KR102035137B1

KR102035137B1 - 전기집진장치

Info

Publication number: KR102035137B1
Application number: KR1020180018768A
Authority: KR
Inventors: 전혜경; 이준석; 박성용
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2018-02-14
Filing date: 2018-02-14
Publication date: 2019-10-23
Also published as: KR20190098616A

Abstract

본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치는 고전압이 인가되는 고전압전극, 접지되어 상기 고전압전극과 전기장을 형성하는 접지전극 및 상기 고전압전극에 고전압을 인가하는 고전압연결단자를 포함하고, 상기 고전압전극은 각각 판 형상으로 형성되어 평행하게 배치되는 복수의 고전압판과, 복수의 고전압판을 연결하는 고전압리브를 포함하며, 상기 고전압연결단자는 상기 고전압리브의 내부에 위치되는 것 특징으로 한다.

Description

전기집진장치 { Electric Dust Collection Device }

본 발명은, 대전된 먼지 입자를 포집하는 집진유닛을 포함하는 전기집진장치에 관한 것이다.

일반적으로 전기집진장치는 공기청정기나 냉방기나 난방기 등의 공기조화기에 장착되어 공기 중에 포함된 먼지입자를 대전시켜 집진하는 장치이다.

전기집진장치는 크게 전기장을 형성하는 대전유닛과, 대전유닛에 의해 대전된 먼지입자가 집진되는 집진유닛을 포함한다. 공기가 대전유닛을 통과한 후 집진유닛을 통과하는 동안, 공기 중의 먼지는 집진유닛에 포집된다.

집진유닛은 고전압이 인가되는 고전압전극과 접지되어 상기 고전압전극과 전기장을 형성하는 접지전극이 판 형상으로 서로 평행하게 배치되게 된다.

종래 기술의 고전압전극은 서로 평행하게 복수개가 배치된 고전압판과 고전압판 들을 서로 연결하는 리브로 구성된다. 복수의 고전압판에 외부의 전원을 인가하기 위해 전원을 공급하는 단자가 리브의 외면에 부착되게 된다.

고전압판 및 리브와 단자는 서로 다른 재질로 이루어진다. 특히 단자는 금속을 포함하는데, 단자가 리브의 외부에 노출되게 되면, 전기장이 불 균일하게 되고, 단자 근처에서 스파크가 발생되는 문제점이 존재한다.

이러란 스파크는 화재의 원인이 되고, 전기집진장치의 신뢰성의 저하시키게 된다.

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 먼지 입자를 효과적으로 집진하면서, 스파크 발생 위험이 저감되고, 화재 위험이 적은 전기집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는 공기 중의 먼지입자를 코로나 방전을 통해 효과적으로 대전시키면서, 에너지 효율은 높이고, 오존 발생을 줄이는 대전유닛 및 전기집진장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치는 고전압을 고전압전극에 공급하는 고전압연결단자가 고전압리브의 내부에 배치되는 것을 특징으로 한다.

또한, 실시예는 고전압이 인가되는 고전압전극, 접지되어 상기 고전압전극과 전기장을 형성하는 접지전극 및 상기 고전압전극에 고전압을 인가하는 고전압연결단자를 포함하고, 상기 고전압전극은 각각 판 형상으로 형성되어 평행하게 배치되는 복수의 고전압판과 복수의 고전압판을 연결하는 고전압리브를 포함한다.

그리고, 고전압리브는 상기 고전압연결단자를 상기 고전압연결단자의 길이방향과 교차되는 단면 상에서 감싸게 배치된다.

한편, 상기 고전압연결단자는 금속을 포함하고, 상기 고전압리브는 반 절연성 수지를 포함할 수 있다.

실시예는 상기 고전압연결단자의 일단과 연결되고, 적어도 일부가 상기 고전압리브의 외부로 노출되는 고전압노출단자를 더 포함할 수 있다.

그리고, 하우징에는 상기 고전압리브의 외부로 노출된 상기 고전압노출단자를 수용하는 수용홈과, 상기 수용홈의 내부에 배치되고, 상기 수용홈의 내부에 수용된 상기 고전압노출단자와 접촉되는 하우징단자가 포함될 수 있다.

또한, 실시예는 상기 고전압연결단자를 감싸게 배치되고, 상기 고전압리브의 내부에서 상기 고전압연결단자의 위치를 결정하는 위치결정부를 더 포함할 수 있다.

기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.

본 발명의 대전유닛 및 전기집진장치에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.

첫째,　 고전압을 공급하는 급속 재질의 고전압연결단자가 고전압리브에 매몰되므로, 주변의 전기장 분포가 균일해져서, 고전압전극에서의 스파크 발생을 줄이고, 집진장치의 신뢰성을 향상시킬 수 있는 이점이 존재한다.

둘째, 고전압연결단자와 고전압리브를 인서트 사출 성형으로 제조하여서, 제조공정을 줄일 수 있는 이점이 존재한다.

셋째, 고전압연결단자와 연결된 고전압노출단자가 고전압리브의 외부로 노출되고, 하우징의 수용홈에 수용되어 결합되므로, 하우징을 통해 고전압노출단자가 외부로 노출되는 것을 방지하여, 스파크 발생을 줄이고, 고전압노출단자를 외부전원과 쉽게 연결할 수 있는 이점이 존재한다.

넷째, 상대전극의 소정의 폭을 가지고, 상기 상대전극의 로어부분은 공기유동방향의 하류방향으로 진행될수록 공기 유동방향에 나란한 단면 상에서 폭이 점진적으로 줄어들어서, 대전공간으로 유입되는 공기의 유속은 증가시키고, 방전전극과 대전면 사이는 거리는 줄이게 되므로, 공기 중의 먼지입자의 대전확률이 증가되고, 대전유닛에서 토출되는 공기는 축류를 형성하여서, 집진효율이 향상되는 이점이 존재한다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치가 도시된 사시도이다.
도 2은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치가 도시된 단면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 상대전극이 고정되는 프레임을 도시한 사시도이다.
도 4는 도 1에 도시된 대전유닛의 구조를 나타낸 일부 단면도이다.
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진유닛의 개념도이다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진유닛의 분해 사시도이다.
도 7는 도 6에 도시된 고전압전극의 사시도이다.
도 8은 도 7의 A-A선을 취한 단면도이다.
도 9는 비교예의 전기장 분포를 도시한 도면이다.
도 10은 실시예의 전기장 분포를 도시한 도면이다.

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. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.

도면에서 각층의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.

또한, 실시예에서 구조를 설명하는 과정에서 언급하는 각도와 방향은 도면에 기재된 것을 기준으로 한다. 명세서에서 표시장치를 이루는 구조에 대한 설명에서, 각도에 대한 기준점과 위치관계를 명확히 언급하지 않은 경우, 관련 도면을 참조하도록 한다.

본 발명인 전기집진장치는 공기조화기, 공기청정기 또는 진공청소기 등에서 부분적인 장치로서 이용될 수 있다. 이하에서는 독립적인 전기집진장치로서 활용되는 실시예로 설명하나, 반드시 이에 한정될 필요는 없다.

본 설명 및 도면 전체에 걸쳐 표현된 기준 방향을 설명하면 다음과 같다. U방향은 위 방향 또는 상류 방향을 의미하고, D방향은 아래 방향 또는 하류 방향을 의미하며, X축 방향은 길이 방향을 의미하고, Y축 방향은 폭 방향을 의미한다.

본 실시예에서 X축 방향 및 Y축 방향은 상하 방향(U,D)과 수직한 것을 기준으로 설명하나, X축 방향 또는 Y축 방향이 상하 방향(U,D)가 수직이 아닌 각도로 기울어질 수 있다. 다만, X축 방향과 Y축 방향은 서로 수직인 것이 바람직하다.

X축 방향 및 Y축 방향을 포괄적으로 수평 방향으로 정의할 수 있고, X축 및 Y축이 형성하는 면을 수평면으로 정의할 수 있다.

이하에서 표현된 '전위'는 전기적 위치에너지를 의미한다. 이하에서 표현된 '전압'은 2지점의 전위의 차를 의미하는 수치를 의미한다.

이하 도 1을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치를 설명한다. 도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치가 도시된 단면 개념도이다.

본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치는, 전기집진장치의 외관을 형성하는 케이스(10), 공기 중의 먼지입자를 대전시키는 대전유닛(20), 및 대전유닛(20)에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진유닛(40)을 포함한다.

케이스(10)는, 내부에 대전유닛(20)을 수용하는 공간을 형성하는 대전 케이스(11), 및 내부에 집진유닛(40)을 수용하는 공간을 형성하는 하우징을 포함할 수 있다. 대전유닛(20)을 수용하는 공간과 집진유닛(40)을 수용하는 공간은 서로 연결되도록 형성된다.

본 실시예에서는, 대전 케이스(11)는 상부에 배치되고 하우징은 하부에 배치되고, 대전유닛(20)은 상부에 배치되고 집진유닛(40)은 대전유닛(20)의 하부에 배치되나, 반드시 이에 한정되지 않는다.

케이스(10)에는, 먼지입자를 포함하는 공기가 유입되는 공기 유입구(15)가 형성되고, 케이스(10) 내부의 공기가 외부로 유출되는 공기 유출구(17)가 형성된다. 공기 유입구(15)와 공기 유출구(17)는 복수 개로 형성될 수 있다. 본 실시예에서, 공기 유입구(15)는 대전 케이스(11)의 상부면에 형성되고, 공기 유출구(17)는 집진 케이스(12)의 하부면에 형성되나, 반드시 이에 한정되지 않는다.

전체적인 공기 유동방향(A)을 살펴보면 다음과 같다. 공기는 공기 유입구(15)를 통해 케이스(10) 내부로 유입된다. 공기 유입구(15)를 통해 케이스(10) 내부 공간으로 유입된 공기는, 대전유닛(20) 및 집진유닛(40)을 순차적으로 통과한 후 공기 유출구(17)를 통해 외부로 유출된다. 다른 실시예에서, 대전유닛(20)와 집진유닛(40)의 배치가 역으로 바뀔 수도 있고, 대전유닛(20)와 집진유닛(40)가 종으로 배치될 수도 있는데, 이 경우 공기는 대전유닛(20)에서 집진유닛(40)로 향하는 방향이 되도록 설정된다.

구체적으로, 공기 유동방향(A)은 상하방향이고, 대전유닛(20)은 집진유닛(40) 보다 공기 유동방향(A)의 상류에 배치된다. 대전유닛(20)과 집진유닛(40)은 공기 유동방향(A)과 교차되는 면을 정의하도록 배치된다.

도 2는 도 1에 도시된 대전유닛(20)의 구조를 나타낸 사시도, 도 3은 도 1에 도시된 대전유닛(20)의 구조를 나타낸 분해 사시도, 도 4는 도 1에 도시된 대전유닛(20)의 구조를 나타낸 일부 단면도이다.

도 2 내지 도 4를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 대전유닛(20)은 상대전극(222) 및 상대전극(222)과 이격되고, 상대전극(222)과 사이에 코로나 방전을 발생시켜 공기중의 먼지를 대전하는 방전전극(240)을 포함한다.

상대전극(222)은 방전전극(240)과 사이에 코로라 방전을 발생시킨다. 방전전극(240)의 재질은 도전성 금속, 고분자 수지에 적당량의 도전재료가 포함된 전도성 수지 및 고분자 수지 표면을 도금한 도금 수지 중 적어도 하는 포함할 수 있다.

상대전극(222)은 먼지를 포함하는 공기를 통과시키면서, 공기 중의 먼지를 효율적으로 대전시키기 위해, 공기유동방향과 평행하게 배치되고, 공기유동방향과 교차되는 임의의 수평면에서 방전전극(240)을 감싸게 배치된다. 상대전극(222)의 수평면에서 형성하는 폐공간을 대전공간(221)으로 정의한다.

즉, 상대전극(222)은 공기 유동방향(A)인 상하방향으로 개구된 형태를 가진다. 구체적으로, 수평단면에서 상대전극(222)은 다각형 또는 원형 구조를 가질 수 있다. 바람직하게는, 수평단면에서 상대전극(222)은 6각형 내지 12각형의 구조를 가지는 것이 바람직하다. 이를 공기 유동방향(A)에 교차되는 면에 복수개의 대전공간(221)을 형성하면서, 인접한 대전공간(221) 사이에 공백이 발생되어 대전효율이 저하되는 것을 방지하기 위함이다.

구체적으로, 복수 개의 상대전극(222)은 하나의 상대전극 어셈블리(220)를 정의한다. 상대전극 어셈블리(220)는 복수의 대전공간(221)이 형성되도록 복수의 상대전극(222)이 연결된 구조를 가진다. 상대전극 어셈블리(220)는 복수의 상대전극(222)을 다른 구성과 배치와 결합이 용이하게 한다.

예를 들면, 수평단면에서, 상대전극 어셈블리(220)는 복수의 대전공간(221)이 형성되도록 상대전극(222)이 벌집형태(Honeycomb)로 배치될 수 있다. 이때, 서로 인접한 상대전극(222)들은 서로 일면이 접촉 또는 결합될 수 있으나, 제조비용을 절감하기 위해, 적어도 서로 일면을 공유할 수도 있다. 상대전극(222)이 원형으로 형성되는 경우, 서로 인접한 상대전극(222) 사이에 공백이 발생되므로, 위에 설명한 대로 상대전극(222)은 6각형 내지 12각형 구조를 가지는 것이 바람직하다.

방전전극(240)에는 고전압이 인가된다. 위의 고전압은, 방전전극(240)과 상대전극(222) 사이의 전압이 매우 높아 방전전극(240)에서 방전이 일어날 정도의 수치이다. 방전전극(240)은 복수 개로 배치될 수 있다. 구체적으로, 방전전극(240)의 개수는 상대전극(222)의 대전공간(221)의 개수에 대응되게 배치된다.

바람직하게는, 복수 개의 방전전극(240)은 공기 유동방향(A)과 교차되는 수평면(X-Y)에 서로 일정한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다.

방전전극(240)의 재질은 도전성 금속, 고분자 수지에 적당량의 도전재료가 포함된 전도성 수지 및 고분자 수지 표면을 도금한 도금 수지 중 적어도 하는 포함할 수 있다.

방전전극(240)에 전압이 인가될 경우, 방전전극(240)과 상대전극(222) 사이의 대전공간(221)에 코로나 방전이 발생된다. 공기 중의 먼지입자는 대전유닛(20)을 통과하면서 대전된다.

방전전극(240)은 대전공간(221)에 최적의 전계를 형성하고 안정적인 이온발생을 유도하기 위해, 공기 유동방향(A)과 평행한 방향으로 길게 연장되는 와이어 형태를 가진다. 방전전극(240)이 와이어 형태를 가지면, 원형에 가깝게 형성되는 상대전극(222)과의 거리가 어느 면에서 거의 일정하게 유지되어서, 안정적인 코로나 방전을 유도할 수 있게 된다.

와이어 형태의 방전전극(240)의 두께가 얇을 수록 코로나 방전이 잘 일어나는 데, 구조적으로 방전전극(240)의 두께를 매우 얇게 하면 강성이 약하여, 상대전극(222)과의 상대위치를 변형되면서, 코로나 방전이 일어나지 않을 수 있다.

상술한 문제점을 해결하기 위해, 실시예의 방전전극(240)은 일단의 단면적이 점점 줄어드는 바늘 모양을 가진다. 따라서, 방전전극(240)의 일단을 제외한 부분은 전기공급과 강성으로 방전전극(240)의 위치를 구속하고, 방전전극(240)의 일단은 효율적인 코로나 방전을 일으키게 된다.

구체적으로, 방전전극(240)의 하단은 공기 유동방향(A)의 하류방향으로 진행될수록 단면적이 줄어들게 된다. 특히, 방전전극(240)의 하단이 공기 유동방향(A) 하류방향으로 향하게 되면, 후술하는 프레임(210)과 상대전극(222)과 조립 시에 방전전극(240)의 하단이 상대전극(222)의 내부(대전공간(221))에 위치되므로 외부의 충격에 의해 방전전극(240)의 하단이 손상되거나, 방전전극(240)의 하단 위치가 변형되는 것이 방지되는 이점이 존재한다.

예를 들면, 방전전극(240)은 몸통부(241)와, 단면적이 줄어드는 헤드부(242)를 포함한다.

몸통부(241)는 외부전원과 연결된다. 몸통부(241)는 헤드부(242)와 연결되어 외부전원을 헤드부(242)에 공급한다. 몸통부(241)는 공기 유동방향(A)과 나란하게 연장된다.

몸통부(241)는 다양한 형상을 가질 수 있다. 바람직하게는 몸통부(241)의 수평단면 형상은 원형상 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 더욱 바람직하게는, 몸통부(241)의 수평단면 형상은 상대전극(222)의 단면형상에 대응되는 원형상 또는 다각형 형상을 가질 수 있다. 따라서, 몸통부(241)의 외면과 상대전극(222) 사이의 거리를 몸통부(241)의 어느 곳에서도 일정하게 유지할 수 있다. 몸통부(241)의 수평단면은 일정하다.

몸통부(241)는 전체가 도전성 재질일 수 있다. 다른 예로, 몸통부(241)는 도전성 재질의 코어와 코어를 감싸게 배치되는 절연코팅층을 포함할 수 있다. 이때, 코어는 헤드부(242) 및 외부전원과 전기적으로 연결된다.

헤드부(242)의 일단은 몸통부(241)와 연결된다. 헤드부(242)는 몸통부(241) 보다 작은 수평 단면적을 가진다. 헤드부(242)는 몸통부(241)에서 멀어질 수록 단면적이 줄어든다. 헤드부(242)는 바늘형상으로 헤드부(242)의 끝은 방전전극(240)의 정점(242a)을 형성한다. 방전전극(240)의 하단은 좁게는 방전전극(240)의 정점(242a)을 의미한다.

이하, 효율적인 코로나 방전을 하고 오존의 발생을 억제하기 위한 방전전극(240)와 상대전극(222) 사이의 상대적인 위치에 대해 설명한다.

방전전극(240)의 하단은 대전공간(221)의 중심에 배치된다. 구체적으로, 방전전극(240)의 정점(242a)은 대전공간(221)의 중심에 배치된다. 여기서, 대전공간(221)의 중심은 3차원적인 대전공간(221)의 중심에서 소정의 오차범위 내에 위치되는 공간을 의미한다. 예를 들면, 대전공간(221)의 중심은 수학적인 대전공간(221)의 중심과 일치되거나, 0 내지 5%의 오차를 가지는 범위를 포함한다.

방전전극(240)의 정점(242a)이 대전공간(221)의 중심에 배치되면, 방전전극(240)의 정점(242a)과 코로라 방전을 일으킬 확률이 큰 상대전극(222)의 일점 사이의 거리가 일정하게 된다. 따라서, 방전전극(240)의 정점(242a)과 상대전극(222) 사이에 코로나 방전이 효율적이 일어나는 이점이 존재한다.

구체적으로, 도 4와 같이 방전전극(240)의 하단은 상대전극(222)의 상하방향 중심부(C2)와 수평방향에서 중첩된다. 구체적으로, 방전전극(240)은 상하방향에서 2분할된 상대전극(222)의 상부(d1)와 중첩되고, 상대전극(222)의 하부(d2)와 중첩되지 않는다. 방전전극(240)의 정점(242a)은 상대전극(222)의 상부(d1)와 상대전극(222)의 하부(d2)의 경계와 중첩된다. 상대전극(222)의 높이(h1)는 7mm 내지 15mm인 것이 보통이다.

프레임(210)은 내부에 상대전극 어셈블리(220)를 수용하고, 복수의 방전전극(240)과 연결전극(230)을 구속한다. 프레임(210)은 내부에 수용공간(211a)의 정의된다. 구체적으로, 프레임(210)은 상하방향으로 개구된 형태를 가진다.

프레임(210)은 일정한 강성을 가져서 상대전극 어셈블리(220)와 방전전극(240)의 구속하고, 방전전극(240) 이외의 부품과 방전을 억제하도록 절연물질인 합성 수지재질로 이루어진다.

예들 들면, 프레임(210)은 상부 프레임(212)과 하부 프레임(211)이 결합되어 내부에 수용공간(211a)을 정의할 수 있다. 하부 프레임(211)은 상하방향으로 개구되고 상대전극 어셈블리(220)의 엣지를 지지하는 플랜지(211b)가 형성된다.

상부 프레임(212)은 하부 프레임(211)과 결합되어 내부에 수용공간(211a)을 정의하고, 내부에 위치된 상대전극 어셈블리(220)를 구속한다. 구체적으로, 상부 프레임(212)은 중앙이 개구된 형태로 테두리를 형성하는 제1 상부 프레임(213)과, 제1 상부 프레임(213)의 서로 마주보는 면들과 양단이 연결된 제2 상부 프레임(215)을 포함한다.

제2 상부 프레임(215)은 방전전극(240)과 연결전극(230)의 위치를 구속하고, 방전전극(240)과 이외 부분과 상대전극(222) 사이를 절연한다. 제2 상부 프레임(215)은 대전공간(221)의 중심부들을 연결하는 라인(Line) 형태를 가진다.

제2 상부 프레임(215)은 방전전극(240)의 위치를 고정한다. 구체적으로, 방전전극(240)은 제2 상부 프레임(215)을 관통하여 수용공간(211a) 내로 노출된다. 구체적으로, 복수의 방전전극(240)의 하단과 상대전극 어셈블리(220)는 프레임(210) 내의 수용공간(211a) 내에 배치되고, 연결전극(230)과 복수의 방전전극(240)의 상단은 수용공간(211a) 밖에 배치된다.

복수의 방전전극(240) 상단이 수용공간(211a)의 외부에 배치되어서, 수용공간(211a)의 외부에 배치된 연결전극(230)과 전기적으로 연결된다.

연결전극(230)은 복수의 방전전극(240) 전기적으로 연결된다. 연결전극(230)은 외부전원과 연결되어 복수의 방전전극(240)에 고전압을 공급한다. 연결전극(230)은 복수의 방전전극(240)과 전기적으로 연결되면서, 상대전극 어셈블리(220)와는 절연되어야 한다. 따라서, 상대전극 어셈블리(220)와 연결전극(230) 사이에 배치되는 절연체가 배치될 수 있다. 본 실시예에서는 별도의 절연체를 배치하지 않고, 절연물질인 프레임(210)을 일부가 절연체의 역할을 대신하게 된다.

연결전극(230)은 복수의 방전전극(240)이 위치되는 복수의 가지부(231)와, 복수의 가지부(231)들을 서로 연결하는 연결부(232)를 포함할 수 있다.

연결전극(230)은 상부 프레임(212)에 배치될 수 있다. 구체적으로, 연결전극(230)과 상대전극(222) 사이에 절연을 위해, 연결전극(230)과 상대전극(222) 사이에는 프레임(210)의 일부가 배치된다.

예를 들면, 연결전극(230)은 프레임(210)의 외면에 배치될 수 있다. 연결전극(230)의 가지부(231)들은 제2 상부 프레임(215)의 상부면에 형성된 전극홈(215a))에 위치되고, 연결부(232)는 제1 상부 프레임(213)의 상부면에 형성된 홈에 위치될 수 있다.

다른 예를 들면, 연결전극(230)은 프레임(210)의 외면에 코팅되는 도전성 페이스트를 포함할 수 있다. 연결전극(230)은 상부 프레임(212)의 상부면에 코팅되는 도전성 페이스트를 포함할 수 있다.

집진유닛(40)은 전기장을 형성하여 대전된 이물질을 포집한다. 집진유닛(40)은 전압이 인가되어 정전력에 의하여 대전된 이물질을 포집한다. 집진유닛(40)은 케이스(10)의 내부에 배치된다. 집진유닛(40)은 케이스(10)의 내측에 결합된다.

집진유닛(40)은 케이스(10) 내부의 공기 흐름을 기준으로 대전유닛 보다 하류측에 배치된다. 집진유닛(40)은 고전압을 인가하는 고전압전원부 및 접지되는 접지부와 연결된다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진유닛(40)의 개념도, 도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 집진유닛(40)의 분해 사시도이다.

도 5 및 도 6을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진유닛(40)은, 고전압이 인가되는 고전압전극(410)과, 접지되어 고전압전극(410)과 전기장을 형성하는 접지전극(420)과, 고전압전극(410)에 고전압을 인가하는 고전압연결단자(415)를 포함한다.

고전압전극(410)은, 각각 판 형상으로 형성되어 평행하게 배치되는 복수의 고전압판(413)과, 복수의 고전압판(413)을 연결하는 고전압리브(411)로 구성된다. 복수의 고전압판(413)과 고전압리브(411)는 일체로 성형된다. 고전압전극(410)들과 고전압리브(411)는 서로 교차되는 방향으로 연장된다.

접지전극(420)은, 각각 판 형상으로 형성되어 평행하게 배치되는 복수의 접지판(423)과, 복수의 접지판(423)을 연결하는 접지리브(421)로 구성된다. 복수의 접지판(423)과 접지리브(421)는 일체로 성형된다.

고전압연결단자(415)는 금속재질로 형성되며 외부의 고전압전원과 전기적으로 연결된다. 고전압연결단자(415)가 금속재질을 포함하기 때문에 고전압전극(410)의 고전압리브(411)의 외부에 결합되는 경우, 고전압연결단자(415)의 주변에 스파크가 발생하여서, 화재의 원인이 되고, 집진장치의 신뢰성을 저하하게 된다.

이러한 고전압연결단자(415)의 주변에 발생하는 스파크를 줄이기 위한 본 발명의 고전압연결단자(415)의 배치는 도 7 및 8에서 후술한다.

복수의 고전압판(413) 각각은 복수의 접지판(423) 각각의 사이에 배치된다. 고전압전극(410)의 복수의 고전압판(413)과 접지전극(420)의 복수의 접지판(423)은 등 간격으로 서로 엇갈려 배치된다. 복수의 고전압판(413) 각각은 사이에 배치되는 복수의 접지전극(420) 각각과 전기장을 형성한다.

본 실시예에서 고전압전극(410)은 표면저항이 10⁹ /sq 내지 10¹² /sq인 반도전성 고분자(반 절연성 수지)로서, 흡습성과 도전성을 모두 갖는다. 고전압전극(410)은 열가소성 고분자에 대전방지 고분자를 배합하여 형성된다. 고전압전극(410)은 대전방지 고분자의 종류와 배합량을 조절하여 표면저항이 10⁹ /sq 내지 10¹² /sq의 범위가 되도록 한다.

열가소성 고분자는 ABS(Acrylonitrile butadiene styrene), 폴리에틸렌계, 폴리스티렌계 또는 폴리염화비닐계 등일 수 있다. 본 실시예에서 열가소성 고분자는 내열성과 내충격성이 우수하고 성형이 쉽고 대전방지 고분자와 상용성이 좋은 ABS인 것이 바람직하다.

대전방지 고분자는 열가소성 고분자에 혼합되어 흡습성과 도전성을 부여하고 표면저항을 조절한다. 일반적으로 대전방지제는 플라스틱과 같은 고분자에 발생하는 정전기 장해를 방지하기 위하여 표면저항을 제어하는 용도로 사용된다. 본 실시예에서 대전방지제 중 고분자형 대전방지제인 대전방지 고분자를 사용하여 상용성을 높이고, 물성 저하를 방지하여 기계적 강도를 확보하고, 흡습성과 도전성을 확보하며, 스파크 방지 및 표면저항 조절을 한다. 대전방지 고분자는 폴리아미드6(PA6), 폴리프로필렌 또는 ABS 등이 이용될 수 있다.

집진전극과 고전압전극(410)은 하우징(430)에 수용될 수 있다. 물론, 별도의 하우징(430) 없이 케이스(10)에 직접 결합되거나 수용될 수도 있다.

이하, 고전압연결단자(415)의 주변에서 발생하는 스파크를 줄이기 위한 본 발명의 일 실시예에 따른 집진장치의 구조를 설명한다.

도 7는 도 6에 도시된 고전압전극(410)의 사시도, 도 8은 도 7의 A-A선을 취한 단면도이다.

도 7 및 도 8을 참조하면, 고전압연결단자(415)는 상기 고전압리브(411)의 내부에 위치된다. 고전압연결단자(415)는 고전압리브(411)와 나란한 방향으로 연장된다. 고전압연결단자(415)가 고전압리브(411)의 내부에 위치되면, 고전압연결단자(415)가 외부로 노출되지 않아서 스파크가 발생되지 않고, 주변의 전기장 분포가 균일해진다.

여기서, 고전압리브(411)는 반 전도성 수지이므로, 전도성이 우수한 금속재질인 고전압연결단자(415)에서 발생하는 스파크를 완화할 수 있다.

고전압연결단자(415)는 고전압리브(411)의 길이방향으로 연장되어 배치된다. 바람직하게는, 고전압연결단자(415)의 내부에서, 고전압연결단자(415)의 길이와 비슷하거나 작은 길이를 가진다. 따라서, 고전압연결단자(415)에 접촉된 고전압리브(411)에 고전압을 인가하게 된다.

구체적으로, 상기 고전압리브(411)는 상기 고전압연결단자(415)를 상기 고전압연결단자(415)의 길이방향과 교차되는 단면 상에서 감싸게 배치된다. 고전압리브(411)의 단면형상은 사각형이고, 고전압연결단자(415)의 단면은 원형인 것이 바람직하다.

또한, 고전압연결단자(415)의 길이방향과 수직으로 교차되는 단면에서, 고전압연결단자(415)의 중심은 고전압리브(411)의 중심에 위치될 수 있다. 고전압연결단자(415)가 고전압리브(411)의 중심에 배치되면, 고전압연결단자(415)에서 공급되는 고전압이 고르게 고전압리브(411)로 전달될 수 있다.

고전압전극(410)과 고전압연결단자(415)의 제종방법에는 제한이 없지만, 상기 고전압연결단자(415)와 상기 고전압리브(411)는 인서트 사출에 의해 형성될 수 이다. 즉, 고전압연결단자(415), 고전압리브(411) 및 고전압판(413)이 인서트 사출에 의해 함께 형성되면, 제조 단가 및 제조단계를 줄일 수 있다.

고전압연결단자(415), 고전압리브(411) 및 고전압판(413)이 인서트 사출에 제조될 때, 고전압리브(411)의 수지들의 압력에 의해 고전압연결단자(415)의 위치가 변화하거나, 휘는 문제가 발생할 수 있다.

고전압연결단자(415), 고전압리브(411) 및 고전압판(413)이 인서트 사출 시에 발생하는 정렬오류를 방지하기 위해, 고전압리브(411) 내에서 고전압연결단자(415)의 위치를 고정하는 위치결정부(414)를 더 포함할 수 있다.

위치결정부(414)는 상기 고전압연결단자(415)를 감싸게 배치되고, 상기 고전압리브(411)의 내부에서 상기 고전압연결단자(415)의 위치를 결정한다. 위치결정부(414)는 고전압연결단자(415) 및 고전압리브(411)에 비하여 작은 길이를 가진다. 위치결정부(414)는 외면의 일부는 고전압리브(411)의 외면과 동일한 높이에 위치될 수 있다. 따라서, 고전압리브(411)가 형성되는 틀에 위치결정부(414)가 고정되게 된다.

위치결정부(414)가 고전압리브(411)와 동일재질로 형성되면, 2중 사출의 이격으로 스파크가 발생할 수 있으므로, 위치결정부(414)는 상기 고전압리브(411) 보다 융점이 낮은 저융점 수지인 것이 바람직하다.

고전압연결단자(415)에 외부전원이 연결될 때, 전선 등으로 연결될 수도 있지만, 이 경우, 스파크와 연결 작업 등의 불편과 문제가 존재하므로, 상기 고전압연결단자(415)의 일단과 연결되어, 외부전원의 고전압을 공급하는 고전압노출단자(419)를 더 포함할 수 있다.

고전압노출단자(419)는 고전압단자의 일단과 연결되고, 고전압리브(411)를 관통하여 적어도 일부가 상기 고전압리브(411)의 외부로 노출된다. 구체적으로 고전압노출단자(419)는 고전압리브(411)의 길이방향 일단에서 고전압리브(411)의 길이방향으로 연장된다.

고전압노출단자(419)는 외부전원과 하우징(430) 또는 케이스(10)에 형성된 하우징단자(440)에 의해 연결될 수 있다. 외부전원은 하우징단자(440)와 고전압노출단자(419)를 통해 고전압연결단자(415)에 고전압을 인가한다.

예를 들면, 상기 하우징(430)은 상기 고전압리브(411)의 외부로 노출된 상기 고전압노출단자(419)를 수용하는 수용홈(430a)과, 상기 수용홈(430a)의 내부에 배치되고, 상기 수용홈(430a)의 내부에 수용된 상기 고전압노출단자(419)와 접촉되는 하우징단자(440)를 포함한다.

수용홈(430a)은 상기 고전압리브(411)의 외부로 노출된 상기 고전압노출단자(419)와 대응되는 형상을 가진다. 수용홈(430a)의 내면과, 고정압노출단자의 주변의 고전압리브(411)의 일면은 고전압노출단자(419)를 내부에 수용하는 폐공간을 정의할 수 있다. 즉, 수용홈(430a) 주변의 하우징(430)의 일면과, 고전압노출단자(419) 주변의 고전압리브(411)의 일면은 서로 접촉되어서, 고전압노출단자(419)를 외부에서 격리한다.

하우징단자(440)는 외부전원과 연결되고, 고전압노출단자(419)와 접촉된다. 하우징단자(440)는 고전압노출단자(419)의 길이방향에서 교차되는 면에서 고전압노출단자(419)를 감싸는 링 형상으로 형성된다. 고전압노출다자는 하우징단자(440)와 억지끼움방식으로 결합된다.

하우징(430)의 수용홈(430a)에 고전압노출단자(419)가 수용되면서, 하우징단자(440)와 접촉되어 외부의 전원을 인가 받으면, 고전압연결단자(415)에 고전압을 인가하면서도, 금속재질의 단자들이 외부로 노출되지 않아, 스파크 발생이 줄어드는 이점이 존재한다.

물론, 상술한, 수용홈(430a)은 케이스(10)에 형성되고, 하우징(430)은 생략될 수도 있다.

한편, 고전압리브(411)와 인접한 고전압판(413)의 일 영역에서 스파크를 줄이기 위해, 상기 고전압리브(411)와 연결되는 연결부분(413b)이 다른 부분(413a) 보다 작은 폭을 가질 수 있다.

도 9는 비교예의 전기장 분포를 도시한 도면, 도 10은 실시예의 전기장 분포를 도시한 도면이다.

도 9와 도 10은 고전압연결단자(415)의 위치를 제외한 다른 조건은 동일한 상태에서 진행된 실험이다.

도 9를 참조하면, 비교예는 고전압연결단자가 고전압리브의 외부로 노출된 상태이다. 비교예는 전기장분포가 고전압연결단자의 주변에 집중되어, 스파크가 발생될 가능성이 매우 높다.

도 10을 참조하면, 실시예는 고전압연결단자(415)가 고전압리브(411)의 내부에 있는 상태이다. 실시예는 전기장분포가 고전압연결단자(415)의 주변에 집중되지 않고, 균일하게 분포되므로, 스파크가 발생될 가능성이 매우 낮다.

이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.

10 : 케이스 11 : 대전 케이스
12 : 집진 케이스 15 : 공기 유입구 17 : 공기 유출구 20 : 대전유닛
40 : 집진유닛

Claims

고전압이 인가되고, 각각 평행하게 배치되는 복수의 고전압판과, 상기
복수의 고전압판을 연결하고 상기 복수의 고전압판과 교차되는 방향으로 연장되는 고전압리브를 포함하는 고전압전극;
접지되어 상기 고전압전극과 전기장을 형성하고, 각각 평행하게 배치되고, 상기 복수의 고전압판들 사이에 배치되는 복수의 접지판과, 상기 복수의 접지판을 연결하는 접지리브를 포함하는 접지전극; 및
상기 고전압전극에 고전압을 인가하고, 상기 고전압리브와 나란한 방향으로 연장되는 고전압연결단자를 포함하고,
상기 고전압연결단자는 상기 고전압리브의 내부에 위치되고,
상기 고전압연결단자를 감싸게 배치되고, 상기 고전압리브의 내부에서 상기 고전압연결단자의 위치를 결정하는 위치결정부를 더 포함하는 전기집진장치.
◈청구항 2은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
상기 고전압연결단자와 상기 고전압리브는 인서트 사출에 의해 형성되는 전기집진장치.
제1항에 있어서,
상기 고전압리브는 상기 고전압연결단자를 상기 고전압연결단자의 길이방향과 교차되는 단면 상에서 감싸게 배치되는 전기집진장치.
제1항에 있어서,
상기 고전압연결단자는 금속을 포함하고,
상기 고전압리브는 반 절연성 수지를 포함하는 전기집진장치.
제1항에 있어서,
상기 고전압연결단자의 일단과 연결되고, 적어도 일부가 상기 고전압리브의 외부로 노출되는 고전압노출단자를 더 포함하는 전기집진장치.
제5항에 있어서,
상기 고전압전극 및 상기 접지전극을 수용하는 하우징을 더 포함하고,
상기 하우징은,
상기 고전압리브의 외부로 노출된 상기 고전압노출단자를 수용하는 수용홈과,
상기 수용홈의 내부에 배치되고, 상기 수용홈의 내부에 수용된 상기 고전압노출단자와 접촉되는 하우징단자를 포함하는 전기집진장치.
제1항에 있어서,
상기 고전압판은,
상기 고전압리브와 연결되는 연결부분이 다른 부분 보다 작은 폭을 가지는 전기집진장치.
삭제
◈청구항 9은(는) 설정등록료 납부시 포기되었습니다.◈

제1항에 있어서,
상기 위치결정부는 상기 고전압리브 보다 융점이 낮은 저융점 수지를 포함하는 전기집진장치.
제1항에 있어서,
서로 마주보게 배치되는 복수의 상대전극; 및
상기 상대전극들과 이격되고, 상기 상대전극들의 사이에 배치되어, 상기 상대전극과 사이에 코로나 방전을 발생시켜 공기중의 먼지를 대전하는 방전전극을 포함하는 대전부를 더 포함하는 전기집진장치.