KR20240025860A - 전기 집진 장치 - Google Patents

Abstract

전기 집진 장치가 개시된다. 개시된 전기 집진 장치는, 공기 유로의 상류에서 하류로 향하는 제1 방향을 따라 연장되며, 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되는 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극과 상기 제1 방향에 대해 직교되는 제2 방향으로 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 내부의 제2 전극층을 포함하며, 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제2 전극과 마주보도록 상기 제1 방향과 반대 방향으로 이격되어 공기 유로의 상류에 배치되며, 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압이 인가되는 대응 전극을 포함하고, 상기 복수의 제2 전극은 상기 대응 전극과 대전 작용하도록 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 마련되는 방전부를 포함한다.

Description

전기 집진 장치{ELECTROSTATIC PRECIPITATOR}

본 개시는 전기 집진 장치에 관한 것으로, 보다 상세하게는 구조가 개선된 전기 집진 장치에 관한 것이다.

집, 방, 쇼핑몰, 공장, 사무실 등 밀폐된 공간에서 고농도 에어로졸은 사람들의 건강에 문제를 일으킬 수 있다. 이러한 에어로졸은 제한된 공간에서 흡연, 요리, 청소, 용접, 그라인딩 등에 의해 발생될 수 있다.

전기 집진 장치는 이러한 에어로졸을 제거하기 위한 장치로서 공기청정기나 공기청정기능을 갖는 공기조화기에 사용될 수 있다.

전기 집진 장치는 방전을 통해 공기 중의 에어로졸을 대전시키는 대전부와, 고전압 전극과 저전압 전극으로 구성되어 대전부에 의해 대전된 에어로졸을 집진하는 집진부를 포함할 수 있다.

전기 집진 장치는 대전부와 집진부가 별도로 구성되기 때문에, 구성 부품 수가 많고 각 부품을 조립하는 공정이 필요할 수 있다.

본 개시의 일 측면은 방전부와 집진부가 일체화되어 구조를 개선한 전기 집진 장치를 제공한다.

본 개시의 다른 측면은 에어로졸의 대전 성능이 향상된 전기 집진 장치를 제공한다.

본 개시의 다른 측면은 스파크의 발생을 방지할 수 있는 전기 집진 장치를 제공한다.

본 개시에 따른 전기 집진 장치는, 공기 유로의 상류에서 하류로 향하는 제1 방향을 따라 연장되며, 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되는 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극과 상기 제1 방향에 대해 직교되는 제2 방향으로 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 내부의 제2 전극층을 포함하며, 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극 및 상기 복수의 제2 전극과 마주보도록 상기 제1 방향과 반대 방향으로 이격되어 공기 유로의 상류에 배치되며, 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압이 인가되는 대응 전극을 포함하고, 상기 복수의 제2 전극은 상기 대응 전극과 대전 작용하도록 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 마련되는 방전부를 포함한다.

상기 복수의 제2 전극의 상기 제2 유전체층은 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 형성되는 개방부를 포함할 수 있다.

상기 방전부가 공기 유로의 상류를 향하여 이온을 방출하도록, 상기 개방부는 공기 유로의 상류를 향하여 개방될 수 있다.

상기 제2 전극은 상기 제1 방향에 대하여 일단 및 상기 일단보다 공기 유로의 하류에 배치되는 타단을 포함하고, 상기 개방부는 상기 일단에 형성될 수 있다.

상기 제2 전극은 상면 및 상기 상면의 반대편에 위치한 하면을 포함하고, 상기 일단은 상기 상면과 상기 하면을 상기 제2 방향으로 연결하도록 마련될 수 있다.

상기 대응 전극은 원기둥 형상을 가질 수 있다.

상기 방전부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 양단에 위치한 제1 가장자리부 및 제2 가장자리부를 포함하고, 상기 제1 가장자리부 및 상기 제2 가장자리부는 라운드 형상을 포함할 수 있다.

상기 방전부는 상기 제2 방향으로 이격되어 배치되는 제1 방전부 및 제2 방전부를 포함하고, 상기 대응 전극은 상기 제1 방전부와 마주보도록 배치되는 제1 대응 전극 및 상기 제1 대응 전극과 상기 제2 방향으로 이격되어 상기 제2 방전부와 마주보도록 배치되는 제2 대응 전극을 포함할 수 있다.

상기 대응 전극은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교되는 제3 방향을 따라 연장될 수 있다.

상기 방전부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 일직선으로 연장될 수 있다.

상기 대응 전극은 금속을 포함할 수 있다.

상기 복수의 제1 전극은 에어로졸이 집진되는 제1 집진부를 포함하고, 상기 복수의 제2 전극은 상기 제1 집진부와 전기장을 형성하는 제2 집진부를 포함하며, 상기 제2 집진부는 상기 방전부로부터 연장될 수 있다.

상기 제2 집진부는 상기 방전부보다 공기 유로의 하류에 배치될 수 있다.

상기 방전부와 상기 제2 집진부는 일체로 형성될 수 있다.

상기 전기 집진 장치는, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극을 연결하며, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극이 서로 마주하도록 지그재그로 벤딩된 복수의 벤딩부를 더 포함할 수 있다.

본 개시에 따른 전기 집진 장치는, 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되어 에어로졸이 집진되는 복수의 제1 전극, 상기 복수의 제1 전극과 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 내부의 제2 전극층을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극과 전기장을 형성하도록 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극을 포함하는 집진 시트 및 상기 집진 시트와 마주보도록 배치되며 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압이 인가되는 대응 전극을 포함하고, 상기 집진 시트의 상기 복수의 제2 전극은, 이온을 방출하여 상기 대응 전극과 대전 작용하도록 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 마련되는 방전부를 포함할 수 있다.

상기 대응 전극은 상기 집진 시트보다 공기 유로의 상류에 배치되고, 상기 방전부는 상류를 향하여 이온을 방출하도록 배치될 수 있다.

상기 대응 전극은 원기둥 형상을 가질 수 있다.

상기 복수의 제1 전극은 에어로졸이 집진되는 제1 집진부를 포함하고, 상기 복수의 제2 전극은 상기 제1 집진부와 전기장을 형성하는 제2 집진부를 포함하며, 상기 제2 집진부는 상기 방전부와 일체로 형성될 수 있다.

본 개시에 따른 전기 집진 장치는, 이온을 방출하고, 상기 이온에 의해 대전된 에어로졸이 집진되도록 마련되는 집진 시트 및 상기 집진 시트로부터 방출된 이온이 에어로졸을 대전시키도록, 상기 집진 시트보다 공기 유로의 상류에 배치되는 대응 전극을 포함하고, 상기 집진 시트는, 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되어 에어로졸이 집진되는 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제1 전극과 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 개방부를 통해 일부가 외부로 노출되어 이온을 방출하는 제2 전극층을 포함하며, 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극을 포함한다.

본 개시의 일 측면에 따르면, 전기 집진 장치의 방전부와 집진부를 일체화하여 구조를 단순화하고 제조 원가를 절감할 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 전기 집진 장치의 구조를 개선하여 에어로졸의 대전 성능이 향상되어 전기 집진 장치를 효율적으로 가동할 수 있다.

본 개시의 다른 측면에 따르면, 전기장이 날카로운 특정 부분으로 집중하는 것을 막아 스파크의 발생을 방지할 수 있다.

도 1은 전기 집진 장치의 집진 유닛과 대전 유닛을 나타낸 사시도이다.
도 2는 도1 에 도시된 대전 유닛을 확대한 도면이다.
도 3은 도 1에 도시된 집진 유닛을 분해한 사시도이다.
도 4는 제1 전극의 사시도이다.
도 5는 제2 전극의 사시도이다.
도 6은 전기 집진 장치의 집진 시트와 대전 유닛의 측단면도이다.
도 7은 도 6에서 제2 전극이 양이온을 방출하는 경우 에어로졸이 대전되어 집진 시트에 포집되는 과정을 도시한 측단면도이다.
도 8은 도 6에서 제2 전극이 음이온을 방출하는 경우 에어로졸이 대전되어 집진 시트에 포집되는 과정을 도시한 측단면도이다.
도 9는 벤딩부가 형성된 집진 시트를 나타낸 측단면도이다.
도 10은 도 9에 도시된 집진 시트의 벤딩 전 전개도를 나타낸 평면도이다. 도 11은 도 10의 확대도이다.
도 12는 도 11의 슬릿에 의해 절개된 제2 전극의 사시도이다.

본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 예에 불과할 뿐이며, 본 출원의 출원시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.

또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낸다.

또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.

또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.

한편, 하기의 설명에서 사용된 용어 "전방", "상부", "하부", "좌측" 및 "우측" 등은 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.

이하에서는 본 발명에 따른 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

전기 집진 장치(1)는 일정 공간 내부에서 흡연, 요리, 청소, 용접, 그라인딩과 같은 활동에 의해 발생되는 에어로졸을 제거하기 위한 장치이다. 전기 집진 장치(1)는 공기조화기 또는 공기청정기와 같이 공기 필터링 기능을 수행할 수 있는 장치의 내부에 설치될 수 있다.

공기청정기 또는 공기조화기(미도시)는 외부의 공기가 유입되는 흡입구(미도시)와, 흡입구를 통해 유입되는 공기를 필터링하는 전기 집진 장치(1)와, 공기를 유동시키는 송풍팬(미도시)를 포함할 수 있다. 공기청정기 또는 공기조화기는 필터부재에 의해 필터링된 공기가 토출하는 토출구(미도시)를 포함할 수 있다. 송풍팬의 동작에 의해 공기는 흡입구, 전기 집진 장치(1) 및 토출구를 통해 유동할 수 있다.

공기청정기 또는 공기조화기와 같은 장치는 전기 집진 장치(1) 외에도 다양한 필터 장치들을 포함할 수 있다. 예를 들면, 폴리프로필렌수지나 폴리에틸렌 수지로 형성된 부직포 형태의 미세집진필터 및/또는 입상활성탄 필터가 선택적으로 마련될 수 있다.

도 1은 전기 집진 장치의 집진 유닛과 대전 유닛을 나타낸 사시도이다. 도 2는 도1 에 도시된 대전 유닛을 확대한 도면이다.

도 1을 참조하면, 전기 집진 장치(1)는 대전 유닛(3)과 집진 유닛(2)을 포함할 수 있다.

공기는 대전 유닛(3)을 통과한 후 집진 유닛(2)을 통과할 수 있다. 즉, 전기 집진 장치(1)에는 공기 유로가 형성될 수 있고, 공기 유로의 상류에서 하류로 향하는 방향은 제1 방향(A→A')으로 정의할 수 있다.

대전 유닛(3)는 집진 유닛(2)보다 공기 유로의 상류에 배치될 수 있다. 대전 유닛(3)과 집진 유닛(2)은 제1 방향(A→A’)을 따라 배치될 수 있다.

집진 유닛(2)은 대전 유닛(3)보다 공기 유로의 하류에 배치될 수 있다. 대전 유닛(3)은 집진 유닛(2)과 제1 방향(A→A’)의 반대 방향(A’ → A)으로 이격되어 배치될 수 있다.

본 도면에서는, 전기 집진 장치(1)가 지면에 대해 수직으로 배치되는 것을 예로 들어 도시하였으므로, 공기가 전방으로부터 후방으로 유동하여 제1 방향(A→A’)은 전방에서 후방을 향하는 방향일 수 있다. 이 때, 대전 유닛(3)은 집진 유닛(2)의 전방에 위치할 수 있다.

다만 본 개시는 이에 한정되지 않으며, 전기 집진 장치(1)가 지면과 수평하게 배치되는 경우, 공기가 하방으로부터 상방으로 유동하여 제1 방향은 하방에서 상방을 향하는 방향일 수도 있다. 이 때, 대전 유닛(3)은 집진 유닛(2)의 하방에 위치할 수 있다.

즉, 대전 유닛(3)과 집진 유닛(2)의 배치 구조는 예시된 것으로 한정되지 않으며, 대전 유닛(3)이 집진 유닛(2)보다 공기 유로의 상류에 배치되도록 구현된다면 다양한 배치 구조들이 적용될 수 있다.

도 2를 참조하면, 대전 유닛(3)은 대응 전극(300)과 연결바(30)를 포함할 수 있다. 대응 전극(300)은 제1 대응 전극(300a) 및 제2 대응 전극(300b)을 포함할 수 있다. 제2 대응 전극(300b)은 제1 대응 전극(300a)과 제2 방향(B↔B’)을 따라 이격 배치될 수 있다. 제2 방향(B↔B')은 제1 방향(A→A’)과 직교하는 방향일 수 있다. 본 도면에서, 제2 방향(B↔B’)은 상하 방향일 수 있다.

대전 유닛(3)의 대응 전극(300)은 제3 방향(C↔C’)을 따라 연장될 수 있다. 제3 방향(C↔C’)은 제1 방향(A→A’) 및 제2 방향(B↔B’)과 직교하는 방향일 수 있다. 본 도면에서, 제3 방향(C↔C’)은 좌우 방향일 수 있다.

연결바(30)는 제1 연결바(30a) 및 제2 연결바(30b)를 포함할 수 있다. 제2 연결바(30b)는 제1 연결바(30a)와 제3 방향(C↔C’)을 따라 이격 배치될 수 있다.

연결바(30)는 제1 대응 전극(300a) 및 제2 대응 전극(300b)을 연결할 수 있다. 제1 연결바(30a) 및 제2 연결바(30b)는 각각 대응 전극(300)의 양단에 형성되어 대응 전극(300)과 결합될 수 있다.

대응 전극(300)은 원기둥 형상을 가질 수 있다. 따라서 후술할 방전부(220)와의 대전 작용에 있어서, 전기장이 날카로운 특정 부분으로 집중하여 스파크가 발생하는 것을 방지할 수 있다. 대응 전극(300)은 방전부(220)와의 대전 작용을 위하여, 금속을 포함할 수 있다.

도 3은 도 1에 도시된 집진 유닛을 분해한 사시도이다. 도 4는 제1 전극의 사시도이다. 도 5는 제2 전극의 사시도이다.

도 3을 참조하면, 집진 유닛(2)은 집진 시트(10)를 포함할 수 있다. 집진 유닛(2)은 집진 시트(10)를 커버하는 커버(20)를 포함할 수 있다.

커버(20)는 집진 시트(10)의 외곽을 둘러싸는 프레임 형상일 수 있다. 집진 유닛(2)의 커버(20)는 제1 커버(21)와 제2 커버(23)를 포함할 수 있다. 제1 커버(21)와 제2 커버(23)는 결합될 수 있다. 집진 시트(10)는 제1 커버(21)와 제2 커버(23) 사이에 마련될 수 있고, 제1 커버(21)와 제2 커버(23)에 의해 보호될 수 있다.

제1 커버(21), 집진 시트(10), 제2 커버(23)는 제1 방향(A→A’)을 따라 배치될 수 있다. 예를 들어 집진 유닛(2)이 지면에 대해 수직으로 배치되는 경우, 제1 커버(21)는 집진 시트(10)의 전방에 마련되고, 제2 커버(23)는 집진 시트(10)의 후방에 마련될 수 있다. 공기는 제1 커버(21)와 제2 커버(23) 각각의 내측에 형성된 개구부(21H, 23H)를 통해 집진시트(10)를 통과할 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 집진 시트(10)는 복수의 전극(100, 200)을 포함할 수 있으며, 복수의 전극(100, 200)은 제1 방향(A→A’)을 따라 연장될 수 있다. 즉, 공기는 제1 방향(A→A’)으로 유동함에 따라 제1 방향(A→A’)으로 연장된 복수의 전극(100, 200) 사이를 통과할 수 있다.

도 3을 참조하면, 복수의 제2 전극(200)은 복수의 제1 전극(100)과 제2 방향(B↔B’)으로 교대 배치되어 집진 시트(10)를 형성할 수 있다. 또한, 집진 시트(10)는 제3 방향(C↔C’)을 따라 길게 연장될 수 있다.

도 4 및 도 5를 참조하면, 집진 시트(10)는 유전체층(101, 201)과 전극층(102, 202)을 포함할 수 있다. 유전체층(101, 201)은 비전도성 물질을 포함할 수 있으며, PET(polyethyleneterephthalate) 필름을 포함할 수 있다. 전극층(102, 202)은 유전체층(101, 201) 내부에 인쇄되거나 증착된 전도성 물질을 포함할 수 있으며, 탄소 박막 필름 또는 알루미늄과 같은 전도성의 금속을 포함할 수도 있다. 집진 시트(10)의 제조 방법에 대해서는 도 10에서 후술한다.

도 4를 참조하면, 집진 시트(10)는 제1 전극(100)을 포함할 수 있다. 제1 전극(100)은 제1 유전체층(101)과 제1 전극층(102)을 포함할 수 있다. 제1 전극층(102)은 제1 유전체층(101) 내부에 마련될 수 있다.

제1 유전체층(101)은 제1 전극층(102)을 기준으로 상부에 배치되는 제1 상부 유전체층(101a)과 하부에 배치되는 제1 하부 유전체층(101b)를 포함할 수 있다. 제1 유전체층(101)은 제1 상부 유전체층(101a)와 제1 하부 유전체층(101b)가 접합되어 형성될 수 있다. 제1 유전체층(101)는 상부와 하부로 구분되지 않고 일체로 형성될 수도 있다.

도 5를 참조하면, 집진 시트(10)는 제2 전극(200)을 포함할 수 있다. 제2 전극(200)은 제2 유전체층(201)과 제2 전극층(202)을 포함할 수 있다. 제2 전극층(202)은 제2 유전체층(201) 내부에 마련될 수 있다.

제2 유전체층(201)은 제2 전극층(202)을 기준으로 상부에 배치되는 제2 상부 유전체층(201a)과 하부에 배치되는 제2 하부 유전체층(201b)을 포함할 수 있다. 제2 유전체층(201)은 제2 상부 유전체층(201a)와 제2 하부 유전체층(201b)가 접합되어 형성될 수 있다. 제2 유전체층(201)은 상부와 하부로 구분되지 않고 일체로 형성될 수도 있다.

제2 전극(200)은 제1 방향(A→A’)을 따라 연장될 수 있다. 제2 전극(200)은 제1 방향(A→A’)에 대하여 일단(205) 및 타단(206)을 포함할 수 있다. 타단(206)은 일단(205)보다 공기 유로의 하류에 배치될 수 있다.

제2 전극(200)은 상면(207) 및 상면(207)의 반대편에 위치한 하면(208)을 포함할 수 있다. 상면(207)은 제2 상부 유전체층(201a)에, 하면(208)은 제2 하부 유전체층(201b)에 마련될 수 있다.

제2 전극(200)의 일단(205)은 상면(207)과 하면(208)의 사이에 마련될 수 있다. 일단(205)은 상면(207)과 하면(208)을 제2 방향(B↔B’)으로 연결하도록 마련될 수 있다.

제2 전극(200)은 개방부(210)를 포함할 수 있다. 개방부(210)는 제2 유전체층(201) 내부에 마련된 제2 전극층(202)이 외부로 노출되도록 제2 유전체층(201)이 개방된 부분일 수 있다.

구체적으로, 제2 전극(200)의 일측에 형성된 모서리를 컷팅하면 제2 유전체층(201)이 개방되어 제2 전극층(202)의 일부가 외부로 노출될 수 있다. 이 때 제2 전극층(202)에 전압이 인가되면, 외부로 노출된 제2 전극층(202)에는 코로나 방전이 발생하여 외부를 향하여 이온을 방출할 수 있다.

즉, 개방부(210)에 의해 외부로 이온을 방출하는 방전부(220)가 형성될 수 있다. 방전부(220)는 방전 전극(221)을 포함할 수 있다. 제2 전극층(202)이 개방부(210)에 의해 외부로 노출되는 부분은 방전 전극(221)일 수 있다. 제2 전극층(202)은 일단(205)에 형성되는 방전 전극(221)을 포함할 수 있다.

개방부(210) 및/또는 방전부(220)는 공기 유로의 상류에 배치될 수 있다. 개방부(210) 및/또는 방전부(220)는 제2 전극(200)의 일단(205)에 형성될 수 있다. 개방부(210)는 공기 유로의 상류를 향해 개방되므로, 방전부(220)는 공기 유로의 상류를 향해 이온을 방출할 수 있다. 이에 대해서는 도 7에서 후술한다.

개방부(210) 및/또는 방전부(220)는 선형적으로 형성될 수 있다. 개방부(210) 및/또는 방전부(220)는 제3 방향(C↔C’)을 따라 일직선으로 형성될 수 있다. 따라서, 제2 전극층(202)에 전압이 가해지는 경우 방전부(220)의 전 영역에서 균일하게 이온이 방출될 수 있다. 또한 전기장이 날카로운 특정 부분으로 집중하여 스파크가 발생하는 것을 방지할 수 있다.

도 6은 전기 집진 장치의 집진 시트와 대전 유닛의 측단면도이다.

집진 시트(10)는 전원 공급부(400)와 전기적으로 연결될 수 있다. 제1 전극(100)은 전원 공급부(400)로부터 제1 전압이 인가될 수도 있고, 접지부(G)와 연결될 수도 있다. 제2 전극(200)은 전원 공급부(400)로부터 제2 전압이 인가될 수 있다. 제2 전압은 제1 전압보다 높은 전압일 수 있다.

본 도면에서는 제1 전극(100)은 접지부(G)와 연결되고 제2 전극(200)은 전원 공급부(400)와 연결되는 것을 예로 들어 도시하였으나, 본 개시는 제1 전극(100)과 제2 전극(200)에 전위차를 가하기 위한 다양한 회로를 포함할 수 있다.

즉, 제1 전극(100)이 접지부(G)가 아니라 전원 공급부(400)와 연결되더라도 제1 전극(100)에 인가되는 제1 전압이 제2 전극(200)에 인가되는 제2 전압보다 낮아, 제1 전극(100)이 저전압 전극, 제2 전극(200)이 고전압 전극을 형성한다면 다른 방식의 회로를 통해서도 구현될 수 있다.

제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에 전압 차가 발생하면, 고전압 전극인 제2 전극(200)은 플러스(+) 전극으로, 저전압 전극인 제1 전극(100)은 마이너스(-) 전극으로 형성될 수 있다. 여기서, 플러스(+) 전극과 마이너스(-) 전극은 두 전극의 전위차를 기준으로 전위가 높은 쪽(high level)을 플러스(+) 전극, 전위가 낮은 쪽(low level)을 마이너스(-) 전극으로 표현한 것일 수 있다. 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이에는 전기장이 형성될 수 있다.

제1 전극(100)은 제1 집진부(230)를 포함하고, 제2 전극(200)은 제2 집진부(231)를 포함할 수 있다. 제1 집진부(230)는 마이너스(-) 전극으로, 제2 집진부(231)는 플러스(+) 전극을 형성할 수 있다. 제1 집진부(230)와 제2 집진부(231) 사이에는 전기장이 형성되어, 제1 집진부(230)에 에어로졸이 포집될 수 있다.

제2 전극(200)은 제1 전극(100)과 달리 개방부(210)로 인해 방전부(220)가 형성될 수 있다. 개방부(210)는 공기 유로의 상류를 향하여 개방되므로, 방전부(220)는 공기 유로의 상류를 향하여 이온을 방출할 수 있다. 즉, 방전부(220)는 공기 유동 방향인 제1 방향(A→A’)의 반대 방향(A'→A)을 향해 이온을 방출할 수 있으며, 이 때 이온의 방출은 공기 유동 방향을 거스르게 될 수 있다.

제2 집진부(231)는 방전부(220)로부터 연장될 수 있다. 제2 집진부(231)는 방전부(220)보다 공기 유로의 하류에 배치될 수 있다. 방전부(220)와 제2 집진부(231)는 제1 방향(A→A’)을 따라 배치될 수 있다. 방전부(220)와 제2 집진부(231)는 일체로 형성될 수 있다.

즉, 집진 시트(10)의 제2 전극(200)에 개방부(210)를 형성하여 방전부(220)를 형성함으로써, 별도의 방전부가 필요하지 않을 수 있다. 제2 전극(200)의 제2 전극층(202)은 제2 전극(200)이 제1 전극(100)과 전기장을 형성하여 대전된 에어로졸이 제1 전극(100)의 제1 집진부(231)에 포집되도록 하는 제2 집진부(231)의 역할 뿐만 아니라, 이온을 방출하여 에어로졸이 대전되도록 대응 전극(300)과 대전 작용하는 방전 전극(221)의 역할까지 겸할 수 있다. 따라서 전기 집진 장치(1)는 별도의 방전부 구성을 생략할 수 있어, 구조가 단순해지고 제조 원가를 절감할 수 있다.

집진 시트(10)의 상류에는 대전 유닛(3)이 배치될 수 있다. 제2 전극(200)의 상류에는 대응 전극(300)이 배치될 수 있다. 방전부(220)는 제1 방전부(220a) 및 제1 방전부(220a)와 제2 방향(B↔B’)으로 이격 배치되는 제2 방전부(220b)를 포함할 수 있다. 대응 전극(300)은 제1 방전부(220a)와 마주보도록 배치되는 제1 대응 전극(300a) 및 제2 방전부(220b)와 마주보도록 배치되는 제2 대응 전극(300b)을 포함할 수 있다. 제2 대응 전극(300b)은 제1 대응 전극(300a)과 제2 방향(B↔B’)으로 이격되어 배치될 수 있다.

대응 전극(300)이 연결되는 연결바(30)에는 제3 전압이 인가될 수 있다. 즉, 대응 전극(300)은 전원 공급부(400)로부터 제3 전압이 인가될 수도 있고, 접지부(G)와 연결되어 제3 전압이 인가될 수도 있다. 제3 전압은 제2 전극(200)에 인가되는 제2 전압보다 낮을 수 있다.

방전부(220)의 방전 전극(221)과 대전 유닛(3)의 대응 전극(300) 사이에는 코로나 방전이 발생하여 대전 작용이 일어날 수 있다.

도 7은 도 6에서 제2 전극이 양이온을 방출하는 경우 에어로졸이 대전되어 집진 시트에 포집되는 과정을 도시한 측단면도이다.

공기는 제1 방향(A→A’)을 따라 대전 유닛(3)과 집진 시트(10)를 통과할 수 있다.

집진 시트(10)의 제2 전극(200)에 플러스(+) 극성의 고전압이 인가됨으로써, 방전부(220)는 양이온(+)을 방출할 수 있다. 즉, 방전 전극(221)과 대응 전극(300)의 코로나 방전을 통해 공기 중의 에어로졸을 플러스 극(+)으로 대전시킬 수 있다. 대전된 에어로졸은 제1 방향(A→A’)을 따라 공기 유로의 하류에 배치된 집진 시트(10)로 이동할 수 있다. 구체적으로, 플러스 극(+)으로 대전된 에어로졸은 마이너스(-)극의 제1 전극(100)의 제1 집진부(230)에 포집될 수 있다. 따라서 전기 집진 장치(1)를 통과한 공기는 에어로졸이 제거된 깨끗한 상태로 배출될 수 있다.

이 때, 대응 전극(300)은 방전 전극(221)보다 공기 유로의 상류에 배치되므로, 방전 전극(221)이 방출한 이온은 제1 방향(A→A’)과 반대 방향(A'→A)을 따라 을 향하여 이동한다. 즉, 이온은 공기 유동 방향을 거슬러 이동하며 에어로졸을 대전시킨다. 따라서 이온에 의해 대전된 에어로졸은 공기 유동 방향을 따라 이동하며 제1 집진부(230)에 포집될 수 있다.

즉, 대전된 에어로졸이 대응 전극(300)을 향해 이동하게 되면 에어로졸이 대응 전극(300)에 포집되어 대전 성능이 떨어질 수 있다. 그러나 본 개시는, 대응 전극(300)을 방전 전극(221)보다 공기 유로의 상류에 배치함으로써, 대전된 에어로졸이 대응 전극(300)을 향해 이동하기 위해서는 공기 유동 방향을 거슬러야 한다. 즉, 대전된 에어로졸은 공기 유동 방향을 따라 이동하게 되므로, 공기 유로의 상류에 배치된 대응 전극(300)에 포집되는 현상을 방지할 수 있다. 따라서 전기 집진 장치(1)의 대전 성능 및 효율을 향상시킬 수 있다.

도 8은 도 6에서 제2 전극이 음이온을 방출하는 경우 에어로졸이 대전되어 집진 시트에 포집되는 과정을 도시한 측단면도이다.

집진 시트(10)의 제2 전극(200)에 마이너스(-) 극성의 고전압이 인가됨으로써, 방전부(220)는 음이온(-)을 방출할 수도 있다. 즉, 방전 전극(221)과 대응 전극(300)의 코로나 방전을 통해 공기 중의 에어로졸을 마이너스 극(-)으로 대전시킬 수 있다. 마이너스 극(-)으로 대전된 에어로졸은 플러스(+)극의 제1 전극(100)의 제1 집진부(230)에 포집될 수 있다. 도 7과 중복되는 설명은 생략한다.

도 9는 벤딩부가 형성된 집진 시트를 나타낸 측단면도이다.

집진 시트(10)는 복수의 제1 전극(100) 및 복수의 제2 전극(200)을 연결하는 벤딩부(250)를 포함할 수 있다. 벤딩부(250)는 복수의 제1 전극(100) 및 복수의 제2 전극(200)이 서로 마주하도록 지그재그로 벤딩되어 형성될 수 있다.

벤딩부(250)는 집진시트(10)의 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이가 곡면을 이루도록 구부러진 형상일 수 있다. 또한, 벤딩부(250)는 제1 전극(100)과 제2 전극(200)으로부터 수직방향으로 절곡된 평면의 형상일 수 있으며, 아울러, 집진시트(10)의 제1 전극(100)과 제2 전극(200) 사이를 직선으로 접음으로써 형성된 에지(edge)의 형상으로 구성될 수 있다.

구체적으로, 벤딩부(250)의 일측에는 제1 전극층(102)을 내부에 포함한 제1 유전체층(101)이 배치되며, 벤딩부(250)의 타측에는 제2 전극층(202)을 내부에 포함한 제2 유전체층(201)이 제1 유전체층(101)과 마주하도록 배치된다. 이를 통해, 복수의 제1 전극(100)과 복수의 제2 전극(200)은 집진 시트(10)의 길이 방향을 따라 교대로 적층되게 배치될 수 있다.

도 10은 도 9에 도시된 집진 시트의 벤딩 전 전개도를 나타낸 평면도이다.

집진 시트(10)는 제 1시트(11)와 제2 시트(12)를 포함할 수 있다. 제1 시트(11)의 일면에는 제1 전극층(102)과 제2 전극층(202)이 교대로 배치되며, 제1 전극층(102)과 제2 전극층(202)이 배치된 제1 시트(11)의 일면에는 제2 시트(12)가 결합됨으로써, 제1 시트(11)와 제2 시트(12) 사이에 복수의 제1 전극층(102)과 복수의 제2 전극층(202)이 배치될 수 있다. 제1 시트(11)와 제2 시트(12)는 합지되어, 한 장의 집진 시트(10)를 구성할 수 있다.

제1 시트(11) 및 제2 시트(12)는 도 4 및 도 5의 유전체층(101, 201)에 대응될 수 있다. 제1 시트(11) 및 제2 시트(12)는 PET(polyethyleneterephthalate) 필름을 포함할 수 있다.

제1 전극층(102) 및 제2 전극층(202)은 제1 시트(11)의 일면에 인쇄되거나 증착된 전도성 패턴으로 구성될 수 있으며, 전도성의 탄소 박막 필름을 제1 시트(11)의 일면에 인쇄하거나 알루미늄과 같은 전도성의 금속을 증착하여 형성할 수 있다.

제1 시트(11)의 일면에는 제1 전원 연결부(15) 및 제2 전원 연결부(16)가 배치되어, 제1 전극층(102) 및 제2 전극층(202)에 전원을 연결하여 전압을 인가할 수 있다.

집진 시트(10)는 복수의 제1 전극층(102)과 복수의 제2 전극층(202) 사이에 각각 형성된 슬릿(S1, S2)을 포함할 수 있다. 슬릿(S1, S2)은 복수의 제1 전극층(102)과 복수의 제2 전극층(202) 사이를 절개함으로써 형성될 수 있다. 슬릿(S1, S2)을 중심으로 집진 시트(10)를 지그재그로 벤딩할 수 있다.

이 때, 집진 시트(10)는 제2 전극층(202)의 일측 모서리가 외부로 노출되도록 제2 전극층(202)의 일측 모서리를 따라 형성된 제1 슬릿(S1)을 포함할 수 있다.

집진 시트(10)는 제2 전극층(202)의 일측 모서리과 반대되는 타측 모서리와 인접한 제1 전극층(102)의 일측 모서리 사이의 중앙부에 형성된 제2 슬릿(S2)을 포함할 수 있다.

도 11은 도 10의 확대도이다.

제1 슬릿(S1)은 제2 전극층(202)의 일측 모서리를 따라 형성될 수 있다. 제1 슬릿(S1)을 따라 절개함으로써 제2 유전체층(201)의 개방부(210)가 형성되고 제2 전극층(202)의 일부는 외부로 노출되어 방전부(220)를 형성할 수 있다.

방전부(220)의 양단에 위치하는 제1 가장자리부(209a) 및 제2 가장자리부(209b)는 라운드 형상을 포함할 수 있다. 즉, 1 가장자리부(209a) 및 제2 가장자리부(209b)는 제1 슬릿(S1)을 따라 곡선으로 형성될 수 있다.

도 12는 도 11의 슬릿에 의해 절개된 제2 전극의 사시도이다.

방전부(220)의 제3 방향(C↔C’)을 따라 양단에 위치하는 제1 가장자리부(209a) 및 제2 가장자리부(미도시)는 라운드 형상을 포함할 수 있다. 따라서 방전부(220)가 외부로 이온을 방출할 때, 전기장이 날카로운 특정 부분으로 집중하여 스파크 현상이 일어나는 것을 방지할 수 있다.

이상에서는 특정의 실시예에 대하여 도시하고 설명하였다. 그러나, 상기한 실시예에만 한정되지 않으며, 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 청구범위에 기재된 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경 실시할 수 있을 것이다.

1 전기 집진 장치
2 집진 유닛
3 대전 유닛
10 집진 시트
100 복수의 제1 전극
101 제1 유전체층
102 제1 전극층
200 복수의 제2 전극
201 제2 유전체층
202 제2 전극층
210 개방부
220 방전부
250 벤딩부

Claims (20)

1. 공기 유로의 상류에서 하류로 향하는 제1 방향을 따라 연장되며, 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되는 복수의 제1 전극;
   상기 복수의 제1 전극과 상기 제1 방향에 대해 직교되는 제2 방향으로 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 내부의 제2 전극층을 포함하며, 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극; 및
   상기 복수의 제2 전극과 마주보도록 상기 제1 방향과 반대 방향으로 이격되어 공기 유로의 상류에 배치되며, 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압이 인가되는 대응 전극; 을 포함하고,
   상기 복수의 제2 전극은 상기 대응 전극과 대전 작용하도록 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 마련되는 방전부;를 포함하는 전기 집진 장치.
2. 제1 항에 있어서,
   상기 복수의 제2 전극의 상기 제2 유전체층은 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 형성되는 개방부를 포함하는 전기 집진 장치.
3. 제2 항에 있어서,
   상기 방전부가 공기 유로의 상류를 향하여 이온을 방출하도록, 상기 개방부는 공기 유로의 상류를 향하여 개방되는 전기 집진 장치.
4. 제3 항에 있어서,
   상기 제2 전극은 상기 제1 방향에 대하여 일단 및 상기 일단보다 공기 유로의 하류에 배치되는 타단을 포함하고,
   상기 개방부는 상기 일단에 형성되는 전기 집진 장치.
5. 제4 항에 있어서,
   상기 제2 전극은 상면 및 상기 상면의 반대편에 위치한 하면을 포함하고,
   상기 일단은 상기 상면과 상기 하면을 상기 제2 방향으로 연결하도록 마련되는 전기 집진 장치.
6. 제1 항에 있어서,
   상기 대응 전극은 원기둥 형상을 가지는 전기 집진 장치.
7. 제1 항에 있어서,
   상기 방전부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 양단에 위치한 제1 가장자리부 및 제2 가장자리부를 포함하고,
   상기 제1 가장자리부 및 상기 제2 가장자리부는 라운드 형상을 포함하는 전기 집진 장치.
8. 제1 항에 있어서,
   상기 방전부는 상기 제2 방향으로 이격되어 배치되는 제1 방전부 및 제2 방전부를 포함하고,
   상기 대응 전극은 상기 제1 방전부와 마주보도록 배치되는 제1 대응 전극 및 상기 제1 대응 전극과 상기 제2 방향으로 이격되어 상기 제2 방전부와 마주보도록 배치되는 제2 대응 전극을 포함하는 전기 집진 장치.
9. 제1 항에 있어서,
   상기 대응 전극은 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교되는 제3 방향을 따라 연장되는 전기 집진 장치.
10. 제1 항에 있어서,
    상기 방전부는 상기 제1 방향 및 상기 제2 방향과 직교하는 제3 방향을 따라 일직선으로 연장되는 전기 집진 장치.
11. 제1 항에 있어서,
    상기 대응 전극은 금속을 포함하는 전기 집진 장치.
12. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은 에어로졸이 집진되는 제1 집진부를 포함하고,
    상기 복수의 제2 전극은 상기 제1 집진부와 전기장을 형성하는 제2 집진부를 포함하며, 상기 제2 집진부는 상기 방전부로부터 연장되는 전기 집진 장치.
13. 제12 항에 있어서,
    상기 제2 집진부는 상기 방전부보다 공기 유로의 하류에 배치되는 전기 집진 장치.
14. 제12 항에 있어서,
    상기 방전부와 상기 제2 집진부는 일체로 형성되는 전기 집진 장치.
15. 제1 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극을 연결하며, 상기 복수의 제1 전극 및 상기 복수의 제2 전극이 서로 마주하도록 지그재그로 벤딩된 복수의 벤딩부를 더 포함하는 전기 집진 장치.
16. 제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되어 에어로졸이 집진되는 복수의 제1 전극;
    상기 복수의 제1 전극과 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 내부의 제2 전극층을 포함하며, 상기 복수의 제1 전극과 전기장을 형성하도록 상기 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극;을 포함하는 집진 시트;및
    상기 집진 시트와 마주보도록 배치되며 상기 제2 전압보다 낮은 제3 전압이 인가되는 대응 전극;을 포함하고,
    상기 집진 시트의 상기 복수의 제2 전극은, 이온을 방출하여 상기 대응 전극과 대전 작용하도록 상기 제2 전극층이 외부로 노출되도록 마련되는 방전부;를 포함하는 전기 집진 장치.
17. 제16 항에 있어서,
    상기 대응 전극은 상기 집진 시트보다 공기 유로의 상류에 배치되고, 상기 방전부는 상류를 향하여 이온을 방출하도록 배치되는 전기 집진 장치.
18. 제16 항에 있어서,
    상기 대응 전극은 원기둥 형상을 가지는 전기 집진 장치.
19. 제16 항에 있어서,
    상기 복수의 제1 전극은 에어로졸이 집진되는 제1 집진부를 포함하고,
    상기 복수의 제2 전극은 상기 제1 집진부와 전기장을 형성하는 제2 집진부를 포함하며, 상기 제2 집진부는 상기 방전부와 일체로 형성되는 전기 집진 장치.
20. 이온을 방출하고, 상기 이온에 의해 대전된 에어로졸이 집진되도록 마련되는 집진 시트;및
    상기 집진 시트로부터 방출된 이온이 에어로졸을 대전시키도록, 상기 집진 시트보다 공기 유로의 상류에 배치되는 대응 전극;을 포함하고,
    상기 집진 시트는,
    제1 유전체층과, 상기 제1 유전체층의 내부의 제1 전극층을 포함하며, 제1 전압이 인가되어 에어로졸이 집진되는 복수의 제1 전극;및
    상기 복수의 제1 전극과 교대 배치되고, 제2 유전체층과, 상기 제2 유전체층의 개방부를 통해 일부가 외부로 노출되어 이온을 방출하는 제2 전극층을 포함하며, 제1 전압보다 높은 제2 전압이 인가되는 복수의 제2 전극을 포함하는 전기 집진 장치.
    
    

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