KR20030075696A - 공기 청정기의 전기식 집진 필터 - Google Patents

공기 청정기의 전기식 집진 필터 Download PDF

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KR20030075696A
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이호범
강광옥
강태욱
홍영기
조현욱
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주식회사 엘지이아이
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Abstract

본 발명은 종래의 전기식 집진 필터가 포집부에 가속 전극 및 포집 전극이 설치되어 전원이 인가되므로 포집부의 수명이 그리 길지 않고 포집부의 구성상 작업성이 떨어지는 문제점이 있기 때문에,
고전압을 이용하여 통과되는 공기에 포함된 미세한 먼지를 대전시키는 전리부와, 상기 전리부의 후방에 설치되어 상기 전리부의 전계가 직접 미치는 영향을 이용하여 대전된 먼지를 흡착하는 포집부가 포함됨으로써,
포집부에 전극이 설치되지 않으므로 포집부의 수명이 증가되고 제조시 불량률이 감소되며 작업성이 향상되는 공기 청정기의 전기식 집진 필터에 관한 것이다.

Description

공기 청정기의 전기식 집진 필터 { Electric dust collecting filter of air cleaner }
본 발명은 공기 청정기의 내부에 설치되어 미세한 먼지를 전리시킨 다음 전기적인 힘을 이용하여 전리된 먼지를 포집하는 전기식 집진 필터에 관한 것으로서, 특히 포집부에 별도의 전원을 인가하지 않고도 대전된 먼지의 포집이 이루어지도록 한 공기 청정기의 집진 필터에 관한 것이다.
일반적으로 공기 청정기는 도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 공기가 토출되는 토출구(1')가 상면에 형성되고 전면이 개방된 캐비닛(1)과, 상기 캐비닛(1)의 전면 개방부에 결합되고 공기가 흡입되는 흡입구(2')가 형성된 흡입그릴(2)과, 상기 캐비닛(1)의 내부에 장착되어 외부의 공기를 캐비닛(1) 내부로 강제 순환시키는 송풍기(7)와, 상기 흡입그릴(2)의 배면에 배치되어 흡입된 공기중의 부피가 큰 먼지를 거르는 에어 필터(3)와, 상기 에어 필터(3) 후방에 배치되어 흡입되는 공기 중의 먼지를 고전압으로 전리시켜 포집하는 집진 필터(4)와, 상기 집진 필터(4)에 고전압을 인가하는 전압 발생기(8)와, 상기 집진 필터(4)의 후방에 배치되고 광에너지에 의해 활성화되는 산화 티타늄이 망체에 도포되어 탈취 작용을 하는 광촉매 필터(5)와, 상기 캐비닛(1)의 내부 공간을 송풍기(7)가 배치되는 송풍실과 집진 필터(4) 및 광촉매 필터(5)가 배치되는 필터실로 구획하고 중앙에 송풍 구멍(6')이 형성된 배리어(6)로 구성되어 있다.
상기와 같이 구성된 공기 청정기는 송풍기의 동작에 따라 외부 공기가 흡입된 후 각종 필터에 의해 깨끗한 공기로 변화되어 토출되도록 하고 있다.
캐비닛(1)의 내부에 설치된 송풍기(7) 및 집진 필터(4)에 전원이 인가되면,송풍기(7)가 구동되어 외부 공기를 흡입하게 된다. 외부 공기는 흡입 그릴(2)에 형성된 흡입구(2')를 통해 유입된 후 에어 필터(3)를 거치면서 비교적 큰 먼지가 걸러지게 되고, 이어 집진 필터(4)를 거치면서 미세한 먼지까지 걸러지게 된다.
여기서, 상기 집진 필터(4)는 전원이 인가됨에 따라 전기장을 형성하여 통과하는 미세한 먼지를 전리시킨 후, 전기적 반발력을 이용하여 전리된 먼지를 흡착함으로써 공기 중에 포함된 미세한 먼지를 제거하고 있다. 따라서, 집진 필터(4)를 통과한 공기의 먼지 함량은 극히 희박하게 되는 것이다. 상기 집진 필터(4)를 통과한 공기는 광촉매 필터(5)를 통과하게 되는데, 광촉매 필터(5)는 집진 필터(4)에서 발생된 광에너지에 의해 활성화되는 산화 티타늄을 이용하여 탈취 작용을 한다.
이 같은 과정을 통해 먼지 및 냄새가 제거된 공기는 배리어(6)에 형성된 송풍 구멍(6')을 통해 캐비닛(1) 내부로 유입된 후, 토출구(1')를 통해 다시 장치 외측으로 배출된다. 다시 말해서, 외부의 오염 공기를 장치의 내부로 유입시킨 후, 필터(3,4,5)를 이용하여 먼지 및 냄새를 제거함으로써 청정한 공기를 만들어 다시 토출하게 되는 것이다.
결과적으로 공기 청정기에서 가장 중요한 부분은 필터(3,4,5) 부분인데, 에어 필터(3)는 단순히 큰 먼지를 걸러주는 역할만을 수행하므로 기술적으로는 큰 의미가 없고, 광촉매 필터(5) 또한 냄새를 제거하는 기능만을 수행하므로 광촉매 기술이외에는 기술적 어려움은 없다. 다만, 전기를 이용하여 미세한 먼지를 흡착하는 집진 필터(4)만이 그 구조 등에서 여러 기술이 응용될 수 있다.
종래의 집진 필터(30)는 도 3에 도시된 바와 같이 고전압을 이용하여 통과되는 공기에 포함된 미세한 먼지를 대전시키는 전리부(31)와, 상기 전리부(31)의 후방에 설치되어 전기적 반발력 및 흡착력을 이용하여 대전된 먼지를 흡착하는 포집부(32)와, 상기 전리부(31)와 포집부(32) 사이에 개재되어 둘 사이를 절연시키는 절연 메쉬(34)로 구성되어 있다.
상기 전리부(31)는 전압 발생부(40)에 연결되고 5~7kv의 고전압이 인가되면 (+)극성을 갖게되는 와이어 형상의 방전극(31a)과, 상기 방전극(31a)이 각각 개재되도록 일정한 간격으로 배치되고 접지와 연결되어 상기 방전극(31a)과의 사이에 이온화선(31c)이 형성되는 복수개의 방전 대응극(31b)으로 구성되어 있다. 또, 상기 포집부(32)는 상기 전리부(31)에서 대전된 먼지(A)가 흡착되고 접지와 연결된 포집 전극(32a)과, 상기 전리부(31)에서 대전된 먼지를 상기 포집 전극(32a)으로 가속시킬 수 있도록 상기 전압 발생기(40)에서 2~3kv의 고전압이 인가되면 (+)극성을 갖게 되고 외면에 절연물(32c)이 코팅된 가속 전극(32b)으로 구성되어 있다.
그런데, 상기 전리부(31)의 방전극(31a)과 포집부(32)의 가속 전극(32b)이 모두 (+)극성을 띄고 있으므로, 전리부(31)와 포집부(32) 사이의 간격이 좁을 경우에는 방전극(31a)과 가속 전극(32b) 사이에서 전기적 간섭이 일어날 수 있다. 이와 같은 전기적 간섭을 피하기 위하여 전리부(31)와 포집부(32) 사이에는 절연 메쉬(33)가 설치되는 것이다.
상기와 같이 구성된 종래의 집진 필터는 전리부를 지나는 공기속에 포함된 미세한 먼지를 대전시킨 후 포집부에서 전하의 반발력 및 흡착력을 이용하여 대전된 먼지를 흡착하게 된다.
에어 필터를 통과한 공기 중에는 미세한 크기의 먼지만이 포함되어 있는데, 이 공기가 전리부(31)를 통과하면서 대전된다. 즉, 전리부(31)의 방전극(31a)과 방전 대응극(31b) 사이에는 이온화선(31c)에 의한 전기장이 형성되는 바, 이 전기장을 통과하는 공기중에 포함된 미세한 먼지는 이온화선에 의하여 (+)극으로 대전된다.
(+)극으로 대전된 먼지가 포함된 공기는 절연 메쉬(33)를 통과한 후 포집부(32)로 이동하게 된다. 포집부(32)로 이동된 공기 속에 포함된 미세 먼지는 접지와 연결된 포집 전극(32a)에 흡착된다. 이는 전하 사이의 흡착력을 이용한 것으로, 접지와 연결된 포집 전극(32a)이 (-)극성을 띄고 있으므로, (+)극으로 대전된 먼지가 흡착되는 것이다. 또, 포집부(32)의 가속 전극(32b)은 (+)극성을 띠게 되므로, (+)극으로 대전된 미세 먼지에 대한 반발력을 일으키게 되고, 이에 따라 미세 먼지는 가속 전극(32b)으로부터 밀려나게 되어 포집 전극(32a)에 흡착되는 것이다.
따라서, 포집부932)를 통과한 공기는 미세 먼지가 거의 제거된 상태이며, 이 공기 속에 포함된 냄새 성분이 광촉매 필터에 의해 제거되면 매우 청정한 상태의 공기가 되어, 장치의 외부로 배출된다.
그러나, 상기와 같이 구성된 종래의 전기식 집진 필터는 포집부에 가속 전극 및 포집 전극이 설치되어 전원이 인가되므로 포집부의 수명이 그리 길지 않고 포집부의 구성상 작업성이 떨어지는 문제점이 있다.
즉, 포집부 내의 가속 전극 및 포집 전극에 전원이 인가되므로 시간의 경과에 따라 전극부에 손상이 생길 수 있고, 이는 전극부의 수명을 단축시키는 요인이 된다. 물론,포집부 내에 가속 전극과 포집 전극 등의 전기 제품을 설치함에 따라 불량률이 증대되고 작업성이 저하되는 것은 피할 수 없다.
본 발명은 상기한 종래 기술의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 포집부에 전원을 인가하지 않고 전리부의 전계 영향에 의해 먼지가 포집되도록 gi여 포집부의 수명을 증가시킬 수 있고 작업성이 향상되도록 한 공기 청정기의 전기식 집진 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 일반적인 공기 정청기의 사시도,
도 2는 일반적인 공기 정청기의 분해 사시도,
도 3은 종래의 집진 필터의 내부 구조가 개략적으로 도시된 단면도,
도 4는 본 발명에 의한 공기 청정기의 전기식 집진 필터가 개략적으로 도시된 단면도,
도 5는 본 발명의 요부 구성인 포집부의 여러 형상이 도시된 사시도이다.
<도면의 주요 부분에 관한 부호의 설명>
51: 전리부 51a : 방전극
51b : 방전 대응극 51c : 이온화선
52 : 포집부 52a : 알루미늄 폼
52b : 플레이트 52c : 유전체 필름
상기한 기술적 과제를 해결하기 위한 본 발명은 고전압을 이용하여 통과되는 공기에 포함된 미세한 먼지를 대전시키는 전리부와, 상기 전리부의 후방에 설치되어 상기 전리부의 전계가 직접 미치는 영향을 이용하여 대전된 먼지를 흡착하는 포집부를 포함한 것을 특징으로 한다.
또, 상기 포집부는 흡착 면적을 증대시킬 수 있는 정전 폼으로 형성된되거나, 스크롤 형상으로 감겨진 플레이트 및 상기 플레이트가 형성하는 내부 공간에 설치되어 대전된 먼지를 흡착하는 유전체 필름으로 구성된 것을 특징으로 한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하면 다음과 같다.
본 발명에 따른 공기 청정기의 전기식 집진 필터는 도 4에 도시된 바와 같이 고전압을 이용하여 통과되는 공기에 포함된 미세한 먼지를 대전시키는 전리부(51)와, 상기 전리부(51)의 후방에 설치되고 상기 전리부(51)의 전계가 직접 미치는 영향을 이용하여 대전된 먼지를 흡착하는 포집부(52)와, 이들을 각각 지지하는 케이스로 구성된다.
상기 전리부(51)는 전압 발생부에 연결되고 5~7kv의 고전압이 인가되면 (+)극성을 갖게되는 와이어 형상의 방전극(51a)과, 상기 방전극(51a)이 각각 개재되도록 일정한 간격으로 배치되고 접지와 연결되어 상기 방전극(51a)과의 사이에 이온화선(51c)이 형성되는 복수개의 방전 대응극(51b)으로 구성된다. 여기서, 상기 포집부(52)는 먼지의 흡착 면적을 크게 하기 위하여 표면적이 증가되도록 정전성 폼(52a)의 형태로 형성될 수 있다. 또, 상기 포집부(52)는 스크롤 형상으로 감겨진 플레이트(52b)와, 상기 플레이트(52b)가 형성하는 내부 공간에 설치되어 대전된 먼지를 흡착하는 유전체 필름(52c)으로 구성된다. 물론, 상기 유전체 필름(52c)은 공기와의 접촉 면적을 증대시킬 수 있도록 절곡되어 설치되는 것이 바람직하다.
상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기청정기의 전기식 집진필터는 포집부내에 별도의 전극을 형성하지 않고도 대전된 먼지를 흡착할 수 있게 된다.
흡입 그릴 측의 에어 필터를 통과한 공기는 전기식 집진필터를 통과하면서 미세한 먼지가 흡착된다. 즉, 공기가 전리부(51)를 통과하면서 대전된 후, 포집부(52)를 통과하면서 먼지가 흡착된다. 전리부(51)의 방전극(51a)에는 5~7kv의 고전압이 인가되고 방전 대응극(51b)이 접지에 연결되어 있으므로, 전리부(51)의 방전극(51a)과 방전 대응극(51b) 사이에는 이온화선(51c)에 의한 전기장이 형성되고 이 전기장을 통과하는 공기 중에 포함된 미세한 먼지는 전기장에 의해 (+)극으로 대전된다.
(+)극으로 대전된 먼지가 포함된 공기는 포집부(52)로 이동하게 되는데, 포집부(52)는 전리부(51)의 전계 영향으로 인하여 (+) 극성보다는 (-) 극성에 가까운 것으로 나타나게 되며, 이로 인하여 (+)극성으로 대전된 먼지가 흡착된다. 여기서, 상기 포집부(52)는 정전 폼(52a) 또는 유전체 필름(52c)이 절곡된 형태로 나타나므로, 공기와의 접촉 면적이 증가되어 먼지의 포집율이 증가된다.
또, 상기 포집부(52)에는 어떠한 전극도 형성되지 않아 전원이 전혀 인가되지 않으므로, 전극의 손상 등과 같은 이유로 포집부(52)를 교체할 필요가 없어진다. 또, 포집부(52)의 구조가 단순화되어 제조시 불량률이 감소되고 작업성이 향상된다.
다시 말해서, 본 발명의 공기 청정기의 전기식 집진 필터는 포집부에 전극이 설치되지 않으므로 포집부의 수명이 증가되고 제조시 불량률이 감소되며 작업성이 향상되는 이점이 있다.

Claims (4)

  1. 고전압을 이용하여 통과되는 공기에 포함된 미세한 먼지를 대전시키는 전리부와, 상기 전리부의 후방에 설치되어 상기 전리부의 전계가 직접 미치는 영향을 이용하여 대전된 먼지를 흡착하는 포집부를 포함한 것을 특징으로 하는 공기 청정기의 전기식 집진 필터.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 포집부는 흡착 면적을 증대시킬 수 있는 정전 폼으로 형성된 것을 특징으로 하는 공기 청정기의 전기식 집진 필터.
  3. 제 1항에 있어서,
    상기 포집부는 스크롤 형상으로 감겨진 플레이트와, 상기 플레이트가 형성하는 내부 공간에 설치되어 대전된 먼지를 흡착하는 유전체 필름으로 구성된 것을 특징으로 하는 공기 청정기의 전기식 집진 필터.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 유전체 필름은 공기와의 접촉 면적을 증가시킬 수 있도록 절곡된 후 설치되는 것을 특징으로 하는 공기 청정기의 전기식 집진 필터.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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KR100942430B1 (ko) * 2008-06-11 2010-02-17 한국기계연구원 매연저감용 2단 전기집진장치
KR101375246B1 (ko) * 2012-06-14 2014-03-17 조영만 반도체 제조용 efem의 클리닝장치 및 클리닝방법

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