KR100618464B1 - 공기 청정 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 청정 필터에 관한 것이며, 상세하게는 필름과 부직포를 결합한 공기 청정 정전 필터에 관한 것으로서, 체적을 축소하면서 포집효율을 양호하게 하고, 설치장소에 제한을 받지 않고 사용할 수 있도록 한 것이다.

본 발명은 일정폭을 가진 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 고분자 합성수지 필름(1)에 10~40KV 의 코로나 방전장치 등에 의하여 하전을 하여 정(+)극성 및 부(-)극성의 전하를 침착(부여)함과 동시에 다수의 돌기(2)를 형성하고, 상기 하전된 필름(1)을 원통형으로 감아서 공기의 흐름방향과 평행한 통기로(3)를 형성하며, 상기 통기로(3)에 부직포(4)를 돌기(2)에 지지하여 충전한 것이다.

필름, 돌기, 통기로, 부직포

Description

공기 청정 필터 {AIR CLEANNESS FILTER}

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 일부 전개사시도

도 2는 도 1의 측면도

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 분해사시도

도 4는 도 3의 결합시의 단면도

< 도면의 주요부분에 대한 부호설명 >

1,11 : 필름 2,12 : 돌기 3,13 : 통기로 4,14 : 부직포

본 발명은 공기 청정 필터에 관한 것이며, 상세하게는 필름과 부직포를 결합한 공기 청정 정전 필터에 관한 것이다.

산업사회의 심화에 따른 화석연료의 과도한 사용에 의하여 자동차 또는 산업설비 등에서 배출가스가 다량 발생하고, 도시기반시설의 확충에 의한 분진 등의 발생으로 대기오염은 사회문제화 되고 있다.

상기 배출가스, 분진 등을 포집하는 전형적인 방법은 기계적 포집방법과 정전 포집방법으로 대별되며, 상기 기계적 포집방법은 직포, 부직포 등의 섬유상 필 터를 사용하는 것임으로 분진포집효율이 70% 정도로 비교적 낮고, 또한 분진이 필터의 공극사이에 퇴적됨으로 필터의 망목이 폐쇄(눈막힘)됨으로써 압력손실이 증대되고, 압력손실의 증대에 비례하여 포집효율이 저하되는 문제점이 있는 것이다.

상기 정전 포집방법은 고주파 방전에 의하는 것임으로 포집효율은 양호하지만 전력을 소비하고, 보수관리 및 안전측면에서 위험할 뿐 아니라 다량의 오존이 발생될 경우에는 호흡곤란, 두통 등을 일으키는 문제점이 있는 것이다.

한편 포집효율이 양호한 무전원 정전 필터 소재가 특허 제 310274 호 공보에 개시되어 있는 바, 상기 무전원 정전 필터 소재는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 고분자 합성수지를 섬유상 필터로 방사함과 동시에 고전압 발생장치에 의하여 하전함으로써 정전기를 침착(보유)하여서 정전기와 분진과의 대전에 의하여 분진을 포집하도록 한 것이다.

그러나 상기한 무전원 정전 필터는 기계적 포집방법에서 사용되는 여과 필터와 동일한 부직포를 이용하여 포집하려는 공기를 필터와 직각으로 유동하도록 함으로써 압력손실이 커지게 됨으로 팬에 의하여 포집하려는 공기를 흡인할 경우에는 소비동력이 증가하고 소음이 발생하며, 포집효율을 더욱더 양호하게 하기 위하여 필터의 두께를 두껍게 할 경우에는 더욱더 압력손실이 커지게 되는 것임으로 포집효율에 제한을 받게 되며, 상기와 같이 포집효율이 제한을 받게 되면 미세분진의 포집이 불가능하여 이에 포함된 산성 또는 알칼리성 가스 등의 냄새를 정화할 수 없게 되는 문제점이 있는 것이다.

본 발명은 상기한 문제점을 시정하여, 압력손실을 작게 함과 동시에 포집효율을 양호하게 한 원통형 공기 청정 정전 필터를 2003년 특허출원 제 10899 호로 제안한 바 있다.

상기한 원통형 공기 청정 필터는 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 고분자 합성수지 필름에 10 내지 40KV 의 코로나 방전장치 등에 의하여 하전하여 정(+)극성 및 부(-)극성의 전하를 보유함과 동시에 다수의 돌기를 형성하고, 상기 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름방향과 평행한 통기로를 형성하여서 된 것이다.

그리고 상기 필름에 형성하는 돌기의 높이는 0.1~5mm 의 범위 내에서 청정하려는 공기의 조건, 통기량(흡입 공기량) 또는 팬의 회전수에 따라서 조절하고, 또한 돌기는 그 높낮이를 필름의 폭에 의하여 조절할 수 있도록 함으로써 압력손실을 자유롭게 조절할 수 있도록 한 것이다.

상기한 원통형 공기 청정 정전 필터는 케이스에 내장하고, 그 후방에 팬을 설치하여 청정하려는 공기를 통기로와 평행하게 흡인하면 청정하려는 공기가 통기로를 통과할 때 필름에 영구적으로 부여된 전하(정전기)와 분진 등이 대전함으로써 분진을 포집함과 동시에 가스의 냄새를 정화하는 것이다.

그러나 상기한 본 발명자의 선출원의 원통형 공기 청정 정전 필터는 압력손실을 조절하기 위하여 통기로의 간격을 크게 형성하고, 그 폭은 크게 형성하면 그 체적이 커짐으로써 설치장소에 제한을 받게 되는 것이다.

그리고 필름에 하전장치에 의하여 전하를 부여할 때 균일하게 부여되지 못하고, 통기로의 간격이 클 경우에는 통기로 내의 전계(전기장)강도가 차이가 발생함 으로써 분진과의 대전이 양호하지 못하기 때문에 그 폭이 작을 경우에는 포집효율이 저하되며, 또한 통기로의 간격이 커서 분진의 통과관성이 전계강도보다 클 경우에도 포집효율이 저하되는 현상이 발생하고 있다.

또한 상기한 선출원 공기 청정 정전 필터는 그 단면이 원통형인데 대하여 자동차, 산업기계 등에서 사용하는 필터는 그 단면이 사각형인 판상체가 주종임으로 선출원을 사각형의 판상체로 형성하는데 어려움이 있고, 선출원을 판상체로 형성하면 통기로의 간격이 균일하지 않게 되어 분진 등의 포집을 균일하게 할 수 없고, 포집효율이 저하되는 것이다.

본 발명은 상기한 선출원의 문제점을 시정하여, 체적을 축소하면서 포집효율을 양호하게 한 공기 청정 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 다른 목적은 임의형상의 판상체로 형성하여 설치장소에 제한을 받지 않고 사용할 수 있는 공기 청정 필터를 제공하는 것이다.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 일정폭을 가진 고분자 합성수지 필름에 하전을 함과 동시에 다수의 돌기를 형성하고, 상기 하전된 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름방향과 평행한 통기로를 형성하여서 상기 통기로에 부직포를 충전하여서 된 것이다.

또한 본 발명은 일정폭을 가진 고분자 합성수지 필름에 하전을 함과 동시에 다수의 돌기를 형성하고, 상기 하전된 필름을 판상체로 형성하여 다수매를 공기의 흐름방향과 평행한 통기로가 형성되게 적층하여서 상기 통기로에 부직포를 충전하여서 된 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예의 일부 전개사시도이고, 도 2는 도 1의 측면도로서, 일정폭을 가진 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 고분자 합성수지 필름(1)에 10~40KV 의 코로나 방전장치 등에 의하여 하전을 하여 정(+)극성 및 부(-)극성의 전하를 침착(부여)함과 동시에 다수의 돌기(2)를 형성하고, 상기 하전된 필름(1)을 원통형으로 감아서 공기의 흐름방향과 평행한 통기로(3)를 형성하며, 상기 통기로(3)에 부직포(4)를 돌기(2)에 지지하여 충전한 것이다.

상기 부직포(4)는 상기 필름과 동일한 재질의 것을 필름(1)과 같은 방법으로 하전을 하여 부직포(4)에서도 분진과 대전하게 함으로써 통기로(3)의 간격을 크게 형성하거나 필름(1)에 하전된 전하가 균일하지 못할 경우에도 집진효율을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

또한 상기 부직포(4)는 하전을 하지 않은 것도 사용할 수 있는 바, 하전을 하지 않은 부직포는 종래의 부직포 필터와 같이 분진을 포집함으로써 포집효율을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

상기 필름(1)의 두께는 0.1~1mm 로 형성하여 강성을 유지하고 전하의 보유량을 크게 하는 것이 바람직하며, 상기 통기로(3)의 간격은 0.5~10mm 의 범위 내에서 청정하려는 공기의 조건, 통기량(흡입공기량) 또는 팬의 회전수에 따라 조절하며, 돌기(2)의 높이는 상기 통기로(3)의 간격보다 작게 형성하여 부직포(4)를 통기로(3)에 충전할 때 돌기(2)에 의하여 누름으로써 부직포(4)의 지지를 견고하게 하고, 통기로(3)의 간격을 양호하게 유지할 수 있도록 한 것이다.

그리고 필름(1)의 폭은 공기 청정기 케이스의 체적 또는 형상 등의 설계조건에 따라 정한 후 통기로(3)의 간격을 정하여 포집효율을 양호하게 함과 동시에 압력손실을 줄일 수 있도록 하고, 상기 돌기(2)는 불규칙하게 형성하여 청정하려는 공기가 통기로(3)를 통과할 때 우회통로를 형성하면서 상호 마찰되게 함으로써 포집효율을 증대할 수 있도록 한 것이다.

상기한 제 1 실시예는 일정 폭의 필름(1)을 연속하여 하전함과 동시에 돌기(2)를 형성하고, 상기 필름(1)에 부직포(4)를 적층하고 원통형으로 감아서 필름(1) 사이에 공기의 흐름방향과 평행한 통기로(3)를 형성하는 것이다.

도 3은 본 발명의 제 2 실시예의 분해사시도이고, 도 4는 도 3의 결합시의 단면도로서, 상기 실시예 1과 같이 필름(11)을 하전함과 동시에 돌기(2)를 형성하여 일정면적의 사각형 등의 판상체로 형성하고, 상기 판상체로 된 필름(11) 다수매를 공기의 흐름방향과 평행한 통기로(13)가 형성되게 적층하고, 상기 통기로(13)에 실시예 1과 같은 부직포(14)를 충전한 것이다.

상기 필름(11)의 돌기(12)의 높이와 통기로(13)의 간격은 제 1 실시예와 동일하게 형성하고, 필름(11)의 폭은 설계적으로 정하여지나 가급적 그 폭을 작게 형성하는 것이 바람직하다.

상기 제 2 실시예는 일정면적의 판상체로 된 단위 필름(11) 다수매를 부직포(14)와 교호로 적층하여 임의형상의 판상체로 형성하는 것이다.

이상과 같은 본 발명은 통상적으로 케이스에 내장하고, 그 후방에 팬을 설치하거나 설치하지 않고 청정하려는 공기를 통기로(3)(13)와 평행하게 흡입하면 청정 하려는 공기가 통기로(3)(13)를 통과할 때 필름(1)(11)에 영구적으로 부여된 전하(정전기)와 분진 등이 대전함과 동시에 부직포(4)(14)에서도 분진을 포집하는 것이다.

상기와 같이 필름(1)(11) 및 부직포(4)(14)에서 분진을 포집할 때 부직포(4)(14)에 하전을 한 경우 부직포(4)(14)에 영구적으로 하전된 전하와 분진 등이 대전을 하고, 통기로(3)(13) 내의 전계강도가 균일함으로써 미세한 분진과 산성 또는 알칼리성 가스 등의 포집효율을 양호하게 유지할 수 있고, 부직포(4)(14)에 하전을 하지 않은 경우에는 통상의 것과 같이 분진 등을 포집함으로써 선출원보다 분진 등의 포집효율 을 양호하게 할 수 있는 것이다.

한편 본 발명은 통기로(3)(13) 사이에 부직포(4)(14)를 충전함으로써 단위체적당 압력손실은 증대되지만, 통기로(3)(13)에 부직포(4)(14)를 충전함으로써 포집효율이 증대됨으로 그 폭을 줄여서 전체의 압력손실은 거의 동일하게 유지할 수 있기 때문에 체적을 줄일 수 있음으로 설치장소에 제한을 받지 않게 되는 것이다.

또한 본 발명의 제 2 실시예는 임의형상의 판상체로 형성함으로써 설치장소에 제한을 받지 않고, 포집효율을 양호하게 유지할 수 있는 것이다.

그리고 본 발명은 산성 또는 알칼리성 가스 등도 정화할 수 있는 바, 상기 산성 또는 알칼리성 가스 등의 정화를 더욱더 양호하게 하기 위하여 필름(1)(11)의 압출시 등에 활성탄 또는 제오라이트 등의 다공성 탈취제와 세균을 살균할 수 있는 은 또는 산화티타윰 등의 살균제를 추가 분산할 수도 있고, 또한 상기 부직포는 직포로 대체할 수도 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명은 고분자 합성수지 필름에 하전을 함과 동시에 다수의 돌기를 형성한 후 이를 원통형으로 감거나 판상체로 형성하여 청정하려는 공기의 흐름방향과 평행한 통기로를 형성하고, 상기 통기로에 부직포를 충전하여 청정하려는 공기가 청정될 때 통기로와 평행하게 흐르도록 하였기 때문에 압력손실이 작으면서 포집효율을 양호하게 함과 동시에 체적을 줄일 수 있으며, 설치장소에 제한을 받지 않게 되는 것이다. 그리고 미세분진까지 포집함으로써 산성 또는 알칼리성 가스 등의 냄새도 양호하게 정화할 수 있는 것이다.

또한 돌기의 높낮이를 조절함과 동시에 필터의 폭을 조절할 수 있도록 함으로써 공기 청정기의 형상 등의 설계의 자유도를 크게 할 수 있고, 압력손실이 작음으로 소비동력을 절감하고, 소음을 저감할 수 있는 것이다.

Claims (4)

1. 일정폭을 가진 고분자 합성수지 필름에 하전을 함과 동시에 다수의 돌기를 형성하고, 상기 하전된 필름을 원통형으로 감아서 공기의 흐름방향과 평행한 통기로를 형성하여서 상기 통기로에 부직포를 충전하여서 된 공기 청정 필터.
2. 일정폭을 가진 고분자 합성수지 필름에 하전을 함과 동시에 다수의 돌기를 형성하고, 상기 하전된 필름을 판상체로 형성하여 다수매를 공기의 흐름방향과 평행한 통기로가 형성되게 적층하여서 상기 통기로에 부직포를 충전하여서 된 공기 청정 필터.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 부직포는 하전을 한 공기 청정 필터.
4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 부직포는 하전을 하지 않은 공기 청정 필터.

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