KR20050102786A - 음이온발생 및 전자집진시스템 및 이를 이용한 무필터공기청정기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 음이온발생 및 전자집진시스템과 이를 이용한 무필터 공기청정기를 개시한다. 음이온발생 및 전자집진시스템은 제1전원의 양극(+)에 평판전극을 연결하고 제2전원의 음극(-)에 탄소섬유를 연결하며 제1전원과 제2전원을 연결하여 하나의 폐쇄회로를 구성한다. 또한, 무필터 공기청정기는 공기유입구와 공기배출구가 양측에 형성되는 본체에 수증기를 발생시키는 수증기발생부와, 이 수증기발생부로 물을 공급하기 위한 물공급부와, 음이온을 발생시키는 음이온발생부와, 오염물질을 흡착한 수증기를 집진하는 집진부를 포함한다. 이로 인해, 전자집진 능력이 증가되며 아울러 음이온의 발생량도 증가된다. 또한 수증기의 세척 및 흡착 작용으로 인하여 공기정화률이 높아진다.

Description

음이온발생 및 전자집진시스템 및 이를 이용한 무필터 공기청정기{Negative ion generating and Electron Collecting system and a non-filter air cleaner using the same}

본 발명은 음이온발생시스템 및 공기청정기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 전기집진식과 전자방사식을 혼합하여 적용함으로써 음이온 발생율을 높일 수 있는 음이온발생시스템 및 이 시스템을 적용하여 오염된 공기의 정화률을 높일 수 있는 무필터 공기청정기에 관한 것이다.

일반적으로 음이온발생기 또는 무필터 공기청정기는 음이온을 발생하기 위한 방식으로 코로나방전을 이용한 전기집진식이나 전자방사식을 사용하고 있다.

도 4에 도시한 바와 같이, 전기집진식은 전원공급부(41)의 음극은 침전극(42)과 연결되며, 양극은 평판전극(43)과 연결된다.

침전극(42)과 평판전극(43) 사이에 저항이 매우 큰 공기가 들어있다고 볼 수 있어 크게는 폐쇄회로구조를 갖는다고 할 수 있다.

공기는 전기저항이 매우 큰 부도체로, 큰 저항을 극복하고 폐쇄회로를 이루기 위해서는 매우 높은 전압이 요구되며, 음극과 양극이 근접할 경우, 즉 침전극(42)과 평판전극(43)이 근접하게 배치될 경우에 방전이 일어난다. 방전을 용이하게 하기 위하여 침전극(42)에는 날카로운 다수의 침들이 형성된다.

이러한 전기집진식에서는, 코로나방전을 이용하여 음이온을 발생시켜 평판전극(43)이 집진판의 역할을 수행할 있어, 미세먼지 등의 입자를 전기력에 의하여 포집할 수 있다는 장점이 있다.

그러나, 전기집진이 이루어지는 대기압 상태에서는 산소의 존재로 인해 산화 및 환원작용이 쉽게 이루어진다. 이 때문에 비교적 고에너지인 코로나방전이 일어나면 공기 중의 산소와 질소에 의해 인체에 해로운 오존과 질소산화물이 생성되는 문제점이 있다.

또한, 양극을 지닌 평판전극(43)이 전자 및 음이온을 수용하는 정도는 침전극(42)에서 튀어나오는 전자의 수에 따라 결정되기 때문에, 평판전극(43)은 집진효율이 매우 낮다.

도 5에 도시한 바와 같이, 전자방사식에서는 전원공급부(51)의 음극이 탄소섬유(52)와 연결되며, 양극은 절연물(53)과 연결된다.

전자방사식에서는 양극이 절연된 상태에서 음극에 고전압을 인가함으로써 전자를 공기 중에 방출시킨다. 이때, 전자의 방출량을 높이기 위하여 음극과 연결되는 침상의 탄소섬유(52)를 사용한다.

이러한 전자방사식에서는, 공기 중의 방전으로 인하여 오존의 생성이 억제되는 장점이 있다.

그러나, 전기집진식과는 달리 개방회로를 이루고 있기 때문에 전자의 방출을 위해서는 고전압을 계속해서 인가하여야 하며, 단시간에 다량의 음이온을 발생시키기 어려운 문제점이 있었다.

본 발명은 상술한 종래기술의 문제점을 해결하기 위하여 창안한 것이다. 본 발명의 목적은 전기집진식과 전자방사식을 혼합함으로써 음이온발생시 오존의 생성되는 것을 억제하고 전기집진력을 높일 수 있는 음이온발생시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은 이러한 음이온발생시스템을 이용하여 공기정화률을 높일 수 있는 무필터 공기청정기를 제공하는 것이다.

본 발명의 또 다른 목적은 내부로 유입되는 오염물질을 동반하는 공기를 수증기에 흡착시키고 이 수증기를 음이온화함으로써 집진력을 높일 수 있는 무필터 공기청정기를 제공하는 것이다.

상술한 본 발명의 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 제1전원공급부와, 제1전원공급부의 양극과 전기적으로 연결되는 평판전극과, 제1전원공급부의 음극과 전기적으로 연결되는 제2전원공급부와, 평판전극과 마주하도록 제2전원공급부의 음극과 전기적으로 연결되는 음이온발생부(탄소섬유)를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온발생 및 전자집진 시스템을 제공한다.

또한, 본 발명은 일측에 공기유입구가 형성되며 공기유입구와 마주하는 타측에 공기배출구가 형성되는 본체와, 본체의 내부에 공기유입구와 인접하게 배치되며 공기유입구를 통해 유입된 외부공기에 동반된 오염물질을 음으로 대전시키기 위하여 음이온을 발생시키는 음이온발생부와, 음이온발생부와 소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 음으로 대전되는 오염물질을 집진하는 집진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기를 제공한다.

또한, 본 발명은 일측에 공기유입구가 형성되며 공기유입구와 마주하는 타측에 공기배출구가 형성되는 본체와, 본체의 내부에 공기유입구와 인접하게 배치되며 공기유입구를 통해 유입되는 외부공기에 동반된 오염물질을 흡착하기 위하여 수증기를 발생시키는 수증기발생부와, 수증기발생부와 연결되며 수증기발생부로 물을 공급하기 위한 물공급부와, 수증기발생부와 인접하게 배치되며 수증기에 흡착된 오염물질을 음으로 대전시키기 위하여 음이온을 발생시키는 음이온발생부와, 음이온발생부와 소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 음으로 대전되는 오염물질을 흡착한 수증기를 집진하는 집진부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기를 제공한다.

본 무필터 공기청정기는 집진부와 연결되며 집진부의 표면에 응집되는 수증기에 의해 생성되는 수분을 저장하기 위한 수분저장부를 더 포함할 수 있다.

본 발명의 무필터 공기청정기는 강제적으로 외부공기를 유입하고 내부공기를 배출하기 위하여 공기배출구와 인접하게 팬을 구비할 수 있다.

또한, 본 발명의 무필터 공기청정기는 음이온발생부와 집진부가 서로 다른 전원으로부터 전원을 공급받을 수 있다.

또한, 본 발명의 무필터 공기청정기는 집진부를 본체로부터 용이하게 분리할 수 있다.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 음이온발생시스템과 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무필터 공기청정기에 대하여 상세하게 설명한다.

도 1에 도시한 바와 같이, 본 발명의 음이온발생시스템은 제1전원공급부(10)의 양(+)극에 평판전극(11)이 전기적으로 연결되며, 제2전원공급부(20)의 음(-)극에 침전극 역할을 하는 탄소섬유(21)가 전기적으로 연결된다. 또한, 제1전원공급부(10)와 제2전원공급부(20)는 전기적으로 연결된다.

따라서, 평판전극(11)과 탄소섬유(21) 사이에 전기저항이 큰 공기가 들어 있어 전체적으로 폐쇄회로를 구성한다.

제1전원공급부(10)와 연결된 평판전극(11)은 집진판의 역할을 하며, 탄소섬유(21)에서 방출되는 음이온의 양에 상관없이 강한 전기력을 띤다.

제2전원공급부(20)는 양(+)극이 종래기술과 같이 절연된 상태가 아니라 제1전원공급부(10)로부터 전자를 수용하는 상태에 있기 때문에 쉽게 다량의 전자를 탄소섬유(21)로 방출할 수 있다.

따라서, 탄소섬유(21)는 집진판인 평판전극(11)과 음이온발생부인 탄소섬유(21)간의 거리에 상관없이 항상 방대한 양의 음이온을 발생시킬 수 있다.

다음, 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 무필터 공기청정기(100)를 도 2 및 도 3을 참조로 설명한다.

도시한 바와 같이, 무필터 공기청정기(100)는 직방형 본체(110)를 갖는다.

본체(110)의 일측벽에는 외부공기가 유입되는 공기유입구(120)가 형성되고, 본체(110)의 타측벽에는 본체(110) 내부의 공기가 배출되는 공기배출구(170)가 형성된다.

본체(110)의 내부에는 공기유입구(120)와 인접한 위치에 수증기발생부(130)를 구비한다.

수증기발생부(130)에서 발생하는 수증기는 공기유입구(120)를 통해 본체(110) 내부로 유입되는 외부공기에 동반된 오염물질을 흡착하는 역할을 한다.

본체(110)의 후벽측에는 물을 저장하였다가 수증기발생부(130)로 물을 공급하는 물공급부(180)를 구비한다. 도시하지는 않았지만, 물공급부(180)에는 소정량의 물을 자유롭게 공급할 수 있도록 분리형 물통 등을 장착하는 것이 바람직하다.

집진부(140)와 음이온발생부(150)는 서로 소정의 간격을 두고 마주하며 수증기발생부(130)와 인접하게 구비된다.

집진부(140)는 평판형으로 도 1에서 언급한 평판전극에 해당하며, 본체(110)의 내부 바닥면에 구비되는 제1전원공급부(미도시)와 전기적으로 연결되어 양(+)극을 띤다.

집진부(140)와 마주하는 음이온발생부(150)는 도 1에서 언급한 침전극에 해당하며, 본체(110)의 내부 바닥면에 구비되는 제2전원공급부(미도시)와 전기적으로 연결되어 음(-)극을 띤다.

음이온발생부(150)의 표면에는 탄소섬유(151)들이 형성되어 음이온의 발생을 돕는다.

또한, 본체(110)의 내부에는 공기배출구(170)와 인접한 위치에 팬(160)을 구비한다. 팬(160)이 회전함으로써 공기유입구(120)를 통해 외부공기가 본체(110) 내부로 강제적으로 유입되고 유입된 외부공기는 집진부(140)와 음이온발생부(150) 사이를 경유하여 공기배출구(170)를 통하여 다시 외부로 배출된다.

또한, 본체(110)의 하부에는 수분저장부(190)를 구비한다.

수분저장부(190)는 집진부(140)와 연결되며, 집진부(140)의 표면에 부착되는 오염물질을 포함하는 수증기가 응집되어 흘러내리는 수분(물)을 수집하고 저장한다.

수분저장부(190)는 서랍식으로 되어 있어 수분저장부(190)에 채워지는 수분(물)을 용이하게 외부로 배출할 수 있다.

상술한 구조를 갖는 공기청정기(100)는 다음과 같이 작동한다.

본체(110) 내에 구비된 팬(160)이 구동되어 회전하면, 본체(110)의 일측에 형성된 공기유입구(120)를 통하여 오염물질을 동반한 외부공기가 본체(110) 내부로 강제로 유입된다.

본체(110) 내로 유입된 외부공기는 수증기발생부(130)를 거치면서, 수증기발생부(130)에서 발생하는 수증기에 흡착된다. 이때, 유입된 외부공기는 가급적 많은 양이 수증기에 흡착되도록 다량의 수증기를 발생시키는 것이 바람직하다.

수증기에 흡착된 오염물질을 동반한 외부공기는 집진부(140)와 음이온발생부(150) 사이를 거친다.

이때, 외부공기에 동반된 오염물질을 흡착한 수증기와 수증기에 흡착되지 않은 오염물질을 동반한 외부공기는 음이온발생부(150)에서 방출하는 음이온에 의해 음(-)으로 대전된다. 어느 경우에나, 음으로 대전된 오염물질은 양(+)극을 띠는 집진부(140)에 부착된다.

오염물질이 제거되어 깨끗해진 공기는 팬(160)을 거쳐 공기배출구(170)를 통하여 외부로 배출된다.

본 발명의 음이온발생시스템 및 이를 이용한 공기청정기에 따르면, 평판전극과 탄소섬유간의 거리에 상관없이 탄소섬유는 다량의 음이온을 발생시킬 수 있으며 평판전극은 다량의 음으로 대전되는 다량의 물질을 쉽게 집진할 수 있는 음이온발생시스템 및 이를 이용한 공기청정기를 제공하게 된다.

또한, 종래기술의 전기집진식과는 달리 오존이나 질소산화물 등의 부산물을 발생시키지 않는 음이온발생기 및 무필터 공기청정기를 제공하게 된다.

본 발명의 무필터 공기청정기에 따르면, 오염물질을 흡착하는 매개체로 수증기를 사용하기 때문에 휘발성 유기화합물 등을 용이하게 제거할 수 있게 된다.

또한, 오염물질을 흡착하는 매개체로 수증기를 사용하기 때문에 음이온에 의한 대전율이 비교적 높은 음이온발생시스템 및 이를 이용한 공기청정기를 제공하게 된다.

또한, 음으로 대전된 오염물질 등이 집진되는 집진부는 그 표면에 응집되는 수증기의 양이 많아지면 자연스럽게 수분저장부로 흘러 내려 가기 때문에 집진부를 자주 분리하여 세척할 필요가 없는 음이온발생시스템 및 이를 이용한 공기청정기를 제공하게 된다.

도 1은 본 발명의 음이온발생 및 전자집진시스템을 나타내는 개략도;

도 2는 도 1의 음이온발생 및 전자집진시스템을 적용한 본 발명의 무필터 공기청정기의 개략적인 사시도;

도 3은 도 2의 A-A선을 따라 얻어진 무필터 공기청정기의 개략적인 단면도;

도 4는 전기집진식을 이용한 종래기술의 음이온발생시스템을 나타내는 개략도; 및

도 5는 전자방사식을 이용한 종래기술의 음이온발생시스템을 나타내는 개략도이다.

〈도면의 주요부분에 대한 부호의 설명〉

10, 20 : 제1 및 제2 전원공급부

11 : 평판전극 12 : 음이온발생부(탄소섬유)

100 : 무필터 공기청정기 110 : 본체

120 : 공기흡입구 130 : 수증기발생부

140 : 집진부 150 : 음이온발생부

160 : 팬 170 : 공기배출구

180 : 물공급부 190 : 수분저장부

Claims (7)

1. 제1전원공급부;

   상기 제1전원공급부의 양극과 전기적으로 연결되는 평판전극;

   상기 제1전원공급부의 음극과 전기적으로 연결되는 제2전원공급부; 및

   상기 평판전극과 마주하도록 상기 제2전원공급부의 음극과 전기적으로 연결되는 탄소섬유를 포함하는 것을 특징으로 하는 음이온발생시스템.
2. 일측에 공기유입구가 형성되며 상기 공기유입구와 마주하는 타측에 공기배출구가 형성되는 본체;

   상기 본체의 내부에 상기 공기유입구와 인접하게 배치되며 상기 공기유입구를 통해 유입된 외부공기에 동반된 오염물질을 음으로 대전시키기 위하여 음이온을 발생시키는 음이온발생부;

   상기 음이온발생부와 소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 음으로 대전되는 상기 오염물질을 집진하는 집진부;

   상기 본체의 내부의 소정 위치에 설치되며 상기 음이온발생부 및 상기 집진부에 전압을 공급하기 위한 독립된 2개의 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기.
3. 일측에 공기유입구가 형성되며 상기 공기유입구와 마주하는 타측에 공기배출구가 형성되는 본체;

   상기 본체의 내부에 상기 공기유입구와 인접하게 배치되며 상기 공기유입구를 통해 유입되는 외부공기에 동반된 오염물질을 흡착하기 위하여 수증기를 발생시키는 수증기발생부;

   상기 수증기발생부와 연결되며 상기 수증기발생부로 물을 공급하기 위한 물공급부;

   상기 수증기발생부와 인접하게 배치되며 상기 수증기에 흡착된 오염물질을 음으로 대전시키기 위하여 음이온을 발생시키는 음이온발생부;

   상기 음이온발생부와 소정의 간격을 두고 마주하게 배치되며 음으로 대전되는 상기 오염물질을 흡착한 수증기를 집진하는 집진부; 및

   상기 본체의 내부의 소정 위치에 설치되며 상기 음이온발생부 및 상기 집진부에 전압을 공급하기 위한 독립된 2개의 전원공급부를 포함하는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기.
4. 제3항에 있어서, 상기 무필터 공기청정기는 상기 집진부와 연결되며 상기 집진부의 표면에 응집되는 수증기에 의해 생성되는 수분을 저장하기 위한 수분저장부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기.
5. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 무필터 공기청정기는 강제로 외부공기를 유입하고 내부공기를 배출하기 위하여 상기 공기배출구와 인접하게 배치되는 팬을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기.
6. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 음이온발생부와 상기 집진부는 서로 다른 전원으로부터 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기.
7. 제2항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 집진부는 상기 본체로부터 용이하게 분리할 수 있는 것을 특징으로 하는 무필터 공기청정기.