KR20240039537A - 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화기 - Google Patents

전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화기 Download PDF

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KR20240039537A
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Abstract

고효율의 전기집진장치는, 대전유닛; 및 상기 대전유닛에서 대전된 이물질을 포집하는 집진유닛;을 포함하고, 상기 대전유닛은, 복수의 대응전극; 상기 복수의 대응전극 사이에 배치된 적어도 하나의 방전전극; 상기 방전전극의 양 단에 제1 전압을 인가하는 제1 전원부; 및 상기 복수의 대응전극 각각에 제2 전압을 인가하는 제2 전원부;를 포함하고, 상기 제1 전원부와 상기 방전전극은 폐회로(closed circuit)를 형성하고, 상기 제2 전원부와 상기 복수의 대응전극은 개회로(open circuit)를 형성한다.

Description

전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화기{ELECTROSTATIC PRECIPITATOR AND AIR CONDITIONER COMPRISING THE SAME}
개시된 발명은 방전전극을 가열시키는 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화기에 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 발생할 수 있다.
전기집진장치는 이러한 에어로졸을 제거하기 위한 장치로서 공기청정기나 공기청정기능을 갖는 공기조화기에 사용될 수 있다.
전기집진장치는 공기 중의 이물질을 대전시키는 대전유닛과 대전유닛을 통해 대전된 이물질을 포집하는 집진유닛으로 구성된다.
대전유닛에서는 고전압을 이용해 코로나 방전을 발생시키지만, 고전압 인가 시 유해물질인 오존이 발생할 수 있다.
개시된 발명의 일 측면은, 고효율의 전기집진장치 및 이를 포함하는 공기조화기를 제공한다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 전기집진장치는, 대전유닛; 및 상기 대전유닛에서 대전된 이물질을 포집하는 집진유닛;을 포함하고, 상기 대전유닛은, 복수의 대응전극; 상기 복수의 대응전극 사이에 배치된 적어도 하나의 방전전극; 상기 방전전극의 양 단에 제1 전압을 인가하는 제1 전원부; 및 상기 복수의 대응전극 각각에 제2 전압을 인가하는 제2 전원부;를 포함하고, 상기 제1 전원부와 상기 방전전극은 폐회로(closed circuit)를 형성하고, 상기 제2 전원부와 상기 복수의 대응전극은 개회로(open circuit)를 형성할 수 있다.
또한, 상기 제2 전압의 크기는 상기 제1 전압의 크기보다 클 수 있다.
또한, 상기 제2 전압의 크기는 1000V 이상이고, 상기 제1 전압의 크기는 20V 이하일 수 있다.
또한, 상기 제1 전원부는 교류 전원부 또는 직류 전원부이고, 상기 제2 전원부는 직류 전원부일 수 있다.
또한, 상기 제1 전압에 의해 상기 방전전극은 발열하고, 상기 제2 전압에 의해 상기 방전전극에서 코로나 방전이 발생할 수 있다.
또한, 상기 방전전극은 미리 설정된 저항값을 갖고, 상기 제1 전압의 크기는 상기 미리 설정된 저항값에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
또한, 상기 적어도 하나의 방전전극은 상기 대전유닛에서 상기 집진유닛으로 향하는 하류 방향으로 이격 배치된 복수의 방전전극을 포함할 수 있다.
또한, 상기 복수의 방전전극은 상기 제1 전원부에 대해 병렬로 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 전원부는, 전기집진장치의 동작이 시작된 것에 기초하여 상기 방전전극의 양 단에 상기 제1 전압을 인가할 수 있다.
또한, 상기 제2 전원부는, 상기 전기집진장치의 동작이 시작된 후 미리 설정된 시간이 경과한 것에 기초하여 상기 복수의 대응전극 각각에 상기 제2 전압을 인가할 수 있다.
또한, 상기 전기집진장치는 상기 제1 전원부와 상기 방전전극에 의해 형성된 상기 폐회로에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 제1 전원부는, 상기 전류센서에서 감지된 전류값이 미리 설정된 값을 유지하도록 상기 제1 전압을 조절할 수 있다.
또한, 상기 제1 전원부의 일 단은 상기 방전전극과 연결되고, 상기 제1 전원부의 타 단은 접지 및 상기 방전전극과 연결될 수 있다.
또한, 상기 제1 전원부와 상기 방전전극은 접지된 공통 노드를 가질 수 있다.
또한, 상기 제2 전원부의 일 단은 상기 복수의 대응전극 각각에 연결되고, 상기 제2 전원부의 타 단은 접지에 연결될 수 있다.
또한, 상기 복수의 대응전극은 접지되지 않을 수 있다.
또한, 상기 방전전극은 와이어 전극일 수 있다.
또한, 상기 대응전극은 평판 전극일 수 있다.
또한, 상기 방전전극은 상기 대전유닛에서 상기 집진유닛으로 향하는 하류 방향과 직교하고 상기 대응전극과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
또한, 상기 복수의 대응전극의 개수는 상기 적어도 하나의 방전전극의 개수보다 많을 수 있다.
또한, 상기 복수의 대응전극의 개수는 상기 적어도 하나의 방전전극의 개수보다 적을 수 있다.
개시된 발명의 일 측면에 따른 공기조화기는, 상기 전기집진장치를 포함할 수 있다.
또한, 상기 공기조화기는, 청정 모드를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신하는 사용자 인터페이스부;를 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전기집진장치는 상기 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 동작할 수 있다.
본 개시에 따르면, 고효율의 전기집진장치가 제공된다.
본 개시에 따르면, 이온 발생 효율이 향상된 전기집진장치가 제공된다.
본 개시에 따르면, 방전 개시 전압이 낮은 전기집진장치가 제공된다.
본 개시에 따르면, 방전전극에 이물질이 붙는 것을 방지하는 전기집진장치가 제공된다.
본 개시에 따르면, 오존의 발생이 저감된 전기집진장치가 제공된다.
도 1은 일실시예에 의한 전기집진장치의 개념도이다.
도 2는 일실시예에 의한 전기집진장치를 개략적으로 도시한 도면이다.
도 3은 일실시예에 의한 전기집진장치를 나타내는 사시도이다.
도 4는 도 3에 도시된 전기집진장치의 분해사시도이다.
도 5 및 도 6은 일실시예에 의한 대전유닛을 구성하는 회로의 일 예를 도시한다.
도 7은 방전전극을 포함하는 폐회로와 대응전극을 포함하는 개회로의 일 예를 도시한다.
도 8은 일실시예에 의한 전기집진장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 9는 코로나 방전 및 입자 대전의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10은 열 영동(Thermophoresis)에 의한 방전전극 오염 방지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 11은 일실시예에 의한 전기집진장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 12는 일실시예에 의한 공기조화기의 외관을 도시한다.
도 13은 일실시예에 의한 공기조화기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 14는 일실시예에 의한 공기조화기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
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.
본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다.
예를 들어, 본 명세서에서 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다.
또한, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합이 존재함을 표현하고자 하는 것이며, 하나 또는 그 이상의 다른 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들의 조합의 추가적인 존재 또는 부가 가능성을 배제하지 않는다.
또한, "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위하여 사용되며, 상기 하나의 구성요소들을 한정하지 않는다.
또한, "~부", "~기", "~블록", "~부재", "~모듈" 등의 용어는 적어도 하나의 기능이나 동작을 처리하는 단위를 의미할 수 있다. 예를 들어, 상기 용어들은 FPGA (field-programmable gate array) / ASIC (application specific integrated circuit) 등 적어도 하나의 하드웨어, 메모리에 저장된 적어도 하나의 소프트웨어 또는 프로세서에 의하여 처리되는 적어도 하나의 프로세스를 의미할 수 있다.
이하에서는 첨부한 도면을 참조하여 개시된 발명의 일 실시예가 상세하게 설명된다. 첨부된 도면에서 제시된 동일한 참조번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성요소를 나타낼 수 있다.
이하 첨부된 도면들을 참고하여 본 발명의 작용 원리 및 실시예들에 대해 설명한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 전기집진장치의 개념도이고, 도 2는 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기집진장치를 개략적으로 나타내는 개념도이다.
도 1및 도 2를 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기집진장치(1)는 대전유닛(100)과 집진유닛(200)을 포함할 수 있다.
전기집진장치(1)는 하우징(미도시) 내에 배치되어 전기집진장치(1)의 상류 또는 하류에 마련된 송풍팬(미도시)을 통해 대전유닛(100)으로 유입된 외부 공기가 집진유닛(200)을 지나 외부로 다시 배출될 수 있다. 본 발명의 일실시예에 의한 전기집진장치(1)는 공기조화기의 내부에 배치될 수 있다.
대전유닛(100)은 먼지 등과 같은 공기 중의 오염물질(D)을 대전시키기 위한 구성으로서, 다수의 방전전극(110)과 다수의 대응전극(120)을 포함할 수 있다. 한 쌍의 대응전극(120) 사이에는 적어도 하나의 방전전극(110)이 배치될 수 있다.
일실시예에서, 한 쌍의 대응전극(120) 사이에는 하나의 방전전극(110)이 배치될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 한 쌍의 대응전극(120) 사이에는 복수의 방전전극(110)이 배치될 수도 있다.
복수의 방전전극(110)은 대전유닛(100)에서 집진유닛(200)으로 향하는 하류 방향으로 이격 배치될 수 있다.
한 쌍의 대응전극(120) 각각과 그 사이에 배치된 복수의 방전전극(110) 각각 사이의 거리는 동일할 수 있다.
방전전극(110) 및/또는 대응전극(120)에 소정의 전압을 인가하면, 적어도 하나의 방전전극(110)과 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 코로나 방전이 발생할 수 있으며, 이를 통해 대전유닛(100)을 통과하는 오염물질이 대전될 수 있다.
방전전극(110)은 와이어 전극으로 형성될 수 있으며, 예를 들어, 방전전극(110)은 텅스텐 와이어일 수 있다. 다만, 방전전극(110)의 예가 이에 한정되는 것은 아니며, 전류의 흐름에 따라 발열하는 와이어 형태의 금속이라면 방전전극(110)으로서 채용될 수 있다.
방전전극(110)은 대전유닛(100)에서 집진유닛(200)으로 향하는 하류 방향(F)과 직교하고, 대응전극(120)과 평행한 방향으로 연장될 수 있다.
대응전극(120)은 평판 전극으로 형성될 수 있으며, 도전성 금속판으로 형성할 수 있다. 일 예로서, 대응전극(120)은 알루미늄 판으로 형성될 수 있다. 다만, 대응전극(120)의 예가 이에 한정되는 것은 아니다.
다양한 실시예에 따라, 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 하나의 방전전극(110)이 배치되는 경우, 복수의 대응전극(120)의 개수는 복수의 방전전극(110)의 개수보다 많을 수 있다.
또 다른 실시예에 따라, 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 복수의 방전 전극이 배치되는 경우, 복수의 방전전극(110)의 개수는 복수의 대응전극(120)의 개수보다 많을 수 있다.
전술한 대전유닛(100)은 대표적으로 고전압 방전을 이용한 와이어-플레이트(wire-plate) 구조일 수 있으나, 탄소 브러쉬 전극 또는 침상형 전극을 이용한 방전 외에 오염물질을 특정 극성으로 대전시키기 위한 다양한 수단을 포함할 수 있다.
일실시예에서, 대응전극(120)에 고전압 전원이 인가됨으로써 방전전극(110)에서 코로나 방전이 발생될 수 있다. 이에 따라, 방전전극(110)의 주변 공기 중의 이물질(D)은 플러스 극으로 대전될 수 있다.
대전유닛(100)을 구성하는 방전전극(110)과 대응전극(120)에 전원을 인가하는 예와, 코로나 방전의 원리는 후술하여 상세히 설명한다.
집진유닛(200)은 대전유닛(100)에서 대전된 이물질(D)을 포집하기 위한 것으로서, 한 장의 시트가 연속하여 벤딩(bending)된 형태의 집진시트(210)를 포함할 수 있다.
집진시트(210)는 단일의 집진시트(210)를 지그재그로 연속적으로 벤딩함으로써 형성한 다수의 벤딩부(211)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 도 2에 도시된 바와 같이, 집진시트(210)는 도 2를 기준으로 펼쳐진 상태에서 가로방향의 폭보다 세로방향의 길이가 긴 직사각형의 형상일 수 있으며, 길이방향을 따라 지그재그로 연속적으로 벤딩함으로써 다수의 벤딩부(211)를 형성할 수 있다. 다만, 집진시트는 이에 제한됨이 없이 가로방향의 길이가 세로방향의 길이보다 길게 구성될 수 있으며, 아울러, 집진유닛(200)을 포함한 전기집진장치(1)의 형상에 따라 가로방향을 따라 지그재그로 연속적으로 벤딩됨으로써 형성된 다수의 벤딩부(211)를 포함할 수 있다.
집진유닛(200)은 대전유닛(100)의 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 다수의 벤딩부(211)가 배치되도록 구성할 수 있다. 일 예로서, 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 10개의 벤딩부(211)가 배치되도록 집진유닛(200)을 구성할 수 있다. 이를 통해, 집진유닛(200)에 유입된 대전된 오염물질이 효과적으로 집진유닛(200)에 흡착될 수 있다.
이와 같이, 집진시트(210)는 다수의 제1 평면(212)과 다수의 제2 평면(213)이 교대로 평행하게 연속적으로 배치되고, 제1 평면(212)과 제2 평면(213)을 연결하는 벤딩부(211)는 집진시트(210)가 지그재그로 벤딩됨에 따라 서로 반대되는 방향에 지그재그로 형성될 수 있다.
아울러, 제1 평면(212)에는 제1 전극(240)이 배치되고, 제2 평면(213)에는 제2 전극(250)이 배치됨으로써, 집진시트(210)의 내부에 교대로 배치된 다수의 제1 전극(240)과 다수의 제2 전극(250)은 다수의 벤딩부(211)에 의해 서로 마주하도록 배치될 수 있다.
집진시트(210)의 내부에 교대로 배치된 다수의 제1 전극(240)과 다수의 제2 전극(250)은 집진시트(210)의 폭방향(도 4의 Z 방향)을 따라 길게 형성된 대략적인 직사각형의 형상일 수 있다.
벤딩부(211)는 집진시트(210)의 제1 평면(212)과 제2 평면(213) 사이가 곡면을 이루도록 구부러진 형상일 수 있다. 또한, 벤딩부(211)는 제1 평면(212)과 제2 평면(213)으로부터 수직방향으로 절곡된 평면의 형상일 수 있으며, 아울러, 집진시트(210)의 제1 평면(212)과 제2 평면(213) 사이를 직선으로 접음으로써 형성된 에지(edge)의 형상으로 구성될 수 있다.
집진시트(210)의 다수의 벤딩부(211)는 다수의 제1 전극(240)과 다수의 제2 전극(250) 사이에 각각 형성될 수 있다. 따라서, 다수의 벤딩부(211)는 다수의 제1 전극(240)과 다수의 제2 전극(250) 사이에서 집진시트(210)의 길이방향(도 6의 X 방향)을 따라 지그재그로 형성된다.
벤딩부(211)의 일측에는 제1 전극(240)을 내부에 포함한 제1 평면(212)이 배치되며, 벤딩부(211)의 타측에는 제2 전극(250)을 내부에 포함한 제2 평면(213)이 제1 평면(212)과 마주하도록 배치된다. 이를 통해, 다수의 제1 전극(240)과 다수의 제2 전극(250)은 집진시트(210)의 길이방향을 따라 교대로 적층되게 배치될 수 있다.
아울러, 제1 전극(240)을 내측에 포함한 제1 평면(212), 벤딩부(211) 및 제2 전극(250)을 내측에 포함한 제2 평면(213)은 연속적으로 배치됨으로써, 다수의 제1 평면(212)과 다수의 제2 평면(213) 사이를 통과하는 공기 중의 오염물질을 용이하게 포집할 수 있다.
서로 마주하는 다수의 제1 평면(212)과 다수의 제2 평면(213)의 내부에 각각 배치된 다수의 제1 전극(240)과 다수의 제2 전극(250)에는 서로 다른 극성의 전원을 인가됨으로써, 제1 전극(240)과 제2 전극(250) 사이에 전기장이 형성될 수 있다.
구체적으로, 다수의 제1 전극(240)은 고전압 전극으로 구성하고, 다수의 제2 전극(250)은 제1 전극(240)보다 전압이 낮은 저전압 전극으로 구성할 수 있다. 예를 들어, 다수의 제1 전극(240)에는 고전압의 전원을 인가하고, 다수의 제2 전극(250)은 그라운드 시킴으로써 제1 전극(240)과 제2 전극(250) 사이의 전압차를 형성할 수 있다.
또한, 다수의 제1 전극(240)에는 플러스 극의 전원을 인가하고, 다수의 제2 전극(250)에는 마이너스 극의 전원을 인가함으로써 제1 전극(240)과 제2 전극(250) 사이에 전기장을 형성할 수 있다.
따라서, 대전유닛(100)을 통과함으로써 플러스 극으로 대전된 오염물질은 제1 평면(212)과 제2 평면(213) 사이의 간극을 통과하는 동안 마이너스 전극인 제2 전극(250)에, 즉, 제2 전극(250)을 내부에 포함한 제2 평면(213)상에 흡착될 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 다수의 제1 전극(240)에 마이너스 극의 전원을 인가하고, 다수의 제2 전극(250)에는 플러스 극의 전원을 인가함으로써 제1 전극(240)과 제2 전극(250) 사이에 전기장을 형성할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 의한 전기집진장치를 나타내는 사시도이며, 도 4는 도 3에 도시된 전기집진장치의 분해사시도이다.
도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 전기집진장치(1)는 대전유닛(100)과 대전유닛(100)에 마주하게 결합된 집진유닛(200)을 포함한다. 이를 통해, 외부 공기는 도 3에 도시된 F 방향으로 대전유닛(100)으로부터 집진유닛(200)을 순차적으로 통과할 수 있으며, 이에 따라 외부 공기에 포함된 오염물질이 제거될 수 있다.
전술한 바와 같이, 대전유닛(100)은 다수의 대응전극(120)과 다수의 대응전극(120) 사이에 각각 배치된 적어도 하나의 방전전극(110)을 포함할 수 있다. 아울러, 대전유닛(100)은 다수의 방전전극(110)과 다수의 대응전극(120)을 지지하는 대전커버(130)를 포함할 수 있다.
도 4에 도시된 바와 같이, 다수의 방전전극(110) 및 다수의 대응전극(120)은 대전커버(130)의 내측에 대전커버(130)의 길이방향(도 4의 Z 방향)을 따라 연장된 형상일 수 있으며, 대전커버(130)의 폭방향(도 4의 X 방향)을 따라 교대로 평행하게 배치될 수 있다.
다수의 방전전극(110)은 금속재질의 와이어로서, 예를 들어, 텅스텐 와이어로 구성될 수 있으며, 다수의 대응전극(120)은 다수의 방전전극(110)의 길이방향을 따라 연장 형성된 알루미늄과 같은 금속재질의 플레이트로 구성될 수 있다.
종래 기술에 따르면, 방전전극에 고전압이 인가됨으로써, 방전전극의 코로나 방전을 통해 공기 중에 포함된 오염물질을 플러스(+) 극으로 대전시킨다.
다만, 후술하여 설명할 바와 같이, 일실시예에 따른 전기집진장치(1)는 방전전극(110)이 아닌 대응전극(120)에 고전압을 인가함으로써 방전전극(110)의 코로나 방전을 통해 공기 중에 포함된 오염물질을 대전시킬 수 있다.
대전커버(130)는 다수의 방전전극(110) 및 다수의 대응전극(120)의 양 단을 고정하는 프레임의 형상일 수 있으며, 내측에 격자로 형성된 다수의 흡입구(131)를 포함할 수 있다. 대전커버(130)의 다수의 흡입구(131)를 통해 외부의 공기가 유입될 수 있으며, 유입된 공기 중에 포함된 오염물질은 다수의 방전전극(110)과 다수의 대응전극(120) 사이의 코로나 방전을 통해 대전되어, 대전유닛(100)의 하류에 배치된 집진유닛(200)으로 이동할 수 있다.
도 5 및 도 6은 일실시예에 의한 대전유닛을 구성하는 회로의 일 예를 도시한다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 대전유닛(100)은 방전전극(110)에 제1 전압을 인가하는 제1 전원부(115)와, 대응전극(120)에 제2 전압을 인가하는 제2 전원부(125)를 포함할 수 있다.
제1 전원부(115)는 방전전극(110)의 양 단에 제1 전압을 인가할 수 있다.
제1 전원부(115)와 방전전극(110)은 폐회로(closed circuit)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 방전전극(110)에는 전류가 흐를 수 있다.
제1 전원부(115)의 일 단(N1)은 방전전극(110)의 일 단과 연결될 수 있으며, 제1 전원부(115)의 타 단(N2)은 그라운드(GND)와 연결될 수 있다.
한편, 방전전극(110)의 일 단(N1)은 제1 전원부(115)와 연결될 수 있으며, 방전전극(110)의 타 단(N2)은 그라운드(GND)와 연결될 수 있다.
즉, 방전전극(110)과 제1 전원부(115)는 접지된 공통 노드(N2)를 가지며, 제1 전압이 인가되는 공통 노드(N1)를 가질 수 있다.
제1 전원부(115)는 직류 전원부 또는 교류 전원부일 수 있다.
제1 전원부(115)가 직류 전원부로 구성되는 경우, 방전전극(110)의 일 단(N1)에 직류 형태의 제1 전압을 인가할 수 있다. 이 때, 제1 전압은 플러스 또는 마이너스 극의 전압일 수 있으며, 제1 전압의 크기는 20V 이하일 수 있다(예: 약 5V 내지 10V). 이하에서는, 설명의 편의를 위해 제1 전압이 플러스 극의 전압인 것으로 가정하지만 제1 전압은 마이너스 극의 전압에 해당할 수도 있으며 동일한 설명이 적용될 수 있다.
제2 전원부(125)가 교류 전원부로 구성되는 경우, 방전전극(110)의 일 단(N1)에 교류 형태의 제1 전압을 인가할 수 있다. 이 때, 제1 전압의 평균 크기는 20V 이하일 수 있다.
양 단(N1, N2)의 전위차에 의해, 방전전극(110)에는 전류가 흐를 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 방전전극(110)은 와이어 금속으로 구현될 수 있으며, 와이어 금속의 고유의 비저항 값과 방전 전극의 직경 및 길이에 따라, 방전전극(110)은 미리 설정된 저항값을 가질 수 있다.
제1 전압의 크기는 방전전극(110)의 미리 설정된 저항값에 기초하여 미리 설정될 수 있다.
예를 들어, 제1 전압은 방전전극(110)에 미리 설정된 크기의 전류가 흐르도록 하는 전압값을 가질 수 있다.
미리 설정된 크기는 방전전극(110)을 미리 설정된 온도까지 가열시킬 수 있는 전류의 크기로 설정될 수 있다.
방전전극(110)은 제1 전압에 의해 방전전극(110)에 전류가 흐르는 것에 기초하여 발열할 수 있다.
이와 같이, 일실시예에서 방전전극(110)은 발열체로 사용될 수 있다.
마찬가지로, 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 복수의 방전전극(110)이 배치되는 경우, 제1 전원부(115)로부터 복수의 방전전극(110)의 양 단에는 제1 전압이 인가될 수 있으며, 이에 따라 복수의 방전전극(110) 각각에는 미리 설정된 크기의 전류가 흐를 수 있다.
제2 전원부(125)는 복수의 대응전극(120) 각각의 일 단(N3)에 제2 전압을 인가할 수 있다.
제2 전원부(125)와 복수의 대응전극(120) 각각은 개회로(open circuit)를 형성할 수 있다. 이에 따라, 대응전극(120)에는 전류가 흐르지 않는다.
제2 전원부(125)의 일 단(N3)은 대응전극(120)과 연결될 수 있으며, 제2 전원부(125)의 타 단(N4)은 그라운드(GND)와 연결될 수 있다.
한편, 대응전극(120)의 일 단(N3)은 제2 전원부(125)와 연결될 수 있으며, 대응전극(120)의 타 단은 개방될 수 있다.
즉, 대응전극(120)과 제2 전원부(125)는 접지된 공통 노드를 갖지 않고, 제2 전압이 인가되는 공통 노드(N3)만을 가질 수 있다.
제2 전원부(125)는 제2 전압을 인가하기 위한 직류 전원부로 구현될 수 있다.
제2 전원부(125)는 코로나 방전 현상을 일으키기 위한 전압을 인가하는 구성으로서, 제2 전압은 고전압에 해당할 수 있다.
예를 들어, 제2 전원부(125)가 인가하는 직류 형태의 제2 전압의 크기는 1000V 이상일 수 있다(예: 약 1000V 내지 10000V).
한편, 코로나 방전 현상을 일으키기 위해, 제2 전압은 마이너스 극의 전압일 수 있다. 예를 들어, 제2 전압은 -1000V 내지 -10000V일 수 있다.
이에 따라, 대응전극(120)과 방전전극(110) 사이에 코로나 방전이 발생할 수 있다.
후술하여 설명할 바와 같이, 대응전극(120)에 제2 전압이 인가되면 곡률 반경이 작은 방전전극(110) 부근에서 코로나 방전이 발생될 수 있다.
본 개시에 따르면, 방전전극(110)이 제1 전원부(115)와 폐회로를 형성함으로써 발열될 수 있으며, 이에 따라 방전 공간의 발열에 따른 효과들을 향유할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면 제1 전원부(115)가 형성하는 회로와 제2 전원부(125)가 형성하는 회로가 서로 접촉하지 않기 때문에, 고전압에 의한 저전압 전원 공급 장치의 손상을 방지할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 일실시예에서 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 복수의 방전전극(110)이 배치됨으로써, 방전 공간의 발열에 의한 효과를 극대화할 수 있다.
도 7은 방전전극을 포함하는 폐회로와 대응전극을 포함하는 개회로의 일 예를 도시한다.
도 7을 참조하면, 방전전극(110)을 포함하는 폐회로(110a)는 제1 전원부(115)의 양 단에 방전전극(110)의 양 단이 연결된 형태로 구현될 수 있다.
방전전극(110)과 제1 전원부(115)는 접지된 공통 노드(N2)를 가질 수 있으며, 플러스 극의 제1 전압(V1)이 공급되는 공통 노드(N1)를 가질 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 방전전극(110)이 복수 개인 경우, 복수의 방전 전극은 제1 전원부(115)에 대해 병렬로 연결될 수 있다. 이 경우, 폐회로(110a)는 병렬로 연결된 복수의 방전전극(110)을 포함할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 폐회로(110a)는 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 배치된 제1 방전전극(110)과, 다른 한 쌍의 대응전극(120) 사이에 배치된 제2 방전전극(110)을 포함할 수도 있다.
도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 대응전극(120)과 방전전극(110)은 교대로 배치되며, 한 쌍의 대응전극(120)의 사이에 적어도 하나의 방전전극(110)이 배치되는 형태를 가진다.
이에 따라, 전기집진장치(1)에 포함된 복수의 방전전극(110)은 제1 전원부(115)에 대해 병렬로 연결되어 폐회로(110a)를 형성할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 폐회로(110a)는 방전전극(110)에 흐르는 전류를 감지하기 위한 전류센서(116)를 포함할 수 있다.
일실시예에서, 전류센서(116)는 방전전극(110)에 흐르는 전류의 크기를 감지할 수 있다.
한편, 복수의 대응전극(120) 각각의 일단은 제2 전원부(125)와 연결될 수 있으며, 복수의 대응전극(120) 각각은 개회로(120a)를 형성할 수 있다.
대응전극(120)을 포함하는 개회로(120a)는 제2 전원부(125)의 일 단에 대응전극(120)의 일 단이 연결된 형태로 구현될 수 있다.
대응전극(120)과 제2 전원부(125)는 접지된 공통 노드를 가지지 않고, 마이너스 극의 제2 전압(V2)이 공급되는 공통 노드(N3)를 가질 수 있다.
도 8은 일실시예에 의한 전기집진장치의 구성을 도시한 블록도이다.
도 8을 참조하면, 전기집진장치(1)는 사용자 인터페이스부(10)와, 전류센서(116)와, 먼지센서(117)와, 제1 전원부(115)와, 제2 전원부(125)와, 제어부(13)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(10)는 전기집진장치(1)의 동작을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 입력부(11)와, 사용자 입력에 응답하는 설정 및/또는 동작 정보를 표시하는 디스플레이부(12)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(10)는 사용자와 전기집진장치(1)가 상호 작용하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
입력부(11)는, 예를 들면, 전원 버튼, 동작 버튼, 코스 선택 다이얼 및 세부 설정 버튼을 포함할 수 있다. 또한, 입력부(11)는, 택트 스위치(tact switch), 푸시 스위치, 슬라이드 스위치, 토클 스위치, 마이크로 스위치, 또는 터치 스위치로 마련될 수 있다. 아울러, 입력부(11)는 원격 조작 장치로부터 사용자 입력을 수신하기 위한 통신 모듈을 포함할 수 있다.
디스플레이부(12)는, 각종 정보를 표시하는 스크린 및 설정 버튼에 의하여 선택된 세부 설정을 표시하는 인디케이터를 포함할 수 있다. 디스플레이부(12)는, 예를 들면, 액정 디스플레이(Liquid Crystal Display, LCD) 패널 및/또는 발광 다이오드(Light Emitting Diode, LED)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(10)는 전기집진장치(1)의 동작을 개시하기 위한 시작 명령, 전기집진장치(1)의 동작 사양을 설정하기 위한 설정 명령을 수신할 수 있다.
전기집진장치(1)의 동작 사양은 송풍팬의 속도, 집진의 세기 등을 포함할 수 있다.
제어부(13)는 전기집진장치(1)의 동작에 관한 제어 신호를 생성하는 프로세서와, 전기집진장치(1)의 동작을 위한 프로그램, 어플리케이션, 인스트럭션 및/또는 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서와 메모리는 별도의 반도체 소자로 구현되거나, 단일의 반도체 소자로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(13)는 복수의 프로세서들 또는 복수의 메모리들을 포함할 수 있다. 제어부(13)는 전기집진장치(1)의 내부의 다양한 위치에 마련될 수 있다.
프로세서는 연산 회로, 기억 회로 및 제어 회로를 포함할 수 있다. 프로세서는 하나의 칩을 포함하거나 또는 복수의 칩들을 포함할 수 있다. 또한, 프로세서는 하나의 코어를 포함하거나 또는 복수의 코어들을 포함할 수 있다.
메모리는 세탁 코스에 따라 세탁 사이클을 수행하기 위한 프로그램과, 세탁 코스에 따른 세탁 설정을 포함하는 데이터를 저장할 수 있다. 또한, 메모리는 사용자 입력에 기초하여 현재 선택된 집진 설정을 저장할 수 있다.
일 실시예에서, 메모리는 집진 설정에 따라 집진 동작을 수행하기 위한 알고리즘, 집진 동작 수행 시 대전유닛(100)과 집진유닛(200)을 제어하기 위한 데이터를 저장할 수 있다.
메모리는 S-램(Static Random Access Memory, S-RAM), D-램(Dynamic Random Access Memory, D-RAM)과 같은 휘발성 메모리와, 롬(Read Only Memory: ROM), 이피롬(Erasable Programmable Read Only Memory: EPROM)과 같은 비휘발성 메모리를 포함할 수 있다.
프로세서는 메모리로부터 제공되는 프로그램을 이용하여 데이터 및/또는 신호를 처리할 수 있고, 처리 결과에 기초하여 전기집진장치(1)의 각 구성에 제어 신호를 전송할 수 있다. 예를 들면, 프로세서는 사용자 인터페이스부(10)를 통해 수신되는 사용자 입력을 처리할 수 있다. 프로세서는, 사용자 입력에 응답하여, 방전전극(110)의 양 단에 인가되는 제1 전압을 제어하는 제어 신호 및/또는 대응전극(120)의 일 단에 인가되는 제2 전압을 제어하는 제어 신호를 출력할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제어부(13)는 제1 전원부(115)를 제어하여 방전전극(110)의 양 단에 제1 전압이 인가되는 타이밍 및/또는 기간을 제어하고, 제2 전원부(125)를 제어하여 대응전극(120)의 일 단에 제2 전압이 인가되는 타이밍 및/또는 기간을 제어할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제어부(13)는 전류센서(116)로부터 방전전극(110)에 흐르는 전류의 크기에 대한 데이터를 수신할 수 있다.
이에 따라, 제어부(13)는 전류센서(116)로부터 수신된 전류 값에 기초하여 제1 전원부(115)를 제어할 수 있다.
먼지센서(117)는 전기집진장치(1)의 주변 공기의 먼지 농도를 측정할 수 있다. 예를 들어, 먼지 센서는 적외선 센서를 포함할 수 있다.
제어부(13)는 먼지센서(117)로부터 수신된 먼지 정보에 기초하여 집진 동작을 수행할 수 있다. 예를 들어, 제어부(13)는 먼지 농도가 높을수록 송풍팬의 회전속도를 증가시키고 제2 전압의 크기를 증가시킬 수 있다.
도 9는 코로나 방전 및 입자 대전의 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 9를 참조하면, 방전전극(110)은 곡률 반경이 대응전극(120)의 곡률 반경보다 작다. 방전전극(110)의 양 단에 제1 전압이 인가되고 대응전극(120)에 제2 전압이 인가되는 경우, 곡률 반경이 상대적으로 작은 방전전극(110) 주변에는 강한 전기장이 형성된다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 전압은 플러스 극의 저전압(예: 5V 내지 10V)에 해당하고 제2 전압은 마이너스 극의 고전압(예 -1kV 내지 -10kV)에 해당한다.
자유전자는 전위가 낮은 곳에서 높은 곳으로 가속되는 성질을 갖는다.
방전전극(110)의 주변에 형성되는 강한 전기장에 의해 공기 중에 존재하는 자유전자가 대응전극(120)에 비해 상대적으로 전위가 높은 방전전극(110)을 향해 가속되고, 가속된 자유전자가 공기 중의 중성 기체 분자들과 충돌하여 다량의 양이온과 자유전자를 생성하며 방전전극(110)의 주변에서 코로나 방전이 일어난다.
이 때, 방전전극(110)의 주변에 생성된 자유전자는 접지된 노드(도 4 및 도 5의 N2)로 이동하여 흡수되고, 양이온은 마이너스 극의 전압인 제2 전압이 인가된 대응전극(120)을 향해 이동한다.
방전전극(110)의 주변에서 양이온을 방전 영역의 밖으로 방출하는 코로나 방전이 발생하고, 이는 양극성 코로나 방전(Positive Corona discharge)으로 정의된다.
코로나 방전에 의해, 방전전극(110)과 대응전극(120) 사이를 지나는 양이온 중 일부가 하류(F 방향)로 유동하는 이물질(D)에 붙어, 이물질(D)을 양(+) 극성으로 대전시킨다.
이와 같이, 대응전극(120)에 제2 전압을 인가함으로써 방전전극(110)에서 코로나 방전이 발생하고, 코로나 방전에 따라 방출된 양이온에 의해 대전유닛(100)을 통과하는 이물질(D)은 대전된다.
한편, 상압의 공기 중에서 코로나 방전이 일어나기 위한 최소 전기장 E0 (breakdown electric field)은 하기의 [수식 1]에 의해 계산될 수 있다.
[수식 1]
(ri: 코로나 방전 와이어의 반경, δ: 공기의 밀도)
다양한 실시예에 따라, 와이어 전극인 방전전극(110)의 두께를 90μm로 가정하면, 코로나 방전이 일어나기 위한 최소 전기장 E0는 약 1.25x10^7 (V/m)이다.
방전전극(110)과 대응전극(120) 사이의 간격이 10mm 이고, 제1 전압이 10V이고, 제2 전압이 -10kV라고 가정하면, 1.25x10^7 (V/m) 이상의 전기장을 갖는 방전전극(110)의 주변 영역(BA)은 방전전극(110)의 표면으로부터 대략 0.01mm까지로 계산된다.
즉, 코로나 방전은 방전전극(110)의 표면으로부터 0.01mm미만의 좁은 영역(BA)에서 집중적으로 발생하고, 이 좁은 영역(BA) 내의 공기 온도만 약 50°C로 가열한다면 방전 공간의 발열에 따른 다양한 효과를 향유할 수 있다.
방전전극(110)의 주변 영역(BA)은 코로나 방전 영역(BA)으로 정의될 수 있다.
앞서 설명한 바와 같이, 제1 전압은 방전전극(110)에 미리 설정된 크기의 전류가 흐르도록 하는 전압값을 가질 수 있고, 미리 설정된 크기는 방전전극(110)을 미리 설정된 온도까지 가열시킬 수 있는 전류의 크기로 설정될 수 있다.
이에 따라, 미리 설정된 크기는 방전전극(110)을 미리 설정된 온도(예: 약 60°C)로 가열하기 위한 전류값으로 설정될 수 있다.
코로나 방전 영역(BA)의 발열에 의해 향유할 수 있는 다양한 효과를 설명하기 위해, 종래기술에 따른 전기집진장치(1)의 다양한 문제점을 살펴본다.
종래기술에 따르는 경우, 높은 대전 효율을 위해 고출력 운전을 한다면, 코로나 방전 영역 내에서 발생된 가속된 전자, 이온, 라디칼 등에 의해 공기 중의 산소가 분해되어 유해물질인 오존이 생성된다.
또한, 종래기술에 따르는 경우, 전기집진장치를 장시간 사용하게 될 시 먼지가 방전전극에 부착되어 소음이 발생하고, 코로나 방전을 일으키기 위한 방전 개시 전압이 점점 높아진다.
코로나 방전 영역의 공기 온도가 높을수록 제2 전압의 크기가 크더라도 오존이 열분해되어 오존 발생량이 저감되는 효과가 있다. 즉, 코로나 방전 영역의 공기 온도가 증가됨에 따라 코로나 방전에 따라 발생하는 오존의 양이 줄어들어서, 고출력 운전을 할 수 있다.
본 개시에 따르면, 방전전극(110)이 발열함으로써 코로나 방전 영역의 공기 온도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 코로나 방전에 의해 발생하는 오존의 양을 저감시킬 수 있는 효과가 있다.
코로나 방전 영역의 공기 온도가 증가할수록 코로나 방전을 위한 방전 개시 전압이 낮아진다.
즉, 상압의 공기 중에서 코로나 방전이 일어나기 위한 최소 전기장 E0 (breakdown electric field)의 크기가 작아짐으로써, 대응전극(120)에 인가하는 제2 전압의 크기가 작더라도 방전전극(110)에서 코로나 방전이 발생할 수 있다.
본 개시에 따르면, 방전전극(110)이 발열함으로써 코로나 방전 영역의 공기 온도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 코로나 방전을 위한 방전 개시 전압이 낮아짐으로써 전력 효율 증진을 도모할 수 있다.
방전전극(110)의 표면 온도가 증가할수록 코로나 방전에 따라 발생하는 이온의 양이 증가한다..
방전전극(110)의 표면 온도가 증가할수록 코로나 방전 영역의 공기 온도가 높아져, 코로나 방전 영역의 공기 밀고 낮아지게 된다. 공기의 밀도가 낮을 경우 공기 분자 간의 거리인 평균자유행로(mean free path)가 길어져, 자유전자와 공기 분자의 충돌 횟수가 줄어들고, 이에 따라 전기장에 의한 전자의 가속이 더 용이하다.
전기장에 의한 잔자의 가속이 용이하기 때문에 절연파괴가 일어나 코로나 방전이 일어나기 시작하는 방전 개시전압이 낮아지고, 동일 전압을 인가할 경우 방전 영역의 온도가 높을 때 공기의 이온화가 더욱 활발하게 일어나 이온 발생량이 증가하는 효과가 있다.
본 개시에 따르면 방전전극(110)이 발열함으로써 코로나 방전 영역의 공기 온도를 증가시킬 수 있고, 이에 따라 방전 영역에서 방출되는 이온의 양이 증가하여 대전 효율이 증대될 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면 고농도의 이온에 의해 바이오에어로졸(예: 박테리어, 바이러스, 알레르겐)의 비활성화 효율을 현저히 증가시킬 수 있다.
도 10은 열 영동(Thermophoresis)에 의한 방전전극 오염 방지 원리를 설명하기 위한 도면이다.
도 10을 참조하면, 열 영동(Thermophoresis) 에 의해 공기 중의 입자는 온도가 높은 곳에서 낮은 곳으로 이동하는 경향이 있다. 이에 따라, 방전전극(110)의 온도가 증가할 시 방전전극(110)의 주변을 지나는 입자들이 방전전극(110)에서 먼 쪽으로 이동하게 되므로 방전전극(110)에 달라붙는 입자가 줄어들게 된다. 따라서, 방전전극(110)의 온도를 높일 경우 공기 중의 이물질(D)이 방전전극(110)에 쌓여 방전 효율을 떨어뜨리거나 이상 소음이 발생하는 현상을 줄일 수 있다.
본 개시에 따르면, 방전전극(110)을 포함하는 폐회로에 제공되는 제1 전압에 의해 방전전극(110)이 발열되고, 대응전극(120)을 포함하는 개회로에 제공되는 제2 전압에 의해 방전전극(110)에서 코로나 방전이 발생함으로써, 방전 공간의 발열에 따른 다양한 효과들을 향유할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 방전전극(110)에 고전압을 인가하는 것이 아니기 때문에, 한 쌍의 대응전극(120)의 사이에 대전유닛(100)에서 집진유닛(200)으로 향하는 하류 방향으로 이격시켜 복수의 방전전극(110)을 배치할 수 있고, 이에 따라, 높은 대전효율을 달성할 수 있다.
도 11은 일실시예에 의한 전기집진장치의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 11을 참조하면, 전기집진장치(1)는 사용자 인터페이스부(10)로부터 전기집진장치(1)의 동작을 개시하고자 하는 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 동작을 개시할 수 있다(1100).
예를 들어, 제어부(13)는 사용자 인터페이스부(10)로부터 동작 개시 명령을 수신한 것에 기초하여 전기집진장치(1)의 집진 동작을 실행할 수 있다.
제어부(13)는 전기집진장치(1)의 동작이 시작된 것에 기초하여 방전전극(110)의 양 단에 제1 전압을 인가하도록 제1 전원부(115)를 제어할 수 있다(1200).
즉, 제1 전원부(115)는 전기집진장치(1)의 동작이 시작된 것에 기초하여 방전전극(110)의 양단에 제1 전압을 인가할 수 있다.
한편, 제어부(13)는 전기집진장치(1)의 동작이 시작된 후 미리 설정된 시간이 경과한 것(1300의 예)에 기초하여 대응전극(120)에 제2 전압을 인가하도록 제2 전원부(125)를 제어할 수 있다(1400).
즉, 제2 전원부(125)는 전기집진장치(1)의 동작이 시작된 후 미리 설정된 시간이 경과한 것에 기초하여 복수의 대응전극(120) 각각에 제2 전압을 인가할 수 있다.
결론적으로, 제2 전원부(125)는 방전전극(110)의 양 단에 제1 전압이 인가된 후 미리 설정된 시간이 경과되면 복수의 대응전극(120) 각각에 제2 전압을 인가할 수 있다.
미리 설정된 시간은 방전전극(110)이 소정의 온도까지 발열되기 위한 시간으로 설정될 수 있다. 예를 들어, 미리 설정된 시간은 약 5초일 수 있다.
본 개시에 따르면, 대응전극(120)에 고전압을 인가하여 방전전극(110)에서 코로나 방전이 발생하기 이전에, 방전전극(110)을 소정의 온도로 가열시킴으로써 앞서 설명한 방전 영역의 가열에 따른 효과를 성취할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면 대응전극(120)에 고전압을 인가하기 이전에 방전전극(110)을 발열시킴으로써 방전전극(110)에 붙은 이물질을 사전에 제거할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 제어부(13)는 전류센서(116)에서 감지된 전류값이 미리 설정된 값을 유지하도록 제1 전원부(115)를 제어할 수 있다.
즉, 제1 전원부(115)는 전류센서(116)에서 감지된 전류값이 미리 설정된 값을 유지하도록 제1 전압을 조절할 수 있다. 이 때, 미리 설정된 값은 방전전극(110)을 미리 설정된 온도로 유지시키기 위한 온도로 설정될 수 있다.
본 개시에 따르면, 방전전극(110)의 온도를 최적의 온도로 유지할 수 있다.
다양한 실시예에 따라, 전기집진장치(1)는 자동 운행 모드로 동작할 수 있으며, 제어부(13)는 먼지센서(117)로부터 수신된 먼지 정보가 미리 설정된 조건을 만족한 것에 기초하여 전기집진장치(1)의 동작을 개시할 수도 있다.
한편, 일실시예에 따른 전기집진장치(1)는 공기조화기(2)에 장착될 수 있다.
도 12는 일실시예에 의한 공기조화기의 외관을 도시하고, 도 13은 일실시예에 의한 공기조화기의 구성을 도시한 블록도이다.
도 12를 참조하면, 본 명세서에서의 공기조화기(2)는 공기청정기 및 공기청정기능을 구비한 공기조화기를 포함할 수 있다.
일실시예에 따른 공기조화기(2)는 전기집진장치(1)를 포함할 수 있다.
전기집진장치(1)는 고전압을 이용하여 코로나 방전을 발생시키기 때문에, 큰 전력을 소모하게 된다.
이에 따라, 일실시예에 따른 공기조화기(2)는 사용자의 의도에 따라 전기집진장치(1)의 동작 여부를 결정할 수 있다.
도 13을 참조하면, 일실시예에 따른 공기조화기(2)는 사용자 인터페이스부(20)와, 제어부(23)와, 전기집진장치(1)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(20)는 공기조화기(2)의 동작을 제어하기 위한 사용자 입력을 수신하는 입력부(21)와, 사용자 입력에 응답하는 설정 및/또는 동작 정보를 표시하는 디스플레이부(22)를 포함할 수 있다.
사용자 인터페이스부(20)는 사용자와 공기조화기(2)가 상호 작용하기 위한 사용자 인터페이스를 제공할 수 있다.
공기조화기(2)는 사용자 인터페이스부(20)를 통해 공기 조화 명령을 수신한 것에 기초하여 공기 조화 동작을 시작할 수 있다. 이 때, 공기 조화 동작과 집진 동작은 서로 상이한 것일 수 있다.
예를 들어, 공기 조화 동작은 공기조화기(2) 주변의 공기 온도를 조절하기 위한 동작이고, 집진 동작은 공기조화기(2) 주변의 공기 중의 이물질을 제거하기 위한 동작이다.
공기조화기(2)의 입력부(21)와 디스플레이부(22)에 대한 설명은 전기집진장치(1)의 입력부(11)와 디스플레이부(12)에 대한 설명과 중복되므로, 생략한다.
사용자 인터페이스부(20)는 전기집진장치(1)의 동작을 실행하기 위한 입력을 수신할 수 있다.
예를 들어, 사용자 인터페이스부(10)는 공기조화기(2)를 청정 모드로 동작시키기 위한 인터페이스를 제공할 수 있으며, 사용자는 인터페이스를 통해 공기조화기(2)를 청정 모드로 동작시킬 수 있다.
"청정 모드"는 공기조화기(2)에 포함된 전기집진장치(1)가 동작되는 모드를 의미할 뿐, 그 명칭에는 제한이 없다.
제어부(23)는 공기조화기(2)의 동작에 관한 제어 신호를 생성하는 프로세서와, 전기집진장치(1)의 동작을 위한 프로그램, 어플리케이션, 인스트럭션 및/또는 데이터를 저장하는 메모리를 포함할 수 있다. 프로세서와 메모리는 별도의 반도체 소자로 구현되거나, 단일의 반도체 소자로 구현될 수 있다. 또한, 제어부(23)는 복수의 프로세서들 또는 복수의 메모리들을 포함할 수 있다. 제어부(23)는 공기조화기(2)의 내부의 다양한 위치에 마련될 수 있다.
제어부(23)는 사용자 인터페이스부(10)로부터 수신된 명령에 기초하여 공기조화기(2)의 동작을 제어할 수 있다.
예를 들어, 제어부(23)는 공기 조화 모드를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여, 히트 펌프(미도시)를 제어할 수 있다.
또 다른 예로, 제어부(23)는 청정 모드를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 전기집진장치(1)를 제어할 수 있다.
도 14는 일실시예에 의한 공기조화기의 제어방법을 도시한 순서도이다.
도 14를 참조하면, 공기조화기(2)는 공기 조화 모드를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 공기조화기(2)의 동작을 개시할 수 있다(2000).
이 때, 공기조화기(2)의 동작을 개시하는 것은 공기조화기(2) 주변의 공기 온도를 조절하기 위한 동작을 개시하는 것을 의미한다.
사용자 인터페이스부(20)는 공기조화기(2)가 동작되는 중에 청정모드를 선택하기 위한 사용자 입력을 수신할 수 있다.
제어부(23)는 청정 모드를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신한 것(2100의 예)에 기초하여 전기집진장치(1)의 동작을 개시할 수 있다(2200).
한편, 전기집진장치(1)의 동작이 개시되는 경우, 도 11와 같이, 제어부(23)는 제1 전원부(115)가 제1 전압을 인가하고 미리 설정된 시간이 경과된 것에 기초하여 제2 전원부(125)가 제2 전원을 인가하도록 전기집진장치(1)를 제어할 수 있다.
이후, 제어부(23)는 청정 모드를 중단하기 위한 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 전기집진장치(1)의 동작을 중단할 수 있다.
본 개시에 따르면, 사용자의 선택에 따라 전기집진장치(1)를 동작시킴으로써 의도치 않은 전력 소모를 방지할 수 있다.
또한, 본 개시에 따르면, 전기집진장치(1)의 방전전극(110)을 먼저 가열시킨 후 대응전극(120)에 고전압을 인가함으로써 방전 영역의 승온에 따른 효과를 향유할 수 있다.
한편, 개시된 실시예들은 컴퓨터에 의해 실행 가능한 명령어를 저장하는 기록매체의 형태로 구현될 수 있다. 명령어는 프로그램 코드의 형태로 저장될 수 있으며, 프로세서에 의해 실행되었을 때, 프로그램 모듈을 생성하여 개시된 실시예들의 동작을 수행할 수 있다. 기록매체는 컴퓨터로 읽을 수 있는 기록매체로 구현될 수 있다.
컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체로는 컴퓨터에 의하여 해독될 수 있는 명령어가 저장된 모든 종류의 기록 매체를 포함한다. 예를 들어, ROM(read only memory), RAM(random access memory), 자기 테이프, 자기 디스크, 플래쉬 메모리, 광 데이터 저장장치 등이 있을 수 있다.
또한, 컴퓨터가 읽을 수 있는 기록매체는, 비일시적(non-transitory) 저장매체의 형태로 제공될 수 있다. 여기서, '비일시적 저장매체'는 실재(tangible)하는 장치이고, 신호(signal)(예: 전자기파)를 포함하지 않는다는 것을 의미할 뿐이며, 이 용어는 데이터가 저장매체에 반영구적으로 저장되는 경우와 임시적으로 저장되는 경우를 구분하지 않는다. 예로, '비일시적 저장매체'는 데이터가 임시적으로 저장되는 버퍼를 포함할 수 있다.
일 실시예에 따르면, 본 문서에 개시된 다양한 실시예들에 따른 방법은 컴퓨터 프로그램 제품(computer program product)에 포함되어 제공될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 상품으로서 판매자 및 구매자 간에 거래될 수 있다. 컴퓨터 프로그램 제품은 기기로 읽을 수 있는 기록 매체(예: compact disc read only memory (CD-ROM))의 형태로 배포되거나, 또는 어플리케이션 스토어(예: 플레이 스토어TM)를 통해 또는 두 개의 사용자 장치들(예: 스마트폰들) 간에 직접, 온라인으로 배포(예: 다운로드 또는 업로드)될 수 있다. 온라인 배포의 경우에, 컴퓨터 프로그램 제품(예: 다운로더블 앱(downloadable app))의 적어도 일부는 제조사의 서버, 어플리케이션 스토어의 서버, 또는 중계 서버의 메모리와 같은 기기로 읽을 수 있는 기록 매체에 적어도 일시 저장되거나, 임시적으로 생성될 수 있다.
이상에서와 같이 첨부된 도면을 참조하여 개시된 실시예들을 설명하였다. 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명의 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고도, 개시된 실시예들과 다른 형태로 본 발명이 실시될 수 있음을 이해할 것이다. 개시된 실시예들은 예시적인 것이며, 한정적으로 해석되어서는 안 된다.
1: 전기집진장치 10: 사용자 인터페이스부
13: 제어부 100: 대전유닛
110: 방전전극 120: 대응전극
115: 제1 전원부 125: 제2 전원부
200: 집진유닛 2: 공기조화기
20: 사용자 인터페이스부 23: 제어부

Claims (20)

  1. 대전유닛(100); 및
    상기 대전유닛(100)에서 대전된 이물질(D)을 포집하는 집진유닛(200);을 포함하고,
    상기 대전유닛(100)은,
    복수의 대응전극(120);
    상기 복수의 대응전극(120) 사이에 배치된 적어도 하나의 방전전극(110);
    상기 방전전극(110)의 양 단에 제1 전압(V1)을 인가하는 제1 전원부(115); 및
    상기 복수의 대응전극(120) 각각에 제2 전압(V2)을 인가하는 제2 전원부(125);를 포함하고,
    상기 제1 전원부(115)와 상기 방전전극(110)은 폐회로(closed circuit)(110a)를 형성하고, 상기 제2 전원부(125)와 상기 복수의 대응전극(120)은 개회로(open circuit) (120a)를 형성하는 전기집진장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전압(V2)의 크기는 상기 제1 전압(V1)의 크기보다 큰 전기집진장치.
  3. 제2항에 있어서,
    상기 제2 전압(V2)의 크기는 1000V 이상이고, 상기 제1 전압(V1)의 크기는 20V 이하인 전기집진장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원부(115)는 교류 전원부 또는 직류 전원부이고, 상기 제2 전원부(125)는 직류 전원부인 전기집진장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전압(V1)에 의해 상기 방전전극(110)은 발열하고,
    상기 제2 전압(V2)에 의해 상기 방전전극(110)에서 코로나 방전이 발생하는 전기집진장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 방전전극(110)은 미리 설정된 저항값을 갖고, 상기 제1 전압(V1)의 크기는 상기 미리 설정된 저항값에 기초하여 미리 설정된 전기집진장치.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 적어도 하나의 방전전극(110)은 상기 대전유닛(100)에서 상기 집진유닛(200)으로 향하는 하류 방향(F)으로 이격 배치된 복수의 방전전극(110)을 포함하는 전기집진장치.
  8. 제7항에 있어서,
    상기 복수의 방전전극(110)은 상기 제1 전원부(115)에 대해 병렬로 연결된 전기집진장치.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원부(115)는, 전기집진장치(1)의 동작이 시작된 것에 기초하여 상기 방전전극(110)의 양 단에 상기 제1 전압(V1)을 인가하고,
    상기 제2 전원부(125)는, 상기 전기집진장치(1)의 동작이 시작된 후 미리 설정된 시간이 경과한 것에 기초하여 상기 복수의 대응전극(120) 각각에 상기 제2 전압(V2)을 인가하는 전기집진장치.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원부(115)와 상기 방전전극(110)에 의해 형성된 상기 폐회로(110a)에 흐르는 전류를 감지하는 전류센서(116);를 더 포함하고,
    상기 제1 전원부(115)는, 상기 전류센서(116)에서 감지된 전류값이 미리 설정된 값을 유지하도록 상기 제1 전압(V1)을 조절하는 전기집진장치.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 제1 전원부(115)의 일 단(N1)은 상기 방전전극(110)과 연결되고, 상기 제1 전원부(115)의 타 단(N2)은 접지 및 상기 방전전극(110)과 연결되는 전기집진장치.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 제1 전원부(115)와 상기 방전전극(110)은 접지된 공통 노드(N2)를 갖는 전기집진장치.
  13. 제1항에 있어서,
    상기 제2 전원부(125)의 일 단(N3)은 상기 복수의 대응전극(120) 각각에 연결되고, 상기 제2 전원부(125)의 타 단(N3)은 접지에 연결되는 전기집진장치.
  14. 제13항에 있어서,
    상기 복수의 대응전극(120)은 접지되지 않은 전기집진장치.
  15. 제1항에 있어서,
    상기 방전전극(110)은 와이어 전극이고,
    상기 대응전극(120)은 평판 전극인 전기집진장치.
  16. 제15항에 있어서,
    상기 방전전극(110)은 상기 대전유닛(100)에서 상기 집진유닛(200)으로 향하는 하류 방향(F)과 직교하고 상기 대응전극(120)과 평행한 방향으로 연장된 전기집진장치.
  17. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 대응전극(120)의 개수는 상기 적어도 하나의 방전전극(110)의 개수보다 많은 전기집진장치.
  18. 제1항에 있어서,
    상기 복수의 대응전극(120)의 개수는 상기 적어도 하나의 방전전극(110)의 개수보다 적은 전기집진장치.
  19. 제1항의 전기집진장치(1)를 포함하는 공기조화기.
  20. 제19항에 있어서,
    청정 모드를 실행하기 위한 사용자 입력을 수신하는 사용자 인터페이스부(20);를 더 포함하고,
    상기 전기집진장치(1)는 상기 사용자 입력을 수신한 것에 기초하여 동작되는 공기조화기.
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