KR100802575B1 - 공기여과장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 코로나 방전 및 강한 전기장을 이용하여 미세먼지를 전기적으로 하전시키고, 이를 수세정 가능한 금속필터로 포집하는 공기여과장치에 관한 것이다.

이와 같은 본 발명은 공기 중의 오염물질을 흡입하고 여과하여 청정공기를 공급하는 공기여과장치에 있어서, 방전극을 수직 등간격으로 다수개 배치하여 구성되는 방전부와 상기 방전부와 수직방향과 평행하며 일측단에 접지부를 구비한 금속필터와 상기 방전극과 금속필터에 고전압을 인가하는 고전압 인가장치를 포함하여 구성되는 것이 특징이다.

상기 방전극에 고전압을 인가하고 상기 금속필터를 접지시키면 전위차에 의한 강한 전기장 및 코로나 방전으로 미세먼지가 금속필터에 포집된다. 또한, 상기 금속필터는 수세정이 가능하여 포집된 진애를 물로 간단히 세척하면 오랫동안 사용할 수 있다.

방전극, 접지, 금속필터, 공기여과장치, 공기청정기, 코로나방전

Description

공기여과장치{Air cleaner}

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기여과장치에 사용되는 방전극을 나타낸 도면,

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기여과장치에 사용되는 방전극을 나타낸 도면,

도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성으로 미세먼지를 여과하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면,

도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성으로 미세먼지를 여과하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면,

도 5는 본 발명의 또 다른실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성을 개략적으로 나타낸 도면,

도 6은 본 발명의 또 다른실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

< 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 >

100, 200: 방전극 13, 23: 방전부

30: 금속필터 31: 접지부

40: 고전압 인가장치

본 발명은 방전극과 접지부로 활용되는 금속필터에 고전압을 인가하여 강한 전기장 및 코로나 방전을 일으켜 미세먼지를 전기적으로 하전시키고, 이를 금속필터에 포집하는 공기여과장치에 관한 것이다.

일반적으로 도심 속에 생활하는 현대인들은 여러 오염물질에 노출되어 있어, 호흡기질환 같은 잔병을 겪어왔다. 따라서, 최소한 실내에서만큼은 쾌적한 환경을 만들어 생활하기 위해 공기청정기를 사용하는데 이러한 공기청정기는 대부분 오염물질을 99.97%나 제거할 수 있는 헤파(HEPA)필터를 사용하게 된다.

이러한 헤파필터는 상기 전술한 바와 같이 여과능력이 뛰어나지만 필터에 의한 압력손실이 크고 이로 인해 전력 소비량이 많으며 필터 효율이 높을수록 필터 가격이 상승의 원인이 될 뿐만 아니라 세정이 불가능하여 정기적으로 필터를 교체해야 하는 단점이 있다.

또한, 99.97% 이상의 오염물질을 여과하는 헤파필터를 적용한 공기청정기도 그 효율이 헤파필터의 80%에도 미치지 못하는 경우도 적지 않다. 이는 헤파필터 자체의 여과효율을 나타내는 것이지 공기청정기의 여과효율을 나타낸 것이 아니기 때문이다.

대다수 공기청정기의 경우 실제로 계측기를 사용하여 효율을 측정해 보면 헤파필터의 기준치에도 못 미치는 90% 이하의 공기청정기가 다수 있는 것을 어렵지 않게 확인할 수 있는데, 이는 필터미디어와 그 형태를 유지시켜 주는 프레임 사이에 유격이 있는 경우와 필터프레임과 공기청정기 본체 사이에 유격이 있는 경우에 발생한다.

결국 공기청정기에 표기된 최대 실평수 이하의 공간에서 최대 풍량으로 했을 때 0.3 마이크로미터 이상 되는 크기의 오염물질의 경우 공기청정기의 여과능력에 따라 80 ~ 90%정도만 걸러진다고 보면 맞다. 따라서, 0.3 마이크로미터 이상 되는 크기의 미세 입자나 미세 바이러스 등의 오염물질은 인체의 호흡을 통해 폐 속으로 들어오게 되므로 공기청정기를 설치하였음에도 감기 및 천식과 같은 호흡기질환을 겪게되는 문제점이 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 코로나 방전 및 강한 전기장을 이용하여 미세먼지를 전기적으로 하전시켜 포집함으로서 금속필터로도 여과가 가능하고, 상기 금속필터는 수세정이 가능하여 반영구적으로 재활용됨으로 미세먼지를 제거하는데 드는 유지비용을 현저히 절감한 공기여과장치를 제공하는 데 있다.

상기와 같은 본 발명의 목적은, 공기 중의 오염물질을 흡입하고 여과하여 청정공기를 공급하는 공기여과장치에 있어서,

방전극을 수직 등간격으로 다수개 배치하여 구성되는 방전부와 상기 방전부와 수직방향과 평행하며 일측단에 접지부를 구비한 금속필터와 상기 방전극과 금속필터에 고전압을 인가하는 고전압 인가장치를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 공기여과장치에 의해 달성된다.

여기서, 상기 방전극은 원의 둘레를 연장한 원기둥의 형상에 상기 원의 둘레 중심부를 기준으로 둘레의 상, 하 방향 끝점으로부터 각각 수직으로 일정길이 연장한 방전핀을 상기 원기둥의 길이방향 등간격으로 다수개 배치하여 구성하는 것이 바람직하다.

그리고 상기 방전극은 직사각 플레이트의 폭 방향 양단에 방전핀을 외향되게 연장하고, 상기 외향 연장된 방전핀을 플레이트의 길이방향 등간격으로 다수개 구비하여 구성할 수도 있다.

한편, 본 발명의 목적은 공기 중의 오염물질을 흡입하고 여과하여 청정공기를 공급하는 공기여과장치에 있어서,

일측단에 접지부를 구비한 금속필터와 방전극을 수직 등간격으로 다수개 배치하여 구성되는 방전부와 상기 방전극과 금속필터에 고전압을 인가하는 고전압 인가장치를 포함하여 구성하되, 상기 방전부는 금속필터의 일측 및 타측에 수직으로 평행하게 배치한 것을 특징으로 하는 공기여과장치에 의해서도 달성될 수 있다.

여기서도, 상기 방전극은 원의 둘레를 연장한 원기둥의 형상에 상기 원의 둘 레 중심부를 기준으로 둘레의 상, 하 방향 끝점으로부터 각각 수직으로 일정길이 연장한 방전핀을 상기 원기둥의 길이방향 등간격으로 다수개 배치하여 구성하는 것이 바람직하며, 상기 금속필터의 수직방향과 평행하도록 구비한 각각의 방전부 중 어느 하나의 방전부는 대응되는 방전부와 대비하여 방전극 수를 적어도 하나 이상 편중하여 구성하는 것이 특징이다.

또한, 본 발명에 있어서, 상기 방전극은 직사각 플레이트의 폭 방향 양단에 방전핀을 외향되게 연장하고, 상기 외향 연장된 방전핀을 플레이트의 길이방향 등간격으로 다수개 구비하여 구성하되, 상기 금속필터의 수직방향과 평행하도록 구비한 각각의 방전부 중 어느 하나의 방전부는 대응되는 방전부와 대비하여 방전극 수를 적어도 하나 이상 편중하여 구성될 수도 있다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시 예에 대하여 첨부도면을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호로 표기되었음에 유의하여야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능 혹은 구성에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있다고 판단되는 경우, 그 상세한 설명을 생략한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 공기여과장치에 사용되는 방전극을 나타낸 도면이고, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기여과장치에 사용되는 방전극을 나타낸 도면이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성으로 미세먼지를 여과하는 과정을 개략적으로 나 타낸 도면이고, 도 4는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성으로 미세먼지를 여과하는 과정을 개략적으로 나타낸 도면이다.

한편, 도 5는 본 발명의 또 다른실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이고, 도 6은 본 발명의 또 다른실시예에 따른 공기여과장치에서 코로나 방전과 전기장을 형성하는 구성을 개략적으로 나타낸 도면이다.

본 발명은 공기여과장치에 포함되는 구성으로 방전극(100, 200)을 수직 등간격으로 배치한 방전부(13, 23)와 상기 방전부(13, 23)의 수직방향과 평행하며 일측단에 접지부(31)를 구비한 금속필터(30)와 상기 방전극(100, 200)과 금속필터(30)에 고전압을 인가하는 고전압 인가장치(40)로 이루어진다.

상기 방전극(100)은 원의 둘레를 연장한 원기둥(10)의 형상에 상기 원의 둘레 중심부를 기준으로 상, 하 방향에 위치한 각각의 둘레의 점에서 수직으로 일정길이 연장한 각각의 방전핀(11, 11')을 상기 원기둥(10)의 길이방향 등간격으로 다수개 배치하여 구성된다.

또한, 방전극(200)은 직사각 플레이트(20)의 폭 방향의 양단으로부터 외향 연장한 방전핀(21, 21')을 플레이트(20)의 길이방향 등간격으로 다수개 배치하여 구성될 수 있다.

여기서 방전핀(21, 21')은 코로나 방전을 용이하게 하기 위해 삼각의 형상이거나 침과 같은 형상일 수 있다.

이와 같은 방전극(100, 200)은 전도성을 갖는 재질로 구성되며, 이를 수직 등간격으로 배치하면 방전부(13, 23)를 이룬다. 이때 방전극(100, 200)에 구비된 방전핀(11, 11', 21, 21')은 상,하방향으로 향하게 해서 배치하는 것이 바람직하고, 후술하는 금속필터(30)의 일측(오염공기의 유입방향)과 수직으로 평행하게 구성한다.

금속필터(30)는 일반적인 직사각 형태의 금속필터(30)를 사용하며, 일측 끝단에는 접지부(31)를 마련한다.

고전압 인가장치(40)는 상기 다수개의 방전극(100, 200)과 금속필터(30)에 고전압을 인가하기 위해 마련한 것으로, 각각의 방전극(100, 200)에 병렬로 연결한 후 고전압을 인가하고 금속필터(30)의 일측 끝단에 위치한 접지부(31)를 통하여 접지한다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기여과장치는 고전압 인가장치(40)를 이용하여 각각의 방전극(100, 200)과 금속필터(30)에 고전압을 인가하면, 방전극(100, 200)의 방전핀(11, 11', 21, 21')은 코로나 방전을 일으키고, 방전부(13, 23)와 금속필터(30) 사이에는 강한 전기장이 형성된다.

따라서, 먼지 입자는 상기 방전극(100, 200)의 방전핀(11, 11', 21, 21')을 경유하면, 코로나 방전에 의해 입자들이 하전 되고, 이로 인해 전기적 성질을 갖게 된 먼지 입자는 상기 금속필터(30)와 방전부(13, 23) 사이에 발생하는 강한 전기장에 의해 금속필터(30)로 이동하여 부착된다.

이와 같이 본 발명은 미세먼지를 일반적인 금속필터(30)로도 여과할 수 있도 록 하는 구성이어서, 기존에 공기청정기에 자주사용하였던 값비싼 헤파(HEPA)필터를 대신할 수 있다. 또한, 상기 금속필터(30)는 간단한 물 세척으로 재활용된다.

그리고, 본 발명의 효과를 더욱 향상시키기 위해 금속필터(30)의 일측(공기의 유입방향) 외에도 상기 금속필터(30)의 타측에 방전부를 더 구비할 수 있다. 상기 방전부는 금속필터(30)와 수직으로 평행하게 설치하고 수를 적어도 하나 이상 편중하여 구성한다. 이는 금속필터(30)와 각각의 방전부(13, 23) 사이에 발생하는 전기장의 영향을 고려한 것으로, 미세먼지가 제1구간(A)을 거쳐서도 여과되지 않고 통과되더라도 제2구간(B)에서 하전됨으로써 금속필터(30) 방향으로 이동되고 이로 인해 추가로 여과할 수 있는 것이다.

이제까지 본 발명에 대하여 그 바람직한 실시예들을 중심으로 살펴보았다. 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 변형된 형태로 구현될 수 있음을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 개시된 실시예들은 한정적인 관점이 아니라 설명적인 관점에서 고려되어야 한다. 본 발명의 범위는 전술한 설명이 아니라 특허청구범위에 나타나 있으며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 차이점은 본 발명에 포함된 것으로 해석되어야 할 것이다.

이상에서 전술한 바와 같이 본 발명의 일실시예에 따른 공기여과장치에 따르면, 코로나 방전 및 강한 전기장으로 인해 미세먼지를 금속필터에 전기적으로 포집 할 수 있어, 종래에 자주 교체해야만 했던 고가의 고성능 헤파(HEPA)필터가 불필요하고, 이로 인해 공기여과장치의 유지비용을 현저히 절감시키는 효과를 이룬다.

또한, 본 발명은 수세정이 가능한 금속필터를 사용함으로 간단한 물세척만 하면 언제든 금속필터를 다시 재활용할 수 있기 때문에 오랫동안 사용할 수 있어, 이 또한 공기여과장치의 유지비용을 절감하는데 기여한다.

Claims (8)

1. 공기 중의 오염물질을 흡입하고 여과하여 청정공기를 공급하는 공기여과장치에 있어서,

   일측단에 접지부(31)를 구비한 금속필터(30)와;

   원의 둘레를 연장한 원기둥(10)의 형상에 상기 원의 둘레 중심부를 기준으로 둘레의 상, 하 방향 끝점으로부터 각각 수직으로 일정길이 연장한 방전핀(11, 11')을 상기 원기둥(10)의 길이방향 등간격으로 다수개 배치하여 구성되는 방전극(100), 또는 직사각 플레이트(20)의 폭 방향 양단에 방전핀(21, 21')을 외향되게 연장하고, 상기 외향 연장된 방전핀(21, 21')을 플레이트(20)의 길이방향 등간격으로 다수개 구비하여 구성되는 방전극(200)을 수직 등간격으로 다수개 배치하여 구성되는 방전부(13, 23)와;

   상기 방전극(100, 200)과 금속필터(30)에 고전압을 인가하는 고전압 인가장치(40);를 포함하며,

   상기 방전부(13, 23)는 금속필터(30)의 일측 및 타측에 수직으로 평행하게 배치하되,

   금속필터(30)를 기준으로 공기배출방향의 방전부는 이와 대응되는 공기진입방향의 방전부와 대비하여 방전극(100, 200) 수를 적어도 하나 이상 편중하여 구성하는 것을 특징으로 하는 공기여과장치.
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