KR100586652B1 - 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명은 필터에 관한 것으로, 본 발명의 필터는 공기 중에 포함된 제 1 소정직경의 먼지와 세균을 흡착 멸균하기 위해 일측면으로 공기가 흡입되는 제 1 필터층과; 상기 제 1 필터층의 타측면에 적층되며 상기 제 1 소정직경 보다 작은 제 2 소정직경의 먼지를 흡착하기 위한 제 2 필터층과; 상기 제 2 필터층의 일측면에 적층되며 상기 제 2 필터층에 의해 여과된 공기 중의 유해가스를 흡착 여과하기 위한 제 3 필터층과; 상기 제 3 필터층의 일측면에 적층되며 상기 제 2 필터층과 상기 제 3 필터층에서 발생하는 미세먼지를 여과하기 위한 제 4 필터층과; 상기 제 2 필터층 내지 제 4 필터층을 소정형태로 유지하기 위한 형상유지부재가 구비되는 것이 바람직한바, 상기와 같은 본 발명에 따르면 다양한 종류의 유해물질에 대한 여과가 동시에 가능하여 여과 효율이 증가하며, 다양한 종류의 여과가 가능하도록 유닛형태로 제작되어 사용자에 의한 교체가 가능한 필터 및 이 필터가 구비된 공기정화장치를 얻는 효과가 있다.
정전필터, 광촉매, 공기정화장치
Description
도 1은 본 발명에 따른 필터의 사시도 이다.
도 2는 본 발명에 따른 필터의 분해 사시도 이다.
도 3은 본 발명에 따른 필터의 단면도이다.
삭제
**도면의 주요부분에 대한 부호의 설명**
102; 제 1 필터층 104; 형상유지부재
106; 제 2 필터층 108; 제 3 필터층
110; 제 4 필터층 112; 테두리 틀
114; 메모리 폼 130; 향 발산층
본 발명은 필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 사용자 교체가 용이하도록 유닛형태로 제작되어 공기중의 유해물질 및 유기 화합물의 여과가 가능한 필터에 관한 것이다.
필터는 공기 및 물과 같은 유체를 여과하기 위한 것으로 사용되며, 설치되는 장치는 정수기 또는 공기 청정기 등이 있다.
이러한 장치에 사용되는 필터는 여러 종류가 있으며, 여과하고자 하는 물질의 종류에 따라 다른 종류가 설치된다.
종래의 정수기 또는 공기 청정기 등에 설치된 필터는 각각의 미세먼지 또는 유해성분 등의 여과를 위해 독립된 다른 종류의 필터를 단계적으로 설치하고, 이 각각의 필터에 유체를 이동시켜 가는 방법으로 여과를 실시하고 있다.
이러한 필터는 미세립자 등의 각종물질을 여과하기 때문에 오랜 시간동안 여과를 진행할 경우 필터에 미세립자 등이 부착되어 여과효율이 저하되며, 이러한 문제를 해결하여 여과효율을 높이기 위해 일정 주기로 새로운 필터로 교체한다.
그러나, 이러한 종래의 필터는 독립적인 형태로 다수 개가 설치되어 있기 때문에 이를 주기적으로 교체해야 할 경우 많은 시간을 필요로 하였으며, 더욱이 필터 교체를 위해서는 숙련된 기술이 필요하여 사용자가 교체를 하는데 어려움이 발생하는 문제가 있다.
본 발명은 전술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 본 발명의 목적은 다양한 종류의 유해물질에 대한 여과가 동시에 가능한 유닛형태의 필터를 제작하여 사용자에 의한 교체가 가능한 필터를 제공하기 위한 것이다.
전술한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 필터는 공기 중에 포함된 제 1 소정직경의 먼지와 세균을 흡착 멸균하기 위해 일측면으로 공기가 흡입되는 제 1 필터층과; 상기 제 1 필터층의 타측면에 적층되며 상기 제 1 소정직경 보다 작은 제 2 소정직경의 먼지를 흡착하기 위한 제 2 필터층과; 상기 제 2 필터층의 일측면에 적층되며 상기 제 2 필터층에 의해 여과된 공기 중의 유해가스를 흡착 여과하기 위한 제 3 필터층과; 상기 제 3 필터층의 일측면에 적층되며 상기 제 2 필터층과 상기 제 3 필터층에서 발생하는 미세먼지를 여과하기 위한 제 4 필터층과; 상기 제 2 필터층 내지 제 4 필터층을 소정형태로 유지하기 위한 형상유지부재가 구비되는 것이 바람직하고, 상기 형상유지부재는 상기 제 2 필터층 내지 상기 제 4 필터층을 감싸는 금속재질의 메쉬인 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 필터층은 항균메쉬이며, 상기 제 2 필터층은 항균 처리된 정전필터이고, 상기 제 3 필터층은 부직포 또는 직포 형태의 활성탄소섬유이며, 상기 제 4 필터층은 항균 처리된 폴리프로필렌인 것이 바람직하고, 상기 제 1 필터층, 상기 제 2 필터층, 상기 제 3 필터층, 상기 제 4 필터층 또는 상기 형상유지부재 중 어느 하나에는 외부에서 조사된 광원에 의해 공기 중의 오염물질, 악취 및 흡착된 상태의 세균잔해를 분해시키는 광촉매 처리된 것이 바람직하며, 상기 제 1 필터층, 상기 제 3 필터층 또는 상기 형상유지부재 중 어느 하나에는 항균 처리된 것이 바람직하다.
그리고, 상기 제 1 필터층, 상기 제 2 필터층, 상기 제 3 필터층, 상기 제 4 필터층 또는 상기 형상유지부재 중 어느 하나에는 음이온 처리된 것이 바람직하고, 상기 형상유지부재, 상기 제 2 필터층, 제 3 필터층, 제 4 필터층의 둘레에는 테두리 틀이 구비되고, 상기 테두리 틀의 내주면에는 상기 형상유지부재, 상기 제 2 필터층, 상기 제 3 필터층, 제 4 필터층을 고정시키기 위한 메모리 폼이 구비된 것이 바람직하며, 상기 제 4 필터층에는 아로마 향이 발산되는 향 발산층이 구비되는 것이 바람직하고, 상기 테두리 틀에는 광촉매 반응을 유도하기 위한 광원이 구비되는 것이 바람직하다.
이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 하며, 각 도면에 도시된 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일부재를 가리킨다.
이하에서는 본 발명에 따른 하나의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 보다 상세히 설명하기로 하며, 각 도면에 도시된 동일한 참조부호는 동일한 기능을 하는 동일부재를 가리킨다.
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도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 본 발명에 따른 필터(100)는 공기 중에 포함된 큰 먼지여과와 세균 및 곰팡이를 멸균하기 위해 일측면으로 공기가 흡입되는 제 1 필터층(102)과, 제 1 필터층(102)의 타측면에 적층되며 소정직경 이상의 먼지여과와 세균을 멸균하기 위한 제 2 필터층(106)과, 제 2 필터층(106)의 일측면에 적층되며 제 2 필터층(106)에 의해 여과된 공기 중의 유해가스를 흡착 여과하기 위한 제 3 필터층(108)과, 제 3 필터층(108)의 일측면에 적층되며 제 2 필터층(106) 및 상기 제 3 필터층(108)에서 발생하는 미세먼지를 여과하기 위한 제 4 필터층(110)과, 제 2 필터층(106) 내지 제 4 필터층(110)을 소정형태로 유지하기 위한 형상유지부재(104)가 있다.
이하에서 보다 구체적으로 각각의 구성요소들에 대하여 설명하기로 한다.
공기를 여과할 경우 공기는 제일 먼저 제 1 필터층(102)을 통과하게 되는데, 제 1 필터층(102)은 금속 재질의 메쉬(mesh)형태로 제작한다.
제 1 필터층(102)은 Ag, Cu, Zn 등 항균활동을 갖는 무기금속 항균제 또는 키친, 키토산, 천연유황, 미네랄 광석, 세라믹 등의 천연 항균제가 표면 처리된 메쉬 형태로 제작하게 되는데, 이러한 항균메쉬는 큰 먼지를 여과하는 기능을 가지며 먼지에 포함된 각종 세균이나 곰팡이 발생 방지 및 이를 사멸시키고 세균성 냄새를 탈취하기 위함이다.
이러한 제 1 필터층(102)에 공기가 통과 될 경우 공기 중에 포함된 제 1 소정직경 즉, 10㎛ 크기 이상의 먼지와 세균을 정화하게 되며, 만약, 제 1 필터층(102)을 금속재질의 메쉬형태로 제작하게 되면 후술하게 될 형상유지부재(104)와 같이 제 2 필터층(106) 내지 제 4 필터층(110)을 주름진 형태로 유지시키는 기능을 동시에 할 수 있게 된다.
즉, 제 1 필터층(102)을 형상유지부재(104)와 같이 제 2 필터층(106) 내지 제 4 필터층(110)을 소정형태로 유지시키기 위한 기능으로 사용할 경우에는 주름진 형태로 사용하며, 단순하게 항균 기능으로 사용할 경우에는 판상의 형태로 설치하여 사용할 수 있게 된다.
이렇게 항균메쉬에 의해 항균처리가 실시된 공기는 항균메쉬의 타측면에 적층 설치된 형상유지부재(104)를 통과하게 되며, 이 형상유지부재(104)는 판상 형태의 플렉시블한 재질의 그물망(mesh)으로 제작된다.
이 그물망 형태의 형상유지부재(104)에는 광촉매 코팅이 실시되는데, 광촉매 반응이란, 아나타제형 결정구조를 갖는 초미립자 산화티타늄에 자외선 등 빛이 쪼여지면 자외선을 흡수하면서 표면으로 전자와 정공이 생성되고 이들 전자, 전공이 대부분의 유해물질을 분해시키는 반응을 의미한다. 이러한 과정을 통하여 오염물질이나 악취를 제거할 뿐만 아니라, 광촉매 필터에서는 흡착된 상태의 세균잔해까지 분해할 수 있다.
이러한, 광촉매반응을 유도하기 위해 철, 스테인레스, 구리, 알루미늄, 유리, 플라스틱 재질로 된 그물망에 산화티타늄(TiO₂)이나, ZnO 나 SrTiO₃ 등 광촉매 재료를 코팅함으로써 구현한다.
또한, 광촉매의 특성을 향상시키기 위해서는 공기와 접촉되는 표면적이 커야 한다. 또, 자외선이 잘 통과될 수 있어야 하고, 공기가 잘 흐를 수 있어야 한다. 이러한 조건을 모두 충족시키기 위하여, 광촉매재료가 코팅된 그물망 형태의 형상유지부재(104)를 주름형상으로 접어서 사용한다.
더욱이, 광촉매 코팅이 처리된 형상유지부재(104)는 후술하게될 제 2 필터층(106) 내지 제 4 필터층(110)의 형상을 주름진 형태로 유지하여 공기의 여과면적을 증대시키는 역할을 하게된다.
또한, 형상유지부재(104)에는 광촉매 코팅처리 이외에 다른 형태의 실시예로 음이온처리를 실시할 수 있다.
음이온은 혈액의 정화작용, 저항력의 증가작용, 공기정화 및 먼지제거와 살균작용 등이 있으며, 이 중에서 양이온을 띠고 있는 공기 중의 담배연기 아황산가스, 질소산화물, 일산화 타소, 오존 등을 경화 침전시켜 공기를 깨끗하게 유지한다.
이렇게 형상유지부재(104)를 통과한 공기는 이후 제 2 필터층(106)을 통과하게 되고, 이때 제 1 소정직경 보다 작은 제 2 소정직경의 먼지 등이 여과되며 그 크기는 제 1 필터층(102)을 통과한 10㎛ 크기 이하의 먼지와 세균을 정화하게 된다.
제 2 필터층(106)은 항균 처리된 정전필터를 사용하는 것으로, 정전필터는 일반적으로 이온합성수지로 제작되어 항상 (-)전하를 띠며, 공기가 통과하게 되면 공기 중에 (+)이온을 가진 미세한 먼지 등이 모두 흡착되어 여과된다.
특히, 광물질 먼지나 합성수지 먼지는 (+)전하를 띠는 경우가 많으므로 이러 한 먼지는 정전필터인 제 2 필터층(106)에 의해 여과된다.
또한, 제 2 필터층(106)의 정전필터에는 항균처리 외에 다른 형태의 실시예로 광촉매 처리를 실시하여 유해물질의 제거효율을 높일 수 있다.
이후, 공기는 제 3 필터층(108)을 통과하게 되며, 이 제 3 필터층(108)은 부직포 또는 직포 형태의 활성탄소섬유(ACF, Activity Carbon Fiber)로 마련한다.
활성탄소섬유의 비표면적은 1500 ~ 2500 ㎡/g로서 입상활성탄(AC, Activity Carbon)의 비표면적 500 ~ 1200㎡/g에 비해 2배 이상이 넓으며, 세공(細空)들이 모두 미세 기공들로만 이루어져있고 구조가 균일하며 전체세공이 표면에 노출되어 있어서 적은 양으로도 입상활성탄 보다 흡착능력이 우수하며 무게가 가볍다.
그리고, 활성탄소섬유는 직포와 부직포로의 가공이 가능하며 비휘발성 무기물인 가성소다(NaOH)나 탄산나트륨(NaCO₃) 또는 무기산인 황산(H₂SO₄)이나 약산인 인산(H₃PO₄) 또는 할로겐화합물(주로 F)로 표면관능기를 부여하면 황화수소, 암모니아, 이황화메틸 등과 같은 극성 및 악취물질을 효과적으로 처리할 수 있고, 은, 크롬, 구리 등의 금속물을 첨착하여 촉매산화에 의한 제독기능을 향상시킬 수 있다.
또한, 제 3 필터층(108)의 다른 실시예로 활성탄소섬유에 광촉매 처리를 실시하여 활성탄소섬유가 흡착한 유해물질을 광촉매 물질에 의해 분해를 함으로써 활성탄소섬유의 흡착수명을 반영구적으로 유지할 수 있다.
이후, 공기는 제 4 필터층(110)을 통과하게 되는데, 제 4 필터층(110)은 항 균 처리가 이루어진 부직포 형태의 폴리프로필렌(PP)으로 마련한다.
폴리프로필렌으로 마련된 제 4 필터층(110)은 공기가 제 1 필터층(102) 내지 제 3 필터층(108)을 통해 여과가 진행될 경우 각각의 필터층을 구성하고 있는 입자 등이 내부로 유입되는 것을 방지하기 위한 것이다.
특히, 활성탄소섬유로 제작된 제 3 필터층(108)을 구성하는 탄소입자나 섬유의 미세 입자 등이 여과된 공기와 함께 유입되는 것을 방지함과 아울러 제 2 필터층(106)과 제 3 필터층(108)의 형상을 유지하기 위해 사용된다.
그리고, 제 4 필터층(110)의 배면에는 그물망 형태의 형상유지부재(104)가 적층된다. 즉, 제 2 필터층(106) 내지 제 4 필터층(110)의 전후면에는 형상유지부재(104)가 이들을 감싸는 형태로 위치하여 제 2 필터층(106) 내지 제 4 필터층(110)을 주름진 형태로 유지하게 된다.
다시 말해, 별도의 각 구성요소(106)(108)(110)를 적층되도록 위치시킨 상태에서 형상유지부재(104)를 사용하여 이들을 감싸기 때문에, 필요에 따라 형상유지부재(104)를 적층된 상태의 각 구성요소(106)(108)(110)로부터 분리하게 되면 이들을 개별적으로 분리하여 청소를 하거나 교체할 수 있게 된다.
한편, 제 1 필터층(102) 내지 제 4 필터층(110)과 형상유지부재(104)의 둘레에는 이들을 함께 감싸기 위한 테두리 틀(112)이 구비되어 있다.
이 테두리 틀(112)은 각 구성요소(102)(104)(106)(108)(110)들을 감싸 하나의 유닛형태로 제작이 가능하게 하여 사용자에 의한 손쉬운 교체가 가능하게 한다.
특히, 테두리 틀(112)의 내면에는 형상복원능력이 뛰어난 천연고무재질 및 폴리우레탄 재질의 라텍스 또는 메모리 폼(114)이 구비되어 있어 주름진 형태로 테두리 틀(112) 내부에 위치하는 형상유지부재(104) 및 제 1 필터층(102) 내지 제 4 필터층(110)을 안정적으로 고정하게 된다.
그리고, 라텍스와 다른 종류의 메모리 폼으로는 고밀도 우레탄, 강화 스폰지 등이 있으며, 이들 또한 테두리 틀(112) 내부에 위치시켜 동일한 기능이 가능하게 할 수 있다.
즉, 종래와 같이 접착제에 의한 방법이 아닌 우수한 형상복원력을 지닌 메모리 폼(114)을 통한 고정방법을 사용한 것으로, 이와 같은 메모리 폼(114)을 사용할 경우 테두리 틀(112)로부터 필터(100)를 손쉽게 탈부착할 수 있게 된다.
이에 따라, 테두리 틀(112) 및 필터(100)의 각 구성요소인 형상유지부재(100) 및 제 1 필터층(102) 내지 제 4 필터층(110)을 개별적으로 분리할 수 있게 되기 때문에 재활용이 가능하게 된다.
이와 같은 각각의 필터층(102)(106)(108)(110) 및 형상유지부재(104)는 사용자의 필요 또는 정화되는 장소의 공기 상태에 따라 필터층(102)(106)(108)(110) 및 형상유지부재(104)를 추가하여 제작할 수 있으며, 또한, 각각의 필터층(102)(106)(108)(110) 및 형상유지부재(104)가 복합적인 기능이 가능하도록 복합처리를 할 수 있는데, 즉, 광촉매 처리가 이루어진 형상유지부재(104)에 음이온처리를 하거나, 또는 항균처리가 이루어진 제 2 필터층(106)에 음이온 처리를 하는 등 복합적인 기능이 가능한 형태로도 제작할 수 있다.
그리고, 제 4 필터층(110)에는 아로마 향이 구비된 향 발산층(130)이 구비된 다. 향 발산층(130)이 구비됨에 따라 각각의 필터층(102)(104)(106)(108)(110)을 통해 여과된 깨끗한 공기와 함께 천연 아로마 향이 실내로 유입되어 쾌적한 환경을 조성할 수 있게 된다.
아로마 향은 자연향기의 독특한 성분으로 자연치료를 하는 것이며, 예를 들어 근육 통증이나 류머티즘 관절염 등의 통증치료, 소화장애, 여성질환, 생리장애, 폐경기 장애, 산후 질병, 피부 질환은 물론, 최근에는 항암 치료와 신투석, 방사선 치료 중에 생길 수 있는 부작용을 줄이는 데도 사용되고 있다.
한편, 테두리 틀(112)에는 광촉매 반응을 유도하기 위한 광원(90)이 구비된다.
광원(90)으로 주로 사용되는 것으로는 자외선 발산되는 UV램프가 있는데, UV램프가 사용되는 이유는 광촉매 물질로 주로 사용되는 산화티타늄(TiO₂)의 반응을 가장 활성화 할 수 있기 때문이다.
이외에도 태양 에너지에 의한 가시광선을 광원으로 사용할 수도 있다.
이러한 광원(90)의 위치는 도시한 것처럼 테두리 틀(112)의 외부 일측에 설치하여 사용할 수 있으며, 또한 테두리 틀(112)에 부착되거나 또는 테두리 틀(112) 내부에 실장된 형태로도 설치가 가능하다.
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이와 같은 형태의 본 발명의 필터(100)를 적용할 수 있는 범위는 본 발명의 구성을 기초로 하여 그 형태에 변형을 가하면 정수기 공기정화기 등에도 설치할 수 있다.
더욱이, 이러한 구성의 본 발명의 필터(100)는 유닛화되어 있어 사용자에 의해서도 손쉽게 교체가 가능하게 된다.
이상과 같은 본 발명에 따른 필터는 다양한 종류의 유해물질에 대한 여과가 동시에 가능하여 여과 효율이 증가하며, 다양한 종류의 여과가 가능하도록 유닛형태로 제작되어 사용자에 의한 교체가 가능한 필터를 얻는 효과가 있다.
더욱이, 메모리 폼을 사용한 비접착 방식으로 필터의 조립 및 분해가 용이하여 재활용이 가능한 필터를 얻는 효과가 있다.
Claims (21)
- 공기 중에 포함된 제 1 소정직경의 먼지와 세균을 흡착 멸균하기 위해 일측면으로 공기가 흡입되는 항균메쉬 형태의 제 1 필터층과;상기 제 1 필터층의 타측면에 적층되며, 상기 제 1 소정직경 보다 작은 제 2 소정직경의 먼지를 흡착하기 위해 항균처리된 정전필터로 형성된 제 2 필터층과;상기 제 2 필터층의 일측면에 적층되며, 상기 제 2 필터층에 의해 여과된 공기 중의 유해가스를 흡착 여과하기 위한 활성 탄소 섬유로 형성된 제 3 필터층과;상기 제 3 필터층의 일측면에 적층되며, 상기 제 2 필터층과 상기 제 3 필터층에서 발생하는 미세먼지를 여과하기 위해 항균 처리된 폴리프로필렌으로 형성된 제 4 필터층과;상기 제 2 필터층 내지 제 4 필터층을 감싸서 소정형태로 유지하는 플렉시블한 재질의 매쉬인 형상유지부재가 구비되는 것을 특징으로 하는 필터.
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- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 필터층, 상기 제 2 필터층, 상기 제 3 필터층, 상기 제 4 필터층, 상기 형상유지부재 중 어느 하나 이상에는 외부에서 조사된 광원에 의해 광촉매 반응이 유도되도록 광촉매가 처리된 것을 특징으로 하는 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 필터층, 상기 제 3 필터층, 상기 형상유지부재 중 어느 하나 이상에는 항균 처리가 된 것을 특징으로 하는 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 1 필터층, 상기 제 2 필터층, 상기 제 3 필터층, 상기 제 4 필터층, 상기 형상유지부재 중 어느 하나 이상에는 음이온 처리가 된 것을 특징으로 하는 필터.
- 제 1 항에 있어서,상기 제 3 필터층에는 비휘발성 무기물, 무기산, 약산, 할로겐화합물, 금속화합물 중 어느 하나 이상이 표면 처리된 것을 특징으로 하는 필터
- 제 1 항 및 제 4항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,상기 형상유지부재, 상기 제 2 필터층, 제 3 필터층, 제 4 필터층의 둘레에는 이들을 함께 감싸기 위한 테두리 틀이 구비되고, 상기 테두리 틀의 내면에는 상기 형상유지부재, 상기 제 2 필터층, 상기 제 3 필터층, 제 4 필터층을 함께 고정시키기 위한 메모리 폼이 구비된 것을 특징으로 하는 필터.
- 제 8 항에 있어서, 상기 제 4 필터층에는 아로마 향이 발산되는 향 발산층이 구비되는 것을 특징으로 하는 필터.
- 제 9 항에 있어서, 상기 테두리 틀의 일측에는 광촉매 반응을 유도하기 위한 광원이 구비되는 것을 특징으로 하는 필터.
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| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20140523 Year of fee payment: 9 |
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