KR100786710B1 - 전기집진기 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 그물망 구조로 형성되어 외부에서 유입되는 공기 중의 입자들을 일차적으로 여과시키는 프리필터; 상기 프리필터를 통과한 공기 중의 미세분진들이 하전될 수 있도록 판형의 접지극과 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 침상돌기들이 양측으로 형성된 방전극으로 이루어진 이온화부; 상기 이온화부를 통과하여 하전된 미세분진들이 집진되기 위한 복수개의 집진 셀 플레이트가 교대로 적층되는 집진부; 및 상기 프리필터, 이온화부 및 집진부를 통과 후 공기 중에 잔류한 입자들을 최종적으로 여과시키는 에프터필터; 를 포함하되,상기 방전극의 후단부위에는 적어도 하나 이상의 뾰족한 첨탑 형상의 쌍침상돌기들이 형성되는 것을 특징으로 한다.
Description
도 1은 본 발명에 따른 전기집진기의 내부 구조물을 나타내는 사시도 및 요부 확대도;
도 2는 본 발명에 따른 전기집진기의 구조물 중 이온화부를 나타내는 사시도; 및
도 3은 쌍침상돌기가 형성된 방전극 및 그 방전극을 구비한 이온화부를 나타내는 사시도 이다.
도 4은 오염된 공기가 통과하는 본 발명에 따른 전기집진기의 단면도.
본 발명은 전기집진기에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 항균, 탈취, 분해능력을 가진 자외선(UV:ultraviolet) 램프를 전기집진기 내부에 형성시키고, 자외선이 조사되는 전기집진기의 집진부 셀에 광촉매을 코팅시켜, 외부에서 유입되는 공기에 대한 자외선의 살균능력과 각종 유해물질 먼지 등의 제거 및 분해능력을 광촉매를 이용하여 더욱 높이는 전기집진기에 관한 것이다.
일반적으로, 전기집진기는 일측방향에서 유입되는 오염된 공기를 정화시켜 타측방향으로 배출시키는 것으로서 내부 구조물인 프리필터(Pre Filter), 이온화부, 집진부 및 에프터필터(after filter)를 포함하여 구성된다.
1차적으로, 상기 프리필터는 그물구조로서 외부에서 유입되는 오염된 공기 중의 굵은 입자의 분진들을 단순한 물리적 방법에 의해 제거한다.
이후, 상기 이온화부는 상기 프리필터에서 여과되지 못한 중성자 상태의 미세분진들이 고전압이 인가됨에 따라 발생하는 코로나 방전을 통해 생성된 "e+ "또는" e-" 와 결합 되도록 하여 해당 미세분진들을 하전 시킨다.
마지막으로, 상기 집진부는 '+' 및 '-'극성으로 대전된 다수의 셀 플레이트를 포함하고, 해당 셀 플레이트를 통해 이온화부에서 하전된 미세분진들을 포집하여 집진하게 된다.
하지만, 상술한 종래의 전기집진기는 외부에서 유입되는 공기 중의 분진제거만을 가능하게 할 뿐 공기 중에 포함된 각종 유해물질의 항균, 탈취 및 분해가 불가능 하다는 문제점이 있다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 그 목적은 항균, 탈취, 분해능력을 가진 자외선(UV:ultraviolet) 램프를 전기집진기 내부에 형성시키고, 자외선이 조사되는 전기집진기의 집진부 셀 플레이트에 광촉매를 코팅시켜, 외부에서 유입되는 오염공기에 대한 자외선의 항균, 탈취, 살균, 및 분해능력을 더욱 향상시키는 자외선 램프가 구비된 전기집진기를 제공하는 것이다.
또한, 외부로부터 유입되는 오염된 공기 중에 포함된 미세분진들의 하전효율을 최대화할 수 있도록 뾰족한 첨탑형상의 침상돌기들이 형성된 방전극으로 이루어진 이온화부를 포함하는 전기집진기를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 집진기는 그물망 구조로 형성되어 외부에서 유입되는 공기 중의 입자들을 일차적으로 여과시키는 프리필터(10); 상기 프리필터(10)를 통과한 공기 중의 미세분진들이 하전될 수 있도록 판형의 접지극(21)과 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 침상돌기(23)들이 양측으로 형성된 방전극(22)으로 이루어진 이온화부(20); 상기 이온화부(20)를 통과하여 하전된 미세분진들이 집진되기 위한 복수개의 집진 셀 플레이트(31)가 교대로 적층되는 집진부(30); 및 상기 프리필터(10), 이온화부(20) 및 집진부(30)를 통과 후 공기 중에 잔류한 입자들을 최종적으로 여과시키는 에프터필터(40); 를 포함포함하되, 상기 방전극(22)의 후단부위에는 적어도 하나 이상의 뾰족한 첨탑 형상의 쌍침상돌기(23`)들이 형성되는 것을 특징으로 한다.
바람직하게는, 상기 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30) 및 에프터필터(40)의 각 단계를 통해 여과되는 공기에 자외선을 조사하는 자외선 램프(50); 를 더 포함하는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 프리필터(10), 집진부(30) 및 에프터필터(40)에는 광촉매(60)가 코팅되어 상기 자외선 램프(50)로부터 조사되는 자외선의 항균ㆍ탈취반응을 강화시키는 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 광촉매(60)는 이산화 티타늄(TiO2)인 것을 특징으로 한다.
더욱 바람직하게는, 상기 이온화부(20)는 상기 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30) 및 에프터필터(40)가 내장되는 케이스에서 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 되는 것을 특징으로 한다.
삭제
이하, 첨부된 도 1, 및 도 4을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.
이하에서 본 발명은 항균, 탈취, 분해능력을 가진 자외선(UV:ultraviolet) 램프를 전기집진기 내부에 형성시키고, 자외선이 조사되는 전기집진기 내부의 프리필터 ,집진부 및 에프터필터에 광촉매을 코팅시켜, 외부에서 유입되는 오염공기에 대한 항균, 탈취, 및 분해능력을 광촉매를 이용하여 더욱 높이는 전기집진기를 바람직한 실시예로 설명할 것이나, 본 발명의 기술적 사상은 이에 한정되거나 제한되지 않고 당업자에 의해 변형되어 다양하게 실시될 수 있음은 물론이다.
도 1은 본 발명에 따른 전기집진기의 구조물을 나타내는 사시도 및 요부 확대도 이고, 도 2는 본 발명에 따른 전기집진기의 구조물 중 이온화부를 나타내는 사시도 이고, 도 3은 쌍침상돌기가 형성된 방전극 및 그 방전극을 구비한 이온화 부를 나타내는 사시도 이고, 도 4는 오염된 공기가 통과하는 본 발명에 따른 전기 집진기의 단면도이다.
본 발명에 따른 전기집진기는 도 1에 도시된 바와 같이 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30), 에프터필터(40), 자외선램프(50) 및 광촉매(60) 및 케이스(70)로 구성된다.
상기 프리필터(10)는 그물망 구조로서 단지 물리적인 원리에 의해 외부에서 유입되는 오염된 공기 중에 포함된 굵은 입자의 분진들이 통과되지 않도록 여과시킨다.
상기 이온화부(20)는 도 1에 도시된 바와 같이 상기 집진부(30) 앞에 위치하여 10~12KV의 직류 고전압을 인가받는 방전극(22)과 접지극(21) 사이에서 전하를 발생시켜 중성자인 미세분진들을 하전 시킨다.
도 1에 도시된 이온화부(20)는 상기 집진부(30)와 결합된 일체형으로 도시되어 있지만, 도 2에 도시된 바와 같이 상기 집진부(30)에서 독립되어 분리형으로도 이용 가능하다.
도 2에 도시된 바와 같이 이온화부(20)는 접지극(21)과 고전압을 인가받는 방전극(22)이 교대로 배열되어 구성된다.
이때, 상기 이온화부(20)에 형성된 상기 방전극(22)는 길이방향을 따라 전단 및 후단에는 다수개의 뾰족한 침상돌기(23)들이 형성되는 것이 바람직하다.
이는, 상기 방전극(22)에 고전압이 인가됨에 따라 상기 방전극(22)의 전단 및 후단에 형성된 상기 뾰족한 침상 돌기(23)가 전류의 집중현상을 일으키고, 인가되는 전압에 대하여 상대적으로 강한 코로나 방전전류를 발생시켜 미세분진의 하전 률를 향상시킨다.
즉, 인가되는 고전압에 의해서 코로나 방전전류를 발생시키도록 뾰족한 침상 돌기(23)들이 형성된 방전극(22)을 포함하는 이온화부(20)는 유입되는 오염된 공기 중에 포함되어있는 중성자 상태의 보다 많은 미세 분진들이 인가되는 전압과 동일한 극성을 가지도록 하전 시키게 된다.
또한, 상기 이온화부(20)에 형성된 상기 방전극(22)는 길이방향을 따라 후단에는 다수개의 뾰족한 쌍침상돌기(23`)들이 형성되는 것이 바람직하다.
즉, 도 3의 좌측에 도시된 바와 같이 길이방향을 따라 후단에 다수개의 쌍침상돌기(23`)가 형성된 상기 방전극(22)은 도 3의 우측에 도시된 바와 같이 상기 이온화부(20)에 접지극(21)과 교대로 형성된다.
이때, 상기 방전극의 전단에 형성된 침상돌기(23)가 외부에서 유입되는 공기 중의 미세분진들을 하전시키는 반면, 후단에 형성된 상기 쌍침상돌기(23`)들은 외부에서 유입되는 공기 중의 산소를 오존화 시킨다.
상기 집진부(30)는 다수개의 집진 셀 플레이트(31)가 일정간격으로 조밀하게 배열되어 구성되며, 5~6KV의 직류 고전압이 대전되어 이온화부(20)를 통과하여 하전된 미세분진들을 집진 시킨다.
상기 집진 셀 플레이트(31)는 그 집진 효율을 높이기 위하여 넓은 표면적을 갖는 판상으로 이루어져 이온화부(20)에서 하전된 오염된 공기 중의 미세분진들을 포집하여 집진 시킨다.
이때, 상기 집진부(30)는 상기 이온화부(20)가 결합된 일체형 집진부(30) 및 상기 이온화부(20)가 결합되지 않은 분리형 집진부(30) 모두 이용될 수 있는 것이 바람직하다.
도 1에 도시된 전기집진기의 집진부(30)는 이온화부(20)가 결합된 결합형 집진부(30)로서 전기집진기의 케이스(70)에 2개의 해당 집진부가 내장되어 각각 제 1차 집진부 및 제 2차 집진부로 작용하여 유입되는 미세분진들 중 제 1차 집진부에서 충분히 집진되지 못하면 제 2차 집진부에서 집진되지 않은 나머지 미세분진들을 집진하게 되는데, 이는 일실시예에 불과하며 필요에 따라 다양하게 실시가능하다.
상기 집진부(30)에 배열되어 있는 다수개의 집진 셀 플레이트(31)들 중 반은 '+'극을 나머지 반은 '-'극으로 대전되어 있다.
상기 '+'극으로 대전된 집진 셀 플레이트(31)는 상기 이온화부(20)가 외부에서 유입되는 오염된 공기 중에 포함되어있는 중성자 상태의 미세 분진들을 "-"극으로 하전 시키면, 하전된 "-"극성의 미세분진들을 끌어당겨 집진 시키게 된다.
마찬가지로, 상기 '-'극으로 대전된 집진 셀 플레이트(31)는 상기 이온화부(20)가 외부에서 유입되는 오염된 공기 중에 포함되어있는 중성자 상태의 미세 분진들을 "+"극으로 하전 시키면, 하전된 "+"극성의 미세분진들을 끌어당겨 집진 시키게 된다.
상기 에프터필터(40)는 본 발명에 따른 전기집진기의 최종단계에 위치하여 최종적으로 입자를 집진하고 외부로의 토출을 억제 또는 방지한다.
전술한 내용을 통해 알 수 있듯이 오염된 공기 중에 포함된 미세분진들은 상기 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30) 및 에프터필터(40)를 통과되면서 집진 되며, 한편 상기 자외선 램프(50)는 본 발명에 따른 전기집진기를 통과하는 오염된 공기에 조사되어 해당 오염된 공기 중에 포함된 유해가스를 분해 및 탈취를 병행하게 된다.
이때, 도 1에 원형으로 요부확대되어 도시된 바와 같이 상기 프리필터(10), 집진부(30) 및 에프터필터(40)에 광촉매(60)를 코팅시켜 상기 자외선 램프(50)에서 조사되는 광과의 화학반응이 일어나도록 하여 오염된 공기 중에 포함된 유해가스분해 및 탈취의 극대화를 꾀하는 것이 바람직하다.
즉, 표면적이 넓은 상기 프리필터(10), 집진부(30) 및 에프터필터(40)에 광촉매(60)를 코팅시킴으로써 조사되는 광과 광촉매(60)와의 광화학반응을 최대화될 수 있기 때문이다.
여기서, 광촉매(Photocatalyst)란 빛(Photo=Light) + 촉매(catalyst)의 합성어로 빛을 이용한 촉매 즉, 빛을 에너지원으로 촉매 반응을 진행시키는 물질을 말하는데, 이러한 광촉매로는 반도체성 금속 산화물이나 황 화화물이 이용된다.
상기한 반도체는 일정한 영역의 에너지가 가해지면 전자가 가전자대(Valence Band)에서 전도대(Concuction Band)로 여기 된다.
즉, 전도대에는 전자들이 형성되게 되고 가전자대에는 정공(electron hole)이 형성되게 된다.
이렇게 형성된 전자와 정공은 각각 산화ㆍ환원 반응에 참여하게 된다.
이러한 광촉매의 종류에는 TiO2 , ZnO, CdS 등 여러 종류가 있는데 각각 상기 한 광여기 반응이 일어나는데 필요한 에너지가 각각 다르다.
이때, 상기 광촉매제들 중 이산화 티타늄(TiO2)을 사용하는 것이 바람직하다.
이는, 상기한 광여기 반응을 일으키는데 필요한 에너지가 260nm(이론적인 값)정도로 태양 광으로부터 충분한 에너지를 받을 수 있고, 화학적으로 안정하고 광활성이 우수하며, 인체에 무해한 점 등 그 물성이 우수하기 때문이다.
또한, 상기 광촉매제로 사용되는 이산화 티타늄은 산, 염기 및 유기용매에 침식되지 않는 화학적 안정성을 가지며, 중독성 및 발암성이 없기 때문이다.
상기 케이스(70)는 본 발명에 따른 전기집진기의 내구 구조물인 상기 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30), 에프터필터(40) 및 자외선램프(50)를 둘러싸는 외함이다.
상기 케이스(70)에 형성된 도어(door)(71)는 통상의 전원공급장치에 의하여 발생된 직류 고압을 공급하는 고압단자(72)와 접지단자(73)가 형성되어 있으며, 상기 고압단자(72) 및 접지단자(73)에 대응하는 도어(71) 폐쇄 위치의 집진부(30) 및 이온화부(20)에는 절연 애자(74)로 각각 절연된 고압단자(72')와 접지단자(73')가 마련되어 있다.
즉, 케이스 도어(71)로 인가되는 고전압은 케이스(70) 내부 구조물인 이온화 부(20)의 코로나 방전을 유도하고 또한 집진 셀 플레이트(31)의 대전을 유도 시킨다.
도 4는 미세분진, 악취 및 바이러스 균을 포함하는 오염된 공기가 외부에서 유입되면, A 단계의 프리필터(10)에서 굵은 입자들이 단순한 물리적 원리에 의해서 여과되고, A 단계에서 미처 여과되지 못한 미세분진들이 이온화부(20)인 B 단계에서 코로나 방전에 의해 발생한 'e+' 와 결합하여 하전되고, B 단계에서 하전된 미세분진들이 집진부(30)인 C 단계에서 '-'극이 대전된 셀 플레이트(31)에 집진되고, 마지막으로 C 단계를 통과한 공기의 미세분진들이 D단계에서 최종적으로 집진되고, A, B, C 및 D 단계를 통과하는 오염된 공기에 자외선 램프(50)에서 자외선이 조사됨에 따라 최초 유입되는 오염된 공기 중의 미세분진과 악취 및 바이러스 균이 제거됨을 종합적으로 보여 주고 있다.
이상에서 설명한 본 발명은, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 있어 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능하므로 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 한정되는 것이 아니다.
이상에서 살펴본 바와 같이, 본 발명에 따른 전기집진기는 뾰족한 첨탑 형상의 침상돌기들이 양방향으로 형성된 방전극을 구비한 이온화부를 포함하여 상대적으로 낮은 전압이 인가되어도 높은 방전전류를 발생시킬 수 있어 외부로부터 유입되는 오염된 공기 중에 포함된 미세분진의 하전효율을 향상시키는 효과가 있다.
또한, 뾰족한 첨탑 형상의 쌍침상돌기들이 일방향으로 형성된 방전극을 구비 하여 외부에서 유입되는 산소를 오존화시키는 효과가 있다.
또한, 항균, 탈취 및 분해능력을 가진 자외선(UV:ultraviolet) 램프가 전기집진기 내부에 형성되어 해당 전기집진기를 통과하는 오염된 공기에 조사됨에 따라 악취를 제거할 수 있는 효과가 있다.
또한, 자외선이 조사되는 전기집진기의 집진부 셀 플레이트에 광촉매를 코팅시켜, 조사되는 광과 코팅된 광촉매가 광화학반을 일으킴으로써 외부에서 유입되는 오염된 공기에 대한 항균, 탈취, 살균, 및 분해능력을 더욱 향상시킬 수 있는 효과가 있다.
Claims (6)
- 그물망 구조로 형성되어 외부에서 유입되는 공기 중의 입자들을 일차적으로 여과시키는 프리필터(10);상기 프리필터(10)를 통과한 공기 중의 미세분진들이 하전될 수 있도록 판형의 접지극(21)과 길이 방향을 따라 적어도 하나 이상의 침상돌기(23)들이 양측으로 형성된 방전극(22)으로 이루어진 이온화부(20);상기 이온화부(20)를 통과하여 하전된 미세분진들이 집진되기 위한 복수개의 집진 셀 플레이트(31)가 교대로 적층되는 집진부(30); 및상기 프리필터(10), 이온화부(20) 및 집진부(30)를 통과 후 공기 중에 잔류한 입자들을 최종적으로 여과시키는 에프터필터(40); 를 포함하되,상기 방전극(22)의 후단부위에는 적어도 하나 이상의 뾰족한 첨탑 형상의 쌍침상돌기(23`)들이 형성되는 것을 특징으로 하는 전기집진기.
- 제 1항에 있어서,상기 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30) 및 에프터필터(40)의 각 단계를 통해 여과되는 공기에 자외선을 조사하는 자외선 램프(50); 를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 전기집진기.
- 제 2항에 있어서,상기 프리필터(10), 집진부(30) 및 에프터필터(40)에는 광촉매(60)가 코팅되 어 상기 자외선 램프(50)로부터 조사되는 자외선의 항균ㆍ탈취반응을 강화시키는 것을 특징으로 하는 전기집진기.
- 제 3항에 있어서,상기 광촉매(60)는 이산화 티타늄(TiO2)인 것을 특징으로 하는 전기집진기.
- 제 1항에 있어서,상기 이온화부(20)는 상기 프리필터(10), 이온화부(20), 집진부(30) 및 에프터필터(40)가 내장되는 케이스에서 슬라이딩 방식으로 착탈 가능하게 되는 것을 특징으로 하는 전기집진기.
- 삭제
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