KR100859806B1 - 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치 - Google Patents

기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치에 관한 것으로 특히, 열융착 수지로 이루어지고 상면과 하면을 관통하는 다수의 관통구멍을 구비하는 수지 프레임, 상기 수지 프레임의 각 관통구멍에 일부 또는 전부 채워지는 알갱이 타입의 기능성 소재 및, 상기 수지 프레임과 동일한 계열의 열융착 수지로 이루어진 부직포로 이루어져, 상기 수지 프레임의 상면 및 하면의 전체 면에 열융착으로 결합하는 마감층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치에 관한 것이다.
이를 통하여 접착물질을 사용하지 않아 이에 따른 환경오염을 막을 수 있고, 접착제 도포 과정 등의 제작공정을 생략하여 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있으며, 기능성 소재의 제거가 용이하고 이의 제거 후에는 동일한 물질만 남아 재활용이 용이하고, 압력손실을 최소화하면서도 셀 단위로 분리되어 기능성 소재의 공기 접촉량이 최대화되어 활용도가 높으며, 고른 접착으로 인하여 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
열융착, 기능성, 필터

Description

기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치 { FUNCTIONAL FILTER AND AIR CIRCULATION DEVICE INCLUDING THE SAME }
도 1은 본 발명의 기능성 필터에 대한 일 실시예의 사시도이다.
도 2는 도 1의 실시예에 대한 정면도이다.
도 3은 도 1의 실시예에 대한 일부 분해도이다.
도 4는 본 발명의 기능성 필터에 적용되는 수지 프레임의 다른 실시예에 대한 정면도이다.
도 5는 본 발명의 기능성 필터로 송풍장치에 의하여 유입되는 바람의 방향을 도시한 측면도이다.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *
5: 관통구멍 10: 수지 프레임
20: 기능성 소재 30: 마감층
100: 기능성 필터
본 발명은 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치에 관한 것으로 보다 상세하게는 접착물질을 사용하지 않아 이에 따른 환경오염을 막을 수 있고, 접착제 도포 과정 등의 제작공정을 생략하여 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있으며, 기능성 소재의 제거가 용이하고 이의 제거 후에는 동일한 물질만 남아 재활용이 용이하고, 압력손실을 최소화하면서도 셀 단위로 분리되어 기능성 소재의 공기 접촉양이 최대화되어 활용도가 높으며, 고른 접착으로 인하여 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있는 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치에 관한 것이다.
일반적으로 에어컨 등의 공기조화기(공조기)나 공기청정기 등을 포함하는 공기처리장치는 기본적인 기능과 함께 근래에 들어와서 탈취, 항균, VOC's제거 등의 다양한 기능을 더 추가하고 있고, 이를 위하여 다양한 기능성 필터를 함께 구비하고 있다.
그러나 이러한 기능성 필터의 한 예인 탈취필터는 통기공을 가지는 부직포속에 활성탄을 불규칙적으로 채워 넣거나, 플라스틱재질로 이루어진 테두리 사이에 통기성을 가지는 망과 유전체 필터를 설치하고 그 사이에 탈취물질을 채워 넣는 구조로 제작되어 통기성이 좋지 못하고 높은 압력손실을 발생시켜, 송풍장치의 용량을 증대하여야 하는 문제점이 발생되어 왔다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 금속재의 격자 프레임에 탈취 등의 기능성 물질을 채우고, 격자의 상하부를 접착제를 도포한 여재로 막는 형식의 기능성 필터가 제시되었으나, 이 경우는 여재와 금속재 프레임의 결합을 위하여 접착제의 도포가 필요하고, 접착제를 도포하여 결합한 경우에도 결합이 잘 이루어지지 않거나, 균일하게 이루어지지 않는 등의 문제점이 있어, 격자 내부의 탈취제 등이 새어 나 오는 문제점이 있으며, 탈취 필터 등의 기능성 필터는 그 수명이 다한 경우에 자주 교환해 주어야 하는데, 이 경우에 폐기된 필터의 처리를 위해서는 그 소재가 각각 다르므로 이를 각각 분리하여야 하는 번거로운 문제점이 있다
따라서 이와 같은 문제점을 해결하여 압력손실 등의 문제를 일으키지 않으면서도, 접착제 등의 환경오염물질을 사용하지 않고, 균일하고 강한 접착이 이루어지고, 재활용이 용이한 기능성 필터의 개발이 절실한 실정이다.
상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명은 접착물질을 사용하지 않아 이에 따른 환경오염을 막을 수 있고, 접착제 도포 과정 등의 제작공정을 생략하여 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있으며, 기능성 소재의 제거가 용이하고 이의 제거 후에는 동일한 물질만 남아 재활용이 용이하고, 압력손실을 최소화하면서도 셀 단위로 분리되어 기능성 소재의 공기 접촉양이 최대화되어 활용도가 높으며, 고른 접착으로 인하여 내구성이 향상되는 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치를 제공하는 것을 목적으로 한다.
상기와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은
열융착 수지로 이루어지고 상면과 하면을 관통하는 다수의 관통구멍을 구비하는 수지 프레임;
상기 수지 프레임의 각 관통구멍에 일부 또는 전부 채워지는 알갱이 타입의 기능성 소재; 및,
상기 수지 프레임과 동일한 계열의 열융착 수지로 이루어진 부직포로 이루어져, 상기 수지 프레임의 상면 및 하면의 전체 면에 열융착으로 결합하는 마감층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터를 제공한다.
또한 본 발명은
상기 기능성 필터; 및,
상기 기능성 필터에 대하여 중력방향에 반대되는 성분이 존재하는 방향으로 공기가 유입되도록 하는 송풍장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기처리장치를 제공한다.
이하 본 발명에 대하여 도면을 참고하여 자세히 설명한다.
본 발명은 기능성 필터에 관한 것으로 열융착 수지로 이루어지고 상면과 하면을 관통하는 다수의 관통구멍(5)을 구비하는 수지 프레임(10), 상기 수지 프레임(10)의 각 관통구멍(5)에 일부 또는 전부 채워지는 알갱이 타입의 기능성 소재(20) 및, 상기 수지 프레임(10)과 동일한 계열의 열융착 수지로 이루어진 부직포로 이루어져, 상기 수지 프레임의 상면 및 하면의 전체 면에 열융착으로 결합하는 마감층(30)을 포함하여 구성된다.
즉, 본 발명의 기능성 필터는 기능성 소재를 복수의 분리되는 관통구멍을 가지는 수지 프레임에 각각 소량씩 분리하여 담는데 이러한 기능성 소재의 분리에 사용되어지는 프레임과 이러한 기능성 소재를 담은 후에 이를 밀봉하는 마감층의 소재를 열융착이 가능한 열융착 소재로 제작하고, 이들 프레임과 마감층의 접착을 열융착으로 수행하는 것을 그 기술적 특징으로 한다.
따라서 상기 수지 프레임(10)은 상기 기능성 소재를 소량씩 분리하여 담을 수 있도록 상면과 하면을 관통하는 관통구멍(5)을 다수 개 가지는 구조를 가진다. 이에 대한 구체적인 예는 도 1 내지 도 4에 도시한 바와 같으며, 이와 같은 관통구멍의 크기는 균일하게 또는 불균일하게 형성될 수 있으며, 그 배치도 균일하게 또는 불균일하게 배치될 수 있다. 이에 대한 구체적인 예는 도 2와 도 4에 각각 도시한 바와 같으며, 바람직하게는 도 1 내지 도3에 도시한 바와 같이 균일하게 서로 엇갈려가며 배치되는 것이 압력손실을 최소화하고, 많은 개방면적을 가질 수 있으므로 좋고, 이러한 측면에서 더욱 바람직하게는 허니컴(Honeycomb) 구조의 단면에 해당하는 구조를 가지는 것이 좋다.
상기 수지 프레임에 사용되는 열융착 수지는 공지의 열융착이 가능한 다양한 수지가 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌 계열 또는 폴리에틸렌 계열 수지가 사용되는 것이 재활용이나 열융착 공정의 용이성 측면에서 좋다.
상기 수지 프레임(10)의 제작을 위해서는 내부에 관통구멍을 가지는 긴 프레임을 얇게 잘라 다수 개의 수지 프레임을 제작할 수 있으므로 이를 통하여 제조단가를 크게 낮출 수 있다.
이와 같이 형성된 수지 프레임의 관통구멍에는 기능성 소재가 채워지는데 이는 필터의 압력손실을 고려하여 그 충진률을 조정할 수 있다. 또한 상기 기능성 소재는 마감층이 부직포로 빠지지 않도록 하는 것이 좋으므로 이를 위하여 일정한 크기 이상의 알갱이 구조를 가지며, 이를 통하여 압력손실을 줄이는 효과도 함께 얻을 수 있다.
상기 기능성 소재는 공기순환장치(공기조화장치, 공기 청정기 등을 포함하는 포괄적 개념)에 적용되는 공지의 다양한 기능성 필터에 적용되는 다양한 기능성 소재가 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 탈취제, 항균제, 흡착제, 촉매제 및, 이산화티탄으로 이루어진 그룹으로부터 적어도 하나 선택되어지는 것이 좋고, 더욱 바람직하게는 탈취필터의 경우에 활성탄 알갱이에 백금촉매를 가한 입자를 사용하는 것이 좋다. 여기서 백금촉매는 순수에 백금촉매를 풀어, 백금촉매 용액을 제조하고 여기에 활성탄 알갱이를 담지하였다가 건져내서 건조함으로써 상기 활성탄 알갱이에 백금촉매를 첨가할 수 있다.
이러한 기능성 소재가 수지 프레임 내에서 계속 존재하기 위해서는 상기 수지 프레임의 상면 및 하면이 밀봉되어져야 한다. 이를 위하여 마감층이 결합되는데 상기 마감층은 압력손실을 막기 위하여 부직포로 이루어지고, 수지 프레임과 열융착으로 접착되기 위하여 상기 수지 프레임과 동일한 계열의 열융착 수지로 이루어진다. 따라서 먼저 수지 프레임을 준비하고, 하면에 마감층을 대고 이를 열판으로 압착하여 수지 프레임과 하면의 마감층을 열융착으로 접착되도록 하고, 이후에 기능성 소재를 관통구멍에 채운 다음에, 수지 프레임의 상면에도 마감층을 덮고 이를 열판으로 압착하여 수지 프레임과 상면의 마감층이 열융착으로 접착되도록 하여 기능성 필터를 제작하도록 한다.
이와 같은 마감층의 부직포는 압력손실을 줄이기 위하여 기능성 소재의 알갱이가 빠지지 않을 정도의 밀도를 가지면 충분하므로 알갱이의 크기 및 크기 분포에 따라 이에 적절한 밀도의 부직포를 채택하고, 소재는 공지의 열융착이 가능한 다양 한 수지가 이에 적용될 수 있으며, 바람직하게는 폴리프로필렌 계열 또는 폴리에틸렌 계열 수지가 사용되는 것이 재활용이나 열융착 공정의 용이성 측면에서 좋으며, 반드시 수지 프레임과 동일한 계열의 열융착 수지가 사용되어야 한다.
이를 통하여 수지 프레임과 마감층 사이의 접착에 접착제 등을 사용하지 않아 접착제 사용에 따른 VOC's 발생 등의 환경오염을 막을 수 있고, 단순히 열융착으로 프레임과 마감층을 접착하게 되므로 접착제 도포 과정 등의 제작공정을 생략하여 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있다.
또한 기능성 필터의 교환시에 폐기되는 기능성 필터는, 상면 또는 하면을 가볍게 가열하는 것만으로 마감층의 관통구멍 상부의 부직포가 쉽게 녹아 관통구멍이 개방되므로 기능성 소재의 제거가 용이하고, 이후에는 마감층과 수지 프레임이 동일 재질 내지 동일계열의 재질이므로 다 이상의 분리작업 없이 한꺼번에 재활용할 수 있는 장점이 있다.
또한 이와 같은 기능성 필터는 공지의 다양한 공조장치 및 공기청정기 등을 포함하는 공기순환장치에 적용될 수 있는데, 이 경우에 본 발명의 기능성 필터에 유입되는 공기의 유입 방향은 도 5에 도시한 바와 같이 상기 기능성 필터에 대하여 중력방향에 반대되는 성분이 존재하는 방향으로 공기가 유입되는 것이 좋다. 즉, 본 발명은 상기 기술한 기능성 필터 및, 상기 기능성 필터에 대하여 중력방향에 반대되는 성분이 존재하는 방향으로 공기가 유입되도록 하는 송풍장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기처리장치를 제공한다.
도 5에 도시한 바와 같이 기능성 필터에 대하여 중력방향에 반대되는 성분이 존재하는 방향으로 공기가 유입되는 경우에는 공기의 유입에 의하여 관통구멍 내에 채워진 기능성 소재가 들어올려지거나 내부에서 회전할 수 있으므로 이를 통하여 압력손실을 줄이고, 기능성 소재와 공기와의 접촉양이 늘어나고, 기능성 소재들끼리의 접촉 면적이 줄어들거나 접촉부가 바뀌는 효과를 얻을 수 있어 이를 통하여 기능성 필터의 효과를 증대하거나, 압력손실을 줄여 송풍장치의 용량을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 살펴 본 바와 같이, 본 발명의 기능성 필터 및 이를 포함하는 공기순환장치에 의하면, 프레임과 마감층 사이의 접착에 접착물질을 사용하지 않아 접착제 사용에 따른 VOC's 발생 등의 환경오염을 막을 수 있고, 단순히 열융착으로 프레임과 마감층을 접착하므로 접착제 도포 과정 등의 제작공정을 생략하여 공정을 단순화하여 원가를 절감할 수 있으며, 단순한 가열만으로 마감층이 먼저 녹아 제거되므로 이를 통하여 기능성 소재의 제거가 용이하고, 이의 제거 후에는 동일한 물질만 남아 재활용이 용이하며 재활용도가 높은 장점이 있다.
또한, 셀 단위로 분리된 프레임 구조를 가짐에 따라 압력손실을 최소화하면서도 셀 단위로 분리되어 기능성 소재의 공기 접촉량이 최대화되어 활용도가 높으며, 셀 사이의 각각의 격벽이 마감층과 고르게 열융착 되므로 격벽이 고르게 접착되어 내구성이 향상되는 효과를 얻을 수 있다.
이외에도 송풍장치의 유입각도를 조절하여 기능성 필터의 효과를 증대하거나, 압력손실을 줄여 송풍장치의 용량을 줄일 수 있는 효과를 얻을 수 있다.
이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의하여 한정되는 것은 아니고, 하기의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 해당 기술 분야의 당업자가 다양하게 수정 및 변경시킨 것 또한 본 발명의 범위 내에 포함됨은 물론이다.

Claims (4)

  1. 열융착 수지로 이루어지고 상면과 하면을 관통하는 다수의 관통구멍을 구비하는 수지 프레임;
    상기 수지 프레임의 각 관통구멍에 일부 또는 전부 채워지는 알갱이 타입의 기능성 소재; 및,
    상기 수지 프레임과 동일한 계열의 열융착 수지로 이루어진 부직포로 이루어져, 상기 수지 프레임의 상면 및 하면의 전체 면에 열융착으로 결합하는 마감층을 포함하는 것을 특징으로 하는 기능성 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 열융착 수지는 폴리프로필렌 계열 또는 폴리에틸렌 계열 수지이고, 상기 기능성 소재는 탈취제, 항균제, 흡착제, 촉매제 및, 이산화티탄으로 이루어진 그룹으로부터 적어도 하나 선택되어지는 것을 특징으로 하는 기능성 필터.
  3. 제1항 또는 제2항에 있어서,
    상기 수지 프레임은 허니컴 구조의 단면에 해당하는 구조로 이루어지는 것을 특징으로 하는 기능성 필터.
  4. 삭제
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