KR20110059656A

KR20110059656A - 공기 정화 장치

Info

Publication number: KR20110059656A
Application number: KR1020117009216A
Authority: KR
Inventors: 아드르제이 로레스
Original assignee: 카이르 에이비
Priority date: 2008-09-24
Filing date: 2009-09-24
Publication date: 2011-06-02
Also published as: EP2331262A1; JP2012503539A; KR101678237B1; BRPI0919255A2; US8834799B2; CA2737741C; BRPI0919255B1; HK1161173A1; EP2331262A4; CN102164678B; AU2009297151A1; JP5608166B2; US20110171075A1; CN102164678A; EP2331262B1; CA2737741A1; WO2010036176A1

Abstract

본 발명은 실내 공기/실외 공기의 정화를 위한 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 상기 공기 정화 장치는 상기 공기 정화 장치에 진입하는 공기 흐름을 수용하기 위하여 축 방향(C-C)으로 범위를 갖는 공기 흐름 덕트(duct)(11; 111), 공기 흐름 덕트(11; 111)에 배치되는 공기-전달 팬 유닛(13; 113), 고전압원(23)에 접속되고 정화되어야 할 공간에 관통 통과 통로를 구비하며 두 전극 소자들 또는 전극 소자들의 두 그룹들을 포함하는 집전기로서, 각각의 두 전극 소자들 또는 전극 소자들의 두 그룹의 각각은 상기 고전압원(23)의 각각의 극에 접속되는, 집전기(12; 112), 및 공기 흐름 덕트(11; 111)의 하나의 종단에 근접하여 배치되는 단극 코로나 전극(21; 121)을 포함한다. 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 구별되는 특징은 타깃 전극(22; 122)이 코로나 전극(21; 122)로부터 방사형으로 간격을 두고 배치되고, 코로나 전극(21; 121)이 자체에서 생성되는 이온들이 코로나 전극(21; 121)으로부터 타깃 전극(22; 122) 방향으로 자유로이 확산되도록 배치되고, 타깃 전극(22; 122)이 상기 공기 정화 장치에 진입하는 공기 흐름을 둘러싸는 것이다.

Description

공기 정화 장치{AIR CLEANING APPARATUS}

본 발명은 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 특히 여기서 거주 공간들, 사무실들, 산업 구내들 내의 공기를 의미하는 실내 공기의 정화뿐만 아니라 외부 공기의 정화를 위한 장치에 관한 것이다. 더욱 구체적으로, 본 발명은 실내 공기 및/또는 외부 공기를 정화하기 위한 공기 정화 장치에 관한 것으로서, 상기 장치는 장치에 진입하는 공기 흐름을 수용하기 위해 축 방향으로 어느 정도 범위를 갖는 공기 흐름 덕트(duct), 공기 흐름 덕트 내에 배치되는 공기-전달 팬 유닛(fan unit), 고전압원에 접속되고 정화되어야할 공기를 위한 관통 흐름(throughflow) 통로를 구비한 집진기(precipitator) 및 공기 흐름 덕트의 한 종단에 근접하여 배치되는 단극 코로나 전극을 포함하고, 상기 집진기는 두 전극 소자(electrode element)들 또는 전극 소자의 두 그룹들을 포함하고, 각각 두 개 중 각각은 고전압원의 각각의 극(pole)에 접속된다.

이온화 디바이스가 함께 이온화 챔버(chamber)를 구성하는 코로나 전극 및 타깃 전극(target electode)/대향 전극(counter electrode)의 형태를 취하는 2-단 전기 필터들의 형태인 장치들이 공지되어 있다. 흔히 타깃 전극의 벽들에 의해 구성되는 이온화 챔버는 윤곽이 뚜렷한 공간을 기술하고, 이 공가 내에서 공기 입자들의 대전(charge)은 2-단 전기 필터의 일부를 형성하고 집진기로 칭해지는 분리기의 어느 정도 바로 가까이에서 발생한다. 그와 같은 공기 정화 디바이스들, 소위 2단 필터들의 효과는 이온화 챔버의 효과에 정도가 매우 크게 좌우된다. 부유 먼지(airborne dust)의 효과적인 대전을 달성하는 하나의 방법은 코로나 전극을 강력한 코로나 전류로 구동하는 것인데, 이는 또한 결과적으로 바람직하지 않은 강력한 오존 방출을 발생시킨다. 2잔 전기 필터들의 특정한 제조사들, 예를 들어 미국의 Oreck은 이 문제를 처리하기 위해 특수 오존 필터를 이용한다.

효과적으로 대전하지만 오존을 낮게 방출하는 것을 달성하는, 즉 저 코로나 전류에 의한 다른 방법은, 이온화 챔버의 타깃 전극에 의해 윤곽이 형성되는 대전 공간을 통하여 부유 입자들이 자신들의 경로 상으로 집진기까지 통과함으로써 상기 챔버 공간이 공기 흐름 방향으로 큰 범위를 가지는 방식으로 이온화 챔버를 구성하는 것이다. 그러므로 이 영역에서 입자들이 머무는 시간은 상대적으로 길어지게 되고, 이 결과는 대전에 이용 가능한 시간 또한 상대적으로 길다. 미국 5,993,521은 효과적인 대전을 달성하는 이 방식이 구현되는 2-단 전기 필터를 나타낸다.

그러나, 상기 특허에 따른 이온화 챔버 구성, 즉, 이온화 챔버의 물리적 체적에 대한 단점들이 존재하여, 결과적으로 상대적으로 부피가 큰 장치들이 제조된다. 이는 100cm 이상까지의 직경을 갖는 상대적으로 큰 원형 집진기들을 구성할 가능성을 제공하는 미국 6,203,600에서의 예로 설명되는 바와 같이 고-저항 집진기들을 이용하는 경우 특히 민감하다. 그와 같은 원형 집진기에 정합하는 이온화 챔버는 직경 및 길이에 있어서, 관형의 장점으로, 집진기의 직경에 대응하는 공기 흐름 방향으로 측정된다.

최근 수년 동안, 인간의 건강에 대한 실내 환경들 및 이의 영향에 대한 논의는 점차 흡입된 공기 내의 입자들의 존재에 초점을 맞춘다. 본 상황에서, 종래의 환기 시스템들을 보완하기 위한 소위 프리스탠딩(freestanding) 공기 정화기에 대한 관심이 많이 증가하였다. 이는 해로운 오존을 발생시키지 않고 잡음 레벨들이 낮고 에너지 소비가 낮은 부유하는 공해를 현저하게 감소시키기 위해서는 장치들의 능력에 대한 엄격한 요건들을 수반한다. 장치들을 실내 환경들에 적응시키는 것에 관하여, 이들의 크기, 적절한 잠재적인 부지, 및 특히 용이한 정비를 포함하는 요건들이 존재한다.

낮은 오존 생성을 유지하는 미국 6,203,600에 따라 구성되는 원형 대칭 집진기들이 이용되는 경우에, 미국 6,398,852는, 바람직한 실시예들에 기초하여, 공기 흐름 방향으로 공기 정화 장치의 치수들을 감소시키는 물체의 도입하여 표시되는 종류의 디바이스를 제공한다. 상기 디바이스의 유효성은 물론 이온화 챔버 내의 공기 흐름이 머무는 시간 및 코로나 전류에 좌우된다.

매우 낮은 코로나 전류에 의해 부유 먼지의 효과적인 대전을 달성하는 다른 방법은 미국 5,980,614에 기술된다. 상기 발명에 따르면, 단극성 이온 소스(브러시/포인트)의 형태인 코로나 전극은 집진기, 팬, 및 고전압원을 포함하는 디바이스에 가까이 배치되고, 이 코로나 전극이 배치되어서 상기 코로나 전극에서 발생되는 이온들은 코로나 전극으로부터 실질적으로 정화되어야 할 공기 질량을 포함하는 공간으로 자유로이 확산될 수 있게 된다. 그러므로, 상기 디바이스가 위치되는 공간은 큰 이온화 챔버를 구성한다. 상대적인 측면으로, 그러므로 입자들에 대한 머무는 시간은 매우 길고, 이는 매우 낮은 코로나 전극을 이용하는 것을 가능하게 한다. 후자는 1 마이크로암페어보다 작을 수 있고, 비교 측면에서, 이는 매우 낮은 전류이다. 매우 낮은 코로자 방출에 의해 에어로졸 입자들을 효과적으로 대전하도록 하는 방법은 확실히 유효하나, 그와 같은 해법에는 단점들이 존재한다. 먼지 입자들이 상기 룸의 벽들에 스스로 침전될 수 있을 뿐만 아니라, 디바이스 부근에 있는 사람들 또한 전기적으로 대전이 되는데, 이는 내재적으로 위험하지 않지만 불쾌감을 느끼게 한다.

이 상황에서, 소위 2-단 전기 필터들에 의한 정화를 위해 입자들을 효과적으로 대전하기 위한 요건들은 소위 이온화기(ioniser)들에 의해 룸 내의 입자들을 정화하기 위한 요건들과는 분명 상이하다는 점을 주목하는 것이 중요하다. 팬을 구비한 디바이스에 대한 그리고 집진기에 대한 입자 대전의 효과, 즉, 2-단 전기 필터의 효과는 그와 같은 디바이스를 통하는 공기 흐름의 속도와 정합할 필요가 있는데, 왜냐하면 만일 정합하지 않으면, 단진 전기적으로 대전된 입자들(에어로졸들)이 집진기에서 분리될 수 있기 때문에, 공기 정화 능력이 낮아질 것이기 때문이다. 이온화 기 케이싱(casing)에 배치되는 입자-유인(particle-attracting) 전극을 구비하거나 구비하지 않은 이온화기에 의한 입자들의 대전 및 정화는 어떠한 그와 같은 요건들을 수반하지 않는다. 그와 같은 디바이스들은 코로라 전극으로부터의 이온 구름(ion cloud)이 디바이스가 위치되어 있는 공간 내에서 자유로이 확산될 수 있도록 크기가 정해진다.

본 발명의 제 1 목적은 극히 낮은, 더 구체적으로 단극 코로나 전극(브러시/포인트)을 구비한 디바이스들에서 이용 가능한 코로나 전극의 레벨들에 대응하는 코로나 전류 및 실내에서의 자유 이온 이동을 이용함으로써 부유 먼지(에어로졸들)의 효과적인 분리를 달성하는 서론에서 정의된 종류의 2-단 전기 필터를 제안하는 것이고, 예를 들어 미국 5,980,614를 참조하라.

본 발명의 부가적인 목적은 공기 흐름 방향으로의 전기 필터의 범위를 최소화하는 것이다.

본 발명의 적어도 제 1 목적은 아래에서 서술되는 독립 청구항 제 1 항에 나타나는 특징들이 제공되는 디바이스에 의해 달성된다. 본 발명의 바람직한 실시예들은 종속 청구항들에서 정의된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 의해, 공기 정화 능력이 개선된 공기 정화 장치가 제공된다.

본 발명의 바람직한 실시예들은 첨부된 도면들을 참조하여 후술된다:
도 1은 본 발명에 따른 전기 필터의 제 1 실시예의 개략적이고 부분적인 분해도를 도시한 도면; 및
도 2는 본 발명에 따른 전기 필터의 대안의 실시예의 구성 부분들의 개략적인 분해도.

도 1에 도시된 공기 정화 장치는 바람직하게도 또한 공기 흐름 덕트 역할을 하는 원형 실린더 케이싱(11)을 포함하는 2-단 전기 필터의 형태를 취한다. 도 1에서의 축(C-C)은 전기 필터의 축 방향을 규정하고 또한 중심선을 구성한다. 전기 필터는 또한, 케이싱(11) 내에 배치되어 신속하고 교환 가능하고 바람직하게는 원형 실린더인 정전기 집진기(12), 및 공기를 상기 디바이스를 통해 전달하는 역할을 하는 팬/팬 유닛(13) 형태의 공기-전달 디바이스를 포함한다. 집진기(12)는 미국 6,203,600에 따라 구성되고, 여기서 집진기(12)는 실린더형이고 고저항 재료로 구성된다. 미국 6,203,600은 또한 관련 종류의 집진기가 고전압원에 접속되는 방법을 기술하므로, 상기 명세서는 후술되는 집진기(12)의 고전압원(23)으로의 접속에 관해 언급될 것이다.

전기 필터는 또한 흡입 그릴(inlet grille)(15)을 포함하고, 흡입 그릴은 조대 기계적 필터(coarse mechanical filter)와 같이 동작하도록, 즉, 공기 중의 큰 입자들이 흡입 그릴(15) 내에 포획되도록 그렇게 구성된다. 흡입 그릴(15)은 절연 재료, 바람직하게는 플라스틱으로 제조되고, 공기 흐름을 통과시킨다.

축 방향 범위를 갖는 단극성 코로나 전극은 공기 흐름을 통과시키는 흡입 그립(15)의 부분의 중심에 탄소 섬유 브러시(brush) 형태로 배치된다. 코로나 전극(21)에 대해 대칭하는 원형의 대향 전극/타깃 전극(22)은 흡입 그릴(15)의 주변의 영역에 링의 형태로 코로나 전극과 방사형 간격을 두고 배치된다. 도 1은 코로나 전극(21)이 고전압원(23)의 음의 제 1 전극에 접속되고 타깃 전극(22)이 고전압원(23)의 제 2 전극에 접속되는 방식을 개략적으로 도시하며, 여기서 제 2 전극은 전기적으로 접지되어 있다.

그러므로 도 1에서 화살표(P)로 표시되는, 팬(13)에 의해 발생되는 공기 흐름은 전기 필터의 흡입 그릴(15)을 통과하고, 팬(13)을 지나, 집진기(12)를 통과한다.

실험 테스트는, 심지어 1 마이크로암페어보다 더 작은, 매우 작은 코로나 전극이 입자들(에어로졸들)의 효과적인 대전들 달성하는데, 즉 하향하는 집진기(12)에서 입자들의 고도의 분리를 달성하는데 충분하다는 것을 밝혀내었다. 이 장치에서의 놀라운 점은 고로나 전극(21)에서 발생되는 코로나 전류(이온 구름의 형태로)의 대부분이 미국 5,980,614에 다른 디바이스의 경우에서처럼 디바이스가 위치되어 있는 룸 내에 이동하는 대신, 타깃 전극에 도달한다는 점이다. 코로나 전류의 크기(일 마이크로 암페어의 일부분인)가 미국 5,980,614에 따른 값들에 대응하므로, 이는 입자들의 대전이 디바이스의 흡입 에어리어(inlet area)의 부근에서 발생하는 것과 미국 5,980,614에 따른 공간으로의 이온들의 자유 이동이 입자들의 대전에 실질적으로 주목할만한 효과를 가지지 않는 것을 보장하는데 여전히 완전히 충분하다는 것을 의미한다.

매우 낮은 코로나 전류와 결합하는 매우 높은 분리 효과들은 코로나 전극(21)으로부터의 이온 구름이, 전기 필터의 흡입 에어리어로부터 멀어지게, 즉, 공기 흐름과 반대 방향으로 일정하게 팽창하여, 흡입구를 통과하여 전기 필터로 들어가는 공기 흐름 내의 입자들이 전기 대전을 획득하는데 충분한 체류 시간을 가지는 것을 나타낸다. 실험 테스트는 코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22) 사이의 이온 구름의 확장의 대부분이 타깃 전극(22)이 규정하는 평면으로부터 수직으로 밖으로 공기 흐름 방향(P)과 반대 방향으로 발생하는 것을 밝혀냈다. 공기 흐름 방향(P)의 반대 방향으로의 이온 구름은 기껏해야 코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22) 사이의 방사형 간격에 대응하는 거리에 도달한다. 코로나 전극(21)으로부터의 이온 구름의 확장은 또한 타깃 전극(22)의 전압을 선택함으로써 용이하게 조정될 수 있다.

타깃 전극(22)이 고전압원의 하나의 극에 접속되고 접지 전위에 대한 극의 극성이 코로나 전극의 전압과 반대인 경우, 코로나 전극(21)으로부터 타깃 전극(22)으로의 이온 구름의 확산이 감소한다. 그 이유는, 매우 낮은 코로나 전류와 함께하는 전극들(21 및 22)의 그와 같은 여자화(energisation) 시에, 룸의 표면들은 정전 차폐 전극들 또는 반사기 전극들 역할을 할 것이고, 즉, 코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22) 사이에서 발생되는 이온 그룹이 타깃 전극(22)에 대한 룸의 전기 상태에 의해, 룸의 표면으로 이동하는 것이 방지될 것이기 때문이다. 그러므로 코로나 전극(21)으로부터의 이온 구름의 팽창은, 또한 공기 흐름의 이온 구름을 통과하는 것에 대한 체류 시간으로 조정될 수 있다.

낮거나 무시할만한 오존 발생, 따라서 코로나 전류의 지수적으로 낮아지는 레벨들에 대한 계속 증가하는 요건들은, 코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22) 사이의 정전기 필드가 코로나 전류의 일부를 다른 전도성 및 통전(energized) 부분들로 인도함으로써 오존 발생을 증가시킬 디바이스의 상기 전도성 및 통전 부분들에 의해 분배되지 않도록 하는 효과가 있다. 그와 같은 부분들은, 특히 그것이 특히 팬(13)의 상부, 따라서 코로나 전극(21)에 가장 가까이 위치되는 경우, 집전기(12)를 포함할 수 있다. 팬(13)의 블레이드(blade)들, 이의 모터 및 이의 프레임은 도한 그것들이 전도성 재료로 제조되는 경우 그와 같은 부분들일 수 있다. 이 현상을 방지하기 위해, 도 1에서 예로 도시된 팬(13)의 블레이드들 및 임의의 프레임은 플라스틱으로 제조된다.

집전기(12)가 전기 필터의 흡입 애퍼처(aperture) 근처에 위치되는 경우, 집전기(12)는 예를 들어 폼 플라스틱(foam plastic) 유형 등의 전기 절연 재료의 표면에 의해 코로나 전류의 일부를 수신하는 것으로부터 보호될 수 있고, 상기 표면은 자신을 통과하여 흐르는 공기를 가질 수 있다.

도 1에 도시된 실시예에서, 타깃 전극(22)은 흡입 그릴(15)에 근접하게 배치되는 무선 링(wire ring)의 형태를 취한다. 물론 타깃 전극의 다른 실시예들이 이용될 수 있는데, 예를 들어, 이것들은 공기 흐름 방향 또는 방사 방향으로 일정한 범위를 가질 수 있다. 그러나, 타깃 전극(22)은 정화되어야 하는 전체의 공기 흐름을 실질적으로 둘러/에워싸야만 하고, 타깃 전극(22)은 코로나 전극(21)의 위치 및 여자화가 제공되므로 실질적으로 원형이고 코로나 전극(21)에 대해 대칭인 필드(정전기 필드)에 관한 것임이 중요하다. 이는 발생되는 이온 구름이 코로나 전극(21)의 위치로부터 방사형으로 보이는 것과 유사할 수 있음을 의미한다.

큰 직경을 가지며 닐(nil)과 구별되는 전압들을 적용하도록 적응되는 타깃 전극들(22)에 관해서, 타깃 전극(22)을 서로 전기적으로 절연되고 각각 별개의 고-저항 저항기들을 통해 고전압원에 접속되는 복수의 부분들로 분할하는 것이 실제적일 수 있다. 이는 타깃 전극(22) 내에 저장되는 용량성 에너지, 따라서 가능한 단락 회로 또는 터치(touch) 시에 발생하는 방출 에너지를 감소시킬 것이다. 이런 이유로 인해, 본 발명에 따른 타깃 전극(22)은 유리하게 소산(dissipative) 또는 반-전도성 재료로 제조될 수 있거나 상기 타깃 전극(22)에는 소산 또는 반-전도성 재료의 코팅(coating)이 제공될 수 있다.

본 발명은 원형 집진기들로 제한되지 않는다. 다른 형상의 집진기가 이용될 수 있으나, 중요한 것은 코로나 전극(21) 주위의 정전기 필드가 원형으로 대칭되느냐는 점(이는 단극성 코로나 전극(21) 및 원형 대칭 타깃 전극(22)에 의해 용이하게 달성될 수 있다), 그리고 코로나 전극(21) 둘레에서 발생되는 이온 구름이 전기 필터의 흡입 에어리어의 부근에서 공간을 자유로이 채울 수 있느냐는 점이다. 그러므로, 특징들이 청구항들 내에 표시되어 있는 본 발명에 따른 2-단 전기 필터는 이온화 전극/코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22) 이 둘 모두를 갖고, 이의 컴포넌트들은 반대 흐름 방향으로의 임의의 물리적 제약 없이 이온화 챔버를 구성하는 것으로 간주될 수 있다. 즉, 전기 필터의 이온화 챔버의 물리적 치수들은 원형의 타깃 전극(22) 및 코로나 전극(21)에 의해 규정되는 "디스크-형" 이온화 챔버보다는 다수 배 더 크다.

전기 필터는 또한 이온 구름이 어는 정도로 확장되는 것이 실패하여 타깃 전극(22)에 도달하지 않거나 대신에 전기 필터의 다른 전도성 및 통전 부분들에 도달하는 경우 또한 작동하는 것을 주목해야 한다. 그러나, 이는 코로나 전류가 더 높아지는, 즉, 전기 필터의 효율, 즉 자체의 입자 분리 효율을 개선시키지 않고 오존을 더 많이 방출하는 대가를 치를 것이다.

도 1에 도시된 흡입 그릴(15)은 본 발명의 필요한 부분은 아니다. 단극성 코로라 전극(21)은 공기 흐름 덕트로의 흡입구에 있는 타깃 전극(22)의 대칭 축에 실질적으로 위치될 수 있고 예를 들어 집진기(12)의 덕트를 통과하는 공기 흐름 방향에서 관찰되는 바와 같이 따를 수 있다. 코로나 전극(21)은 축 방향으로 지향되고 덕트를 통과하는 공기 흐름과는 반대 방향, 즉, 주변부 방향으로 향하는 것이 필수적이다. 흡입 그릴(15)이 없는 경우, 집진기(12)는 예를 들어 코로나 전극(21) 및 집진기(12) 사이의 전기적 절연 면에 의해, 코로나 전극(21)에 대해 스크리닝(screening)되는 것이 중요하다.

실험 테스트는 그것이 가장 많은 코로라 전류를 수용하는 코로나 전극(21)에 가장 가까이 위치된 타깃 전극(22)의 일부임을 밝혔다. 그러므로 타깃 전극(22)의 특정한 형상은 그것이 코로나 전극(21)을 향하여 대면하는 원형으로 대칭인 부분뿐만 아니라 코로나 전극(21)으로부터 더 멀리 팽창되는 다른 부분들을 포함하는 경우 크게 중요하지 않다.

물론 코로나 전극으로 탄소 섬유 브러시(21)를 이용하는 것이 필수는 아니다. 단극성의 작은 코로나의 포인트 또는 다른 공지되어 있는 형태가 또한 이용될 수 있다. 반대 극성, 즉, 타깃 전극(22)에 대한 양의 코로나 및 음의 전압이 또한 적용 가능할 수 있다.

개방 이온화 챔버 및 타깃 전극(22) 방향으로의 이온 구름의 확장은, 코로나 전극(21)으로부터 타깃 전극(22)으로 보이는 바와 같이, 정전기 대전의 위험성이 있는 거의 반구형의 영역(체류 공간)을 생성한다. 이는 위험하지 않지만, 불쾌한 느낌을 준다. 본 발명은 이 위험성을 현저하게 감소하는 것을 가능하게 한다. 이 가능성은 대단하게도 매우 낮은 코로나 전류에 의해 제공된다. 이는 고전압원의 극들 및 고로나 전극(21) 및/또는 타깃 전극(22)으로의 접속부 사이에 위치되는 매우 높은 저항들(R)에 의해 달성된다. 도 1에서, 단지 하나의 저항기(R)가 고전압원(H) 및 코로나 전극(21) 사이에 배치된다.

실험 테스트들은 심지어 단지 약 1 기가 옴(Gohm)의 저항(R)으로 현저한 효과가 달성될 수 있음을 밝혔으나, 저항값은 바람직하게는 2 Gohm보다는 더 클 수 있다. 저항값이 더 클수록, 신체의 임의의 부분, 예를 들어 손들이 정전기 대전의 위험성 없이 코로나 전극(21)의 부근에 계속 있을 수 있는 시간이 더 길어진다. 이는 편안함의 관점에서 매우 중요하고 실제로 단지 일 마이크로 암페어의 일부분을 나타내는 코로나 전류들에서 가능하다. 예를 들어, 코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22)이 상호 15cm의 방사형 간격을 두고 위치되는 경우, 상기 코로나 전극(21) 및 타깃 전극(22) 사이의 약 7 내지 8 kV 전압 강하에 대비해볼 때, 0.1 마이크로 암페어 × 10 Gohm 저항의 코로나 전류는 결과적으로 단지 1 kV만의 전압 강하를 발생시키는 점이 언급될 수 있다. 즉, 상기 목적을 위한 고전압 유닛을 설계하는 데 있어 고려되어야만 하는 보호 저항기(10 Gohm)에 걸친 전압 증가는 보호 저항기에 걸친 각각의 전압 강하의 단지 약 10%이다. 충분한 입자 대전을 위해 필요한 코라나 전류는 약 3 마이코로암페어(이 또한 본 맥락에서 상당히 작다)이어야만 하는 경우, 보호 저항기(R)에 걸친 전압 강하는 30kV를 나타낼 수 있고, 이는 제조 비용 및 다른 전기적 동작 파라미터들에 대해 불합리하게 클 것이다.

도 2에 도시된 본 발명에 따른 공기 정화 장치의 대안의 실시예가 바람직하게 원형인 실린더형 케이싱(111)을 포함하고, 이 케이싱(111)의 축 방향은 축(C-C)으로 표시되고, 상기 축은 또한 케이싱(111)의 중심선을 구성한다. 케이싱(111)은 공기 흐름 덕트 역할을 한다. 케이싱(111)은 미국 6,203,600에서의 내용에 따라 구성되는 집전기(112)를 수용하고, 이로 인해, 집전기(112)는 실린더형이고 고-저항 재료로 구성된다. 단극성 코로나 전극(121)은 집전기(112)에 통합되고, 브러시의 형태를 취하고, 집전기(112)의 중심에 위치된다. 코로나 전극(121)은 공기 정화 장치를 통하는 공기 흐름 방향과 반대 방향으로 범위를 갖고, 이 공기 흐름 방향은 도 2에서 P로 지정된다.

케이싱(111)은 또한, 케이싱(111)의 공기 흡기(intake) 애퍼처에 꼭 맞는 링의 형태로 타깃 전극(122)을 수용한다.

전기적 절연 재료로 제조되는 흡입 그릴/조대 기계적 필터(115)는 케이싱(111)의 축 방향(C-C)에서 보이는 바와 같이, 타깃 전극(122) 및 집전기(112) 사이에 배치된다. 흡입 그릴/조대 필터(115)는 집진기(112) 및 타깃 전극(122)에 대한 적응을 위해 실린더형 원주를 갖는다.

집진기(112), 조대 필더(115), 및 타깃 전극(122)의 직경들은 크기가 동일하다. 타깃 전극(122)으로부터 벗어나서 배향하는 케이싱(111)의 종단의 영역에서, 케이싱(111)에는 애퍼처들(130)이 제공되고, 이 기능은 후술된다.

케이싱(111) 및 이의 컴포넌트들(112, 115, 121, 122)은 단 한 번 사용하도록 의도된, 즉, 케이싱(111) 및 이의 컴포넌트들(112, 115, 121, 122)에 의해 구성되는 유닛은 이용자가 그렇게 하려는 원인을 발견할 때, 예를 들어 컴포넌트들이 오염되어 정화가 더 이상 지각되는 것으로 고려되지 않을 때 대체된다.

대안의 실시예에 따른 공기 정화 장치는 또한 애퍼처들(130)과 공동 동작하도록 적응되는 후크형(hooklike) 맞물림 수단(132)을 구비한 베이스 요소(131)를 포함하는 영구적 부분을 포함하는, 즉, 후크형 맞물림 수단(132) 및 애퍼처들(130)은 케이싱(111) 및 베이스 요소(1310 사이에 해제 가능 연결을 구성한다. 중심선(C-C)은 또한 영구적 부분을 위한 중심선을 구성하고 또한 영구적 부분의 축 방향을 규정한다.

영구적 부분은 베이스 요소(131)에서 리세스(recess)된 팬 유닛(113)을 포함하는, 즉 팬 유닛(113)은 베이스 요소(131)에서 자신의 축 방향(C-C)으로 일정 정도로 납작(countersunk)하다. 팬 유닛(113)은 팬 유닛(113)의 일부를 형성하는 보호 케이지(134)에 의해 둘러싸인 팬 블레이드(133)를 포함한다. 팬 유닛(113)은 또한 팬에 대한 전력원을 포함하는 전기 컴포넌트(135), 및 코로나 전극(121) 및 타깃 전극 사이에서 코로나 전류를 발생시키는 고전압 유닛을 포함한다. 고전압 유닛은 영구적 부분의 베이스 요소(131)가 케이싱(11)과 함께 조립될 때 코로나 전극(121) 및 타깃 전극(122)에 접속된다.

다양한 부분들의 재료들에 있어서, 상기 부분들 각각에 관하여 상기에 진술되었던 것을 참조한다. 또한, 도 2에서 화살표(P)에 의해 심볼화된 들어오는 공기의 이온화에 있어서, 코로나 전류에 관하여 그리고 이온화 동안 형성되는 이온 구름들의 팽창에 관하여 상기에 진술되었던 것을 참조한다.

21, 121 : 코로나 전극 22; 122 : 타깃 전극
23 : 고전압원 13 : 팬

Claims

실내 공기/실외 공기의 정화를 위한 공기 정화 장치로서, 상기 공기 정화 장치는 상기 공기 정화 장치에 진입하는 공기 흐름을 수용하기 위하여 축 방향(C-C)으로 범위를 갖는 공기 흐름 덕트(duct)(11; 111), 공기 흐름 덕트(11; 111)에 배치되는 공기-전달 팬 유닛(13; 113), 고전압원(23)에 접속되고 정화되어야 할 공간에 관통 통과 통로를 구비하며 두 전극 소자들 또는 전극 소자들의 두 그룹들을 포함하는 집전기로서, 상기 각각의 두 전극 소자들 또는 전극 소자들의 두 그룹의 각각은 상기 고전압원(23)의 각각의 극에 접속되는, 집전기(12; 112), 및 상기 공기 흐름 덕트(11; 111)의 하나의 종단에 근접하여 배치되는 단극 코로나 전극(21; 121)을 포함하는 공기 정화 장치에 있어서, 타깃 전극(target eletrode)(22; 122)은 상기 코로나 전극(21; 122)으로부터 방사형으로 간격을 두고 배치되고, 상기 코로나 전극(21; 121)은 자체에서 생성되는 이온들이 상기 코로나 전극(21; 121)으로부터 상기 타깃 전극(22; 122) 방향으로 자유로이 확산되도록 배치되고, 상기 타깃 전극(22; 122)은 상기 공기 정화 장치에 진입하는 공기 흐름을 둘러싸는 공기 정화 장치.
제 1 항에 있어서,
상기 코로나 전극(21; 121)은 상기 공기 흐름 덕트(11; 111)의 하나의 종단의 영역 내에서 상기 공기 흐름 덕트(11; 111) 내에서 중심에 배치되고, 상기 타깃 전극(22; 122)은 상기 공기 흐름 덕트(11; 111)의 동일한 종단에 근접하여 배치되고, 상기 타깃 전극(22; 122)은 상기 코로나 전극(21; 121)으로부터 방사형으로 이격되어 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
상기 타깃 전극(22; 122)은 상기 코로나 전극(21; 121)으로부터 일정한 방사형 거리를 두고 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
흡입 그릴(grille)/조대(coarse) 필터(15; 115)는 상기 공기 흐름 덕트(11; 111)의 축 방향으로 상기 집진기(12; 112) 및 상기 타깃 전극(22; 122) 사이에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코로나 전극(21; 121)은 상기 고전압원(23) 중 하나의 극에 전기적으로 접속되고, 사기 타깃 전극(22; 122)은 상기 고전압원(23)의 다른 전극에 접속되고, 접지 전위에 대한 상기 코로나 전극(21; 121)의 극성은 접지 전위에 대한 상기 타깃 전극(22; 122)의 극성과 반대인 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 코로나 전극(21; 121) 또는 상기 타깃 전극(22; 122), 또는 상기 전극들(21, 22; 121, 122)의 양 전극 모두는 1 기가 옴(Gohm)보다 더 큰, 바람직하게는 2 Gohm보다 더 큰 저항을 갖는 고-저항 저항기들(R)을 통해 상기 고전압원(23)에 접속되는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 1 항 내지 제 6 항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 공기 정화 장치는 영구적 부분 및 상호 교환 가능 부분(111)을 포함하고, 상기 영구 부는 팬 유닛(113) 및 고전압 유닛을 포함하고, 상기 교환 가능 부분(111)은 집전기(112), 코로나 전극(121) 및 타깃 전극(122)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.
제 7 항에 있어서,
상기 영구적 부분은 베이스 요소(131)를 포함하고, 상기 베이스 요소(131) 및 상기 상호 교환 가능 부분(131)은 상호 동작 맞물림 수단(130, 132)을 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 정화 장치.