KR20210070525A - 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀 - Google Patents

Abstract

기존 실내 및 실외 집진기의 문제점인 오존 발생량을 감소하고, 집진 효율을 증가시키고, 무균성을 향상시켜 실내에도 설치 가능한 공기 정화 기능을 극대화한 플라즈마 전기 집진기를 제공하기 위해, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀은, 공기 순환 방향으로 적어도 일부에 유동 경로가 형성된 직선 형상으로 연장되는 다수개의 제1 집진전극과 제1 집진전극 각각의 내부에 유동 경로면과 이격되도록 수용 배치되는 다수개의 제1 방전전극을 포함하는 제1 집진 모듈; 및 공기 순환 방향으로 길게 형성된 플레이트 형태의 다수개의 제2 집진전극과 제2 집진전극 사이에 제2 집진전극과 이격되어 설치되는 플레이트 형태의 다수개의 제2 방전전극을 포함하는 제2 집진 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀{COMPLEX HYBRID TYPE ELECTRIC DUST COLLECTOR FILTER CELL}

본 발명은 미세먼지, 복합 분진 및 기름 등의 오염 물질이 함유된 오염 대기를 처리하는 전기 집진기에 대한 기술로서, 구체적으로는 기존 실외 집진기의 문제점인 오존 발생량을 감소하고, 집진 효율을 증가시키는 동시에, 무균성을 향상시켜 실내에도 설치 가능한 공기 정화 기능을 극대화한 플라즈마 전기 집진기에 관한 것이다.

다수의 화학 또는 물리적인 공정에 있어서, 초미세분진, 블랙카본, 매연 및 도심먼지, 공장이나 식품가공 중 비산되는 백연 등 대기환경을 오염시키는 물질들은 매우 다양하며 인체에 매우 심각한 문제를 야기할 수 있어, 이에 따라서 이러한 공기 중에 배출되는 오염물질이 포함된 오염된 공기를 처리하는 문제는 국가적으로 매우 중요한 문제로 인식되고 있다.

특히 공장 등에서 배출하는 오염물질은 대기로 배출되어 바람에 의해 도심으로 유입되어 대기 중에 고루 분포하고 있으며, 이에 더하여 중국발 미세먼지, 차량에서 배출하는 블랙카본 등이 오염된 공기와 혼합되어 도심 대기질과 실내공기질은 매우 처리하기 복잡한 상태로 생활 전반에 영향을 주고 있다, 이러한 물질들을 분리하여 걸러내기 위해서는 다양한 기술들이 복합적으로 연계되어야 한다, 이러한 문제를 해결하기 위하여 최근에는 마이크로펄스하전 전기집진 기술을 적용하여 프라즈마 방전을 통해 공기 중의 오염물질을 급속하게 이온화시켜 집진하여 오염물질을 제거하는 전기 집진기가 상용화되고 있다.

이러한 전기 집진기에 대해서는 예를 들어 한국 등록특허 제10-1506324호 등에 기재된 바와 같이, 원통의 실린더 형상의 터널 구조를 갖는 집진전극과 해당 집진전극 내부에 소용되는 방전전극의 구조를 갖고, 펄스 전원을 인가하여 집진 기능을 수행하도록 하는 전기 집진기가 주로 사용되고 있다.

그러나 이러한 기존의 전기 집진기는, 코로나 방전 집진원리에 의하여 오염된 공기를 정화하는데 고전압의 전류를 인가하기 때문에, 필수적으로 오존이 발생되고 있다. 이러한 오존 발생은, 실외 장착형 집진기에 있어서는 큰 문제가 되지 않으나, 실내에 설치하는 데에는 오존에 의한 건강문제를 야기할 수 있어, 상기의 기존의 구조를 갖는 전기 집진기를 실내 집진기로서 사용하기 어려운 문제가 있다.

이러한 문제를 해결하기 위하여, 실내의 공기정화를 위해서는 헤파필터를 이용한 다양한 공기 청정기가 보급되어 사용되고 있다. 그러나 이러한 필터를 이용한 공기 청정기의 경우,초미세먼지 제거에는 공기정화 효과가 크지 않으며, 또한 주기적으로 필터를 교체하여야 하는 비용 부담의 증가와 필터를 교체함으로 인하여 합성섬유로 제작된 헤파필터의 경우 난분해성 재질로서 쓰레기가 쉽게 분해가 되지 않아 2차 환경오염을 유발하는 문제가 있다. 헤파필터에 사용되는 재질은 Cotton, Polyamide(Nylon), Polypropylene(PP), Polyacrylonitrile(PAN), Polyester(PET), Polyphenylenesulp hide(PPS), M-Polyaramide(Nomex), Polyimide(PI), Polytetrafluoroet hylene(PTFE), Glass, Ceramic (Metal oxide), 등 의 재질이 사용되는데, 이는 난연성이며 2차환경오염을 유발 하고 있다.

이에 따라서, 플라즈마형 전기 집진기의 높은 오염 물질 집진 효율효과를 유지하면서, 필터교체가 필요 없이 영구적으로 사용이 가능하며 실내와 실외에도 설치 가능한 하이브리드형 공기정화 장치에 대한 필요성이 증가되고 있다.

이에 본 발명은, 기존의 전기 집진기의 높은 공기 중의 오염 물질에 대한 집진 효율을 갖는 동시에, 오존 등 실내에 설치 시 인체에 유해한 물질의 발생을 최소화하고, 필터교체가 필요없이 영구적으로 사용이 가능하며 무균성을 향상시켜 실내와 실외에 설치 가능한 기술을 제공하는 데 일 목적이 있다.

또한, 기존의 실린더형 집진전극을 갖는 전기 집진 필터의 세척 등의 문제를 편리하게 해결할 수 있도록 하여, 집진 효율을 증가시킬 수 있는 기술을 제공하는 데 다른 목적이 있다.

상술한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀은, 공기 순환 방향으로 적어도 일부에 유동 경로가 형성된 직선 형상으로 연장되는 다수개의 제1 집진전극과 상기 제1 집진전극 각각의 내부에 상기 유동 경로면과 이격되도록 수용 배치되는 다수개의 제1 방전전극을 포함하는 제1 집진 모듈; 및 상기 공기 순환 방향으로 길게 형성된 플레이트 형태의 다수개의 제2 집진전극과 상기 제2 집진전극 사이에 상기 제2 집진전극과 이격되어 설치되는 플레이트 형태의 다수개의 제2 방전전극을 포함하는 제2 집진 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 한다.

적어도 상기 제1 집진 모듈과 상기 제2 집진 모듈 사이를 포함한 상기 제1 집진 모듈 및 상기 제2 집진 모듈의 양 단측부에 적어도 상기 제1 집진 모듈 및 상기 제2 집진 모듈의 단측면을 덮도록 설치되는 나노 촉매 필터;를 더 포함하는 것이 바람직하다.

적어도 상기 제1 집진 모듈에는 마이크로 펄스 전압을 갖는 전원이 인가되고, 상기 나노 촉매 필터에는 광촉매가 도포되어 있어, 제1 집진 모듈에 가해지는 마이크로 펄스 전원에 의하여 발생되는 자외선에 의하여 상기 제1 집진 모듈에 인접 배치된 상기 나노 촉매 필터에 도포된 광촉매가 활성되도록 구성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 집진 모듈의 길이는 적어도 상기 제2 집진 모듈의 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

상기 제1 집진 모듈은, 순환되는 공기와 차단되도록 상기 제1 집진 모듈에 설치 또는 인접하게 배치되며, 상기 제1 집진전극 및 상기 제1 방전전극과 연결되어 상기 제1 집진전극과 상기 제1 방전전극을 절연하는 제1 절연체를 포함하고, 상기 제2 집진 모듈은, 순환되는 공기와 차단되도록 상기 제2 집진 모듈에 설치 또는 인접하게 배치되며 상기 제2 집진전극 및 상기 제2 방전전극과 연결되어 상기 제2 집진전극과 상기 제2 방전전극을 서로 절연시키는 제2 절연체를 포함하는 것이 바람직하다.

상기 제1 방전전극은 와이어 형태의 선 전극이며, 메인 라인 및 메인 라인의 양 단측의 전극 측 체결부를 포함하여 이루어지며, 상기 제1 집진 모듈은, 상기 제1 방전전극의 전극 측 결합부와 체결되어 상기 제1 방전전극이 상기 제1 집진 모듈에 설치 및 분리가 가능하도록 구성되는 고정 측 체결부를 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명에 의하면, 실린더형 집진전극과 이에 수용되는 방전전극을 갖는 제1 집진 모듈, 및 플레이트형 집진전극 및 이에 이격 배치되는 방전전극을 갖는 제2 집진 모듈이 차례로 배치되어, 제1 집진 모듈 및 제2 집진 모듈 순으로 오염된 공기가 흐르면서 집진 및 향균 처리가 된다.

이러한 구조에 의하면, 기존의 긴 실린더형 플라즈마 전기 집진기를 사용 시, 펄스 전원 및 공기 이온화에 의하여 오존이 발생되는 문제가 있으나, 제1 집진 모듈의 길이를 줄이고 오존 발생이 적은 제2 집진 모듈로 대체하여, 오존 발생량이 크게 줄어드는 동시에, 오염 물질에 대한 집진 효율은 유지되는 효과가 있다. 이에 따라서, 플라즈마 전기 집진기를 실내에 사용 가능하도록 하는 효과가 있다.

한편, 제1 집진 모듈 및 제2 집진 모듈로 구성되는 공기의 유동 경로 상에 나노 촉매 필터를 배치하고, 제1 집진 모듈에 마이크로 펄스 전압을 갖는 전원을 인가하는 경우, 마이크로 펄스 정원에 의하여 발생되는 자외선에 의해 나노 촉매 필터에 도포된 광촉매가 활성화되도록 하여, 무균성을 향상시켜 실내의 공기 정화 효과 및 오염 물질 제거 효과를 극대화할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀의 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀의 구조를 설명하기 위한 사시도.
도 3는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 4은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀의 제2 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면.
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 집진 모듈의 부분 정면도.
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 서플라이 결합용 절연체를 설명하기 위한 도면.
도 8 및 9는 제1 방전 전극의 구성 예 및 제1 방전 전극의 구성에 따른 설치의 예를 설명하기 위한 도면.
도 10은 제1 방전 전극과 프레임(고정체)의 결합 구조에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면.

이하에서는, 다양한 실시 예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.

본 명세서에서 사용되는 "실시 예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.

또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

또한, 제 1, 제 2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제 1 구성요소는 제 2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제 2 구성요소도 제 1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

또한, 본 발명의 실시 예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시 예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.

한편 이하의 설명에 있어서, 도면에 기재된 사항은 본 발명의 각 구성의 기능을 설명하기 위하여 일부의 구성이 생략되거나, 과하게 확대 또는 축소되어 도시되어 있으나, 해당 도시 사항이 본 발명의 기술적 특징 및 권리범위를 한정하는 것은 아닌 것으로 이해됨이 당연할 것이다.

또한 이하의 설명에 있어서 하나의 기술적 특징 또는 발명을 구성하는 구성요소를 설명하기 위하여 다수의 도면이 동시에 참조되어 설명될 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀의 구조를 설명하기 위한 사시도, 도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀의 구조를 설명하기 위한 사시도, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 제1 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀의 제2 집진 모듈의 구조를 설명하기 위한 도면, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 제2 집진 모듈의 부분 정면도, 도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 파워 서플라이 결합용 절연체를 설명하기 위한 도면, 도 8 및 9는 제1 방전 전극의 구성 예 및 제1 방전 전극의 구성에 따른 설치의 예를 설명하기 위한 도면, 도 10은 제1 방전 전극과 프레임(고정체)의 결합 구조에 대한 실시예들을 설명하기 위한 도면이다.

상술한 도면을 함께 참조하여 설명하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀은, 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)을 포함하고, 각 실시예에 따라서 나노 촉매 필터를 추가적으로 포함하는 것을 특징으로 한다.

제1 집진 모듈(10)은, 상술한 바와 같이 실린더(12)를 형성하는 제1 집진전극(11)을 포함한다. 제1 집진 모듈(10)은 도 1에 도시된 바와 같이 오염된 공기가 유입되어 1차적인 집진 기능을 수행하는 구성이다. 제1 집진전극(11)은 구체적으로, 공기 순환 방향으로 적어도 일부에 유동 경로가 형성된 직선 형상으로 연장되는 다수개의 전극으로서, 유동 경로는 상술한 실린더(12)의 내부 경로를 의미한다. 실린더(12)를 제외한 제1 집진전극(11)의 구조는 실린더(12)가 이루는 실질적인 제1 집진전극의 형태를 서로 전기적으로 연결하기 위한 구조로서 이해될 것이다.

제1 방전전극(15)은 막대 형상의 전극으로서, 공기를 급속으로 이온화하여 공기 중의 이온화된 오염물질이 제1 집진전극(11)의 실린더(12) 내부에 집진되도록 하기 위한 구성이다. 제1 방전전극(15)은 상술한 제1 집진전극(11)의 구조와 유사하게, 막대 형상의 제1 방전전극(15)과 이들을 서로 연결하는 프레임(14, 14-1)을 포함하도록 구성될 수 있다. 제1 방전전극(15)은 설치 시 실린더(12)의 개구부(13)를 통해 삽입되며, 오염된 공기 역시 개구부(13)를 통해 유입되어 방전 및 집진되도록 구성된다.

제1 집진 모듈(10)은 상술한 바와 같이 마이크로 펄스 전압을 갖는 전원이 인가된다. 이를 통해 플라즈마 효과가 발생되어 먼지 제거 및 세균 제거에 효과적으로 기능할 수 있다. 또한 후술하는 바와 같이, 추가적으로 포함될 수 있는 나노 촉매 필터가 상기의 제1 집진 모듈(10)에 인접한 위치, 예를 들어 도 3에 도시된 제1 방전 전극(15)을 연결하는 프레임(14, 14-1)이 배치될 수 있는 서브 케이스(30)의 내부 또는 제1 집진 모듈(10)의 공기 순환 방향에 있어서 전방에 배치될 수 있다. 이때 프레임(14, 14-1)은 도 1에 도시된 바와 같이 서브 케이스(30)의 내부에 하나의 프레임(14)이 도 3 및 4에 기재된 바와 같이 형성 및 설치될 수 있으며, 와이어 형태의 제1 방전 전극(15)을 양쪽에서 고정 지지하기 위해서 다른 한 프레임(14-1)이 도 1과 같이 공기 유입 위치에 설치될 수 있다.

본 발명의 다양한 실시예에 있어서, 도 2 및 5와 같은 다른 도면과 다른 실시예에 있어서, 제1 방전전극(15)이 와이어 형태가 아닌 강도가 높은 바(Bar) 형태의 전극인 경우, 상술한 다른 하나의 프레임(14-1)은 설치되지 않고, 도 5에 도시된 바와 같이 프레임(14)에만 제1 방전전극(15)이 고정되어 제1 집진전극(11)의 실린더(12) 내부에 위치될 수 있도록 구현될 수 있다. 이때 제1 방전전극(15)은 도 8 내지 9와 같이 프레임(14)에 걸림 고정되도록 구현되거나, 그 강도를 고려하여 프레임(14)에 용접 방식 등으로 직접 설치될 수 있다. 또한 이 경우, 후술하는 바와 같은 또 다른 제1 절연체(16-1)는 미설치 될 수 있다.

한편, 도 3에 도시되나 바와 같이, 제1 집진 모듈(10)에는 제1 절연체(16)이 순환되는 공기와 차단되도록 케이스(17) 내부에 수용되어 제1 집진 모듈(10)에 설치되거나, 도 3과 달리 인접하게 배치될 수 있다. 케이스(17)에는 제1 절연체(16)의 기능 수행을 위해서 제1 집진전극(11) 및 제1 방전전극(15)의 프레임(14)이 제1 절연체(16)과 각각 연결되도록, 공기 순환이 차단되도록 개구된 개구부(미도시)가 형성될 수 있다. 제1 절연체(16)은 애자로 지칭되는 부재로서, 상술한 바와 같이 전기 집진기에 있어서 집진전극과 방전전극을 절연하도록 그 사이에 배치 및 연결되는 모든 구성을 포함하는 개념으로 이해될 수 있다. 또한 제1 절연체(16)에 대응되어, 프레임(14-1)과 제1 집진전극(11) 사이를 절연하기 위한 또 다른 제1 절연체(16-1)가 도 1 내지 4와 같이 설치됨이 바람직하다. 이하의 설명에 있어서 제1 절연체(16)로 지칭되는 것은 필요에 따라서 제1 절연체(16) 그 자체만을 지시하거나, 그 기능에 대한 설명일 경우 제1 절연체(16, 16-1)를 포함하는 개념으로 이해될 것이다.

본 발명의 다른 실시예에서, 도 3과 달리 도 1, 3, 4, 6 등에 도시된 바와 같이 제1 절연체(16)은 공기 유동 경로의 외부, 즉 제1 집진 모듈(10)이 배치되는 외형의 외부에 배치되어, 공기와 차단되도록 구성될 수 있다. 한편 제1 절연체(16)은 도면들에 도시된 바와 같이 제1 집진 모듈(10)에 설치되거나, 그에 인접하도록 설치될 수 있다.

본 발명의 도면들에 있어서 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)은 외부로 노출되는 것으로 도시되어 있으나, 이는 발명의 구체적인 설명을 위한 도시 형태일 뿐, 실내 배치 등을 위해서 상기의 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20), 후술하는 바와 같은 각 전극에 전원을 공급하는 배터리 등의 파워 서플라이(미도시), 동작을 제어하는 컴퓨팅 장치(미도시) 등이 포함될 수 있으며, 해당 모든 구성은 하나의 외형을 한정하는 케이스(미도시)에 포함되어 외관을 형성하도록 구성될 수 있다. 이때 제1 절연체(16) 및 후술하는 제2 절연체(27)이 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)과 유동 경로 상 차단되고, 케이스 내부에 위치되도록 설치될 수 있을 것이다.

나노 촉매 필터는 제1 집진 모듈(10)에 의하여 통과된 공기를 2차적으로 필터링하거나, 제1 집진 모듈(10)로 유입되는 공기를 1차적으로 필터링하는 동시에, 발생된 오존이나 잔여 세균을 제거하기 위한 구성을 의미한다. 예를 들어 HEPA, ULPA 필터 등이 나노 촉매 필터로서 사용될 수 있고, 화학적 또는 전기적으로 촉매를 활성화시켜 공기 중의 세균을 제거하는 기능을 수행하는 개념으로 이해될 수 있다.

본 발명에서, 나노 촉매 필터에는 상술한 바와 같이 광촉매가 도포될 수 있다. 광촉매는 광화학 반응을 촉진시키는 물질을 의미하여, 예를 들어 TiO2(이산화티타늄)을 포함하는 물질이다. 나노 촉매 필터에 광촉매가 도포되면, 광촉매의 자외선 반응 효과를 유도할 수 있다.

즉, 본 발명에서 나노 촉매 필터는 상술한 바와 같이 적어도 제1 집진 모듈(10)과 제2 집진 모듈(20) 사이, 예를 들어 상술한 바와 같이 프레임(14)을 수용하는 서브 케이스(30)에 배치되는 데, 이때 상술한 바와 같이 제1 집진 모듈(10)에 마이크로 펄스 전압을 갖는 전원이 인가되는 경우, 펄스 전압에 의하여 자외선 영역의 광이 발생된다.

이때 자외선이 상술한 바와 같이 인접 배치된 나노 촉매 필터에 가해지면, 나노 촉매 필터에 도포된 광촉매가 활성화되는 것이다. 이에 의하면, 상술한 이산화티타늄 등이 포함된 광촉매가 활성화됨에 따른 세균 제거 효과가 활성화되어, 나노 촉매 필터에 의한 먼제 제거 및 세균 제거 효과가 극대화될 수 있다.

도 1에 도시된 바와 같이 기본적으로 나노 촉매 필터는 제1 집진 모듈(10)과 제2 집진 모듈(20) 사이에 배치되도록 설치될 것이며, 각 구성의 연결부에는 공기가 유출되지 않도록 차폐될 수 있다.

또한 나노 촉매 필터의 기능을 극대화하기 위해서, 예를 들어 나노 촉매 필터는 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)의 양 단측 어디에도 복수개가 설치될 수 있으며, 상술한 공기 차폐 효과를 극대화하기 위해서, 예를 들어 그 사이즈는 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)의 단측면을 덮도록 형성되면서 설치될 수 있다.

한편, 제2 집진 모듈(20)은 제1 집진 모듈(10) 및 나노 촉매 필터에 이어서 최종적으로 플라즈마 전기 집진 원리를 이용하여 전기를 집진하기 위한 것으로서, 공기 순환 방향으로 양측이 개방된 제2 케이스(21) 내부에 설치되며, 공기 순환 방향으로 길게 형성된 플레이트 형태의 다수개의 제2 집진전극(25)과 제2 집진전극(25)과 이격되어 설치되는 다수개의 플레이트 형태의 제2 방전전극(26)을 포함하는 구성이다.

도 4 등에 도시된 바와 같이 집진 효율 증가를 위해서, 제2 집진전극(25) 및 제2 방전전극(26)은 서로 교차되도록 배치되고, 도 4 등에 도시된 바와 같이 서로 제2 절연체(27)에 연결됨으로써 제2 절연체(27)에 의하여 절연될 수 있다.

제2 절연체(27)는, 도 4 등에 도시된 바와 같이 제2 케이스(21) 외부에 제2 케이스(21)와 차단되어 순환되는 공기와 차단되도록, 또한 상술한 제1 절연체(16)과 같이 케이스 내부에 설치되며, 제2 집진전극(25)과 상기 제2 방전전극(26)을 서로 절연시키는 기능을 수행한다. 물론, 상기의 기능을 수행하기 위해서, 제2 절연체(27)에는 제2 집진전극(25) 및 제2 방전전극(26)의 전원 공급을 위해서 각 전극을 서로 연결하는 집진 프레임 및 방전 프레임이 연결될 것이며, 이를 위해서 제2 케이스(21)에는 집진 프레임 및 방전 프레임이 외부로 노출될 수 있는 개방구가 형성되며, 개방구는 제2 케이스(21) 외부와 제2 케이스(21) 내부의 차폐를 위한 패킹 처리가 되어 있음이 바람직할 것이다. 또한 제2 절연체(27)은 도 4 등에 도시된 바와 같이 제2 집진 모듈(20)에 설치되거나 그에 인접되도록 배채될 수 있다.

또한 케이스 내부의 일 영역 중 제1 집진 모듈(10)과 제2 집진 모듈(20)의 외부에는 전원 공급부(미도시)가 설치될 수 있다. 전원 공급부는 상술한 제1 집진 모듈(10)에 마이크로 펄스 전원을 인가하거나 이와 다른 상술한 방전 및 집진 기능을 수행하기 위해서 제2 집진전극(25) 및 제2 방전전극(26)에 인가될 수 있는 전원을 인가하도록 다수개의 배터리 등을 포함하여 구성될 수 있다. 또한, 제1 집진 모듈(10)과 제2 집진 모듈(20)에 같은 형태의 전원을 인가하도록 구성될 수 있으나, 상술한 바와 같이 제1 집진 모듈(10)의 실린더형 구조와, 제2 집진 모듈(20)의 플레이트 교차형 구조에 따라서 서로 달리 형성될 수 있는 전원에 따른 집진 효율을 극대화하기 위해, 전원 공급부로부터 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)에 서로 다른 전원을 공급할 수 있다. 이를 위해, 전원 공급부와 제1 집진 모듈(10)의 각 전극 사이, 제2 집진 모듈(20)의 각 전극 사이에는 전원 공급부로부터 송출되는 전원의 형태, 크기, 주파수 등을 변환하기 위한 인버터 등의 변환기가 추가적으로 배치될 수 있다.

한편 상술한 케이스의 상부는 덮개 등에 의하여 개폐 가능하도록 구성될 수 있다. 이는 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20)의 각 집진 전극(11, 25) 및 방전전극(15, 26)의 집진 기능에 의하여 각 전극에 쌓일 수 있는 이물질을 제거하기 위한 세척 과정에 있어서, 개폐 가능하도록 구성됨으로써 각 전극을 외부에 노출시킬 수 있고, 이를 이용하여 세척이 편리하게 가능하도록 구성되는 것이다.

추가적으로, 실내에서 개인 등에 의한 세척을 용이하게 하기 위해서, 각 전극, 특히 제1 방전전극(15)과 제2 집진전극(25) 및 제2 방전전극(26) 등 바 또는 플레이트 형태의 전극 등은, 케이스 외부로 반출 가능하도록 프레임 등에 탈착 가능한 형태로 구성될 수 있다.

한편, 본 발명의 집진기는 상술한 바와 같이 실내 설치가 가능하도록 하기 위해서, 오존 발생 가능성이 있으나 집진 효율이 매우 높은 실린더형의 제1 집진 모듈(10)과 오존 발생 가능성이 적은 제2 집진 모듈(20)을 복합 연결하는 구성을 갖는 데 그 특징이 있다. 이를 위해서, 본 발명에서는 제1 집진 모듈(10)의 길이가 적어도 제2 집진 모듈(20)의 길이보다 짧게 형성되는 것이 바람직하다.

이러한 본 발명의 구성에 의하면, 기존의 긴 실린더형 플라즈마 전기 집진기를 사용 시, 펄스 전원 및 공기 이온화에 의하여 오존이 발생되는 문제가 으나, 제1 집진 모듈(10)의 길이를 줄이고 오존 발생이 적은 제2 집진 모듈(30)로 대체하여, 오존 발생량이 크게 줄어드는 동시에, 오염 물질에 대한 집진 효율은 유지되는 효과가 있다. 이에 따라서, 플라즈마 전기 집진기를 실내에 사용 가능하도록 하는 효과가 있다.

특히, 나노 촉매 필터의 기본적인 기능 및 광촉매 도포 및 제1 집진 모듈(10)과의 설치 구조에 따라서 제1 집진 모듈(10)에서 발생되는 자외선에 의한 광촉매의 활성화 기능을 유기적으로 구현할 수 있고, 이에 따라서 기존의 집진기에서 발생되는 오존 또는 잔여 세균 등의 유해 물질을 완전히 제거할 수 있어, 실내에 매우 적합하고 오염 물질 제거 효율이 뛰어난 집진기를 제공할 수 있는 효과가 있다.

한편 상술한 전원 공급부의 배터리 등의 파워 서플라이와 제1 집진 모듈(10) 및 제2 집진 모듈(20) 사이는 서로 전원 공급을 위한 연결구조 이외에는 절연되어야 한다. 이는 집진 기능을 수행 시, 파워 서플라이와 서로 전기적으로 도통되는 경우, 스파크 발생 등에 의한 화재 발생 가능성을 차단하기 위함이다.

이를 위해서, 도 7에 도시된 바와 같이 제1 절연체(16) 및 제2 절연체(27) 각각에는, 스프링을 통해 제1 절연체(16) 및 제2 절연체(27)에 압축 연결 및 탈거 가능한 파워 서플라이용 절연체(40)(애자)가 설치될 수 있다. 즉, 파워 서플라이의 단자는 상술한 바와 같이 각 집진 및 방전 전극과 연결되는데, 이들 사이에 제1 절연체(16) 및 제2 절연체(27)과 함께 파워 서플라이용 절연체(40)가 설치되어, 제1 내지 제2 집진 전극(11, 25), 제1 내지 제2 방전 전극(15, 27) 및 파워 서플라이 간의 독립적인 전원 공급 및 상호 절연을 구성하는 것이다.

한편 제1 방전 전극(15)의 경우, 상술한 도면들의 예와 같이 단측이 프레임(14)에 고정 설치되도록 구성되며, 다른 단측이 도면에 도시되지 않았으나 상술한 프레임(14-1)에 설치되도록 구성되며, 제1 절연체(16, 16-1)에 의하여 제1 집전전극(11)과 절연되도록 구성될 수 있다. 또는, 제1 집진전극(11)과 절연 연결되더라도 절연체로 구성되는 고정체(미도시)에 고정 설치되도록 구성될 수 있다.

그러나, 유지 보수의 측면에서 제1 방전 전극(15)은 상술한 고정체 및 프레임(14, 14-1)에 간단하게 설치 및 분리가 가능하도록 구성될 수 있다. 이에 대한 실시예가 도 8 내지 10에 도시되어 있다.

먼저 도 8 및 9를 참조하면, 제1 방전전극(15)은 구체적으로, 하나의 와이어 또는 그 이상의 와이어가 결합된 와이어 형태의 선 전극으로 구성될 수 있다. 구체적인 구성으로는, 실질적인 선 전극을 이루는 메인 라인(152)을 포함할 수 있다.

한편, 상술한 프레임(14) 및 고정체를 포함하는 구성으로서, 제1 집진 모듈(10)에 상술한 바와 같이 구성될 수 있고, 제1 방전전극(15)이 제1 집진 모듈(10)에 설치 및 분리가 가능하도록 구성되는 고정 측 결합부(프레임(14, 14-1) 및 고정체를 포함하는 개념)이 제1 집진 모듈(10)에 포함될 수 있다.

이러한 구성에 있어서 메인 라인(152)의 양단측에는, 전극 측 결합부(151, 154)가 포함될 수 있다. 이때 전극 측 결합부는, 도 8 등에 도시된 바와 같이 단측은 후크(154), 단측은 와이어의 절곡 제조 방식을 통해 구성되는 링(151)으로 구성될 수 있거나, 전극 측 결합부를 구성하는 양 단측이 모두 후크 또는 호두 링으로 구성될 수 있다. 물론, 후크(154)와 링(151)의 설치 위치 역시 메인 라인(152)의 양 단측에서 자유롭게 구성될 수 있다.

또한, 메인 라인(152)의 일 영역에는, 설치 시 와이어를 인장하여 후크 결합을 체결한 뒤 이를 회복 시 탄성을 주도록 하여, 설치의 용이성 확보와 더불어 설치 후 강한 체결력을 부여하기 위해서, 전극 탄성체(153)가 형성될 수 있다. 물론 도 8에 도시된 바와 같이 전극 구조에 따라서 전극 탄성체(153)는 메인 라인(152)의 양 단측 중 적어도 어느 한 단측에 인접되도록 형성됨이 바람직하나, 이에 제한되지는 않을 것이다.

상술한 제1 방전전극(15)이 고정 측 결합부에 결합되는 경우, 도 9에 도시된 바와 같이, 예를 들어 한 단측의 링(151) 등의 전극 측 결합부는, 고정체(141), 프레임(14, 14-1) 등에 형성된 후크(1411)에 걸리도록 고정되며, 다른 단측의 후크(154)의 전극 측 결합부는, 프레임(140)에 형성된 후크 결합을 위한 결합체(1401)에 걸리도록 고정될 수 있다. 물론, 반드시 고정체(141), 프레임(14, 14-1) 등에 후크(1411)가 형성되거나, 다른 고정체(141), 프레임(14, 14-1) 등 측에 결합체(1401)가 형성되어야 하는 것은 아니며, 상술한 바와 같이 링(151) 및 후크(154)가 메인 라인(152)의 양 단측에 어떻게 컴비네이션을 이루면서 형성되었는지 여부에 따라서 다양한 실시예로 형성될 수 있다.

한편 도 10을 참조하면, 상술한 바와 같이 전극 측 결합부의 다양한 구성예가 도시되어 있다. 도 10의 (a)를 참조하면, 도 9에 도시된 실시예와 같이, 후크(154)가 일 단측에 형성될 수 있고, 이때 프레임(140)의 제1 방전전극(15)의 고정 위치에 다른 후크 등의 결합체(1401)가 형성되어, 이에 걸림 결합되도록 구성될 수 있다.

도 10의 (b) 실시예에서는, 후크(154)가 결합되는 결합체(1402)는 다단 걸림부(1403)가 형성되어, 다양한 높이에서 인장력을 변경시키면서 후크(154)를 걸림 결합하도록 구성될 수 있다.

한편 도 10의 (c) 실시예에서는, (b)와 같이 다단 걸림부(1403)에 의한 불연속적 인장력 변경과 달리, 후크(154)가 결합되는 결합체(1404)에 탄성체(1405)가 형성되어, 연속적인 인장력 변경 구조로 후크(154)를 걸림 결합하도록 구성될 수 있다.

도 10의 (d) 실시예에서는, (a) 내지 (c) 실시예와 달리, 프레임(140)에 별도의 구성을 설치하여 후크(154)와 결합되도록 하는 것이 아니라, 프레임(140)에 홀(1406)을 형성하고, 해당 홀(1406)에 후크(154)를 삽입하면서 프레임(140) 자체에 후크(154)가 걸림되는 방식으로 체결되도록 구성될 수 있다.

물론 상술한 (a) 내지 (d)의 실시예는 각 실시예가 독립적으로 구현되거나 그 특징들의 전부 또는 일부가 결합되어 구현될 수 있다. 또한, 후크(154)의 형성 위치는 메인 라인(152)의 양 단측의 어느 하나 또는 전체가 될 수 있다. 이와 같은 설명에 대응되어, 도 10에서는 프레임(140)에 대한 설치를 위한 구조의 실시예에 대해서 설명하고 있으나, 이와 동일한 실시예가 고정체(141)에 대한 설치를 위한 구조의 실시예로 구현될 수 있는 것으로 이해되어야 할 것이다.

이러한 다양한 실시예를 통해, 와이어 형태의 제1 방전전극(15)은 인장하면서 고정 측 결합부에 걸리도록 체결되는 동시에, 체결 완료 시 탄성력에 의한 복원력에 의하여 와이어가 강하게 제1 집진전극(12)에 고정될 수 있다. 또한 세척 등의 유지 보수 측면에 있어서도 설치 프로세스와 반대의 프로세스를 통해 간편하게 제1 방전전극(15)을 분리할 수 있는 효과가 있다.

이상과 같이 실시 예들이 비록 한정된 실시 예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능함을 이해할 수 있을 것이다. 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 특별히 반대되는 기재가 없는 구성 요소가 내재될 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 또한, 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

Claims (6)

1. 공기 순환 방향으로 적어도 일부에 유동 경로가 형성된 직선 형상으로 연장되는 다수개의 제1 집진전극과 상기 제1 집진전극 각각의 내부에 상기 유동 경로면과 이격되도록 수용 배치되는 다수개의 제1 방전전극을 포함하는 제1 집진 모듈; 및
   상기 공기 순환 방향으로 길게 형성된 플레이트 형태의 다수개의 제2 집진전극과 상기 제2 집진전극 사이에 상기 제2 집진전극과 이격되어 설치되는 플레이트 형태의 다수개의 제2 방전전극을 포함하는 제2 집진 모듈;을 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀.
   
2. 제1항에 있어서,
   적어도 상기 제1 집진 모듈과 상기 제2 집진 모듈 사이를 포함한 상기 제1 집진 모듈 및 상기 제2 집진 모듈의 양 단측부에 적어도 상기 제1 집진 모듈 및 상기 제2 집진 모듈의 단측면을 덮도록 설치되는 나노 촉매 필터;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀.
   
3. 제2항에 있어서,
   적어도 상기 제1 집진 모듈에는 마이크로 펄스 전압을 갖는 전원이 인가되고, 상기 나노 촉매 필터에는 광촉매가 도포되어 있어, 제1 집진 모듈에 가해지는 마이크로 펄스 전원에 의하여 발생되는 자외선에 의하여 상기 제1 집진 모듈에 인접 배치된 상기 나노 촉매 필터에 도포된 광촉매가 활성되도록 구성되는 것을 특징으로 하는 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 제1 집진 모듈의 길이는 적어도 상기 제2 집진 모듈의 길이보다 짧게 형성되는 것을 특징으로 하는 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 제1 집진 모듈은,
   순환되는 공기와 차단되도록 상기 제1 집진 모듈에 설치 또는 인접하게 배치되며, 상기 제1 집진전극 및 상기 제1 방전전극과 연결되어 상기 제1 집진전극과 상기 제1 방전전극을 절연하는 제1 절연체를 포함하고,
   상기 제2 집진 모듈은,
   순환되는 공기와 차단되도록 상기 제2 집진 모듈에 설치 또는 인접하게 배치되며 상기 제2 집진전극 및 상기 제2 방전전극과 연결되어 상기 제2 집진전극과 상기 제2 방전전극을 서로 절연시키는 제2 절연체를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 제1 방전전극은 와이어 형태의 선 전극이며,
   메인 라인 및 메인 라인의 양 단측의 전극 측 결합부를 포함하여 이루어지며,
   상기 제1 집진 모듈은,
   상기 제1 방전전극의 전극 측 결합부와 체결되어 상기 제1 방전전극이 상기 제1 집진 모듈에 설치 및 분리가 가능하도록 구성되는 고정 측 결합부를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합 하이브리드형 전기 집진 필터셀.
   

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