WO2016028062A1 - 공기정화장치 - Google Patents

공기정화장치 Download PDF

Info

Publication number
WO2016028062A1
WO2016028062A1 PCT/KR2015/008619 KR2015008619W WO2016028062A1 WO 2016028062 A1 WO2016028062 A1 WO 2016028062A1 KR 2015008619 W KR2015008619 W KR 2015008619W WO 2016028062 A1 WO2016028062 A1 WO 2016028062A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
electrode
dielectric
air
oil mist
voltage
Prior art date
Application number
PCT/KR2015/008619
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
박철우
이성화
최지은
황정호
Original Assignee
주식회사 엘지전자
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 주식회사 엘지전자, 연세대학교 산학협력단 filed Critical 주식회사 엘지전자
Priority to CN201580040868.7A priority Critical patent/CN106794472B/zh
Publication of WO2016028062A1 publication Critical patent/WO2016028062A1/ko

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
    • B01D53/32—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by electrical effects other than those provided for in group B01D61/00
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B03—SEPARATION OF SOLID MATERIALS USING LIQUIDS OR USING PNEUMATIC TABLES OR JIGS; MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C—MAGNETIC OR ELECTROSTATIC SEPARATION OF SOLID MATERIALS FROM SOLID MATERIALS OR FLUIDS; SEPARATION BY HIGH-VOLTAGE ELECTRIC FIELDS
    • B03C3/00—Separating dispersed particles from gases or vapour, e.g. air, by electrostatic effect
    • B03C3/34—Constructional details or accessories or operation thereof
    • B03C3/40—Electrode constructions

Definitions

  • the present invention relates to an air purifier.
  • Oil mist is an organic compound that is contained in the fumes generated during the cooking of food.
  • the oil mist is easy to process because it exists in a liquid or particulate state in the high temperature region, but in the low temperature region, the oil mist adheres to the surface or wall of the ventilator due to its viscosity, thereby degrading the function of the apparatus or severely paralyzing the apparatus. do.
  • the oil mist is discharged at higher concentrations in the meat cooking process.
  • the oil mist discharged in the process of cooking meat is hardened or reacted with oxygen, water vapor, etc. in the air, and is converted into solid particles. These solid particulates stick to the interior of the ventilator and gradually become bulky, thereby reducing the efficiency of the apparatus and increasing maintenance and repair costs.
  • the present invention has been proposed to improve the above problems, and an object of the present invention is to provide an air purifying apparatus for removing oil mist.
  • a plurality of electrode modules installed on the air flow path; And a support part spaced apart from the plurality of electrode modules to form a space part between the plurality of electrode modules, wherein the electrode module includes: an electrode part configured to apply a voltage to form a plasma region; And a dielectric disposed on at least one side of the electrode unit to collect contaminants in the air.
  • the plurality of electrode modules may be stacked in one direction.
  • the apparatus may further include a support part spaced apart from each other, and the electrode module and the support part may be alternately stacked.
  • the dielectric may be provided in plurality, and the plurality of dielectrics may include: a first dielectric disposed on one surface of the electrode part; And a second dielectric disposed on the other surface of the electrode part.
  • the space part may be formed between the dielectric of one electrode module and the dielectric of the other electrode module.
  • the electrode portion and the dielectric may be screwed together.
  • the power supply is electrically connected to the electrode module at one side of the electrode module, the power supply for applying power to the electrode; And a ground electrode electrically connected to the electrode module at the other side of the electrode module and forming a potential difference with the electrode part to which the power is applied.
  • a first connection electrode extending from the power supply unit to the electrode module may be further included.
  • a second connection electrode extending from the ground electrode to the electrode module may be further included.
  • first connection electrode and the second connection electrode may be alternately arranged in one direction.
  • the power supply unit may include a generator for modifying the frequency and waveform of the voltage applied from the power supply unit.
  • the power supply unit collects oil mist in the dielectric by applying a voltage of a first frequency, and when oil mist is collected in the dielectric, applies a voltage of a second frequency relatively higher than the first frequency to the dielectric.
  • the collected oil mist can be decomposed.
  • the plurality of electrode modules may be disposed in an up and down direction in an air passage, and the dielectric may extend in a direction corresponding to a flow direction of air.
  • an electrode module and a dielectric coupled to both sides of the electrode portion is included, the electrode module provided with a plurality; A space part formed between the plurality of electrode modules to provide a space in which air flows; A first connection electrode extending from an electrode of one electrode module of the plurality of electrode modules to a power source; And a second connection electrode extending from the electrode part of the other electrode module to the ground electrode among the plurality of electrode modules.
  • the power supply unit collects oil mist in the dielectric by applying a voltage of a first frequency, and collects oil dielectric by applying a voltage of a second frequency relatively higher than the first frequency when oil mist is collected in the dielectric. Oil mist can be broken down.
  • the oil mist can be effectively removed by collecting or decomposing the oil mist by distinguishing the frequency band.
  • the plasma mist is formed between the electrode and the electrode to remove the oil mist, the manual process such as replacing the filter is not required, and thus the process of removing the oil mist is simplified.
  • the dielectric and the electrode are coupled through a screw, the stability of the device can be ensured even at a high temperature.
  • FIG. 1 is a perspective view of an air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a perspective view of an electrode module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a power supply device is mounted on the electrode module according to an embodiment of the present invention.
  • FIG 5 is a perspective view showing a state in which air flows in the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 6 is a view for explaining the operation of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • Figure 7 is an experimental graph for explaining the removal efficiency of the oil mist of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a perspective view of an air purifier according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of an electrode module according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 3 is an air purifier according to an embodiment of the present invention. It is a cross section.
  • an air purifying apparatus 1 includes a plurality of electrode modules 10 installed on an air flow path to form a plasma region, and the plurality of electrode modules.
  • the support unit 20 is spaced apart from each other to form a space 30 between the plurality of electrode modules.
  • the electrode module 10 is provided with a plurality of stacked up and down alternately with the support 20. For example, a portion of the bottom surface of the electrode module 10 contacts the upper surface of the support part 20 so that the electrode module 10 and the support part 20 may be stacked.
  • the distance between the electrode modules 10 may be adjusted by changing the height of the support 20, and thus the height of the space 30 may also be changed.
  • the intensity of the plasma region formed between the electrode module 10 can be adjusted.
  • the support unit 20 supports both edge regions of the electrode module 10, respectively. Therefore, a predetermined space 30 is formed between the adjacent electrode modules 10 by the electrode modules 10 stacked up and down and the support part 20. As described above, since the electrode module 10 is installed on the air flow path, air may flow by passing through the space 30.
  • the support 20 is made of an insulator. Therefore, the electrode module 20 and the support part 20 do not mutually react with each other.
  • the electrode module 10 includes an electrode part 16 to which a voltage is applied to form a plasma region, and a dielectric 12 surrounding upper and lower surfaces of the electrode part 16.
  • the electrode portion 16 is formed in a substantially plate shape.
  • the plate-shaped dielectric 12 corresponding to the cross-sectional shape of the electrode portion 16 is disposed on the upper and lower surfaces of the electrode portion 16 to surround the electrode portion 16.
  • a first dielectric 13 is disposed on an upper surface of the electrode portion 16, and a second dielectric 14 is disposed on a lower surface of the electrode portion 16.
  • the electrode portion 16 is formed of a metal plate.
  • the metal may be selected from the group consisting of tungsten, iron, copper, platinum and silver. In one example, the metal may be copper (Cu).
  • the dielectric 12 is made of an insulator.
  • the dielectric 12 may be made of alumina (Al 2 O 3).
  • a screw hole is formed in the electrode portion 16 and the dielectric 12 to penetrate the electrode portion 16 and the dielectric 12 in a vertical direction, respectively, and the electrode is inserted into the screw hole.
  • the portion 16 and the dielectric 12 may be screwed together.
  • screw holes are formed at four corners of the electrode part 16 and the dielectric 12 to be coupled to each other through the screw 17. Therefore, in the environment of high temperature and high pressure, the plurality of electrode modules 10 may be firmly bonded without being separated from each other.
  • FIG. 4 is a cross-sectional view showing a state in which a power supply device is mounted on an electrode module according to an embodiment of the present invention.
  • the air purifier 1 includes a power supply unit 50 for applying a voltage to the electrode unit 16, and a ground electrode for forming a potential difference with the electrode unit 16 to which the voltage is applied. 60 is included.
  • the power supply unit 50 is installed on one side of the electrode module 10, and the ground electrode 60 is installed on the other side of the electrode module 10.
  • the electrode module 10 includes a first connection electrode 17 electrically connected to the power supply unit 50 and a second connection electrode 18 electrically connected to the ground electrode 60.
  • the electrode module 10 may be understood as a part for removing particulate matter by dust collection and charging by ions.
  • the power supply unit 50 may be provided with a generator (not shown) for modifying the frequency or waveform of the voltage.
  • the generator modifies the frequency and waveform of the voltage applied to the first connection electrode 17 as the particulate matter is collected or decomposed.
  • FIG 5 is a perspective view showing the air flow in the air purifier according to an embodiment of the present invention
  • Figure 6 is a view for explaining the operation of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • the air purifier 1 may be installed in a duct 200 provided in a ventilation device of a building or a restaurant.
  • a flow path 100 through which air can flow is formed.
  • the air purifier 1 is installed on an air discharge space of a ventilator for discharging air contaminated indoors, and the air may include pollutants.
  • the contaminant may include an oil mist generated during cooking of food.
  • the air purifier 1 is installed on the flow path 100 such that the plate-shaped electrode module 10 is horizontal in the air flow direction. Therefore, air is discharged to the outside through the space 30 formed between the electrode module 10.
  • a voltage having a relatively low frequency is applied from the power supply unit 50, so that oil mist existing in the air may be collected in the dielectric 12. That is, when the frequency is low, the direction of the electric field is changed to a slower speed, and the length of longitudinal movement of the particles present in the air is shortened, so that oil mist particles can be easily collected in the dielectric 12 and thus the collection efficiency is improved. Can be high.
  • a voltage having a relatively high frequency is applied to the power supply unit 50 to decompose the particles. If the frequency is high, the particles can be easily decomposed because the power increases and the high energy is generated due to the increase of the current value against the voltage.
  • the air purifying apparatus 1 initially applies a low frequency voltage to collect charged oil mist particles, and when the particles are collected in the dielectric 12, a high frequency voltage is applied.
  • the collected particles can be decomposed.
  • oil mist particles flowing in a flow path together with air react with electrons (e ⁇ ) generated by the dielectric barrier discharge of the electrode module 10.
  • the reacted particles are completely oxidized to decompose into carbon dioxide (CO2), water (H2O) and low hydrocarbon compounds, and the decomposed material is discharged to the outside according to the air flow on the flow path.
  • FIG 7 is an experimental graph for explaining the removal efficiency of the oil mist of the air purifier according to an embodiment of the present invention.
  • the horizontal axis of the graph shown in FIG. 7 represents the duration of decomposition reaction of particles in the plasma region, and the vertical axis represents the efficiency of removing oil mist particles.
  • the decomposition efficiency increases as the decomposition reaction time of the oil mist particles continues. Similarly, it can be seen that the decomposition efficiency of the oil mist particles increases as a voltage with a higher frequency is applied.
  • the air purifier 1 may apply a low frequency voltage to trap oil mist particles, and increase the duration of the oil mist particles decomposing in the plasma region.
  • the oil mist particles may be decomposed by applying a high frequency voltage.
  • the horizontal axis represents the frequency of the applied voltage
  • the vertical axis represents the decomposition efficiency
  • the oil mist can be effectively removed by collecting or decomposing the oil mist by distinguishing the frequency band.
  • the plasma mist is formed between the electrode and the electrode to remove the oil mist, the manual process such as replacing the filter is not required, and thus the process of removing the oil mist is simplified.
  • the dielectric and the electrode are coupled through a screw, the stability of the device can be ensured even at a high temperature.

Abstract

본 발명은 공기정화장치에 관한 것이다. 일 측면에 따른 공기정화장치에는, 공기유로 상에 설치되는 다수 개의 전극모듈; 및 상기 다수 개의 전극모듈을 상호 이격시켜, 상기 다수 개의 전극모듈 사이에 공간부를 형성하는 지지부가 포함되며, 상기 전극 모듈에는, 전압이 인가되어 플라즈마 영역을 형성하는 전극부; 및 상기 전극부의 적어도 일측에 배치되어 공기 중의 오염물질을 포집하는 유전체가 포함된다.

Description

공기정화장치
본 발명은 공기정화장치에 관한 것이다.
오일 미스트는 음식의 조리 과정에서 발생되는 연기에 포함된 유기화합물이다. 상기 오일 미스트는 고온 영역에서는 액상 또는 미립자 상태로 존재하여 처리가 용이하지만, 저온 영역에서는 점성으로 인해 환기 장치의 표면이나 벽체에 부착 고정되어 장치의 기능을 저하하거나, 심할 경우 장치를 마비시키는 원인이 된다.
특히, 오일 미스트는 육류를 익히는 과정에서 더욱 높은 농도로 배출된다. 육류를 익히는 과정에서 배출된 오일 미스트는 공기 중의 산소, 수증기 등과 반응하여 경화되거나 고체상태의 미립자로 변화된다. 이러한 고체 상태의 미립자는 환기 장치의 내부에 달라 붙어 점차 덩어리가 커짐으로써, 장치의 효율을 저하시키고 유지 및 보수 비용을 증가시킨다.
오일 미스트 제거를 위해 와이어(wire) 또는 바늘(needle)에 플러스 고전압을 인가하거나, 고밀도 필터를 이용하는 방법이 제안되고 있다.
이와 관련된 선행특허(공개번호: 10-2003-0060410 공개일자: 2003.07.16, 발명의 명칭: 플라즈마를 이용한 오일 분자량 및 매연 저감장치)가 개시된다.
선행특허에 의하면, 고전압을 인가하는 경우 빠른 유속으로 유동하는 오일 미스트를 효과적으로 하전시키는데 어려움이 있고, 특히 고밀도 필터의 경우 차압이 많이 걸리는 단점이 있다.
최근, 서울을 포함한 수도권의 직화구이 음식점에서 연간 1246톤의 미세먼지가 배출되는 것으로 파악되고 있고, 이에 따라 대기의 공기질을 개선하려는 법안들이 입법되어 시범사업이 전개되고 있다. 오일 미스트가 인위적 미세먼지 배출량의 8.7%를 차지하는 점을 고려할 때, 대기환경을 개선하기 위해서는 오일 미스트에 대한 대책이 시급하다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 개선하기 위하여 제안된 것으로서, 오일 미스트를 제거하기 위한 공기정화장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 일 측면에 따르면, 공기유로 상에 설치되는 다수 개의 전극모듈; 및 상기 다수 개의 전극모듈을 상호 이격시켜, 상기 다수 개의 전극모듈 사이에 공간부를 형성하는 지지부가 포함되며, 상기 전극 모듈에는, 전압이 인가되어 플라즈마 영역을 형성하는 전극부; 및 상기 전극부의 적어도 일측에 배치되어, 공기 중의 오염물질을 포집하는 유전체를 포함하는 공기정화장치가 제공된다.
상기 다수 개의 전극모듈은 일 방향으로 적층될 수 있다.
또한, 상기 다수 개의 전극모듈을 상호 이격시키는 지지부를 더 포함하고, 상기 전극 모듈과 상기 지지부는 상호 교번되게 적층될 수 있다.
또한, 상기 유전체는 복수로 구비되며, 상기 복수의 유전체에는, 상기 전극부의 일면에 배치되는 제 1 유전체; 및 상기 전극부의 타면에 배치되는 제 2 유전체가 포함될 수 있다.
또한, 상기 공간부는, 일 전극모듈의 유전체와 타 전극모듈의 유전체 사이에 형성될 수 있다.
또한, 상기 전극부와 상기 유전체는 상호 나사 결합될 수 있다.
또한, 상기 전극모듈의 일측에서 상기 전극모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 전극부에 전원을 인가하는 전원부; 및 상기 전극모듈의 타측에서 상기 전극모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 전원이 인가되는 전극부와 전위차를 형성하기 위한 접지전극을 더 포함할 수 있다.
또한, 상기 전원부로부터 상기 전극모듈로 연장되는 제 1 연결전극이 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 접지전극으로부터 상기 전극모듈로 연장되는 제 2 연결전극 더 포함될 수 있다.
또한, 상기 제 1 연결전극과 제 2 연결전극은 일방향으로 교번하여 배치될 수 있다.
또한, 상기 전원부에는, 상기 전원부에서 인가되는 전압의 주파수와 파형을 변형시키기 위한 제너레이터가 포함될 수 있다.
또한, 상기 전원부는, 제 1 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 오일 미스트를 포집하고, 상기 유전체에 오일 미스트가 포집되면 상기 제 1 주파수 보다 상대적으로 높은 제 2 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 포집된 오일 미스트를 분해할 수 있다.
또한, 상기 다수의 전극모듈은 공기유로 내에 상하 방향으로 배치되며, 상기 유전체는 공기의 유동방향에 대응하는 방향으로 연장될 수 있다.
상기 또는 다른 목적을 달성하기 위해 본 발명의 다른 측면에 따르면, 전극부 및 상기 전극부의 양측에 결합되는 유전체가 포함되며, 복수로 구비되는 전극모듈; 상기 복수의 전극모듈 사이에 형성되어, 공기가 유동하는 공간을 제공하는 공간부; 상기 다수 개의 전극모듈 중 일 전극모듈의 전극부로부터 전원부로 연장되는 제 1 연결전극; 및 상기 다수 개의 전극모듈 중 타 전극모듈의 전극부로부터 접지전극으로 연장되는 제 2 연결전극이 포함될 수 있다.
상기 전원부는, 제 1 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 오일 미스트를 포집하고, 상기 유전체에 오일 미스트가 포집되면 상기 제 1 주파수 보다 상대적으로 높은 제 2 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 포집된 오일 미스트를 분해할 수 있다.
제안되는 발명에 의하면, 주파수의 영역대를 구별하여 오일 미스트를 집진 또는 분해 시킴으로써 오일 미스트를 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 전극과 전극 사이에 플라즈마 영역을 형성하여 오일 미스트를 제거하기 때문에 필터를 교체하는 등의 수작업이 요구되지 않아 오일 미스트의 제거 과정이 간단해지는 장점이 있다.
또한, 유전체와 전극을 나사를 통해 결합시키기 때문에 고온에서도 장치의 안정성을 확보할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극모듈의 사시도.
도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 단면도.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극모듈에 전원장치가 장착된 모습을 보인 단면도.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치에 공기가 유동하는 모습을 보인 사시도.
도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 작용을 설명하기 위한 도면.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 오일 미스트의 제거 효율을 설명하기 위한 실험 그래프.
도 8는 분해된 오일 미스트 입자가 가스로 전환되는 비율을 나타낸 그래프.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 명세서에 개시된 실시 예를 상세히 설명하되, 도면 부호에 관계없이 동일하거나 유사한 구성요소는 동일한 참조 번호를 부여하고 이에 대한 중복되는 설명은 생략하기로 한다. 이하의 설명에서 사용되는 구성요소에 대한 접미사 "모듈" 및 "부"는 명세서 작성의 용이함만이 고려되어 부여되거나 혼용되는 것으로서, 그 자체로 서로 구별되는 의미 또는 역할을 갖는 것은 아니다. 또한, 본 명세서에 개시된 실시 예를 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 본 명세서에 개시된 실시 예의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다. 또한, 첨부된 도면은 본 명세서에 개시된 실시 예를 쉽게 이해할 수 있도록 하기 위한 것일 뿐, 첨부된 도면에 의해 본 명세서에 개시된 기술적 사상이 제한되지 않으며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 사시도 이고, 도 2 는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극모듈의 사시도 이며, 도 3은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 단면도이다.
도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치(1)는, 플라즈마 영역을 형성하도록 공기유로 상에 설치되는 다수개의 전극모듈(10)과, 상기 다수개의 전극모듈(10)을 상호 이격시켜 상기 다수 개의 전극모듈 사이에 공간(30)을 형성하는 지지부(20)를 포함한다.
상기 전극모듈(10)은 복수로 구비되어 상기 지지부(20)와 상호 교번되게 상하로 적층된다. 일 예로, 상기 지지부(20)의 상면에 상기 전극모듈(10)에 저면 일부가 접촉됨으로써, 상기 전극모듈(10)과 상기 지지부(20)가 적층될 수 있다. 상기 전극모듈(10)간의 거리는 상기 지지부(20)의 높이를 변화시킴으로써 조절 가능하고, 이에 따라 상기 공간(30)의 높이도 변화될 수 있다. 한편, 상기 공간(30) 높이의 변화에 따라, 상기 전극모듈(10)간에 형성되는 플라즈마 영역의 강도가 조절될 수 있다.
상기 지지부(20)는 상기 전극모듈(10)의 양측 가장자리 영역을 각각 지지한다. 따라서, 상하로 적층된 전극모듈(10)과 상기 지지부(20)에 의해, 인접하는 상기 전극모듈(10) 간에는 소정의 공간(30)이 형성된다. 전술한 바와 같이, 상기 전극모듈(10)은 공기유로 상에 설치되므로, 상기 공간(30)을 통과함으로써 공기가 유동될 수 있다.
상기 지지부(20)는 절연체로 제작된다. 따라서, 상기 전극모듈(20)과 상기 지지부(20)는 상호 전기적 반응이 일어나지 않는다.
상기 전극모듈(10)은 전압이 인가되어 플라즈마 영역을 형성하는 전극부(16)와, 상기 전극부(16)의 상면 및 하면을 둘러싸는 유전체(12)를 포함한다.
상기 전극부(16)는 대략 판형상으로 형성된다. 그리고, 상기 전극부(16)의 상면과 하면에 상기 전극부(16)의 단면 형상에 대응되는 판형상의 유전체(12)가 배치되어 상기 전극부(16)를 둘러싼다. 도 2에 도시된 바와 같이, 상기 전극부(16)의 상면에는 제 1 유전체(13)가 배치되고, 상기 전극부(16)의 하면에는 제 2 유전체(14)가 배치된다.
상기 전극부(16)는 금속판으로 형성된다. 상기 금속은 텅스텐, 철, 구리, 백금 및 은으로 이루어진 군에서 선택될 수 있다. 일례로, 상기 금속은 구리(Cu)일 수 있다.
상기 유전체(12)는 절연체로 제작된다. 일례로, 상기 유전체(12)는 알루미나(Al2O3)로 제작될 수 있다.
그리고, 상기 전극부(16) 및 유전체(12)에는 상기 전극부(16) 및 유전체(12)를 각각 수직한 방향으로 관통하는 나사홀이 형성되어, 상기 나사홀에 끼워지는 나사를 통해 상기 전극부(16)와 상기 유전체(12)가 나사결합 될 수 있다. 일 예로, 도 2에서는 상기 전극부(16) 및 상기 유전체(12)의 네 모서리에 나사홀이 형성되어, 나사(17)를 통해 상호 결합된 것을 도시하고 있다. 따라서, 고온 및 고압의 환경하에서 상기 다수의 전극모듈(10)은 서로 분리되지 않고 견고히 접합될 수 있다.
도 4는 본 발명의 일 실시 예에 따른 전극모듈에 전원장치가 장착된 모습을 보인 단면도이다.
도 4를 참조하면, 상기 공기정화장치(1)에는 상기 전극부(16)에 전압을 인가하기 위한 전원부(50)와, 상기 전압이 인가되는 전극부(16)와 전위차를 형성하기 위한 접지전극(60)이 포함된다.
상기 전원부(50)는 상기 전극모듈(10)의 일측에 설치되고, 상기 접지전극(60)은 상기 전극모듈(10)의 타측에 설치된다.
상기 전극모듈(10)에는, 상기 전원부(50)와 전기적으로 연결되는 제 1 연결전극(17) 과, 상기 접지전극(60)과 전기적으로 연결되는 제 2 연결전극(18)이 포함된다.
이를 통해, 서로 인접하는 제 1 연결전극(17)과 제 2 연결전극(18)의 사이에는 전위차가 발생된다. 상기 전원부(50)로부터 상기 제 1 연결전극(17)에 개시전압 이상의 고전압이 인가되면, 상기 제 1 연결전극(17)과 상기 제 2 연결전극(18)의 사이에는 절연파괴가 발생되고, 높은 전기장에 의한 방전 현상으로 인해 강력한 플라즈마 영역이 형성된다.
따라서, 상기 전극모듈(10)에는 유전체 배리어 방전(Dielectric barrier discharge)이 일어나게 되고, 이로 인해 유입되는 공기 중의 유해가스는 분해 및 친수성으로 변환될 수 있다. 다시 말하면, 상기 전극모듈(10)은 입자상 물질을 집진에 의해 제거하고, 이온에 의해 대전되게 하는 부분으로써 이해될 수 있다.
한편, 상기 전원부(50)에는 전압의 주파수 또는 파형을 변형시키는 제너레이터(미도시)가 구비될 수 있다. 상기 제너레이터는, 입자상 물질의 집진 또는 분해에 따라 상기 제 1 연결전극(17)에 인가되는 전압의 주파수와 파형을 변형시킨다.
이하에서는, 상기와 같은 구성을 가지는 공기정화장치의 작용에 대하여 설명하기로 한다.
도 5는 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치에 공기가 유동하는 모습을 보인 사시도이고, 도 6은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 작용을 설명하기 위한 도면이다.
도 5를 참조하면, 상기 공기정화장치(1)는 건물 또는 식당의 환기장치에 구비되는 덕트(200)내에 설치될 수 있다. 상기 덕트(200) 내에는, 공기가 유동할 수 있는 유로(100)가 형성된다.
상세히, 상기 공기정화장치(1)는 실내에 오염된 공기를 배출하기 위한 환기장치의 공기 배출공간 상에 설치되고, 상기 공기에는 오염 물질이 포함될 수 있다. 상기 오염 물질에는 음식물의 조리과정에서 발생되는 오일 미스트가 포함될 수 있다.
상기 공기정화장치(1)는 상기 유로(100) 상에서 상기 판형상의 전극모듈(10)이 상기 공기 유동방향에 수평하도록 설치된다. 따라서, 공기는 상기 전극모듈(10)의 사이에 형성된 공간(30)을 통해 외부로 배출된다.
상기 전원부(50)를 통해 상기 제 1 연결전극(17)에 교류(AC) 또는 펄스형 고전압이 인가되면, 접지전극과 연결된 제 2 연결전극(18)과의 작용을 통해 절연파괴가 발생되고, 높은 전기장에 의한 방전 현상이 발생되어 상기 공간(30)에는 강력한 플라즈마 영역이 형성된다.
최초에는 상기 전원부(50)에서 주파수가 상대적으로 낮은 전압이 인가됨으로써, 공기 중에 존재하는 오일 미스트가 상기 유전체(12)에 포집될 수 있다. 즉, 주파수가 낮은 경우 전기장 방향이 보다 느린 속도로 바뀌게 되고, 공기에 존재하는 입자의 종방향 이동 길이가 짧아지므로, 오일 미스트 입자가 유전체(12)에 용이하게 포집될 수 있고 이에 따라 포집 효율이 높아질 수 있다.
그리고, 상기 유전체(12)에 오일 미스트 입자들이 포집되면, 상기 전원부(50)에서는 주파수가 상대적으로 높은 전압이 인가되어 상기 입자들을 분해시킨다. 주파수가 높은 경우 전압 대비 전류 값이 커짐으로 인해 전력이 증가하고 높은 에너지가 발생하기 때문에, 입자들이 용이하게 분해될 수 있다.
따라서, 본 실시 예에 따른 공기정화장치(1)는, 최초에는 낮은 주파수의 전압을 인가하여 하전된 오일 미스트 입자를 포집하고, 상기 유전체(12)에 입자가 포집되면 높은 주파수의 전압을 인가시킴으로써 포집된 입자를 분해할 수 있다.
도 6을 참조하면, 공기와 함께 유로를 유동하는 오일 미스트 입자들은, 상기 전극모듈(10)의 유전체 베리어 방전에 의해 생성된 전자(e-)와 반응한다. 반응한 입자들은 완전 산화되어 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 저탄화수소 화합물로 분해되고, 분해된 물질은 유로 상에서 공기유동에 따라 외부로 배출된다.
도 7은 본 발명의 일 실시 예에 따른 공기정화장치의 오일 미스트의 제거 효율을 설명하기 위한 실험 그래프이다.
도 7에 도시된 그래프의 가로축은 상기 플라즈마 영역 내에서 입자들의 분해 반응 지속 시간을 나타내고 있고, 세로축은 오일 미스트 입자가 제거되는 효율을 나타내고 있다.
도 7을 참조하면, 오일 미스트 입자의 분해 반응 시간이 지속될수록 분해효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 마찬가지로, 주파수가 높은 전압이 인가될수록 오일 미스트 입자의 분해 효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 상기 공기정화장치(1)는, 낮은 주파수의 전압을 인가하여 오일 미스트 입자를 포집하고, 오일 미스트 입자가 상기 플라즈마 영역 내에서 분해되는 지속시간을 늘릴 수 있다. 그리고, 오일 미스트 입자가 상기 유전체(12)에 포집되면, 높은 주파수의 전압을 인가하여 오일 미스트 입자를 분해할 수 있다.
도 8은 분해된 오일 미스트 입자가 가스로 전환되는 비율을 나타낸 그래프이다.
도 8의 그래프에서 가로축은 인가된 전압의 주파수를 나타내고, 세로축은 분해 효율을 나타내고 있다.
도 8을 참조하면, 전술한 바와 같이 전극부(16)에 인가되는 전압의 주파수 영역대가 높을수록, 오일 미스트의 분해 효율이 증가하는 것을 확인할 수 있다. 또한, 60kHz 영역에서는 분해된 오일 미스트 입자의 95%가 대부분 가스로 전환되는 것을 확인할 수 있다.
따라서, 오일 미스트 입자들의 대부분이 상기 전극모듈(10)의 유전체 베리어 방전으로 인해 생성된 전자(e-)와 반응하여 이산화탄소(CO2), 물(H2O), 저탄화수소 화합물로 분해되므로, 대기의 공기질 개선에 효과적임을 확인할 수 있다.
제안되는 발명에 의하면, 주파수의 영역대를 구별하여 오일 미스트를 집진 또는 분해 시킴으로써 오일 미스트를 효과적으로 제거할 수 있다.
또한, 전극과 전극 사이에 플라즈마 영역을 형성하여 오일 미스트를 제거하기 때문에 필터를 교체하는 등의 수작업이 요구되지 않아 오일 미스트의 제거 과정이 간단해지는 장점이 있다.
또한, 유전체와 전극을 나사를 통해 결합시키기 때문에 고온에서도 장치의 안정성을 확보할 수 있다.

Claims (15)

  1. 공기유로 상에 설치되는 다수 개의 전극모듈; 및
    상기 다수 개의 전극모듈을 상호 이격시켜, 상기 다수 개의 전극모듈 사이에 공간부를 형성하는 지지부가 포함되며,
    상기 전극 모듈에는,
    전압이 인가되어 플라즈마 영역을 형성하는 전극부; 및
    상기 전극부의 적어도 일측에 배치되어, 공기 중의 오염물질을 포집하는 유전체를 포함하는 공기정화장치.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수 개의 전극모듈은 일 방향으로 적층되는 공기정화장치.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수 개의 전극모듈을 상호 이격시키는 지지부를 더 포함하고,
    상기 전극 모듈과 상기 지지부는 상호 교번되게 적층되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
  4. 제 1 항에 있어서,
    상기 유전체는 복수로 구비되며,
    상기 복수의 유전체에는,
    상기 전극부의 일면에 배치되는 제 1 유전체; 및
    상기 전극부의 타면에 배치되는 제 2 유전체가 포함되는 공기정화장치.
  5. 제 1 항에 있어서,
    상기 공간부는, 일 전극모듈의 유전체와 타 전극모듈의 유전체 사이에 형성되는 공기정화장치.
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 전극부와 상기 유전체는 상호 나사 결합되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
  7. 제 2 항에 있어서,
    상기 전극모듈의 일측에서 상기 전극모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 전극부에 전원을 인가하는 전원부; 및
    상기 전극모듈의 타측에서 상기 전극모듈과 전기적으로 연결되며, 상기 전원이 인가되는 전극부와 전위차를 형성하기 위한 접지전극을 더 포함하는 공기정화장치.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원부로부터 상기 전극모듈로 연장되는 제 1 연결전극이 더 포함되는 공기정화장치.
  9. 제 8 항에 있어서,
    상기 접지전극으로부터 상기 전극모듈로 연장되는 제 2 연결전극 더 포함되는 공기정화장치.
  10. 제 9 항에 있어서,
    상기 제 1 연결전극과 제 2 연결전극은 일방향으로 교번하여 배치되는 공기정화장치.
  11. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원부에는,
    상기 전원부에서 인가되는 전압의 주파수와 파형을 변형시키기 위한 제너레이터가 포함되는 공기정화장치.
  12. 제 7 항에 있어서,
    상기 전원부는,
    제 1 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 오일 미스트를 포집하고,
    상기 유전체에 오일 미스트가 포집되면 상기 제 1 주파수 보다 상대적으로 높은 제 2 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 포집된 오일 미스트를 분해하는 공기정화장치.
  13. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 전극모듈은 공기유로 내에 상하 방향으로 배치되며, 상기 유전체는 공기의 유동방향에 대응하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
  14. 제 1 항에 있어서,
    상기 다수의 전극모듈은 공기유로 내에 상하 방향으로 배치되며, 상기 유전체는 공기의 유동방향에 대응하는 방향으로 연장되는 것을 특징으로 하는 공기정화장치.
  15. 제 14 항에 있어서,
    상기 전원부는,
    제 1 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 오일 미스트를 포집하고,
    상기 유전체에 오일 미스트가 포집되면 상기 제 1 주파수 보다 상대적으로 높은 제 2 주파수의 전압을 인가하여 상기 유전체에 포집된 오일 미스트를 분해하는 공기정화장치.
PCT/KR2015/008619 2014-08-18 2015-08-18 공기정화장치 WO2016028062A1 (ko)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201580040868.7A CN106794472B (zh) 2014-08-18 2015-08-18 空气净化装置

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2014-0107243 2014-08-18
KR1020140107243A KR102236918B1 (ko) 2014-08-18 2014-08-18 공기정화장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2016028062A1 true WO2016028062A1 (ko) 2016-02-25

Family

ID=55350948

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/KR2015/008619 WO2016028062A1 (ko) 2014-08-18 2015-08-18 공기정화장치

Country Status (3)

Country Link
KR (1) KR102236918B1 (ko)
CN (1) CN106794472B (ko)
WO (1) WO2016028062A1 (ko)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112426554A (zh) * 2020-10-30 2021-03-02 重庆城市管理职业学院 空气消毒装置及空气消毒方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980066229A (ko) * 1997-01-21 1998-10-15 구자홍 전기 집진 탈취장치
KR20030062665A (ko) * 2002-01-18 2003-07-28 학교법인연세대학교 고효율 집진장치
KR20070107825A (ko) * 2006-05-04 2007-11-08 한국기계연구원 평판형 저온 플라즈마 반응기
KR100783061B1 (ko) * 2007-01-25 2007-12-07 주식회사 대한피엔씨 이계면 방전을 이용한 공기 정화장치
KR20080057673A (ko) * 2006-12-20 2008-06-25 재단법인 포항산업과학연구원 오일미스트 흄 제거 실험장치

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100462188B1 (ko) * 2002-12-13 2004-12-17 주식회사 블루플래닛 세라믹 박판을 사용한 양산가능 다목적 판대판형 플라즈마반응기 및 그 제조 방법
CN101091871A (zh) * 2007-05-23 2007-12-26 万京林 低温等离子体工业废气处理装置
CN203075822U (zh) * 2012-05-23 2013-07-24 北京华温科科技有限公司 一种室内空气净化装置
US9114356B2 (en) * 2012-09-20 2015-08-25 Clean Air Group, Inc. Fiberglass dielectric barrier ionization discharge device

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR19980066229A (ko) * 1997-01-21 1998-10-15 구자홍 전기 집진 탈취장치
KR20030062665A (ko) * 2002-01-18 2003-07-28 학교법인연세대학교 고효율 집진장치
KR20070107825A (ko) * 2006-05-04 2007-11-08 한국기계연구원 평판형 저온 플라즈마 반응기
KR20080057673A (ko) * 2006-12-20 2008-06-25 재단법인 포항산업과학연구원 오일미스트 흄 제거 실험장치
KR100783061B1 (ko) * 2007-01-25 2007-12-07 주식회사 대한피엔씨 이계면 방전을 이용한 공기 정화장치

Also Published As

Publication number Publication date
CN106794472B (zh) 2018-09-25
CN106794472A (zh) 2017-05-31
KR20160021666A (ko) 2016-02-26
KR102236918B1 (ko) 2021-04-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2012023665A1 (ko) 집진 시스템
JP2000135411A (ja) 排ガス処理装置及びその製造方法
CN204629642U (zh) 油烟净化装置
WO2019151790A1 (ko) 전기 집진 필터 및 이를 포함하는 전기 집진 장치
CN106907215A (zh) 一种处理发动机排放尾气的装置和方法
WO2016028062A1 (ko) 공기정화장치
ATE521399T1 (de) Verfahren und einrichtung zur chemischen modifizierung von gasen oder dämpfen
WO2018151506A1 (ko) 열분해기용 정제기
US20180178222A1 (en) Method and arrangement
JP2000354787A (ja) 湿式電気集塵装置
JP2005530611A (ja) ガス環境における静電ろ過および粒子変換
WO2022055175A1 (ko) 구이기 테이블용 집진장치
WO2019168293A1 (ko) 냉각결로필터수단 및 이를 이용한 백연 및 미세먼지 저감 시스템
CN104043528A (zh) 电磁振动冲击波净化机构及其用于工业除尘和油烟净化的方法
CN106179753B (zh) 静电集尘器结构
CN203447927U (zh) 工业废气净化设备
WO2019124623A1 (ko) 탄소계 코팅층을 갖는 플라즈마 와이어 및 이를 이용한 집진기
CN108355469B (zh) 一种两段式等离子体耦合深度净化餐饮废气的方法
WO2022035088A1 (ko) 유해가스 제거용 플라즈마 촉매 반응기 및 이를 이용한 유해가스 처리 방법
JP2013240741A (ja) 湿式電気集塵機の電極カバー装置
CN212017394U (zh) 一种集装箱式沥青烟气处理装置
CN214581679U (zh) 组合式等离子体空气消毒净化机
KR200207679Y1 (ko) 유해가스 처리를 위한 플라즈마 반응기와 부산물 제거용전기집진기의 일체형 설비
CN105833993A (zh) 电弧式除雾器
KR101174137B1 (ko) 플라즈마를 이용한 대기오염물질 처리장치

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 15834090

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 15834090

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1