KR200331088Y1

KR200331088Y1 - 정전필터 제조장치

Info

Publication number: KR200331088Y1
Application number: KR20-2003-0018695U
Authority: KR
Inventors: 정상현; 한재원
Original assignee: 한국기계연구원; 한재원
Priority date: 2003-06-13
Filing date: 2003-06-13
Publication date: 2003-10-23

Abstract

본 고안은 고품질 및 극대화된 포집성능을 갖는 정전여과에 사용되는 정전 여과 부재에 관한 것으로서, 정전필터 제조장치에 있어서, 섬유조직의 형태를 갖는 정전여과부재(202)의 양측면에 구성되며, 각각의 양측면에서 양극의 코로나 방전과 음극의 코로나 방전이 발생하도록 하고, 상기 양극의 코로나 방전과 상기 음극의 코로나 방전이 균일하게 발생하도록 하여 상기 정전여과부재의 음전하와 양전하를 고르게 주입하도록 하는 이온샤워부와, 정전여과부재를 통과한 상기 정전여과부재의 양면에 구성되며 마주보는 상기 각각에 서로 다른 극성의 전기장이 인가되는 로울러로 구성되며, 따라서, 동일한 전력소비에 대하여 다량의 전하들을 발생시키면서 전기적인 스파크 발생은 감소시켜 정전처리시에 여과부재의 물리적인 손상없이 고성능의 포집성능을 가지는 고품질의 여과부재를 연속적으로 제조할 수 있는 효과가 있으며, 또한, 코로나 방전이 여과부재에 직접적으로 작용하지 않기 때문에 코로나 방전으로 인한 여과부재의 손상이 없으며, 이온샤워로 인한 이온들의 침투 분포가 매우 균일하여 넓은 면적의 여과부재에 대하여도 매우 균일한 정전화 처리가 가능한 효과가 있다.

Description

정전필터 제조장치{EQUIPMENT FOR MANUFACTURING OF THE ELECTRIC FILTER}

본 고안은 정전필터 제조장치에 관한 것으로서, 고품질 및 극대화된 포집성능을 갖는 정전여과에 사용되는 여과부재를 제조장치에 관한 것이다.

본 고안의 정전여과부재는 방진마스크, 산업용 필터와 클린룸을 필요로하는 반도체 제조공정 등의 정밀산업, 초미세입자 제거용 여과시스템 등에 적용이 가능한 환경산업, 초청정산업, 공기조화 설비 산업 등에 사용된다.

일반적으로 정전여과부재를 제조하기 위한 방법으로는 열에의한 방법, 마찰대전에 의한 방법, 광에 의한 방법, 그리고 코로나 방전을 이용한 방법 등이 있으나, 짧은 시간에 연속적으로 정전여과부재를 제조하기 위한 방법으로는 코로나 방전에 의한 방법이 적합하다.

코로나 방전을 이용한 정전여과부재의 제조방법으로는 여과부재 원단을 와이어상 또는 판상의 전극을 이용 하전처리를 실시해 정전여과부재를 제조하는 방법, 혹은 용융방사 섬유 제조시에 연신되는 섬유에 직접 코로나방전으로 하전처리하는 방법, 여과부재 원단 적어도 일측면에 유전성 필름을 도포하여 코로나 방전하는 방법, 여과제 원단과 접지전극 사이에 절연 필름을 배치해 코로나 방전하는 방법, 여과제 원단에 열을 가하여 하전처리하는 방법, 광에너지에 의하여 하전처리하는 방법, 그리고 필름에 하전처리를 실시한 후 필름을 매우 가늘고 작은 크기로 분쇄하여 여과재 형상으로 재성형하여 정전여과부재를 제조하는 방법 등이 종래의 기술로 알려져 있다.

종래의 코로나 방전을 이용하여 제조한 정전여과부재의 제조 장치에서, 방전부 또는 방전극의 형상을 면과 와이어, 와이어와 와이어 그리고 비균일 침상을 이용한 방전부를 이용하였다. 이 중 와이어 형상으로 구성한 경우에는 코로나 방전을 위한 인가전압의 상승과 방전전류의 상승으로 생기는 전압전류 특성의 밴드 폭이매우 작아, 운전범위가 매우 좁고 쉽게 전기적인 스파크가 생겨, 여과재의 정전처리 시에 하전효율이 낮고 또한 스파크로 인한 여과제의 물리적인 손상이 발생할 우려가 있다. 또한 하전된 정전필터는 쉽게 전하가 소실되어 충분한 정전필터의 성능을 얻을 수 없고, 여과재 원단의 두께가 두꺼워지면 여과제의 표면에는 하전이 일어나지만 내면은 하전되지 않게 되어 고품질의 정전필터를 얻을 수 없는 문제점이 있다.

따라서 본 고안의 목적은 정전필터 제조시에 코로나 방전으로 인하여 다량 발생된 양 및 음이온들을 청정한 공기의 흐름을 이용하여 여과부재에 투입시키고 다시 고전압 로울러를 통과시켜 주입된 이온들을 정배열시키는 이온사워(Ion Shower) 방법에 의한 정전필터의 제조장치를 제공하는 데에 있다.

도 1a 및 도 1b는 본 고안에 따른 정전필터의 일부 단면이 대전되는 상태의 단면을 나타낸 단면상태도.

도 2는 본 고안에 따른 정전필터 제조장치의 구성의 일실시예를 단면으로 나타낸 단면도.

도 3은 본 고안에 따른 정전필터가 대전된 섬유조직의 상태에서 먼지를 포집하는 상태를 나타낸 상태도.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 간단한 설명>

200 : 이온샤워부 202 : 정전여과부재

204, 212 : HEPA 필터 206, 214 : 허니컴

208, 216 :양극, 음극 방전극 210, 218 : 접지극

220, 222 ; 로울러

본 고안은 정전필터 제조장치에 있어서, 섬유조직의 형태를 갖는 정전여과부재의 양측면에 구성되며, 각각의 양측면에서 양극의 코로나 방전과 음극의 코로나 방전이 발생하도록 하고, 상기 양극의 코로나 방전과 상기 음극의 코로나 방전이 균일하게 발생하도록 하여 상기 정전여과부재의 음전하와 양전하를 고르게 주입하도록 하는 이온샤워부와, 상기 정전여과부재를 통과한 상기 정전여과부재의 양면에 구성되며 마주보는 상기 각각에 서로 다른 극성의 전기장이 인가되는 로울러로 구성된다.도 1a 및 도 1b는 본 고안에 따른 정전필터가 대전되는 상태의 단면을 나타낸 단면상태도이다. 정전여과부재란 도 1b에 나타난 바와 같이 전기쌍극자 모멘트가 영구히 분극되어 음전하와 양전하가 표면에 분리 정렬되어 있는 상태의 섬유여과부재를 말한다. 즉, 다시 말하면 정전여과부재는 양(+)극성의 전하와 음(-) 극성의 전하가 대전되어 있는 상태로 존재하는 부재이다.

도 2는 본 고안에 따른 정전필터 제조장치의 구성의 일실시예의 단면을 나타낸 단면도이다. 도 2를 참조하여 이와 같은 정전여과부재(202)를 제조하기 위한 공정에 대하여 설명한다.

수지 함침된 양모 여과부재, 즉 정전여과부재(202)를 전기적으로 대전시키기 위하여 코로나 방전된 전하들을 이온샤워를 사용하여 전하를 주입한다. 이와 같은 이온 샤워는 양전극측의 HEPA 필터(204, 212)와 허니컴(206, 214) 및 코로나 방전을 일으키기 위한 양극 및 음극의 방전극(208, 216)과 각각의 접지극(210, 218)을 포함하여 구성된다. 이와 같은 이온샤워를 위한 장치는 정전여과부재(202)의 양측으로 존재한다.

수지 함침된 양모 여과부재는 이온샤워부(200)를 통과하게 된다. 이온샤워부(200)의 HEPA 필터(204, 212)는 송풍기(도시되지 않음)에 의해 주입되는 공기를 청정한 공기로 정화시킨다. 허니컴(206, 214 ; Honeycomb)은 HEPA 필터(204, 212 ; High Efficiency Particulate Air)를 거쳐 깨끗하게 정화된 공기가 양(+) 또는 음(-)의 방전극 측으로 고른 밀도 및 속도 분포를 갖고 주입되도록 하는 역할을 한다. 이와 같은 양극 또는 음극의 방전극(208, 216)은 매우 균등한 간격 및 분포를 가지는 침상(Niddle) 형상의 전극이다. 또한 이와같은 침상 전극 간의 사이의 간극이 매우 균등하도록 구성하여 여과재의 정전 처리시에 코로나 방전상태를 안정화시켜 동일한 전력소비에 대하여 와이어 형상의 방전부보다 다량의 전하들을 발생시키면서 전기적인 스파크 발생은 감소시키도록 하였다. 양극 및 음극 방전극(208, 216)과 접지극(210, 218)이 각각 상하로 설치되어 양극 방전극(208)에는 양극의 직류 고전압을 인가하고, 음극 방전극(216)에는 음극의 직류 고전압을 인가한다. 각각의 양극 및 음극 접지극(210, 218)은 접지시킨다. 상하의 각각의 양극 및 음극 방전극(208, 216)에는 코로나 방전에 의하여 각각 양전하와 음전하가 발생된다. 코로나 방전에 의하여 전하가 발생하는 동안 송풍기에 의하여 공기를 유입시키고 유입된 공기는 HEPA 필터에 의해 청정화 된 후 하니컴을 통과하면서 속도 분포가 균일해진 공기를 양극 방전극(208)과 접지극(210) 및 음극 방전극(216)과 접지극(210) 사이로 유입시켜 방전극(208, 216)에 생성된 전하들에 의해 유입된 공기가 이온화되도록 한다. 양극 및 음극의 방전극(208, 216)은 각각의 접지극(210, 218)과 함께 균일하고 깨끗한 공기에 코로나 방전을 발생시키고 코로나 방전에 의해 방출된 양전하 및 음전하는 함침된 양모 여과 부재, 즉 정전여과부재의 양측 표면에 주입된다.

정전여과부재(202)는 강한 전기장이 인가되는 한쌍의 로울러(220, 222) 사이를 통과하면서 정전여과부재(202)에 포함되어 있는 양극성 및 음극성의 전하들은 서로 반대 극성의 로울러(220, 222) 전극 방향으로 이동하고 이로 인하여 여과부재의 전하들은 정배열되어 분극화된다.

이와 같이 주입된 정전여과부재는 어느 정도는 대전되어 있는 상태이지만, 방전극과 접촉되어 있는 상태가 아니기 때문에 완전히 분극된 것은 아니며, 일부의전하만이 대전되어 있는 상태가 된다. 이와 같이 주입된 양전하 및 음전하를 대전시키기 위하여 정전여과부재에 고전압이 인가된 로울러(220, 222)로 마찰시켜 정배열화함으로써, 대전시키도록 한다. 상하 각각의 로울러(220, 222) 전극에는 서로 반대 극성의 고전압을 인가하고 로울러(220, 222) 사이에서는 매우 높은 전기장이 인가되도록 하였다.

도 3은 본 고안에 따른 정전필터가 대전된 섬유조직의 상태에서 먼지를 포집하는 상태를 나타낸 상태도이다. 도 3에 나타난 바와 같이 정전여과부재(202)가 전기적인 극성을 가지게 되면 정극성의 분진(A)을 정전여과부재(202)의 부극성이 포집하고, 부극성의 분진(B)은 정전여과부재(202)의 정극성에 의해 포집되며, 중성의 분진(C)은 정전여과부재(202) 표면과의 유도기전력의 인력에 의하여 포집된다. 이와 같이 본 고안의 정전여과부재(202)는 분진의 전기적인 극성에 무관하게 정전력 또는 유도기전력에 의해 거의 모든 먼지를 정전여과부재(202) 표면에 부착시키는 방식으로 극대화된 포집성능을 갖는다.

본 고안은 동일한 전력소비에 대하여 다량의 전하들을 발생시키면서 전기적인 스파크 발생은 감소시켜 정전처리시에 여과부재의 물리적인 손상없이 고성능의 포집성능을 가지는 고품질의 여과부재를 연속적으로 제조하기 위한 정전여과부재의 제조장치를 제공하는 효과가 있다.

또한, 코로나 방전이 여과부재에 직접적으로 작용하지 않기 때문에 코로나 방전으로 인한 여과부재의 손상이 없으며, 이온샤워로 인한 이온들의 침투 분포가매우 균일하여 넓은 면적의 여과부재에 대하여도 매우 균일한 정전화 처리가 가능한 효과가 있다.

Claims

정전필터 제조장치에 있어서,

섬유조직의 형태를 갖는 정전여과부재(202)의 양측면에 구성되며, 각각의 양측면에서 양극의 코로나 방전과 음극의 코로나 방전이 발생하도록 하고, 상기 양극의 코로나 방전과 상기 음극의 코로나 방전이 균일하게 발생하도록 하여 상기 정전여과부재(202)의 음전하와 양전하를 고르게 주입하도록 하는 이온샤워부(200)와;

상기 정전여과부재(202)를 통과한 상기 정전여과부재(202)의 양면에 구성되며 마주보는 상기 각각에 서로 다른 극성의 전기장이 인가되는 로울러(220, 222)를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전필터 제조장치.
제1항에 있어서,

상기 이온샤워부(200)는,

상기 정전여과부재(202)의 상측면 및 하측면에 있으며, 송풍기(도시되지 않음)에 의해 주입되는 공기를 청정한 공기로 정화시키는 각각의 HEPA 필터(204, 212)와;

상기 정전여과부재(202)의 상측면 및 하측면에 있으며, 송풍기에 의해 주입된 공기가 고른 속도 분포를 갖도록 하는 허니컴(206, 214)과;

상기 정전여과부재(202)의 상측면 및 하측면에 있고, 각각의 접지극(210, 218)이 코로나 방전을 일으켜 상기 HEPA 필터(204, 212)와 상기 허니컴을 통과한 공기가 코로나 방전을 일으켜 발생된 전하가 정전여과부재의 양측 표면에 주입되도록 하는 고전압이 인가된 각각의 양극 및 음극 방전극(208, 216)으로 구성되는 것을 특징으로 하는 정전필터 제조장치.