KR20090078740A - 창문형 환기장치용 필터장치 - Google Patents

창문형 환기장치용 필터장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 대기 중에 포함되어 있는 악취 등의 유해성분과 미세먼지 등을 효과적으로 제거할 수 있는 기능을 가진 필터 적층체와, 필터 적층체가 장착된 필터케이스에 환기장치의 소음을 최소화하면서 환기량을 확보할 수 있도록 설계된 팬을 포함하여 구성된 창문형 환기장치용 필터장치에 관한 것이다.
본 발명에 따른 창문형 환기장치용 필터장치는, 광촉매 물질이 첨가된 광촉매 필터와, 상기 광촉매 필터에 광에너지를 조사하기 위한 광원과, 상기 광촉매 필터의 상부에 설치되는 팬과, 상기 광촉매 필터와 광원 및 팬이 설치되는 필터케이스를 포함하여 구성된다.
환기장치, 필터적층체, 광촉매 필터, 팬

Description

창문형 환기장치용 필터장치{Filter for window type ventilation system}
본 발명은 창문형 환기장치용 필터장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는, 대기 중에 포함되어 있는 악취 등의 유해성분과 미세먼지 등을 효과적으로 제거할 수 있는 기능을 가진 필터 적층체와, 필터 적층체가 장착된 필터케이스에 환기장치의 소음을 최소화하면서 환기량을 확보할 수 있도록 설계된 팬을 포함하여 구성된 창문형 환기장치용 필터장치에 관한 것이다.
일반적으로 공기청정기 등 환기장치에 사용하는 필터는 미세먼지를 제거하는
기능 이외에 유해물질, 담배연기, 공기 중의 세균 등을 제거하는 기능도 필요하기 때문에 미세먼지를 제거하는데 필요한 집진필터와, 가스상 유해물질 등을 제거하는데 필요한 활성탄 필터, 광촉매 필터 및 기타 공기 중의 세균 증식 등을 억제하는 항균필터 등 다양한 종류의 필터가 있다.
환기장치에 장착되는 필터의 경우, 외기에 포함되어 있는 유해물질이나 미세 먼지를 효과적으로 제어하여 항상 깨끗한 공기를 실내로 공급하기 위해서는 필터의 기능을 일체화한 단일구조의 복합필터가 절실히 요구되고 있는 실정이다. 특히 환기장치 중 창문형 환기장치는 공기의 유로가 작기 때문에 단위시간 동안 장치 내로 유입되는 공기량이 작아서 일정크기 및 부피를 갖는 필터장치에서 필터를 구성하는 각각의 필터층을 효과적으로 배치하지 않으면 공기의 흐름을 방해만 할 뿐 충분한 유해물질 및 미세먼지 제거효과를 얻기 어렵다.
또한, 열교환기 등이 장착된 창문형 환기장치의 경우에는 환기장치 내부공간이 부족하기 때문에 기능이 다른 필터를 각각 따로 사용하는 것이 어려운 실정이어서 지금까지의 창문형 환기장치는 한 종류의 필터만을 사용해 왔다. 따라서 이러한 창문형 환기장치에 사용하는 필터의 경우에 각각의 유해성분과 미세먼지 등을 제거하는 기능을 갖는 필터층을 프로파일 내에 효과적으로 배열하여 공기의 흐름을 원활히 하면서 풍량 손실을 줄이고 필터의 기능을 극대화하는 것이 필요하다.
한편, 창문형 환기장치의 경우 장치의 특성상 공기유로의 크기가 제약되어 강제송풍을 위해 팬을 설치하는 경우가 많고, 팬을 설치하는 경우 최소 풍량을 확보하기 위해 필터에서 공기가 유입되고 빠져나가는 양쪽 면에 팬을 설치하는 경우가 대부분이다. 그러나 필터의 양쪽 면에 팬을 설치하는 경우에는 팬의 동작에 의해 환기장치의 소음이 증가하게 되는 문제점이 발생하며, 필터 내에 광촉매 작용을 하는 필터층을 삽입하는 경우 필터의 구조에 따라서는 광촉매 작용에 필수적인 광 에너지를 조사하기가 어려워 악취를 비롯한 유기오염물질 등의 유해성분을 제거하기가 곤란하게 된다는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위해서 필터를 장착하는 필터케이스 등의 구조를 변경하여 광촉매 필터에 광에너지를 조사할 수 있도록 함으로써, 필터 고유의 기능인 유해물질 및 미세먼지 제거기능을 확보할 수 있도록 해야 함은 물론 필터와 팬의 결합 등을 일체화하는 방법 등을 사용하여 소음을 줄이고 최소 환기량을 확보하는 기술이 필요하다고 하겠다.
본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은, 필터케이스 내에 환기량을 확보하는데 필요한 팬과, 광촉매 필터와, 광촉매 필터의 효율을 증가시키기 위해 광에너지를 조사할 수 있는 광원을 부착시켜 필터와 팬을 일체화시킨 창문형 환기장치용 필터장치를 제공하기 위한 것이다.
본 발명의 또 다른 목적은, 최소 환기량을 확보하는데 필요한 휴대용 전원에 의해 구동되는 팬과, 대기 중에 포함되어 있는 유해성분과 미세먼지 등 오염물질 제거기능을 갖는 다양한 기능성 필터를 적층시킨 필터 적층체를 하나의 필터케이스 내에 장착하여 필터와 팬을 일체화시킨 창문형 환기장치용 필터장치를 제공하기 위한 것이다.
상기와 같은 과제 해결을 위하여 본 발명에 따른 창문형 환기장치용 필터장치는, 광촉매 물질이 첨가된 광촉매 필터와, 상기 광촉매 필터에 광에너지를 조사하기 위한 광원과, 상기 광촉매 필터의 상부에 설치되는 팬과, 상기 광촉매 필터와 광원 및 팬이 설치되는 필터케이스를 포함하여 구성된다.
바람직하게는, 광촉매 필터의 상부로는, 활성탄을 점착시킨 복합필터인 우레 탄필터와 폴리프로필렌을 사용하는 무정전 필터인 집진필터 및 카테킨을 함유하는 항균필터로부터 선택된 하나 이상의 필터를 적층시킨다.
상기와 같은 특징을 갖는 본 발명에 따른 창문형 환기장치용 필터장치는, 대기 중에 포함되어 있는 유해성분과 미세먼지 등 오염물질 제거기능을 갖는 다양한 필터를 적층시킨 필터 적층체를 구비함으로써, 실외공기의 유입에 따른 유해물질 및 미세먼지를 효과적으로 제거할 수 있다. 특히 광촉매 필터의 효과를 극대화하기 위해 광에너지를 최대한 조사할 수 있는 구조로 되어 있어 악취 등의 유해물질 제거능력 및 미세먼지 제거능력이 탁월하고 필터의 수명을 늘려줌으로써 필터를 자주 교체하지 않고도 장시간 사용하는 것이 가능하게 되며, 여러 종류의 기능성 필터층이 적층되어 있는 필터를 한번에 교체할 수 있어서 필터 교체주기 설정에 따른 불편이나 2차 오염 등을 사전에 예방할 수 있다.
도 1을 참조하여 본 발명에 따른 창문형 환기장치용 필터장치를 설명하면, 필터장치는 광촉매 물질이 첨가된 광촉매 필터(20)와, 상기 광촉매 필터(20)에 광에너지를 조사하기 위한 광원(21)과, 상기 광촉매 필터(20)의 상부에 설치되는 팬(fan : 30)과, 상기 광촉매 필터(20)와 광원(21) 및 팬(30)이 설치되는 필터케이스(10)를 기본적인 구성으로 포함한다.
산화티탄(TiO2) 광촉매에 광에너지가 조사되면 강한 산화력을 가진 하이드록시 라디칼과 슈퍼 옥사이드를 생성하고, 하이드록시 라디칼과 슈퍼 옥사이드는 세균과 같은 유기화합물을 탄소가스와 수분으로 산화 분해시키게 된다. 이러한 광촉매 물질이 첨가된 광촉매 필터(20)는 미생물의 살균과 동시에 악취를 유발하는 물질과 반응하여 이를 분해시키게 된다.
우레탄필터(22)에는 탄소물질로 구성되어 흡착성이 강한 활성탄(active carbon)을 첨가한 것으로 유해가스를 흡착하는데 유용하게 작용하게 되는데, 우레탄 필터에는 첨가된 활성탄에 무수히 많은 미세한 포집공들이 형성되어 있어서 유해가스 입자가 포집공들을 통과하면서 포집공 부분에 흡착 포집되게 된다. 즉, 유해가스 입자가 단순히 우레탄 필터의 표면에 흡착되는 것이 아니라 우레탄 필터 전체에 효과적으로 첨가된 활성탄의 무수한 포집공들 내에 포집되기 때문에 그만큼 포집 효율이 높아지게 된다.
집진필터(24)는 재질이 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지인 부직포 형태의 망으로 된 것으로, 무정전 방식을 이용하여 미세먼지를 제거하는데 사용하는 것으로, 집진필터 대신 유해물질인 저농도의 미립자를 고성능으로 포집하여 공기를 정화하는 고효율 공기여과 필터인 헤파(Hepa)필터를 사용할 수도 있다.
항균필터(26)는 공기 중에 포함된 유해한 미생물이 번식하는 것을 억제하는 식물추출물인 카테킨(catechin)을 함유한 필터이다. 이러한 항균필터(26)는 필터 적층체를 거치면서 오염물질이 걸러진 공기를 배출하는 마지막 부분에 배치하여 자체적으로 항균 기능이 수행되도록 함으로써 생활 환경의 청결도를 증진하고 사용자의 건강을 증진시킬 수 있다.
본 발명에 따른 필터장치의 필터 적층체는 외기가 유입되는 측으로부터 광촉매 필터(20), 우레탄 필터(22), 집진필터(24) 또는 헤파필터, 항균필터(26)의 순으로 적층시키는 것이 바람직하다. 물론 광촉매 필터(20) 위에 우레탄 필터(22), 집진필터(24) 또는 헤파필터, 항균필터(26) 중에서 선택한 일부 필터만 적층시킬 수도 있다.
본 발명에 따른 필터장치의 필터 적층체에 사용되는 필터는 공기 정화 필터로서의 기능을 구비한 것이면 그 종류나 형태 및 크기 등에 특별한 제한이 없다. 예를 들면, 유리섬유, 이온교환섬유, 셀룰로오스섬유, 아스베스트 섬유 등의 유리섬유와 각종 유기섬유, 무기섬유를 사용할 수 있으며, 아연, 구리, 알루미늄 등의 금속 또는 플라스틱도 사용할 수 있고, 이러한 재료들은 각각 그 재질의 특성에 따라 사용 개소의 용도별로 다양하게 사용할 수 있으며, 형상 역시 하니컴형, 입자형, 그물형, 여과지형, 솜형, 메쉬형, 플레이트형 및 폼(foam)형 등 특별한 제한 없이 적절하게 변형하여 사용할 수 있다.
광촉매 필터(20)에는 산화티탄 광촉매 물질이 첨가되어 있는데, 이러한 광촉매 물질은 가시광이나 자외선이 조사되면 전자정공대를 생성하고, 정공은 표면의 수분과 반응하여 강한 산화력을 가진 라디칼을 생성하게 된다. 이러한 가시광이나 자외선을 조사해주는 광원(21)으로는 형광등보다는 환기장치의 크기 문제가 있으므로 LED가 바람직하다. 광원으로 LED를 사용하는 경우에는 복수의 LED 소자를 기판에 실장시켜 사용하는 것이 바람직하고, LED 소자를 실장한 기판은 필터케이스(10)의 단부(端部)를 내향 절곡시킨 절곡부(12)에 설치한다.
절곡부(12)의 내측면에는 LED 광을 통과시키면서 LED 소자를 보호하는 보호막(14)을 형성하는데, 절곡부(12)에서 광촉매 필터(20)를 향하는 면은 경사면을 형성하여 LED 광원(21)의 광에너지가 보호막(14)을 통과하여 전체 광촉매 필터(20)의 맨 아래층에 놓인 광촉매 필터를 활성화시킬 수 있도록 구성한다.
필터케이스(10)와 결합된 팬(30)은 필터 적층체 바로 위에 장착함으로써, 팬(30)의 소음을 줄이고 팬(30)이 동작하는 동안에는 필터 적층체를 통과하는 공기량을 최대한 확보할 수 있게 된다. 이때 필터케이스(10)와 결합하는 팬(30)은 외부 전원을 사용할 수도 있지만, 배터리(32)와 같은 휴대용 전원을 이용하여 팬(30)을 구동하게 할 수도 있으며, 팬(30) 날개의 직경이 공기가 통과하는 필터의 유효면적 과 같도록 하여 필터에 의해 야기되는 풍압손실을 최대한으로 줄여 환기장치의 환기량을 높이는 것이 바람직하다.
배터리(30)를 전원으로 사용할 경우, 배터리(30) 전원에 의해 팬(30)과 LED 광원(21)을 구동시켜 주게 된다.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사항을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 항정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이런 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 팬이 장착된 창문형 환기장치용 필터장치의 단면도이다.
** 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 **
10 : 필터케이스 12 : 절곡부
14 : 보호막 20 : 광촉매 필터
21 : 광원 22 : 우레탄 필터
24 : 집진필터 26 : 항균필터
30 : 팬(fan) 32 : 배터리

Claims (9)

  1. 창문형 환기장치에 장착하여 사용되는 필터장치에 있어서, 상기 필터장치는,
    광촉매 물질이 첨가된 광촉매 필터;
    상기 광촉매 필터에 광에너지를 조사하기 위한 광원;
    상기 광촉매 필터의 상부에 설치되는 팬;
    상기 광촉매 필터와 광원 및 팬이 설치되는 필터케이스;
    를 포함하여 구성되는 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  2. 제1항에 있어서,
    우레탄 필터, 집진필터 또는 헤파필터, 항균필터로부터 선택된 하나 이상의 필터를 상기 광촉매 필터의 상부에 더 적층시킨 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 광원은, 상기 필터케이스의 하단을 내측으로 절곡시킨 절곡부에 부착한 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  4. 제1항에 있어서,
    상기 광원은 LED인 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 팬과 광원은 배터리에 의해 전원을 공급받는 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 광촉매 필터에 첨가된 촉매 물질에는 산화티탄이 포함된 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  7. 제2항에 있어서,
    상기 우레탄 필터에는 활성탄을 점착시킨 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  8. 제2항에 있어서,
    상기 집진필터는 폴리프로필렌 수지 또는 폴리에틸렌 수지를 사용하며, 무정전 방식의 필터인 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
  9. 제2항에 있어서,
    상기 항균필터는 카테킨(catechin)을 함유하는 것을 특징으로 하는 창문형 환기장치용 필터장치.
KR1020090001342A 2008-01-15 2009-01-08 창문형 환기장치용 필터장치 KR20090078740A (ko)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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CN103629742A (zh) * 2012-08-27 2014-03-12 昆山开思拓节能技术有限公司 一种新型空气过滤装置
KR101598756B1 (ko) 2015-04-03 2016-03-14 진상용 미세먼지 차단용 필터
KR20210058275A (ko) 2019-11-14 2021-05-24 드림앤크리에이션 주식회사 탈부착이 가능한 환기수단을 갖는 초미세먼지 여과장치

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