KR20110095329A - 집진장치 - Google Patents

Abstract

제 1 전극(40)의 돌기부(42)는 제 1 전극(40)의 복수의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 이어지는 장판형으로 형성되며, 제 2 전극(50)의 격자구멍(56)은 제 1 전극(40)의 돌기부(42)와 서로 대응하도록 이어지는 긴 구멍 형상으로 형성되고, 제 2 전극(50)의 돌기부(52)가, 제 2 전극(50) 각 격자구멍(56)의 긴 변측 테두리부(54a)에서, 제 1 전극(40)의 격자구멍(46)과 서로 대응하도록 길이방향으로 나열 배치된다.

Description

집진장치{DUST COLLECTING DEVICE}

본 발명은, 전극간에 전계를 형성하여, 피처리공기 중의 먼지를 전극의 집진면에 포집하는 집진장치에 관한 것으로, 특히 집진 효율의 향상대책에 관한 것이다.

종래, 피처리공기 중의 먼지를 포집하는 집진장치가 알려져 있다. 이러한 종류의 집진장치로서, 특허문헌 1에는 격자형인 2개의 전극을 이용한 집진장치가 개시되어 있다.

이 집진장치는 제 1 전극, 제 2 전극, 및 양 전극에 전압을 인가하는 전원을 구비한다. 제 1 전극과 제 2 전극은 대략 마찬가지의 구조를 갖는다. 구체적으로 이들 전극은, 격자구조의 베이스부와, 이 베이스부로부터 격자구멍의 축방향으로 돌출되는 돌기부를 갖는다. 돌기부는 각 격자구멍의 측연부에 형성된다. 즉, 이들 전극에서는 하나의 격자구멍 측연부에 대하여 하나의 돌기부가 대응하도록 형성된다. 집진장치에서는, 제 1 전극의 돌기부가 제 2 전극의 격자구멍으로 삽입되고 또 제 2 전극의 돌기부가 제 1 전극의 격자구멍으로 삽입되도록, 양자의 전극이 대향 배치된다.

양자의 전극에 전압이 인가되면, 제 1 전극과 제 2 전극 사이에 전계가 형성되어, 제 1 전극의 표면에 피처리공기 중의 먼지를 포집하는 집진면이 형성된다. 구체적으로는, 제 1 전극의 격자구멍 내주면과 제 2 전극의 돌기부 사이에 전계가 형성됨으로써, 상기 제 1 전극의 격자구멍 내주면에 집진면이 형성된다. 또 제 1 전극의 돌기부와 제 2 전극의 격자구멍 내주면 사이에 전계가 형성됨으로써, 상기 제 1 전극의 돌기부 외주면에 집진면이 형성된다. 피처리공기 중의 먼지는 이들 집진면으로 유인되어 포집된다. 그 결과, 피처리공기의 청정화가 도모된다.

[선행기술문헌]

[특허문헌]

특허문헌 1 : 일본 특허공개 2008-18425호 공보

상기와 같이, 특허문헌 1에 개시된 집진장치에서는, 베이스부 및 돌기부를 갖는 2개의 전극을 서로 대향 배치함으로써, 제 1 전극의 격자구멍 내주면과 제 1 전극의 돌기부 외주면의 쌍방에 집진면을 형성하였다. 그러나 이 구조에서는, 제 1 전극의 격자구멍 내주면에 비해, 제 1 전극의 돌기부 외주면 면적이 비교적 작게 되어 버린다. 왜냐하면, 제 1 전극의 돌기부는, 제 1 전극의 격자구멍과 대략 같은 안지름인 제 2 전극의 격자구멍으로 삽입되기 때문이다. 따라서 제 1 전극 돌기부의 외주면 면적을 더 증대시킬 수 있으면 집진 면적도 더 확대되며, 나아가 집진 효율의 향상을 도모할 수 있다.

본 발명은 이러한 점에 감안하여 이루어진 것으로, 그 목적은 소형이며 집진 면적이 큰 집진장치를 제안하는 데 있다.

제 1 발명은, 격자구조의 베이스부(41, 51)와, 이 베이스부(41, 51)로부터 격자구멍(46, 56)의 축방향으로 돌출하는 복수의 돌기부(42, 52)를 각각 갖는 제 1 및 제 2 전극(40, 50)을 구비하며, 제 1 전극(40)의 각 돌기부(42)가 제 2 전극(50)의 각 격자구멍(56)으로 삽입되고 또 제 2 전극(50)의 각 돌기부(52)가 제 1 전극(40)의 각 격자구멍(46)으로 삽입되도록 양 전극(40, 50)이 대향 배치됨과 더불어, 상기 제 1 전극(40) 표면에 피처리공기 중의 먼지를 포집하는 집진면을 형성하도록 구성된 집진장치를 대상으로 한다. 그리고 이 집진장치에서, 상기 제 1 전극(40)의 돌기부(42)는, 이 제 1 전극(40)의 서로 인접하는 복수의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 이어지는 장판형으로 형성되며, 상기 제 2 전극(50)의 격자구멍(56)은, 상기 제 1 전극(40)의 돌기부(42)와 서로 대응하도록 이어지는 긴 구멍 형상으로 형성되고, 상기 제 2 전극(50) 격자구멍(56)의 긴변측 테두리부(54a)에서는, 이 제 2 전극(50)의 돌기부(52)가 상기 제 1 전극(40)의 각 격자구멍(46)에 각각 서로 대응하도록, 길이방향으로 병렬 배치되는 것을 특징으로 한다.

제 1 발명에서는, 제 1 전극(40) 및 제 2 전극(50)이 각각 베이스부(41, 51)와 돌기부(42, 52)를 갖는다. 제 1 전극(40) 베이스부(41)의 격자구멍(46)에는 제 2 전극(50)의 돌기부(52)가 삽입된다. 또 제 2 전극(50) 베이스부(51)의 격자구멍(56)에는 제 1 전극(40)의 돌기부(42)가 삽입된다. 그리고 집진장치에서는 제 1 전극(40) 돌기부(42)의 외주면이나, 제 1 전극 격자구멍(46)의 내주면에 집진면이 형성되며, 이 집진면에 피처리공기 중의 먼지가 포집된다.

본 발명에서는 제 1 전극(40)의 돌기부(42)가, 제 1 전극(40)의 서로 인접하는 2개 이상의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 이어지는 장판형으로 형성된다. 즉, 개시예의 집진장치에서는, 제 1 전극(40)에서, 1개의 돌기부에 대해 1개의 격자구멍이 대응하나, 본 발명에서는, 복수의 서로 인접하는 격자구멍에 대해 1개의 돌기부가 대응하도록, 돌기부가 복수의 격자구멍에 걸쳐지도록 형성된다. 한편, 제 2 전극(50)에서는, 이 장판형의 제 1 전극(40) 돌기부(42)와 서로 대응하도록 격자구멍(56)도 긴 구멍 형상으로 형성된다. 이로써 제 1 전극(40)의 돌기부(42)를 개시예의 것보다 길게 형성할 수 있다. 그 결과, 제 1 전극(40) 돌기부(42)의 외주면 면적을, 개시예의 돌기부 외주면 면적보다 크게 할 수 있다.

또 제 2 전극(50)에서는, 1개의 긴 구멍 형상 격자구멍(56)의 긴변측 테두리부(54a)에 복수의 돌기부(52)가 길이방향으로 병렬 배치된다. 그리고 제 2 전극(50)의 이들 각 돌기부(52)가 제 1 전극의 각 격자구멍(46)으로 삽입된다. 이로써 제 1 전극(40)의 격자구멍(46) 내주면 면적을 개시예의 격자구멍 내주면 면적과 동일하게 할 수 있다.

이상과 같이 제 1 발명에서는, 개시예의 집진장치와 비교하여, 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 내주면 면적을 그대로 유지하면서, 제 1 전극(40) 돌기부(42)의 외주면 면적을 크게 할 수 있다.

제 2 발명은, 제 1 발명에 있어서 상기 제 1 전극(40)의 돌기부(42)는, 이 제 1 전극(40)의 서로 인접하는 3개 이상의 격자구멍(46)에 걸쳐지는 장판형으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

제 2 발명에서는, 제 1 전극(40)의 돌기부(42)가, 서로 인접하는 3개 이상의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 형성되며, 이와 같은 장판형의 돌기부(42)와 서로 대응하도록 제 2 전극(50)의 격자구멍(56)이 긴 구멍 형상으로 형성된다. 이로써, 제 1 전극(40) 돌기부(42)의 외주면 면적을 개시예의 돌기부 외주면 면적보다 크게 할 수 있다.

제 3 발명은, 제 1 또는 제 2 발명에 있어서, 상기 제 1 전극(40) 및 제 2 전극(50)은, 상기 제 2 전극(50) 각 격자구멍(56)의 테두리부(54a) 중 짧은 변측이 되는 각 제 1 구획부(55)가, 상기 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 테두리부 중 이 제 1 구획부(55)와 평행인 제 2 구획부(45)와 격자구멍(46, 56)의 축방향에서 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 한다.

제 3 발명에서는, 제 2 전극(50) 격자구멍(56)의 테두리부(54a) 중 짧은 변측의 각 제 1 구획부(55)가, 제 1 전극(40)의 제 2 구획부(45)와 격자구멍(46, 56)의 축방향에서 중첩되도록 배치된다. 가령 각 제 1 구획부(55)가 제 2 구획부(45)와 축방향으로 중첩되지 않고 어긋나 버리면, 각 격자구멍(46, 56)을 통과하는 공기의 유로저항(통풍저항)이 커져 버린다. 이에 반해, 본 발명에서는 각 제 1 구획부(55)가, 제 2 구획부(45)와 격자구멍(46, 56)의 축방향으로 중첩되므로, 각 격자구멍(46, 56)을 통과하는 공기의 유로저항(통풍저항)이 필요 최소한으로 억제된다.

제 4 발명은, 제 1 내지 제 3 발명에 있어서 상기 제 2 전극(50)은, 도전성의 수지재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제 4 발명에서는 제 2 전극(50)이 도전성의 수지재료로 구성된다. 여기서, 수지재료로 이루어진 제 2 전극(50)에서는, 전술한 바와 같이 격자구멍(56)이 긴 구멍 형상으로 형성되므로, 제 1 전극(40)에 비해, 격자구멍(56)의 구획부 매수가 적게 된다. 이로써, 제 2 전극(50)을 제조하기 위해 필요한 수지재료의 원료가 적게 된다.

제 5 발명은, 제 1 내지 제 4 발명 중 어느 하나에 있어서 상기 제 1 전극(40)은 금속재료로 구성되는 것을 특징으로 한다.

제 5 발명에서는 제 1 전극(40)이 금속재료로 구성된다. 여기서, 금속재료로 이루어지는 제 1 전극(40)에서는, 전술한 바와 같이 돌기부(42)가 장판형으로 형성되므로, 제 2 전극(50)에 비해, 돌기부(42)의 수가 적게 된다. 이로써, 제 1 전극(40)을 제조하기 위한 가공이 용이해진다.

제 6 발명은, 제 1 내지 제 5 발명 중 어느 하나에 있어서, 상기 제 1 전극(40)의 베이스부(41)는 제 2 전극(50)의 베이스부(51)보다 상기 피처리공기 흐름의 상류측에 배치되는 것을 특징으로 한다.

제 6 발명에서는 제 1 전극(40)의 베이스부(41)가 제 1 전극(40)의 돌기부(42)보다 상류측에 배치된다. 여기서 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 내주면(집진면) 면적은, 제 1 전극(40) 돌기부의 외주면(집진면) 면적보다 커지기 쉽다. 또 집진장치에서는 피처리공기 중의 먼지가 하류측으로 진행됨에 따라 적어져 간다. 따라서, 본 발명에서는 피러치공기 중의 다량의 먼지를 제 1 전극(40)의 베이스부(41)에서 효율적으로 제거하고, 베이스부(41)에서 포집할 수 없었던 소량의 먼지를 제 1 전극(40)의 돌기부(42)에서 효율적으로 제거할 수 있다.

제 7 발명은, 제 1 내지 제 6 발명 중 어느 하나에 있어서 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비(aspect ratio)가 4 이하인 것을 특징으로 한다.

제 7 발명에서는, 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비가 4 이하로 설정된다. 이로써, 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비가 4보다 큰 경우보다, 동일 크기의 베이스부에서의 집진면적을 넓게 얻을 수 있다.

본 발명에서는, 제 1 전극(40)의 돌기부(42)를 이 제 1 전극(40)의 복수의 격자구멍(46)에 걸쳐지는 장판형으로 형성하고, 이 돌기부(42)와 서로 대응하도록 제 2 전극(50)의 격자구명(56)을 긴 구멍 형상으로 형성하므로, 제 1 전극(40)의 외주면 면적이 커진다. 더욱이 제 2 전극(50)의 격자구명(56)에는 복수의 돌기부(52)를 병렬 배치하며, 이들의 돌기부(52)를 제 1 전극(40)의 각 격자구멍(46)으로 삽입하므로, 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 내주면 면적도 비교적 커진다. 그 결과, 본 발명에 의하면 제 1 전극(40)에서의 집진면 면적을, 개시예의 것보다 크게 할 수 있다. 따라서 비교적 소형이며 또 집진효율이 높은 집진장치를 제공할 수 있다.

또 제 1 전극(40)에서는, 개시예의 것보다 돌기부(42)의 수량을 줄일 수 있어, 제조원가를 저감시킬 수 있다. 또한 제 2 전극(50)에서는, 개시예의 것보다 격자구멍(56)의 수, 즉 격자벽의 매수를 줄일 수 있어, 제조원가를 저감시킬 수 있다. 또한 제 2 전극(50)의 격자구멍(56)이 길이방향으로 커지므로, 이 격자구멍(56)의 통풍저항을 저감시킬 수 있으며, 나아가 압력손실을 저감시켜, 송풍기 등의 동력을 삭감할 수 있다.

특히 제 2 발명에서는, 제 1 전극(40)의 돌기부(42)가, 제 1 전극(40)의 3개 이상의 격자구멍(46)에 걸쳐지는 장판형으로 형성되므로, 제 1 전극(40) 돌기부(42)의 외주면 면적을 효과적으로 크게 할 수 있다. 또 제 1 전극(40)의 돌기부(42) 수를 효과적으로 저감시킬 수 있으며 또 제 2 전극(50)의 격자벽 매수도 효과적으로 저감시킬 수 있다. 또한 제 2 전극(50) 격자구멍(56)의 통풍저항도 효과적으로 저감시킬 수 있다.

또 제 3 발명에서는, 제 2 전극의 각 제 1 구획부(55)가 제 1 전극(40)의 제 2 구획부(45)와 격자구멍(56)의 축방향으로 중첩되도록 제 1 전극(40) 및 제 2 전극(50)을 배치한다. 이로써 제 1 전극(40) 및 제 2 전극(50)의 각 격자구멍(46, 56)을 연속적으로 통과하는 공기의 유로저항을 최소한으로 억제할 수 있다. 그 결과, 집진전극의 압력손실을 저감시키며, 나아가 공기를 반송하는 송풍기 등의 동력을 삭감할 수 있다.

제 4 발명에서는, 제 2 전극(50)을 도전성의 수지재료로 구성하므로, 격자벽의 매수가 준 만큼 수지재료 원료를 줄일 수 있으며, 제조원가를 저감시킬 수 있다. 또 제 5 발명에서는, 제 1 전극(40)을 금속재료로 구성하므로, 돌기부(42)의 수가 준 만큼 제 1 전극(40)의 금속가공을 용이하게 할 수 있으며, 제조원가를 저감시킬 수 있다.

제 6 발명에 의하면, 제 1 전극(40)의 베이스부(41)를 제 2 전극(50)의 베이스부(51)보다 상류측에 배치하므로, 집진면적이 비교적 큰 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 내주면에 의해, 상류측의 공기 중 먼지를 충분히 포착할 수 있다. 따라서 제 1 전극(40)의 집진면이 먼지에 의해 덮어지기까지의 기간이 길어지므로, 보수점검 빈도를 줄일 수 있다.

제 7 발명에서는, 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비를 4 이하로 한다. 이로써 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 내주면 면적이 비교적 커지며, 소형이면서 집진효율이 높은 집진장치를 제공할 수 있다.

도 1은 실시형태에 관한 공기청정기의 전체구성을 나타내는 개략 사시도이다.
도 2는 실시형태에 관한 공기청정기의 내부를 나타내는 개략 구성도이다.
도 3은 실시형태에 관한 집진부의 전체구성을 나타내는 사시도이며, 집진전극과 고압전극을 분해한 것이다.
도 4는 실시형태에 관한 집진전극과 고압전극을 나타내는 것으로, (A)는 집진전극을 집진측 돌기판 쪽에서 본 평면도이며, (B)는 집진전극의 종단면도이고, (C)는 고압전극의 종단면도이며, (D)는 고압전극을 고압측 돌기판 쪽에서 본 평면도이다.
도 5는 실시형태에 관한 집진전극과 고압전극이 조합된 상태를 나타내는 것으로, (A)는 집진전극을 집진측 돌기판 쪽에서 본 평면도이며, (B)는 집진부의 종단면도이고, (C)는 고압전극을 고압측 돌기판 쪽에서 본 평면도이다.
도 6은 그 밖의 실시형태에 관한 집진전극과 고압전극이 조합된 상태를 나타내는 것으로, (A)는 집진전극을 집진측 돌기판 쪽에서 본 평면도이며, (B)는 집진부의 종단면도이고, (C)는 고압전극을 고압측 돌기판 쪽에서 본 평면도이다.
도 7은 비교예에 관한 집진전극과 고압전극이 조합된 상태를 나타내는 것으로, (A)는 집진전극을 집진측 돌기판 쪽에서 본 평면도이며, (B)는 집진부의 종단면도이고, (C)는 고압전극을 고압측 돌기판 쪽에서 본 평면도이다.

이하, 본 발명의 실시형태에 대하여 도면에 기초하여 상세하게 설명한다. 그리고 이하의 바람직한 실시형태는 본질적으로 바람직한 예시이며, 본 발명, 그 적용물, 또는 그 용도의 제한을 의도하는 것은 아니다.

본 실시형태의 공기청정기(10)는 일반가정이나 소규모 점포 등에서 이용되는 민생용 공기정화장치이며, 본 발명에 관한 집진장치를 구성한다.

<공기청정기의 전체구성>

도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이 공기청정기(10)는 케이싱(20)을 구비함과 더불어, 이 케이싱(20) 내부에 수납된 프리필터(11), 하전부(12), 집진부(30), 촉매필터(13) 및 송풍기(14)를 구비한다.

상기 케이싱(20)은, 예를 들어 사각형상의 가로형 용기로 형성되며, 앞면이 공기 흡입구(21)로 형성되고, 뒷면이 공기 토출구(22)로 형성되고, 내부가 공기통로(23)로 형성된다. 그리고 프리필터(11), 하전부(12), 집진부(30), 촉매필터(13) 및 송풍기(14)가 흡입구(21)로부터 토출구(22)로 차례로 배치된다.

상기 프리필터(11)는 흡입구(21)로부터 케이싱(20) 내로 흡입된 공기에 포함되는 비교적 큰 먼지를 포집하기 위한 필터를 구성한다.

상기 하전부(12)는 이온화부를 구성하며, 프리필터(11)를 통과한 비교적 작은 먼지를 대전시키는 것이다. 이 하전부(12)는, 도시하지 않으나, 예를 들어 복수의 이온화선과 복수의 대향전극으로 구성되며, 이 이온화선과 대향전극 사이에 직류전압이 인가되도록 구성된다. 이온화선은 하전부(12)의 상단에서 하단에 걸쳐 배치되며, 대향전극은 이온화선 사이에 배치된다. 하전부(12)에서는 피처리공기 중의 먼지가 양의 전하로 대전된다.

상기 집진부(30)는 하전부(12)에서 대전된 먼지를 흡착하고 포집하는 것이다. 이 집진부(30)의 상세함에 대해서는 후술하기로 한다.

상기 촉매필터(13)는, 도시하지 않으나, 예를 들어 벌집구조의 베이스재료 표면에 촉매가 담지되어 구성된다. 그 촉매로서, 예를 들어 망간계 촉매나 귀금속 촉매 등이 이용되며, 집진부(30)를 통과하여 먼지가 제거된 공기 중의 유해성분이나 냄새성분을 분해한다.

상기 송풍기(14)는 케이싱(20) 내 공기통로(23)에서 가장 하류측에 배치된다. 이 송풍기(14)는 실내공기를 케이싱(20) 내로 흡입시키고, 청정 공기를 실내로 토출하기 위한 것이다.

<집진부의 구성>

상기 집진부(30)의 상세한 구조에 대해 도 3∼도 5를 참조하면서 설명한다. 집진부(30)는 제 1 전극으로서의 집진전극(40)과 제 2 전극으로서의 고압전극(50)을 구비한다. 집진전극(40) 및 고압전극(50)은 직류전원에 접속되며, 직류전원으로부터 양 전극(40, 50)에 전압이 인가된다. 구체적으로, 집진전극(40)은 접지측에 접속되며, 고압전극(50)은 직류전원의 플러스측에 접속된다. 이에 따라 하전부(12)에서 플러스로 대전된 먼지는 집진전극(40)의 표면에 포집된다. 즉, 집진전극(40) 표면에는 피처리공기 중의 먼지를 포집하기 위한 집진면이 형성된다.

집진전극(40)은 금속재료로 구성되며, 상세하게는 도전성의 스테인리스 스프링 스틸제의 박판금속으로 구성된다. 한편, 고압전극(50)은 도전성의 수지재료로 구성된다. 고압전극(50)은 사출성형 등에 의해 일체적으로 형성된다. 또 고압전극(50)의 재질은 미세 도전성수지인 것이 바람직하며, 특히 체적 저항률이 10⁸Ω㎝ 이상 10¹³Ω㎝ 이하의 수지인 것이 바람직하다.

집진전극(40)과 고압전극(50)은 서로 유사한 형상을 가지며, 일부가 서로 삽입 자유로운 끼움 구조로 구성된다(도 3 참조). 집진전극(40)은 공기통로(23)의 공기흐름 상류측 부근에 배치되며, 고압전극(50)은 공기통로(23)의 공기흐름 하류측 부근에 배치된다.

집진전극(40)은 집진측 베이스부(41)와 집진측 돌기판(42)을 구비한다. 또 집진측 베이스부(41)는 복수의 종구획부(44)와 복수의 횡구획부(45)를 구비한다.

종구획부(44) 및 횡구획부(45)는 각각 판상으로 형성되며, 각각이 소정 간격을 두고 서로 평행하게 배열된다. 그리고 집진측 베이스부(41)에서 종구획부(44)의 상호간격은 횡구획부(45)의 상호간격보다 좁게 형성된다.

집진측 베이스부(41)는 복수의 종구획부(44)와 복수의 횡구획부(45)가 서로 직교하도록 조합된 사각격자 구조의 베이스부를 구성한다. 그리고 집진측 베이스부(41)에서는 종구획부(44)와 횡구획부(45)에 의해 장방형의 복수의 격자구멍(46)이 구획된다.

집진전극(40)에서 각 격자구멍(46)의 가로세로비는 2.0 이상 4.0 이하이다. 여기서 가로세로비는 격자구멍(46)의 종방향 길이를 a로 하며, 이 격자구멍(46)의 횡방향 길이를 b로 한 경우에, b에 대한 a의 비율(a/b)을 나타내는 것이다(도 4 참조).

상기 복수의 집진측 돌기판(42)은 상기 집진측 베이스부(41) 종구획부(44)의 폭방향(격자구멍(46)의 축방향) 단부에 형성된다. 즉, 집진측 돌기판(42)은 집진측 베이스부(41)에서 격자구멍(46)의 축방향으로 돌출되는 돌기부를 구성한다. 종구획부(44)와 집진측 돌기판(42)은 일체적인 1장의 금속판을 구성한다.

집진측 돌기판(42)은 집진측 베이스부(41)의 서로 인접하는 3개의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 이어지는 장판형으로 형성된다. 즉 집진측 돌기판(42)은 동일 열 상에서 서로 인접하는 복수의 격자구멍(46)에 걸쳐지듯이 종구획부(44)의 길이방향(예를 들어 도 4의 상하방향)으로 이어지는 거의 장판형으로 형성된다. 또 본 실시형태에서는 1장의 종구획부(44)에 3개의 집진측 돌기판(42)이 병렬 배치된다(도 3 참조).

고압전극(50)은 고압측 베이스부(51)와 고압측 돌기판(52)을 구비한다. 또 고압측 베이스부(51)는 프레임부(53), 복수의 종구획부(54) 및 복수의 횡구획부(55)를 구비한다. 또한 집진부(30)에서는 집진측 베이스부(41)가 고압측 베이스부(51)보다 공기통로(23)의 공기흐름 상류측에 배치된다.

프레임부(53)는 사각형으로 형성되며, 그 내부에 상기 종구획부(54) 및 횡구획부(55)를 일체적으로 지지한다. 종구획부(54) 및 횡구획부(55)는 각각 판상으로 형성되며, 각각이 소정 간격을 두고 서로 평행하게 배열된다. 그리고 고압측 베이스부(51)의 종구획부(54) 및 횡구획부(55)의 판 두께는, 집진측 베이스부(41)의 종구획부(44) 및 횡구획부(45)의 판 두께보다 크게 형성된다. 또 고압측 베이스부(51)에서 종구획부(54)의 상호간격은 횡구획부(55)의 상호간격보다 좁게 형성된다.

고압측 베이스부(51)는 복수의 종구획부(54)와 복수의 횡구획부(55)가 서로 직교하도록 조합된 사각격자 구조의 베이스부를 구성한다. 그리고 고압측 베이스부(51)에서는 종구획부(54)와 횡구획부(55)에 의해 복수의 격자구멍(56)이 구획된다.

고압전극(50)의 격자구멍(56)은, 집진측 돌기판(42)과 서로 대응하도록 이 집진측 돌기판(42)의 연장방향(예를 들어 도 4의 상하방향)으로 이어지는 긴 구멍 형상으로 형성된다. 즉, 고압전극(50)의 격자구멍(56)은, 집진전극(40)의 서로 인접하는 3개의 격자구멍(46, 46, 46)과 대략 대응하도록, 종구획부(54)의 길이방향으로 이어지는 세로로 긴 장방형으로 형성된다.

고압전극(50)에서 각 격자구멍(56)의 가로세로비는, 집진전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비보다 크게 구성된다. 본 실시형태에서는 고압전극(50) 각 격자구멍(56)의 가로세로비가 집진전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비의 3배로 구성된다. 즉, 본 실시형태의 집진부(30)는, 고압전극(50) 각 격자구멍(56)의 가로세로비가, 집진전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비의 정수 배(본 실시형태에서는 3배)가 되도록 구성된다. 여기서, 고압전극(50) 각 격자구멍(56)의 가로세로비를 반드시 집진전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비의 정수 배로 하지 않아도 된다.

상기 복수의 고압측 돌기판(52)은, 고압측 베이스부(51) 종구획부(54)의 폭방향(격자구멍(56)의 축방향) 단부에 형성된다. 즉, 고압측 돌기판(52)은 고압측 베이스부(51)에서 격자구멍(56)의 축방향으로 돌출되는 돌기부를 구성한다. 고압측 돌기판(52)의 폭방향(종구획부(54)의 길이방향) 길이는, 집진측 돌기판(42)의 폭방향(종구획부(44)의 길이방향) 길이보다 짧게 형성된다. 그리고 고압측 베이스부(51)의 종구획부(54)에서는, 1개의 격자구멍(56)을 따른 긴변측 테두리부(54a)에, 복수의 고압측 돌기판(52)이 격자구멍(56)의 길이방향으로 병렬 배치된다. 구체적으로 고압전극(50)에서는, 1개의 격자구멍(56)을 따라 3개의 고압측 돌기판(52)이 소정 간격을 두고 배열되며, 각 고압측 돌기판(52)이 집진전극(40)의 각 격자구멍(46)과 1대 1의 관계로 서로 대응한다.

도 5에 나타내는 바와 같이, 집진전극(40)과 고압전극(50)을 조합한 상태로 하면, 각 집진측 돌기판(42)이 고압전극(50)의 각 격자구멍(56)으로 삽입되며, 또 고압측 돌기판(52)이 집진전극(40)의 각 격자구멍(46)으로 삽입된다. 집진전극(40)과 고압전극(50)은 집진측 베이스부(41)와 고압측 베이스부(51)가 서로 접촉되는 일없이, 소정 간격을 두고 대향하도록 배치된다.

이 조합상태에서, 고압전극(50)의 각 횡구획부(55)는 집진전극(40)의 횡구획부(45)와 대략 동일 평면상에 위치한다. 즉 고압전극(50)과 집진전극(40)은, 고압전극(50) 격자구멍(56)의 테두리부(54a) 중 짧은 변측의 각 제 1 구획부(횡구획부(55))가, 집진전극(40)의 테두리부 중 제 1 구획부(55)와 평행인 제 2 구획부(횡구획부(45))와 각 격자구멍(46, 56)의 축방향으로 중첩되도록 배치된다. 즉, 본 실시형태에서는 고압전극(50)의 모든 횡구획부(55)가, 집진전극(40)의 횡구획부(45)와 격자구멍(46, 56)의 축방향(공기흐름 방향)에서 반드시 중첩되도록 집진부(30)가 구성된다.

또 집진전극(40)의 각 종구획부(44)와 고압전극(50)의 각 종구획부(54)는, 횡구획부(45, 55)의 연장방향에서 지그재그로 배열된다. 이로써, 고압측 돌기판(52)은 집진전극(40) 격자구멍(46)의 폭방향 중앙부에 위치하며, 또 집진측 돌기판(42)은 고압전극(50) 격자구멍(56)의 폭방향 중앙부에 위치한다. 또한 고압측 돌기판(52)은 집진전극(40) 격자구멍(46)의 길이방향 중앙부에 위치하며, 또 집진측 돌기판(42)은 고압전극 격자구멍(56)의 길이방향 중앙부에 위치한다. 그리고 집진측 베이스부(41)에서는 격자구멍(46) 내주면과 고압측 돌기판(52) 외주면과의 사이에, 피처리공기가 유통하는 사각 통형의 통기공이 형성된다. 또 고압측 베이스부(51)에서는 격자구멍(56) 내주면과 집진측 돌기판(42) 외주면과의 사이에, 피처리공기가 유통하는 사각 통형의 통기공이 형성된다. 여기서, 본 실시형태에서는 고압측 돌기판(52)의 외주면과 격자구멍(46) 내주면과의 거리는, 전체 둘레에 걸쳐 대략 균일한 거리가 된다. 또 집진측 돌기판(42) 외주면과 격자구멍(56) 내주면과의 거리도, 전체 둘레에 걸쳐 대략 균일한 거리가 된다.

이상과 같은 구성의 집진부(30)에서 집진전극(40)과 고압전극(50)에 전위차가 부여되면, 집진전극(40)과 고압전극(50) 사이에 전계가 형성되어, 집진전극(40) 표면에 피처리공기 중의 먼지를 포집하는 집진면이 형성된다.

구체적으로는, 집진측 베이스부(41)에서 격자구멍(46) 내주면과 고압측 돌기판(52) 외주면 사이의 통기공에, 횡단면에서 보아 방사상의 전계가 형성된다. 이로써 격자구멍(46)의 내주면에는 플러스로 대전된 먼지를 포집하기 위한 집진면(48, 48, 48, 48)이 형성된다. 또 고압측 베이스부(51)에서는, 집진측 돌기판(42) 외주면과 격자구멍(56) 내주면 사이의 통기공에, 횡단면에서 보아 방사상의 전계가 형성된다. 이로써, 집진측 돌기판(42)의 외주면에는, 플러스로 대전된 먼지를 포집하기 위한 집진면(58, 58, 58, 58)이 형성된다.

-운전동작-

다음에 공기청정기(10)의 운전동작에 대하여 설명한다. 도 1 및 도 2에 나타내는 바와 같이, 송풍기(14)를 구동시키면 피처리공기인 실내공기가 케이싱(20)의 공기통로(23)로 흡인되어, 이 공기통로(23)를 흐른다. 또 공기청정기(10)에서는 하전부(12)의 이온화선과 대향전극 사이에 직류전압이 인가되며, 집진부(30)의 집진전극(40)과 고압전극(50) 사이에 직류전압이 인가된다.

케이싱(20)의 공기통로(23)로 흡인된 실내공기는, 먼저 프리필터(11)를 통과한다. 프리필터(11)는 실내공기에 포함된 비교적 큰 먼지를 포집한다. 프리필터(11)를 통과한 실내공기는 하전부(12)로 흐른다. 이 하전부(12)에서는 프리필터(11)를 통과한 비교적 작은 먼지가 플러스로 대전되며, 플러스로 대전된 먼지가 하류측으로 흐르게 된다.

이어서, 플러스로 대전된 먼지는 실내공기와 함께 집진부(30)를 흐른다. 도 5에 나타내는 바와 같이, 먼저 실내공기가 집진측 베이스부(41)로 유입된다. 집진측 베이스부(41)에서는 실내공기가 격자구멍(46)의 통기공을 유통한다. 여기서, 집진측 베이스부(41)에서는 격자구멍(46)의 내주면과 고압측 돌기판(52) 외주면과의 사이에 전계가 형성되어 있다. 이에 따라, 플러스로 대전된 먼지는 격자구멍(46) 내주측의 집진면(48)으로 유인되고 부착되어 간다. 그 결과, 실내공기 중의 먼지가 제거된다.

다음으로, 집진측 베이스부(41)를 통과한 실내공기는 고압측 베이스부(51)로 유입된다. 고압측 베이스부(51)에서는 실내공기가 격자구멍(56)의 통기공을 유통한다. 여기서, 고압측 베이스부(51)에서는 격자구멍(56)의 내주면과 집진측 돌기판(42) 외주면과의 사이에 전계가 형성되어 있다. 이에 따라, 실내공기 중에 남은 먼지는, 집진측 돌기판(42) 외주의 집진면(58)으로 유인되고 부착되어 간다. 그 결과, 실내공기 중의 먼지가 더욱 제거된다.

집진부(30)에서 먼지가 제거된 공기는 촉매필터(13)를 흐른다. 촉매필터(13)에서는 공기 중의 유해물질이나 냄새물질이 분해/제거된다. 이상과 같이 하여 청정화된 공기는 송풍기(14)를 통과하여 토출구(22)로부터 실내로 공급된다. 공기청정기(10)는 이와 같은 동작을 함으로써 실내공기를 청정화한다.

<집진부의 집진효과에 대하여>

본 실시형태의 집진부(30)에서는, 집진전극(40)의 집진면 면적이, 도 7에 나타내는 비교예의 집진전극 집진면 면적보다 커지며, 집진효율의 향상이 도모된다. 구체적으로는, 먼저 비교예의 집진부(70)에서는 집진전극(80)의 격자구조 집진측 베이스부(81)에서, 1개의 격자구멍(86)에 대응하도록 집진측 돌기판(82)이 형성된다. 즉, 집진측 베이스부(81)의 종구획부(84)에서는 1개의 격자구멍(86)에 인접하도록 1장의 집진측 돌기판(82)이 형성된다. 그리고 고압전극(90)의 격자구조 고압측 베이스부(91)에서는, 각 집진측 돌기판(82)에 대응하도록 격자구멍(96)이 형성된다. 또 고압측 베이스부(91)에서는 1개의 격자구멍(96)에 대응하도록 종구획부(94)에 고압측 돌기판(92)이 형성된다. 이상과 같이 비교예의 집진부(70)에서는 집진전극(80)과 고압전극(90)이 대략 마찬가지의 구조를 가지며, 집진전극(80) 격자구멍(86)의 가로세로비와 고압전극(90) 격자구멍(96)의 가로세로비도 대략 같은 값이 된다.

이에 반해 도 3∼도 5에 나타내는 본 실시형태의 집진부(30)에서는, 집진전극(40)의 격자구조 집진측 베이스부(41)에서 복수의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 집진측 돌기판(42)이 형성되며, 고압측 베이스부(51)에는 이 집진측 돌기판(42)에 대응하도록 집진전극(40)의 격자구멍(46)보다 가로세로비가 큰 격자구멍(56)이 형성된다. 그리고 고압측 베이스부(51) 격자구멍(56)의 긴변측 테두리부(54a)에는, 집진측 베이스부(41)의 각 격자구멍(46)에 대응하도록 복수의 고압측 돌기판(52)이 병렬 배치된다.

이로써, 본 실시형태의 집진부(30)에서는, 먼저 집진전극(40) 격자구멍(46)의 내주면에, 개시예의 집진전극(80)과 마찬가지의 집진면을 형성할 수 있다. 또 본 실시형태의 집진전극(40)에서는, 집진측 돌기판(42)의 외주면에, 개시예의 집진전극(80)보다 큰 집진면을 형성할 수 있다. 즉, 본 실시형태의 집진부(30)에서는 고압전극(50) 각 횡구획부(55)의 간격이 집진전극(40) 각 횡구획부(45)의 간격보다 넓게 형성되며, 그만큼 집진측 돌기판(42)을 종구획부(44)의 길이방향으로 연장시킬 수 있으므로, 집진측 돌기판(42)의 외주면 면적도 확대시킬 수 있다. 따라서 본 실시형태의 집진부(30)에서는 그 하류부에서도 실내공기 중의 먼지를 효과적으로 포집할 수 있으며, 집진효율의 향상이 도모된다.

-실시형태의 효과-

본 실시형태에서는 제 1 전극으로서의 집진전극(40)에서, 3개의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 장판형의 집진측 돌기판(42)을 형성하며, 고압전극(50)에서, 집진측 돌기판(42)에 대응하도록 긴 구멍 형상의 격자구멍(56)을 형성한다. 이로써, 집진측 돌기판(42) 외주측의 집진면(48)을 크게 할 수 있으며, 비교적 소형이면서 집진효율이 높은 집진부(30)를 제공할 수 있다.

또 집진전극(40)에서는, 비교예의 것보다 집진측 돌기판(42)의 수를 줄일 수 있다. 따라서 집진측 돌기판(42)을 구성하는 금속판의 가공이 용이해지며, 제조시간이나 제조원가를 삭감할 수 있다. 또 고압전극(50)에서는, 비교예의 것보다 횡구획부(45)의 수를 줄일 수 있다. 이로써, 고압전극(50)을 형성하기 위한 수지재료의 양을 줄일 수 있으며, 제조원가를 삭감할 수 있다.

그리고 고압전극(50)에서는, 비교예의 것보다 격자구멍(56)이 커지므로, 격자구멍(56)의 통기공 저항이 작아지며, 압력손실을 저감할 수 있다. 따라서 송풍기(14)의 동력을 저감시킬 수 있다. 또 격자구멍(56)이 커짐으로써, 격자구멍(56)에 먼지가 쌓여 막혀 버리는 것도 회피할 수 있다.

또 집진부(30)에서는, 집진측 베이스부(41)를 상류측에, 고압측 베이스부(51)를 하류측에 배치한다. 여기서 집진측 베이스부(41)의 격자구멍(46) 내주면에 형성되는 집진면은, 집진측 돌기판(42)의 외주면에 형성되는 집진면보다 면적이 크므로, 실내공기 중의 먼지를 집진측 베이스부(41)측에서 효율적으로 제거하며 또, 남은 먼지를 고압측 베이스부(51)에서 효율적으로 제거할 수 있다. 즉, 집진부(30)에서는 피처리공기 중의 먼지 양에 대응하도록 집진면이 형성되므로, 장기간에 걸쳐 먼지를 고 효율로 제거할 수 있다.

또 집진전극(40)에서는 격자구멍(46)의 가로세로비를 4 이하로 하므로, 격자구멍(46) 내주의 집진면 면적이 비교적 커지며, 소형이면서 집진효율이 높은 집진부(30)를 제공할 수 있다. 그리고 가로세로비를 2 이상으로 하므로, 집진측 돌기판(42)의 강도를 어느 정도 확보할 수 있다.

또한 상기 실시형태의 집진부(30)에서는, 예를 들어 도 5에 나타내는 바와 같이 고압전극(50)의 모든 횡구획부(55)를 집진전극(40)의 횡구획부(45)와 격자구멍(46, 56)의 축방향으로 중첩시킨다. 이로써 각 격자구멍(46, 56)을 흐르는 공기의 통풍저항을 저감시킬 수 있다. 따라서 집진부(30)의 압력손실을 저감시켜, 송풍기(14)의 동력을 삭감할 수 있다.

(그 밖의 실시형태)

상기 실시형태에서는, 서로 인접하는 3개의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 집진측 돌기판(42)을 형성하나, 서로 인접하는 2개 또는 4개 이상의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 집진측 돌기판(42)을 형성해도 된다.

구체적으로, 예를 들어 도 6에 나타내는 예는, 서로 인접하는 2개의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 집진측 돌기판(42)을 형성한 예이다. 이 예에서는, 고압전극(50) 격자구멍(56)의 긴변측 테두리부(54a)에서, 고압측 돌기판(52)이 집진전극(40)의 각 격자구멍(46)과 각각 서로 대응하도록 길이방향으로 2개씩 병렬 배치된다. 이로써, 도 6의 예에서도 집진측 돌기판(42)의 외주면 면적을 확대할 수 있으며, 집진효율의 향상을 도모할 수 있다.

또 도 6의 예에서는, 고압전극(50) 격자구멍(56)의 가로세로비가, 집진전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비의 약 2배(즉, 정수배)이며, 고압전극(50)의 모든 횡구획부(55)가 집진전극(40)의 횡구획부(45)와 격자구멍(46)의 축방향으로 중첩된다. 이로써, 도 6의 예에서도, 격자구멍(46, 56)을 흐르는 공기의 유로저항을 저감시킬 수 있으며, 집진부(30)의 압력손실을 저감시킬 수 있다.

또한 상기 실시형태에서, 집진전극(40)을 도전성 수지재료로 구성해도 되며, 고압전극(50)을 금속재료로 구성해도 된다. 또 하전부(12)는 먼지를 마이너스로 대전시키는 것이라도 되며, 집진전극(40)은 마이너스로 대전된 먼지를 포집하는 집진면이 형성되는 것이라도 된다.

또 상기 실시형태에서는, 집진전극(40)의 집진측 베이스부(41)를 상류측에, 고압전극(50)의 고압측 베이스부(51)를 하류측에 배치하나, 고압측 베이스부(51)를 상류측에, 집진측 베이스부(41)를 하류측에 배치하도록 해도 된다.

[산업상 이용 가능성]

이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 전극 사이에 전계를 형성하여, 피처리공기 중의 먼지를 전극의 집진면에 포집하는 집진장치에 대하여 유용하다.

30 : 집진부(집진장치) 40 : 집진전극(제 1 전극)
41 : 집진측 베이스부(베이스부) 42 : 집진측 돌기판(돌기부)
45 : 횡구획부(제 2 구획부) 46, 56 : 격자구멍
50 : 고압전극(제 2 전극) 51 : 고압측 베이스부(베이스부)
52 : 고압측 돌기판(돌기부) 55 : 횡구획부(제 1 구획부)

Claims (7)

1. 격자구조의 베이스부(41, 51)와, 이 베이스부(41, 51)로부터 격자구멍(46, 56)의 축방향으로 돌출하는 복수의 돌기부(42, 52)를 각각 갖는 제 1 및 제 2 전극(40, 50)을 구비하며, 제 1 전극(40)의 각 돌기부(42)가 제 2 전극(50)의 각 격자구멍(56)으로 삽입되고 또 제 2 전극(50)의 각 돌기부(52)가 제 1 전극(40)의 각 격자구멍(46)으로 삽입되도록 양 전극(40, 50)이 대향되어 배치됨과 더불어, 상기 제 1 전극(40)의 표면에 피처리공기 중의 먼지를 포집하는 집진면을 형성하도록 구성된 집진장치에 있어서,
   상기 제 1 전극(40)의 돌기부(42)는, 이 제 1 전극(40)의 서로 인접하는 복수의 격자구멍(46)에 걸쳐지도록 이어지는 장판형으로 형성되며,
   상기 제 2 전극(50)의 격자구멍(56)은, 상기 제 1 전극(40)의 돌기부(42)와 서로 대응하도록 이어지는 긴 구멍 형상으로 형성되고,
   상기 제 2 전극(50) 격자구멍(56)의 긴변측 테두리부(54a)에서는, 이 제 2 전극(50)의 돌기부(52)가 상기 제 1 전극(40)의 각 격자구멍(46)과 각각 서로 대응하도록, 길이방향으로 병렬 배치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 제 1 전극(40)의 돌기부(42)는, 이 제 1 전극(40)의 서로 인접하는 3개 이상의 격자구멍(46)에 걸쳐지는 장판형으로 형성되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
3. 청구항 1 또는 2에 있어서,
   상기 제 1 전극(40) 및 제 2 전극(50)은,
   상기 제 2 전극(50)의 각 격자구멍(56) 테두리부(54a) 중 짧은 변측이 되는 각 제 1 구획부(55)가, 상기 제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 테두리부 중 이 제 1 구획부(55)와 평행인 제 2 구획부(45)와 격자구멍(46, 56)의 축방향에서 중첩되도록 배치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
4. 청구항 1 내지 3 중 어느 하나에 있어서,
   상기 제 2 전극(50)은, 도전성의 수지재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
5. 청구항 1 내지 4 중 어느 하나에 있어서,
   상기 제 1 전극(40)은, 금속재료로 구성되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
6. 청구항 1 내지 5 중 어느 하나에 있어서,
   상기 제 1 전극(40)의 베이스부(41)는, 제 2 전극(50)의 베이스부(51)보다 상기 피처리공기 흐름의 상류측에 배치되는 것을 특징으로 하는 집진장치.
7. 청구항 1 내지 6 중 어느 하나에 있어서,
   제 1 전극(40) 격자구멍(46)의 가로세로비(aspect ratio)가 4 이하인 것을 특징으로 하는 집진장치.

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