KR100249196B1 - 전기집진기 - Google Patents
전기집진기 Download PDFInfo
- Publication number
- KR100249196B1 KR100249196B1 KR1019970039824A KR19970039824A KR100249196B1 KR 100249196 B1 KR100249196 B1 KR 100249196B1 KR 1019970039824 A KR1019970039824 A KR 1019970039824A KR 19970039824 A KR19970039824 A KR 19970039824A KR 100249196 B1 KR100249196 B1 KR 100249196B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- collecting
- ionizing
- radicals
- photocatalyst
- electrons
- Prior art date
Links
- 239000000428 dust Substances 0.000 title description 21
- 239000011941 photocatalyst Substances 0.000 claims abstract description 37
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 239000012717 electrostatic precipitator Substances 0.000 claims abstract description 16
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 11
- 230000001699 photocatalysis Effects 0.000 claims description 9
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010931 gold Substances 0.000 claims description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 244000005700 microbiome Species 0.000 abstract description 10
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 abstract description 9
- 235000019645 odor Nutrition 0.000 description 16
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 10
- GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N trimethylamine Chemical compound CN(C)C GETQZCLCWQTVFV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 9
- 238000011045 prefiltration Methods 0.000 description 8
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 7
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 7
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 6
- 238000004332 deodorization Methods 0.000 description 6
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 6
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 6
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000005281 excited state Effects 0.000 description 4
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000004659 sterilization and disinfection Methods 0.000 description 3
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 241000233866 Fungi Species 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 2
- -1 oxygen radicals Chemical class 0.000 description 2
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 2
- 238000013032 photocatalytic reaction Methods 0.000 description 2
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 2
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 2
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M Superoxide Chemical compound [O-][O] OUUQCZGPVNCOIJ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N acetaldehyde Chemical compound [14CH]([14CH3])=O IKHGUXGNUITLKF-XPULMUKRSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000000274 adsorptive effect Effects 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001412 amines Chemical class 0.000 description 1
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 239000000356 contaminant Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 230000001747 exhibiting effect Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 description 1
- 230000004044 response Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
- A61L—METHODS OR APPARATUS FOR STERILISING MATERIALS OR OBJECTS IN GENERAL; DISINFECTION, STERILISATION OR DEODORISATION OF AIR; CHEMICAL ASPECTS OF BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES; MATERIALS FOR BANDAGES, DRESSINGS, ABSORBENT PADS OR SURGICAL ARTICLES
- A61L9/00—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air
- A61L9/16—Disinfection, sterilisation or deodorisation of air using physical phenomena
- A61L9/22—Ionisation
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/01—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation
- B03C3/016—Pretreatment of the gases prior to electrostatic precipitation by acoustic or electromagnetic energy, e.g. ultraviolet light
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
- B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
- B03C3/017—Combinations of electrostatic separation with other processes, not otherwise provided for
Landscapes
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Animal Behavior & Ethology (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Acoustics & Sound (AREA)
- Epidemiology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Public Health (AREA)
- Veterinary Medicine (AREA)
- Exhaust Gas Treatment By Means Of Catalyst (AREA)
- Catalysts (AREA)
- Disinfection, Sterilisation Or Deodorisation Of Air (AREA)
Abstract
본 발명은 전기집진기에 관한 것으로써, 탈취필터의 전리부 후방에 광촉매필터를 설치하여 별도의 광원 없이도 전리부의 광에너지에 의해 광촉매필터가 활성화되면서 공기중의 미생물을 살균하여 주도록 함과 함께 냄새가스도 탈취하여 주도록 한 것이다.
이를 위해 본 발명은 본체(1) 내에 전리부(A)와 포집부(B)를 구비한 것에 있어서, 상기 전리부(A)의 후방 적소에 광촉매필터(17)를 설치하여 상기 광촉매필터의 광촉매물질이 전리부의 광에너지에 의해 활성화되도록 한 것이다.
Description
본 발명은 전기집진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 전리부의 후방 적소에 광촉매필터를 설치하여 상기 광촉매필터에 의해 미생물의 살균 및 냄새가스의 탈취가 가능하도록 한 것이다.
종래의 전기집진기는 도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본체(1) 내부에 모터의 구동력을 받아 회전하면서 흡입력을 발생시키는 팬(2)이 설치되고, 상기 본체(1)에는 팬(2)의 회전에 따른 흡입력에 의해 실내공기가 흡입되는 흡일그릴(3)이 설치됨과 함께 흡입된 공기가 외부로 배출되는 배출그릴(4)이 설치되며, 상기 본체(1) 내의 흡입그릴(3) 직후방에는 흡입되는 공기중의 먼지를 일차적으로 제거하는 프리필터(5)가 설치되고, 상기 본체(1) 내의 프리필터(5) 직후방에는 프리필터를 통과한 공기중의 먼지를 강제로 전리시키는 전리부(A)가 설치되며, 상기 본체(1) 내의 전리부(A) 직후방에는 전리부에서 전리된 먼지를 포집하는 포집부(B)가 설치되고, 상기 본체(1) 내의 포집부(B) 직후방에는 공기중의 냄새성분을 제거하는 탈취필터(6)가 설치된다.
상기 구성에서 전리부(A)와 포집부(B)를 집진필터라 한다.
상기 집진필터의 전리부(A)는 본체(1)에 고정된 전리부 케이스(7)와, 상기 전리부 케이스에 일정간격 이격된 상태로 고정되어 접지전극을 이루는 방전대응극(8)과, 상기 전리부 케이스(7)에 방전대응극(8)을 사이에 두고 지지대(9)에 의해 지지되어 전압을 인가받아 +극을 갖는 방전극(10)으로 구성되어 있다.
또한 포집부(B)는 본체(1)에 고정된 포집부 케이스(11)와, 상기 포집부 케이스에 일정간격 이격된 상태로 고정되어 접지전극을 이루는 포집전극판(12)과, 상기 포집부 케이스(11)에 포집전극판(12)을 사이에 두고 고정되어 전압을 인가받아 +극을 갖는 가속전극판(13)과, 상기 포집전극판(12)에 형성되어 포집전극판과 가속전극판(13) 사이의 간격을 정확하게 유지시켜 주는 복수개의 돌기(14)로 구성되어 있는데, 상기 포집전극판(12)과 가속전극판(13)은 도전성 도료 또는 알미늄박지 등의 도전체가 절연성이 양호한 수지물로 씌워져 있다.
상기 전리부(A)를 구성하는 방전대응극(8)과 포집부(B)를 구성하는 포집전극판(12)은 -전압 인가단자(15)와 접지되고, 상기 전리부(A)를 구성하는 방전극(10)과 포집부(B)를 구성하는 가속전극판(13)은 +전압 인가단자(16)를 통해 +전압을 인가받는다.
상기 구성에 따른 작동을 설명한다.
전원이 공급되면 본체(1) 내부에 설치된 팬(2)이 모터(도시는 생략함)의 구동력을 받아 회전하면서 흡입력을 발생시키므로 실내의 공기가 상기 본체(1)의 전면에 설치된 흡입그릴(3)을 통해서 본체(1) 내부로 흡입되는데, 이 흡입되는 공기는 상기 본체(1) 내의 흡입그릴(3) 직후방에 설치된 프리필터(5)를 통과하는 과정에서 공기중에 포함된 먼지중 큰 먼지가 일차 제거된다.
상기 프리필터(5)를 통과한 공기는 계속되는 팬(2)의 회전에 따라 프리필터(5)의 직후방에 설치된 전리부(A)를 통과하게 되는데, 이때에는 포집부(B)의 +전압 인가단자(16)로 +전압이 인가됨과 함께 -전압 인가단자(15)로는 -전압이 인가되지만 상기 -전압 인가단자는 전리부(A)의 방전대응극(8)과 접지되어 있으므로 상기 포집부(B)의 +전압 인가단자(16)로 인가되는 +전압이 그대로 전리부(A)를 구성하는 방전극(10)으로 인가되고, 이에따라 상기 전리부(A)의 방전극(10)과 방전대응극(8) 사이에서 코로나 방전이 일어나므로 공기가 상기 전리부(A)를 통과하는 과정에서 공기중의 먼지입자는 하전을 갖고 +극으로 강제 전리된다.
상기 전리부(A)를 통과한 공기는 계속해서 전리부의 직후방에 설치된 포집부(B)를 통과하게 되는데, 이때 -전압이 인가되는 포집부(B)의 -전압 인가단자(15)는 상기 포집부(B)를 구성하는 포집전극판(12)과 접지되어 있음에 따라 상기 포집전극판과 함께 포집부(B)를 구성하는 가속전극판(13)만이 +전압을 인가받으므로 상기 포집부(B)를 통과하는 공기중의 먼지는 전리부(A)에서 이미 +상태로 하전되어 있음을 감안할 때 상기 먼지가 가속전극판(13)과의 동일극성으로 인해 쿨링력이 작용함에 따라 접지전극인 포집전극판(12) 쪽으로 밀려나가면서 상기 포집전극판에 포집된다.
한편 공기가 포집부(B)를 통과하면서 공기중의 먼지가 상기 포집부에 포집되는 과정에서는 포집부(B)의 포집전극판(12)에 형성된 복수개의 돌기(14)에 의해 포집전극판(12)과 가속전극판(13) 사이의 간격이 전부분 일정하게 유지되어 있음에 따라 공기가 상기 포집부(B)를 원활히 통과함은 물론 통과되는 과정에서 전부분의 먼지는 동일한 쿨링력을 받게됨은 이해 가능하다.
한편 포집부(B)를 통과한 공기는 상기 포집부의 직후방에 설치된 탈취필터(6)를 통과하면서 공기중의 냄새성분이 탈취되므로 청청한 공기가 되고, 이 청정한 공기는 본체(1)에 설치된 배출그릴(4)을 통해 본체(1) 외부로 배출되므로 실내가 정화되는 것이다.
그러나, 먼지중에는 각종 미생물이 부착되어 공기를 따라 이동하는데, 이와같은 먼지는 포집부의 각 극판에 장기적으로 퇴적되고, 이때의 퇴적은 먼지의 입자가 작으면 작을수록 잘되므로 상기 퇴적된 먼지가 미생물 증식으로 부패되어 악취가 발생됨은 물론 상기 포집부에 포집되지 않은 미생물을 포함한 극미세 먼지는 일부가 탈취필터를 통과하여 외부로 배출되므로 실내가 미생물에 의해 오염이 되는 문제점이 있었다.
한편, 공기중의 미생물을 살균하면서 악취 등을 탈취하기 위한 것으로 산화티타늄(TiO2)을 이용한 기술이 널리 알려져 있는데, 상기 산화티타늄은 원래 유기물에 의한 흡착력이 뛰어나며, 광에너지에 노출되면 산화티타늄이 여기(勵起)된 상태로 변화되면서 여러형태의 라디칼을 형성시켜 주므로 강한 산화력에 의해 미생물이 살균됨과 함께 상기 산화티타늄에 흡착된 냄새물질이 라디칼과 반응하면서 분해된다.
이러한 이유로 인하여 상기 산화티타늄을 살균 및 탈취에 널리 이용하는 기술이 여러 분야에서 끊임없이 연구 개발되어 지고 있으며, 관련 업계에서는 이를 통상 광촉매기술이라고 칭한다.
그러나 지금까지 알려진 광촉매를 이용한 살균/탈취기술은 필수적으로 별도의 광에너지원을 필요로 하고 있으며, 상기 광에너지원으로서는 일반적으로 자외선램프를 널리 사용하고 있는데, 이는 결국 광촉매기술의 한계점으로 인식되고 있고, 이러한 별도의 광에너지원으로 상기에서 설명된 자외선램프 등을 사용하게 되므로써 부품의 증가에 의해 제작비용이 상승됨과 함께 구조가 복잡해지는 문제가 있었다.
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위해 안출한 것으로, 탈취필터의 전리부 후방에 광촉매필터를 설치하여 별도의 광원 없이도 전리부에서 발생되는 광에너지에 의해 상기 광촉매필터가 활성화되면서 공기중의 미생물을 살균하여 주도록 함과 함께 냄새가스를 탈취하여 주도록 함에 따라 청정한 공기를 얻을 수 있도록 하는데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명 형태에 따르면, 본체 내에 전리부(A)와 포집부(B)를 구비한 것에 있어서, 상기 전리부(A)의 후방 적소에 광촉매필터를 설치하여 상기 광촉매필터의 광촉매물질이 전리부의 광에너지에 의해 활성화되도록 한 전기집진기가 제공된다.
도 1은 종래 전기집진기를 나타낸 종단면도
도 2는 종래 전기집진기의 집진필터를 나타낸 분해사시도
도 3은 본 발명 전기집진기의 요부 구성을 나타낸 종단면도
도 4는 TiO2광촉매 반응 메카니즘을 나타낸 상태도
도 5는 본 발명 전기집진기에서 전리부를 통해 방전되는 광에너지의 크기를 나타낸 그래프
도 6은 본 발명 전기집진기에 의한 트리메틸아민의 탈취효율을 나타낸 그래프
도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
A : 전리부 B : 포집부
17: 광촉매필터
이하 본 발명을 일 실시예로 나타낸 첨부된 도 3을 참고로 하여 더욱 상세히 설명하면 다음과 같다.
첨부된 도 3은 본 발명 전기집진기의 요부 구성을 나타낸 종단면도로써, 본 발명은 방전대응극(8) 및 방전극(10)으로 구성된 전리부(A)와 포집전극판(13) 및 가속전극판(13)으로 구성된 포집부(B) 사이에 광촉매물질이 금망에 코팅된 형태의 광촉매필터(17)를 설치하여 상기 광촉매필터의 광촉매물질이 전리부(A)의 광에너지에 의해 활성화되도록 구성한다.
이하 본 발명의 다른 구성은 종래의 구성과 동일하므로 생략하기로 한다.
따라서 본체(1) 내의 팬(2)이 회전함에 따라 흡입그릴(3)을 통해 본체(1) 내부로 흡입된 공기는 프리필터(5)를 통과하는 과정에서 상기 공기중의 먼지중 큰 입자의 먼지가 일차적으로 걸러지고, 상기 프리필터를 통과한 공기는 계속해서 집진필터의 전리부(A)를 통과하게 되는데, 이때 상기 전리부를 구성하는 방전극(10)에 +전압이 인가된 상태임으로 접지전극인 방전대응극(8)과의 사이에 코로나 방전이 발생되어 이 사이를 통과한 먼지는 하전을 갖고 강제 전리된다.
이와같이 전리부(A)를 통과한 공기는 계속해서 금망에 광촉매물질이 코팅된 형태의 광촉매필터(17)를 통과하게 되므로 이때에 상기 광촉매물질이 전리부(A)의 방전극(10)에서 조사되는 자외선을 흡수하여 에너지가 높은 상태가 되고, 그 에너지를 반응물질에 주어 강한 산화력을 갖는 반응을 일으키게 하므로 공기중의 미생물이 살균됨과 함께 냄새성분이 분해되는데, 상기 금망에 코팅되는 광촉매물질로는 자외선과 반응하여 활성화될 수 있는 촉매이면 가능하며, 바람직하기로는 강산화력을 갖는 산화티타늄(TiO2)으로써 Anatase상의 결정구조를 갖는 것을 사용함이 좋다.
상기 광촉매필터(17)를 통과한 공기는 계속해서 포집부(B)를 통과하므로 전리부(A)에 의해 전리된 먼지가 상기 포집부(B)에 포집되어 매우 청정한 상태가 된 다음 본체(1) 외부로 배출된다.
한편 본 발명 일 실시예에서는 광촉매필터(17)를 전리부(A)와 포집부(B) 사이에 설치하였지만 이에 한정될 필요는 없고, 상기 전리부(A)와 포집부(B) 사이 또는 포집부 후방 등 전리부(A)의 방전극(10)에서 방전되는 광에너지가 도달될 수 있는 위치라면 크게 구애됨이 어디든 가능하다.
상기한 작용을 좀더 설명하면 다음과 같다.
산화티타늄(TiO2) 등의 광촉매물질에 광에너지가 조사되면 상기 광촉매물질은 안정하지 못한 상태, 즉 여기된 상태로 되는데. 이때 광촉매물질을 이루는 원자가 매우 불안한 상태가 되어 상기 광촉매물질에 흡착되어진 유기물 또는 공기중의 H2O성분과 반응하면서 OH라디칼 등 라디칼을 생성하게 되고, 이러한 라디칼은 다른 성분과 강한 결합력을 가지고 있어 냄새물질 등을 이루는 성분들의 결합을 파괴하게 되고, 이에따라 냄새성분이 분해되면서 제거되는 것이다.
그러면 상기 여기된 광촉매물질의 원자들이 왜 불안정한 상태인가와 이러한 불안정한 상태에서 어떤 반응체계를 갖게 되는지에 대해서 상세히 설명하면 다음과 같다.
그림
원자들은 상기 그림과 같이 여러겹의 전자궤도를 가지고 있는데, 안정된 상태에 있는 원자들은 상기 전자궤도의 가장 마지막 궤도에 8개의 전자가 있고, 이 마지막 궤도상에 8개의 전자가 있는 원자들은 안정된 상태로 다른 물질 또는 성분과 결합하지 않으려는 속성이 있으며, 상기 각각의 궤도 사이에는 에너지갭(energy gap)이 존재하고, 이를 통상 밴드갭(band gap)이라 칭하고 있다.
이러한 안정된 상태에 있는 원자들은 궤도간 전자의 이동이나 가장 마지막 궤도에 전자의 유입 또는 방출이 없는한 그 상태를 계속 유지하게 되는데, 이러한 전자의 이동은 외부에서의 강한 에너지의 유입이 있어야만 가능하다.
그림에서와 같이 이러한 안정된 상태의 원자에 강한 외부 에너지 충격이 가해지면 특정한 궤도상에 있는 전자가 상기 에너지에 의해 쿨링력의 지배를 벗어나 다른 궤도로 이탈되는 등의 현상이 일어나게 된다.
첨부된 도 4는 TiO2광촉매 반응 메카니즘을 나타내기 위해 상기 그림의 전자궤도 일부를 확대하여 보인 것으로, 에너지의 충격에 의해 전자가 이탈된 궤도상에서는 +,-힘의 균형이 깨어지면서 +극성이 강하게 되며, 이탈된 전자의 자리에는 빈 곳이 되는데, 이를 포지티브홀(positive hole, h+)이라고 부른다.
그리고 상기 이탈된 전자가 존재하게 되는 궤도상에서도 +,- 힘의 균형이 깨어지면서 +극성이 강하게 되는데, 이를 전자(electron, e-)라고 칭한다.
이상과 같이 안정된 상태의 원자에 에너지를 가하게 되면 전자들이 상기 밴드갭을 뛰어넘어 궤도를 이탈하게 되므로 상기 원자는 불안정한 상태가 되고, 이를 여기(勵起)된 상태라고 하는데, 이때에는 약 350∼400nm(nm : 나노미터 → 광에너지의 크기를 나타내는 단위)의 광 에너지를 필요로 한다.
다시한번 설명하면, 자외선광이 TiO2에 조사될 경우 Valence Band(原子價電子)에 있는 전자가 Conduction Band(전도띠)로 전이되어 음전기를 지닌 전자와 Valence Band에 양전기를 지닌 정공(正孔)이 생성되는데, 이때의 전자와 정공은 매우 강한 환원력과 산화력을 갖고 있고, 하기 반응식에 의해 OH radical 이나 슈퍼옥사이드엔아이온(O2 -) 등의 활성산소를 발생한다.
상기 OH radical은 냄새, 균, 오염물 등을 살균시키는 강한 산화력을 갖고 있는 성질이 있다.
즉, e-(Conduction Band에 전이된 전자), h+(Valence Band에 남은 정공)은 TiO2표면에 확산, 이동하여 아래와 같은 반응식을 갖는데, 본 발명에서는 별도의 광원을 갖지 않고 전리부(A)의 방전극(10)에서 방전되는 고전압방전을 산화타타늄 등의 광촉매물질을 여기시키기 위한 에너지로 이용하고자 하는 것으로, 도 5에서와 같이 고전압방전시 약 3100∼3900A(10A = 1nm)의 광에너지 파장이 발생되는 것을 확인하였다.
따라서 상기 산화티타늄을 코팅한 탈취촉매체인 광촉매필터(17)를 전기집진기에 적용하게 되면 별도의 광원 없이도 상기 산화티타늄을 여기된 상태로 만들 수 있는 것이다.
아래의 반응식 1과 반응식 2는 본 발명의 구성요소인 광촉매필터(17)의 광촉매물질에 전리부(A)의 방전극(10)에서 방전되는 고전압방전에 의해 방출되는 광에너지가 조사됨에 따라 전자가 다른 궤도로 이동되면서 생기는 양전기를 지닌 정공(포지티브홀,h+)과 음전기를 지닌 전자(e-)의 생성 과정을 각각 보인 것이다.
반응식 1은 양전기를 지닌 정공의 작용관계를 보인 것으로, 상기 정공은 공기중에 포함된 물분자의 결합을 깨고, 전자를 취하게 되므로써 OH라디칼과 H라디칼을 생성하게 되는데, 이렇게 생성된 OH라디칼은 냄새성분과 같은 유기물의 결합을 깨고 직접 결합하게 되므로 냄새성분은 사라지고 최종적으로 H20와 CO2만 남게 된다.
상기 정공은 또 유기물과 직접 결합할 수도 있는데, 이 또한 유기물의 결합을 깨고 전자를 취하게 되어 유기물은 라디칼 형태로 변환되고, 변환된 라디칼 형태의 유기물은 또다른 유기물의 결합을 깨게되면서 결국 H20와 CO2만 남게 된다.
또한 반응식 2는 음전기를 띤 전자의 작용관계를 보인 것으로, 상기 전자는 공기중의 산소분자와 만나 결합하게 되면서 상기 산소는 산소라디칼로 변하게 되고, 이러한 전자는 상기 정공과 마찬가지로 유기물과 직접 결합하기도 하는데, 그 반응과정은 상기 정공과 유사하다.
반응식 2의 ①,②는 전자와의 결합으로 생성된 여러형태의 라디칼이 OH라디칼을 생성하는 과정을 보이고 있으며, 상기 생성된 OH라디칼은 결국 유기물의 결합을 깨고 직접 결합하므로 냄새성분은 사라지고 최종적으로 H20와 CO2만 남게 된다.
결론적으로 아래의 반응식 1,2는 광촉매물질이 코팅된 광촉매필터에 광에너지가 조사될 경우 상기 광촉매물질이 여기되면서 정공과 전자가 생성되는데, 이때 정공과 전자는 OH라디칼과 O라디칼을 각각 생성시킴과 함께 상기 O라디칼은 다시 OH라디칼을 생성시키고, 이렇게 생성된 OH라디칼은 냄새성분 등을 분해하여 물과 이산화탄소로 변환시켜 주므로써 탈취와 살균이 가능하게 되는 것이다.
상기 e-는 공기중의 산소와 반응해서 O2 -를 생성하고, O2 -는 ①과 같이 물분자와 반응해서 두 개의 OH라디칼과 두 개의 수산화이온 그리고 산소 한 분자를 만들거나 ②와 같이 H+와 반응하여 HO를 만들고 결국은 H2O2를 생성하여 이 H2O2가 몇가지 반응경로를 거쳐 냄새, 균, 오염물을 나타내는 Organic을 생성한다.
그럼 상기 라디칼에 대하여 좀더 상세히 살펴보자.
원자들은 공유결합이 형성되면 분자가 되고, 이 분자들의 표시방법에 있어서는 두 원자에 공유된 한쌍의 전자를 표시하여 최외각에 있는 전자만을 나타내는 표시방법이 있는데, 이를 Lewis구조라고 부르며, 아래에서 보듯이 이러한 구조식은 상기 라디칼의 구조를 살피는데 도움이 된다.
H2는 최외각에 두 개의 전자를 가지면 안정화되는데, H:H로 표시된다.
상기와 같은 분자들의 공유결합은 외부의 강한 충격 또는 에너지에 의해 균일 분해되게 되는데, 이때 라디칼이라고 하는 쌍을 이루지 않은 전자를 가진 아래와 같은 중간체가 생성된다.
A:B → A· + ·B
그런데, 거의 모든 라디칼은 반응성이 매우 큰 화학종으로써, 이 라디칼들은 다른 분자와 부딪히면 쌍을 이루지 않은 전자가 쌍을 이루게끔 하는 경향이 매우 강한데, 즉 쌍을 이루지 않은 자신의 부족한 전자를 다른 분자로 부터 얻어서 안정화 하려는 경향이 매우 크다.
도 6은 본 발명 전기집진기에 의한 트리메틸아민의 탈취효율을 나타낸 것으로, 상기 광촉매물질은 실내 냄새의 주종을 이루는 트리메틸아민((CH3)3N) 등과 작용하여 실내의 냄새성분을 분해하게 되므로 종래에 비해 탈취효율이 우수함을 알 수 있는데, 이하에서 상기 트리메틸아민의 분해 메카니즘에 대하여 좀더 상세히 살펴보면 다음과 같다.
OH라디칼이 생성되는 정공과 O2라디칼이 생성되는 전자에서 상기 트리메틸아민의 결합고리를 파괴하고, 상기 OH라디칼과 O2라디칼이 각각 결합되면서 다른 화학구조의 유기물이 생성되며, 계속해서 상기 OH라디칼과 O2라디칼이 상기 생성된 유기물의 결합구조를 파괴하여 자신들이 결합하는 과정을 여러차례 거치게 되면서 결국 CO2, H2O, NO2로 변하게 되는데, 이러한 과정에서 생선비린내를 내는 냄새성분 등의 트리메틸아민이 분해되어 제거된다.
그러므로 본 발명은 전리부(A)의 후방에 설치된 광촉매필터(17)의 광촉매물질이 상기 전리부로 부터 발생되는 광에너지에 의해 활성화되면서 강한 환원력과 산화력을 발휘하므로 탈취 및 살균효과가 매우 우수한 전기집진기를 얻을 수 있다.
또한 광원을 얻기 위하여 자외선램프와 같은 별도의 광원과, 실내의 냄새물질을 제거하기 위한 별도의 탈취촉매가 불필요하게 되므로 제품구성이 간단하고, 제품단가를 낮출수 있으며, 사용시에 풍력손실도 발생되지 않는다.
Claims (2)
- 본체 내에 전리부(A)와 포집부(B)를 구비한 전기집진기에 있어서, 상기 전리부의 후방 적소에 광촉매필터를 설치하여 상기 광촉매필터의 광촉매물질이 전리부의 광에너지에 의해 활성화되도록 한 것을 특징으로 하는 전기집진기.
- 제 1 항에 있어서,광촉매필터는 금망에 광촉매물질이 코팅된 것을 특징으로 하는 전기집진기.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970039824A KR100249196B1 (ko) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 전기집진기 |
AU80840/98A AU745172B2 (en) | 1997-08-21 | 1998-08-20 | Electrostatic precipitator |
US09/137,241 US6187271B1 (en) | 1997-08-21 | 1998-08-20 | Electrostatic precipitator |
CNB981199682A CN1134305C (zh) | 1997-08-21 | 1998-08-21 | 静电除尘器 |
DE19838107A DE19838107B4 (de) | 1997-08-21 | 1998-08-21 | Elektrostatischer Abscheider |
JP23559998A JP2928780B2 (ja) | 1997-08-21 | 1998-08-21 | 電気集塵装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
KR1019970039824A KR100249196B1 (ko) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 전기집진기 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
KR19990017057A KR19990017057A (ko) | 1999-03-15 |
KR100249196B1 true KR100249196B1 (ko) | 2000-03-15 |
Family
ID=19518002
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
KR1019970039824A KR100249196B1 (ko) | 1997-08-21 | 1997-08-21 | 전기집진기 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
KR (1) | KR100249196B1 (ko) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100479072B1 (ko) * | 2002-04-29 | 2005-03-25 | 엘지전자 주식회사 | 공기청정기 |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP3864064B2 (ja) * | 2001-07-24 | 2006-12-27 | 株式会社東芝 | 冷蔵庫 |
KR20030011466A (ko) * | 2001-08-03 | 2003-02-11 | 주식회사 포스코 | 코일 냉각장치 |
KR102382968B1 (ko) | 2022-02-18 | 2022-04-08 | 노창식 | 열처리된 소재를 급냉시키는 장치 |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09206628A (ja) * | 1996-02-06 | 1997-08-12 | Sharp Corp | 空気清浄装置 |
-
1997
- 1997-08-21 KR KR1019970039824A patent/KR100249196B1/ko not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH09206628A (ja) * | 1996-02-06 | 1997-08-12 | Sharp Corp | 空気清浄装置 |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR100479072B1 (ko) * | 2002-04-29 | 2005-03-25 | 엘지전자 주식회사 | 공기청정기 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
KR19990017057A (ko) | 1999-03-15 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6187271B1 (en) | Electrostatic precipitator | |
KR100535123B1 (ko) | 하이브리드형 차량용 공기 청정기 | |
KR100786710B1 (ko) | 전기집진기 | |
KR100249196B1 (ko) | 전기집진기 | |
JPH11221489A (ja) | 低温弱電離プラズマと静電フィルターを併用した空気清浄 ユニット | |
JP3000056B2 (ja) | 空気清浄化装置 | |
JP3445468B2 (ja) | 空気清浄装置及び同装置用の集塵電極 | |
JPH11253545A (ja) | 空気清浄装置 | |
KR100249197B1 (ko) | 전기집진기 | |
JP2001104754A (ja) | 空気清浄機 | |
KR100428965B1 (ko) | 공기 정화 방법 | |
KR100195935B1 (ko) | 공기정화장치의 집진 및 탈취 장치 | |
KR20220014408A (ko) | 밀폐공간의 살균 및 탈취를 위한 공기정화장치 | |
KR20030048988A (ko) | 공기청정기 | |
JP2000005631A (ja) | 空気清浄装置 | |
KR100934133B1 (ko) | 전기 집진 장치 및 이를 포함한 공기 청정기 | |
JPH11137654A (ja) | エアクリーナ | |
KR100479072B1 (ko) | 공기청정기 | |
KR20030048989A (ko) | 공기청정기 | |
KR100259303B1 (ko) | 탈취촉매체와그제조방법및그를이용한공기정화장치 | |
KR100209653B1 (ko) | 진공청소기의 살균/탈취장치 | |
KR100473059B1 (ko) | 전기집진장치 | |
JP2820587B2 (ja) | 空気清浄装置 | |
KR20010068423A (ko) | 광촉매를 이용한 공기정화장치 및 방법 | |
KR19990017060A (ko) | 탈취/살균 기능을 갖는 전기집진기 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20121128 Year of fee payment: 14 |
|
FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20131122 Year of fee payment: 15 |
|
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |