KR100640925B1 - 원형 에어필터 결합체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 에어필터에 관한 것으로, 본 발명의 목적은 원형 단면의 유동 경로를 갖는 공기에 있어서 저렴한 비용과 설비로 높은 여과 성능을 제공하는 원형 에어필터 결합체를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 원형 에어필터 결합체는 공기의 유동 방향과 교차하고 양면이 개방된 원형 형상의 필터 지지대와, 상기 필터 지지대의 내측면에 고정되고 촘촘하게 겹쳐지도록 다수번 절곡되어 물결 형상을 이루는 원형 절곡필터와, 상기 필터 지지대의 일면에 결합되는 원형 형상의 인쇄필터로 구성되되, 상기 인쇄필터가 결합되는 필터 지지대의 반대측 면에 상기 원형 절곡필터의 이탈을 방지하도록 필터 지지대의 외주연 일측에서 중심을 가로질러 타측까지 연장되는 다수의 이탈방지 리브를 포함한다. 그리고, 상기 필터 지지대의 중심에 임의의 축이 관통할 수 있도록 소정 지름을 갖는 축공을 형성하는 내주연과, 상기 원형 절곡필터와 인쇄필터가 상기 내주연의 외측 둘레로 삽입되도록 상기 필터의 축공과 동일한 중심선상에 형성된 중심공을 포함한다.

에어필터, HEPA 필터

Description

원형 에어필터 결합체{circular air filter}

도 1은 종래의 에어필터를 나타내는 사시도

도 2는 도 1의 I-I선에 따른 단면도

도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체의 단면도

도 3b는 도 3a의 평면도

도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체의 단면도

도 4b는 도 4a의 평면도

도 4c는 도 4a의 조립도

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

10 : 필터 지지대 12 : 외주연

14 : 내주연 15 : 축공

16 : 이탈방지 리브 18,19 : 결합용 단차

20 : 원형 절곡필터 30 : 인쇄필터

본 발명은 오염된 공기를 정화시키는 에어필터에 관한 것으로, 더욱 상세하 게는 0.3um 의 미립자까지도 포집할 수 있는 원형 형상의 고성능 에어필터에 관한 것이다.

일반적으로 에어필터는 자동차, 공기 조화기, 진공 청소기 등과 같이 공기 처리를 필요로 하는 기기에 필수적인 요소로서, 그 기본적 기능은 공기중에 고체 입자로 존재하는 인체 유해 물질 및 오염 물질을 공기 처리 기기의 처리 조건이나 인체의 거주 조건에 적합한 수준으로 감소시키는 것이다.

종래 공기 정화를 위한 에어필터의 방식은 크게 세 가지로 분류될 수 있다.

첫 번째는 건식 필터(dry filter) 방식으로서, 필터의 틈새보다 큰 이물질을 포집하는 방식으로, 섬유 표면에 충돌하는 입자를 이 때에 발생하는 자연적 접착력으로 붙잡아두는 충돌 효과와 공기중에 있는 미세 입자를 필터 통과시에 임의 방향으로 유동시켜 필터 섬유와 더 많은 충돌이 일어나게 하는 확산 효과 등의 원리를 이용하여 공기를 정화한다. 상기 건식 필터 방식은 제조된 필터의 모양, 크기, 형태에 따라 다양한 종류가 존재한다. 상대적으로 낮은 생산 단가와 제조시 섬유의 직경을 조절하여 얻어지는 높은 정화 능력으로 인해 유리 섬유가 가장 널리 사용된다.

두 번째는 분무 방식으로서, 공기가 유동하는 덕트나 관로내에 물을 분사하는 분무 장치를 설치한 것이다. 분무 방식은 분사되는 미세한 액적에 의해서 공기중에 유동하는 오염 물질을 포집하는 것으로, 또한 분사된 액적에 의해 유동 공기내의 습도를 조절하는 기능도 동시에 한다. 최근에는 고압 펌프를 이용한 초미세 액적 분사로 순간 증발 현상을 일으켜 공기 냉각 효과를 부가적으로 하는 것들도 있다.

세 번째는 전기 집진 방식으로서, 공기가 유동하는 덕트나 관로내에 정전장 발생 장치를 설치한 것이다. 전기 집진 방식은 공기중에 유동하는 미세 오염 물질이 통과할 때에 가느다란 이온화 선에 의해 정전장(+ 전압)을 형성하여 이들 오염 물질이 (+)로 하전되게 하고, 이 후 (-)전압이 걸린 집진 극판 사이를 통과할 때 전기적 인력으로 흡착하는 원리를 이용한다.

각각의 공기 정화 방식들은 요구되는 청정도, 설치되는 위치, 경제성 등에 의해 선택적으로 사용된다. 또한 이들 정화 방식들은 각각 단독으로 사용되기도 하지만 효율성을 위해 둘 또는 그 이상으로 복합적으로 사용되기도 한다.

그러나, 상기 분무 방식은 공기중에 유동하는 오염 물질을 제거하기 위해 계속적인 물의 분사가 요구되므로 물의 소비가 과도하게 이루어지는 단점을 갖는다. 부가적으로, 오염 물질의 포집에 사용된 물의 회수 장치와 회수된 물을 처리하는 장치가 요구된다.

또한, 상기 전기 집진 방식은 공기중에 유동하는 오염 물질의 처리를 위해 복잡한 전기 장치가 요구되므로, 초기 설비 비용이 많이 요구되는 단점이 있다. 더욱이, 정전장 생성시 하전된 이온들이 발생하게 되는데, 이들의 인체에 대한 유해성도 아직 논란의 대상이다.

한편, 건식 필터 방식은 필터에 엉겨붙는 오염 물질을 주기적으로 청소하거나 필터 그 자체를 교환해야 하는 단점이 있으나, 상대적으로 낮은 생산 단가와 설비에 비해 높은 여과 성능을 보임으로 널리 활용되고 있다.

도 1은 일반적인 건식 필터 중 고성능 에어필터(High Efficiency Particulate Air Filter, 이하 "HEPA 필터"라 칭함)를 나타내고 있는 사시도이고, 도 2는 도 1의 I-I 선에 따른 단면도이다.

상기 HEPA 필터는 0.3um의 미세한 입자까지도 걸러낼 수 있는 고성능 필터로, 유리섬유로 제작되어 흡입력이 강하고 습기를 빠르게 증발시키는 효과가 있어 박테리아, 바이러스 등의 인체에 유해한 균까지도 제거할 수 있는 장점이 있다.

도 1에 도시되어 있는 종래의 HEPA 필터(2)는 물결 형상을 이루도록 다수번 절곡되어 사각 형상의 필터 지지대(1)에 삽입되거나 또는 접착제에 의해 접착되어 있는 것으로, 상기 필터의 단면 형상은 도 2에 잘 도시되어 있다.

이와 같이, 상기 필터(2)에 절곡을 줌으로써 통과하는 공기와의 접촉 면적을 증대시켜 여과 성능을 향상시킬 수 있다.

그러나, 종래와 같은 HEPA 필터는 단면이 사각형인 덕트 등에 사용하도록 그 형상이 한정되어 있기 때문에, 관로와 같이 정화시키고자 하는 공기가 통과하는 단면이 원형인 경우 적용될 수 없었다.

본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 저렴한 비용과 설비로 높은 여과 성능을 제공할 수 있고 원형 단면의 유동 경로를 갖는 공기를 정화시킬 수 있는 원형 에어필터 결합체를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 원형 에어필터 결합체는 공기 의 유동 방향과 교차하고 양면이 개방된 원형 형상의 필터 지지대와, 상기 필터 지지대의 내측면에 고정되고 촘촘하게 겹쳐지도록 다수번 절곡되어 물결 형상을 이루는 원형 절곡필터와, 상기 필터 지지대의 일면에 결합되는 원형 형상의 인쇄필터로 구성되되, 상기 인쇄필터가 결합되는 필터 지지대의 반대측 면에 상기 원형 절곡필터의 이탈을 방지하도록 필터 지지대의 외주연 일측에서 중심을 가로질러 타측까지 연장되는 다수의 이탈방지 리브를 포함한다.

그리고, 상기 필터 지지대의 중심에 임의의 축이 관통할 수 있도록 소정 지름을 갖는 축공을 형성하는 내주연과, 상기 원형 절곡필터와 인쇄필터에 상기 내주연의 외측 둘레로 삽입되도록 상기 필터의 축공과 동일한 중심선상에 중심공이 형성되고, 상기 인쇄필터가 결합되는 필터 지지대의 반대측 면에 상기 원형 절곡필터의 이탈을 방지하도록 필터 지지대의 외주연으로부터 내주연까지 연장되는 다수의 이탈방지 리브를 포함한다.

그리고, 상기 인쇄 필터가 결합되는 필터 지지대의 일면에 외주연과 내주연을 따라 형성되는 결합용 단차를 더 포함하고, 상기 원형 절곡필터는 상기 필터 지지대 내측면에 접착제 또는 플라스틱 인서팅(plastic inserting)으로 고정되며, 상기 인쇄필터는 결합용 단차에 접착제 또는 플라스틱 융착에 의해 결합되는 것을 특징으로 한다.

이하, 본 발명의 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

먼저, 도 3a는 본 발명의 일 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체의 단면도 이고, 도 3b는 상기 원형 에어필터 결합체의 평면도이다.

도 3a에 도시된 바에 따르면, 본 발명에 따른 원형 에어필터 결합체는 공기의 진행방향에 교차하고 양면이 개방된 원형 형상의 필터 지지대(10)와, 상기 필터 지지대의 내측면에 삽입 고정되는 원형 절곡필터(20)와, 상기 필터 지지대(10)의 개방된 일면에 결합되는 원형 형상의 인쇄필터(30)로 구성된다

이 때, 상기 필터 지지대(10)의 타면, 즉 인쇄필터(30)가 결합되는 면과 대향하는 면에는 상기 원형 절곡필터(20)의 이탈을 방지하기 위해 필터 지지대(10)의 외주연(12)으로부터 중심을 가로지르는 다수의 이탈방지 리브(16)가 포함된다. 상기 이탈방지 리브(16)는 필터 지지대(10)의 외주연(12) 소정 위치로부터 상기 필터 지지대(10)의 중심을 가로질러 반대편 외주연(12)까지 연장되도록 상기 필터 지지대와 일체형으로 형성된다.

그리고, 상기 원형 절곡필터(20)는 공기와의 접촉면적을 증대시키기 위해 다수번 절곡되어 산과 골을 이루는 물결 형상으로 형성되는데, 매우 얇은 유리섬유로 된 종이를 촘촘히 겹쳐 만들어진 것으로 보통 0.3um의 미립자까지도 포집할 수 있는 HEPA 필터(High Efficiency Particulate Air Filter)가 사용된다.

그리고, 상기 필터 지지대(10)의 인쇄필터(30)가 결합되는 면의 외주연(12)에는 상기 외주연을 따라 소정 폭과 깊이를 갖는 결합용 단차(18)를 형성함으로써, 상기 인쇄필터(30)가 필터 지지대(10)에 결합될 수 있다.

도 3b에 도시된 바에 따르면, 상기 원형 에어필터 결합체는 일면에 이탈방지 리브(16)가 형성된 필터 지지대(10) 내에 원형 절곡필터(20)가 삽입되어 있고, 도시되진 않았으나 상기 필터 지지대의 타면에는 인쇄필터가 결합되어 있다.

한편, 도 4a는 본 발명의 다른 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체를 나타낸 단면도로서, 상술한 일 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체의 중심에 소정 지름을 갖도록 형성된 축공이 더 포함되는 것이 특징이다.

상기 축공(15)은 상기 필터 지지대(10)의 중심선상에 외주연(12)과 동일한 높이를 갖는 내주연(14)에 의해 형성되는데, 본 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체가 중심에 임의의 축을 갖는 관로상에 설치될 경우 축이 삽입될 수 있도록 형성된 것이다.

이 때, 상기 필터 지지대(10)에 형성되는 이탈방지 리브(16)는 상기 필터 지지대(10)의 외주연(12)으로부터 상기 축공(15)이 형성되는 내주연(14)까지 방사방향으로 연장된다. 그리고, 상기 원형 절곡필터(20)와 인쇄필터(30)는 상기 축공(15)과 동일한 중심선상에 상기 축공(15)의 지름과 동일하거나 약간 큰 지름을 갖는 중심공이 형성된다.

그리고, 상기 필터 지지대(10)의 인쇄필터(30)가 결합되는 면에는 외주연(12)에 형성된 결합용 단차(18)와 더불어 내주연(14)을 따라 소정 폭과 깊이를 갖도록 절곡된 결합용 단차(19)가 형성된다. 상기 인쇄필터(30)는 각종 섬유나 부직포 소재 등을 사용할 수 있으며, 외관을 좋게 함은 물론 필요에 따라 글자나 그림 등을 인쇄할 수 있다.

도 4b는 상술한 원형 에어필터 결합체를 나타낸 평면도로서, 중심에 축공(15)이 형성된 원형 형상의 필터 지지대(10) 내에 원형 절곡필터(20)가 삽입되어 있고, 상기 원형 절곡필터(20)의 상부면에는 상기 필터 지지대(10)의 외주연(12)에서 내주연(14)에 이르는 이탈방지 리브(16)가 형성되어 있다.

한편, 상기 이탈방지 리브가 4개로 도시되어 있으나, 원형 절곡필터의 이탈을 방지할 수 있는 한 그 개수에 제한이 없음은 이해 가능하다.

이와 같이 구성되는 원형 에어필터 결합체의 조립과정을 첨부된 도 4c를 참조하여 설명하면 다음과 같다.

먼저, 일면에 이탈방지 리브가 형성된 필터 지지대(10)의 내측면에 원형 절곡필터(20)의 중심공이 필터 지지대(10)의 내주연의 외측 둘레로 삽입되는데, 이 때 상기 원형 절곡필터(20)의 외주연과 필터 지지대의 내측면은 접착제 또는 플라스틱 인서팅(plastic inserting)에 의해 서로 결합된다.

다음, 상기 필터 지지대(10)의 외주연과 내주연에 형성된 결합용 단차에 인쇄필터(30)를 결합하는데, 상기 인쇄필터(30)는 접착제에 의해 상기 결합용 단차에 접착될 수 있고 또는 고주파 융착에 의해 접착될 수 있다. 상기 필터 지지대는 그 재질이 플라스틱과 같은 열가소성 수지로 고주파 전장에 놓았을 때 발생하는 열을 이용하여 상기 인쇄필터를 결합용 단차에 접착시킬 수 있다.

상술한 일 실시예와 다른 실시예에 따른 원형 에어필터 결합체는 공기의 유동 단면이 원형인 관로상에 설치되어 유동하는 공기에 포함된 이물질을 일차적으로 원형 절곡필터에 의해 아주 미세한 입자까지도 포집하며, 다시 인쇄필터에 의해 재포집함으로써 여과 성능을 향상시킬 수 있다.

바람직하게는 인쇄필터에 의해 비교적 입자가 큰 이물질을 일차적으로 포집 한 후에 HEPA 필터인 원형 절곡필터에 의해 미세한 입자를 재포집하는 것이 더 효율적이다.

본 발명에 따른 원형 에어필터 결합체는 원형 형상의 필터 지지대에 HEPA필터인 원형 절곡필터와 인쇄필터를 연속적으로 구비함으로써, 저렴한 비용과 설비로 유동 경로가 원형 단면인 공기에 포함된 미세한 이물질을 효과적으로 포집할 수 있다.

Claims (7)

1. 공기의 유동 방향과 교차하고 양면이 개방된 원형 형상의 필터 지지대와;

   상기 필터 지지대의 내측면에 고정되고 촘촘하게 겹쳐지도록 다수번 절곡되어 물결 형상을 이루는 원형 절곡필터와;

   상기 필터 지지대의 일면에 결합되는 원형 형상의 인쇄필터로 구성되는 원형 에어필터 결합체.
2. 제 1 항에 있어서,

   상기 인쇄필터가 결합되는 필터 지지대의 타면에 상기 원형 절곡필터의 이탈을 방지하도록 필터 지지대의 외주연 일측에서 중심을 가로질러 타측까지 연장되는 다수의 이탈방지 리브를 포함하는 원형 에어필터 결합체.
3. 제 1 항에 있어서,

   중심에 임의의 축이 관통할 수 있도록 소정 지름을 갖는 축공을 형성하는 내주연을 포함하는 필터 지지대와, 상기 내주연의 외측 둘레로 삽입되도록 각각 상기 축공과 동일한 중심선상에 형성된 중심공을 포함하는 원형 절곡필터와 인쇄필터로 구성되는 원형 에어필터 결합체.
4. 제 3 항에 있어서,

   상기 인쇄필터가 결합되는 필터 지지대의 타면에 상기 원형 절곡필터의 이탈을 방지하도록 필터 지지대의 외주연으로부터 내주연까지 연장되는 다수의 이탈방지 리브를 포함하는 원형 에어필터 결합체.
5. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 인쇄 필터가 결합되는 필터 지지대의 일면에 외주연과 내주연을 따라 형성되는 결합용 단차를 더 포함하는 원형 에어필터 결합체.
6. 제 1 항 또는 제 3 항에 있어서,

   상기 원형 절곡필터는 상기 필터 지지대 내측면에 접착제 또는 플라스틱 인서팅(plastic inserting)으로 고정되는 것을 특징으로 하는 원형 에어필터 결합체.
7. 제 5 항에 있어서,

   상기 인쇄필터는 결합용 단차에 접착제 또는 플라스틱 융착에 의해 결합되는 것을 특징으로 하는 원형 에어필터 결합체.

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