KR20180057744A - Apparatus for airborne particle collection - Google Patents

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Abstract

The present invention relates to an airborne particle collector. The airborne particle collector comprises: a housing; a rotation part which is rotatably supported in an insulated state in the housing; a cylindrical filter part which is disposed in the housing and rotates with the rotation part; an inlet which supplies air into the internal space of the filter part; a discharge part which discharges the air having passed through the filter part to the outside of the housing; a rotation driving part which applies a rotational driving force to the rotation part; and a high voltage generator which applies a high voltage to the filter part. The housing is grounded such that an electric field is formed between the housing and the filter part, and an inner wall surface of the housing is adjacent to an outer circumferential surface of the filter part. According to the present invention, dust collection efficiency can be greatly improved.

Description

공기 중 입자 수집 장치{APPARATUS FOR AIRBORNE PARTICLE COLLECTION}[0001] APPARATUS FOR AIRBORNE PARTICLE COLLECTION [0002]

본 발명은 공기 중 입자 수집 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 사이클론 원리를 이용해 고형 및 액형 입자를 분리하는 것과 동시에, 전기집진 원리를 이용해 상대적으로 질량이 작은 초미세 입자를 분리할 수 있으므로, 집진 효율을 크게 향상시킬 수 있는 공기 중 입자 수집 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an airborne particle collecting apparatus, and more particularly, to separating solid particles and liquid particles using a cyclone principle, and separating ultra-fine particles having a relatively small mass using an electrostatic dust collecting principle, To an airborne particle collecting apparatus capable of greatly improving the efficiency.

종래 회전디스크를 이용한 회전식 사이클론 집진장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 중앙에 유입부(11)가 형성되고 상단 일측에 배기구(12)가 형성된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부에 회전가능하게 배치되고 하단이 상기 유입부(11)에 연결된 샤프트(21)와, 상기 샤프트의 외주면에 축 방향을 따라 이격 배치된 다수의 디스크(22)와, 상기 샤프트(21)에 회전력을 인가하는 모터(30)를 포함하여 구성된다.1, a rotary cyclone dust collecting apparatus using a conventional rotating disk comprises a housing 10 having an inlet 11 formed at a lower center and an outlet 12 formed at an upper end thereof, A plurality of discs 22 disposed on the outer circumferential surface of the shaft and spaced apart from each other in the axial direction of the shaft 21; And a motor (30) for applying a voltage.

이러한 회전식 사이클론 집진장치는 무회전 사이클론 집진장치에 비해 구조가 복잡하지만 상대적으로 미세 입자의 분리성능이 우수하므로 높은 집진 성능이 요구되는 장소에 설치된다.Such a rotary cyclone dust collecting apparatus is more complicated in structure than a non-rotating cyclone dust collecting apparatus, but has a relatively high separation performance of fine particles, and thus is installed in a place where a high dust collecting performance is required.

이러한 종래의 회전식 사이클론 집진장치에 따르면, 유입부(11)로 공급되는 공기는 디스크(22)의 사이공간을 통해 회전중심 바깥방향으로 이동하고, 하우징(10)의 내벽면을 따라 상승하여 배출부(12)를 통해 하우징(10) 외부로 배출된다. 이 과정에서, 공기 중에 포함된 입자는 사이클론 효과에 의해 공기로부터 분리되고, 하우징(10)의 내벽면에 수집되어 집진 작용이 이루어진다. 하지만, 도 2에 도시된 바와 같이, 공기 중에 포함된 1 마이크로미터(㎛) 이상의 입자는 사이클론 원리에 의해 분리되지만, 1 마이크로미터(㎛) 이하의 초미세 입자는 효과적인 분리가 어렵다.According to such a conventional rotary cyclone dust collecting apparatus, the air supplied to the inlet portion 11 moves outwardly of the rotation center through the space between the disks 22 and rises along the inner wall surface of the housing 10, (12). ≪ / RTI > In this process, the particles contained in the air are separated from the air by the cyclone effect, collected on the inner wall surface of the housing 10, and collected. However, as shown in Fig. 2, particles of 1 micrometer (占 퐉) or more contained in air are separated by the cyclone principle, but ultrafine particles of 1 micrometer (占 퐉) or less are difficult to effectively separate.

따라서, 종래에는 사이클론 집진장치의 집진 효율을 향상시키기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기구(12)를 통해 배출되는 공기의 일부를 다시 유입부(11)로 회수하여 사이클론 집진장치(1)에 재순환시키는 방법을 채택하고 있다. 이러한 재순환구조에 따르면 1 마이크로미터(㎛) 이하의 초미세 입자가 서로 응집하면서 사이클론 원리에 의해 공기로부터 분리되는 효과를 기대할 수 있으나, 응집되지 않은 1 마이크로미터(㎛) 이하의 초미세 입자는 그대로 배출되는 문제가 있으며, 집진을 위한 전기소모량이 대폭 증가하는 문제가 있다. 3, in order to improve the dust collecting efficiency of the cyclone dust collecting apparatus, a part of the air discharged through the exhaust port 12 is again collected into the inflow section 11, In the case of the present invention. According to such a recirculating structure, ultrafine particles of less than 1 micrometer (탆) can be expected to be separated from air by the cyclone principle while being coagulated with each other, but ultrafine particles of not more than 1 micrometer (탆) There is a problem that the amount of electricity consumed for collecting dust increases greatly.

특허문헌 1. 등록실용신안 20-0299650 (2003.01.03)Patent Document 1. Registration Practical Utility Model 20-0299650 (2003.01.03)

따라서, 본 발명의 목적은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 사이클론 원리를 이용해 질량이 큰 고형 및 액형 입자를 분리하는 것과 동시에, 전기집진 원리를 이용해 질량이 작은 초미세 입자를 분리할 수 있으므로, 집진 효율을 크게 향상시킬 수 있는 공기 중 입자 수집 장치를 제공함에 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to solve such a conventional problem, and it is an object of the present invention to separate the solid and liquid type particles having a large mass by using the cyclone principle and to separate the ultrafine particles having a small mass Therefore, it is an object of the present invention to provide an airborne particle collecting device capable of greatly improving dust collecting efficiency.

상기 목적은, 본 발명에 따라, 하우징;과, 상기 하우징 내에 절연된 상태로 회전 가능하게 지지되는 회전부;와, 상기 하우징의 내에 배치되어 상기 회전부와 함께 회전하는 원통형 필터부;와, 상기 필터부의 내부공간으로 공기를 공급하는 유입부;와, 상기 필터부를 통과한 공기를 하우징 외부로 배출하는 배출부;와, 상기 회전부에 회전구동력을 인가하는 회전구동부; 및 상기 필터부에 고전압을 인가하는 고전압 발생부;를 포함하며, 상기 하우징은 상기 필터부와의 사이에 전기장이 형성되도록 접지되고, 상기 하우징의 내벽면은 상기 필터부의 외주면과 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치에 의해 달성된다.According to an aspect of the present invention, there is provided a filter unit comprising: a housing; a rotating part rotatably supported in an insulated state in the housing; a cylindrical filter part disposed in the housing and rotating together with the rotating part; An exhaust unit for exhausting the air having passed through the filter unit to the outside of the housing; a rotation driving unit for applying a rotational driving force to the rotation unit; And a high voltage generating unit for applying a high voltage to the filter unit. The housing is grounded so as to form an electric field with the filter unit, and the inner wall surface of the housing is disposed adjacent to the outer circumferential surface of the filter unit In the air.

여기서, 상기 필터부는 복수 마련되어 반경 방향으로 중첩 배치되는 다공성 필터로 이루어지는 것이 바람직하다.Here, it is preferable that a plurality of the filter units are provided and are made of a porous filter superimposed in the radial direction.

또한, 상기 다공성 필터 중 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터는 도전성 재질로 이루어져 고전압 발생부에 의해 고전압이 인가되는 것이 바람직하다.In addition, the outermost porous filter of the porous filter is made of a conductive material and is preferably applied with a high voltage by the high voltage generating part.

또한, 상기 복수 마련된 다공성 필터는 밀도가 서로 다르게 설정되고, 필터부의 중심으로부터 반경 방향으로 진행할수록 점진적으로 밀도가 높아지는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the plurality of porous filters are arranged in such a manner that the density is set to be different from each other, and the density gradually increases as the filter moves from the center to the radial direction.

또한, 상기 하우징 내에서 회전하는 필터부에 고전압 발생부로부터 제공되는 고전압을 안정적으로 공급하는 전원접속부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.The power supply unit may further include a power connection unit for stably supplying a high voltage provided from the high voltage generating unit to the rotating filter unit in the housing.

또한, 상기 전원접속부는, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터에 접촉하는 접속단자와, 상기 접속단자를 필터부를 향해 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.It is preferable that the power connection portion includes a connection terminal electrically connected to the high voltage generating portion and contacting the porous filter made of the conductive material and an elastic member for elastically supporting the connection terminal toward the filter portion .

또한, 상기 필터부에는 상기 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터와 전기적으로 연결되고, 상기 접속단자가 접촉할 수 있도록 상기 필터부의 외측면에 배치되는 링형의 트랙단자가 마련되는 것이 바람직하다.It is preferable that the filter unit is provided with a ring-shaped track terminal which is electrically connected to the porous filter made of the conductive material and disposed on the outer surface of the filter unit so that the connection terminal can be contacted.

또한, 상기 전원접속부는 상기 접속단자의 후단부로부터 필터부를 향해 고압공기를 분사하는 공기분사부를 더 포함하는 것이 바람직하다.The power connection unit may further include an air injection unit that injects high-pressure air from the rear end of the connection terminal toward the filter unit.

또한, 상기 하우징의 하부 일측에는 하우징의 내벽면에 수집된 입자의 배출을 위한 드레인 홀이 마련되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that a drain hole for discharging the collected particles is provided on the inner wall surface of the housing at a lower side of the housing.

또한, 상기 배출부는 상기 하우징의 내벽면 중 일측 상단에 형성되고, 상기 배출부의 하단에는 함몰부가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, it is preferable that the discharge portion is formed at one upper end of the inner wall surface of the housing, and a depression is formed at the lower end of the discharge portion.

또한, 상기 함몰부에는 상기 함몰부에 수집된 입자를 상기 드레인 홀로 유도하는 연결통로가 형성되는 것이 바람직하다.In addition, the depression may be formed with a connection passage for guiding the particles collected in the depression to the drain hole.

본 발명에 따르면, 사이클론 원리를 이용해 질량이 큰 고형 및 액형 입자를 분리하는 것과 동시에, 전기집진 원리를 이용해 질량이 작은 초미세 입자를 분리할 수 있으므로, 집진 효율을 크게 향상시킬 수 있는 공기 중 입자 수집 장치가 제공된다.INDUSTRIAL APPLICABILITY According to the present invention, it is possible to separate solid and liquid type particles having a large mass by using the cyclone principle, and to separate fine ultrafine particles having a small mass using the electrostatic dust collecting principle, Collecting device is provided.

도 1은 종래 사이클론 집진장치의 단면도,
도 2는 종래 사이클론 집진장치의 집진효율을 나타낸 그래프,
도 3은 종래 사이클론 집진장치의 집진효율을 향상시키기 위한 구성도,
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치의 단면도,
도 5는 도 4의 주요 부분 확대도이다.1 is a sectional view of a conventional cyclone dust collecting apparatus,
2 is a graph showing the dust collection efficiency of a conventional cyclone dust collector,
3 is a view for improving the dust collecting efficiency of the conventional cyclone dust collecting apparatus,
4 is a cross-sectional view of an airborne particle collecting apparatus according to a first embodiment of the present invention,
5 is an enlarged view of the main part of Fig.

설명에 앞서, 여러 실시예에 있어서, 동일한 구성을 가지는 구성요소에 대해서는 동일한 부호를 사용하여 대표적으로 제1실시예에서 설명하고, 그 외의 실시예에서는 제1실시예와 다른 구성에 대해서 설명하기로 한다.Prior to the description, components having the same configuration are denoted by the same reference numerals as those in the first embodiment. In other embodiments, configurations different from those of the first embodiment will be described do.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치에 대하여 상세하게 설명한다.Hereinafter, an airborne particle collecting apparatus according to a first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치의 단면도이고, 도 5는 도 4의 주요 부분 확대도이다.FIG. 4 is a cross-sectional view of an airborne particle collecting apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an enlarged view of a main part of FIG.

상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 공기 중 입자 수집 장치는 하우징(110), 회전부(120), 필터부(130), 회전구동부(140), 고전압 발생부(150) 및 전원접속부(160)를 포함하여 구성된다. The airborne particle collecting apparatus of the present invention as shown in the drawing includes a housing 110, a rotating unit 120, a filter unit 130, a rotation driving unit 140, a high voltage generating unit 150, and a power connecting unit 160 .

상기 하우징(110)은 원통형의 내부공간을 포함하고, 상기 하우징(110)의 하단 중앙에는 내부공간으로 공기를 유입하는 유입부(111)가 마련되고, 상기 하우징(110)의 상단 일측에는 하우징(110) 외부로 공기를 배출하는 배출부(112)가 마련되며, 상기 하우징(110)의 하단 일측에는 내부공간과 접하는 하우징(110)의 내벽면에 수집되어 내벽면을 따라 흘러내리는 입자의 배출을 위한 드레인 홀(113)이 마련된다.The housing 110 includes a cylindrical inner space and an inlet 111 for introducing air into the inner space is provided at a lower center of the housing 110. A housing 110 A discharge part 112 for discharging air to the outside of the housing 110 is provided at a lower end of the housing 110. The discharge part 112 collects particles flowing along the inner wall surface of the housing 110, A drain hole 113 is formed.

상기 하우징(110)의 내벽면 중 배출부(112)의 하단에는 함몰부(114)가 하우징(110)의 내벽면을 따라 원주 형태로 함몰 형성되고, 상기 함몰부(114)의 하단에는 상기 함몰부(114)에 수집된 입자를 상기 드레인 홀(113)로 유도하기 위한 연결통로(116)가 형성된다. 구체적으로, 상기 함몰부(114)는 하우징(110)의 내벽면을 따라 링형으로 함몰 형성될 수 있으며, 상기 함몰부(114)의 하단에는 다수의 통공(115)이 형성되고, 다수의 통공(115)은 연결통로(116)에 의해 드레인 홀(113)과 연결된다. A depression 114 is formed in the inner wall surface of the housing 110 at the lower end of the discharge portion 112 in a circumferential shape along the inner wall surface of the housing 110. At the lower end of the depression 114, A connection passage 116 for guiding the collected particles to the drain hole 113 is formed. The depressed portion 114 may be formed in a ring shape along the inner wall surface of the housing 110. A plurality of through holes 115 may be formed in the lower end of the depressed portion 114, 115 are connected to the drain hole 113 by the connection passage 116.

한편, 상기 하우징(110)은 상기 회전부(120)와 이격 배치된 상태에서 이온에 의해 하전된 입자를 집진하기 위해, 전기 전도성 재질로 이루어지고 접지된다. Meanwhile, the housing 110 is made of an electrically conductive material and grounded to collect particles charged by ions in a state of being separated from the rotation unit 120.

상기 회전부(120)는, 상기 하우징(110)의 상측 내벽면에 회전가능하게 지지되는 상부 회전디스크(121)와, 상기 상부 회전디스크(121)와 마주하는 위치에서 상기 하우징(110)의 하측 내벽면에 회전가능하게 지지되는 하부 회전디스크(122)를 포함하며, 상기 상부 회전디스크(121)와 하부 회전디스크(122)는 절연재질로 이루어진다. The rotating unit 120 includes an upper rotating disk 121 rotatably supported on an upper inner wall surface of the housing 110 and a lower rotating disk 121 disposed on a lower side of the housing 110 at a position facing the upper rotating disk 121. [ And a lower rotating disk 122 rotatably supported on the wall surface, and the upper rotating disk 121 and the lower rotating disk 122 are made of an insulating material.

또한, 상기 하부 회전디스크(122)에는 유입부(111)와 필터부(130)의 내부공간을 연결하는 관통홀(122a)이 형성되고, 상기 상부 회전디스크(121)와 하부 회전디스크(122)에는 필터부(130)의 결합 위치를 안내하기 위한 가이드(미도시)가 마련될 수 있으며, 상기 상부 회전디스크(121)와 하부 회전디스크(122) 중 적어도 어느 하나는 필터부(130)의 교체를 위해 상기 하우징(110)에 탈착 가능하게 조립되는 것이 바람직하다.The lower rotating disk 122 is formed with a through hole 122a for connecting the inner space of the inlet part 111 and the filter part 130 and the upper rotating disk 121 and the lower rotating disk 122, At least one of the upper rotating disk 121 and the lower rotating disk 122 may be replaced with a guide for guiding the coupling position of the filter unit 130. In this case, The housing 110 may be detachably assembled.

상기 필터부(130)는 원통형으로 이루어지고, 상기 회전부(120)와 함께 회전하도록 상단과 하단이 상기 상부 회전디스크(121)와 하부 회전디스크(122)에 결합되며, 필터부(130)의 내부공간은 관통홀(122a)을 통해 상기 유입부(111)와 연결된다. The filter unit 130 is cylindrical and has upper and lower ends coupled to the upper rotating disk 121 and the lower rotating disk 122 to rotate together with the rotating unit 120, The space is connected to the inlet 111 through the through hole 122a.

이러한 필터부(130)는 반경 반향으로 중첩 배치될 수 있도록 서로 직경이 다르게 구성된 복수의 원통형 다공성 필터(131a,131b,131c)를 포함한다. 상기 복수 마련된 다공성 필터(131a,131b,131c)는 밀도가 서로 다르게 설정되고, 필터부(130)의 중심으로부터 반경 방향으로 진행할수록 점진적으로 밀도가 높아지는 형태로 배치되는 것이 바람직하다. 이와 같이 다공성 필터(131a,131b,131c)의 밀도를 서로 다르게 구성하는 경우, 회전 중심 안쪽에 배치되는 다공성 필터(131a,131b,131c)와 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터(131a,131b,131c)의 교환주기를 비교적 일치시킬 수 있으며, 어느 하나의 다공성 필터(131a,131b,131c)에만 공기 중의 입자가 집중적으로 수집되는 것을 방지할 수 있다.The filter unit 130 includes a plurality of cylindrical porous filters 131a, 131b, and 131c having diameters different from each other so that the filter units 130 can be superimposed in a radial direction. The plurality of porous filters 131a, 131b, and 131c may be arranged in different densities and gradually increase in density from the center of the filter unit 130 in the radial direction. When the densities of the porous filters 131a, 131b and 131c are different from each other, the porous filters 131a, 131b and 131c disposed inside the rotation center and the porous filters 131a, 131b and 131c disposed outside Exchange cycles can be relatively matched and particles in the air can be prevented from collecting intensively in only one of the porous filters 131a, 131b, and 131c.

상기 다공성 필터(131a,131b,131c) 중 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터(131c)는 금속과 같은 도전성 재질로 이루어지고 상기 고전압 발생부(150)에 의해 고전압이 인가되며, 상기 다공성 필터(131c)의 외측면은 상기 하우징(110)과의 사이에 코로나 방전을 유도하기 위해 날카로운 돌기들이 불규칙하게 돌출되는 형태로 이루어지는 것이 바람직할 것이다. 한편, 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터(131c)를 제외한 나머지 다공성 필터(131a,131b)는 세라믹이나 수지와 같은 절연 재질로 이루어진다. 또한, 상기 필터부(130)는 상기 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터(131c)에 상기 전원접속부(160)가 전기적으로 접촉할 수 있도록 상기 필터부(130)의 회전중심과 동심을 이루는 링형의 트랙단자(132)를 포함한다.The porous filter 131c disposed at the outermost one of the porous filters 131a, 131b and 131c is made of a conductive material such as metal and a high voltage is applied by the high voltage generating part 150. The porous filter 131c, It is preferable that the outer surface of the housing 110 is formed in such a shape that sharp protrusions are irregularly protruded to induce a corona discharge with the housing 110. On the other hand, the porous filters 131a and 131b except for the porous filter 131c disposed at the outermost side are made of an insulating material such as ceramic or resin. The filter unit 130 may include a ring-shaped track terminal 130 that is concentric with the rotation center of the filter unit 130 so that the power connection unit 160 can be electrically contacted with the porous filter 131c made of the conductive material. (132).

상기 고전압 발생부(150)는 상기 필터부(130)의 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터(131c)에 직류 고전압을 인가하여 다공성 필터(131c)로부터 이온이 발생되도록 하고, 하우징(110)은 상기 다공성 필터(131c)와 전위차가 발생하도록 접지되므로, 다공성 필터(131c)를 통과하는 공기 중의 입자가 하전되어 하우징(110)의 내벽면에 포집되도록 할 수 있다.The high voltage generating unit 150 applies a direct current high voltage to the porous filter 131c disposed at the outermost side of the filter unit 130 to generate ions from the porous filter 131c, Particles in the air passing through the porous filter 131c are charged and can be collected on the inner wall surface of the housing 110 because the potential difference is generated between the filter 131c and the filter 131c.

상기 전원접속부(160)는 상기 하우징(110) 내에서 회전하는 필터부(130)에 상기 고전압 발생부(150)로부터 제공되는 고전압을 안정적으로 공급하기 위한 것으로서, 상기 고전압 발생부(150)와 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터(131c)에 접촉하는 접속단자(161)와, 상기 접속단자(161)를 필터부(130)를 향해 탄력적으로 지지하는 탄성부재(162)와, 상기 접속단자(161)의 후단부로부터 필터부(130)를 향해 고압공기를 분사하는 고압공기 공급부(163)와, 상기 고압공기 공급부(163)로부터 제공되는 고압공기를 접속단자(161)의 선단부를 향해 배출하는 가이드(164)를 포함하여 구성된다. 여기서, 상기 고압공기 공급부(163)는, 공기중에 포함된 오일 또는 수분에 의해 접속단자(161)의 외측면에 도전성 수막이 형성되는 것을 방지하기 위한 것이며, 고압공기의 공급압력은 상기 하우징(110) 내부의 공기 압력보다 상대적으로 높은 압력으로 설정되는 것이 바람직할 것이다. 또한, 상기 가이드(164)는 접속단자(161)와 전기적으로 절연상태를 유지하도록 절연재질로 이루어지는 것이 바람직하다.The power connection unit 160 stably supplies a high voltage provided from the high voltage generating unit 150 to the filter unit 130 rotating in the housing 110. The power connecting unit 160 is electrically connected to the high voltage generating unit 150, A connection terminal 161 connected to the porous filter 131c made of the conductive material and an elastic member 162 elastically supporting the connection terminal 161 toward the filter unit 130, A high pressure air supply unit 163 for injecting high pressure air from the rear end of the connection terminal 161 toward the filter unit 130 and a high pressure air supply unit 163 for supplying high pressure air from the high pressure air supply unit 163 to the front end of the connection terminal 161 And a guide 164 for discharging the gas to the outside. The high pressure air supply unit 163 is provided to prevent the formation of a conductive water film on the outer surface of the connection terminal 161 by the oil or moisture contained in the air, It is preferable to set the pressure to be relatively higher than the air pressure in the inside of the chamber. In addition, the guide 164 is preferably made of an insulating material so as to maintain an electrically insulated state from the connection terminal 161.

한편, 상기 하우징(110)의 유입부(111)는 내연기관의 매연 배출부(112)와 연결될 수 있으며, 이하에서는 본 실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치를 이용해 매연에 포함된 분진 등의 고형 입자와, 오일 미스트와 같은 액형 입자는 물론, 1 마이크로미터(㎛) 미만의 초미세 입자를 매연으로부터 분리하는 과정을 예를 들어 설명한다.The inflow portion 111 of the housing 110 may be connected to the soot discharge portion 112 of the internal combustion engine. Hereinafter, using the airborne particle collecting device according to the present embodiment, A process of separating ultrafine particles smaller than 1 micrometer (탆) from soot as well as liquid particles such as particles and oil mist will be described as an example.

지금부터는 상술한 공기 중 입자 수집 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.Hereinafter, the operation of the first embodiment of the airborne particle collecting apparatus will be described.

도 4에 도시된 바와 같이, 회전부(120)를 구성하는 상부 회전디스크(121)와 하부 회전디스크(122)는 하우징(110)의 내부에 상하로 이격 배치된 상태에서 하우징(110)과 절연된 상태로 회전가능하게 지지되며, 상기 상부 회전디스크(121)는 회전구동부(140)로부터 회전력을 전달받아 회전한다.4, the upper rotating disk 121 and the lower rotating disk 122 constituting the rotating part 120 are separated from each other in the state of being vertically spaced inside the housing 110, And the upper rotating disk 121 receives rotation force from the rotation driving unit 140 and rotates.

또한, 필터부(130)를 구성하는 다수의 다공성 필터(131a,131b,131c)는 상기 상부 회전디스크(121)와 하부 회전디스크(122) 사이에 위치 고정되어 상기 회전부(120)와 함께 회전한다.The plurality of porous filters 131a, 131b and 131c constituting the filter unit 130 are fixed between the upper rotating disk 121 and the lower rotating disk 122 and rotate together with the rotating unit 120 .

따라서, 하우징(110)의 유입부(111)로 공급되는 공기는, 하부 회전디스크(122)의 관통홀(122a)을 통해 필터부(130)의 내부공간으로 유입되고, 복수의 다공성 필터(131a,131b,131c)를 통과하면서 공기중의 입자가 크기에 따라 순차적으로 걸러진다.The air supplied to the inlet portion 111 of the housing 110 flows into the inner space of the filter portion 130 through the through hole 122a of the lower rotating disk 122 and the plurality of porous filters 131a , 131b and 131c, the particles in the air are sequentially filtered according to their sizes.

또한, 필터부(130)를 통과하는 공기에는 필터부(130)의 회전에 의해 원심력이 작용하게 되므로, 공기 중에 포함된 1 마이크로미터(㎛) 이상의 고형 및 액형 입자는 사이클론 현상에 의해 하우징(110)의 내벽면에 수집되며, 하우징(110)의 내벽면에 수집된 고형 입자와 액형 입자는 서로 혼합된 상태로 하우징(110)의 내벽면을 따라 흘러내린 뒤, 하우징(110) 하단 일측에 마련된 드레인 홀을 통해 하우징(110) 외부로 배출된다.Since the centrifugal force acts on the air passing through the filter unit 130 by the rotation of the filter unit 130, solid and liquid particles of 1 micrometer or more contained in the air are collected by the housing 110 And the solid particles and the liquid particles collected on the inner wall surface of the housing 110 flow down along the inner wall surface of the housing 110 in a state of being mixed with each other and then collected on the inner wall surface of the housing 110, Drain holes to the outside of the housing 110.

또한, 상기 필터부(130)의 가장 바깥쪽에 배치되는 도전성 재질의 다공성 필터(131c)는 고전압 발생부(150)로부터 고전압을 인가받고 상기 하우징(110)은 접지되므로, 상기 도전성 재질의 다공성 필터(131c)와 하우징(110)의 사이에는 정전기력이 작용하게 된다. 따라서, 공기 중에 포함된 1 마이크로미터(㎛) 이상의 고형 및 액형 입자는 물론, 1 마이크로미터(㎛) 미만의 미세 입자까지 상기 도전성 재질의 다공성 필터(131c)에서 발생한 단극 이온에 의해 하전되고, 정전기력에 의해 하우징(110)의 내벽면에 포집되도록 할 수 있으므로, 1 마이크로미터(㎛) 미만의 미세 입자까지 효과적으로 분리할 수 있다. (도 5 참조)The porous filter 131c of the conductive material disposed at the outermost position of the filter unit 130 receives a high voltage from the high voltage generating unit 150 and the housing 110 is grounded. An electrostatic force is applied between the housing 131 and the housing 110c. Therefore, solid and liquid particles of not less than 1 micrometer (mu m) contained in the air, as well as fine particles of less than 1 micrometer (mu m), are charged by unipolar ions generated in the porous filter 131c of the conductive material, It is possible to effectively separate fine particles of less than 1 micrometer (占 퐉). (See Fig. 5)

상기와 같이 하우징(110)의 내벽면에 포집된 미세 입자는 하우징(110)의 내벽면을 따라 흘러내리는 고형 및 액형 입자와 함께 뒤섞여 드레인 홀(113)을 통해 외부로 배출되므로, 하우징(110)의 내부공간에서 배출부(112)를 향해 상승하는 기류에 미세 입자가 뒤섞이는 것을 방지할 수 있다. As described above, the fine particles collected on the inner wall surface of the housing 110 are mixed with the solid and liquid particles flowing down along the inner wall surface of the housing 110 and are discharged to the outside through the drain holes 113. Therefore, It is possible to prevent the fine particles from being mixed in the airflow rising toward the discharge portion 112 from the inner space of the discharge port 112. [

한편, 회전부(120)로부터 배출되는 매연은 하우징(110)의 내벽면을 따라 회전하면서 하우징(110)의 상측을 향해 상승하는 기류를 형성하게 되며, 상승기류는 하우징(110)의 내벽면에 수집된 입자를 상측 방향으로 이동시킬 수 있다.On the other hand, the soot discharged from the rotation unit 120 forms an air flow rising toward the upper side of the housing 110 while rotating along the inner wall surface of the housing 110, and the upward airflow collects on the inner wall surface of the housing 110 The particles can be moved in the upward direction.

이때, 상승기류에 의해 하우징(110)의 내벽면을 따라 상승하는 입자는 하우징(110)의 배출부(112) 하단에 형성된 링형의 함몰부(114)에 걸려 배출부(112) 측으로의 이동이 제한되므로, 하우징(110)의 내벽면에 수집된 입자가 배출부(112)를 통해 배출되는 것을 방지할 수 있다. At this time, the particles rising along the inner wall surface of the housing 110 due to the upward air flow are caught by the ring-shaped depressed portion 114 formed at the lower end of the discharge portion 112 of the housing 110 to move toward the discharge portion 112 It is possible to prevent particles collected on the inner wall surface of the housing 110 from being discharged through the discharge portion 112. [

또한, 함몰부(114)에 걸려 배출부(112) 측으로의 이동이 제한된 입자는 함몰부(114) 하단에 형성된 통공(115)을 통해 배출되며, 상기 통공(115)과 드레인 홀(113)을 연결하는 연결통로(116)를 경유하여 드레인 홀(113) 측으로 유도되어 하우징(110) 외부로 배출된다.Particles which are caught by the depressed portion 114 and are restricted to move toward the discharge portion 112 are discharged through the through holes 115 formed at the lower end of the depressed portion 114. The through holes 115 and the drain holes 113 And is guided to the drain hole 113 side via the connecting passage 116 to be connected to the outside of the housing 110.

상기와 같이, 본 실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치는 사이클론 원리를 이용해 고형 및 액형 입자를 분리하고, 전기집진 원리를 이용해 상대적으로 질량이 작은 미세 입자를 분리할 수 있으므로, 집진 효율을 크게 향상시킬 수 있다. As described above, the airborne particle collecting apparatus according to the present embodiment separates the solid and liquid particles using the cyclone principle, and can separate the relatively small particles by using the electrostatic dust collecting principle, .

또한, 하우징(110)의 내벽면에 수집된 입자가 드레인 홀(113)을 통해 하우징(110) 외부로 배출되도록 하므로 연속 집진이 가능하다. 따라서, 내연기관과 같이 하우징(110)의 유입부(111)로 공급되는 공기의 유속변화가 심하고, 유속이 빠른 경우에도 효과적으로 집진 성능을 유지할 수 있다. In addition, since the collected particles are discharged to the outside of the housing 110 through the drain holes 113, continuous collection is possible. Therefore, even when the flow rate of the air supplied to the inflow portion 111 of the housing 110 is large as in the internal combustion engine, and the flow velocity is high, the dust collection performance can be effectively maintained.

한편, 전원접속부(160)는, 도 5에 도시된 바와 같이 후단부가 하우징(110)의 내벽면에 지지된 상태에서 하우징(110) 내에서 회전하는 필터부(130)에 접촉하여 도전성 재질의 다공성 필터(131c)에 고전압을 인가한다. 5, the power connection unit 160 contacts the filter unit 130 rotating in the housing 110 while the rear end of the power connection unit 160 is supported by the inner wall surface of the housing 110, And a high voltage is applied to the filter 131c.

구체적으로, 전원접속부(160)를 구성하는 접속단자(161)는 필터부(130)의 외주면에 형성된 링형의 트랙단자(132)에 접촉하고, 탄성부재(162)에 의해 링형 트랙단자(132)를 향해 탄력적으로 지지되므로, 회전하는 도전성 재질의 다공성 필터(131c)에 안정적으로 고전압을 인가할 수 있다. 이때, 상기 접속단자(161)의 후단부에는 고압공기 공급부(163)에 의해 고압공기가 분사되고, 이러한 고압공기는 가이드(164)에 의해 접속단자(161)의 선단부를 향해 유도된다. Concretely, the connection terminal 161 constituting the power connection portion 160 is in contact with the ring-shaped track terminal 132 formed on the outer peripheral surface of the filter portion 130, and the ring-shaped track terminal 132 is fixed by the elastic member 162, So that it is possible to stably apply a high voltage to the rotating porous conductive porous filter 131c. At this time, high-pressure air is injected into the rear end portion of the connection terminal 161 by the high-pressure air supply portion 163, and the high-pressure air is guided toward the distal end portion of the connection terminal 161 by the guide 164.

따라서, 고압공기가 접속단자(161)의 외측면을 따라 분사되면서 공기중에 포함된 오일 또는 수분이 접속단자(161)의 표면에 도포되는 것을 방지함으로써, 접속단자(161)의 표면에 도전성 수막이 형성됨에 따라 하우징(110)과 도전성 재질의 다공성 필터(131c)가 전기적으로 연결되는 것을 방지할 수 있다. Accordingly, the high-pressure air is sprayed along the outer surface of the connection terminal 161 to prevent the oil or water contained in the air from being applied to the surface of the connection terminal 161, It is possible to prevent electrical connection between the housing 110 and the porous filter 131c made of conductive material.

본 발명의 권리범위는 상술한 실시예에 한정되는 것이 아니라 첨부된 특허청구범위 내에서 다양한 형태의 실시예로 구현될 수 있다. 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 변형 가능한 다양한 범위까지 본 발명의 청구범위 기재의 범위 내에 있는 것으로 본다.The scope of the present invention is not limited to the above-described embodiments, but may be embodied in various forms of embodiments within the scope of the appended claims. It will be understood by those skilled in the art that various changes in form and details may be made therein without departing from the spirit and scope of the present invention as defined by the appended claims.

110:하우징, 111:유입부, 112:배출부,
113:드레인홀, 114:단턱부, 115:통공,
116:연결통로, 120:회전부, 121:상부 회전디스크,
122:하부 회전디스크, 122a:관통홀, 130:필터부,
131a,131b,131c:다공성 필터, 132:트랙단자,
140:회전구동부, 150:고전압 발생부, 160:전원접속부,
161:접속단자, 162:탄성부재, 163:고압공기 공급부,
164:가이드110: housing, 111: inlet, 112: outlet,
113: drain hole, 114: step portion, 115: through hole,
116: connecting passage, 120: rotating part, 121: upper rotating disk,
122: lower rotating disk, 122a: through hole, 130: filter portion,
131a, 131b, 131c: porous filter, 132: track terminal,
140: rotation driving part, 150: high voltage generating part, 160: power connection part,
161: connection terminal, 162: elastic member, 163: high-pressure air supply unit,
164: Guide

Claims (11)

하우징;
상기 하우징 내에 절연된 상태로 회전 가능하게 지지되는 회전부;
상기 하우징의 내에 배치되어 상기 회전부와 함께 회전하는 원통형 필터부;
상기 필터부의 내부공간으로 공기를 공급하는 유입부;
상기 필터부를 통과한 공기를 하우징 외부로 배출하는 배출부;
상기 회전부에 회전구동력을 인가하는 회전구동부; 및
상기 필터부에 고전압을 인가하는 고전압 발생부;를 포함하며,
상기 하우징은 상기 필터부와의 사이에 전기장이 형성되도록 접지되고, 상기 하우징의 내벽면은 상기 필터부의 외주면과 인접 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.housing;
A rotating part rotatably supported in an insulated state in the housing;
A cylindrical filter portion disposed in the housing and rotating together with the rotating portion;
An inlet for supplying air into the internal space of the filter unit;
A discharge unit for discharging the air having passed through the filter unit to the outside of the housing;
A rotation driving unit for applying a rotational driving force to the rotation unit; And
And a high voltage generating unit for applying a high voltage to the filter unit,
Wherein the housing is grounded so as to form an electric field with the filter portion, and an inner wall surface of the housing is disposed adjacent to an outer peripheral surface of the filter portion. 제 1항에 있어서,
상기 필터부는 복수 마련되어 반경 방향으로 중첩 배치되는 다공성 필터를 포함하는 것을 특징으로 공기 중 입자 수집 장치.The method according to claim 1,
Wherein the filter unit includes a plurality of porous filters arranged radially in a superimposed manner. 제 2항에 있어서,
상기 다공성 필터 중 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터는 도전성 재질로 이루어져 고전압 발생부에 의해 고전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.3. The method of claim 2,
Wherein the porous filter disposed on the outermost side of the porous filter is made of a conductive material and a high voltage is applied by the high voltage generating unit. 제 3항에 있어서,
상기 복수 마련된 다공성 필터는 밀도가 서로 다르게 설정되고, 필터부의 중심으로부터 반경 방향으로 진행할수록 점진적으로 밀도가 높아지는 형태로 배치되는 것을 공기 중 입자 수집 장치.The method of claim 3,
Wherein the plurality of porous filters are arranged to have different densities and to be arranged in such a manner that the density gradually increases from the center of the filter portion in the radial direction. 제 3항에 있어서,
상기 하우징 내에서 회전하는 필터부에 고전압 발생부로부터 제공되는 고전압을 안정적으로 공급하는 전원접속부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치. The method of claim 3,
Further comprising a power connection part for stably supplying a high voltage provided from the high voltage generating part to the filter part rotating in the housing. 제 5항에 있어서,
상기 전원접속부는, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결되고, 상기 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터에 접촉하는 접속단자와, 상기 접속단자를 필터부를 향해 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치. 6. The method of claim 5,
Wherein the power connection portion includes a connection terminal electrically connected to the high voltage generating portion and contacting the porous filter made of the conductive material and an elastic member elastically supporting the connection terminal toward the filter portion. Medium particle collecting device. 제 6항에 있어서,
상기 필터부에는 상기 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터와 전기적으로 연결되고, 상기 접속단자가 접촉할 수 있도록 상기 필터부의 외측면에 배치되는 링형의 트랙단자가 마련되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.The method according to claim 6,
Wherein the filter unit is provided with a ring-shaped track terminal electrically connected to the porous filter made of the conductive material and disposed on an outer surface of the filter unit so that the connection terminal can be contacted. 제 6항에 있어서,
상기 전원접속부는 상기 접속단자의 후단부로부터 필터부를 향해 고압공기를 분사하는 공기분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.The method according to claim 6,
Wherein the power connection part further comprises an air injection part that injects high-pressure air from the rear end of the connection terminal toward the filter part. 제 1항 내지 제 8항 중 어느 한 항에 있어서,
상기 하우징의 하부 일측에는 하우징의 내벽면에 수집된 입자의 배출을 위한 드레인 홀이 마련되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.9. The method according to any one of claims 1 to 8,
And a drain hole for discharging the collected particles is provided on an inner wall surface of the housing at a lower side of the housing. 제 9항에 있어서,
상기 배출부는 상기 하우징의 내벽면 중 일측 상단에 형성되고, 상기 배출부의 하단에는 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.10. The method of claim 9,
Wherein the discharge portion is formed at one upper end of an inner wall surface of the housing and a depression is formed at a lower end of the discharge portion. 제 10항에 있어서,
상기 함몰부에는 상기 함몰부에 수집된 입자를 상기 드레인 홀로 유도하는 연결통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.11. The method of claim 10,
Wherein the depressed portion is formed with a connection passage for guiding the particles collected in the depression to the drain hole.
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