WO2020105802A1 - 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치 및 방법 - Google Patents

정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치 및 방법

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WO2020105802A1
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fine particles
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Definitions

  • the present invention relates to an air filtration dust collection technology, and more specifically, it uses a high-efficiency low pressure loss film type electrostatic filter as a primary filter to improve the air permeability to reduce pressure loss while improving the filter's dust removal performance.
  • a primary filter as an electrostatic derivative, it is possible to improve the performance of a secondary nonwoven filter filled with static electricity and maintain the improved performance, thereby increasing the efficiency of collecting dust including ultrafine particles in the air.
  • the present invention relates to an air filtering dust collecting device and method.
  • the present invention is to solve the above-described conventional problems, the purpose of which is to improve the air permeability to reduce the pressure loss while improving the dust removal performance of the filter, a high-efficiency low pressure loss film type electrostatic filter as a primary filter. Use it, and use the primary filter as an electrostatic derivative to improve the performance of the secondary nonwoven filter filled with static electricity and maintain the improved performance to increase the efficiency of collecting dust including ultrafine particles in the air.
  • a static electricity induction type air filtration dust collecting device and method is to solve the above-described conventional problems, the purpose of which is to improve the air permeability to reduce the pressure loss while improving the dust removal performance of the filter, a high-efficiency low pressure loss film type electrostatic filter as a primary filter.
  • the primary filter as an electrostatic derivative to improve the performance of the secondary nonwoven filter filled with static electricity and maintain the improved performance to increase the efficiency of collecting dust including ultrafine particles in the air.
  • the static electricity induction type air filtration dust collector charges the polymer synthetic resin film to form a filter element, and the position of the plurality of protrusions on the filter element is non-uniform. After being formed, the film is wound in a cylindrical shape to form an air passage parallel to the air flow direction, and some of the fine particles in the air passing through the air passage are collected by the traction force of static electricity of the charged filter element.
  • a primary film-type electrostatic filter configured to impart electrostatic force to the remaining fine particles that have been collected and not collected by the electrostatic induction phenomenon occurring in the process of passing through the air passage;
  • a secondary non-woven electrostatic filter configured to collect the fine particles to which the electrostatic force has passed through the primary film-type electrostatic filter is collected by the traction force of static electricity.
  • the fine particles to which the electrostatic force has been applied may include the secondary.
  • the static electricity induction type air cleaning method (a) charges the polymer synthetic resin film to form a filter element, and a plurality of projections on the filter element are positioned After the non-uniformly formed, winding the film in a cylindrical shape to prepare a primary film-type electrostatic filter formed by forming a ventilation path parallel to the air flow direction; (b) Some of the fine particles in the air passing through the air passage of the primary film type electrostatic filter are collected by the traction force of the static electricity of the charged filter element, and the fine particles that are not collected pass through the air passage.
  • the dust collecting step may include, and the collecting efficiency of the secondary nonwoven electrostatic filter by increasing the electrostatic force of the secondary nonwoven electrostatic filter in step (d) by the fine particles to which the electrostatic force is applied in step (b) is increased. And increase its performance for a long time.
  • FIG. 1 is a block diagram of an air filtration dust collector according to an embodiment of the present invention
  • FIG. 2 is a perspective view of a state in which the primary filter type electrostatic filter of FIG. 1 is partially unfolded;
  • FIG. 3 is a cross-sectional view of the electrostatic filter of FIG. 2,
  • FIG. 4 is a partially enlarged plan view of the electrostatic filter of FIG. 2,
  • FIG. 5 is a cross-sectional view taken along line A-A in FIG. 4,
  • FIG. 6 is a flowchart of an air cleaning method according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a block diagram of an electrostatic induction type air filtration dust collector according to an embodiment of the present invention, as shown in the figure, a primary film type electrostatic filter 20, a secondary nonwoven electrostatic filter 40, and It may include a fan (Fan) (60).
  • a primary film type electrostatic filter 20 a secondary nonwoven electrostatic filter 40, and It may include a fan (Fan) (60).
  • the primary film type electrostatic filter 20 is for first filtering out the inflow air and then discharging it. Particularly, some of the various fine particles contained in the inflow air are generated by the traction of static electricity charged on the surface of the filter 20. The adsorption and dust collection may be performed so that the fine particles that are not adsorbed / aggregated are discharged after the electrostatic force is applied by the electrostatic induction phenomenon between the filter 20 and the fine particles as a large current.
  • the secondary nonwoven electrostatic filter 40 is for second air filtering and discharge of air passing through the primary film type electrostatic filter 20, and the electrostatic force in the air passing through the primary film type electrostatic filter 20 is given. It can be configured to adsorb the fine particles by the traction force of the static electricity of the filter 40 and collect them, and filter them by the physical properties of the nonwoven fabric.
  • the primary film-type electrostatic filter 20 functions as an electrostatic derivative, so that particles in the air introduced into the primary film-type electrostatic filter 20 have electrostatic force due to electrostatic induction, and the electrostatic force is applied.
  • the particles having excitation are continuously collected in the secondary nonwoven electrostatic filter 40, so that the secondary nonwoven electrostatic filter 40 continuously maintains a charged state, thereby improving the efficiency of collecting particles (dust) in the air.
  • the performance and life of the nonwoven electrostatic filter 20 can be maximized.
  • the primary film type electrostatic filter 20 is provided with a ventilation path (22 in FIGS. 2-3) parallel to the flow direction of air and having a predetermined length and width.
  • a ventilation path 22 in FIGS. 2-3
  • Some of the fine particles in the air passing through are collected by the traction power of static electricity, and the remaining fine particles are given static electricity by the electrostatic induction phenomenon that occurs in the process of passing through the passage 22, and the static electricity is applied.
  • the fine particles increase the electrostatic force of the secondary nonwoven electrostatic filter 40, thereby increasing the collection efficiency of the secondary nonwoven electrostatic filter 40 and maintaining its performance for a long time.
  • the fan 60 is installed at the outlet side of the air filtration dust collecting device, that is, behind the secondary nonwoven electrostatic filter 40, and when the fan 60 is driven, air is introduced to the primary film type electrostatic filter 20 to pass through the air. It can be passed parallel to (22).
  • FIG. 2 is a partially unfolded perspective view of an embodiment of the primary film type electrostatic filter 20 of FIG. 1
  • FIG. 3 is a sectional view of FIG. 2
  • FIG. 4 is a partially enlarged plan view of FIG. 2
  • FIG. 5 is FIG. 4 It is a cross section of AA line.
  • the primary film-type electrostatic filter 20 is charged to a polymer synthetic resin film such as polypropylene or polyethylene having a certain width by a corona discharge device of 10 to 40 kV, and thus positive (+) polarity And negative (-) polar charges are deposited (imposed) to form a filter element 20, and a plurality of protrusions 21 on the filter element 20, for example, have a non-uniform spacing between each other. Is formed so as to be irregular, and the filter element 20 formed by forming the protrusion 21 while being charged is parallel to the flow direction of air to be collected and has a width equal to the height of the protrusion 21.
  • a pressure equalizing hole (23) that forms a vent (22) and passes through the filter element (20) between the protrusion (21) and the protrusion (21) of the filter element (20) to communicate both sides of the filter element (20). Is formed.
  • the equalization hole 23 may be formed in a cross section of any shape, for example, a circular, elliptical, triangular or more polygon, and the cross-sectional area of the filter is, for example, the use condition of the filter, the air passing pressure, the width or length of the ventilation passage 22 , It can be decided according to the design conditions such as fan pressure.
  • the thickness of the filter element 20 can be formed to be 0.1 to 1 mm to maintain rigidity, and the height of the projection 21 is the condition of the air to be cleaned within the range of about 0.1 to 5 mm, the amount of ventilation (amount of intake air) Alternatively, it can be adjusted according to the number of revolutions of the fan, and the projection 21 can freely adjust the pressure loss by allowing its height to be adjusted by the width of the filter element 20. For example, when the width of the filter element 20 is made small, the height of the protrusion 21 can be made small, and when the width of the filter element 20 is made large, the height of the protrusion 21 can be made large.
  • the width of the filter element 20 can be determined according to design conditions such as the volume or shape of the case of the air filtration dust collecting device, and then the height of the projection 21 can be determined. .
  • the protrusions 21 irregularly form gaps between each other, so that when the air to be cleaned passes through the passages 22, the protrusions 21 collide with the protrusions 21 to form a bypass passage, thereby rubbing each other to increase dust collection efficiency.
  • the air to be cleaned flows into the air passage 22 in parallel with the flow direction to collect fine dust and at the same time purify the odor of the gas contained in the fine dust, and the purification of odor such as acid or alkaline gas is better.
  • a porous deodorant such as activated carbon or zeolite and a disinfecting agent such as silver or titanium oxide capable of sterilizing bacteria are more preferably dispersed. Can be used by cutting.
  • the primary film type electrostatic filter 20 as described above is normally built into a case and a fan 60 is installed at the rear to suck the air to be cleaned in parallel with the ventilation passage 22, and the air to be cleaned is passed through the ventilation passage ( 22)
  • charge (electrostatic) and dust, etc., applied to the filter element 20 collect and collect dust, and at the same time, dust that is not collected due to static electricity induction has electrostatic force, and is clean when it is cleaned as described above.
  • the air to be tried flows in parallel with the air passage 22, so that the pressure loss is small, and the passage length of the air to be cleaned is long, so that charging is good, thereby increasing dust collection efficiency and electrostatic induction.
  • the secondary nonwoven electrostatic filter ( The surface of the 40) and the charged state of the particles collected on the electrostatic filter 40 can be maintained continuously.
  • the primary film type electrostatic filter 20 increases the height of the projections 21 when the filter element 20 is formed to have a large width, and lowers the height of the projections 21 when the width of the filter element 20 is short. By doing so, it is possible to increase the degree of freedom of design of the air purifier.
  • the present invention as described above is provided to the filter element 20 by passing the air to be collected in parallel with the air passage 22 by installing a fan 60 in the inlet, outlet or middle of the filters 20 and 40 Electric charge (electrostatic) and foreign matter are collected by charging, and at the same time, induction of static electricity occurs.
  • wind pressure air volume
  • the air pressure of the ventilation passage 22 on the high pressure side moves to the ventilation passage 22 side on the low pressure side via the equalization hole 23 to filter element 20
  • the spacing of the air passages 22 is uniformly maintained, and when the spaces of all the air passages 22 are uniform, the electric field strength in all the air passages 22 is also uniform, so that the pressure loss is small.
  • the dust collection efficiency can be maintained satisfactorily.
  • FIG. 6 is a flowchart of an air cleaning method according to an embodiment of the present invention, and is applied to the devices of FIGS. 1-5, and thus will be described in parallel with the operation of the device.
  • a charge is applied to the polymer synthetic resin film to form a filter element 20, and a plurality of protrusions 21 on the filter element 20 have uneven positions. Thereafter, the film is wound in a cylindrical shape to form a ventilation path 22 parallel to the air flow direction, and thus a primary film type electrostatic filter 20 configured as shown in FIGS. 2 to 5 is provided (S601).
  • a secondary nonwoven electrostatic filter 40 filled with static electricity is provided behind the primary film type electrostatic filter 20 (S605), and in step S603, the air passage of the primary film type electrostatic filter 20 is passed (22). )
  • To collect the fine particles to which the electrostatic force has passed has been collected by the traction force of the static electricity of the secondary nonwoven electrostatic filter 40 of step S605, wherein the fine particles to which the electrostatic force has been applied in step S603 are the secondary nonwoven electrostatic filter 40 )
  • S607 By increasing the electrostatic force of the secondary non-woven electrostatic filter 40, and at the same time it is possible to maintain its performance for a long time
  • the film-type electrostatic filter as an electrostatic derivative, it has better air permeability than the existing fiber material filters (HEPA, ULPA), thereby reducing the pressure loss while maintaining the filter's dust removal performance, thereby increasing the power consumption efficiency and It is possible to implement a low-noise air filtration dust collector, and in particular, it has an effect of blocking the risks associated with the discharge of secondary pollutants such as ozone and carbon compared to the electric charge method by the conventional ionizer.

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Abstract

통기성을 향상시켜 압력 손실을 낮추면서도 필터의 분진제거 성능은 향상시킬 수 있는 고효율 낮은 압력손실의 필름형 정전필터를 1차 필터로 사용하도록 하고, 그 1차 필터를 정전기 유도체로 활용하여 정전기가 충전되어 있는 2차 부직포 필터의 성능을 향상시키고 그 향상된 성능을 유지시켜서 공기 중 초미세입자를 포함한 먼지의 포집 효율을 증가시킬 수 있도록 하는 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치 및 방법을 개시한다.

Description

정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치 및 방법
본 발명은 공기 여과집진 기술에 관한 것으로, 보다 상세하게는 통기성을 향상시켜 압력 손실을 낮추면서도 필터의 분진제거 성능은 향상시킬 수 있도록 하는 고효율 낮은 압력손실의 필름형 정전필터를 1차 필터로 사용하되 그 1차 필터를 정전기 유도체로 활용하여 정전기가 충전되어 있는 2차 부직포 필터의 성능을 향상시키고 그 향상된 성능을 유지시켜서 공기 중 초미세입자를 포함한 먼지의 포집 효율을 증가시킬 수 있는, 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치 및 방법에 관한 것이다.
일반적으로, 현대사회는 급속한 경제성장과 생활환경의 변화를 거치고 있으며, 그 중 대표적으로 실내/외 공기질의 악화를 들 수 있다. 특히, 현대사회를 살아가는 인간은 하루 24시간 중 90% 이상을 실내에서 생활하고 있지만 한정된 공간에서의 공기순환으로 인하여 오염물질의 농도는 지속적으로 증가하고 있기 때문에, 실내공기질의 중요성은 국민생활수준의 향상에 따라 시간이 지날수록 중요한 이슈가 되고 있다. 따라서 선진국을 중심으로 이러한 오염물질의 정화와 여과매체에 대한 연구 및 개발이 활발히 진행되고 있으며, 이에 따라 공기정화장치의 핵심부품인 고효율 필터[HEPA(High Efficiency Particulate Air), ULPA(Ultra Low Penetration Air) Filter]에 대한 수요 및 연구 또한 확대되고 있지만, 현재 상용화되어 있는 HEPA, ULPA급 필터의 경우 필터의 압력손실에 의한 진동, 소음 및 에너지 낭비 등의 여러 가지 문제점이 지적되고 있다.
또한 국내에서 사용되는 대부분의 고성능 필터 여재는 대부분 외국에서 수입하여 사용하고 있는 실정이나, 최근 들어 중/저성능 및 정전필터 여재는 국산화를 마쳐 양산단계에 진입하였다. 하지만 시간의 경과에 따라 정전필터가 대전을 잃어버리게 되어 그 성능 및 수명이 기대에 미치지 못하고 있으며, 최근 실용화된 제품은 이오나이저를 이용하여 공기 중의 입자를 대전시키고 대전된 입자로 정전필터의 정전기력을 높여 그 성능을 유지시키기 위한 방식이 제안된 바 있으나, 기존의 이오나이저를 이용한 방식은 오존, 카본 등의 2차 오염 물질을 생산해 낼 수 있는 위험 요소가 있었다.
본 발명은 전술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 통기성을 향상시켜 압력 손실을 낮추면서도 필터의 분진제거 성능은 향상시킬 수 있는 고효율 낮은 압력손실의 필름형 정전필터를 1차 필터로 사용하도록 하고, 그 1차 필터를 정전기 유도체로 활용하여 정전기가 충전되어 있는 2차 부직포 필터의 성능을 향상시키고 그 향상된 성능을 유지시켜서 공기 중 초미세입자를 포함한 먼지의 포집 효율을 증가시킬 수 있도록 하는, 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 측면에 따른 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치는, 고분자 합성수지 필름에 하전을 하여 필터 엘리먼트를 형성하고, 그 필터 엘리먼트 상에 다수의 돌기를 그 위치가 불균일하게 형성한 후, 상기 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름 방향과 평행한 통기로를 형성하여, 상기 통기로를 통과하는 공기 중의 미세 입자 중 일부는 상기 하전된 필터 엘리먼트의 정전기의 견인력에 의해 집진되고 미집진된 나머지 미세 입자에는 상기 통기로를 통과하는 과정에서 발생하는 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여되도록 구성된 1차 필름형 정전필터; 및 상기 1차 필름형 정전필터를 통과한 상기 정전기력이 부여된 미세 입자를 정전기의 견인력에 의해 집진하도록 구성된 2차 부직포 정전필터;를 포함할 수 있고, 상기 정전기력이 부여된 미세 입자가 상기 2차 부직포 정전필터의 정전기력을 높여줌으로써 상기 2차 부직포 정전필터의 포집 효율을 높임과 동시에 그 성능을 오래 유지할 수 있도록 한다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 다른 측면에 따른 정전기 유도 방식 공기 청정 방법은, (a) 고분자 합성수지 필름에 하전을 하여 필터 엘리먼트를 형성하고, 그 필터 엘리먼트 상에 다수의 돌기를 그 위치가 불균일하게 형성한 후, 상기 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름 방향과 평행한 통기로를 형성하여 구성된 1차 필름형 정전필터를 준비하는 단계; (b) 상기 1차 필름형 정전필터의 상기 통기로를 통과하는 공기 중의 미세 입자 중 일부는 상기 하전된 필터 엘리먼트의 정전기의 견인력에 의해 집진되고 미집진된 나머지 미세 입자에는 상기 통기로를 통과하는 과정에서 발생하는 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여되도록 하는 단계; (c) 정전기가 충전된 2차 부직포 정전필터를 준비하는 단계; 및 (d) 상기 단계 (b)에서 상기 1차 필름형 정전필터의 상기 통기로를 통과한 상기 정전기력이 부여된 미세 입자를 상기 단계 (c)의 상기 2차 부직포 정전필터의 정전기의 견인력에 의해 집진하는 단계;를 포함할 수 있고, 상기 단계 (b)에서 상기 정전기력이 부여된 미세 입자가 상기 단계 (d)에서 상기 2차 부직포 정전필터의 정전기력을 높여줌으로써 상기 2차 부직포 정전필터의 포집 효율을 높임과 동시에 그 성능을 오래 유지할 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기 여과집진 장치의 블록 구성도,
도 2는 도 1의 1차 필터형 정전필터를 일부 펼친 상태의 사시도,
도 3은 도 2 정전필터의 단면도,
도 4는 도 2의 정전필터의 일부 확대 평면도,
도 5는 도 4의 A-A선 단면도,
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정 방법의 흐름도이다.
이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 실시예에 대해 구체적으로 설명한다. 각 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어서 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 한다. 또한, 본 발명의 실시예에 대한 설명 시 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치의 블록 구성도로, 동 도면에 도시된 바와 같이, 1차 필름형 정전필터(20), 2차 부직포 정전필터(40), 및 팬(Fan)(60)을 포함할 수 있다.
1차 필름형 정전필터(20)는 유입된 공기를 1차 필터링한 후 배출하기 위한 것으로, 특히 유입된 공기 중에 포함된 각종 미세 입자 중 일부를 필터(20) 표면에 하전된 정전기의 견인력에 의해 흡착하여 집진하고, 미흡착/미집진된 미세 입자에는 대전체로서의 필터(20)와 미세 입자 간의 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여된 후 배출되도록 구성될 수 있다.
2차 부직포 정전필터(40)는 1차 필름형 정전필터(20)를 통과한 공기를 2차 필터링 한 후 배출하기 위한 것으로, 1차 필름형 정전필터(20)를 통과한 공기 중의 정전기력이 부여된 미세 입자를 필터(40)의 정전기의 견인력에 의해 흡착하여 집진함과 아울러 부직포의 물리적 특성에 의해 여과하도록 구성될 수 있다.
본 실시예에 따르면, 1차 필름형 정전필터(20)가 정전기 유도체로 기능하여 1차 필름형 정전필터(20)에 유입된 공기 중의 입자가 정전기 유도 현상에 의해 정전기력을 가지게 되고, 그 정전기력을 가진 입자가 2차 부직포 정전필터(40)에 지속적으로 포집되어 2차 부직포 정전필터(40)가 지속적으로 대전 상태를 유지하면서 공기 중 입자(분진)의 포집 효율을 향상시키게 되며, 이로 인해 2차 부직포 정전필터(20)의 성능 및 수명을 최대화할 수 있다.
즉, 본 실시예에 따른 1차 필름형 정전필터(20)는 공기의 흐름 방향과 평행하고 일정 길이와 폭을 가진 통기로(도 2-3의 22)를 구비하는데, 그 통기로(22)를 통과하는 공기 중의 미세 입자 중 일부는 정전기의 견인력에 의해 집진되고 미집진된 나머지 미세 입자에는 그 통기로(22)를 통과하는 과정에서 발생하는 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여되며, 정전기력이 부여된 미세 입자가 2차 부직포 정전필터(40)의 정전기력을 높여줌으로써 2차 부직포 정전필터(40)의 포집 효율을 높임과 동시에 그 성능을 오래 유지할 수 있다.
팬(60)은 공기 여과집진 장치의 출구 측 즉, 2차 부직포 정전필터(40)의 뒤에 설치되고, 팬(60)의 구동 시 공기를 유입하여 1차 필름형 정전필터(20)의 통기로(22)와 평행하게 통과시킬 수 있다.
도 2는 도 1의 1차 필름형 정전필터(20)의 일 실시예의 일부 펼친 상태 사시도이고, 도 3은 도 2의 단면도이며, 도 4는 도 2의 일부 확대 평면도이며, 도 5는 도 4의 A-A선 단면도이다.
본 발명의 실시예에 따른 1차 필름형 정전필터(20)는, 일정폭을 가진 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 등의 고분자 합성수지 필름에 10~40㎸의 코로나 방전장치 등에 의하여 하전을 하여 정(+)극성 및 부(-)극성의 전하를 침착(부여)하여 필터 엘리먼트(20)를 형성하고, 그 필터 엘리먼트(20) 상에 다수의 돌기(21)를 예를 들어 서로 간의 간격이 불균일하게 하여 그 위치가 불규칙하게 되도록 형성하고, 상기 하전을 함과 아울러 돌기(21)를 형성한 필터 엘리먼트(20)를 원통형으로 감아서 집진하려는 공기의 흐름 방향과 평행하고 돌기(21)의 높이만큼의 폭을 가진 통기로(22)를 형성하며, 필터 엘리먼트(20)의 돌기(21)와 돌기(21) 사이에 필터 엘리먼트(20)를 관통하여 그 필터 엘리먼트(20)의 양면을 연통하는 균압공(23)이 형성되어 있다.
균압공(23)은 임의 형상의 단면 예를 들어 원형, 타원형, 삼각형 이상의 다각형으로 형성할 수 있으며, 그 단면적은 필터의 사용조건 예를 들면 공기의 통과 압력, 통기로(22)의 폭 또는 길이, 팬의 풍압 등의 설계 조건에 따라 정할 수 있다.
필터 엘리먼트(20)의 두께는 0.1~1㎜로 형성하여 강성을 유지토록 할 수 있고, 돌기(21)의 높이는 약 0.1~5㎜의 범위 내에서 청정하려는 공기의 조건, 통기량(흡입 공기량) 또는 팬의 회전수에 따라서 조절할 수 있으며, 또한 돌기(21)는 그 높낮이를 필터 엘리먼트(20)의 폭에 의하여 조절할 수 있도록 함으로써 압력손실을 자유롭게 조절할 수 있다. 예컨대, 필터 엘리먼트(20)의 폭을 작게 할 경우에는 돌기(21)의 높이를 작게 형성하고 필터 엘리먼트(20)의 폭을 크게 할 경우에는 돌기(21)의 높이를 크게 형성할 수 있다.
그리고 필터 엘리먼트(20)는 통상적으로 케이스에 내장하는 것이므로 필터 엘리먼트(20)의 폭을 공기 여과집진 장치의 케이스의 체적 또는 형상 등의 설계조건에 따라 정한 후 돌기(21)의 높낮이를 정할 수 있다.
또한 돌기(21)는 서로 간의 간격을 불규칙하게 형성하여 청정하려는 공기가 통기로(22)를 통과할 때 돌기(21)에 부딪쳐 우회통로를 형성하면서 상호 마찰함으로써 집진효율을 증대할 수 있도록 한다.
그리고 청정하려는 공기가 통기로(22)에 그 흐름 방향과 평행하게 유입되어 미세 분진까지 집진함과 동시에 미세 분진에 포함된 가스의 냄새를 정화하는데, 산성 또는 알카리성 가스 등의 냄새의 정화를 더욱더 양호하게 하기 위하여 필터 엘리먼트(20)의 압출시에 활성탄, 제오라이트 등의 다공성 탈취제와 세균을 살균할 수 있는 은 또는 산화티타늄 등의 살균제를 분산하면 더욱더 좋고, 또한 광폭의 필름으로 제조한 후 일정폭으로 절단하여 사용할 수 있다.
이상과 같은 1차 필름형 정전필터(20)는 통상적으로 케이스에 내장하고 그 후방에 팬(60)을 설치하여 청정하려는 공기를 통기로(22)와 평행하게 흡인하면 청정하려는 공기가 통기로(22)를 통과할 때 필터 엘리먼트(20)에 부여된 전하(정전기)와 분진 등이 대전함으로써 집진함과 동시에 정전기 유도 현상으로 미집진된 분진이 정전기력을 가지게 되는 것이며, 상기와 같이 청정될 때 청정하려는 공기는 통기로(22)와 평행하게 흐름으로써 압력손실이 작게 되고 또한 청정하려는 공기의 통과길이가 길게 되어 대전이 양호하게 됨으로써 집진효율 및 정전기 유도를 증대할 수 있다.
또한, 1차 필름형 정전필터(20)에 의해 유입된 공기 중의 미흡착된 입자가 정전기력을 가지게 되고 그 입자가 2차 부직포 정전필터(40)에 지속적으로 포집되도록 함으로써, 2차 부직포 정전필터(40)의 표면 및 그 정전필터(40)에 포집된 입자의 대전 상태를 지속적으로 유지할 수 있도록 할 수 있다.
그리고 1차 필름형 정전필터(20)는 필터 엘리먼트(20)의 폭을 길게 형성할 경우에는 돌기(21)의 높이를 크게 하고, 폭을 짧게 형성할 경우에는 돌기(21)의 높이를 낮게 형성할 수 있도록 하여 공기 청정기의 설계의 자유도를 크게 할 수 있게 되는 것이다.
또한, 이상과 같은 본 발명은 필터(20,40)의 입구, 출구 또는 중간에 팬(60)을 설치하여 집진하려는 공기를 통기로(22)와 평행하게 통과시켜 필터 엘리먼트(20)에 부여된 전하(정전기)와 이물질이 대전함으로써 집진됨과 동시에 정전기 유도가 발생하는 것이다.
상기와 같이 이물질 등을 집진 또는 포집할 때 팬(60)의 중앙과 외주와의 풍압(풍량)차이 또는 집진공기의 고압화 등등의 이유에 의하여 필터 엘리먼트(20)의 양면 즉, 서로 인접하는 통기로(22)와 통기로(22) 간에 압력차가 발생하면 고압측의 통기로(22)의 풍압이 균압공(23)을 경유하여 저압측의 통기로(22) 측으로 이동하여 필터 엘리먼트(20) 양면의 풍압을 균일하게 유지함으로써 통기로(22)의 간격을 균등하게 유지하고, 모든 통기로(22)의 간격이 균일하면 모든 통기로(22)에서의 전계 강도도 균일함으로써, 압력손실이 적고 집진효율을 양호하게 유지할 수 있다.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 공기 청정 방법의 흐름도로, 도 1-5의 장치에 적용되므로 해당 장치의 작용과 병행하여 설명한다.
먼저, 도 2~5를 참조로 설명한 바와 같이 고분자 합성수지 필름에 하전을 하여 필터 엘리먼트(20)를 형성하고, 그 필터 엘리먼트(20) 상에 다수의 돌기(21)를 그 위치가 불균일하게 형성한 후, 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름 방향과 평행한 통기로(22)를 형성하여 도 2~5와 같이 구성된 1차 필름형 정전필터(20)를 구비한다(S601).
다음, 1차 필름형 정전필터(20)의 통기로(22)를 통과하는 공기 중의 미세 입자 중 일부를 하전된 필터 엘리먼트(20)의 정전기의 견인력을 이용하여 집진하고 미집진된 나머지 미세 입자에는 통기로(22)를 통과하는 과정에서 발생하는 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여되도록 한다(S603).
그리고, 정전기가 충전된 2차 부직포 정전필터(40)를 1차 필름형 정전필터(20)의 후방에 구비하여(S605), 단계 S603에서 1차 필름형 정전필터(20)의 통기로(22)를 통과한 정전기력이 부여된 미세 입자를 단계 S605의 2차 부직포 정전필터(40)의 정전기의 견인력에 의해 집진하도록 하고, 이때 단계 S603에서 정전기력이 부여된 미세 입자가 2차 부직포 정전필터(40)의 정전기력을 높여줌으로써 2차 부직포 정전필터(40)의 포집 효율을 높임과 동시에 그 성능을 오래 유지할 수 있다(S607).
이상 설명한 본 발명에 따르면, 공기 중 초미세입자를 포함한 먼지(분진)의 포집 효율을 증가시킬 수 있다.
즉, 필름형 정전필터를 정전기 유도체로 활용함으로써 기존의 섬유소재 필터(HEPA, ULPA)보다 통기성을 좋게 만들어 압력 손실을 낮추면서도 필터의 분진제거 성능을 유지할 수 있고, 이에 따라 보다 높은 소비전력효율과 저소음 공기여과집진장치를 구현할 수 있으며, 특히 기존의 이오나이저에 의한 전기 하전 방식과 비교하여 오존, 카본 등의 2차 오염 물질의 배출과 관련한 위험을 차단할 수 있는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 고분자 합성수지 필름에 하전을 하여 필터 엘리먼트를 형성하고, 그 필터 엘리먼트 상에 다수의 돌기를 그 위치가 불균일하게 형성한 후, 상기 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름 방향과 평행한 통기로를 형성하여, 상기 통기로를 통과하는 공기 중의 미세 입자 중 일부는 상기 하전된 필터 엘리먼트의 정전기의 견인력에 의해 집진되고 미집진된 나머지 미세 입자에는 상기 통기로를 통과하는 과정에서 발생하는 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여되도록 구성된, 1차 필름형 정전필터; 및
    상기 1차 필름형 정전필터를 통과한 상기 정전기력이 부여된 미세 입자를 정전기의 견인력에 의해 집진하도록 구성된, 2차 부직포 정전필터;를 포함하고,
    상기 정전기력이 부여된 미세 입자가 상기 2차 부직포 정전필터의 정전기력을 높여줌으로써 상기 2차 부직포 정전필터의 포집 효율을 높임과 동시에 그 성능을 오래 유지하는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 필터 엘리먼트의 상기 돌기와 돌기 사이에 상기 필터 엘리먼트를 관통하는 균압공이 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 2차 부직포 정전필터의 출구 측에 설치된 팬을 더 포함하고, 상기 팬의 구동 시 공기를 상기 1차 필름형 정전필터의 상기 통기로와 평행하게 통과시키는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 방식 공기 여과집진 장치.
  4. (a) 고분자 합성수지 필름에 하전을 하여 필터 엘리먼트를 형성하고, 그 필터 엘리먼트 상에 다수의 돌기를 그 위치가 불균일하게 형성한 후, 상기 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름 방향과 평행한 통기로를 형성하여 구성된 1차 필름형 정전필터를 준비하는 단계;
    (b) 상기 1차 필름형 정전필터의 상기 통기로를 통과하는 공기 중의 미세 입자 중 일부는 상기 하전된 필터 엘리먼트의 정전기의 견인력에 의해 집진되고 미집진된 나머지 미세 입자에는 상기 통기로를 통과하는 과정에서 발생하는 정전기 유도 현상에 의해 정전기력이 부여되도록 하는 단계;
    (c) 정전기가 충전된 2차 부직포 정전필터를 준비하는 단계; 및
    (d) 상기 단계 (b)에서 상기 1차 필름형 정전필터의 상기 통기로를 통과한 상기 정전기력이 부여된 미세 입자를 상기 단계 (c)의 상기 2차 부직포 정전필터의 정전기의 견인력에 의해 집진하는 단계;를 포함하고,
    상기 단계 (b)에서 상기 정전기력이 부여된 미세 입자가 상기 단계 (d)에서 상기 2차 부직포 정전필터의 정전기력을 높여줌으로써 상기 2차 부직포 정전필터의 포집 효율을 높임과 동시에 그 성능을 오래 유지하는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 방식 공기 청정 방법.
  5. 제4항에 있어서,
    상기 단계 (a)의 상기 1차 필터형 정전필터는 상기 필터 엘리먼트의 상기 돌기와 돌기 사이에 상기 필터 엘리먼트를 관통하는 균압공이 형성된 것을 특징으로 하는 정전기 유도 방식 공기 청정 방법.
  6. 제4항에 있어서,
    상기 2차 부직포 정전필터의 출구 측에 팬을 설치하고, 상기 팬의 구동 시 주변의 공기를 상기 1차 필름형 정전필터의 상기 통기로와 평행하게 통과시킨 후 상기 2차 부직포 정전필터를 통과시키는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 방식 공기 청정 방법.
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