KR20190128367A - 공기 중 입자 수집 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 중 입자 수집 장치에 관한 것으로서, 본 발명에 따른 공기 중 입자 수집 장치는 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;와, 상기 유입부로 공급되는 공기를 하전시키도록 상기 유입부에 배치되고 직류 고전압이 인가되는 하전부; 및 상기 하전부에서 하전된 입자가 인력에 의해 집진될 수 있도록 접지되고, 상기 하우징의 내벽면에 배치되는 접지부;를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

공기 중 입자 수집 장치{APPARATUS FOR AIRBORNE PARTICLE COLLECTION}
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.
종래 회전디스크를 이용한 회전식 사이클론 집진장치는 도 1에 도시된 바와 같이, 하부 중앙에 유입구(11)가 형성되고 상단 일측에 배기구(12)가 형성된 하우징(10)과, 상기 하우징(10)의 내부에 회전가능하게 배치되고 하단이 상기 유입구(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.
이러한 회전식 사이클론 집진장치는 무회전 사이클론 집진장치에 비해 구조가 복잡하지만 상대적으로 미세 입자의 분리성능이 우수하므로 높은 집진 성능이 요구되는 장소에 설치된다.
이러한 종래의 회전식 사이클론 집진장치에 따르면, 유입구(11)로 공급되는 공기는 디스크(22)의 사이공간을 통해 회전중심 바깥방향으로 이동하고, 하우징(10)의 내벽면을 따라 상승하여 배출구(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.
따라서, 종래에는 사이클론 집진장치의 집진 효율을 향상시키기 위해, 도 3에 도시된 바와 같이, 배기구(12)를 통해 배출되는 공기의 일부를 다시 유입구(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.
특허문헌 1. 등록실용신안 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.
또한, 하우징의 내벽면에 수집된 입자가 드레인 홀을 통해 하우징 외부로 배출되도록 하므로, 별도의 필터를 사용하지 않으면서도 연속 집진이 가능한 공기 중 입자 수집 장치를 제공함에 있다.
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;와, 상기 유입부로 공급되는 공기를 하전시키도록 상기 유입부에 배치되고 직류 고전압이 인가되는 하전부; 및 상기 하전부에서 하전된 입자가 인력에 의해 집진될 수 있도록 접지되고, 상기 하우징의 내벽면에 배치되는 접지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치에 의해 달성된다.
여기서, 상기 하전부는 상호 이격 배치되는 방전극과 접지극으로 이루어지고, 방전극과 접지극 사이에서 발생하는 코로나 방전에 의해 상기 방전극과 접지극 사이를 통과하는 공기 중의 입자가 하전되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 필터부에 고전압을 인가하는 고전압 발생부;를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 필터부는 복수 마련되어 반경 방향으로 중첩 배치되는 다공성 필터를 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 다공성 필터 중 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터는 도전성 재질로 이루어지고 상기 고전압 발생부에 의해 고전압이 인가되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 복수 마련된 다공성 필터는 밀도가 서로 다르게 설정되고, 필터부의 중심으로부터 반경 방향으로 진행할수록 점진적으로 밀도가 높아지는 형태로 배치되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징 내에서 회전하는 필터부에 고전압 발생부로부터 제공되는 고전압을 안정적으로 공급하는 전원접속부;를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 전원접속부는, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결되고, 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터에 접촉하는 접속단자와, 상기 접속단자를 필터부를 향해 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 것이 바람직하다.
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.
또한, 상기 전원접속부는 상기 접속단자의 후단부로부터 필터부를 향해 고압공기를 분사하는 공기분사부를 더 포함하는 것이 바람직하다.
또한, 상기 하우징의 하부 일측에는 하우징의 내벽면에 수집된 입자의 배출을 위한 드레인 홀이 마련되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 배출부는 상기 하우징의 내벽면 중 일측 상단에 형성되고, 상기 배출부의 하단에는 함몰부가 형성되는 것이 바람직하다.
또한, 상기 함몰부에는 상기 함몰부에 수집된 입자를 상기 드레인 홀로 유도하는 연결통로가 형성되는 것이 바람직하다.
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.
또한, 하우징의 내벽면에 수집된 입자가 드레인 홀을 통해 하우징 외부로 배출되도록 하므로, 별도의 필터를 사용하지 않으면서도 연속 집진이 가능한 공기 중 입자 수집 장치가 제공된다.
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 본 발명에 따른 하전부의 확대도이고,
도 6은 본 발명에 따른 전원접속부의 확대도이다.
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.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치에 대하여 상세하게 설명한다.
도 4는 본 발명의 제1실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치의 단면도이고, 도 5는 본 발명에 따른 하전부의 확대도이고, 도 6은 본 발명에 따른 전원접속부의 확대도이다.
상기 도면에서 도시하는 바와 같은 본 발명 공기 중 입자 수집 장치는 하우징(110), 회전부(120), 필터부(130), 회전구동부(140), 하전부(170), 접지부, 고전압 발생부(150) 및 전원접속부(160)를 포함하여 구성된다.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
상기 하전부(170)는 방전극(171)과 접지극(172)을 포함하며 상기 하우징(110)의 유입구(111) 측에 설치된다. 상기 방전극(171)은 유입구(111)에 배치되고 직류 고전압이 인가된다. 상기 접지극(172)은 상기 방전극(171)과의 사이에 코로나 방전이 발생하도록 상기 방전극(171)을 둘러싸는 형태로 배치되고 접지된다. 따라서, 상기 방전극(171)과 접지극(172) 사이에서 발생하는 이온에 의해 하우징(110)의 유입구(111) 측에서 방전극(171)과 접지극(172) 사이를 통과하는 공기 중의 입자가 하전된다.
상기 집진부는 상기 하우징(110) 내의 공기 유동경로 상에서 상기 하전부(170)에 대해 하류에 배치되고, 상기 하전부(170)에서 하전된 입자가 인력에 의해 집진될 수 있도록 접지된다. 본 실시예에서는 상기 집진부가 하우징(110)과 일체로 구성되는 것으로 예를 들어 설명한다. 이를 위해 상기 하우징(110)은 전도체로 이루어지고 접지될 수 있으나, 필요에 따라 하우징(110)을 부도체로 구성하고 상기 하우징(110)과 분리 구성된 원통형의 도전체를 하우징(110)의 내벽면에 배치한 뒤 접지하여 집진부를 구성하는 것도 가능할 것이다.
한편, 상기 필터부(130)에는 상기 하전부(170)의 방전극(171)과 동일한 극성의 직류 고전압을 인가함으로써 집진성능을 더욱 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 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 바람직하다. 한편, 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터(131c)를 제외한 나머지 다공성 필터(131a,131b)는 세라믹이나 수지와 같은 절연 재질로 이루어질 수 있다. 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 포함할 수 있다.
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.
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.
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.
지금부터는 상술한 공기 중 입자 수집 장치의 제1실시예의 작동에 대하여 설명한다.
도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 하전부(170)는 하우징(110)의 유입구(111) 측에 배치되며, 방전극(171)은 유입구(111)의 중앙에 배치된 상태에서 직류 고전압이 인가되고, 접지극(172)은 상기 방전극(171)을 링형으로 둘러싸는 형태로 배치된 상태에서 접지된다. 따라서, 상기 방전극(171)과 접지극(172) 사이에는 코로나 방전에 의해 단극 이온이 발생하며, 이러한 단극 이온에 의해 하우징(110)의 유입구(111)로 공급되는 매연 중의 입자가 하전된다.
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.
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.
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.
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.
특히, 상기 회전부(120)에서 원심력에 의해 하우징(110)의 내벽면을 향해 이동하는 매연 중의 입자는 상기 하전부(170)에서 제공된 이온에 의해 하전된 상태이므로, 집진부를 구성하는 하우징(110)의 내벽면에 달라붙게 된다.
또한, 상기 회전부(120)는 상기 하전부(170)와 동일한 극성의 직류 고전압이 인가되므로, 상기 회전부(120)와 하우징(110) 사이에는 정전기력이 작용한다. 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 6 참조)
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.
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.
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.
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.
상기와 같이, 본 실시예에 따른 공기 중 입자 수집 장치에 따르면, 상기 필터부(130)로 공급되는 매연 중의 입자가 유입구(111) 측에 배치된 하전부(170)를 통과하면서 하전되므로, 필터부(130)를 통과한 미세 입자는 전위차에 의해 집진부를 구성하는 하우징(110)의 내벽면에 포집된다. 이때, 상기 필터부(130)는 회전부(120)와 함께 회전하므로 필터부(130)를 통과한 입자는 사이클론 원리에 의해 하우징(110)의 내벽면을 향해 이동하게 될 뿐만 아니라, 최외측 다공성 필터(131c)에는 하전부(170)와 동일한 극성의 직류 고전압이 인가되면서 집진부와의 사이에 정전기력이 작용하게 되므로, 미세 입자의 포집 성능을 더욱 극대화시킬 수 있다.
특히, 원심력을 활용한 사이클론 방식의 집진 방식에 필터부(130)를 적용하여, 크기가 큰 입자는 필터부(130)에 걸러지도록 할 수 있다. 따라서 사이클론 방식의 집진 방식에서 공기 중의 입자가 원심력에 의해 하우징(110)의 내벽면에 충돌하면서 분산되어 미세 입자가 오히려 증가하게 되는 문제를 해결할 수 있다. 뿐만 아니라, 상대적으로 질량이 작은 미세 입자는 전기집진 원리를 이용해 집진부에 포집되도록 할 수 있으므로, 집진 효율을 크게 향상시킬 수 있다.
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.
한편, 전원접속부(160)는, 도 6에 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.
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.
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.
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.
110:하우징, 111:유입부, 112:배출부,
113:드레인홀, 114:함몰부, 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:가이드, 170:하전부, 171:방전극,
172:접지극

Claims (13)

  1. 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 유입부로 공급되는 공기를 하전시키도록 상기 유입부에 배치되고 직류 고전압이 인가되는 하전부; 및
    상기 하전부에서 하전된 입자가 인력에 의해 집진될 수 있도록 접지되고, 상기 하우징의 내벽면에 배치되는 접지부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 하전부는 상호 이격 배치되는 방전극과 접지극으로 이루어지고, 방전극과 접지극 사이에서 발생하는 코로나 방전에 의해 상기 방전극과 접지극 사이를 통과하는 공기 중의 입자가 하전되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 필터부에 고전압을 인가하는 고전압 발생부;를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  4. 제 3항에 있어서,
    상기 필터부는 복수 마련되어 반경 방향으로 중첩 배치되는 다공성 필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  5. 제 4항에 있어서,
    상기 다공성 필터 중 가장 바깥쪽에 배치되는 다공성 필터는 도전성 재질로 이루어지고 상기 고전압 발생부에 의해 고전압이 인가되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  6. 제 4항에 있어서,
    상기 복수 마련된 다공성 필터는 밀도가 서로 다르게 설정되고, 필터부의 중심으로부터 반경 방향으로 진행할수록 점진적으로 밀도가 높아지는 형태로 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  7. 제 4항에 있어서,
    상기 하우징 내에서 회전하는 필터부에 고전압 발생부로부터 제공되는 고전압을 안정적으로 공급하는 전원접속부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  8. 제 7항에 있어서,
    상기 전원접속부는, 상기 고전압 발생부와 전기적으로 연결되고, 도전성 재질로 이루어진 다공성 필터에 접촉하는 접속단자와, 상기 접속단자를 필터부를 향해 탄력적으로 지지하는 탄성부재를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  9. 제 8항에 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.
  10. 제 8항에 있어서,
    상기 전원접속부는 상기 접속단자의 후단부로부터 필터부를 향해 고압공기를 분사하는 공기분사부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  11. 제 1항 내지 제 10항 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.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 배출부는 상기 하우징의 내벽면 중 일측 상단에 형성되고, 상기 배출부의 하단에는 함몰부가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
  13. 제 12항에 있어서,
    상기 함몰부에는 상기 함몰부에 수집된 입자를 상기 드레인 홀로 유도하는 연결통로가 형성되는 것을 특징으로 하는 공기 중 입자 수집 장치.
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Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06254432A (ja) * 1993-03-01 1994-09-13 Taiyo Kiko:Kk 空気清浄機
KR20010019423A (ko) * 1999-08-27 2001-03-15 성재갑 회전형 필터를 이용한 집진장치
KR20020083556A (ko) * 2001-04-27 2002-11-04 주식회사 엘지이아이 공기정화장치
KR200299650Y1 (ko) 2002-02-15 2003-01-03 김진환 매연 저감 장치
KR100583442B1 (ko) * 2004-05-12 2006-05-25 한국기계연구원 정전농축을 이용한 자동차 배출 입자상 물질 저감장치
KR100662646B1 (ko) * 2006-01-11 2007-01-02 삼성광주전자 주식회사 방전극을 구비한 사이클론 집진장치
KR20130112466A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 재단법인 인천테크노파크 미세먼지 및 유해가스 제거 가능한 사이클론형 전기집진장치
KR200473001Y1 (ko) * 2014-02-02 2014-06-11 재단법인 인천테크노파크 미세먼지 및 유해가스 제거 가능한 사이클론형 전기집진장치
KR20150045068A (ko) * 2013-10-18 2015-04-28 대우조선해양 주식회사 사이클론 구조를 갖는 전기집진 장치
EP3034174A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-22 Svoboda Piotr Slebioda Cyclonic filter with an auxiliary electrostatic unit
KR20180057744A (ko) * 2016-11-21 2018-05-31 한국기계연구원 공기 중 입자 수집 장치

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH06254432A (ja) * 1993-03-01 1994-09-13 Taiyo Kiko:Kk 空気清浄機
KR20010019423A (ko) * 1999-08-27 2001-03-15 성재갑 회전형 필터를 이용한 집진장치
KR20020083556A (ko) * 2001-04-27 2002-11-04 주식회사 엘지이아이 공기정화장치
KR200299650Y1 (ko) 2002-02-15 2003-01-03 김진환 매연 저감 장치
KR100583442B1 (ko) * 2004-05-12 2006-05-25 한국기계연구원 정전농축을 이용한 자동차 배출 입자상 물질 저감장치
KR100662646B1 (ko) * 2006-01-11 2007-01-02 삼성광주전자 주식회사 방전극을 구비한 사이클론 집진장치
EP1808233A2 (en) * 2006-01-11 2007-07-18 Samsung Gwangju Electronics Co., Ltd. Cyclone dust-separating apparatus with discharge electrodes
KR20130112466A (ko) * 2012-04-04 2013-10-14 재단법인 인천테크노파크 미세먼지 및 유해가스 제거 가능한 사이클론형 전기집진장치
KR20150045068A (ko) * 2013-10-18 2015-04-28 대우조선해양 주식회사 사이클론 구조를 갖는 전기집진 장치
KR200473001Y1 (ko) * 2014-02-02 2014-06-11 재단법인 인천테크노파크 미세먼지 및 유해가스 제거 가능한 사이클론형 전기집진장치
EP3034174A1 (en) * 2014-12-08 2016-06-22 Svoboda Piotr Slebioda Cyclonic filter with an auxiliary electrostatic unit
KR20180057744A (ko) * 2016-11-21 2018-05-31 한국기계연구원 공기 중 입자 수집 장치

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