KR20120136795A - 전기집진장치 - Google Patents

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Abstract

공기 중의 먼지입자를 대전시키는 대전부와, 상기 대전부에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진부를 포함하는 전기집진장치에 있어서, 집진부는 고전압이 인가되는 복수의 고전압전극과, 고전압전극과 서로 교대로 적층되어 접지되는 복수의 저전압전극과, 고전압전극 및 저전압전극이 소정 간격을 유지하도록 지지하는 제 1 전극지지부를 가지는 집진부 케이스를 포함하고, 제 1 전극지지부는 고전압전극 및 저전압전극의 최외곽 부분을 지지하는 전극접촉단자를 포함하되, 고전압전극 및 저전압전극은 전도성 재료 또는 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료로 구성되고, 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성되어, 전극 사이의 간격을 균일하게 유지할 수 있으며, 집진부의 성능이 저하없이 절연파괴의 문제를 방지할 수 있게 된다.

Description

전기집진장치{ELECTROSTATIC PRECIPITATOR}
본 발명은 보다 낮은 비용으로 제작 가능하면서도 높은 집진 효율을 가지는 전기집진장치에 관한 것이다.
일반적으로 전기집진장치는 공기조화기, 공기청정기 등의 가전기기를 비롯하여 건물, 산업용 집진설비에 장착되어 사용되는 것으로, 공기 중에 포함된 먼지 등의 오염물질을 집진함으로써 공기가 정화되도록 하는 장치이다.
이러한 전기집진장치의 집진방식에 있어서는 대전부와 집진부를 분리하여 구성하는 ２단 전기집진방식을 많이 채용하고 있다. 일반적으로 집진부에 고전압전극과 저전압전극을 서로 교대로 배치하여 전기장을 형성시키는 방식이 많이 사용된다.
그런데, 먼지가 포획되어 전극 표면에 쌓이면, 전도성 전극으로부터 쌓여 있는 먼지 표면으로 전류가 순간적으로 흘러 전극 사이에서 절연 파괴 내지 방전이 발생할 수 있으며, 이는 방전음으로 나타날 수 있다.
이러한 현상을 방지하기 위해 전도성 전극의 단면 혹은 양면을 절연체(예: 플라스틱 수지)로 피복하고, 고전압전극과 저전압전극의 사이의 간격을 일정하게 유지하기 위해 고전압전극의 일측 또는 저전압전극의 일측으로부터 스페이서(spacer) 또는 돌기를 돌출시켜 양 전극 사이의 간격을 유지하도록 하고 있다.
집진부의 고전압전극과 저전압전극이 모두 플라스틱 수지로 피복되는 경우에는 절연 파괴의 방지 측면에서는 우수하지만, 양 전극이 모두 플라스틱 수지로 피복되기 때문에 고전압전극 측에는 표면 전위 저하가, 저전압전극 측에는 표면 전위 상승이 발생하여 실질적으로 집진부의 성능(집진 효율)이 저하되는 문제가 발생한다.
여기서, 집진 효율을 향상시키기 위해 고전압전극과 저전압전극에 피복되는 플라스틱 수지의 저항율을 낮추게 되면 스페이서(spacer) 또는 돌기를 통해 흐르는 누설 전류가 증가하여 전원장치의 출력을 크게 해야 하고 이로 인한 전력 손실이 발생할 수 있게 된다.
본 발명의 일 측면은 집진부의 구조와 재질 변화를 통해 집진부의 전극 사이의 간격을 충분히 확보하면서도 높은 집진 효율을 가지는 전기집진장치를 제공한다.
본 발명의 다른 측면은 집진부의 구조와 재질 변화를 통해 제작 단가를 절감할 수 있는 전기집진장치를 제공한다.
이를 위해 본 발명의 일 측면에 따른 전기집진장치는 공기 중의 먼지입자를 대전시키는 대전부와, 대전부에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진부를 포함하는 전기집진장치에 있어서, 집진부는 고전압이 인가되는 복수의 고전압전극과, 고전압전극과 서로 교대로 적층되어 접지되는 복수의 저전압전극과, 고전압전극 및 저전압전극이 소정 간격을 유지하도록 지지하는 제 1 전극지지부를 가지는 집진부 케이스를 포함하고, 제 1 전극지지부는 고전압전극 및 저전압전극의 최외곽 부분을 지지하는 전극접촉단자를 포함하되, 고전압전극 및 저전압전극은 전도성 재료 또는 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료로 구성되고, 고전압전극 측의 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성된다.
또한, 고전압전극에 전원을 공급하기 위해 고전압전극 측의 전극접촉단자에 접촉하도록 배치되는 전원연결단자를 더 포함하고, 전원연결단자를 통해 공급되는 전원은 고전압전극 측의 전극접촉단자를 매개로 하여 고전압전극에 전달된다.
또한, 반전도성 재료는 103Ω~1011Ω의 체적저항을 가진 재료이다.
또한, 고전압전극 및 저전압전극이 소정 간격을 유지하도록 지지하는 제 2전극지지부를 가지는 중간 분리판을 더 포함한다.
또한, 제 1 전극지지부는 고전압전극 및 저전압전극의 메인부분을 지지하는 복수의 제 1A 지지돌기를 포함한다.
또한, 제 1 전극지지부는 고전압전극 및 저전압전극의 외곽부분을 선택적으로 지지하는 복수의 제 1B 지지돌기를 포함한다.
또한, 저전압전극을 접지시키기 위해 저전압전극에 연결되는 전원연결단자를 더 포함하고, 전원연결단자는 저전압전극 측의 전극접촉단자에 설치된다.
또한, 제1전극지지부는 고전압전극 및 저전압전극의 메인부분을 지지하는 복수의 제 1A 지지돌기를 포함하며, 제 2 전극지지부는 제 1A 지지돌기에 대응 형성되어 고전압전극 및 저전압전극을 지지하는 복수의 제 2A 지지돌기를 포함한다.
또한, 고전압전극에 전원을 공급하기 위해 고전압전극 측의 전극접촉단자에 접촉하도록 배치되는 전원연결단자를 더 포함하고, 제 2 전극지지부는 고전압전극 측의 전극접촉단자에 대응 형성되어 고전압전극 측의 전극접촉단자와 고전압전극이 서로 밀착 결합되도록 하는 제 2B 지지돌기를 포함한다.
또한, 저전압전극을 접지시키기 위해 저전압전극 측의 전극접촉단자에 설치되는 전원연결단자를 더 포함하고, 제 2 전극지지부는 저전압전극 측의 전극접촉단자에 대응 형성되어 전원연결단자와 저전압전극이 서로 밀착 결합되도록 하는 제 2B 지지돌기를 포함한다.
또한, 고전압전극 및 저전압전극은 각각 제 1A 지지돌기에 고정 설치되도록 하는 고정홈을 포함한다.
또한, 고전압전극 및 상기 저전압전극은 각각 제 1B 지지돌기에 안착되도록 하는 안착홈을 포함한다.
또한, 저전압전극에 연결되는 전원연결단자는 저전압전극의 최외곽부분이 취부되는 복수의 고정돌기를 포함한다.
또한, 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성된다.
또한, 저전압전극을 접지시키기 위해 저전압전극 측의 전극접촉단자에 설치되는 전원연결단자를 더 포함하고, 전원연결단자를 통해 공급되는 전원은 저전압전극 측의 전극접촉단자를 매개로 하여 저전압전극에 전달된다.
또한, 반전도성 재료는 103Ω~1011Ω의 체적저항을 가진 재료이다.
또한, 고전압전극 및 상기 저전압전극은 각각 평판형으로 마련된다.
또한, 중간 분리판은 비전도성 재료로 구성된다.
본 발명의 다른 측면에 따른 전기집진장치는 공기 중의 먼지를 대전시키는 대전부와, 대전부에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진부를 포함하고, 집진부는 집진부를 한정하도록 다수의 통풍공을 갖는 격자구조로 이루어지는 집진부 케이스 및 중간 분리판과, 집진부 케이스 및 중간 분리판 사이에서 서로 교대로 적층되는 복수의 고전압전극 및 저전압전극을 포함하며, 집진부 케이스는 프레임부와, 격자구조를 형성하도록 프레임부를 구획하는 구획부와, 프레임부와 구획부에서 일체로 돌출 형성되어 고전압전극 및 저전압전극을 지지하여 고전압전극과 저전압전극 사이의 간격을 확보하는 제 1 전극지지부를 포함하되, 집진부 케이스는 고전압전극에 전원을 공급하기 위한 전원연결단자와, 전원연결단자를 통해 공급되는 전원을 고전압전극에 전달하는 매개체인 전극접촉단자를 포함하고, 고전압전극 및 저전압전극은 전도성 재료 또는 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료로 구성되며, 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성된다.
또한, 중간 분리판은 테두리부와, 격자구조를 형성하도록 테두리부를 보강하는 보강부와, 테두리부와 보강부에서 일체로 돌출 형성되어 고전압전극 및 저전압전극을 지지하여 고전압전극과 저전압전극 사이의 간격을 확보하는 제 2 전극지지부를 포함한다.
이상에서 설명한 본 발명의 일 측면에 따르면, 전극 사이의 간격을 확보할 수 있도록 돌기형상의 구조물을 집진부 케이스와 중간 분리판에 성형하여 전극 사이의 간격을 균일하게 유지할 수 있으며, 집진부의 성능이 저하없이 절연파괴의 문제를 방지할 수 있다.
또한 본 발명의 다른 측면에 따르면, 집진부를 이루는 전극(고전압전극 및 저전압전극)을 금속 등의 전도성 재료로 제작함으로써, 전기집진장치의 제작 단가를 절감할 수 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 측면도이다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치를 구성하는 집진부의 사시도이다.
도 4a는 도 3에 도시된 집진부 케이스를 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4b는 도 4a에 도시된 E 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4c는 도 4a에 도시된 F 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 4d는 도 4a에 도시된 E 영역을 확대하여 나타낸 다른 도면이다.
도 5a는 도 3에 도시된 중간 분리판을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5b는 도 5a에 도시된 G 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 5c는 도 5a에 도시된 H 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6a는 도 3에 도시된 A 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6b는 도 3에 도시된 B 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 6c는 도 3에 도시된 C 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 7은 도 6c에 도시된 고전압전극, 전극접촉단자 및 전원연결단자의 연결 구조를 다른 각도에서 나타낸 도면이다.
도 8a는 도 3에 도시된 고전압전극의 구조를 나타낸 도면이다.
도 8b는 도 3에 도시된 저전압전극의 구조를 나타낸 도면이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세하게 설명하도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치의 측면도이다.
도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치(1)는 공기 중의 먼지입자를 전리시키는 대전부(10)와, 대전부(10)에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진부(20)를 포함하여 구성된다.
대전부(10)는 흡입구(11A)가 형성된 대전부 케이스(11)와, 방전전극용 전원연결단자(12A)를 통하여 플러스(plus) 극으로 형성되는 방전전극(12)과, 방전전극(12)과 일정한 높이차를 두고 상하로 설치되어 마이너스(minus) 극으로 형성되는 대향전극(13)을 포함할 수 있다.
방전전극(12)에는 직류전압이 인가되어 방전전극(12)과 대향전극(13)의 사이에서 코로나 방전이 발생된다. 이러한 방전전극(12)은 전도성(예: 텅스텐) 재질의 가는 와이어 형상으로 이루어지는 방전와이어(12)를 포함할 수 있다.
따라서, 흡입구(11A)로부터 공기가 전기집진장치(1)의 내부로 유입되고 고전압전원(미도시)으로부터 방전전극용 전원연결단자(12A)를 통하여 방전와이어(12)에 고전압이 인가되면, 방전와이어(12)과 대향전극(13) 사이에 형성된 높은 전위차에 의하여 전류가 흐르기 시작하면서 코로나 방전이 일어나 화살표 방향과 같이 흐르는 공기 중의 먼지를 대전시키게 된다.
집진부(20)는 대전부(10)에서 대전된 먼지입자를 포집하기 위하여 고전압전극(300)과 저전압전극(400)을 서로 교대로 적층함으로서 형성되는데, 이러한 집진부(20)의 구조에 대해서는 도 3 내지 도 8b를 참조하여 상세히 설명하도록 한다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치를 구성하는 집진부의 사시도이다. 도 4a는 도 3에 도시된 집진부 케이스를 확대하여 나타낸 도면이고, 도 4b 및 도 4c는 각각 도 4a에 도시된 E 영역, F 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 도 5a는 도 3에 도시된 중간 분리판을 확대하여 나타낸 도면이고, 도 5b 및 도 5c는 각각 도 5a에 도시된 G 영역, H 영역을 확대하여 나타낸 도면이다. 또한, 도 6a 내지 도 6c는 각각 도 3에 도시된 A 영역, B 영역, C 영역을 확대하여 나타낸 도면이다.
도 1 및 도 3 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 전기집진장치(1)의 집진부(20)는 집진부 케이스(100), 중간 분리판(200), 복수의 고전압전극(300), 복수의 저전압전극(400), 전원연결단자(510, 520)를 포함하여 구성된다. 여기서, 집진부 케이스(100)는 전기집진장치(1)의 외관을 형성하도록 전술한 대전부 케이스(11)와 결합될 수 있다.
도 4a에 도시된 바와 같이, 집진부 케이스(100)는 다수의 통풍공(100A)을 갖는 격자구조로 이루어 질 수 있다. 예를 들면, 집진부 케이스(100)는 프레임부(110)와, 프레임부(110)를 다수의 통풍공(100A)으로 구획함과 동시에 프레임부(110)의 강성을 보강하는 구획부(120)로 구성될 수 있다.
프레임부(110)는 도 4a를 기준으로 좌측에서 전극의 적층방향(D1)으로 연장 형성되는 제 1 프레임부(111)와, 우측에서 전극의 적층방향(D1)으로 연장 형성되는 제 2 프레임부(112)를 포함할 수 있다.
구획부(120)는 전극의 적층방향(D1)으로 연장 형성되는 제1구획부(121)와, 제1구획부(121)와 교차되도록 전극의 배치방향(D2)으로 연장 형성되는 제2구획부(122)를 포함하여 구성될 수 있다.
이러한 제 1 프레임부(111), 제 2 프레임부(112), 제 1 구획부(121)에는 복수의 전극(300, 400)을 지지하여 전극(300, 400) 사이의 간격을 확보하는 제 1 전극지지부(130)가 형성되어 있다.
제 1 전극지지부(130)는 전극(300, 400)의 메인(main)부분을 지지하는 제 1 A지지돌기(131)와, 전극(300, 400)의 외곽(edge)부분을 지지하는 제 1 B지지돌기(132)를 포함할 수 있다.
제 1A 지지돌기(131)는 전극(300, 400)의 외곽을 제외한 메인부분을 지지하여 전극(300, 400) 사이의 간격을 확보하게 되는데, 이러한 제 1A 지지돌기(131)는 제 1 구획부(121), 통풍공(100A)에 인접한 제 1 프레임부(111)의 일단(111A), 통풍공(100A)에 인접한 제 2 프레임부(112)의 일단(112A)에 마련되어 있다.
제 1A 지지돌기(131)는 전극(300, 400)을 지지하여 전극(300, 400) 사이의 간격을 확보할 수 있는 어떠한 형상으로 마련될 수 있다.
예를 들면, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 제 1A 지지돌기(131)는 두 개의 제 1A 지지돌기(131)가 일정한 틈(131A)을 형성하도록 지그재그로 배치되면, 일정한 틈(131A)에서 전극(300, 400)이 지지되는 형상으로 이루어질 수 있다.
제 1A 지지돌기(131)는 제 1 및 제 2 프레임부(111, 112)의 일단(111A, 112A)과 제 1 구획부(121)에서 일체로 돌출 형성될 수 있는데, 이러한 제 1A 지지돌기(131)는 원통과 원뿔이 결합된 형상으로 구성될 수도 있으며, 이외에도 삼각돌기, 사각돌기, 그 외의 다각형 돌기로 구성될 수도 있음은 물론이다.
제 1B 지지돌기(132)는 제 1A 지지돌기(131)에 인접하게 마련되어 전극(300, 400)의 외곽부분을 지지하게 된다.
이러한, 제 1B 지지돌기(132)는 후술하는 저전압전극(400) 측의 제 1 전원연결단자(510)와 제 1 전원연결단자(510)에 밀착되지 않는 저전압전극(400) 사이에 불필요한 전기적인 간섭이 없도록 한다. 또한, 제 1B 지지돌기(132)는 후술하는 고전압전극(400) 측의 제 2 전극접촉단자(134)와 제 2 전극접촉단자(134)에 밀착되지 않는 고전압전극(300) 사이에 불필요한 전기적인 간섭이 없도록 한다.
제 1 프레임부(111)에 형성된 제 1B 지지돌기(132)와 제 2 프레임부(112)에 형성된 제 1B 지지돌기(132)는 서로 다른 전극(300, 400)을 지지할 수 있는데, 예를 들면, 도 6a 내지 도 6c에 도시된 바와 같이, 제 1 프레임부(111)에 형성된 제 1B 지지돌기(132)에 의해 저전압전극(400)의 외곽부분만이 지지되고, 제 2 프레임부(112)에 형성된 제 1B 지지돌기(132)에 의해 고전압전극(300)의 외곽부분만이 지지될 수 있다.
또한, 제 1B 지지돌기(132)는 저전압전극(400)이 제 1 전원연결단자(510)에 밀착되거나, 고전압전극(300)이 제 2 전극접촉단자(134)에 밀착되면 전극(300, 400)의 위치를 바로잡을 수 있도록 하는 역할을 할 수도 있다.
제 1 전극지지부(130)는 전극(300, 400)의 최외곽(extreme edge)부분을 지지하는 전극접촉단자(133, 134)를 더 포함할 수 있다. 도 4b 및 도 6a에 도시된 바와 같이 제 1 전극접촉단자(133)는 제 1 프레임부(111)의 타단(111B)에 마련되어 저전압전극(400)의 최외곽부분을 지지하고, 도 4c 및 도 6c에 도시된 바와 같이 제 2 전극접촉단자(134)는 제 2 프레임부(112)의 타단(112B)에 마련되어 고전압전극(300)의 최외곽부분을 지지한다.
제 1 프레임부(111)에 마련된 제 1 전극접촉단자(133)에는 제 1 전원연결단자(510)가 설치된다.
도 6a에 도시된 바와 같이, 제 1 전원연결단자(510)는 제 1 프레임부(111)에 형성된 제 1 전극접촉단자(133)에 설치되어 저전압전극(400)과 전기적으로 연결된다. 이러한 제 1 전원연결단자(510)에는 제 1 전극접촉단자(133)에 설치되어 저전압전극(400)의 최외곽부분이 취부되는 복수의 고정돌기(510A)가 돌출 형성되어 있다.
한편, 제 2 프레임부(112)에 마련된 제 2 전극접촉단자(134)에는 제 2 전원연결단자(520)가 설치된다.
도 4c, 도 6c 및 도 7에 도시된 바와 같이, 제 2 전원연결단자(520)는 제 2 프레임부(112)에 형성된 제 2 전극접촉단자(134)의 저부에 설치되어 고전압전극(300)에 전원을 공급한다. 제 2 전원연결단자(520)는 고전압전극(300)의 최외곽부분을 지지하는 제 2 전극접촉단자(134)와는 전 구간에서 접촉하도록, 고전압전극(300)과는 접촉하지 않도록 배치된다. 이 때, 제 2 전원연결단자(520)와 제 2 전극접촉단자(134)는 접촉면의 접촉저항이 최소화되도록 구성된다. 또한, 제 2 전극접촉단자(134)는 고전압전극(300)에 접촉되며, 이 때의 접촉면에서의 접촉저항 역시 최소화되도록 구성된다. 여기서, 제 2 전극접촉단자(134)는 전도체와 절연체의 중간 특성을 가지는 반전도성 재료로 제작된다. 제 2 전극접촉단자(134)를 제작하는 반전도성 재료로는 103Ω~1011Ω의 체적저항을 가진 재료가 사용된다. 반전도성 재료로 제작된 제 2 전극접촉단자(134)는 별도로 구성된 고전압전원(미도시)에서 제 2 전원연결단자(520)를 통해 공급된 고전압의 전위만 고전압전극(300)으로 전달하고, 고전압전극(300)에 전류는 흐르지 않도록 한다. 이로 인해, 고전압전극(300)에는 수 kV의 고전압이 인가되더라도 전류는 전달되지 않으므로 고전압전극(300)에서 저전압전극(400)으로 전류가 흐르는 현상 즉, 스파크 발생이 없다. 이러한 특성으로 인해 고전압전극(300)을 금속과 같은 전도성 재료로 제작하더라도 고전압전극(300)과 저전압전극(400)의 사이에서 방전 현상이 발생하는 것을 방지할 수 있게 된다.
본 실시예에서는 도 7에 도시된 바와 같이 고전압전극(300)에 전원을 공급하기 위한 제 2 전원연결단자(520)가 제 2 전극접촉단자(134)의 저부에 설치되는 구성을 예로 들어 설명하였으나, 제 2 전원연결단자(520)는 고전압전극(300)에는 접촉하지 않으면서 고전압전극(300)에 균일한 전위를 형성할 수 있는 위치라면 어디에 배치되어도 무관하다.
또한, 본 실시예에서는 저전압전극(400)에는 직접적으로 전원연결단자(510)를 접촉시켜 저전압전극(400)을 접지시키고, 고전압전극(300)에는 직접적으로 전원연결단자(520)를 접촉시키지 않고, 전원연결단자(520)를 통해 공급된 고전압의 전위만을 반전도성 재료로 제작된 제 2 전극접촉단자(134)를 통해 고전압전극(300)에 전달하고, 고전압전극(300)에 전류는 흐르지 않도록 하는 구조를 예로 들어 설명하였으나, 고전압전극(300) 뿐만 아니라 도 4d에 도시된 바와 같이 저전압전극(400)에도 직접적으로 전원연결단자(510)를 접촉시키지 않고, 전원연결단자(520)를 통해 공급된 접지전위(0 V)만을 반전도성 재료로 제작된 제 2 전극접촉단자(134)를 통해 저전압전극(400)에 전달하고, 저전압전극(400)에 전류는 흐르지 않도록 하는 구조를 채택할 수도 있다.
중간 분리판(200)은 집진부(20)의 외관을 형성하도록 대전부 케이스(11) 및 집진부 케이스(100)의 사이에서 배치되어 집진부 케이스(100)와 결합될 수 있다. 중간 분리판(200)은 집진부 케이스(100)와 함께 전극(300, 400)을 일정간격으로 고정시킨다.
이러한 중간 분리판(200)은 집진부 케이스(100)와 마찬가지로 다수의 통풍공(200A)을 갖는 격자구조로 이루어 질 수 있다. 예를 들면, 중간 분리판(200)은 테두리부(210)와, 테두리부(210)를 다수의 통풍공(200A)으로 구획함과 동시에 테두리부(210)의 강성을 보강하는 보강부(220)로 구성될 수 있다.
이러한 보강부(220)는 전극의 적층방향(D1)으로 연장 형성되는 제 1 보강부(221)와, 제 1 보강부(221)와 교차되도록 전극의 배치방향(D2)으로 연장 형성되는 제 2 보강부(222)를 포함하여 구성될 수 있다.
테두리부(210)는 도 5a를 기준으로 좌측에서 전극의 적층방향(D1)으로 연장 형성된 제 1 테두리부(211)와, 우측에서 전극의 적층방향(D1)으로 연장 형성된 제 2 테두리부(212)를 포함할 수 있다. 한편, 제 1 테두리부(211)는 집진부 케이스(100)의 제 2 프레임부(112)에 대응 형성되며, 제 2 테두리부(212)는 집진부 케이스(100)의 제 1 프레임부(111)에 대응 형성된다.
이러한 제 1 테두리부(211), 제 2 테두리부(212), 제 1 보강부(221)에는 복수의 전극(300, 400)을 지지하여 전극(300, 400) 사이의 간격을 확보하는 제 2 전극지지부(230)가 형성되어 있다.
제 2 전극지지부(230)는 전극(300, 400)을 지지할 수 있도록 제 1 전극지지부(130)에 대응 형성되며, 이러한 제 2 전극지지부(230)는 제 1A 지지돌기(131)에 대응 형성되어 전극을 지지하는 제 2A 지지돌기(231)와, 전극접촉단자(133, 134)에 대응 형성되어 저전압전극(400)의 최외곽부분과 제 1 전원연결단자(510) 또는 고전압전극(300)의 최외곽부분과 제 2 전극접촉단자(134)가 밀착될 수 있도록 하는 제 2B 지지돌기(232)를 포함할 수 있다.
제 2A 지지돌기(231)는 제 1A 지지돌기(131)와 함께 전극(300, 400)을 지지하는데, 이러한 제 2A 지지돌기(231)는 제 1 보강부(221), 통풍공(200A)에 인접한 제 1 테두리부(211)의 일단(211A), 통풍공(200A)에 인접한 제 2 테두리부(212)의 일단(212A)에 마련되어 있다.
제 2A 지지돌기(231)는 제 1A 지지돌기(131)와 마찬가지로 전극(300, 400)을 지지할 수 있는 어떠한 형상으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 제 2A 지지돌기(231)는 제 1A 지지돌기(131)에 대응되도록 두 개의 제 2A 지지돌기(231)가 일정한 틈(231A)을 두고 지그재그로 배치되면, 일정한 틈(231A)에서 하나의 전극(300, 400)을 지지하는 형상으로 이루어질 수 있다.
제 2A 지지돌기(231)는 제 1 및 제 2 테두리부(211, 212)의 일단(211A, 212A)과 제 1 보강부(221)에서 일체로 돌출 형성될 수 있다. 제 2A 지지돌기(231)는 원통과 원뿔이 결합된 형상, 삼각돌기의 형상, 사각돌기의 형상, 그 외의 다각형 돌기의 형상으로 구성될 수도 있음은 물론이다.
도 5b에 도시된 바와 같이, 제 2B 지지돌기(232)는 제 1 프레임부(111)의 외곽에 마련되어 제 1 전원연결단자(510)와 저전압전극(400)이 밀착될 수 있도록 제 1 전원연결단자(510)의 고정돌기(510A)가 밀착되는 제 1 전극접촉단자(133) 사이에 형성된 틈(133A)에 끼워지도록 형성될 수 있다.
즉, 제 1 전원연결단자(510)의 고정돌기(510A)가 제 1 전극접촉단자(133)에 설치되고, 저전압전극(400)의 최외곽부분이 제1전원연결단자(510)의 고정돌기(510A)에 밀착되면, 제 2B 지지돌기(232)는 제 1 전극접촉단자(133)에 의해 형성된 틈(133A)에 끼워져 제 1 전원연결단자(510)와 저전압전극(400)이 견고히 밀착 결합될 수 있도록 한다.
한편, 도 5c에 도시된 바와 같이, 제 2B 지지돌기(232)는 제 2 프레임부(112)의 외곽에 마련되어 제 2 전극접촉단자(134)와 고전압전극(300)이 밀착될 수 있도록 제 2 전극접촉단자(134) 사이에 형성된 틈(134A)에 끼워지도록 형성될 수 있다.
즉, 제 2 전원연결단자(520)는 고전압전극(300)에는 접촉하지 않으면서 제 2 전극접촉단자(134)에는 접촉하도록 배치되고, 고전압전극(300)의 최외곽부분이 제 2 전원연결단자(520)에 밀착되면, 제 2B 지지돌기(232)는 제 2 전극접촉단자(134)에 의해 형성된 틈(134A)에 끼워져 제 2 전원연결단자(520)와 고전압전극(300)이 견고히 밀착 결합될 수 있도록 한다.
한편, 중간 분리판(200)은 절연재질로 형성되어 집진부(20)와 대전부(10) 사이를 절연시키는 역할을 할 수 있다. 특히, 본 발명의 실시예에서는 집진부(20)의 고전압전극(300) 및 저전압전극(400)은 전도성 재료 또는 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료로 제작되어 있기 때문에 중간 분리판(200)은 전도성 재질의 전극(300, 400)으로부터 대전부(10)로 전류가 흐르는 것을 방지하여 전류누설에 의한 집진부(20)의 전압강하 없이 집진부 성능을 확보할 수 있도록 한다.
도 8a는 도 3에 도시된 고전압전극을 나타낸 도면이며, 도 8B는 도 3에 도시된 저전압전극을 나타낸 도면이다.
도 8a에 도시된 바와 같이, 고전압전극(300)은 전기 전도성이 좋은 재료, 예를 들면 금속, 탄소 등의 평판형 재료로 구성된다. 고전압전극(300)은 제 2 전극접촉단자(520)에 연결되는 단자연결부(310)를 포함한다. 즉, 이러한 단자연결부(310)는 상술한 고전압전극(300)의 최외곽부분을 형성하여 제2프레임부(112)에 설치된 제 2 전극접촉단자(520)와 전기적으로 연결된다.
고전압전극(300)의 양측 테두리에는 일정한 거리를 두고 배치되는 복수의 고정홈(300A)이 마련되어 있다. 이러한 고정홈(300A)은 고전압전극(300)이 집진부 케이스(100) 및 중간 분리판(200)에 적층되는 과정에서 손쉽게 적층될 수 있도록 하며 또한 집진부 케이스(100)의 제 1A 지지돌기(131) 및 중간 분리판(200)의 제 2A 지지돌기(231)에 고정 설치될 수 있도록 한다.
또한, 고전압전극(300)의 일측 테두리에는 제 1B 지지돌기(132)에 대응되도록 안착홈(300B)이 형성되어 있다.
한편, 도 8b에 도시된 바와 같이, 저전압전극(400)은 전기 전도성이 좋은 평판형의 재료로 구성된다. 저전압전극(400)은 미소 방전이 발생해도 파손되지 않도록 스테인레스(SUS)나 알루미늄 등 한 장의 금속제 필름으로 구비될 수 있다.
저전압전극(400)은 제 1 전원연결단자(510)의 고정돌기(510A)와 연결되는 단자연결부(410)를 포함한다. 즉, 이러한 단자연결부(410)는 상술한 저전압전극(400)의 최외곽부분을 형성하여 제 1 프레임부(111)에 설치된 제 1 전원연결단자(510)와 전기적으로 연결된다.
저전압전극(400)의 양측 테두리에도 일정한 거리를 두고 배치되는 복수의 고정홈(400A)이 마련되어 있다. 이러한 고정홈(400A)은 저전압전극(400)이 집진부 케이스(100) 및 중간 분리판(200)에 적층되는 과정에서 손쉽게 적층될 수 있도록 하며 또한 집진부 케이스(100)의 제 1A 지지돌기(131) 및 중간 분리판(200)의 제 2A 지지돌기(231)에 고정 설치될 수 있도록 한다.
또한, 저전압전극(400)의 일측 테두리에는 제 1B 지지돌기(132)에 대응되도록 안착홈(400B)이 형성되어 있다.
따라서, 제 2 전원연결단자(520) 및 제 2 전극접촉단자(134)를 통하여 고전압전극(300)으로 플러스 극성의 고전압이 인가되고, 제 1 전원연결단자(510)를 통하여 저전압전극(400)이 접지(earth)와 연결되어 전기장을 형성시키게 된다.
결국, 대전부(10)에서 코로나 방전이 일어나 공기 중의 먼지입자를 플러스(plus)로 대전시키면, 플러스(plus)로 대전된 먼지입자는 쿨롱력에 의하여 집진부(20)에서 상대적으로 마이너스(minus) 측의 저전압전극(400)에 포집되게 된다.
한편, 제 2 전원연결단자(520)에 연결되는 고전압전원(미도시)의 극성은 플러스 또는 마이너스 중 어느 것도 가능하며, 또한 펄스전압도 가능함은 물론이다.
또한, 고전압전극(300) 및 저전압전극(400)으로는 금속과 같은 전도성 재료는 물론 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료를 사용할 수도 있다.
즉, 고전압전극(300) 및 저전압전극(400)은 전도성 재료 외에도 플라스틱이나 고무와 같은 비전도성 재료의 표면에 금속박을 입히거나 금속물질을 코팅한 형태로 제작할 수 있다. 예를 들어, PET 필름의 양면에 은박을 부착시킨 후 전극형상으로 절단하여 사용할 수 있다.
미설명부호 30은 대전부(10)와 집진부(20)의 체결력 향상을 위한 후크 구조의 클립을 나타내며, 500A는 제 1 전원연결단자(510)를 접지시키는 제1매개단자이며, 500B는 제 2 전원연결단자(520)를 미도시된 고전압전원과 연결시키는 제2매개단자이다.
1 : 전기집진장치 10 : 대전부
11 : 대전부 케이스 12 : 방전전극
13 : 대향전극 20 : 집진부
100 : 집진부 케이스 200 : 중간 분리판
300 : 고전압전극 400 : 저전압전극
510 : 제 1 전원연결단자 520 : 제 2 전원연결단자

Claims (20)

  1. 공기 중의 먼지입자를 대전시키는 대전부와, 상기 대전부에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진부를 포함하는 전기집진장치에 있어서,
    상기 집진부는 고전압이 인가되는 복수의 고전압전극과, 상기 고전압전극과 서로 교대로 적층되어 접지되는 복수의 저전압전극과, 상기 고전압전극 및 상기 저전압전극이 소정 간격을 유지하도록 지지하는 제 1 전극지지부를 가지는 집진부 케이스를 포함하고,
    상기 제 1 전극지지부는 상기 고전압전극 및 상기 저전압전극의 최외곽 부분을 지지하는 전극접촉단자를 포함하되,
    상기 고전압전극 및 상기 저전압전극은 전도성 재료 또는 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료로 구성되고, 상기 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성되는 전기집진장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압전극에 전원을 공급하기 위해 상기 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 접촉하도록 배치되는 전원연결단자를 더 포함하고,
    상기 전원연결단자를 통해 공급되는 상기 전원은 상기 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자를 매개로 하여 상기 고전압전극에 전달되는 전기집진장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 반전도성 재료는 103Ω~1011Ω의 체적저항을 가진 재료인 전기집진장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압전극 및 상기 저전압전극이 소정 간격을 유지하도록 지지하는 제 2전극지지부를 가지는 중간 분리판을 더 포함하는 전기집진장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극지지부는 상기 고전압전극 및 상기 저전압전극의 메인부분을 지지하는 복수의 제 1A 지지돌기를 포함하는 전기집진장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극지지부는 상기 고전압전극 및 상기 저전압전극의 외곽부분을 선택적으로 지지하는 복수의 제 1B 지지돌기를 포함하는 전기집진장치.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전압전극을 접지시키기 위해 상기 저전압전극에 연결되는 전원연결단자를 더 포함하고,
    상기 전원연결단자는 상기 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 설치되는 전기집진장치.
  8. 제 4 항에 있어서,
    상기 제 1 전극지지부는 상기 고전압전극 및 상기 저전압전극의 메인부분을 지지하는 복수의 제 1A 지지돌기를 포함하며,
    상기 제 2 전극지지부는 상기 제 1A 지지돌기에 대응 형성되어 상기 고전압전극 및 상기 저전압전극을 지지하는 복수의 제 2A 지지돌기를 포함하는 전기집진장치.
  9. 제 4 항에 있어서,
    상기 고전압전극에 전원을 공급하기 위해 상기 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 접촉하도록 배치되는 전원연결단자를 더 포함하고,
    상기 제 2 전극지지부는 상기 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 대응 형성되어 상기 고전압전극 측의 상기 전극접촉단자와 상기 고전압전극이 서로 밀착 결합되도록 하는 제 2B 지지돌기를 포함하는 전기집진장치.
  10. 제 4 항에 있어서,
    상기 저전압전극을 접지시키기 위해 상기 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 설치되는 전원연결단자를 더 포함하고,
    상기 제 2 전극지지부는 상기 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 대응 형성되어 상기 전원연결단자와 상기 저전압전극이 서로 밀착 결합되도록 하는 제 2B 지지돌기를 포함하는 전기집진장치.
  11. 제 5 항에 있어서,
    상기 고전압전극 및 상기 저전압전극은 각각 상기 제 1A 지지돌기에 고정 설치되도록 하는 고정홈을 포함하는 전기집진장치.
  12. 제 6 항에 있어서,
    상기 고전압전극 및 상기 저전압전극은 각각 상기 제 1B 지지돌기에 안착되도록 하는 안착홈을 포함하는 전기집진장치.
  13. 제 7 항에 있어서,
    상기 저전압전극에 연결되는 전원연결단자는 상기 저전압전극의 최외곽부분이 취부되는 복수의 고정돌기를 포함하는 전기집진장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성되는 전기집진장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 저전압전극을 접지시키기 위해 상기 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자에 설치되는 전원연결단자를 더 포함하고,
    상기 전원연결단자를 통해 공급되는 전원은 상기 저전압전극 측의 상기 전극접촉단자를 매개로 하여 상기 저전압전극에 전달되는 전기집진장치.
  16. 제 14 항에 있어서,
    상기 반전도성 재료는 103Ω~1011Ω의 체적저항을 가진 재료인 전기집진장치.
  17. 제 1 항에 있어서,
    상기 고전압전극 및 상기 저전압전극은 각각 평판형으로 마련되는 전기집진장치.
  18. 제 4 항에 있어서,
    상기 중간 분리판은 비전도성 재료로 구성되는 전기집진장치.
  19. 공기 중의 먼지를 대전시키는 대전부와, 상기 대전부에서 대전된 먼지입자를 집진하는 집진부를 포함하고,
    상기 집진부는 상기 집진부를 한정하도록 다수의 통풍공을 갖는 격자구조로 이루어지는 집진부 케이스 및 중간 분리판과, 상기 집진부 케이스 및 중간 분리판 사이에서 서로 교대로 적층되는 복수의 고전압전극 및 저전압전극을 포함하며,
    상기 집진부 케이스는 프레임부와, 상기 격자구조를 형성하도록 상기 프레임부를 구획하는 구획부와, 상기 프레임부와 상기 구획부에서 일체로 돌출 형성되어 상기 고전압전극 및 저전압전극을 지지하여 상기 고전압전극과 저전압전극 사이의 간격을 확보하는 제 1 전극지지부를 포함하되,
    상기 집진부 케이스는 상기 고전압전극에 전원을 공급하기 위한 전원연결단자와, 상기 전원연결단자를 통해 공급되는 상기 전원을 상기 고전압전극에 전달하는 매개체인 전극접촉단자를 포함하고,
    상기 고전압전극 및 상기 저전압전극은 전도성 재료 또는 표면이 전도성 처리된 비전도성 재료로 구성되며, 상기 전극접촉단자는 반전도성 재료로 구성되는 전기집진장치.
  20. 제 19 항에 있어서,
    상기 중간 분리판은 테두리부와, 상기 격자구조를 형성하도록 상기 테두리부를 보강하는 보강부와, 상기 테두리부와 상기 보강부에서 일체로 돌출 형성되어 상기 고전압전극 및 저전압전극을 지지하여 상기 고전압전극과 저전압전극 사이의 간격을 확보하는 제 2 전극지지부를 포함하는 전기집진장치.
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