KR20230006752A

KR20230006752A - 이온풍 공기 정화기

Info

Publication number: KR20230006752A
Application number: KR1020210087508A
Authority: KR
Inventors: 김철
Original assignee: 김철
Priority date: 2021-07-04
Filing date: 2021-07-04
Publication date: 2023-01-11
Also published as: KR102552955B1

Abstract

이온풍 공기 정화기가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기는, 코로나 방전에 의해 전하를 발생시키는 에미터; 상기 에미터의 상방에 배치되며, 복수 개의 콜렉터가 서로 이격 배치되는 콜렉터 모듈; 복수 개로 마련되어 상기 콜렉터와 교호 배치되며, 전극에 PVC필름이 씌워진 비포집부; 및 상기 콜렉터 및 상기 비포집부가 장착되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는, 홈부가 형성되어 상기 콜렉터가 각각 삽입 장착되는 콜렉터 고정부; 및 상기 홈부 사이에 형성되며 상기 비포집부가 각각 삽입 장착되는 관통공이 형성되는 비포집부 고정부; 를 포함한다. 따라서, 본 발명에 의하면 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 입자가 포집되는 구성의 간편한 탈/장착을 통해 유지보수가 용이하며, 실내와 같은 밀폐된 공간에서 가동되더라도 오존이 소멸되어 오존농도가 기준치 이하가 되도록 하고, 사용자의 안전을 도모하면서도 공기정화량에 영향을 미치지 않는 그릴 구조를 갖는 이온풍 공기정화기가 제공된다.

Description

이온풍 공기 정화기{IONIC WIND TYPE AIR CLEANER}

본 발명은 이온풍 공기 정화기에 관한 것으로서, 보다 상세하게는, 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 입자가 포집되는 구성의 간편한 탈/장착을 통해 유지보수가 용이하며, 사용자의 안전을 도모하면서도 공기정화량에 영향을 미치지 않는 그릴 구조를 갖는 이온풍 공기정화기에 관한 것이다.

미세먼지는 국민건강을 위협하는 당면문제이다. 미세먼지에 대한 전 국민의 인식은 시간이 지날수록 심각해지고 있으며 범정부 차원에서 미세먼지 저감 대책에 총력을 기울이고 있다.

한편, 서울시내 대기의 미세먼지 중 7% 정도가 고기나 생선구이 등 구이음식점에서 배출되고, 초미세먼지의 농도가 ‘매우 나쁨’ 기준치의 13배(1013㎍/㎥)까지 치솟는 업소도 있어서 종업원과 손님의 건강을 위협하고 있지만 현재로써는 정부 차원의 대책이 요원하다.

코로나방전을 이용하여 송풍기가 생성한 1m/s 정도의 공기유동 속에 포함된 미세먼지를 제거하는 전기집진기는 구이음식점이 배출하는 미세먼지 및 냄새공해를 둘러싼 업소 주변의 민원에 효과적인 대응책이 될 수 있다.

다만, 미세먼지가 포집되는 구성은 표면의 포집된 미세먼지로 인한 소모품이므로 주기적인 세척이나 교체가 필요하다. 그러나 대부분의 이온풍 공기정화기의 경우 이러한 구성의 교체가 어려우며, 습식 세정 구성을 추가로 도입하는 등의 방법으로 해결하고 있다. 그러나 이는 비용이 증가되며 가정에서 사용하기 어려운 문제점으로 지적된다.

또한 코로나 방전을 이용하는 경우 인체에 유해한 오존을 발생하는 결정적인 문제점이 있는데, 인가되는 전류 증가에 따라 포집효율이 증가하지만 오존농도 또한 증가되어 실내에서 사용하기 어려운 문제점이 있다.

따라서, 미세먼지가 포집되는 구성의 교체가 편리하면서도 실내에서 사용 시 오존농도가 증가되지 않는 이온풍 공기정화기의 개발이 필요한 실정이다.

미국 공개특허 제2019-0111405호 일본 등록실용신안 제3100754호 대한민국 공개특허 제10-2019-0065376호 대한민국 등록특허 제10-1655452호

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기는, 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 입자가 포집되는 구성의 간편한 탈/장착을 통해 유지보수가 용이한 이온풍 공기정화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기는, 실내와 같은 밀폐된 공간에서 가동되더라도 인체에 유해하지 않는 오존농도가 되도록 하는 이온풍 공기정화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기는, 사용자의 손 등이 에미터 측에 닿지 않도록 하여 사용자의 안전을 도모하면서도 공기정화량에 영향을 미치지 않는 그릴 구조를 갖는 이온풍 공기정화기를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 기술적 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기는, 코로나 방전에 의해 전하를 발생시키는 에미터; 상기 에미터의 상방에 배치되며, 복수 개의 콜렉터가 서로 이격 배치되는 콜렉터 모듈; 복수 개로 마련되어 상기 콜렉터와 교호 배치되며, 전극에 PVC필름이 씌워진 비포집부; 및 상기 콜렉터와 상기 비포집부가 장착되는 고정부를 포함하며, 상기 고정부는, 홈부가 형성되어 상기 콜렉터가 각각 삽입 장착되는 콜렉터 고정부; 및 상기 홈부 사이에 형성되며 상기 비포집부가 각각 삽입 장착되는 관통공이 형성되는 비포집부 고정부;를 포함한다.

또한, 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기는, 코로나 방전에 의해 전하를 발생시키는 에미터; 상기 에미터의 상방에 배치되며, 복수 개의 콜렉터가 서로 이격 배치되는 콜렉터 모듈; 복수 개로 마련되어 상기 콜렉터와 교호 배치되는 비포집부; 및 상기 에미터 하방에 배치되는 그릴;을 포함하며, 상기 그릴은, 제1절개부와 제2절개부가 형성되는 복수 개의 단편파트와, 제3절개부가 형성되는 복수 개의 장편파트를 포함하며, 상기 복수 개의 단편파트와 상기 복수 개의 장편파트가 격자형태로 조립된다.

여기서, 상기 단편파트는, 상기 제1절개부가 일측면으로부터 내측으로 형성되며, 상기 제2절개부가 타측면으로부터 내측으로 상기 제1절개부와 대응되는 위치에 형성될 수 있다.

여기서, 상기 제3절개부는, 일측면으로부터 경사를 형성하며 절개되는 경사절개부와, 상기 경사절개부와 일부가 연통되는 끼움절개부를 포함할 수 있다.

여기서, 상기 끼움절개부 상부에는 걸림턱이 형성될 수 있다.

본 발명의 실시예들에 의하면 적어도 다음과 같은 효과가 있다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기는, 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 입자가 포집되는 구성의 간편한 탈/장착을 통해 유지보수가 용이한 이온풍 공기정화기가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기는, 에미터 하방의 그릴을 통해 사람의 손이 공기정화기 내부로 투입되는 것이 차단되어 안전한 사용이 가능한 이온풍 공기정화기가 제공된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기는, 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 코로나 방전에 의해 생성되는 오존의 농도가 기준치 이하가 되도록 하여 밀폐된 실내에서도 안전하게 사용할 수 있는 이온풍 공기정화기가 제공된다.

또한, 그릴은 얇은 재질로 마련되는 장편파트와 단편파트가 끼움방식을 통해 서로 격자형태로 결합되어 제조됨으로써 유체항력이 최소화된다.

또한, 유체항력이 최소화되는 그릴의 구조를 통해 출구풍속 즉, 공기정화량에 미치는 영향이 매우 적다.

또한, 콜렉터 모듈의 상하 착탈구조, 구체적으로는 콜렉터 모듈은 케이스에 장착할 때 상단부를 파지한 뒤 하단부를 돌출부 사이의 공간으로 삽입하여 홈부에 끼워넣고, 탈착할 때에는 상단부를 파지한 뒤 돌출부 사이의 공간을 통해 위로 빼어냄으로써 케이스로부터 완전히 분리해낼 수 있어 착탈이 매우 간편하다.

또한, 콜렉터 모듈의 간편한 착탈 구조를 통해 콜렉터 모듈의 1회용 사용 및 교체가 용이하며, 또는 세척 후 재장착이 용이하여 요지보수가 간편하다.

또한, 에미터 고정부와 콜렉터 고정부 사이의 이격공간에 의해 연면방전이 방지된다.

또한, 경량화 구조를 통해 실내공간의 천장이나 벽의 상부에 쉽게 장착할 수 있다.

본 발명에 따른 효과는 이상에서 예시된 내용에 의해 제한되지 않으며, 더욱 다양한 효과들이 본 명세서 내에 포함되어 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기의 개략적인 사시도
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기의 개략적인 저면사시도
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 정면도
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 입자 포집 설명도
도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 케이스의 정면도
도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 케이스의 요부 확대도
도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 그릴의 사시도
도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 그릴의 요부 확대도
도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 그릴의 조립 설명도
도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 콜렉터의 종단면도
도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 비포집부 설명도
도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 비포집부 간의 연결관계 설명도
도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 콜렉터 교체 설명도이다.

본 발명은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는 바, 특정 실시예를 도면에 예시하고 이에 대해 상세한 설명에 상세하게 설명한다. 본 발명의 효과 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예를 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예에 한정되는 것이 아니라 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

설명에 앞서 상세한 설명에 기재된 용어에 대해 설명한다. 이하의 실시예에서, 제1, 제2 등의 용어는 한정적인 의미가 아니라 하나의 구성 요소를 다른 구성 요소와 구별하는 목적으로 사용되었다. 따라서, 이하에서 언급되는 제1 구성요소는 본 발명의 기술적 사상 내에서 제2 구성요소일 수도 있음은 물론이다. 또한, 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 또한, '포함하다' 또는 '가지다' 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 의미하는 것이고, 하나 이상의 다른 특징들 또는 구성요소가 부가될 가능성을 미리 배제하는 것은 아니다.

또한, 도면에서는 설명의 편의를 위하여 구성 요소들이 그 크기가 과장 또는 축소될 수 있다. 예컨대, 도면에서 나타난 각 구성의 크기 및 두께는 설명의 편의를 위해 임의로 나타내었으므로, 본 발명이 반드시 도시된 바에 한정되지 않는다.

이하, 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다. 첨부 도면을 참조하여 설명함에 있어, 동일하거나 대응하는 구성요소는 동일한 도면 부호를 부여하고 이에 대해 중복되는 설명은 생략한다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기는, 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 입자가 포집되는 구성의 간편한 탈/장착을 통해 유지보수가 용이하며, 실내와 같은 밀폐된 공간에서 가동되더라도 오존이 소멸되어 오존농도가 기준치 이하가 되도록 하고, 사용자의 안전을 도모하면서도 공기정화량에 영향을 미치지 않는 그릴 구조를 갖는 이온풍 공기정화기에 관한 것이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기의 개략적인 사시도이며, 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기 정화기의 개략적인 저면사시도이며, 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 정면도이다.

본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기는 에미터(100)와, 콜렉터 모듈(200)과, 비포집부(300)와 케이스(400) 및 그릴(500)을 포함한다.

이온풍 공기정화기(1000)에서 에미터(100)와 콜렉터 모듈(200) 및 비포집부(300)는 다양한 배치가 가능하나, 본 실시예에서 에미터(100)는 콜렉터 모듈(200)과 비포집부(300) 하방에 배치하는 것으로 설명한다.

본 실시예에서 에미터(100)는 가는 와이어로 형성될 수 있다. 또는, 다른 실시예에서 얇은 금속판을 가공하여 톱니 형상으로 마련될 수 있다. 에미터(100)와 콜렉터(210) 사이에는 고전압이 인가되는데, 콜렉터(210)를 기준으로 에미터(100) 전압이 높은 경우 양방전(+방전)이며 에미터(100) 전압이 낮은 경우 음방전(-방전)이다. 이 때, 고전압의 인가는 고전압 전원(미도시)을 통해 공급될 수 있다.

한편 본 실시예에서 에미터(100)는 0.05mm 직경의 텅스텐 와이어를 사용하나, 반드시 이에 제한되는 것은 아니다.

콜렉터 모듈(200)은 에미터(100)의 상방에 배치되며, 복수 개의 콜렉터(210)가 서로 이격 배치된다. 복수 개의 콜렉터(210)는 연결부재(미도시)를 통해 서로 연결된다. 이에 대해서는 후술한다.

도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 입자 포집 설명도이다.

에미터(100)에 고전압이 공급되면 에미터(100)의 표면 부근에 높은 강도의 전기장이 형성되며, 이 전기장의 강도가 특정치를 넘는 경우에는 에미터(100)의 주위에 양이온과 음이온이 공존하는 플라즈마 영역이 형성된다. 이 영역 내에서는 전자가 빠른 속도로 가속되어 공기분자와 충돌하여 공기분자를 양이온과 전자로 분리하는 이온화현상이 발생하게 된다. 이러한 과정은 순식간에 다량의 전자와 양이온을 발생시키기 때문에 전자사태(Electron avalanche)라고도 불린다.

한편 에미터(100)와 콜렉터(210)에 인가된 고전압의 차이가 코로나방전 개시전압이라고 불리는 전압에 도달하면 양이온이 에미터(100) 주변의 플라즈마 영역에서 전기력선을 따라 콜렉터(210)로 이동하는 코로나방전 현상이 발생한다. 이러한 양이온의 이동은 에미터(100)와 콜렉터(210) 사이의 이격공간에서 이온이 쿨롱의 힘

(

,

:전하밀도,

:전기장의 강도)을 받기 때문인데, 이러한 힘의 작용은 이온이 중성분자와 충돌할 때 발생하는 반작용과 힘의 평형을 이룬다. 이온과의 충돌로 인하여 이온이 이동하는 방향으로 움직이는 중성 공기분자의 전체적인 이동이 바로 이온풍이다.

에미터(100)가 콜렉터(210)의 하방에 배치됨으로써 이온풍은 상승기류를 형성하게 된다. 그리고 에미터(100)에서 콜렉터(210)로 이동하는 양이온은 대기 중의 입자와 충돌하여 부착됨으로써 입자를 양(+)전하로 하전한다. 이온과 중성분자의 충돌에 의하여 공기가 출구 쪽인 콜렉터(210) 측으로 이동하면 이 공간에는 음압이 형성되므로 입구 쪽인 에미터(100) 측으로부터 외부 공기가 재차 유입되어 일정한 유속이 발생된다.

비포집부(300)는 하전된 입자가 콜렉터(210)에 포집되도록 하는 구성이다. 비포집부(300)는 복수 개로 마련되어 콜렉터(210)와 교호(교대로) 배치된다. 비포집부(300)에 고전압이 인가되어 양이온으로 하전된 입자가 콜렉터(210)에 집진되도록 한다.

즉, 본 실시예에서 콜렉터(210)는 에미터(100)와의 관계에서는 코로나 방전을 통해 입자를 하전하며 이온풍을 발생시키는 구성이며, 비포집부(300)와의 관계에서는 하전된 입자가 포집되는 기능을 한다.

다시 말해, 본 실시예에서 콜렉터(210)와 포집전극은 일체화된 구조를 갖는다.

본 실시예에서 콜렉터(210)의 길이는 비포집부(300)의 길이보다 길게 형성된다. 콜렉터(210) 중 에미터(100)에 대응되는 영역은 collector로서의 기능을 하며, 비포집부(300)에 대응되는 영역은 포집전극으로서의 기능을 한다. 이 때, 콜렉터(210)의 단부는 비포집부(300)의 단부에 비해 에미터(100) 측으로 돌출된다. 여기서 돌출된다는 의미는 콜렉터(210)의 말단이 비포집부(300)의 말단보다 에미터(100)에 보다 가까운 것을 의미한다.(도 4 참조) 콜렉터(210)의 단부가 비포집부(300)의 단부에 비해 에미터(100) 측으로 돌출됨으로써 에미터(100) 주위의 전기장이 강해진다.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 케이스의 정면도이며, 도 6은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 케이스의 요부 확대도이다.

케이스(400)는 서로 이격된 한 쌍의 측벽(410)과, 에미터 장착부(600)와, 고정부(700)를 포함한다. 고정부(700)는 콜렉터 모듈(200)과 비포집부(300)가 장착되는 구성이다. 고정부(700)는 콜렉터 고정부(800) 및 비포집부 고정부(900)를 포함한다.

에미터 장착부(600)는 측벽(410)에 장착된다. 본 실시예에서 에미터 장착부(600)는 양 단부가 한 쌍의 측벽(410)의 내측면에 각각 장착되는 것으로 하였으나, 다양한 결합예가 있을 수 있으며 어느 하나의 결합방법에 제한되지 않는다.

한편 본 실시예에서 에미터(100)는 콜렉터(200)의 하방에 배치되므로, 에미터 장착부(600)는 측벽(410)의 하부에 장착된다.

에미터 장착부(600)는 에미터(100)가 관통하여 장착되거나, 장착홈이 형성되어 에미터(100)가 놓여질 수도 있다.

콜렉터 고정부(800)는 에미터 장착부(600)의 상방에 배치된다. 콜렉터 고정부(800)에는 복수 개의 홈부(810)가 각각 이격 형성되며, 각각의 콜렉터(200)의 하단이 각 홈부(810)에 삽입된다.

본 실시예에서 에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800) 사이에는 이격공간(A)이 형성된다. 이격공간(A)은 에미터(100)가 장착되는 장착홈과 홈부(810) 사이에 형성된다. 이격공간(A)은 절연파괴를 방지하기 위해 형성된다. 이격공간(A)이 없는 경우 아주 낮은 전압(2~3kV)에서도 절연파괴가 발생할 수 있다. 즉 낮은 전압에서 에미터(100)에서 콜렉터(200) 측으로의 연면방전이 발생할 수 있으며, 표면이 오염되면 절연파괴전압이 더욱 낮아진다. 따라서 이격공간(A)이 형성됨으로써 연면방전이 방지된다.

에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800)는 분리된 구성이며 각각 측벽(410)에 고정되어 이격공간(A)이 형성될 수 있다.

에미터(100)와 콜렉터(200)와의 거리를 전극간격이라고 하면, 인가된 전압이 일정할 때 전류는 대략 전극간격의 세제곱에 반비례하여 변화한다. 따라서 전극간격이 조금만 변해도 전류가 많이 변화하는 치명적인 문제가 발생한다. 그러나 본 실시예에서는 에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800) 사이의 이격공간이 일정하게 유지되어, 에미터(100)와 콜렉터(200)와의 거리가 일정하게 유지될 수 있다.

또는, 에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800)는 일체로 형성될 수 있다. 즉 에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800)가 서로 연결된 일체형이되 이격공간(A)이 형성될 수 있다. 이 경우 에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800)는 양단부가 서로 일체형으로 마련되어 그 사이에 이격공간(A)이 형성될 수 있다. 에미터 장착부(600)와 콜렉터 고정부(800)가 일체로 형성됨으로써 에미터(100)와 콜렉터(200)와의 거리가 일정하게 유지된다.

비포집부 고정부(900)는 콜렉터 고정부(800)의 상면에 형성된다. 비포집부 고정부(900) 또한 복수 개로 마련되며, 각각의 홈부(810)들 사이 형성된다.

비포집부 고정부(900)는 높이방향으로 긴 대략 판형이며, 관통공(910)이 형성된다. 관통공(910)의 상방과 하방에는 끼움홈(920)이 형성되어 비포집부(300)의 상단과 하단이 각각 끼워진다.

본 실시예에서, 관통공(910)의 폭은 비포집부(300)의 폭보다 넓게 형성된다. 이는 상술한 연면방전을 방지하기 위함이다. 관통공(910)의 폭이 비포집부(300)의 폭보다 넓게 형성되어 비포집부(300)의 양측에 공기절연 공간을 형성함으로써 공기절연 두께를 최대화하여 연면방전이 방지된다.

또한, 비포집부 고정부(900)가 서로 이격 배치됨으로써 비포집부 고정부(900) 사이에 공간(940)이 형성되고, 이 공간에 콜렉터(210)가 배치되는데, 비포집부 고정부(900) 간의 간격은 상기 콜렉터(210)의 폭보다 넓게 형성된다. 다시말해, 비포집부 고정부(900)의 폭은 홈부(810)들의 간격보다 작다. 즉, 콜렉터(200)의 양측에도 공기절연 공간이 형성된다. 비포집부(300) 양측의 공기절연 공간과 동일하게, 콜렉터(200)의 양측에도 공기절연 공간이 형성됨으로써 공기절연 두께가 최대화되어 연면방전이 방지된다.

한편 비포집부 고정부(900)의 상부에는 측면으로부터 돌출되는 돌출부(930)가 형성된다. 돌출부(930)는 콜렉터(200)를 삽입할 때 용이하게 장착되도록 가이드 역할을 한다.

이웃하는 비포집부 고정부(900)의 돌출부(930) 사이의 공간인 가이드 홈이 형성되며, 이 가이드 홈을 통해 콜렉터(200)를 삽입/분리함으로써 착탈이 간편하다.

이 때 콜렉터(200)의 양 측면은 돌출부(930)와 접촉될 수 있다. 즉, 콜렉터(200)는 하단부는 홈부(810)에 삽입되어 고정되며, 상단부는 양 측면이 돌출부(930)에 접촉될 수 있다.

도 7은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 그릴의 사시도이며, 도 8은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 그릴의 요부 확대도이며, 도 9는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 그릴의 조립 설명도이다.

그릴(500)은 사용자 등의 손이 공기정화기 내부 특히 고전압이 인가되는 구성 측으로 투입되지 않도록 하는 구성이다. 그릴(500)은 에미터(100)의 하방에 배치된다.

그릴(500)은 복수 개의 단편파트(510)와 복수 개의 장편파트(520)를 포함한다. 복수 개의 단편파트(510)와 장편파트(520)들이 서로 격자형태로 조립됨으로써 그릴(500)이 제작된다.

안전한 사용을 위해 에미터(100) 하방에 그릴(500)이 배치되는 경우, 그릴(500)은 구조에 따른 유체항력의 차이로 인하여 출구풍속, 즉 공기정화량에 큰 영향을 미칠 수 있다. 따라서 유체항력을 최소로하는 그릴(500) 구조가 필요하며, 개구도(유동통과면적/전체면적)가 증가할수록 유체항력이 작아진다.

이에 본 실시예에서는 두께 0.3mm의 PVC필름으로 마련되는 단편파트(510)와 장편파트(520)를 서로 끼움방식을 통해 격자형태로 조립한다. 즉 접착을 통해 그릴(500)이 제작되는 것이 아니라 구조적 형태를 통한 끼움 결합을 통해 제작되어 유체항력에 미치는 영향이 매우 적다.

단편파트(510)는 대략 직사각형 형태로 마련되며 제1절개부(511)와 제2절개부(512)가 형성된다. 제1절개부(511)는 일측면으로부터 내측으로 절개되어 형성되며, 제2절개부(512)는 타측면으로부터 내측으로 절개되어 형성된다. 제1절개부(511)와 제2절개부(512)는 단편파트(510)의 폭방향과 나란하다. 제1절개부(511)는 제2절개부(512)와 대응되는 위치에 형성된다 즉, 제1절개부(511)와 제2절개부(512)는 가상의 동일 선상에 형성된다. 제1절개부(511)와 제2절개부(512)의 길이의 합은 단편파트(510)의 폭보다 짧다. 따라서 제1절개부(511)와 제2절개부(512) 사이에는 비절개부(513)가 형성된다.

한편, 장편파트(520)와의 용이한 조립을 위해 제1절개부(511)와 제2절개부(512)는 모따기 가공이 될 수 있다.

장편파트(520)는 대략 직사각형 형태로 마련되며 제3절개부(521)가 형성된다. 제3절개부(521)는 경사절개부(522)와 끼움절개부(523)를 포함한다. 경사절개부(522)는 장편파트(520)의 일측면으로부터 경사를 형성하며 내측으로 절개되어 형성된다. 끼움절개부(523)는 장편파트(520)의 폭방향과 나란하게 형성된다. 끼움절개부(523)의 일단부는 장편파트(520)로부터 연장되어 서로 연통된다. 이 때 끼움절개부(523)의 상부에는 걸림턱(524)이 형성된다. 즉, 끼움절개부(523)는 장편파트(520)의 내부에 형성되며 일단으로부터 형성되지 않는다.

한편, 제3절개부(521)와 제2절개부(512)에 의해 장편파트(520)와 단편파트(510)가 서로 수직으로 교차되고, 걸림턱(524)이 제1절개부(511)에 삽입됨으로써 장편파트(520)와 단편파트(510)가 서로 결합되므로, 끼움절개부(523)의 길이는 비절개부(513)의 길이에 대응되며 또한 걸림턱(524)은 제1절개부(511)의 길이에 대응된다.

도 10은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 콜렉터의 종단면도이다.

콜렉터(210)와 비포집부(300)는 경량화 구조를 가질 수 있다.

이 경우 콜렉터(210)는 가벼운 제1폼(Foam)(220)에 제1도전성 부재(230)가 씌워진 구조를 갖는다.

콜렉터(210)의 경량화를 위해 얇은 제1도전성 부재(230)만 사용하는 경우 구조 형성이 어렵기 때문에, 본 실시예에서는 밀도가 낮은 제1폼(220)에 제1도전성 부재(230)를 씌움으로써 아주 가벼우면서도 구조 형성이 용이하며, 제1도전성 부재(230)에 의해 전류가 흐르는 전극으로서의 기능을 한다.(도 10의 (a)참조)

콜렉터(210)는 제1폼(220)에 제1도전성 부재(230)가 씌워지는데, 제1도전성 부재(230)는 제1폼(220)의 일단으로부터 라운드(240)를 형성할 수 있다. 여기서 라운드(240)는, 제1폼(220)의 일단에 위치한 돌출된 형상을 의미한다. 보다 바람직하게는, 라운드(240)는 단면이 반지름 R을 갖는 반원형을 의미한다.(도 10의 (b)참조)

제1폼은 발포폴리스티렌(EPS : expanded polystyrene 또는 스티로폼), 발포폴리프로필렌(EPP : expanded polyprop), 발포폴리올레핀(EPO : expanded polyolefin), 우드락(Woodrock), 데프론(Deprone, closed cell polystyrene) 중 어느 하나일 수 있다.

콜렉터(210)에 라운드(240)를 형성하는 경우 역방전 현상이 최소화되며, 먼지입자 포집 성능이 극대화될 수 있다. 또한, 라운드(240)가 형성됨으로써 스파크 발생이 최소화될 수 있다. 여기서 역방전 현상이란, 전압증가에 따라 음이온이 콜렉터(210)에서 에미터(100)를 향하여 주행하는 현상을 의미한다. 소정 크기 이상의 전기장이 되면 역방전이 발생할 수 있는데 라운드(240) 표면의 전기장의 강도는 R에 반비례하므로 이 전압이 안되도록 R을 가능하면 최대화하는 것이 바람직하다.

또는, 콜렉터는 알루미늄 판(혹은 SUS박판)으로 마련될 수도 있다.

복수 개의 콜렉터(210)는 연결부재(예를 들어 악어클립 등)을 통해 연결될 수 있다.

도 11은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 비포집부 설명도이며, 도 12는 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 비포집부 간의 연결관계 설명도이다.

비포집부(300)는 전극에 PVC필름(320)이 씌워진 구조를 갖는다. 구체적으로 비포집부(300)에서 전극은 제2도전성 부재(310)로 마련되며, 제2도전성 부재(310)에 PVC필름(320)이 씌워진 구조를 갖는다. 여기서 씌워졌다라고 함은 PVC필름(320)이 제2도전성 부재를 감싸는 것 뿐만 아니라, PVC필름(320)이 투입공간을 갖도록 마련되어 제2도전성 부재가 PVC필름(320) 내부에 수용된 것도 포함한다.

그리고 제1도전성 부재(230)와 제2도전성 부재(310)는 도전성 필름이나 알루미늄 호일(Al foil)일 수 있다. 도전성 필름을 사용하는 경우, PET필름에 알루미늄이 증착된 것일 수 있다.

본 실시예에서 비포집부(300)는 콜렉터(210)와 달리 폼 재질을 이용하여 경량화되지 않는다. 이는 폼의 두께로 인해 이온풍에 영향을 주는 것을 최소화하기 위함이다.

제2도전성 부재(310)에 PVC필름(320)이 씌워진 구조를 가짐으로써 전극에서 발생할 수 있는 스파크가 방지되어 절연파괴전압이 높아진다. 전극에 전압을 인가할 때 낮은 전압에서 스파크가 발생될 수 있다. 전압을 높여서 전기장의 세기가 클수록 미세먼집의 포집 효율이 높아지는데, 전압을 인가하면 스파크가 발생되는 문제점이 있다. 특히 금속의 단부에서는 절연파괴 전압 이하에서도 누설전류가 발생하여 에너지 소모가 많을 수 있는데, 본 실시예에서는 투입공간을 갖는 PVC필름(320)에 제2도전성 부재가 수용되어 전극 특히 단부에서의 스파크가 방지되며 절연파괴전압이 극대화되어 미세먼지의 포집 효율이 우수하다.

에미터(100)와 콜렉터(210)에 인가되는 전압차에 의해 콜렉터(210)에 입자가 포집된다. 즉, 에미터(100)는 양극이고 콜렉터(210)는 음극이므로, 코로나 방전시 양이온으로 하전된 입자가 콜렉터(210)에 포집된다. 또한, 비포집부(300)의 전극( 제2도전성 부재(310))와 콜렉터(210)에 인가되는 전압차에 의해 콜렉터(210)에 입자가 포집된다. 에미터(100)와 콜렉터(210)에 인가되는 전압차에 의해 에미터(100)에 면하는 콜렉터(210) 단부에 입자가 포집되지만, 이 메커니즘만으로는 입자포집량이 불충분할 수 있다. 이에 비포집부(300)의 전극을 에미터(100)와 동일한 양극으로 하면 비포집부(300)에 면한 음극인 콜렉터(210) 표면에 대부분의 입자가 포집된다. 이 메커니즘에 의한 입자포집량이 콜렉터(210) 단부의 입자 포집량보다 훨씬 크고 콜렉터(210) 면적 증가에 따라 초미세입자도 포집효율이 증가된다.

복수 개의 비포집부(300)의 전극은 리드선(340)을 통해 서로 연결될 수 있다. 절연 성능의 향상을 위해 리드선(340) 또한 절연구조를 가질 수 있으며, 이 때 리드선(340)은 이중 절연튜브(350) 내부에 배치될 수 있다. 여기서 이중 절연튜브(350)는 열수축튜브 또는 실리콘튜브일 수 있다. 이중 절연튜브(350)와 절연부재(330)는 고주파 접합 또는 초음파 접합을 통해 서로 접합될 수 있다. 이중 절연튜브(350)를 사용함으로써 콜렉터(210)의 날카로운 단부와의 스파크가 방지될 수 있다.

도 13은 본 발명의 일 실시예에 따른 이온풍 공기정화기의 콜렉터 교체 설명도이다.

케이스(400)는 상방과 하방이 개방된 구조를 갖는다. 하방은 코로나 방전을 통해 공기가 유입되는 통로이며, 상방은 이온풍이 배출되는 통로이다. 케이스(400)는 상방과 하방이 개방된 구조를 가지며, 콜렉터(210)는 하단부가 홈부(810)에 삽입되며 상단부는 양 측면이 돌출부(930)에 가이드되므로, 콜렉터(210)는 상하 착탈구조를 갖는다.

구체적으로, 콜렉터(210)는 케이스(400)에 장착할 때 상단부를 파지한 뒤 하단부를 돌출부(930) 사이의 공간인 가이드 홈으로 삽입하여 홈부(810)에 끼워넣고, 탈착할 때에는 상단부를 파지한 뒤 위로 빼어냄으로써 케이스(400)로부터 완전히 분리해낼 수 있다. 따라서, 매우 간편한 착탈구조를 갖는다.

한편 상술한 바와 같이 콜렉터 모듈(200)은 복수 개의 콜렉터(210)가 연결부재(미도시)를 통해 서로 연결된다. 이 때 연결부재는 악어클립과 같이 단부에 집게 타입의 단자가 있어 콜렉터(210) 간의 연결이 간편하며 모듈화도 간편하다.

콜렉터(210)는 코로나 방전에 의해 하전된 입자가 표면에 집진되는 구성이므로, 어느 정도 집진이 된 후에는 집진력이 낮아져 교체가 필요한 소모품이며 주기적으로 세척이나 교체가 필요하다.

본 실시예에서 콜렉터(210)는 하단부가 홈부(810)에 끼워지고 돌출부(930)가 가이드하는 구조이므로 착탈이 편리하며, 이로 인해 다른 콜렉터 모듈(200)과의 교체가 용이하다. 즉 1회용으로 사용하며 교체를 통한 유지보수가 쉽다. 또는, 착탈이 편리하기 때문에 케이스(400)로부터 위쪽으로 빼내어 세척한 뒤 다시 하단부를 돌출부(930) 사이의 공간인 가이드 홈으로 삽입하여 홈부(810)에 끼워넣는 방식으로 간편한 유지보수가 가능하다.

따라서 본 발명에 의하면 코로나 방전에 의해 하전된 입자를 포집하면서도 입자가 포집되는 구성의 간편한 탈/장착을 통해 유지보수가 용이하며, 실내와 같은 밀폐된 공간에서 가동되더라도 오존이 소멸되어 오존농도가 기준치 이하가 되도록 하고, 사용자의 안전을 도모하면서도 공기정화량에 영향을 미치지 않는 그릴 구조를 갖는 이온풍 공기정화기가 제공된다.

본 발명에서 모든 예들 또는 예시적인 용어(예를 들어, 등등)의 사용은 단순히 본 발명을 상세히 설명하기 위한 것으로서 청구범위에 의해 한정되지 않는 이상 상기 예들 또는 예시적인 용어로 인해 본 발명의 범위가 한정되는 것은 아니다. 또한 해당 기술 분야의 통상의 기술자는 다양한 수정, 조합 및 변경이 부가된 청구범위 또는 그 균등물의 범주 내에서 설계 조건 및 팩터(factor)에 따라 구성될 수 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 사상은 상기 설명된 실시예에 국한되어 정해져서는 아니되며, 후술하는 청구범위 뿐만 아니라, 이 청구범위와 균등한 또는 이로부터 등가적으로 변경된 모든 범위는 본 발명의 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.

1000 : 이온풍 공기정화기
100 : 에미터 200 : 콜렉터 모듈
210 : 콜렉터 220 : 제1폼
230 : 제1도전성 부재 240 : 라운드
300 : 비포집부 310 : 제2도전성 부재
320 : PVC필름 330 : 절연부재
340 : 리드선 350 : 이중 절연튜브
400 : 케이스 410 : 측벽
500 : 그릴 510 : 단편파트
511 : 제1절개부 512 : 제2절개부
520 : 장편파트 521 : 제3절개부
522 : 경사절개부 523 : 끼움절개부
524 : 걸림턱 600 : 에미터 장착부
700 : 고정부 800 : 콜렉터 고정부
810 : 홈부 900 : 비포집부 고정부
910 : 관통공 920 : 끼움홈
930 : 돌출부

Claims

코로나 방전에 의해 전하를 발생시키는 에미터;
상기 에미터의 상방에 배치되며, 복수 개의 콜렉터가 서로 이격 배치되는 콜렉터 모듈;
복수 개로 마련되어 상기 콜렉터와 교호 배치되며, 전극에 PVC필름이 씌워진 비포집부; 및
상기 콜렉터와 상기 비포집부가 장착되는 고정부를 포함하며,
상기 고정부는,
홈부가 형성되어 상기 콜렉터가 각각 삽입 장착되는 콜렉터 고정부; 및 상기 홈부 사이에 형성되며 상기 비포집부가 각각 삽입 장착되는 관통공이 형성되는 비포집부 고정부;
를 포함하는 이온풍 공기 정화기.
코로나 방전에 의해 전하를 발생시키는 에미터;
상기 에미터의 상방에 배치되며, 복수 개의 콜렉터가 서로 이격 배치되는 콜렉터 모듈;
복수 개로 마련되어 상기 콜렉터와 교호 배치되는 비포집부; 및
상기 에미터 하방에 배치되는 그릴;을 포함하며,
상기 그릴은,
제1절개부와 제2절개부가 형성되는 복수 개의 단편파트와, 제3절개부가 형성되는 복수 개의 장편파트를 포함하며, 상기 복수 개의 단편파트와 상기 복수 개의 장편파트가 격자형태로 조립되는 이온풍 공기 정화기.
제2항에 있어서,
상기 단편파트는,
상기 제1절개부가 일측면으로부터 내측으로 형성되며, 상기 제2절개부가 타측면으로부터 내측으로 상기 제1절개부와 대응되는 위치에 형성되는 이온풍 공기 정화기.
제2항에 있어서,
상기 제3절개부는,
일측면으로부터 경사를 형성하며 절개되는 경사절개부와, 상기 경사절개부와 일부가 연통되는 끼움절개부를 포함하는 이온풍 공기 정화기.
제4항에 있어서,
상기 끼움절개부 상부에는 걸림턱이 형성되는 이온풍 공기 정화기.