KR20050051119A

KR20050051119A - 배리어 방전을 이용한 집진 필터

Info

Publication number: KR20050051119A
Application number: KR1020030084852A
Authority: KR
Inventors: 김성철
Original assignee: 크린에어테크놀로지 주식회사
Priority date: 2003-11-27
Filing date: 2003-11-27
Publication date: 2005-06-01

Abstract

본 발명은 배리어 방전을 이용한 집진 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 배리어 방전과 방전영역의 최적화를 통하여 이온화 영역이 넓고, 방전되는 전하량이 커서 집진 효율이 향상되고, 이로 인하여 집진필터의 콤팩트화 및 전력 절감이 가능할 뿐만 아니라 아킹(ARCKING)현상을 최소화하여 에쉬(ASH)발생량을 줄일 수 있도록 하는 공기유동방향에 수직하게 위치하고, 접지되어 있는 제1전극(10)과, 상기 제1전극(10) 후단에 일정간격으로 이격되어 제1전극(10)과 평행하게 위치하며 상기 제1전극(10)쪽에 유전체층(20)을 구비하는 제2전극(40) 및, 상기 제2전극(40)에 고전압을 인가하는 고전압 발생장치를 포함하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터에 관한 것이다.

Description

배리어 방전을 이용한 집진 필터 {DUST COLLECTING FILTER USING BARRIER DISCHARGING}

본 발명은 배리어 방전을 이용한 집진 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기유동방향에 수직하게 위치하고, 접지되어 있는 제1전극(10)과, 상기 제1전극(10) 후단에 일정간격으로 이격되어, 제1전극(10)과 평행하게 위치하며 상기 제1전극(10)쪽에 유전체층(20)을 구비하는 제2전극(40) 및, 상기 제2전극(40)에 고전압을 인가하는 고전압 발생장치를 포함하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터에 관한 것이다.

현대 사회의 산업화에 따라 공기오염은 그 심각도가 날로 더해 가고 있다. 또한 이러한 공기오염은 근래에 들어 실외뿐만 아니라 실내오염도 더욱 심각해져 가고 있는 것으로 알려졌는데 이것은 거주환경에 따른 것으로, 냉난방효과를 높이기 위하여 주택이나 아파트의 기밀을 유지함으로써 실내공기가 오염되었을 경우 그 오염물질이 장시간 실내에 잔존할 수밖에 없기 때문이다. 이상의 실내오염을 일으키는 물질로는 약 100㎛ 이상의 강하성 먼지부터 부유 오염물질인 10~100㎛ 정도의 꽃가루나 25㎛ 정도의 미세 먼지, 10㎛ 정도의 곰팡이나 진드기 부산물, 0.001~1㎛ 정도의 담배연기 등을 들 수 있다.

실외오염의 경우는 폐기물 소각장이나 발전소 등에서 분진이 대기로 방출되는 것을 막기 위하여 집진 장치를 설치하고 있으며, 실내오염에 대해서는 상기 실내오염물질 및 악취를 제거하기 위해 공기청정기가 점차 보편화되어 가고 있다. 특히, 공기청정기는 집진 외에도, 악취제거, 음이온발생, 향기 발생 등의 다양한 기능을 추가하는 추세에 있다.

상기 집진 장치 및 공기청정기는 집진 방식에 따라서 크게 기계 집진식과 전기 집진식으로 구분된다.

이 중에서 기계 집진식은 수지계열의 부직포를 이용한 미립자제거필터로 균이나 미세 분진을 제거하는 여과형 집진 방식을 말하고, 전기 집진식은 일반적으로 코로나 방전에 의한 이온화 영역에서 공기 중 부유물을 대전시켜 집진을 수행토록 한 것을 말한다. 즉, 방전에 의해 이온화 영역을 생성하고 여기에 공기를 통과시키는 것으로, 방전에 의해 세균 등을 제거함과 더불어 분진에 대해서는 이온화 영역의 통과에 따라 분진을 대전시키고 이에 따라 대전된 분진을 전극판으로 집진되도록 한 것이다. 전기 집진 방식의 경우에는 집진판을 세척하는 것만으로 유지가 가능하고, 별도의 필터를 새로 구매하지 않아 반영구적으로 필터를 사용할 수 있는 장점이 있지만 코로나 방전의 경우에는 방전형식에 있어서 침상의 전극과 면상의 전극간에 방전이 이루어지므로 이온화 영역이 콘(CONE) 형상의 좁은 영역에서 이루어지게 되고, 발생되는 전하의 양도 적기 때문에 상대적으로 대전을 위한 유효 표면적이 작은 미세 입자의 대전에는 어려움이 있어서 집진 효율이 떨어지는 문제점이 있다.

뿐만 아니라 코로나 방전의 경우에는 구조적으로 침상의 전극으로부터 불균일한 전기장이 형성되므로 방전이 불안정하며 제품의 열화에 따라서 아킹(ARCKING)현상이 자주 발생할 수 있다. 이에 따라 전극상에 아크(ARC) 발생에 따라 분진이 소각되어 에쉬(ASH)가 발생하는 현상이 일어난다. 이와 같이 발생된 에쉬(ASH)는 또 다른 분진으로서 2차 오염원으로 작용하는 문제가 있다.

또한 근래에 들어서는 이러한 집진 방식에 있어서도 이들을 혼용하는 형태의 제품이 출시되고 있으며, 종래의 특허출원 제 10-1997-0003694 호는 전기 집진식과 기계식이 혼용된 내용을 게시하고 있다. 이와 같은 조합형 필터 중, 별도의 필터구매가 필요 없는 전기 집진 필터를 1차 집진 기구로 사용하고, 기계식 집진 장치를 2차 집진 기구로 사용하는 경우는 고가의 소모품인 여과필터를 자주 갈아주지 않아도 되는 장점이 있는데 이러한 여과필터의 수명연장을 극대화하기 위해서는 1차 집진 기구인 전기 집진기의 효율을 높여야 하는 문제점이 있다.

상기와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하고자, 본 발명은 방전에 의한 이온화 영역이 넓고, 방전이 고르게 발생하며, 방전되는 전하량이 증대되어 분진에 대한 집진 효율을 향상할 수 있는 집진 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 코로나 방전형식의 전기식 집진 필터에서 불안정 방전에 따라 발생하는 아킹(ARCKING)현상을 최소화하여 에쉬(ASH) 발생량을 줄일 수 있는 안정된 방전이 가능한 집진 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 전기식 집진 필터의 집진 효율 향상으로 인하여 공기청정기의 콤팩트화가 가능하고, 사용전력을 절감하는 집진 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한 본 발명은 전기식 집진 필터의 집진 효율 향상으로 인하여 기계식 여과 필터의 수명을 연장하여 공기 청정기의 유지비용을 최소화하는 집진 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 공기유동방향에 수직하게 위치하고, 접지되어 있는 제1전극(10)과, 상기 제1전극(10) 후단에 일정간격으로 이격되어, 제1전극(10)과 평행하게 위치하며 상기 제1전극(10)쪽에 유전체층(20)을 구비하는 제2전극(40) 및, 상기 제2전극(40)에 고전압을 인가하는 고전압 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터를 제공한다.

이하 도면을 참고하여 본 발명을 상세하게 설명한다.

본 발명의 배리어 방전을 이용한 집진 필터는 공기유동방향에 수직하게 위치하고, 접지되어 있는 제1전극(10)과, 상기 제1전극(10) 후단에 일정간격으로 이격되어, 제1전극(10)과 평행하게 위치하며 상기 제1전극(10)쪽에 유전체층(20)을 구비하는 제2전극(40) 및, 상기 제2전극(40)에 고전압을 인가하는 고전압 발생장치를 포함한다.

도 1은 본 발명의 배리어 방전을 이용한 집진 필터의 일실시예에 대한 개략도를 나타낸 것으로 도 1에 나타낸 바와 같이 제1전극(10)은 공기의 유동방향에 수직으로 위치하여 제1전극(10)과 제2전극(40)간의 전기장이 유동방향과 동일한 방향으로 형성되도록 한다. 또한 제1전극(10)의 형태는 와이어, 그물망, 평판, 또는 굴곡판 등을 포함하는 다양한 형태로 구성되고 특히, 평판인 경우에는 공기의 유동에 대한 방해를 최소화할 수 있도록 통기구를 가지는 형태로 구성하는 것이 바람직하다. 또한, 상기 제1전극(10)은 전기적으로는 접지되도록 하여 제2전극(40)에 인가되는 전압에 따라 전기장이 형성되도록 한다. 이를 위해서는 제1전극(10)의 재질은 도체인 경우는 모두 가능하나, 제조 용이성나 전도성, 원가 측면에서 금속재질이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 내부식성 및 전도성 측면에서 스테인레스 스틸이나 구리로 구성할 수 있다.

제2전극(40)은 제1전극(10)과 마찬가지로 공기의 유동 방향에 수직하도록 위치하고, 제1전극(10)과 일정간격으로 이격되어 제1전극(10)과 제2전극(40)사이에 방전에 따른 이온화 영역이 발생할 수 있는 공간의 확보되도록 하며, 균일한 전기장이 형성되도록 하기 위해서 제1전극(10)과 제2전극(40)은 서로 평행을 이루도록 구성된다. 또한 코로나 방전의 문제점을 해결하기 위한 배리어 방전을 위해서는 상기 제2전극(40)은 제2전극판(30)의 제1전극(10)쪽에 유전체층(20)을 포함한다.

제2전극판(30)의 재질은 도체인 경우는 모두 가능하나, 제조 용이성나 전도성, 원가 측면에서 금속재질이 바람직하고, 더욱 바람직하게는 내부식성 및 전도성 측면에서 스테인레스 스틸이나 구리로 구성할 수 있고, 상기 유전체층(20)에 사용되는 유전체는 우레탄 수지, 내열성 수지, 세라믹, 실리콘, 폴리이미드 수지, 유리 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어 사용될 수 있다. 또한, 상기 유전체를 제2전극판(30)에 결합시키는 방법으로는 도포, 접착, 코팅 또는 증착법 등의 방법을 적용하여 결합할 수 있다. 바람직하게는 제조 용이성이나 제조비용을 고려할 때 우레탄을 도포법을 통하여 결합시키고, 집진 효율측면에서는 세라믹 코팅을 유전체층으로 적용할 수 있다. 상기 유전체층(20)의 두께는 집진 필터의 용량, 인가 전압 등에 따라 결정되는 것이 바람직하고, 가정용 공기 청정기의 경우에는 상기 유전체층(20)의 두께를 0.1 내지 5 ㎜로 구성하는 것이 더욱 바람직하다.

또한, 제2전극(10)의 형태는 와이어, 그물망, 평판, 또는 굴곡판 등을 포함하는 다양한 형태로 구성이 가능하고 특히, 도 1에서 나타낸 바와 같이 평판인 경우에는 제1전극과 같이 공기의 유동에 대한 방해를 최소화할 수 있는 형태의 통기구를 가지는 형태로 제2전극을 구성하는 것이 바람직하다.

상기 제2전극은 전기적으로는 고전압 발생기와 제2전극판이 연결되어 고압으로 대전되도록 하는데, 상기 고전압 발생기는 제2전극이 (+)전압으로 고정적으로 대전시키도록 직류 전압을 발생시킬 수도 있고, 교류전압을 발생시켜 제2전극을 대전시킬 수도 있다. 또한, 상기 고전압 발생기가 발생시키는 인가전압의 크기 및 진동수는 상기 제1전극과 제2전극의 이격거리, 유전체층의 두께 등을 고려하여 집진이 가장 효율적으로 이루어질 수 있는 범위에서 조절하도록 한다. 특히, 상기 인가전압은 고전압 발생에 따른 경제적 효율성 및 집진 효율 측면을 고려하여 바람직하게는 1 K ~ 10 KV로 하고, 교류전압 인가시에는 그 진동수를 10 K ~ 10 MHz로 조절한다.

도 2에는 본 발명의 또 다른 실시예를 나타낸다. 상기 또 다른 일실시예는 도 2에 도시한 바와 같이 상기 제1전극은 공기유동방향에 수직하게 위치하고 와이어로 구성된 그물망(50)이고, 상기 제2전극은 면상에 공기유동을 위한 다수의 통기구(75)를 포함하고 대전되는 평판(70)인 형태로 구성된다. 즉, 제1전극은 공기의 원활한 유동을 위하여 그물망(50) 형태로 하고, 전기적으로는 접지시켜 구성하고, 제2전극은 공기의 원활한 유동을 위하여 다수의 통기구를 구비하는 평판(70)으로서 상면에는 유전체층을 포함하는 형태로 구성하여 상기 제2전극에 고전압을 인가함으로써 배리어 방전에 의한 집진이 가능하도록 한다. 상기 그물망(50)은 도 2에 나타낸 바와 같이 그물망(50)의 와이어가 그물망틀(55)과 직교하는 형태로 구성할 수 있을 뿐만 아니라 그물망틀(55)과 일정한 각도를 이루는 형태로서 그물망(50)의 와이어와 그물망틀(55)이 비스듬하게 만나도록 구성할 수 있고, 그물망(50) 자체도 가로 와이어와 세로 와이어간의 각도를 도 2와 같은 직각으로 구성하지 않고 일정한 각도를 이루면서 교차하도록 구성할 수 있다. 그물망(50)을 구성하는 와이어는 그 재질이 도체이면 모두 가능하고 바람직하게는 내부식성 및 전도도가 좋은 구리 또는 스테인레스 스틸 와이어이며 그 굵기는 0.05 내지 0.2 ㎜인 것이 효과적인 집진을 위해서 바람직하다. 또한 상기 제2전극의 통기구(75)는 공기 청정기의 공기 유동에 방해를 최소화할 수 있도록 통기구(75)의 크기 및 개수를 조절한다. 또한 제2전극판의 재질 및 유전체의 재질 및 두께는 상기 기술한 형태와 동일하게 구성할 수 있다.

도 3은 상기 도 2의 본 발명의 일실시예가 조립된 형태를 도시한다. 상기 도 3에 도시한 바와 같이 그물망(50) 제1전극과 평판(70) 제2전극은 일정간격으로 이격되어 평행을 이루도록 그물망틀(55)내에 설치되며, 공기청정기로의 조립이 용이하도록 그물망틀(55)에 일체형으로 결합될 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다.

도 4는 본 발명의 다른 일실시예로서 상기 제1전극은 공기유동방향에 수직한 평면상에 평행하게 위치한 다수의 와이어(60)이고, 상기 제2전극은 면상에 공기유동을 위한 다수의 통기구(75)를 포함하고 대전되는 평판(70)인 형태로 구성된다. 이 경우는 상기 도 2에 도시한 실시예에서 제1전극의 그물망(50)을 와이어틀(65)내에 평행하게 배치한 다수의 와이어(60)로 대체한 형태이다. 상기 와이어(60)는 도면에 도시한 바와 같이 수직방향으로 배치할 수 있을 뿐만 아니라 수평으로 평면상에 평행으로 배치할 수도 있고 유로형상 등의 필요에 따라서는 경사진 형태로도 배치가 가능하다.

또한 상기 와이어의 재질 및 굵기와 평판 및 유전체의 재질 및 두께는 상기 기술한 바와 동일하게 구성하는 것이 가능하다.

도 5는 본 발명의 또 다른 일실시예로서 상기 제1전극은 공기유동방향에 수직한 평면상에 평행하게 위치한 다수의 와이어(60)이고, 상기 제2전극은 전체면에 유전체층을 가지는 와이어로 구성되는 그물망(80)인 것으로 구성되는 배리어 방전을 이용한 집진 필터이다. 앞에서 기술한 바와 같이 다수의 통기구를 구비한 평판의 경우에는 그물망으로 대체하는 것이 가능하므로 본 일실시예의 경우는 상기 도 4의 일실시예에서 제2전극을 그물망(80)으로 구성한 것이다. 상기 제2전극 그물망(80)은 일면에만 유전체층을 구성하기 곤란할 뿐만 아니라 제1전극으로부터 전면과 후면의 거리가 거의 동일하므로 배리어 방전효과를 얻기 위해서는 그물망을 구성하는 와이어의 전체면에 유전체층이 도포 되어진다.

또한 상기 와이어의 재질 및 굵기와 유전체의 재질 및 두께는 상기 기술한 바와 동일하게 구성하는 것이 가능하다.

도 6은 본 발명의 또 다른 일실시예를 나타낸 것으로 상기 제1전극은 공기유동방향에 수직한 평면상에 일정간격으로 평행하게 위치한 다수의 와이어(60)이고, 상기 제2전극은 상기 와이어를 중심축으로 하고 상기 와이어로부터 일정간격으로 이격되는 반원형 원통이 일렬로 다수 연결된 굴곡판(90)으로서 면상에 공기유동을 위한 다수의 통기구(75)를 포함하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터이다.

제1전극이 와이어(60) 형태로 구성되고 와이어의 간격이 큰 경우에는 와이어와 제2전극간의 거리가 균일하지 않으므로 배리어 방전이 일어나는 영역이 와이어와 가까운 부분에 집중되어질 수 있다. 따라서 이온화 영역이 고르고 넓게 발생하도록 하기 위해서는 와이어와의 거리가 등거리가 되도록 제2전극을 상기와 같이 굴곡판(90) 형태로 구성할 수 있다. 상기 와이어(60)와 굴곡판의 간격은 일정간격으로 이격되어지고, 바람직하게는 상기 이격 거리가 상기 다수의 와이어간의 간격에 대하여 대략 절반이 되도록 한다. 따라서 굴곡판을 구성하는 각 원통의 중심축이 와이어의 위치와 동일하게 되고, 와이어를 기준으로 굴곡판까지의 거리가 모두 동일하게 된다.

이상의 구성에 따라 도 7에 나타낸 바와 같이 와이어(60)와 굴곡판(90)은 제1전극과 제2전극의 이격 거리가 모든 영역에서 동일하도록 배치된다. 이를 통하여 집진 필터의 전 영역에서 균일한 전기장을 형성하도록 하며 제2전극의 표면적 확대를 통하여 집진이 보다 효율적으로 이루어질 수 있도록 한다. 또한, 상기 와이어의 굵기는 0.05 내지 0.2 ㎜인 것이 효율적인 배리어 방전 및 집진을 위하여 바람직하다.

도 7에는 상기 도6의 일실시예를 조립한 형태의 전기집진필터(100)의 사시도이다. 도면에 도시한 바와 같이 와이어(60)와 굴곡판(90)은 상기 와이어(60)가 굴곡판(90)의 물결형 반원의 원점에 위치하도록 배치하는 것이 동일한 전기장의 형성을 위하여 바람직하다.

상기와 같은 본 발명의 실시예들의 구성에서 유전체층은 상기 제2전극 상에 형성될 뿐만 아니라 상기 제1전극의 제2전극쪽에 유전체층을 더 포함하도록 구성할 수 있다. 즉, 배리어 방전에서 배리어층은 한쪽 전극에만 형성되지 않고, 양쪽 전극에 형성이 가능하고 특히, 교류전원이 인가되는 경우에는 양쪽 전극에 배리어를 형성하는 것이 보다 효과적이므로 양쪽 전극의 마주보는 면에 모두 유전체층을 포함하도록 할 수 있다. 특히, 상기 제1전극이 판상인 경우에는 한쪽 면에만 유전체층을 형성하지만, 제1전극이 그물망이나 다수의 와이어인 경우에는 상기 와이어들(그물망을 이루는 와이어를 포함하여)의 전체면에 유전체층이 형성되도록 한다.

상기 유전체층의 유전체는 다양한 형태의 절연재를 사용할 수 있고 바람직하게는 우레탄 수지, 내열성 수지, 세라믹, 실리콘, 폴리이미드 수지, 유리 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되어질 수 있다. 상기 유전체층은 도포, 접착, 코팅, 증착 등의 방법을 통하여 형성되어질 수 있고 유전체층의 두께는 방전 및 집진의 효율성 측면에서 0.1 내지 0.8 ㎜인 것이 바람직하다.

본 발명의 배리어 방전을 이용한 집진 필터는 단독으로 공기청정기에 포함되어 질 수 있고, 기타의 다양한 집진 설비에 사용되어질 수 있다. 뿐만 아니라 상기 공기청정기 및 집진 설비에 항균, 탈취, 음이온 발생, 향 발생 등의 효과를 얻고자 할 경우에는 상기 배리어 방전을 이용한 집진 필터에 항균필터, 탈취필터, 음이온 발생장치, 향기발생장치 등을 추가하여 전체적인 필터 시스템을 포함하는 공기청정기 및 집진 설비를 구성할 수 있다.

또한 배리어 방전을 이용한 전기집진필터를 통하여 정화된 공기를 한번 더 여과하여 미세 먼지까지 정화하고자 할 경우나, 헤파필터와 같은 고가의 소모성 여과 필터를 사용하는 경우에 헤파필터의 수명을 연장하여 공기청정기의 유지비용을 절감하고자 하는 경우에는 배리어 방전을 이용한 집진필터의 후단에 헤파필터를 추가하여 배리어 방전을 이용한 집진 필터 시스템을 구성할 수 있다.

도 8에 공기청정기에 사용할 수 있는 상기와 같은 조합형 필터 시스템의 일실시예로서 도시한 바와 같이 공기청정기에는 상기 집진 필터에 추가하여 상기 집진 필터 전단에 위치하는 전처리필터(110)와, 상기 집진 필터 후단에 위치하는 여과형 필터(120) 및 탈취필터(130)를 더 포함하도록 구성할 수 있다.

상기 전처리필터(110)는 대형 분진을 걸러 주고 BIOCIDE와 같은 항균물질이 코팅되어 항균처리가 된 필터를 사용하고, 후단의 여과형 필터(120)에는 다양한 등급의 헤파필터를 수요자의 요구에 따라 선택하여 설치하고, 탈취필터(130)로는 입상형 활성탄 필터나 탄소 함침 필터 또는 이외의 흡착재를 이용한 탈취필터 등으로 구성할 수 있다. 도 8의 경우는 앞에서 언급한 다양한 형태의 조합형 필터의 일실시예에 불과하고 상기 필터들의 순서를 변경하거나, 다수 개의 동종의 필터를 함께 적용하여 다양한 형태의 조합형 필터를 구성할 수 있다.

이하 본 발명의 작동 방법을 실시예를 통하여 상세하게 설명한다.

도 8에 나타낸 바와 같이 공기는 항균 처리가 된 전처리필터(110)로 공급되어지고 전처리필터(110)는 실, 천조각, 종이조각, 대형분진 등 입자가 큰 오염물질을 제거하고 공기중의 세균을 제거하는 항균작용을 한다. 이상의 전처리필터(110)를 통과한 공기는 배리어 방전을 이용한 집진 필터(100)를 통과하는데 상기 집진 필터(100)는 제1전극에 (-)전기가 인가되어 (-)전극이 되고, 제2전극에(+)전기가 인가되어 (+)전극이 되게 한다. 이때 제1전극과 제2전극사이에 높은 전위차에 의해 배리어 방전이 일어나게 된다. 배리어 방전의 경우는 코로나 방전과 달리 전하가 유전체층의 배리어를 넘어 방전되어야 하므로 넓은 이온화 영역을 가질 뿐만 아니라, 일단 배리어 층을 뚫고 방출되는 전하는 배리어에 의해 축적된 후, 임계값을 넘는 경우에 방출되기 때문에 대량으로 한꺼번에 공기중에 방출된다. 따라서 상기 방전영역에 위치하는 미세 분진은 빠른 시간내에 높은 (-)전하를 가지게 되고 (-)전기로 대전된 미세 분진은 정전기적 인력에 의해 (+)전기로 대전되어 있는 제2전극에 흡착된다.

이와 같은 방법의 배리어 방전의 경우는 방전 면적의 증가와 분진의 빠른 대전을 통하여 방전효율의 증가되고, 방전효율 증가에 따라 집진 효율이 증가하며, 이를 통하여 공기청정기의 크기를 보다 콤팩트하게 구성할 수 있을 뿐만 아니라 전력 절감도 가능하다.

상기 전기집진필터(100)를 통과한 공기는 아주 미세한 분진만이 남게되는데 이후의 헤파필터 등의 여과형 필터(120)를 통과하게 되면 0.1 ㎛입자를 99.9 %까지 제거할 수 있다. 이 경우에 헤파필터 등의 여과형 필터(120)에 유입되는 공기는 상기 배리어 방전을 이용한 집진 필터를 통과하여 대부분의 분진이 이미 제거된 상태이므로 여과형 필터(120)에 실제적으로 걸러지는 분진의 양은 여과형 필터(120)가 단독으로 사용되어지는 경우에 비하여 매우 적은 양이 되고, 따라서 여과형 필터(120)의 사용에 따른 열화가 매우 더디게 진행되어 실제적으로 여과형 필터(120)의 사용기간을 연장 시켜주게 된다.

이후에 탈취필터(130)를 통하여 공기중에 남아 있는 악취를 제거하여 맑은 공기를 제공할 수 있고, 상기 구성에 광촉매 필터, 향기발생장치 또는 음이온 발생장치도 부가적으로 추가할 수 있다.

본 발명의 배리어 방전을 이용한 집진 필터는 배리어 방전을 이용하여 방전에 의한 이온화 영역이 넓고, 고르게 발생하며, 방전되는 전하량이 증대되어 분진에 대한 집진 효율을 향상할 수 있으며 코로나 방전형식의 전기식 집진 필터에서와 같은 불안정 방전이 발생하지 않고, 안정한 방전이 가능하며 이에 따라 불안정 방전의 한 형태인 아킹(ARCKING)현상을 최소화하여 분진의 소각에 따른 에쉬(ASH) 발생량을 줄일 수 있다.

또한 본 발명은 다양한 형태의 배리어 방전 형태를 제공하여 배리어 방전에 의한 이온화 영역이 집진 필터의 전체 집진 구간에서 고르고 안정적으로 형성될 수 있도록 하여 집진 필터의 집진 효율을 향상하며 집진 효율의 향상에 따라 공기청정기의 콤팩트화가 가능하고, 전력을 절감할 수 있다.

이외에도 본 발명의 집진 필터와 기계식 여과 필터를 조합한 조합형 필터에 있어서 전기 집진 필터의 집진 효율 향상으로 인하여 기계식 여과 필터의 수명을 연장하여 공기 청정기의 유지비용을 최소화할 수 있다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

도 1은 본 발명의 배리어 방전을 이용한 집진 필터에 대한 일실시예의 개략도이다.

도 2는 본 발명의 일실시예인 그물망을 이용한 집진필터의 분해 사시도이다.

도 3은 본 발명의 일실시예인 그물망을 이용한 집진필터의 사시도이다.

도 4는 본 발명의 일실시예인 와이어를 이용한 집진필터의 분해 사시도이다.

도 5는 본 발명의 일실시예인 와이어와 그물망을 이용한 집진필터의 분해 사시도이다.

도 6은 본 발명의 일실시예인 와이어와 굴곡판을 이용한 집진필터의 분해 사시도이다.

도 7은 본 발명의 일실시예인 와이어와 굴곡판을 이용한 집진필터의 사시도이다.

도 8은 본 발명의 일실시예인 와이어와 굴곡판을 이용한 집진필터와 기타 필터를 조합한 집진필터의 개략도이다.

* 도면의 주요 부호에 대한 설명 *

10 : 제1전극 20 : 유전체층

30 : 제2전극판 40 : 제2전극

50 : 그물망 55 : 그물망틀

60 : 와이어 65 : 와이어틀

70 : 평판 75 : 통기구

80 : 제2전극 그물망 90 : 굴곡판

100 : 전기집진필터 110 : 전처리필터

120 : 여과필터 130 : 탈취필터

Claims

공기유동방향에 수직하게 위치하고, 접지되어 있는 제1전극;

상기 제1전극 후단에 일정간격으로 이격되어, 제1전극과 평행하게 위치하며 상기 제1전극쪽에 유전체층을 구비하는 제2전극; 및,

상기 제2전극에 고전압을 인가하는 고전압 발생장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항에 있어서,

상기 제1전극은 공기유동방향에 수직하게 위치하고 와이어로 구성된 그물망 또는 공기유동방향에 수직한 평면상에 평행하게 위치한 다수의 와이어이고, 상기 제2전극은 면상에 공기유동을 위한 다수의 통기구를 포함하는 평판인 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항에 있어서,

상기 제1전극은 공기유동방향에 수직한 평면상에 평행하게 위치한 다수의 와이어이고, 상기 제2전극은 전체면에 유전체층을 가지는 와이어로 구성되는 그물망인 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항에 있어서,

상기 제1전극은 공기유동방향에 수직한 평면상에 일정간격으로 평행하게 위치한 다수의 와이어이고, 상기 제2전극은 상기 와이어를 중심축으로 하고 상기 와이어로부터 일정간격으로 이격되는 반원형 원통이 일렬로 다수 연결된 굴곡판으로서 면상에 공기유동을 위한 다수의 통기구를 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 와이어의 굵기가 0.05 내지 0.2 ㎜인 것인 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항에 있어서,

상기 제1전극의 제2전극쪽에 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서,

상기 제1전극의 와이어에 상기 와이어 전체면에 유전체층을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항에 있어서,

상기 유전체층의 유전체가 우레탄 수지, 내열성 수지, 세라믹, 실리콘, 폴리이미드 수지, 유리 및 유리섬유로 이루어진 군으로부터 1종 이상 선택되는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항에 있어서,

상기 유전체층의 두께가 0.1 내지 0.8 ㎜인 것을 특징으로 하는 배리어 방전을 이용한 집진 필터.
제1항 내지 제9항 중 어느 한 항의 배리어 방전을 이용한 집진 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.
제10항에 있어서,

상기 공기청정기에 상기 집진 필터 전단에 위치하는 전처리필터와, 상기 집진 필터 후단에 위치하는 여과형 필터 및 탈취필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기청정기.