KR20190006208A - 정전기유도 미세먼지 방지창 - Google Patents

Abstract

본 발명은 실내에 유입되는 미세먼지를 차단하기 위한 방지창에 관한 것으로, 보다 상세하게는 정전기 유도현상을 이용하여 격자모양으로 형성된 창틀에 구성되어 전기적 극성을 갖는 망 사이를 지나가는 공기중의 먼지 또는 미세먼지를 전기적 극성을 갖도록 하여 정전기 유도에 의해 격자모양의 망에 자기장 인력으로 잡아당기어 부착시켜 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 유입되기 전에 원천 차단할 수 있는 미세먼지 방지창에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 창틀(1), 내창틀(1-1,1-2)와 격자망(3), 격자망(3)을 구성하는 경사(4)와 위사(5)에 (+)전압과 (-)전압을 인가하는 전원공급장치(2)로 구성하고, 경사(4)와 위사 (5)가 절연체(7)로 절연하면서 교차하고, 서로다른 상으로 반복적으로 교차함으로써 교차지점(B)이 다음 교 차지점(B')와 상호 역상관계를 형성함으로써 경사(4)와 위사(5)간 전기장이 상호 결합되도록 구성하고, 경사(4) 전원입력부(3-1)에서 경사(4) 전원출력 부(3-2)로, 전원케이블(3-3)을 통하여 위사(5) 전원입력부(3-4)에서 위사(4) 전원출력부(3-5)로 전원공급장치(2)에 입력되어 다중 전기 폐회로를 구성하여 미세 먼지가 격자망(3)의 개공사이를 통과할 때 전기장의 인력으로 미세먼지를 끌어당겨 집진함으로 미세먼지를 차단하는 특징을 가진다.
전원공급장치(2)는 전계(E)를 크게 하기 위하여 고전압을 만드는 회로로 구성하며, 전원공급장치(2)에 전원을 공급하는 방식은 건전지 또는 충전지를 이용하여 직류를 교류로 바꾸는 블로킹 발진회로(2-1)를 구성 하고 증폭회로를 통하여 고전압을 발생시키는 방법이 있고, 또는 상용전원을 인가하여 트랜지스터와 콘덴서 로 구성된 회로 등을 통하여 고출력 소전류 회로를 구성하는 방법이 있으며, 전기적 피해를 발생시키지 않게 하기 위하여 금속 격자망(3)에 유입되는 전류를 최소로 하면서 경사(4)와 위사(5) 사이에 전계(E)로 인한 정전기 유도현상이 최대가 되도록 구성한다.

Description

정전기유도 미세먼지 방지창{Fine-dust protection window with Electrostatic induction}

본 발명은 정전기 유도현상을 이용하여 실내 공간으로 미세먼지와 해충이 유입되는 것을 동시에 차단할 수 있는 미세먼지 방지창에 관한 것이다.

방충망은 실내로 통풍이 가능하도록 하고 외부로부터 유해 해충이 실내로 침입하는 것을 방지하기 위한 것으로 사각 형상의 프레임에 방충망이 고정되어 창문의 최외측에 설치되는 형태이며 창문의 개폐와 관계없이 항상 일정한 위치를 유지한다.

방충망은 개공의 크기가 미세하게 형성된 직조물로, 개공을 통해 모기와 같은 작은 해충의 침입은 차단할 수는 있으나 입자 크기가 작은 미세먼지의 유입은 차단하기가 어려우므로 여전히 실내 공간에서 별도로 미세먼지를 제거해야 하는 단점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 유입되기 전에 원천 차단할 수 있는 미세먼지 방지창을 제공하는데 그 목적이 있다.

개공을 통해서 유입되는 미세먼지를 차단하기 위하여 개공의 공간을 정전기 유도현상을 발생시켜 미세먼지가 방충망에 달라붙도록 구성한다.

미세먼지는 무극성 분자로 바람이나 공기의 흐름을 통하여 개공 근처를 지나갈때

미세먼지는 처음에 공기중에 있을때는 극성이 어느 한쪽으로 치우지지 않고 전기적 극성을 가지지 않는 무극성 분자로 있으면서 전계(E)의 영향을 받으면 전자가 한쪽으로 치우치게 되고, 전자가 빠져나간 곳은 자연스럽게 양극(positive)을 가지게 된다. 이것은 양쪽으로 길게 잡아 끌어 당기는 형태가 되어 길쭉한 모양이 되어 극성을 갖게 되며, 이를 정전기 유도라 한다.

정전기 유도는 다음 표와 같이 도체와 절연체에서 발생한다. 즉, 모든 물체는 정전기 유도에 영향을 받으며, 공기 중의 미세먼지도 그러하다.

정전기유도는 두 개의 도체사이에 발생하는 전기장에서 발생하며 (+)극에서(-)극으로 전계가 형성된다. 전계는 두 개의 도체사이와 그 주변에 발생하는데, 이를 Fringing Effect라 하며, Fringing Effect에 의해 개공의 공간에 지나가는 미세먼지가 전계(E)의 영향으로 자화되어 방충망에 달라붙게 된다.

전계의 세기에 따라 전계의 영향이 크며, 전계의 세기 E(전계)=V(전압)/m(금속판간 거리)으로 전압에 비례한다. 즉, 금속판간의 거리가 가까우면서 전압이 높을 경우 전계의 세기 E가 커진다.

본 특허는 방충망을 구성하는 금속성분의 위사(5)와 경사(4)를 코팅하고 있는 절연체(7)와 그 사이에 발생하는 정전기 유도현상으로 방충망 개공을 지나가는 미세먼지가 방충망 격자에 달라붙게 하므로써 미세먼지를 차단하는 것이다.

정전기 유도현상은 전계의 크기가 클 수록 효과가 커지므로 전계의 크기를 크도록 전압이 최대가 되도록 구성하고, 금속판간의 거리가 서로 이격되면서 최소가 되도록 구성한다.

상기 미세먼지 방지창은 창틀(1); 격자망(3)을 유지하면서 창틀(1)과 분리또는 창틀(1)에 고정되어 상하로 열릴 수 있도록 구성된 내창틀(2); 전원공급장치(2)로 구성되며, 전원공급장치(2)로 부터 각각 별도의 전원을 공급받아 격자망(3)의 경사(4)와 위사(5)에 전원을 공급함으로써 정전기 유도현상을 격자망에 발생시켜 미세먼지를 차단하도록 구성한다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 창틀(1), 내창틀(1-1,1-2), 격자망(3)으로 구성하고, 격자망(3)을 구성하는 경사(4)와 위사(5)에 (+)전압과 (-)전압을 인가하는 전원공급장치(2)로 구성하여, 경사(4)와 위사(5)가 절연체(7)로 절연하면서 교차하고, 서로다른 상으로 반복적으로 교차함으로써 교차지점(B)가 다음 교차지점(B')와 상호 역상관계를 형성함으로써 경사(4)와 위사(5)간 전기장이 상호 결합되도록 구성하여 미세먼지가 격자망(3)의 개공사이를 통과할 때 전기장의 인력으로 미세먼지를 끌어당겨 집진함으로 미세먼지를 차단하는 특징을 가진다.

[도 1]에서 격자망(3)은 가로로 구성된 경사(4)와 세로로 구성된 위사(5)사 서로 교차되도록 구성되어 있으며, 모든 경사(4)는 격자망(3)의 세로축에 형성된 경사(4) 전원입력부(3-1)로 부터 모든 경사(4)에 동일한 전압을 병렬로 인가하며, 인가된 전원은 경사(4) 전원출력부(3-2)에서 다시 합쳐져서 전원케이블(3-3)을 통하여 위사(5) 전원입력부(3-4)를 통하여 위사(5)에 병렬로 인가되고, 위사(4) 전원출력부(3-5)를 통해 전원공급장치(2)에 입력되어 폐회로를 구성한다.

전원공급장치(2)에서 인가된 전원은 위사(5)와 경사(4)는 절연체(7)에 의해 상호 절연되고, 경사(4) 전원입력부(3-1)에서 경사(4) 전원출력부(3-2)로, 전원케이블(3-3)을 통하여 위사(5) 전원입력부(3-4)에서 위사(4) 전원출력부(3-5)로 전원공급장치(2)에 입력되어 다음과 같은 다중 병렬 폐회로를 구성한다.

상기 그림은 다중의 경사(4)와 다중의 위사(5)가 결합되어 형성한 다중 병렬 폐회로는 다음과 같은 특징을 갖는다.

1) 도체에 흐르는 전류가 동일한 방향으로 진행함으로 도체의 외피를 따라 발생하는 자기장의 상호인덕턴스는 작다.

2) 경사(4)와 위사(5)가 교차지점은 "(A)단면 투시도-2"를 보면, 경사(4)를 중심으로 위사(5-1)가 경사(4)위에서 교차하면, 다음 위사(5-2)는 경사(4) 밑에서 교차하고, 또 그다음 위사(5-3)는 경사(4)의 위에서 교차한다. 즉, 위사(5-1)가 "+"로 위로, 경사(4)가 "-"로 아래에 교차한다면, 그 다음 교차는 경사(4)가 "-"로 위로, 위사(5-2)가 아래로 교차한다, 그 다음에는 위사(5-3)가 "+"로 위로, 경사(4)가 "-"로 아래에 교차한다.

이것은 "+"를 위로 "-"를 아래로 교차하는 것을 (B)라고 하고, "-"를 위로, "+"를 아래로 교차하는 것을 (B')라고 하면, 다음과 같이 두개의 인접한 케페시터가 상호 반대로 구성된 형태와 동일하다.

이러한 구성은 두개의 도체면에서 발생하는 전기장이 서로 반대 방향으로 형성됨에 따라 전계가 양전하(+Q)에서 발생하여 이웃한 도체의 음전하(-Q)에 상호전계(E)를 형성한다.

상호전계(E)를 형성함으로써 경사(4)와 위사(5)를 교차함으로써 구성되는 격자망(3)의 교차지점(B, B')는 두개의 금속판 사이에 발생하는 정전기 유도현상을 발생시키는 케페시터와 동일하게 동작하여 정전기를 발생시키며, 교차지점(B, B') 간에는 상호전계(E)를 통하여 정전기를 발생시키므로써 미세먼지의 유입을 격자망(3)에서 집진한다.

[도 1]에서 전원공급장치(2)는 전계(E)를 크게 하기 위하여 고전압(1000V 이상)을 만드는 회로로 구성하며, 전원공급장치(2)에 전원을 공급하는 방식은 건전지 또는 충전지를 이용하여 직류를 교류로 바꾸는 블로킹 발진회로(2-1)를 구성하고 증폭회로를 통하여 고전압을 발생시키는 방법이 있고, 또는 상용전원을 인가하여 트랜지스터와 콘덴서로 구성된 회로 등을 통하여 고출력 소전류 회로를 구성하는 방법이 있으며, 전기적 피해를 발생시키지 않게 하기 위하여 금속 격자망(3)에 유입되는 전류를 최소로 하면서 경사(4)와 위사(5) 사이에 전계(E)로 인한 정전기 유도현상이 최대가 되도록 구성한다.

본 발명에 따른 미세먼지 방지창은 해충의 침입을 방지하고 동시에 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 들어오기 전에 원천 차단할 수 있어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 건전지 및 베터리에 의해 전원을 공급하거나, 사용전원을 통해 전원을 공급하여 미세먼지의 자화를 유도하여 실내에 유입되는 미세먼지를 차단함으로써 외부의 미세먼지로 부터를 실내의 환경을 지키고, 범국가적으로 모든 건물에 의무적으로 본 발명의 장치를 설치하도록 의무화한다면 우리가 살고 숨쉬는 공기의 환경이 급격히 개선될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 유도현상이 발생하도록 구성한 전원공급장치(2)의 구성회로와 이에 연결된 금속 격자망이 연결되어 구성된 것을 나타낸 회로구성도이다. 구성회로는 1.5V 건전지 2개를 이용해서 고전압을 만드는 방식으로 블로킹 발진이다, 전류가 건전지에서 전선이 빠져나와서 스위치를 거쳐서 블로킹 발진회로에 가해지도록 되어 있고, 고전압 회로 이후에 작은 콘덴서들이 여러 개 붙어 있는 코크로프트-월턴 배전압 정류회로를 이용하여 더 높은 전압을 발생시킨다,
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 유도현상를 이용한 미세먼지 방지창(3, 격자망)을 구성하는 내창틀(1-1,1-2)와 창틀(1)이 분리되어 이격되도록 구비되는 것을 나타낸 개념도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 유도현상을 발생시키기 위하여 전원공급장치(2)가 창틀(1)에 위치하며, 내창틀(1-1)의 측면에 (+)와 (-)전원 접속면이 구성되어 창틀(1)에 연결되고, 방지창(3, 격자망)에 전원을 공급하도록 구비한 것을 나타내는 사시도이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 방지창(3, 격자망)이 경사(4)와 우사(5)로 구성되어 직각으로 교차하도록 구성하며, 교차되는 두개의 경사(4)와 우사(5)가 위치를 번갈아 가며 바뀌도록 형성됨을 나타내는 분해 확대도이다.
이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

1: 창틀
1-1: 내창틀
2: 전원공급장치
2-1: 블로킹 발진회로
3: 미세먼지 방지창(격자망)
3-1: 경사 전원입력부
3-2: 경사 전원출력부
3-3: 전원 케이블
3-4: 위사 전원입력부
3-5: 위사 전원출력부
4: 격자망 경사
5: 격자망 위사
6: 격자망 금속
7: 격자망 절연체
B : 경사 도체와 위사 도체 간 전기장

Claims (5)

1. 정전기 유도현상을 이용하기 위하여 격자모양으로 다중 루프회로를 형성하도록 구성되어 있는 방지창에 고전압을 인가하여 정전기를 발생시킴으로써 실내에 유입되는 미세먼지를 격자망에 집진하는 미세먼지 방지창.
   
2. 제 1 항에 있어서, 경사(4)와 위사(5)로 구성된 격자망(3)에 인가된 전원은 경사(4)와 위사(5)가 절연체(7)로 절연하면서 교차하고, 서로다른 상으로 반복적으로 교차함으로써 교차지점(B)이 다음 교차지점(B')와 상호 역상관계를 형성함으로써 경사(4)와 위사(5)간 전기장이 상호 결합되도록 구성하여 미세 먼지가 격자망(3)의 개공사이를 통과할 때 전기장의 인력으로 미세먼지를 끌어당겨 집진함으로 미세먼지를 차단하는 특징으로 하는 미세먼지 방지창.
   
3. 제 1 항에 있어서, 격자망(3)은 가로로 구성된 경사(4)와 세로로 구성된 위사(5)가 서로 교차되도록 구성되어 있으며, 모든 경사(4)는 격자망(3)의 세로축에 형성된 경사(4) 전원입력부(3-1)로 부터 동일한 전압을 병렬로 인가되고, 인가된 전원은 경사(4) 전원출력부(3-2)에서 다시 합쳐져서 전원케이블(3-3)을 통하여 위사(5) 전원입력부(3-4)를 통하여 위사(5)에 병렬로 인가되고, 위사(4) 전원출력부(3-5)를 통해 전원공급장치(2)에 입력되어 폐회로 다중루프회로가 구성되는 것을 특징으로 하는 미세먼지 방지창
   
4. 제 1 항에 있어서, 전원공급장치(2)는 전계(E)를 크게 하기 위하여 고전압을 만드는 회로로 구성하며, 전원공급장치(2)에 전원을 공급하는 방식은 건전지 또는 충전지를 이용하여 직류를 교류로 바꾸는 발진회로를 구성하고 증폭회로를 통하여 고전압을 발생시켜 정전기 유도현상이 최대가 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 방지창.
   
5. 제 1 항에 있어서, 전원공급장치(2)는 전계(E)를 크게 하기 위하여 상용전원을 인가하여 트랜지스터와 콘덴서로 구성된 회로 등을 통하여 고전압 소전류 회로를 구성하여 금속 격자망(3)에 유입되는 전류를 최소로 하면서 전압을 최고로 하여 경사(4)와 위사(5) 사이에 전계(E)로 인한 정전기 유도현상이 최대가 되도록 구성하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 방지창.
   

Images