KR102554741B1 - 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치 - Google Patents

스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치 Download PDF

Info

Publication number
KR102554741B1
KR102554741B1 KR1020160090912A KR20160090912A KR102554741B1 KR 102554741 B1 KR102554741 B1 KR 102554741B1 KR 1020160090912 A KR1020160090912 A KR 1020160090912A KR 20160090912 A KR20160090912 A KR 20160090912A KR 102554741 B1 KR102554741 B1 KR 102554741B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
electrode
high voltage
spacer members
electric
spacer
Prior art date
Application number
KR1020160090912A
Other languages
English (en)
Other versions
KR20180009236A (ko
Inventor
윤지원
이광승
야스히코 고치야마
노형수
윤인철
이기섭
조일용
Original Assignee
삼성전자주식회사
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 삼성전자주식회사 filed Critical 삼성전자주식회사
Priority to KR1020160090912A priority Critical patent/KR102554741B1/ko
Priority to US15/602,629 priority patent/US10556241B2/en
Priority to EP17173140.9A priority patent/EP3272422B1/en
Publication of KR20180009236A publication Critical patent/KR20180009236A/ko
Application granted granted Critical
Publication of KR102554741B1 publication Critical patent/KR102554741B1/ko

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40Electrode constructions
    • B03C3/45Collecting-electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/32Transportable units, e.g. for cleaning room air
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/02Plant or installations having external electricity supply
    • B03C3/04Plant or installations having external electricity supply dry type
    • B03C3/12Plant or installations having external electricity supply dry type characterised by separation of ionising and collecting stations
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36Controlling flow of gases or vapour
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/36Controlling flow of gases or vapour
    • B03C3/361Controlling flow of gases or vapour by static mechanical means, e.g. deflector
    • B03C3/366Controlling flow of gases or vapour by static mechanical means, e.g. deflector located in the filter, e.g. special shape of the electrodes
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40Electrode constructions
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40Electrode constructions
    • B03C3/45Collecting-electrodes
    • B03C3/47Collecting-electrodes flat, e.g. plates, discs, gratings
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40Electrode constructions
    • B03C3/60Use of special materials other than liquids
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/86Electrode-carrying means
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F24HEATING; RANGES; VENTILATING
    • F24FAIR-CONDITIONING; AIR-HUMIDIFICATION; VENTILATION; USE OF AIR CURRENTS FOR SCREENING
    • F24F8/00Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying
    • F24F8/10Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering
    • F24F8/192Treatment, e.g. purification, of air supplied to human living or working spaces otherwise than by heating, cooling, humidifying or drying by separation, e.g. by filtering by electrical means, e.g. by applying electrostatic fields or high voltages
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03SEPARATION 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
    • B03CMAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C2201/00Details of magnetic or electrostatic separation
    • B03C2201/16Magnetic separating gases form gases, e.g. oxygen from air

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Electrostatic Separation (AREA)

Abstract

전기집진장치가 개시된다. 개시된 전기집진장치는 전압이 인가되는 고전압 전극과, 상기 고전압 전극에 이격된 상태로 상기 고전압 전극과 함께 원주방향으로 감겨진 접지 전극을 포함하는 전극부; 및 상기 고전압 전극과 상기 접지 전극 사이에 상기 전극부의 축 방향으로 경사진 복수의 선회 유로;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치{Scroll type electrostatic precipitator and air conditioning apparatus having the same}
본 발명은 미세먼지 포집을 위한 전기집진장치와 이를 포함하는 공기조화장치에 관한 것이다.
종래의 전기집진장치는 평판형 집진장치와 스크롤형 집진장치로 구분된다. 평판형(Plate type) 집진장치는 고전압 전극과 접지 전극이 판형으로 교차 배열된다. 스크롤형(Scroll type) 집진장치의 전극은 평판형 집진장치와 유사하게 고전압 전극과 접지 전극으로 구성되지만, 고전압 전극과 접지 전극을 롤 형태로 감아서 제작한다.
스크롤형 집진장치는 고전압 전극과 접지 전극을 함께 감아서 롤 형상으로 제작한다. 이 경우, 접지 전극에는 요철부가 형성되어 있어 고전압 전극과 접지 전극이 소정 간격을 두고 이격된다. 공기는 대전체를 통과한 후 대전된 상태로 각 전극 사이를 통과하게 되고, 이때, 접진 전극에 부착됨으로써 포집이 이루어진다.
그런데 종래의 스크롤형 집진장치는 접지 전극에 형성된 요철부에 의해 전기장이 불균일하게 이루어지는 문제가 있고, 이로 인해 고전압 전극이 절연처리 되더라도 접지 전극의 요철부가 고전압 전극에 밀착됨에 따라 고전압 전극에 3kV 이상의 높은 전압을 인가하기 어렵다. 이러한 요인으로 스크롤형 전기집진장치의 미세먼지 포집 효율은 평판형 집진장치보다 낮다.
또한, 종래의 스크롤형 집진장치는 전기 집진장치의 두께가 증가할수록 전기장이 작동하는 길이 폭이 증가하게 되므로 미세먼지의 포집효율이 증가한다. 하지만 공기청정기, 에어컨 등의 공기조화장치에 적용하는 전기집진장치는 공기조화장치의 슬림화와 컴팩트화에 대한 고객 니즈로 인해 두께를 늘리는 데 제약이 따르므로 미세 먼지의 포집 효율을 향상이 용이하지 못한 문제가 있었다.
본 발명의 목적은 미세먼지가 통과하는 유로의 길이를 증가시켜 미세먼지의 포집 효율을 높일 수 있는 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치를 제공하는 데 있다.
본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해, 전압이 인가되는 고전압 전극과, 상기 고전압 전극에 이격된 상태로 상기 고전압 전극과 함께 원주방향으로 감겨진 접지 전극을 포함하는 전극부; 및 상기 고전압 전극과 상기 접지 전극 사이에 상기 전극부의 축 방향으로 경사진 복수의 선회 유로;를 포함하는 전기집진장치를 제공한다.
상기 복수의 선회 유로는 상기 고전압 전극 및 상기 접지 전극 사이에서 간격을 두고 배치되는 복수의 이격부재에 의해 형성될 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 상기 전극부의 축 방향에 대하여 경사지게 배치될 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 곡면으로 형성될 수 있고, 상기 복수의 이격부재의 경사 각도는 상기 전극부의 중심에서 멀어질수록 증가할 수 있다. 그리고 상기 전극부의 축과 상기 복수의 이격부재의 접선 사이의 각도는 상기 전극부의 입구에서 출구로 갈수록 증가할 수 있다.
상기 복수의 이격부재의 설치간격은 상기 전극부의 중심에서 외부로 갈수록 조밀해질 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 상기 선회 유로에 유입되는 대전입자의 속도가 빠를수록 이격부재의 간격은 좁아질 수 있고, 각도는 커질 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 상기 전극부의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 배치될 수 있다.
상기 이격부재는 절연성 재질로 형성될 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 상기 접지 전극 또는 상기 고전압 전극의 양면에 설치될 수 있다.
상기 접지 전극 또는 상기 고전압 전극은 상기 복수의 이격부재가 설치되는 복수의 설치홀을 포함할 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 상기 복수의 설치홀에 관통하여 고정될 수 있다.
상기 복수의 이격부재는 후크 조립 및 융착에 의한 결합 중 어느 하나에 의해 고정될 수 있다.
상기 각각의 이격부재의 두께는 일정할 수 있다.
상기 선회 유로는 상기 접지 전극에 일체로 이루어진 주름절곡부에 의해 형성될 수 있다.
본 발명은 송풍부; 상기 송풍부로부터 유입되는 먼지입자들을 대전시키는 대전부; 및 상기 대전부에 인접하게 배치되어 대전된 상기 먼지입자들을 집진하는 전기집진부;를 포함하며, 상기 전기집진부는, 전압이 인가되는 고전압 전극과 상기 고전압 전극과 함께 감겨지는 접지 전극을 포함하는 전극부; 상기 고전압 전극 및 상기 접지 전극 사이를 이격시키고, 상기 전극부의 축 방향에 경사지게 배치되어 선회 유로를 형성하는 복수의 이격부재;를 포함하는 공기조화장치를 제공한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치를 구비한 공기조화장치를 나타낸 개략도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치를 나타낸 개략도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 평면도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 전개도이다.
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 나타낸 단면도이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에서 이격부재가 곡선인 경우를 나타내는 접지전극의 전개도이다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에서 각각의 이격부재들이 축 방향의 각도가 상이한 경우를 나타내는 접지전극의 전개도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에서 각각의 이격부재 간의 간격이 상이한 경우를 나타내는 접지전극의 전개도이다.
도 9a, b는 후크 조립, 융착에 의한 결합을 나타내는 도면이다.
도 10a,b는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기집진장치의 주름절곡을 가지는 접지전극의 전개도 및 단면도이다.
도 11은 본 발명의 집진장치와 종래의 집진장치의 청정 공기 공급 비율(CADR) 성능 비교를 나타낸 표이다.
도 12는 본 발명의 집진장치와 종래의 평판형 집진장치의 1유로 효율 비교를 나타낸 표이다.
이하, 본 문서의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 그러나 이는 본 문서에 기재된 기술을 특정한 실시 형태에 대해 한정하려는 것이 아니며, 본 문서의 실시예의 다양한 변경(modifications), 균등물(equivalents), 및/또는 대체물(alternatives)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은, 관련 기술의 문맥상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 구조 및 전기집진장치를 구비한 공기조화장치를 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치(10)를 구비한 공기조화장치(1)를 나타낸 개략도이다.
공기조화장치(1)는 바람을 형성하는 송풍부(3)와, 미세먼지를 대전시키는 대전부(2)와 전기집진부(10)로 구성된다.
송풍부(3)는 유동을 발생시키는 팬으로 구성된다. 바람직하게는, 송풍부(3)는 선회류를 발생시키기 유리한 사류팬으로 구성될 수 있다. 사류팬에 의해 생성된 선회류가 전기집진장치(10)의 이격부재(110)에 의해 생성되는 선회류의 유동경로와 유사할수록 유동 저항이 적어진다. 따라서, 사류팬과 본 발명의 집진장치의 조합은 공기조화장치(1)의 성능에 도움을 줄 수 있다.
송풍부(3)가 작동되면 미세먼지는 공기와 함께 대전부(2)로 유입된다. 대전부(2)는 와이어, 브러쉬, 침상형 등기 가능하며, 코로나 방전에 의해 유입된 미세먼지는 이온으로 대전시킨다. 송풍부(3)의 위치는 대전부(2)의 전면에 설치될 수도 있고, 전기집진장치(10)의 후면에 설치될 수도 있다. 즉, 송풍부(3)는 대전부(2)의 전면에 설치되어 공기를 공급하는 역할을 할 수도 있고, 전기집진장치(10)의 후면에 설치되어 공기를 인입하는 역할을 할 수도 있다.
양이온으로 대전된 미세먼지는 전기집진장치(10)에서 형성된 전기장에 의해 접지 전극(220)에 포집되게 된다. 전기집진장치(10)에 대한 내용은 아래에서 설명한다.
도 2 및 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치를 나타낸 개략도와 평면도이다.
도 2 및 도 3을 참조하면, 전기집진장치(10)는 선회유로(100)와 전극부(200)로 구성된다.
전기집진장치(10)의 전극부(200)는 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)으로 구성된다. 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)은 얇은 판형으로 구성될 수 있다. 얇은 판형으로 구성된 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)은 함께 원주방향으로 감긴 스크롤 형일 수 있다. 고전압 전극(210)과 접지전극(220)은 간격을 가지고 이격된 상태이다.
고전압 전극(210)은 도전성 재료, 반도전성 재료나 절연 처리된 도전성 재료를 사용할 수 있으며, 접지 전극(220)은 알루미늄과 같은 도전성 재료일 수 있다.
고전압 전극(210)과 접지전극(220)사이에, 대전된 미세먼지가 포집되기 위한 통로인 선회 유로(100)를 가진다. 대전된 미세먼지가 선회류를 형성하고, 전기장을 통과하는 유효길이를 증가시키기 위해, 선회 유로(100)는 전극부(200)의 축 방향으로 경사를 가진다. 경사를 가지는 선회유로(100)는 선회류를 형성할 수 있고, 대전된 미세먼지가 전기장내 이동경로를 길게 할 수 있다.
선회유로(100)의 경사는 송풍부에 의해 유입되는 선회류에 대응되게 각도를 설정할 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 전개도이다.
도 4를 참조하면, 이격부재(110)가 접지 전극(220)에 부착이 되어 있고, 고전압 전극(210)은 접지 전극(220)에 대응되게 구성되어 있다. 다만, 실시예는 이격부재(110)가 접지 전극(220)에 부착된 것으로 나타내지만, 이격부재(110)는 고전압 전극(210)에도 설치될 수 있다.
이격부재(110)는 선회 유로(100)를 형성하고, 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)을 이격시킨다. 선회 유로(100)가 기울어지게 하기 위해, 이격부재(110)는 전극부(200)의 축(C)방향의 각도(θ)를 가진다. 또한 일정한 간격의 선회유로를 가지도록, 각각의 이격부재(110)는 일정한 간격(d)을 가진다.
이격부재(110)는 고전압 전극(210)과 접지 전극(220) 사이 이격거리를 일정하게 유지시킨다.
중심축에 대한 이격부재(100)의 각도가 크면 선회 유로의 길이가 길어지는 대신 대전입자의 흐름을 방해하게 된다. 또한, 이격부재의 간격(d)이 좁아지면, 대전입자의 이동을 방해하는 저항이 커진다. 따라서 적절한 각도(θ)와 간격(d)을 가질 수 있도록 하여야 한다.
대전입자의 유속이 빠르면, 전기장을 지나가는 시간이 짧아진다. 이 경우, 대전입자의 포집 효율이 낮아진다. 따라서, 유속이 빠른 경우에는 중심축(C)에 대한 이격부재(110)의 각도를 작게 하거나, 이격부재의 간격(d)을 좁게하여, 대전입자 흐름에 대한 저항을 크게 할 수있다.
반대로 유속이 느린 경우, 전기장을 지나가는 시간이 길어지게 된다. 이 경우, 저항이 존재하게 되면, 미세먼지가 한 곳에 적체될 수 있고, 이로 인하여 유동이 더 느려질 수가 있다. 따라서, 이격부재(110)의 각도를 크게 하고, 이격부재의 간격(d)을 넓혀 저항을 줄일 필요가 있다. 다만, 이격부재의 간격(d)이 넓어지면 고전압 전극(20)의 처짐이 발생할 수 있고, 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)사이의 간격이 일정하지 않을 수 있다. 따라서, 이격부재(110)의 간격(d)은 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)의 간격을 일정하게 유지하기 위해 적절하게 선택될 수 있다.
따라서, 적절한 각도(θ)와 간격(d)은 대전입자의 유속 및 전극간의 간격을 일정하게 유지하는 등의 조건에서, 미세먼지 포집효율을 높이는 방향으로 설정해야 한다.
이격부재(110)에 의해 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)은 이격거리를 일정하게 유지된다. 이격거리가 일정하게 되어 전극 사이의 전기장을 균일하게 분포시킬 수 있다. 이격부재(110)는 절연성 재료를 사용하여 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)사이에 전류가 흐르지 않도록 한다. 이를 통하여 스크롤형에 비해 고전압 전극(210)에 보다 높은 고전압을 인가할 수 있어서, 고효율의 미세먼지 포집이 가능하다.
또한 이격부재(110)의 재질은 연성의 재질로 구성할 수 있다. 이를 통하여 전기집진장치(10)의 조립시 고전압 전극(210)과 접지전극(220)의 변형을 주지 않을 수 있다.
도 5는 도 4의 A-A선을 따라 나타낸 단면도이다.
도5를 참조하면, 이격부재(110)는 접지 전극(220)의 양면에 부착이 될 수 있다. 이는 고전압 전극(210)과 접지 전극(220)이 감기면서 스크롤 형상으로 만들어질 때, 접진 전극(220)의 양면에 각각 인접하게 배치되는 고전압 전극(210)과 각각 소정의 간격을 유지할 수 있도록 하기 위함이다.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에서 이격부재(100)가 곡선인 경우를 나타내는 접지 전극(220)의 전개도이다.
이격부재(110)가 곡선으로 형성되어 선회유로(100)가 곡선으로 형성이 된다. 곡선의 선회유로는 경사진 선회유로보다 미세먼지의 전기장 내 이동거리를 더 늘어나게 한다. 즉, 전극부(200) 입구측에서 출구측으로, 이격부재(100)의 각 지점의 접선과 중심축(C)사이 각도(θ)는 점점 커지게 된다. 입구측 각도(θi)는 점점 커져서 출구측 각도(θo)에 이르게 되고, 이격부재(110)는 곡선을 이루게 된다.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치(10)에서 각각의 이격부재(110)들이 축방향의 각도(θ)가 상이한 경우를 나타내는 접지전극의 전개도이다.
앞서 언급하였듯이, 대전입자의 유속에 따라 이격부재(110)의 각도를 설정할 수 있다. 사류팬에 의해 선회류가 형성되고, 대전입자가 나선형으로 전기집진장치(10)에 유입된다. 팬의 중심부보다 외측에서, 팬의 단면적이 크므로, 공기의 흐름은 팬의 외측에서 빠르다.
따라서, 도 6과 같이 전기집진장치(10)의 중심에서 외측으로 갈수록 이격부재(110)의 중심축에 대한 각도(θ)를 크게 하여 집진효율을 높일 수 있다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치(10)에서 각각의 이격부재(110) 간의 간격이 상이한 경우를 나타내는 접지전극의 전개도이다.
전기집진장치(10)의 외측에서 유속이 빠르므로, 저항을 높이기 위해서, 이격부재(110)를 더 조밀하게 배치하여 유속을 적절하게 조절할 수 있다. 따라서, 전기집진장치(10)의 중심에서 외부로 갈수록 이격부재(110)의 간격(d)을 좁게 배치 할 수 있다.
도 9a, b는 후크 조립과 융착에 의한 결합을 나타내는 도면이다.
도 9a는 이격부재(110)가 후크를 가지고 있는 것을 나타낸 것이다. 후크를 가진 이격부재(110)는 접지 전극(220)의 설치홀을 관통된다. 이격부재(110)와 접지전극(220)이 관통 이후, 이격부재의 후크는 설치홀에 의해 고정되고, 접지 전극(220)에 결합된다.
도 9b는 이격부재(110)가 설치홀에 융착으로 결합되는 것을 나타낸 것이다. 우선, 이격부재(110)의 설치부가 설치홀을 관통한다. 이격부재(110)는 설치부를 녹여 설치홀에 고정되고, 접지전극(220)에 결합된다.
도 10a는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전기집진장치의 주름절곡을 가지는 접지전극의 전개도이고, 도 10b는 도 10a의 B-B의 단면도 이다.
이격부재(110) 대신 주름절곡(120)을 이용하여 선회 유로를 형성할 수 있다. 주름절곡(120)을 사용하는 경우에도, 선회류를 형성하기 위하여 일정한 각도(θ)를 가지는 것으로 형성할 수 있다.
이하, 상기와 같이 구성된 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화장치(1) 및 집진장치(10)는 하기와 같이 작동한다.
공기조화장치(1)내 송풍부(3)가 작동을 하면, 공기조화장치(1)의 입구로부터 미세먼지가 유입된다. 유입된 미세먼지는 대전부(2)에서 고압 방전이 되어 양이온으로 대전이 되게 된다.
대전부(2)를 통과한 후, 이온으로 대전된 미세먼지는 집진장치(10)로 이동을 한다.
집진장치의 전극부(200)에서는 고전압 전극(210)에 고압이 인가되어 접지 전극(220)과의 사이에서 강한 전기장을 형성하게 된다. 이온으로 대전된 미세먼지가 전극부(200)에 의해 발생한 전기장영역으로 유입된다. 대전된 미세먼지는 전기장을 통과하면서 접지 전극(220)으로 포집된다.
대전된 미세먼지는 전기장을 통과하는 시간이 늘어날수록, 즉 전기집진장치(10)의 유효길이가 늘어날수록 포집 효율이 좋아진다. 대전된 미세먼지가 전기장을 통과하는 유효길이를 증가시키기 위해, 선회 유로(100)는 전극부(200)의 축 방향으로 경사를 가진다. 선회유로(100)로 유입된 대전된 미세먼지는 선회류가 형성되고, 미세먼지는 유동의 항력에 의해 나선형의 선회 운동을 한다.
대전된 미세먼지가 전기장을 통과하는 유효길이가 증가하면, 전기장 영역에서의 체류시간이 증가한다. 체류시간의 증가는 전기집진장치(10)의 두께가 증가하는 유사 효과가 발생한다. 따라서, 미세먼지 포집효율은 상승한다.
전기집진장치(10)에 의해 미세먼지가 제거된 공기는 공기조화장치(1) 외부로 배출된다.
도 11은 본 발명의 집진장치를 적용한 시제품과 종래의 스크롤형 집진장치를 적용한 공기청정기의 청정 공기 공급 비율(CADR : Clean Air Delivery Rate)성능 비교 실험 결과표이다.
집진장치를 제외한 대전장치 및 송풍부등 모든 구성을 동일하게 실험은 진행되었다. 본 실험에서 종래의 스크롤형 집진장치의 두께는 120mm이며, 본 발명의 집진장치의 두께는 60mm로 두께를 절반으로 줄여도 청정 공기 공급 비율 성능은 50 ㎥/h우위를 보였다.
도 12는 본 발명의 집진장치와 종래의 평판형 집진장치의 1유로(pass) 효율 비교 실험 결과표이다.
공기청정기의 정격 운전 조건 범위에 있는 면 속도 조건(1~1.5m/s) 하에서 0.3㎛입자 크기의 포집효율을 나타낸다. 대전장치의 방전 전류는 100㎂로 동일 조건이다. 본 발명의 집진장치의 집진 효율은 어느 경우에서나 종래의 평판형 집진장치보다 우위에 있음을 알 수 있다. 특히, 본 발명의 집진장치는 고속의 유동에서는 평판형 집진장치보다 더 좋은 효율을 나타냄을 알 수 있다.
이상 살펴본 바와 같이, 선회유로(100)를 경사지게 형성함으로 전기장을 통과하는 유효길이가 증가된다. 이를 통하여 종래의 집진장치보다 길이 폭을 줄일 수 있고, 집진장치의 슬림화로 전체 공기조화장치의 두께를 줄일 수 있다. 또한, 고전압 전극(210)과 접지 전극(220) 사이의 간격을 이격부재(110)에 의해 일정하게 유지시킬 수 있다. 일정한 간격의 전극 거리는 전기집진장치(10) 내부의 전기장 세기를 균일화 시킨다. 그리고 고전압 전극(210)에 보다 높은 고전압을 인가 시킬 수 있어, 종래의 스크롤형 집진장치에 비해 포집효율이 좋아진다.
또한, 본 발명의 집진장치는 종래의 집진장치처럼 스크롤 형태로 감아서 제작할 수 있고, 제작공정이 단순하다.
이상과 같이, 본 발명은 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 본 발명은 이것에 의해 한정되지 않으며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 본 발명의 기술 사상과 아래에 기재될 특허청구범위의 균등범위 내에서 다양한 수정 및 변형 가능함은 물론이다.
1 : 공기조화장치 2 : 대전부
3 : 송풍부 10 : 집진장치
100 : 선회유로 110 : 이격부재
120 : 주름절곡부 200 : 전극부
210 : 고전압 전극 220 : 접지 전극
C : 중심축 d : 이격부재 간격
θ : (중심축에 대한) 이격부재 각도 θi : 입구측 이격부재 각도
θo : 출구측 이격부재 각도

Claims (20)

  1. 전압이 인가되는 고전압 전극과, 상기 고전압 전극에 이격된 상태로 상기 고전압 전극과 함께 원주방향으로 감겨진 접지 전극을 포함하는 전극부; 및
    상기 고전압 전극 및 상기 접지 전극 사이에서 간격을 두고 배치되며, 상기 전극부의 축 방향에 대하여 동일 방향으로 경사지게 배치되는 복수의 이격부재;를 포함하며,
    상기 복수의 이격부재에 의해 상기 고전압 전극과 상기 접지 전극 사이에 상기 전극부의 축 방향에 대하여 동일 방향으로 경사진 복수의 선회 유로가 형성되는, 전기집진장치.
  2. 삭제
  3. 삭제
  4. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 곡면으로 형성되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 전극부의 축과 상기 복수의 이격부재의 접선 사이의 각도는 상기 전극부의 입구에서 출구로 갈수록 증가하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재의 경사 각도는 상기 전극부의 중심에서 멀어질수록 증가하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재의 설치간격은 일정한 것을 특징으로 하는 전기집진장치
  8. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재의 설치간격은 상기 전극부의 중심에서 외부로 갈수록 조밀해지는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 상기 선회 유로에 유입되는 대전입자의 속도가 빠를수록 이격부재의 간격은 좁아지고, 각도는 커지는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 상기 전극부의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 이격부재는 절연성 재질인 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  12. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 상기 접지 전극 또는 상기 고전압 전극의 양면에 설치되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 접지 전극 또는 상기 고전압 전극은 상기 복수의 이격부재가 설치되는 복수의 설치홀을 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 상기 복수의 설치홀에 관통하여 고정되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  15. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 후크 조립 및 융착에 의한 결합 중 어느 하나에 의해 고정되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  16. 제1항에 있어서,
    상기 이격부재 각각의 두께는 일정한 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 상기 접지 전극에 일체로 이루어진 복수의 주름절곡부에 의해 형성되는 것을 특징으로 하는 전기집진장치.
  18. 송풍부;
    상기 송풍부로부터 유입되는 먼지입자들을 대전시키는 대전부; 및
    상기 대전부에 인접하게 배치되어 대전된 상기 먼지입자들을 집진하는 전기집진부;를 포함하며,
    상기 전기집진부는,
    전압이 인가되는 고전압 전극과 상기 고전압 전극과 함께 원주방향으로 감겨지는 접지 전극을 포함하는 전극부;
    상기 고전압 전극 및 상기 접지 전극 사이를 이격시키고, 상기 전극부의 축 방향에 대하여 동일 방향으로 경사지게 배치되는 복수의 이격부재;를 포함하며,
    상기 복수의 이격부재에 의해 상기 고전압 전극과 상기 접지 전극 사이에 상기 전극부의 축 방향에 대하여 동일 방향으로 경사진 복수의 선회 유로가 형성되는, 공기조화장치.
  19. 삭제
  20. 제18항에 있어서,
    상기 복수의 이격부재는 상기 전극부의 원주 방향을 따라 일정한 간격으로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
KR1020160090912A 2016-07-18 2016-07-18 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치 KR102554741B1 (ko)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160090912A KR102554741B1 (ko) 2016-07-18 2016-07-18 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치
US15/602,629 US10556241B2 (en) 2016-07-18 2017-05-23 Scroll type electrostatic precipitator and air conditioning apparatus having the same
EP17173140.9A EP3272422B1 (en) 2016-07-18 2017-05-26 Scroll type electrostatic precipitator and air conditioning apparatus having the same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020160090912A KR102554741B1 (ko) 2016-07-18 2016-07-18 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치

Publications (2)

Publication Number Publication Date
KR20180009236A KR20180009236A (ko) 2018-01-26
KR102554741B1 true KR102554741B1 (ko) 2023-07-13

Family

ID=58778985

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020160090912A KR102554741B1 (ko) 2016-07-18 2016-07-18 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10556241B2 (ko)
EP (1) EP3272422B1 (ko)
KR (1) KR102554741B1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115355592A (zh) * 2022-08-01 2022-11-18 广东美的环境电器制造有限公司 净化集尘装置以及空气净化器

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083203A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 集塵装置および空調装置
KR101525848B1 (ko) * 2009-05-12 2015-06-05 삼성전자 주식회사 전기집진장치

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4313741A (en) * 1978-05-23 1982-02-02 Senichi Masuda Electric dust collector
US4234324A (en) 1978-12-04 1980-11-18 Dodge Jr Cleveland E Electrostatic filter
GB8316222D0 (en) 1983-06-14 1983-07-20 Western Trading Co London Ltd Filter
JPH0645017B2 (ja) 1988-12-27 1994-06-15 ダイキン工業株式会社 電気集塵機
JP3141434B2 (ja) 1991-08-27 2001-03-05 松下電器産業株式会社 集塵電極ユニット
SE517541C2 (sv) * 1996-06-04 2002-06-18 Eurus Airtech Ab Anordning för rening av luft
JP3448447B2 (ja) * 1997-01-28 2003-09-22 アマノ株式会社 電気集塵機用集塵電極
KR19990034400U (ko) 1998-01-22 1999-08-25 조수환 전기집진기의 포집부 전극필림
KR19990034399U (ko) 1998-01-22 1999-08-25 조수환 전기집진기의 포집부 전극필림
GB9908099D0 (en) * 1999-04-12 1999-06-02 Gay Geoffrey N W Air cleaning collection device
TW449654B (en) * 1999-08-25 2001-08-11 Fujitsu General Ltd Air conditioner
US6454839B1 (en) * 1999-10-19 2002-09-24 3M Innovative Properties Company Electrofiltration apparatus
EP2033664B1 (en) * 2000-05-18 2014-11-19 Sharp Kabushiki Kaisha Sterilization method
US7077890B2 (en) * 2003-09-05 2006-07-18 Sharper Image Corporation Electrostatic precipitators with insulated driver electrodes
KR101610024B1 (ko) * 2008-12-01 2016-04-21 삼성전자 주식회사 전기집진장치 및 그 전극
KR101860489B1 (ko) * 2009-10-28 2018-07-05 삼성전자주식회사 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기청정기
US9005347B2 (en) * 2011-09-09 2015-04-14 Fka Distributing Co., Llc Air purifier
KR102278181B1 (ko) 2014-09-16 2021-07-15 엘지전자 주식회사 전기집진장치

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007083203A (ja) * 2005-09-26 2007-04-05 Matsushita Electric Ind Co Ltd 集塵装置および空調装置
KR101525848B1 (ko) * 2009-05-12 2015-06-05 삼성전자 주식회사 전기집진장치

Also Published As

Publication number Publication date
KR20180009236A (ko) 2018-01-26
US20180015483A1 (en) 2018-01-18
EP3272422A1 (en) 2018-01-24
US10556241B2 (en) 2020-02-11
EP3272422B1 (en) 2022-04-20

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4342571A (en) Electrostatic precipitator
US3958962A (en) Electrostatic precipitator
US8690996B2 (en) Electric precipitator and electrode plate thereof
EP2316575B1 (en) Electric precipitator and air cleaner having the same
US10518270B2 (en) Dust collector and air conditioner
JP2007007589A (ja) 電気集塵デバイス及びこれを組込んだ空気清浄装置
KR102554741B1 (ko) 스크롤형 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화장치
US20230140445A1 (en) Electrostatic separator
JPH1028897A (ja) 電気集塵装置
KR101180038B1 (ko) 멀티힐릭스핀 이오나이저를 갖는 허니컴 집진부를 포함한 전기집진장치
JP5377892B2 (ja) 静電集塵器の性能の改善を容易にするシステム
JP7106491B2 (ja) 電気集塵装置
US20220161273A1 (en) Electrostatic charger and electrostatic precipitator
JP2872554B2 (ja) 電気集塵機
US9574586B2 (en) System and method for an electrostatic bypass
JP3376338B2 (ja) ヘリカルスクリュータイプの高効率ダスト荷電装置
JPH0226141B2 (ko)
KR20190032107A (ko) 대전유닛 및 이를 포함하는 전기집진장치
JP2009061444A (ja) 静電式集塵装置及び荷電装置
CN103357505B (zh) 一种空气净化器用电极及空气净化器
KR200401155Y1 (ko) 전기집진기의 전극필림
JP2909121B2 (ja) 電気集じん装置
JP7225019B2 (ja) 電気集塵装置
JPH06182255A (ja) 電気集塵器
CN202506507U (zh) 一种空气净化器用电极及空气净化器

Legal Events

Date Code Title Description
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right