KR20230057818A - 전기집진장치 - Google Patents

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KR20230057818A
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박민제
김주혁
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엘지전자 주식회사
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Abstract

본 발명은 전기집진장치에 관한 것이다. 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치는, 본 발명의 일방향으로 연장되고, 두께방향(TD)으로 교대로 이격배열되어 서로 마주하는 복수의 제1 전극판;과 복수의 제2 전극판을 포함하는 전극판; 및 상기 전극판의 길이방향(LD)으로 길게 연장되며, 상기 전극판의 폭방향(WD)을 기준으로 상기 복수의 제1 전극판과 상기 복수의 제2 전극판 각각의 일단에 배치되고, 상기 전극판의 폭방향(WD)에서 상기 전극판의 타단을 향하여 점차 넓어지도록 경사지게 형성된 복수의 가이드베인을 포함할 수 있다.

Description

전기집진장치{ELECTRIC DUST COLLECTION DEVICE}
본 발명은 전기집진장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 집진 효율을 증대시킨 전기집진장치에 관한 것이다.
공기조화기는 공기의 온도를 제어하는 냉방기나 난방기, 공기의 이물질을 제거하여 청정도를 유지시키는 공기청 정기, 공기 중에 수분을 제공하는 가습기, 공기 중의 수분을 제거하는 제습기 등이 있다.
전기집진장치는 독립적으로 또는 공기조화기에 장착되어, 공기 중에 포함된 먼지입자를 대전시켜 집진하는 장치이다.
전기집진장치는 크게 전기장을 형성하는 대전부와, 대전부에 의해 대전된 먼지입자가 집진되는 집진부를 포함할 수 있다. 대전부는, 고전압이 인가되는 전압전극과 접지되는 대향전극(접지전극)을 구비한다.
전압전극과 대향전극에 전기장을 가해주면, 집진부를 통과하는 기체 입자를 이온화시켜 전압전극과 대향전극 사이에 플라즈마를 형성시킬 수 있다. 플라즈마 발생 영역을 통과하는 기체 중의 먼지 등의 이물질들은 이온화되어, 집진부에서 전기적 특성에 의해 집진될 수 있다. 이러한 전기집진장치에서, 전기 집진 효율을 증대시키기 위한 기술에 대하여 연구중이다.
본 발명의 또 다른 과제는, 이물질을 이온화시키는 플라즈마가 형성되는 영역에서, 플라즈마 불크(Plasma Bulk) 영역과 쉬스(Sheath) 영역으로 나뉘어, 플라즈마의 밀도 차이가 발생한다. 이에 따라, 플라즈마 발생 영역을 통과하는 이물질 중 쉬스 영역을 통과하는 이물질은, 이온화가 잘 되지 않아 집진 효율이 떨어질 수 있다.
따라서, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 쉬스 영역을 통과하는 이물질을 줄이고, 플라즈마 불크 영역으로 이물질을 유도하여 이물질의 포집 효율을 증대시키는 것일 수 있다.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 플라즈마가 활성화되는 영역이나 플라즈마의 밀도를 증대시켜 공기중의 이물질을 포집하는 효율을 증대시키는 것이다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기 과제를 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치는, 일방향으로 연장되고, 두께방향(TD)으로 교대로 이격배열되어 서로 마주하는 복수의 제1 전극판;과 복수의 제2 전극판을 포함하는 전극판; 및 상기 전극판의 길이방향(LD)으로 길게 연장되며, 상기 전극판의 폭방향(WD)을 기준으로 상기 복수의 제1 전극판과 상기 복수의 제2 전극판 각각의 일단에 배치되고, 상기 전극판의 폭방향(WD)에서 상기 전극판의 타단을 향하여 점차 넓어지도록 경사지게 형성된 복수의 가이드베인을 포함할 수 있다.
상기 복수의 가이드베인 각각은, 일단이 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 동일평면 상에 형성되고, 타단이 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 양면보다 상기 두께방향(TD)으로 더 돌출될 수 있다.
상기 전기집진장치는, 상기 길이방향(LD)을 따라 길게 연장되고, 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 양면으로부터 상기 두께방향(TD)으로 돌출되고, 상기 전극판의 폭방향(WD)의 일단과 타단의 사이에 배치되는 복수의 가이드리브를 더 포함할 수 있다.
상기 복수의 가이드리브는, 상기 폭방향(WD)을 따라 복수로 이격배열될 수 있다.
상기 복수의 가이드리브 각각은, 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 양면을 지지할 수 있다.
상기 전기집진장치는, 상기 길이방향(LD)을 따라 길게 연장되고, 상기 폭방향(WD)을 기준으로 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 타단에 배치되어 상기 타단을 지지하는 복수의 후단프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 전기집진장치는, 상기 폭방향(WD)을 따라 길게 연장되어 상기 복수의 가이드베인 및 상기 복수의 가이드리브 각각과 연결되고, 상기 길이방향(LD)을 따라 서로 이격배열되는 복수의 브릿지프레임을 더 포함할 수 있다.
상기 제2 전극판의 폭방향(WD) 길이는, 상기 제1 전극판의 폭방향(WD) 길이보다 작고, 상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판은, RF제너레이터(Radio Frequency Generator) 및 커패시터와 전기적으로 연결될 수 있다.
상기 전기집진장치는, 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판의 사이에서, 자기력이 상기 길이방향(LD)을 향하도록 자기장을 발생시키는 자기발생장치를 더 포함할 수 있다.
상기 자기발생장치가 형성하는 자기장의 상기 폭방향(WD)의 길이는, 상기 전극판의 상기 폭방향(WD)의 길이보다 더 길고, 상기 전극판은, 상기 자기장이 형성된 영역 내에 형성될 수 있다.
상기 자기발생장치는, 두께방향(TD)을 따라 길게 연장되고, 상기 길이방향(LD)을 기준으로 상기 전극판의 일단에 배치된 제1 마그네틱; 및 두께방향(TD)을 따라 길게 연장되고, 상기 길이방향(LD)을 기준으로 상기 전극판의 타단에 배치되어 상기 제1 마그네틱을 마주하고, 상기 제1 마그네틱과 반대되는 극성을 가지는 제2 마그네틱을 포함할 수 있다.
상기 전기집진장치는, 상기 폭방향(WD)을 기준으로 상기 전극판의 타단에 인접하게 배치되어 상기 전극판을 마주하고, 상기 전극판을 통과한 이물질을 집진하는 집진부를 더 포함할 수 있다.
기타 실시예들의 구체적인 사항들은 상세한 설명 및 도면들에 포함되어 있다.
본 발명의 대전부에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.
첫째, 쉬스 영역을 통과하는 이물질이 줄어들고, 플라즈마 불크 영역으로 이물질이 유도되어, 이물질의 포집 효율이 증대될 수 있다.
둘??, 플라즈마가 활성화되는 영역이나 플라즈마의 밀도가 증대되어, 공기중의 이물질을 포집하는 효율이 증대될 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치가 포함된 공기조화기에 대한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치에 대한 사시도이다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 전기집진장치의 대전부에 대한 사시도이다.
도 4는 도 3의 대전부에 포함된 전극부에 대한 사시도이다.
도 5는 도 4의 전극부를 확대한 사시도이다.
도 6은 도 5의 I-I' 부분을 절개한 단면도이다.
도 7은 도 5의 II-II' 부분을 절개한 단면도이다.
도 8은 도 6에서 전극부에 형성되는 플라즈마의 영역과 전극부를 통과하는 공기의 유동을 나타낸 도면이다.
도 9는 도 7에서 전극부에 형성되는 플라즈마의 영역과 전극부를 통과하는 공기의 유동을 나타낸 도면이다.
도 10은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극부에 대하여 도 5와 같이 II-II' 부분을 절개한 단면도이다.
도 11은 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 전극부에 대한 단면도이다.
도 12는 도 11의 전극부와 연결되는 회로에 대한 도면이다.
도 13은 도 11에서 전극부에 형성되는 플라즈마의 영역과 전극부를 통과하는 공기의 유동을 나타낸 도면이다.
도 14는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 대전부에 대한 사시도이다.
도 15는 도 14의 대전부에 포함되는 전극부에 대한 단면도이다.
도 16은 도 15에서 전극부에 형성되는 플라즈마의 영역과 전극부를 통과하는 공기의 유동을 나타낸 도면이다.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다.
공간적으로 상대적인 용어인 "아래(below)", "아래(beneath)", "하부(lower)", "위(above)", "상부(upper)" 등은 도면에 도시되어 있는 바와 같이 하나의 구성 요소들과 다른 구성 요소들과의 상관관계를 용이하게 기술하기 위해 사용될 수 있다. 공간적으로 상대적인 용어는 도면에 도시되어 있는 방향에 더하여 사용시 또는 동작 시 구성요소의 서로 다른 방향을 포함하는 용어로 이해되어야 한다. 예를 들면, 도면에 도시되어 있는 구성요소를 뒤집을 경우, 다른 구성요소의 "아래(below)"또는 "아래(beneath)"로 기술된 구성요소는 다른 구성요소의 "위(above)"에 놓여질 수 있다. 따라서, 예시적인 용어인 "아래"는 아래와 위의 방향을 모두 포함할 수 있다. 구성요소는 다른 방향으로도 배향될 수 있고, 이에 따라 공간적으로 상대적인 용어들은 배향에 따라 해석될 수 있다.
본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계 및/또는 동작은 하나 이상의 다른 구성요소, 단계 및/또는 동작의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다.
다른 정의가 없다면, 본 명세서에서 사용되는 모든 용어(기술 및 과학적 용어를 포함)는 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 공통적으로 이해될 수 있는 의미로 사용될 수 있을 것이다. 또 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 용어들은 명백하게 특별히 정의되어 있지 않은 한 이상적으로 또는 과도하게 해석되지 않는다.
도면에서 각 구성요소의 두께나 크기는 설명의 편의 및 명확성을 위하여 과장되거나 생략되거나 또는 개략적으로 도시되었다. 또한 각 구성요소의 크기와 면적은 실제크기나 면적을 전적으로 반영하는 것은 아니다.
이하, 첨부도면은 참조하여, 본 발명의 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.
도 1 및 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기조화기(1)에는, 공기의 유동 방향(A)을 따라 흡입구(I), 및 토출구(O)가 순차적으로 배치될 수 있다. 흡입구(I)와 토출구(O)의 사이에는 전기집진장치(50)가 배치될 수 있다. 열교환기(H)는 전기집진장치(50)의 하류에 배치될 수 있다.
상기 송풍기(Fan)가 작동되면, 흡입구(I)를 통해 유입된 공기는 열교환기(H)에서 열교환되어 토출구(O)로 토출될 수 있다. 이때, 흡입구(I)를 통해 유입된 공기는 상기 토출구(O)로 토출되기 전에 전기집진장치(50)를 통과하여, 공기중의 이물질이 필터링될 수 있다.
전기집진장치(50)는 대전부(10)와 집진부(40)를 포함할 수 있다. 대전부(10)는 집진부(40)의 상류에 배치될 수 있다. 대전부(10)와 집진부(40)는 서로 마주할 수 있다. 공기는 대전부(10)와 집진부(40)를 순차적으로 통과할 수 있다. 전기집진장치(50)는 이오나이저(미도시) 또는 확산대전기(미도시)를 포함할 수 있다.
대전부(10)의 내부에 플라즈마가 형성할 수 있다. 공기는 대전부(10) 내부의 플라즈마를 통과하며 이온화될 수 있다. 이온화된 이물질은 전기적 특정을 통해 집진부(40)에서 집진될 수 있다.
예를 들어, 집진부(40)는 헤파필터(HEPA Filter)일 수 있다. 이 경우, 이온화된 이물질이 헤파필터에 정전기적 인력을 통하여 달라붙어 집진될 수있다. 다른 예로, 집진부(40)는 복수의 전극을 포함할 수 있다. 이 경우, 이온화된 이물질이 극성을 띄는 복수의 전극에 달라붙어 집진될 수 있다. 집진부(40)는 전술한 예시에 한정되지 않고, 이온화된 물질이 전기적 특성을 통하여 집진될 수 있는 것이면 족하다.
공기조화기(1)는 전압을 인가하는 전력장치(2)를 포함할 수 있다. 전력장치(2)는 제어부(미도시)와 연결될 수 있다. 전력장치(2)는 대전부(10)의 일 전극과 전기적으로 연결되어 전력을 제공하고, 타 전극에 연결되어 접지를 제공할 수 있다. 집진부(40)가 전극을 포함하는 경우, 마찬가지로 전력장치(2)는 집진부(40)와 전기적으로 연결될 수 있다.
도 3 및 도 4를 참조하면, 대전부(10)는 케이싱(11)과 전극부(20)를 포함할 수 있다. 케이싱(11)은 중공으로 형성되어 공기가 통과될 수 있다. 케이싱(11)는 전극부(20)를 지지할 수 있다.
전극부(20)는 제1 전극부(20a) 및 제2 전극부(20b)를 포함할 수 있다. 제1 전극부(20a) 및 제2 전극부(20b)는 각각 일방향 또는 길이방향(LD)으로 길게 연장될 수 있다. 제1 전극부(20a) 및 제2 전극부(20b)는 각각 복수로 형성되며, 전극부의 두께방향(TD)을 따라 서로 교대로 배열될 수 있다. 제1 전극부(20a)와 제2 전극부(20b)는 서로 마주할 수 있다. 공기는 전극부(20)의 폭방향(WD)으로 유동하여 복수의 제1 전극부(20a)와 제2 전극부(20b)의 사이를 통과할 수 있다. 공기는 폭방향(WD)을 기준으로 전극부(20)의 전단으로부터 후단으로 유동할 수 있다.
도 4 내지 도 7을 참조하면, 제1 전극부(20a)는 제1 전극판(21)을 포함할 수 있다. 제2 전극부(20b)는 제2 전극판(22)을 포함할 수 있다. 제1 전극판(21) 및 제2 전극판(22)은 전극부의 길이방향(LD)으로 길게 연장된 얇은 판 형상을 가질 수 있다. 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22)는 전극부의 두께방향(TD)을 따라 서로 교대로 배열될 수 있다. 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22)은 서로 마주할 수 있다. 제1 전극판(21)은 고전압을 인가받을 수 있다. 제2 전극판(22)은 제1 전극판(21)에 대향될 수 있다. 제2 전극판(22)은 접지될 수 있다. 제1 전극판(21)은 양극이고, 제2 전극판(22)은 음극이거나 그라운드일 수 있다. 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22)은 전력장치(2, 도 1 참조)과 연결될 수 있다.
제1 전극판(21)과 제2 전극판(22)의 사이에 전기장과 플라즈마가 형성될 수 있다. 공기 중 포함된 이물질은 제1 전극판(21) 및 제2 전극판(22)의 사이에 플라즈마가 형성되는 영역을 통과하며 이온화될 수 있다.
제1 전극부(20a) 및 제2 전극부(20b)는 각각 프레임(24, 25, 26)을 포함할 수 있다. 프레임(24, 25, 26)은 제1 전극판(21)을 지지할 수 있다. 프레임(24, 25, 26)은 제2 전극판(22)을 지지할 수 있다. 가이드베인(23)은 제3 프레임(26)과 연결되거나 일체로 형성되며, 폭방향(WD)을 기준으로 전극판(21, 22)의 전단을 지지할 수 있다. 프레임(24, 25, 26)과 가이드베인(23)은 절연 재질로 형성될 수 있다.
제1 프레임(24)은 길이방향(LD)으로 길게 연장될 수 있다. 제1 프레임(24)은 얇은 막대 형상을 가질 수 있다. 제1 프레임(24)은, 폭방향(WD)을 기준으로 전극판(21, 22)의 일단과 타단 사이에 배치될 수 있다. 제1 프레임(24)은 전극판(21, 22)의 양면을 지지할 수 있다. 제1 프레임(24)은 전극판(21, 22)의 양면으로부터 두께방향(TD)으로 돌출될 수 있다. 제1 프레임(24)은 가이드리브(24)라 명명할 수 있다.
제2 프레임(25)은 길이방향(LD)으로 길게 연장될 수 있다. 제2 프레임(25)은 얇은 막대 형상을 가질 수 있다. 제2 프레임(25)은, 폭방향(WD)을 기준으로 전극판(21, 22)의 후단을 지지할 수 있다. 제2 프레임(25)은, 전극판(21, 22)의 양면으로부터 두께방향(TD)으로 돌출될 수 있다. 제2 프레임(25)은 후단프레임(25)이라 명명할 수 있다.
제3 프레임(26)은 폭방향(WD)으로 연장될 수 있다. 제3 프레임(26)은 길이방향(LD)을 따라 복수로 배열될 수 있다. 제3 프레임(26)은 전극판(21, 22)의 양면을 지지할 수 있다. 제3 프레임(26)은 전극판(21, 22)의 양면으로부터 두께방향(TD)으로 돌출될 수 있다. 제3 프레임(26)은 브릿지(26) 또는 브릿지프레임(26)이라 명명할 수 있다.
가이드베인(23)은 길이방향(LD)으로 연장될 수 있다. 가이드베인(23)은 폭방향(WD)을 기준으로 전극판(21, 22)의 전단에 배치되거나 결합될 수 있다. 가이드베인(23)은 전극판(21, 22)의 전단을 지지할 수 있다.
가이드베인(23)의 전단(231)은, 전극판(21, 22)과 동일평면 상에 위치할 수 있다. 가이드베인(23)의 후단(232)은 전극판(21, 22)과 결합되며, 전극판(21, 22)의 양면보다 두께방향(TD)으로 더 돌출될 수 있다. 가이드베인(23)의 후단(232)은 전단(231)보다 두께방향(TD)으로 더 길 수 있다. 전극판(21, 22)의 전단은 가이드베인(23)의 후단(232)의 중심에 인접하게 배치될 수 있다.
가이드베인(23)은 전단(231)으로부터 후단(232)을 향하여 두께방향(TD)으로 점차 넓어지는 형상을 가질 수 있다. 가이드베인(23)은 테이퍼드(tapered) 형상을 가질 수 있다. 가이드베인(23)은 한 쌍의 경사부(233)를 구비할 수 있다. 한 쌍의 경사부(233) 각각은, 가이드베인(23)의 전단(231)으로부터 후단(232)의 두께방향(TD)의 양단 각각을 향하여 경사지게 연장될 수 있다.
제1 프레임(24), 제2 프레임(25) 및 가이드베인(23)은 서로 나란하게 길이방향(LD)으로 연장되어 배치될 수 있다. 제3 프레임(26)은 길이방향(LD)에 교차되는 폭방향(WD)으로 연장되어 제1 프레임(24), 제2 프레임(25) 및 가이드베인(23)과 연결될 수 있다. 제3 프레임(26)은 전극판(21, 22)의 길이방향(LD)을 따라 복수로 이격배열될 수 있다. 전극판(21, 22)은, 제3 프레임(26)이 덮히지 않은 부분에서 외부로 노출될 수 있다.
도 8 및 도 9를 참조하면, 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22)의 사이에 플라즈마가 형성될 수 있다. 플라즈마가 발생되는 영역은, 플라즈마의 밀도가 높은 플라즈마 불크(Plasma Bulk) 영역(A1)과, 플라즈마의 밀도가 낮은 쉬스(Sheath) 영역(A2)으로 구분될 수 있다. 쉬스 영역(A2)은 전자와 이온의 이동 속도 차이에 의해 발생될 수 있다. 플라즈마 불크 영역(A1)은 제1 영역(A1)이라 명명될 수 있다. 쉬스 영역(A2)은 제2 영역(A2)이라 명명될 수 있다.
플라즈마가 발생되는 영역은, 전극판(21, 22)과 나란하게 연장될 수 있다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)은 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22)의 사이에 형성될 수 있다. 제2 영역(A2)은 전극판(21, 22)에 인접할 수 있다. 제2 영역(A2)은 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22) 각각의 양면의 주변에 형성될 수 있다. 제1 영역(A1)은 제2 영역(A2)의 사이에 형성될 수 있다. 제1 영역(A1)은 제1 전극판(21)과 제2 전극판(22) 각각으로부터 이격될 수 있다.
가이드베인(23)은 제1 전극판(21)의 전단과 제2 전극판(22)의 전단 각각에 배치될 수 있다. 가이드베인(23)은 전단으로부터 후단을 향하여 점차 넓어지도록 경사지게 형성될 수 있다. 가이드베인(23)은 전단은 전극판(21, 22)과 동일평면상에 형성되고, 전단으로부터 후단을 향하여 양측으로 경사지게 형성될 수 있다. 가이드베인(23)은 제1 영역(A1)을 향하여 경사지게 형성될 수 있다. 가이드베인(23)은 공기를 제1 영역(A1)으로 안내할 수 있다.
이때, 공기는 전극부(20)의 전단으로부터 후단까지 폭방향(WD)으로 유동하여 제1 전극부(20a)와 제2 전극부(20b)의 사이를 통과하며, 공기 중 일부는 가이드베인(23)에 충돌할 수 있다. 가이드베인(23)에 충돌된 공기는 제1 영역(A1)으로 유동되도록 안내될 수 있다.
이에 따라, 플라즈마 밀도가 낮은 제2 영역(A2)으로 유동하는 공기의 양은 줄어들고, 플라즈마 밀도가 높은 제1 영역(A1)으로 유동하는 공기의 양은 증대되어, 공기중의 이물질에 대한 이온화 효율과 포집 효율이 증대될 수 있다.
도 9 및 도 10을 참조하면, 제1 프레임(24)은 폭방향(WD)을 기준으로 전극판(21, 22)의 전단과 후단의 사이에 위치할 수 있다. 프레임(24)은 폭방향(WD)을 기준으로 가이드베인(23)과 제2 프레임(25)의 사이에 위치할 수 있다. 제1 프레임(24)은 전극판(21, 22)의 길이방향(LD)을 따라 연장되어 전극판(21, 22)의 양면에 배치될 수 있다(도 4 참조). 제1 프레임(24)의 폭은 전극판(21, 22)의 폭보다 작을 수 있다. 제1 프레임(24)은 전극판(21, 22)의 양면으로부터 돌출될 수 있다. 제1 프레임(24)은 제2 영역(A2)에 배치될 수 있다.
하나의 전극부(20)에서, 제1 프레임(24)은 복수로 구비될 수 있다. 복수의 제1 프레임(24)은 전극판(21, 22)의 폭방향(WD)을 따라 소정의 간격으로 이격배열될 수 있다. 복수의 제1 프레임(24)은 가이드베인(23)과 제2 프레임(25)의 사이에 위치할 수 있다. 복수의 제1 프레임(24)은 전극판(21, 22)의 양면에서 폭방향(WD)을 따라 요철을 형성할 수 있다.
이때, 공기는 전극부(20)의 전단으로부터 후단까지 폭방향(WD)으로 유동하여 제1 전극부(20a)와 제2 전극부(20b)의 사이를 통과하며, 제1 프레임(24)에 의해제1 영역(A1)으로 유동되도록 안내될 수 있다.
이에 따라, 플라즈마 밀도가 낮은 제2 영역(A2)으로 유동하는 공기의 양은 줄어들고, 플라즈마 밀도가 높은 제1 영역(A1)으로 유동하는 공기의 양은 증대되어, 공기중의 이물질에 대한 이온화 효율과 포집 효율이 증대될 수 있다.
도 11을 참조하면, 제1 전극판(210)의 폭방향(WD) 길이와 제2 전극판(220)의 폭방향(WD) 길이는 서로 다를 수 있다. 예를 들어, 제2 전극판(220)의 폭방향(WD) 길이는 제1 전극판(210)의 폭방향(WD) 길이보다 작을 수 있다. 폭방향(WD)을 기준으로, 제2 전극판(220)은 제1 전극판(210)의 전단과 후단의 사이에 배치될 수 있다. 제1 전극판(220)과 제2 전극판(210)의 폭방향(WD)의 길이차이는, 후술할 자기바이어스(self bias)를 유발할 수 있다.
도 11 및 12를 참조하면, 전력장치(2)는 RF제너레이터(Radio Frequency Generator)(201) 및 커패시터(Capacitor)(202)를 포함할 수 있다. 커패시터(202)는 매칭네트워크(Matching Network)에 포함될 수 있다.
제1 전극판(210)과 제2 전극판(220)은 RF제너레이터(201) 및 커패시터(202)와 전기적으로 연결될 수 있다. RF제너레이터(201)는, 제1 전극판(210) 및 제2 전극판(220)에 고주파의 전력을 공급할 수 있다. RF제너레이터(201)는 제1 전극판(210)과 제2 전극판(220)의 사이에 플라즈마를 발생시킬 수 있다. RF제너레이터(201)는 (+)전류와 (-)전류를 교차해서 보낼 수 있고, 전자와 이온의 속도 차이 및 제1 전극판(210)과 제2 전극판(220)의 면적 차이에 의하여, 자기바이어스(self bias) 효과가 발생될 수 있다. 이에 따라, 플라즈마의 DC 포텐셜을 높일 수 있다.
예를 들면, 제2 전극판(220)이 타켓(target)이 되면, RF제너레이터(201)에 의해 제2 전극판(220)은 더욱 음으로 대전되어 본래의 전위보다 낮아지는 현상이 반복되고, 타겟인 제2 전극판(220)이 음극인 상태를 오래 유지할 수 있고, 양이온은 타겟으로 가속되어 RF 스퍼터링(Sputtering)을 일으킬 수 있다. RF 스퍼터링 도중 플라즈마 내의 전자들은 전극에 도달하지 못하고, 음극과 양극 사이를 고속으로 왕복할 수 있다. 이에 따라, 제1 전극판(210)과 제2 전극판(220) 사이의 플라즈마 발생 영역을 통과하는 공기에 동반되는 이물질의 입자는 고속으로 왕복하는 전자와 충돌하여, 이온화될 확률이 높아질 수 있다. 제1 영역(A1)과 제2 영역(A2)에 대한 설명은 전술한 바, 설명을 생략한다.
도 14 및 도 15를 참조하면, 대전부(10)는 자기발생장치(30)를 포함할 수 있다. 자기발생장치(30)는 전극부(20)의 주변에서, 자기장(M)을 형성할 수 있다. 자기장(M) 발생 영역은, 폭방향(WD)으로 전극판(21, 22)보다 길게 형성될 수 있다. 전극판(21, 22)은 자기장(M) 발생 영역 내에 위치할 수 있다. 자기장(M) 내에서 자기력의 방향은, 길이방향(LD)을 향할 수 있다.
예를 들어, 자기발생장치(30)는 한 쌍의 마그네틱(31, 32)을 포함할 수 있다. 제1 마그네틱(31)는 S극, 제2 마그네틱(32)은 N극일 수 있다. 제1 마그네틱(31)과 제2 마그네틱(32)는 두께방향(TD)으로 길게 연장될 수 있다. 제1 마그네틱(31)과 제2 마그네틱(32)은 길이방향(LD)을 기준으로 전극부(20)의 양단에 각각 배치될 수 있다. 제1 마그네틱(31)과 제2 마그네틱(32)은 전극부(20)를 사이에 두고 서로 마주할 수 있다. 제1 마그네틱(31)과 제2 마그네틱(32)의 폭방향(WD)의 길이는 전극판(21, 22)의 폭방향(WD)의 길이보다 길 수 있다.
도 15 및 도 16을 참조하면, 플라즈마는, 자기장(M)이 형성된 폭방향(WD) 길이는 제1 전극판(21, 210) 및/또는 제2 전극판(22, 220)의 폭방향(WD) 길이보다 더 길 수 있다. 제1 전극판(21, 210)과 제2 전극판(22, 220)의 사이에서 자기장(M)이 형성된 영역 내에 형성될 수 있다. 자기력의 방향은 전기력의 방향과 교차되거나 수직할 수 있다. 예를 들어, 전기력의 방향은 두께방향(TD)이고, 자기력의 방향은 길이방향(LD)일 수 있다. 플라즈마의 하전입자들은 자기장(M)이 형성된 공간 내에서 운동하는 전하가 받는 힘 즉, 로렌츠힘(Lorentz's Force)을 받아 소용돌이와 같은 회전 운동을 할 수 있다.
이에 따라, 플라즈마가 형성되는 영역은 자기장(M)이 형성된 공간 내에서 공기의 유동방향으로 더욱 넓어지고, 이물질의 집진 효율이 증대될 수 있다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될 것이다.
10: 대전부 20: 전극부
40: 집진부 50: 전기집진장치
20a: 제1 전극부 20b: 제2 전극부
21, 210: 제1 전극판 22, 220: 제2 전극판

Claims (12)

  1. 일방향으로 연장되고, 두께방향(TD)으로 교대로 이격배열되어 서로 마주하는 복수의 제1 전극판;과 복수의 제2 전극판을 포함하는 전극판; 및
    상기 전극판의 길이방향(LD)으로 길게 연장되며, 상기 전극판의 폭방향(WD)을 기준으로 상기 복수의 제1 전극판과 상기 복수의 제2 전극판 각각의 일단에 배치되고, 상기 전극판의 폭방향(WD)에서 상기 전극판의 타단을 향하여 점차 넓어지도록 경사지게 형성된 복수의 가이드베인을 포함하는 전기집진장치.
  2. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 가이드베인 각각은,
    일단이 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 동일평면 상에 형성되고, 타단이 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 양면보다 상기 두께방향(TD)으로 더 돌출된 전기집진장치.
  3. 제1 항에 있어서,
    상기 길이방향(LD)을 따라 길게 연장되고, 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 양면으로부터 상기 두께방향(TD)으로 돌출되고, 상기 전극판의 폭방향(WD)의 일단과 타단의 사이에 배치되는 복수의 가이드리브를 더 포함하는 전기집진장치.
  4. 제3 항에 있어서,
    상기 복수의 가이드리브는,
    상기 폭방향(WD)을 따라 복수로 이격배열되는 전기집진장치.
  5. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 가이드리브 각각은,
    상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 양면을 지지하는 전기집진장치.
  6. 제5 항에 있어서,
    상기 길이방향(LD)을 따라 길게 연장되고, 상기 폭방향(WD)을 기준으로 상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판 각각의 타단에 배치되어 상기 타단을 지지하는 복수의 후단프레임을 더 포함하는 전기집진장치.
  7. 제6 항에 있어서,
    상기 폭방향(WD)을 따라 길게 연장되어 상기 복수의 가이드베인 및 상기 복수의 가이드리브 각각과 연결되고, 상기 길이방향(LD)을 따라 서로 이격배열되는 복수의 브릿지프레임을 더 포함하는 전기집진장치.
  8. 제1 항에 있어서,
    상기 제2 전극판의 폭방향(WD) 길이는, 상기 제1 전극판의 폭방향(WD) 길이보다 작고,
    상기 제1 전극판 및 상기 제2 전극판은, RF제너레이터(Radio Frequency Generator) 및 커패시터와 전기적으로 연결되는 전기집진장치.
  9. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극판 및 상기 복수의 제2 전극판의 사이에서, 자기력이 상기 길이방향(LD)을 향하도록 자기장을 발생시키는 자기발생장치를 더 포함하는 전기집진장치.
  10. 제9 항에 있어서,
    상기 자기발생장치가 형성하는 자기장의 상기 폭방향(WD)의 길이는, 상기 전극판의 상기 폭방향(WD)의 길이보다 더 길고,
    상기 전극판은, 상기 자기장이 형성된 영역 내에 형성되는 전기집진장치.
  11. 제9 항에 있어서,
    상기 자기발생장치는,
    두께방향(TD)을 따라 길게 연장되고, 상기 길이방향(LD)을 기준으로 상기 전극판의 일단에 배치된 제1 마그네틱; 및
    두께방향(TD)을 따라 길게 연장되고, 상기 길이방향(LD)을 기준으로 상기 전극판의 타단에 배치되어 상기 제1 마그네틱을 마주하고, 상기 제1 마그네틱과 반대되는 극성을 가지는 제2 마그네틱을 포함하는 전기집진장치.
  12. 제1 항에 있어서,
    상기 폭방향(WD)을 기준으로 상기 전극판의 타단에 인접하게 배치되어 상기 전극판을 마주하고, 상기 전극판을 통과한 이물질을 집진하는 집진부를 더 포함하는 전기집진장치.
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