust collecting plates included in the dust collecting unit 300 by an externally applied voltage.
- the ionized fine particles are collected on the dust collecting plate by the electrostatic force. may be discharged to the outside.
- Figure 2 shows a charging part according to an embodiment of the present invention
- Figure 3 shows an electromagnetic wave tube according to an embodiment of the present invention.
- the charging unit 200 may include an upper plate 210 and a lower plate 220 .
- the upper plate 210 and the lower plate 220 may each include one or more coupling portions 230 .
- the coupling part 230 included in the upper plate 210 and the lower plate 220 may be used to attach/couple/fix the electromagnetic wave tube to the electric charge part 200 .
- the electromagnetic wave tube 400 included in the charging unit 200 may include an emitter 420 , a target 440 , and a flange 460 .
- the electromagnetic wave tube 400 emits electromagnetic waves generated when electrons emitted from an emitter 420 (eg, a carbon nanotube-based emitter) included in the electromagnetic wave tube 400 collide with the target 440 at high speed in contaminated air. By irradiating fine particles in the air, the fine particles exposed to electromagnetic waves can be ionized.
- an emitter 420 eg, a carbon nanotube-based emitter
- the electromagnetic wave may include X-rays (X-RAY) and Extreme Ultraviolet (EUV).
- X-RAY X-rays
- EUV Extreme Ultraviolet
- the wavelength of the electromagnetic wave may be 50 nm or less. More specifically, the wavelength of the electromagnetic wave may be 0.01 nm or more and 50 nm or less.
- the electromagnetic wave tube 400 generates an electromagnetic wave, and the generated electromagnetic wave is radiated to ionize the fine particles, thereby balancing the charge in the contaminated air during ionization. It may not be necessary to have a filter for post-treatment installed in the
- the electromagnetic wave tube 400 may be detachably attached to the coupling part 230 included in the upper plate 210 and/or the lower plate 220 using the flange 460 .
- the coupling part 230 may include at least two pairs of the charging part case 232 and the bracket 234 .
- the charging case 232 and the bracket 234 may be used to attach/couple/fix the electromagnetic wave tube 400 to the coupling part 230 .
- the flange 460 of the electromagnetic wave tube 400 is charged with the case 232 . And it is fixed in close contact between the bracket 234, and the flange 460 is fixed by the charging case 232 and the bracket 234, so that the electromagnetic wave tube 400 is attached/coupled/coupled to the coupling part 230. can be fixed.
- the position at which the electromagnetic wave tube 400 is attached to the upper plate 210 and/or the lower plate 220 is based on the ionization efficiency of the fine particles. can be determined (changed). The efficiency of ionizing the fine particles may be determined according to the volume to which the electromagnetic wave is irradiated and the distance between the fine particles. can According to an embodiment, a position to which the electromagnetic wave tube 400 is attached may be determined using artificial intelligence (AI). A position where the electromagnetic wave tube 400 is disposed will be described in more detail in FIG. 7 .
- AI artificial intelligence
- the position to which the electromagnetic wave tube 400 is attached may be determined during the production process of the electric dust collector 100 , or may be determined during use of the electric dust collector 100 .
- the emitter 420 may correspond to a cathode in the electromagnetic wave tube 400 .
- the emitter 420 may emit electrons using a carbon nanotube sheet composed of a plurality of carbon nanotubes to generate electromagnetic waves.
- the emitter 420 may change the tube voltage, which means the maximum voltage given between the anode and the cathode of the electromagnetic wave tube 400 .
- the emitter 420 may emit electrons by changing (adjusting) the tube voltage according to the embodiment, and accordingly, the quality, dose, etc. of electromagnetic waves generated in the electromagnetic wave tube 400 are changed, so that the transmission power of electromagnetic waves, etc. can change
- the emitter 420 may change the tube voltage based on the degree of contamination of the polluted air. For example, when the contamination level of the polluted air is higher than the preset reference value, the emitter 420 may emit electrons with a high tube voltage (or increase the tube voltage). The emitter 420 may emit electrons with a low tube voltage (or lower the tube voltage).
- the degree of contamination may mean the concentration of fine particles in the polluted air collected inside the electric dust collector 100 (or inside the charging unit 200) at a specific point in time.
- the tube voltage may be automatically changed according to the degree of contamination of the polluted air, or may be manually changed according to a user's setting.
- the target 440 may correspond to an anode in the electromagnetic wave tube 400 . Electrons generated by the emitter 420 may collide with the target 440 to generate electromagnetic waves.
- FIG. 4 shows a carbon nanotube sheet according to an embodiment of the present invention.
- the carbon nanotube sheet 500 may include a plurality of yarns 510 extending in a first direction perpendicular to the second direction between both end portions of the carbon nanotube sheet 500 .
- the yarn 510 may include one or more carbon nanotubes 30 .
- the yarn 510 is in the form of a fiber in which one carbon nanotube 30 is elongated or the side surfaces of a plurality of carbon nanotubes 30 agglomerate with each other by ⁇ - ⁇ interaction to form a cylindrical (solid cylindrical or central part filled with the central part). It may be configured in the form of long fibers formed in an empty hollow cylinder).
- a plurality of yarns 510 arranged side by side in the second direction are formed in two or more directions perpendicular to the first direction and the second direction. It may be formed in an overlapping form.
- the carbon nanotube sheet 500 may be formed in a structure in which a plurality of yarns 510 are arranged side by side in the second direction without overlapping.
- FIG. 5 shows a carbon nanotube-based emitter according to an embodiment of the present invention.
- the emitter 420 includes a plurality of yarns 510 composed of one carbon nanotube 30 or a plurality of carbon nanotubes 30 having side surfaces agglomerated with each other by ⁇ - ⁇ interaction. It may include a first tube (500a) and a conductive wire (520).
- the first tube 500a is a first inner space ( It is formed in a pipe shape having a 502 , and the conductive wire 520 may be formed in a cylindrical shape positioned to occupy at least a portion of the first internal space 502 . That is, at least a portion of the first tube 500a may be configured to surround and contact at least a portion of the conductive wire 520 .
- the emitter 420 may emit electrons through the front end 530 of a region that does not overlap the conductive wire 520 in the first tube 500a.
- the emitter 420 may not include the conductive wire 520 and may be formed of only the first tube 500a.
- the first tube 500a may be the emitter 420 itself, and the emitter 420 may emit electrons through the tips of the plurality of yarns 510 .
- the emitter 420 In the emitter 420 , electrons are easily emitted intensively within a unit area through the carbon nanotube 30 and the tip of the yarn 510 , and in particular, the emitter 420 in the form of a pipe has different yarns 510 . and electrons are easily emitted intensively within a unit area from the carbon nanotubes 30 constituting the different yarns 510 . In addition, the emitter 420 has an advantage in maintaining its original shape due to its high self-supporting properties.
- the electrons intensively emitted within the unit area for example, the electrons emitted from the emitter 420 in the electromagnetic wave tube 400 reach the target 440 to maximize the total amount of electromagnetic waves generated in the unit area.
- the emitter 420 can solve the problem of miniaturization in the manufacture of a high-output electromagnetic wave tube.
- FIG. 6 shows a carbon nanotube-based emitter according to another embodiment of the present invention.
- the emitter 420 may include a second tube 600 and a conductive wire 620 .
- the second tube 600 is in the form of a pipe having a second inner space 602 in which a plurality of first tubes 500a are wound around an imaginary second axis B2-B2' parallel to the first direction. can be formed with Since each of the first tubes 500a includes the first inner space 502 , the second tube 600 may be formed in a multi-pipe shape.
- the conductive wire 620 may be formed in a cylindrical shape positioned to occupy at least a portion of the second inner space 602 .
- the conductive wire 620 may be formed in a structure inserted into the second internal space 602 while in contact with at least a portion of the second tube 600 formed in the form of a pipe.
- the emitter 420 may emit electrons through the tip 630 of a region that does not overlap the conductive wire 620 in the second tube 600 .
- the emitter 420 may not include the conductive wire 620 and may be configured only with the second tube 600 .
- the second tube 600 may be the emitter 420 itself, and the emitter 420 emits electrons through all of the tips of the plurality of yarns 510 included in the second tube 600 . can do.
- the carbon nanotube 30 and the tip of the yarn 510 are a virtual second space parallel to the first inner space 502/second inner space 602 .
- the front end of the tube structure facing the same direction as the first axis (B1-B1')/second axis (B2-B2') can be achieved, which is through the front end of the tube structure that most electrons are transferred to each carbon nanotube 30 ) and the yarn 510 can be emitted in the extended direction.
- the emitter 420 is formed in a structure that is easy to induce most electrons to be emitted in a certain direction, and thus the emitter 420 is an electromagnetic wave tube that generates electromagnetic waves through the collision of electrons with the target 440 .
- the emitter 420 When applied to (400), it has the advantage of being able to focus most of the electrons to the desired collision site.
- FIG. 7 shows a method for determining a position to place an electromagnetic wave tube according to an embodiment of the present invention.
- a charged space 201 may be provided inside the charged unit 200 to charge air, and the charged space 201 may be divided into a plurality of lattice spaces 700 .
- the charged space 201 may mean a space from the inlet through which air enters in the electric dust collector 100 to the dust collecting unit 300 .
- the lattice space may be formed in a three-dimensional three-dimensional structure having a hexahedral shape.
- the electromagnetic wave tube 400 may be disposed at a position determined based on the ionization efficiency of the fine particles.
- the ionization efficiency may be expressed as the number (or ratio) of the lattice spaces in which the intensity of electromagnetic waves reaching each of the plurality of lattice spaces 700 is equal to or greater than a preset threshold.
- one or more electromagnetic wave tubes 400 may be disposed at one or more positions determined according to Equation 1 below.
- m (m is a natural number equal to or greater than 2) represents the number of the plurality of lattice spaces 700 divided by the charged space 201
- n (n is a natural number) is the upper plate 210 and/or the lower plate 220 ) represents the number of electromagnetic wave tubes 400 disposed in
- I m represents the amount (strength) of electromagnetic waves radiated from the m-th electromagnetic wave tube 700
- L m,n is the electromagnetic wave tube 400 radiating electromagnetic waves
- I m,n represents the amount (strength) of the electromagnetic wave generated from the electromagnetic wave tube 400 reaching the grid space 700 .
- the amount of arrival (I mn ) of the electromagnetic wave (I m ) generated in the electromagnetic wave tube 700 is divided by the square of the distance (L mn ) from the center point of each of the plurality of lattice spaces 700 to the electromagnetic wave tube 700 )
- the electromagnetic wave tube 700 may be disposed at a position at which the sum (A) is maximum (or at a position where the sum (A) is equal to or greater than a preset threshold value).
- the intensity of electromagnetic waves in each of the plurality of grid spaces 700 is measured, and the location where the intensity of electromagnetic waves is equal to or greater than a preset threshold is greater than or equal to a preset value among the plurality of grid spaces 700 (eg, a plurality of grid spaces ( 700), the intensity of the electromagnetic wave irradiated to more than 80% of the threshold), it can be considered that the ionization efficiency has been reached.
- the number and/or position in which the electromagnetic wave tube 400 is disposed on the upper plate 210 and/or the lower plate 220 may be determined based on the ionization efficiency of the fine particles. That is, the electromagnetic wave tube 400 may be disposed in a determined number and at a determined position based on the ionization efficiency of the fine particles.
- FIG 8 shows the effect of changing the tube voltage using an electromagnetic wave tube including a carbon nanotube-based emitter according to an embodiment of the present invention.
- the emitter 420 may change the tube voltage, which means the maximum voltage given between the anode and the cathode of the electromagnetic wave tube 400 .
- the electromagnetic wave tube including the carbon nanotube-based emitter 420 may change the tube voltage based on the pollution degree of the polluted air.
- the graph on the left of FIG. 8 shows the performance of an electromagnetic wave tube having a fixed tube voltage by using a conventional tungsten wire as an emitter, and the graph on the right of FIG. 8 shows the performance of an electromagnetic wave tube using a changeable tube voltage according to an embodiment of the present invention indicates
- the first graph PG1 in the left graph of FIG. 8 shows the performance of the electromagnetic wave tube in which the tube voltage is fixed to 5 kV by using a tungsten wire as an emitter
- the second graph in the left graph of FIG. (PG2) shows the performance of the electromagnetic wave tube in which the tube voltage is fixed to 10 kV by using a tungsten wire as an emitter
- the third graph (PG3) in the left graph of FIG. 8 shows that the tube voltage is It can show the performance of the electromagnetic wave tube fixed at 15 kV.
- the first graph bG1 in the right graph of FIG. 8 shows the performance when the tube voltage of the electromagnetic wave tube 400 is changed to 8 kV according to the pollution degree
- the second graph bG2 in the right graph of FIG. 8 is The performance when the tube voltage of the electromagnetic wave tube 400 is changed to 9 kV depending on the degree of pollution is shown
- the third graph (bG3) in the graph on the right of FIG. 8 shows that the tube voltage of the electromagnetic wave tube 400 is changed to 10 kV according to the degree of pollution. performance can be shown.
- the emitter 420 is a conventional tungsten wire-based thermoionic cathode emitter. It can be seen that by changing to a carbon nanotube-based emitter, the performance (bG3) when the tube voltage is changed according to the pollution level is 19 times higher than the performance (aG2) when the tube voltage is fixed at 10 kV.
- the tube voltage when the tube voltage is changed based on the degree of pollution, it is possible to optimize the power consumption according to the environment and optimize the air quality improvement efficiency.
- Combinations of each block in the block diagram attached to the present invention and each step in the flowchart may be performed by computer program instructions.
- These computer program instructions may be embodied in the encoding processor of a general purpose computer, special purpose computer, or other programmable data processing equipment, such that the instructions executed by the encoding processor of the computer or other programmable data processing equipment may correspond to each block of the block diagram or
- Each step of the flowchart creates a means for performing the functions described.
- These computer program instructions may also be stored in a computer-usable or computer-readable memory that may direct a computer or other programmable data processing equipment to implement a function in a particular way, the computer-usable or computer-readable memory
- the instructions stored in the block diagram may also produce an item of manufacture containing instruction means for performing a function described in each block of the block diagram or each step of the flowchart.
- the computer program instructions may also be mounted on a computer or other programmable data processing equipment, such that a series of operational steps are performed on the computer or other programmable data processing equipment to create a computer-executed process to create a computer or other programmable data processing equipment. It is also possible that instructions for performing the processing equipment provide steps for carrying out the functions described in each block of the block diagram and each step of the flowchart.
- each block or each step may represent a module, segment, or portion of code that includes one or more executable instructions for executing the specified logical function(s). It should also be noted that in some alternative embodiments it is also possible for the functions recited in blocks or steps to occur out of order. For example, it is possible that two blocks or steps shown one after another may in fact be performed substantially simultaneously, or that the blocks or steps may sometimes be performed in the reverse order according to the corresponding function.
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Abstract
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기는, 전자기파를 방출하여 외부로부터 유입된 오염된 공기 중에 있는 미세 입자를 이온화하는 하전부; 및 상기 이온화된 미세입자를 집진하여 청정한 공기를 배출하는 집진부를 포함할 수 있다.
Description
본 발명은 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기 및 상기 전기 집진기를 이용하여 오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법에 관한 것이다.
시멘트 공장이나 화력 발전소 등에서는 다량의 미세 입자(micro particles)가 배출되며, 배출되는 미세 입자로 인한 대기 오염을 방지하기 위해 각 공장이나 발전소에서는 집진기(집진 장치)를 이용하여 공기를 정화하고 있다.
집진기, 특히 전기 집진기는 공장이나 발전소 등에서 발생한 미세 입자가 외부로 배출되지 않도록 미세 입자를 집진(수집)하는 장치로서, 일반적으로 전기적 코로나 방전을 이용하여 기체 속에 포함된 미세 입자를 이온화 하고, 이온화된 미세 입자를 정전 흡입력으로 모아 기체를 깨끗하게 하는 방식으로 작동된다.
다만, 종래의 전기 집진기에서 사용된 코로나 방전 방식의 경우, 양전하와 음전하 사이의 전하 균형을 유지하기 어렵고, 코로나 방전 과정에서 형성된 필요 이상의 음전하로 인하여 발생한 다량의 오존으로 인해 2차적 공기 오염이 발생하고, 높은 전력 사용량과 낮은 집진 효율로 인해 집진기 운용에 어려움이 있는 문제가 있으며, 집진 환경에 따라 X-선의 특성을 변경하지 못하는 단점이 있다.
따라서, 종래의 문제점을 개선하고, 집진 효율을 높이기 위하여 보다 개선된 전기 집진기를 제안할 필요가 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 탄소나노튜브 기반의 이미터(emitter)를 포함하는 전자기파 튜브를 사용함으로써, 이온화 시 전하 균형을 유지하고, 오염된 공기의 오염도에 따라 관전압을 조절할 수 있는 전기 집진기를 제공하는 것이다.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 이상에서 언급한 것으로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 해결하고자 하는 과제는 아래의 기재로부터 본 발명이 속하는 통상의 지식을 가진 자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기는, 전자기파를 방출하여 외부로부터 유입된 오염된 공기 중에 있는 미세 입자를 이온화하는 하전부; 및 상기 이온화된 미세입자를 집진하여 청정한 공기를 배출하는 집진부를 포함할 수 있다.
상기 하전부는 상기 오염된 공기의 오염도에 기초하여 상기 전자기파의 관전압을 조절할 수 있다.
상기 오염도가 기 설정된 기준치보다 높은 경우, 상기 하전부는 상기 전자기파의 관전압을 제1 전압에서 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압으로 변경하고, 상기 오염도가 상기 기 설정된 기준치보다 낮은 경우, 상기 하전부는 상기 전자기파의 관전압을 상기 제1 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압으로 변경할 수 있다.
상기 하전부는 공기가 흐르는 통로를 형성하는 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 더 포함하고, 상기 이미터를 포함하는 전자기파 튜브는 탈 부착 가능하도록 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 중 하나 이상에 부착될 수 있다.
상기 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 부착되는 위치는 상기 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정될 수 있다.
상기 이미터는 복수의 탄소나노튜브들이 응집되어 소정의 방향으로 연장된 구조로 형성된 얀을 복수 개 포함할 수 있다.
상기 전자기파의 파장은 50 nm 이하일 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기를 이용하여 오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법은, 외부로부터 오염된 공기가 유입되는 단계; 전자기파를 방출하여 유입된 상기 오염된 공기 중에 있는 상기 미세 입자를 이온화하는 단계; 및 상기 이온화된 미세입자를 집진하여 청정한 공기를 배출하는 단계를 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 전기 집진기가 탄소나노튜브 기반의 이미터를 이용하여 전자기파를 방출함으로써, 코로나 방전 시 수반되는 오존 발생 문제를 해결하고, 오염된 공기에 포함된 미세 입자를 이온화 시에 전하 균형을 맞출 수 있으며, 오염된 공기의 오염도에 따라 관전압을 조절할 수 있어, 집진 효율이 증대되고, 전력 효율을 향상시킬 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기를 나타낸다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하전부를 나타낸다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 튜브를 나타낸다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 시트를 나타낸다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 나타낸다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 나타낸다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기파 튜브를 배치하는 위치를 결정하는 방법을 나타낸다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브를 이용하여 관전압을 변경함에 따른 효과를 나타낸다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다.
본 발명의 실시예들을 설명함에 있어서 공지 기능 또는 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명을 생략할 것이다. 그리고 후술되는 용어들은 본 발명의 실시예에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로써 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 그 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기 집진기를 나타낸다.
도 1을 참조하면, 전기 집진기(100)는 하전부(200) 및 집진부(300)를 포함할 수 있다.
전기 집진 장치(100)는 하전부(200) 및 집진부(300)를 이용하여 외부로부터 유입된 오염된 공기를 정화할 수 있다.
하전부(200)는 외부로부터 유입된 오염된 공기 중에 있는 미세 입자를 하전(荷電)(electric charge)시킬 수 있다. 본 명세서에서 미세 입자는 먼지(dust)와 분진(particulate matter)와 같은 형태의 입자들 뿐만 아니라 바이러스나 총 휘발성 유기 화합물(Total Volatile Organic Compounds, TVOC)와 같은 가스 분자들을 포함할 수 있다. 즉, 본 명세서에서 미세 입자는, 오염된 공기를 정화하기 위하여, 전기 집진 장치(100)를 이용하여 오염된 공기로부터 집진하고자 하는 모든 대상을 일컬을 수 있다.
하전부(200)는 오염된 공기 중에 있는 미세 입자를 이온화 하는데 이용되는 전자기파 튜브를 포함할 수 있다. 전자기파 튜브는 결합부(230)를 통해서 하전부(200)의 상부 플레이트 및/또는 하부 플레이트와 결합될 수 있다. 전자기파 튜브는 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT)기반의 이미터를 포함할 수 있다. 전자기파 튜브 및 전자기파 튜브에 포함된 이미터는 도 2 내지 도 6을 통해 보다 자세하게 설명하기로 한다.
집진부(300)는 복수의 집진판들을 포함할 수 있다. 집진부(300)에 포함된 복수의 집진판들은 이격되도록 설치되어 집진판들 사이로 하전된 미세 입자를 포함하는 오염된 공기가 통과될 수 있다. 외부에서 인가되는 전압에 의하여, 집진부(300)에 포함된 복수의 집진판들 사이에는 정전기력이 발생할 수 있다.
이와 같이, 정전기력이 형성된 집진판들 사이로 이온화된 미세 입자를 포함하는 오염된 공기가 통과하면, 이온화된 미세 입자는 정전기력에 의하여 집진판에 집진되게 되고, 따라서, 오염된 공기에서 미세 입자가 제거된 청정한 공기가 외부로 배출될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 하전부를 나타내고, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전자기파 튜브를 나타낸다.
도 2를 참조하면, 하전부(200)는 상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)를 포함할 수 있다.
상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)는 각각이 하나 이상의 결합부(230)를 포함할 수 있다.
상부 플레이트(210) 및 하부 플레이트(220)에 포함된 결합부(230)는 전자기파 튜브를 하전부(200)에 부착/결합/고정하는데 이용될 수 있다.
도 3을 더 참조하면, 하전부(200)에 포함되는 전자기파 튜브(400)는 이미터(420), 타겟(440) 및 플렌지(Flange)(460)를 포함할 수 있다.
전자기파 튜브(400)는 전자기파 튜브(400)에 포함된 이미터(420)(예컨대, 탄소나노튜브 기반의 이미터)로부터 방출된 전자가 고속으로 타겟(440)에 충돌하여 발생한 전자기파를 오염된 공기 중에 있는 미세 입자에 조사(irradiation)하고, 전자기파에 노출된 미세 입자는 이온화될 수 있다.
상기 전자기파는 X-선(X-RAY)과 극 자외선(Extreme UltraViolet, EUV)을 포함할 수 있다. 일 실시예에 따라, 전자기파의 파장은 50 nm 이하일 수 있다. 보다 자세하게는, 전자기파의 파장은 0.01 nm 이상, 50 nm 이하일 수 있다.
전자기파 튜브(400)는 전자기파를 생성하고, 생성한 전자기파가 방사되어 미세 입자를 이온화 함으로써, 이온화 시 오염된 공기 내에서의 전하 균형을 이룰 수 있으며, 따라서, 후처리를 위하여 집진부(300)의 후단에 설치되는 후처리용 필터가 불필요할 수 있다.
전자기파 튜브(400)는 플렌지(460)을 이용하여 상부 플레이트(210) 및/또는 하부 플레이트(220)에 포함된 결합부(230)에 탈 부착 될 수 있다.
결합부(230)는 적어도 두 쌍의 하전부 케이스(232) 및 브라켓(bracket)(234)을 포함할 수 있다. 하전부 케이스(232) 및 브라켓(234)은 전자기파 튜브(400)를 결합부(230)에 부착/결합/고정하는데 이용될 수 있다.
예컨대, 전자기파 튜브(400)가 결합부(230)에 부착된 상태에서 플렌지(460)의 위치/방향/회전을 조정함에 따라, 전자기파 튜브(400)의 플렌지(460)가 하전부 케이스(232) 및 브라켓(234) 사이에서 밀착된 채로 고정되고, 플렌지(460)가 하전부 케이스(232) 및 브라켓(234)에 의해 고정됨으로 인하여 전자기파 튜브(400)는 결합부(230)에 부착/결합/고정될 수 있다.
전자기파 튜브(400)가 상부 플레이트(210) 및/또는 하부 플레이트(220)에 부착되는 위치(즉, 전자기파 튜브(400)와 결합되는 결합부(230)의 위치)는 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정(변경)될 수 있다. 전자기파가 조사되는 체적 및 미세 입자들 간의 거리에 따라 미세 입자가 이온화되는 효율이 결정될 수 있고, 따라서, 미세 입자가 이온화되는 효율이 최대가 되도록 전자기파가 조사되는 위치에 전자기파 튜브(400)가 부착될 수 있다. 실시 예에 따라, 전자기파 튜브(400)가 부착되는 위치는 인공 지능(Artificial Intelligence, AI)를 이용하여 결정될 수 있다. 전자기파 튜브(400)가 배치되는 위치는 도 7에서 보다 자세하게 살펴보기로 한다.
전자기파 튜브(400)가 부착되는 위치는 전기 집진기(100)의 생산 과정에서 결정될 수 있고, 또는 전기 집진기(100)의 사용 도중에 결정될 수 있다.
이미터(420)는 전자기파 튜브(400)에서 캐소드(cathode)에 해당할 수 있다. 이미터(420)는 전자기파를 발생시키기 위하여 복수의 탄소나노튜브들로 구성된 탄소나노튜브 시트를 이용하여 전자를 방출할 수 있다.
이미터(420)는 전자기파 튜브(400)의 양극과 음극 사이에 주어진 최대 전압을 의미하는 관전압을 변경시킬 수 있다. 이미터(420)는 실시예에 따라 관전압을 변경(조절)하여 전자를 방출할 수 있고, 이에 따라, 전자기파 튜브(400)에서 발생되는 전자기파의 선질, 선량 등이 변화되어, 전자기파의 투과력 등이 변화할 수 있다.
실시예에 따라, 이미터(420)는 오염된 공기의 오염도에 기초하여 관전압을 변경할 수 있다. 예컨대, 오염된 공기의 오염도가 기 설정된 기준치보다 높은 경우, 이미터(420)는 높은 관전압으로(또는 관전압을 높여) 전자를 방출시킬 수 있으며, 오염된 공기의 오염도가 기 설정된 기준치보다 낮은 경우, 이미터(420)는 낮은 관전압으로(또는 관전압을 낮춰) 전자를 방출시킬 수 있다.
여기서, 오염도는 특정 시점에 전기 집진기(100) 내부에(또는 하전부(200) 내부에) 모인 오염된 공기 중에서 미세 입자의 농도를 의미할 수 있다.
실시예에 따라, 관전압은 오염된 공기의 오염도에 따라 자동으로 변경될 수 있으며, 사용자의 설정에 의해 수동으로 변경될 수도 있다.
타겟(440)은 전자기파 튜브(400)에서 애노드(anode)에 해당할 수 있다. 이미터(420)가 발생시킨 전자가 타겟(440)에 충돌함으로써 전자기파를 발생시킬 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 시트를 나타낸다.
도 4를 참조하면, 탄소나노튜브 시트(500)는, 양측 말단부 사이가 제2 방향에 수직한 제1 방향으로 연장되어 있는 복수의 얀(yarn)(510)을 포함할 수 있다.
얀(510)은 한 개 이상의 탄소나노튜브(30)를 포함할 수 있다. 얀(510)은 한 개의 탄소나노튜브(30)가 길게 성장한 섬유형태 또는 복수의 탄소나노튜브(30)의 측면이 π-π 상호작용에 의해 서로 응집하여 원통형(중앙부가 채워진 중실 원통형 또는 중앙부가 비워진 중공 원통형)으로 길게 형성된 섬유 형태로 구성될 수 있다.
일 예에 따라, 탄소나노튜브 시트(500)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 제2 방향으로 나란히 배열된 복수의 얀(510)이 제1 방향과 제2 방향에 수직인 방향으로 둘 이상 중첩된 형태로 형성될 수 있다. 또는, 다른 예에 따라, 탄소나노튜브 시트(500)는 복수의 얀(510)이 중첩되지 않고 제2 방향으로 나란히 배열되는 구조로 형성될 수 있다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 나타낸다.
도 5를 참조하면, 이미터(420)는 하나의 탄소나노튜브(30) 또는 측면이 π-π 상호작용에 의해 서로 응집한 복수의 탄소나노튜브(30)로 구성된 얀(510)을 복수 개 포함하는 제1 튜브(500a)와 도전성 와이어(520)를 포함할 수 있다.
제1 튜브(500a)는 탄소나노튜브 시트(500)의 복수의 얀(510)이 제1 방향과 평행한 가상의 제1 축(B1-B1')을 중심으로 감겨 있는, 제1 내부 공간(502)을 가지는 파이프 형태로 형성되고, 도전성 와이어(520)는 제1 내부 공간(502)의 적어도 일부를 차지하도록 위치하는 원통 형태로 형성될 수 있다. 즉, 제1 튜브(500a)의 적어도 일부가 도전성 와이어(520)의 적어도 일부를 감싸며 접촉하는 구조로 이루어질 수 있다.
이미터(420)는 제1 튜브(500a) 중에서 도전성 와이어(520)와 중첩되지 않은 영역의 선단부(530)를 통해 전자를 방출할 수 있다.
또는, 도 5에 도시된 바와 달리, 이미터(420)는 도전성 와이어(520)를 포함하지 않고, 제1 튜브(500a)만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제1 튜브(500a)는 이미터(420) 그 자체일 수 있으며, 이미터(420)는 복수의 얀(510)의 선단을 통해 전자를 방출할 수 있다.
이미터(420)는 탄소나노튜브(30) 및 얀(510)의 선단을 통해 단위 면적 내에서 전자가 집중적으로 방출되기 용이하고, 특히 파이프 형태의 이미터(420)는 서로 다른 얀(510) 및 서로 다른 얀(510)을 이루는 탄소나노튜브(30)로부터 단위 면적 내에서 전자가 집중적으로 방출되기 용이한 장점이 있다. 또한, 이미터(420)는 높은 자기 지지성으로 인해 본래의 형태를 유지하는데 유리한 장점이 있다.
이처럼, 단위 면적 내에서 집중적으로 방출된 전자는, 예를 들어, 전자기파 튜브(400)에서 이미터(420)로부터 방출된 전자가 타겟(440)에 도달하여 단위 면적에서 발생하는 전자기파의 총량을 극대화하는 효과가 있으며, 이에 따라 이미터(420)는 고출력의 전자기파 튜브의 제조에 있어 소형화 문제를 해결할 수 있다.
도 6은 본 발명의 다른 실시 예에 따른 탄소나노튜브 기반의 이미터를 나타낸다.
도 6을 참조하면, 이미터(420)는 제2 튜브(600) 및 도전성 와이어(620)를 포함할 수 있다.
제2 튜브(600)는 복수의 제1 튜브(500a)가 제1 방향과 평행한 가상의 제2 축(B2-B2')을 중심으로 감겨 있는, 제2 내부 공간(602)을 가지는 파이프 형태로 형성될 수 있다. 제1 튜브(500a) 각각은 제1 내부 공간(502)을 포함하므로, 제2 튜브(600)는 다중 파이프 형태로 형성될 수 있다.
도전성 와이어(620)는 제2 내부 공간(602)의 적어도 일부를 차지하도록 위치하는 원통 형태로 형성될 수 있다. 도전성 와이어(620)는 파이프 형태로 형성된 제2 튜브(600)의 적어도 일부에 접촉된 상태로 제2 내부 공간(602)에 삽입된 구조로 형성될 수 있다.
이미터(420)는 제2 튜브(600) 중에서 도전성 와이어(620)와 중첩되지 않은 영역의 선단부(630)를 통해 전자를 방출할 수 있다.
또는, 도 6에 도시된 바와 달리, 이미터(420)는 도전성 와이어(620)를 포함하지 않고, 제2 튜브(600) 만으로 구성될 수 있다. 이 경우, 제2 튜브(600)는 이미터(420) 그 자체일 수 있으며, 이미터(420)는 제2 튜브(600)에 포함된 복수의 얀(510)의 선단 모두를 통해 전자를 방출할 수 있다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 이미터(420)는 탄소나노튜브(30) 및 얀(510)의 선단이 제1 내부 공간(502)/제2 내부 공간(602)과 평행한 가상의 제1 축(B1-B1')/제2 축(B2-B2')과 동일한 방향을 향하는 튜브 구조체의 선단을 이룰 수 있으며, 이는 상기 튜브 구조체의 선단을 통해서 대부분의 전자가 각 탄소나노튜브(30) 및 얀(510)이 연장된 방향으로 방출될 수 있는 이점이 있다.
즉, 이미터(420)는 대부분의 전자가 일정한 방향으로 방출되도록 유도하기 용이한 구조로 형성되고, 따라서 이미터(420)가, 타겟(440)과 전자의 충돌을 통해 전자기파를 발생시키는 전자기파 튜브(400)에 적용되었을 때, 대부분의 전자를 소망하는 충돌 부분으로 집중시킬 수 있는 이점이 있다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따라 전자기파 튜브를 배치하는 위치를 결정하는 방법을 나타낸다.
도 7을 참조하면, 공기의 하전을 위해 하전부(200)의 내부에는 하전 공간(201)이 제공될 수 있고, 이러한 하전 공간(201)은 복수의 격자 공간(700)로 분할될 수 있다. 여기서, 하전 공간(201)은 전기 집진기(100)에서 공기가 들어오는 인입부부터 집진부(300)까지의 공간을 의미할 수 있다. 상기 격자 공간은 육면체 형상의 3차원 입체 구조로 형성될 수 있다.
전자기파 튜브(400)는 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정된 위치에 배치될 수 있다. 상기 이온화 효율은 복수의 격자 공간(700) 각각에 도달하는 전자기파의 세기가 기 설정된 임계치 이상인 격자 공간의 수(또는 비율)로 나타내어질 수 있다.
보다 자세하게는, 아래의 수학식 1에 따라 결정되는 하나 이상의 위치에 하나 이상의 전자기파 튜브(400)가 배치될 수 있다.
여기서, m(m은 2 이상의 자연수)은 하전 공간(201)을 분할한 복수의 격자 공간(700)의 개수를 나타내고, n(n은 자연수)은 상부 플레이트(210) 및/또는 하부 플레이트(220)에 배치되는 전자기파 튜브(400)의 개수를 나타내고, I
m은 m-번째 전자기파 튜브(700)에서 방사한 전자기파의 발생량(세기)을 나타내고, L
m,n은 전자기파를 방사한 전자기파 튜브(400)에서 전자기파를 수신한 격자 공간(700)의 중심점까지의 거리를 나타내고, I
m,n은 전자기파 튜브(400)에서 발생한 전자기파가 격자 공간(700)에 도달하는 도달량(세기)을 나타낼 수 있다.
따라서, 전자기파 튜브(700)에서 발생한 전자기파(I
m)의 도달량(I
m-n)을 복수의 격자 공간(700) 각각의 중심점으로부터 전자기파 튜브(700)까지의 거리(L
m-n)의 제곱으로 나눈 값의 총합(A)이 최대가 되는 위치(또는 총합(A)이 기 설정된 임계치 이상인 위치)에 전자기파 튜브(700)가 배치될 수 있다.
즉, 복수의 격자 공간(700) 각각에서의 전자기파의 세기를 측정하고, 전자기파의 세기가 기 설정된 임계치 이상인 곳이 복수의 격자 공간(700) 중에서 기 설정된 수치 이상인 경우(예컨대, 복수의 격자 공간 (700) 중 80% 이상에 조사된 전자기파의 세기가 임계치 이상), 이온화 효율에 도달했다고 볼 수 있다.
전자기파 튜브(400)가 상부 플레이트(210) 및/또는 하부 플레이트(220)에 배치되는 개수 및/또는 위치는 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정될 수 있다. 즉, 전자기파 튜브(400)는 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정된 개수로, 결정된 위치에, 배치될 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따라 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브를 이용하여 관전압을 변경함에 따른 효과를 나타낸다.
도 3 및 도 8을 참조하면, 이미터(420)는 전자기파 튜브(400)의 양극과 음극 사이에 주어진 최대 전압을 의미하는 관전압을 변경시킬 수 있다. 실시예에 따라, 탄소나노튜브 기반의 이미터(420)를 포함하는 전자기파 튜브는 오염된 공기의 오염도에 기초하여 관전압을 변경할 수 있다.
도 8의 왼쪽 그래프는 종래의 텅스텐 와이어를 이미터로 사용함으로써 관전압이 고정된 전자기파 튜브의 성능을 나타내며, 도 8의 오른쪽 그래프는 본 발명의 실시예에 따라 변경 가능한 관전압을 사용하는 전자기파 튜브의 성능을 나타낸다.
보다 자세하게는, 도 8의 왼쪽 그래프에서의 제1 그래프(PG1)는 텅스텐 와이어를 이미터로 사용함으로써 관전압이 5 kV로 고정된 전자기파 튜브의 성능을 나타내고, 도 8의 왼쪽 그래프에서의 제2 그래프(PG2)는 텅스텐 와이어를 이미터로 사용함으로써 관전압이 10 kV로 고정된 전자기파 튜브의 성능을 나타내고, 도 8의 왼쪽 그래프에서의 제3 그래프(PG3)는 텅스텐 와이어를 이미터로 사용함으로써 관전압이 15kV로 고정된 전자기파 튜브의 성능을 나타낼 수 있다.
또한, 도 8의 오른쪽 그래프에서의 제1 그래프(bG1)는 전자기파 튜브(400)의 관전압이 오염도에 따라 8kV로 변경된 경우의 성능을 나타내고, 도 8의 오른쪽 그래프에서의 제2 그래프(bG2)는 전자기파 튜브(400)의 관전압이 오염도에 따라 9kV로 변경된 경우의 성능을 나타내고, 도 8의 오른쪽 그래프에서의 제3 그래프(bG3)는 전자기파 튜브(400)의 관전압이 오염도에 따라 10kV로 변경된 경우의 성능을 나타낼 수 있다.
도 8의 왼쪽 그래프에서의 제2 그래프(aG2)와 도 8의 오른쪽 그래프에서의 제3 그래프(bG3)를 비교할 경우, 이미터(420)를 종래의 텅스텐 와이어 기반의 열음극 (thermoionic cathode) 이미터를 탄소나노튜브 기반의 이미터로 변경함에 따라, 오염도에 따라 관전압을 변경시킨 경우의 성능(bG3)이 관전압이 10kV로 고정된 경우의 성능(aG2)보다 19배 가량 높게 나옴을 확인할 수 있다.
따라서, 본 발명의 일 실시예에 따라, 오염도에 기초하여 관전압을 변경할 경우, 환경에 따라 전력 사용량의 최적화가 가능하고, 공기질 개선 효율의 최적화가 가능할 수 있다.
본 발명에 첨부된 블록도의 각 블록과 흐름도의 각 단계의 조합들은 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들에 의해 수행될 수도 있다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 범용 컴퓨터, 특수용 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서에 탑재될 수 있으므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비의 인코딩 프로세서를 통해 수행되는 그 인스트럭션들이 블록도의 각 블록 또는 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 수행하는 수단을 생성하게 된다. 이들 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 특정 방법으로 기능을 구현하기 위해 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 지향할 수 있는 컴퓨터 이용 가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장되는 것도 가능하므로, 그 컴퓨터 이용가능 또는 컴퓨터 판독 가능 메모리에 저장된 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 또는 흐름도 각 단계에서 설명된 기능을 수행하는 인스트럭션 수단을 내포하는 제조 품목을 생산하는 것도 가능하다. 컴퓨터 프로그램 인스트럭션들은 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에 탑재되는 것도 가능하므로, 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비 상에서 일련의 동작 단계들이 수행되어 컴퓨터로 실행되는 프로세스를 생성해서 컴퓨터 또는 기타 프로그램 가능한 데이터 프로세싱 장비를 수행하는 인스트럭션들은 블록도의 각 블록 및 흐름도의 각 단계에서 설명된 기능들을 실행하기 위한 단계들을 제공하는 것도 가능하다.
또한, 각 블록 또는 각 단계는 특정된 논리적 기능(들)을 실행하기 위한 하나 이상의 실행 가능한 인스트럭션들을 포함하는 모듈, 세그먼트 또는 코드의 일부를 나타낼 수 있다. 또, 몇 가지 대체 실시예들에서는 블록들 또는 단계들에서 언급된 기능들이 순서를 벗어나서 발생하는 것도 가능함을 주목해야 한다. 예컨대, 잇달아 도시되어 있는 두 개의 블록들 또는 단계들은 사실 실질적으로 동시에 수행되는 것도 가능하고 또는 그 블록들 또는 단계들이 때때로 해당하는 기능에 따라 역순으로 수행되는 것도 가능하다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 품질에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 균등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
Claims (14)
- 탄소나노튜브(Carbon Nanotube, CNT) 기반의 이미터를 포함하고, 전자기파를 방출하여 외부로부터 유입된 오염된 공기 중에 있는 미세 입자를 이온화하는 하전부; 및상기 이온화된 미세입자를 집진하여 청정한 공기를 배출하는 집진부를 포함하는탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 제1 항에 있어서,상기 하전부는 상기 오염된 공기의 오염도에 기초하여 상기 전자기파의 관전압을 조절하는탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 제2 항에 있어서,상기 오염도가 기 설정된 기준치보다 높은 경우, 상기 하전부는 상기 전자기파의 관전압을 제1 전압에서 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압으로 변경하고,상기 오염도가 상기 기 설정된 기준치보다 낮은 경우, 상기 하전부는 상기 전자기파의 관전압을 상기 제1 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압으로 변경하는탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 제1 항에 있어서,상기 하전부는 공기가 흐르는 통로를 형성하는 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 더 포함하고,상기 이미터를 포함하는 전자기파 튜브는 탈 부착 가능하도록 상기 상부 플레이트 및 상기 하부 플레이트 중 하나 이상에 부착되는탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 제1 항에 있어서,상기 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 부착되는 위치는 상기 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정되는탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 제1 항에 있어서,상기 이미터는 복수의 탄소나노튜브들이 응집되어 소정의 방향으로 연장된 구조로 형성된 얀을 복수 개 포함하는탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 제1 항에 있어서,상기 전자기파의 파장은 50 nm 이하인탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기.
- 탄소나노튜브 기반의 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 적용된 전기 집진기를 이용하여 오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법에 있어서,외부로부터 오염된 공기가 유입되는 단계;전자기파를 방출하여 유입된 상기 오염된 공기 중에 있는 상기 미세 입자를 이온화하는 단계; 및상기 이온화된 미세입자를 집진하여 청정한 공기를 배출하는 단계를 포함하는오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
- 제8 항에 있어서,상기 미세 입자를 이온화하는 단계는,상기 오염된 공기의 오염도에 기초하여 상기 전자기파의 관전압을 조절하는 단계를 포함하는오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
- 제9 항에 있어서,상기 전자기파의 관전압을 조절하는 단계는,상기 오염도가 기 설정된 기준치보다 높은 경우, 상기 전자기파의 관전압을 제1 전압에서 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압으로 변경하고,상기 오염도가 상기 기 설정된 기준치보다 낮은 경우, 상기 전자기파의 관전압을 상기 제1 전압에서 상기 제1 전압보다 낮은 제3 전압으로 변경하는오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
- 제8 항에 있어서,상기 하전부는 공기가 흐르는 통로를 형성하는 상부 플레이트 및 하부 플레이트를 더 포함하고,상기 이미터를 포함하는 전자기파 튜브는 탈 부착 가능하도록 상기 상부 플레이트 또는 상기 하부 플레이트 중 하나 이상에 부착되는오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
- 제8 항에 있어서,상기 이미터를 포함하는 전자기파 튜브가 부착되는 위치는 상기 미세 입자의 이온화 효율에 기초하여 결정되는오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
- 제8 항에 있어서,상기 이미터는 복수의 탄소나노튜브들이 응집되어 소정의 방향으로 연장된 구조로 형성된 얀을 복수 개 포함하는오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
- 제8 항에 있어서,상기 전자기파의 파장은 50 nm 이하인오염된 공기 중의 미세 입자를 제거하는 방법.
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