KR101363333B1 - 공기청정용 복합필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기 중의 미세먼지 또는 분진, 각종 악취를 흡착 제거하기 위한 수단으로써 흡착 분체와 같은 흡착체층을 갖는 공기청정용 복합필터에 관한 것으로, 상하부에 각각 다수의 통기공을 갖는 커버(110)와 프레임(120) 사이에 조립되며, 유해 가스 또는 악취를 흡착하기 위한 흡착 분체로 이루어진 흡착체층(130)을 포함하는 공기청정용 복합필터에 있어서, 상기 흡착체층(130)은, 다수의 격벽(131)으로 구획되어 상기 흡착 분체가 충진되는 격자 셀(132)을 갖되, 각 격자 셀(132)은 여과 공기의 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면(132a)이 형성되어 각 격자 셀(132)의 흡기 개구부(132b)보다 배기 개구부(132c)의 표면적이 작게 형성됨으로써, 흡착 분체의 분산을 방지할 수 있으면서도 흡착 분체가 필터의 전체 면적에 균일하게 분포하여 복합필터의 여과 기능을 개선할 수 있는 효과가 있다.

Description

공기청정용 복합필터{Composite filter for an air cleaner}

본 발명은 공기청정용 복합필터에 관한 것으로, 특히 공기 중의 미세먼지 또는 분진, 각종 악취를 흡착 제거하기 위한 수단으로써 활성탄과 같은 흡착제를 갖는 공기청정용 복합필터에 관한 것이다.

공기조화기는 병원, 사무실 또는 클린룸과 같은 산업용 시설의 실내 공기를 쾌적하게 유지할 수 있도록 하는 것으로, 최근에는 대기오염이 심각해지면서 냉난방은 물론 공기의 정화기능까지 동시에 요구되고 있다.

일반적으로 고단열 주택이나 아파트, 사무실과 같은 건물에서는 실내가 실외보다 더 오염도가 높은 경우가 발생하며, 이는 냉난방 효율을 높이기 위하여 기밀성을 높인 반면에, 이에 따라서 실내공기가 오염된 경우에 오염물질이 실외로 배출되지 못하고 장기간 실내에 잔존하여 발생된다.

이와 같이 실내 오염물질이나 악취를 제거하기 위하여 다양한 공기조화기가 개발되고 있으며, 그 방식에 따라서 기계집진식 또는 전기집진식으로 구분될 수 있다.

한편 기계집진식의 경우에는 요구되는 기능을 갖는 필터를 조합하여 사용하게 되며, 예를 들어 탄소흡착필터와 미립자제거필터를 조합하여 탄소흡착필터로 악취를 제거하며 미립자제거필터로 유해균이나 미세분진을 제거하게 된다.

이러한 필터는 큰 먼지를 걸러주는 부직포필터, 공기 중의 악취와 냄새를 제거하기 위한 활성탄필터, 각종 유해 세균을 제거하는 항균필터, 또는 미세먼지를 제거하기 위한 특수섬유로 제작된 헤파필터 등을 조합하여 사용하게 된다.

도 1은 종래의 공기정화기용 복합필터를 보여주는 분해 사시도이다.

종래기술의 예로써 도 1을 참고하면, 종래의 복합필터(10)는 상하부에 각각 다수의 통기공(11a)(12a)을 갖는 상부케이스(11)와 하부케이스(12)가 마련된다.

상부케이스(11)와 하부케이스(12) 사이에는 부직포로 이루어진 제1프리필터(13)와, 전하를 가진 미립자 먼지를 흡착하는 제1정전필터(14)와, 필터 내에서의 세균 번식을 억제하는 항균필터(15)와, 전하를 띤 입자를 흡착하기 위한 제2정전필터(16)와, 유해가스와 악취를 흡착하기 위한 활성탄층(17)과, 활성탄층(17)의 입자의 분산을 억제하기 위한 부직포로 된 제2프리필터(18)가 차례로 적층되어 구성된다.

이와 같이 구성된 종래의 복합필터(10)는 상하부에 각각 다수의 통기공을 갖는 커버 및 프레임과 조립되며, 설치 시에는 수직하게 공기정화기 등에 조립되어 사용된다.

한편, 이와 같은 종래의 복합필터는 유해가스와 악취를 흡착하기 위한 활성탄층(17)이 활성탄소 입자로 제공되며, 따라서 활성탄소 입자가 분산되는 것을 방지하기 위해서는 상부와 하부에 입자의 분산을 억제할 수 있는 필터 구조를 필요로 한다. 예를 들어, 도 1에서는 활성탄층(17) 상부의 제2정전필터(16)와 제2프리필터(18)가 활성탄소 입자의 분산을 방지하는 기능을 같이 수행하게 된다.

그러나, 이와 같은 종래의 복합필터는 설치 시에 수직하게 배치되며, 따라서 활성탄층(17)의 활성탄소 입자가 균질하게 분포하는 것이 아니라 아래로 몰리면서 상대적으로 위쪽 공간은 빈 공간으로 남게 되어 활성탄층(17)의 역할을 제대로 수행하지 못하는 문제점이 발생한다.

구체적으로 도 2에 도시된 것과 같이, 복합필터가 수직하게 설치되는 경우에 활성탄소 입자(17a)는 아래로 몰리면서 상대적으로 상부에는 빈 공간(17b)으로 남게 된다.

따라서 활성탄층의 상부 빈 공간(17b)을 통과하는 공기는 활성탄소 입자(17b)에 의해 유효한 필터링이 이루어지지 않는 반면에, 하부의 활성탄소 입자(17b)는 공극율이 작게 되어 공기의 저항이 높아서 여과효율이 낮아지는 문제점이 발생한다.

참고로, 도 2에서 도면부호 1과 2는 각각 커버와 프레임을 나타내며, 커버(1)와 프레임(2) 사이에 마련되는 복합필터는 대표적으로 활성탄층(17)만을 도시한 것이다.

이와 같이 종래기술에 따른 복합필터는 활성탄층을 구성하는 활성탄소 입자가 외부로 분산되지 않도록 별도의 필터 구조를 필요로 하며, 또한 이를 해결하기 위하여 다수의 부직포 등을 적층하는 경우에는 공기의 저항을 높여서 여과효율이 떨어지는 문제점이 있다.

또한, 종래기술에 따른 복합필터는 수직으로 설치되어 사용되는 경우에 활성탄소 입자로 아래로 몰리면서 효과적인 여과 기능을 발휘하지 못하는 문제점이 발생한다.

본 발명은 이러한 종래기술을 개선하고자 하는 것으로, 활성탄소 입자와 같은 흡착 분체로 이루어진 흡착체층을 포함하는 복합필터에 있어서, 흡착 분체의 분산을 방지할 수 있으면서도 흡착 분체가 필터의 전체 면적에 균일하게 분포하여 흡착 분체가 특정 위치로 몰림이 발생하는 것을 방지할 수 있는 공기청정용 복합필터를 제공하고자 한다.

이러한 목적을 달성하기 위한 본 발명에 공기청정용 복합필터는, 상하부에 각각 다수의 통기공을 갖는 커버와 프레임 사이에 조립되며, 유해 가스 또는 악취를 흡착하기 위한 흡착 분체로 이루어진 흡착체층을 포함하는 공기청정용 복합필터에 있어서, 상기 흡착체층은, 다수의 격벽으로 구획되어 상기 흡착 분체가 충진되는 격자 셀을 갖되, 각 격자 셀은 여과 공기의 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면이 형성되어 각 격자 셀의 흡기 개구부보다 배기 개구부의 표면적이 작게 형성됨으로서 달성된다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 배기 개구부는 통기 방향과 나란한 기둥 형상으로써 일단이 상기 경사면과 접하는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 흡착체층은 상기 흡기 개구부와 대향하여 메쉬(mesh) 형태의 망사층이 적층되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 흡착체층은 상기 배기 개구부와 대향하여 백업필터가 적층되는 것을 특징으로 한다.

바람직하게는 본 발명에 있어서, 상기 격자 셀의 흡기 개구부는 육각형인 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 공기청정용 복합필터는, 활성탄소 입자와 같은 흡착 분체로 이루어진 흡착체층을 포함하는 복합필터에 있어서, 흡착체층이 다수의 격자 셀로 구성되며, 각 격자 셀은 통기 방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면을 가짐으로써, 흡착 분체의 분산을 방지할 수 있으면서도 흡착 분체가 필터의 전체 면적에 균일하게 분포하여 흡착 분체가 특정 위치로 몰림이 발생하는 것을 방지하여 복합필터의 여과 기능을 개선할 수 있는 효과가 있다.

도 1은 종래의 공기정화기용 복합필터를 보여주는 분해 사시도,
도 2는 종래의 공기정화기용 복합필터의 사용예를 보여주는 도면,
도 3은 본 발명에 따른 공기정화기용 복합필터의 분해 사시도,
도 4는 도 3의 A-A 선의 단면도,
도 5는 본 발명의 따른 공기정화기용 복합필터의 흡착체층의 평면도,
도 6은 도 5의 B-B 선의 단면도.

본 발명의 실시예에서 제시되는 특정한 구조 내지 기능적 설명들은 단지 본 발명의 개념에 따른 실시예를 설명하기 위한 목적으로 예시된 것으로, 본 발명의 개념에 따른 실시예들은 다양한 형태로 실시될 수 있다. 또한 본 명세서에 설명된 실시예들에 한정되는 것으로 해석되어서는 아니 되며, 본 발명의 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변경물, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다.

한편, 본 발명에서 제1 및/또는 제2 등의 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소들과 구별하는 목적으로만, 예컨대 본 발명의 개념에 따른 권리 범위로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 제1구성요소는 제2구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2구성요소는 제1구성요소로도 명명될 수 있다.

어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어"있다거나 "접속되어"있다고 언급된 때에는, 그 다른 구성요소에 직접적으로 연결되어 있거나 접속되어 있을 수도 있지만, 중간에 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떠한 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어"있다거나 또는 "직접 접촉되어"있다고 언급된 때에는, 중간에 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해되어야 할 것이다. 구성요소들 간의 관계를 설명하기 위한 다른 표현들, 즉 "~사이에"와 "바로 ~사이에" 또는 "~에 인접하는"과 "~에 직접 인접하는"등의 표현도 마찬가지로 해석되어야 한다.

이하, 본 발명의 실시예를 첨부 도면을 참고하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 3을 참고하면, 본 발명에 따른 공기청정용 복합필터는, 상하부에 각각 다수의 통기공(111)(121)을 갖는 커버(110)와 프레임(120) 사이에 조립되며, 유해 가스 또는 악취를 흡착하기 위한 흡착 분체로 이루어진 흡착체층(130)을 포함하는 공기청정용 복합필터에 있어서, 상기 흡착체층(130)은, 다수의 격벽(131)으로 구획되어 상기 흡착 분체가 충진되는 격자 셀(132)을 갖되, 각 격자 셀(132)은 여과 공기의 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면(132a)이 형성되어 각 격자 셀(132)의 흡기 개구부보다 배기 개구부의 표면적이 작은 것을 특징으로 한다.

커버(110)와 프레임(120)은 복합필터의 상하부에 각각 마련되어 볼트에 의해 조립되며, 다수의 필터 류가 적층되는 복합필터의 외관을 구성하며 복합필터를 고정하는 기능을 한다. 본 실시예에서 커버와 프레임은 볼트에 고정되는 것으로 도시되어 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 예를 들어 커버와 프레임에 각각 걸림돌기가 일체로 형성되어 걸림돌기에 의해 커버와 프레임의 조립이 이루어질 수도 있다. 커버와 프레임은 분해 조립이 가능하도록 마련됨으로써, 복합필터를 구성하는 흡착체층, 망사층 등의 필터 류들은 수명에 따라서 각각 따로 교체하여 사용될 수 있다.

커버(110)와 프레임(120)에는 각각 복합필터를 거쳐 통기가 이루어질 수 있도록 각각 다수의 통기공(111)(121)이 형성된다.

특히 본 발명에서 복합필터는 유해 가스나 악취를 흡착 제거하기 위하여 흡착 분체로 이루어진 흡착체층(130)을 포함한다.

흡착체층(130)은 흡착 분체(powder)로 이루어지며, 예를 들어 유해가스 또는 악취 제거에 효과적인 활성탄소 입자에 의해 제공될 수 있다.

본 발명에서 흡착체층(130)은 다수의 격벽(131)으로 구획되어 흡착 분체가 충진되는 격자 셀(132)을 포함하며, 예를 들어 스테인리스 등의 금속 소재 또는 사출 성형에 의해 수지 소재에 의해 제작될 수 있다.

도 3에서 흡착체층(130)의 각 격자 셀(132)은 사각 형상을 갖는 것으로 도시되어 있으며, 사각 형상 이외에 임의 다각형상이 적용되어도 무방할 것이다.

도 4를 참고하면, 흡착체층(130)의 각 격자 셀(132)은 여과 공기의 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면(132a)이 형성되어 각 격자 셀(132)의 흡기 개구부(132b) 보다 배기 개구부(132c)의 표면적이 더 작은 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명에서 흡착체층(130)은 흡착 분체가 각 격자 셀(132) 내에 충진되므로 수직 배치되어 사용되더라도 흡착 분체가 아래로 몰리는 것을 방지하고 필터 전체 면에 균일하게 분포되어 필터링이 이루어질 수가 있다.

또한 각 격자 셀(132)은 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면(132a)이 형성되어 흡기 개구부(132b) 보다 배기 개구부(132c)의 표면적이 더 작게 형성됨으로써, 각 격자 셀(132) 내에 충진된 흡착 분체는 통기 방향을 따라서 배기 개구부(132c) 측으로 밀집하여 충진이 이루어질 수 있다.

바람직하게는 배기 개구부(132c)는 경사면을 흡기 개구부(132b)와는 달리 통기 방향과 나란한 기둥 형상을 가지며, 일단이 경사면(132a)과 접하여 구성될 수 있다.

따라서, 흡착체층(130)에 충진된 흡착 분체는 각 격자 셀(132) 내에 균일하게 분포되며, 배기 개구부(132c) 측으로 밀집되어 충진이 이루어짐으로써, 흡착 분체가 분산되는 것을 최소화할 수 있다.

도 3에 예시된 것과 같이, 흡착체층(130)은 흡기 개구부와 대향(즉, 도 3에서 흡착체층의 상부)하여 메쉬(mesh) 형태의 망사층(141)이 추가로 더 적층될 수 있다.

앞서 설명한 것과 같이, 흡착체층(130)의 각 격자 셀(132) 내에 충진된 흡착 분체는 외부 공기가 통기되면서 흡착 분체가 배기 개구부 측으로 다짐이 이루어져 흡착 분체가 분산되는 것을 최소화할 수가 있으나, 흡착 분체의 분산을 더욱 최소화하기 위하여 메쉬(mesh) 형태의 망사층(141)이 추가될 수 있다.

망사층(141)의 전단(도 3의 망사층 상부)에는 미세먼지 등의 입자상 물질을 필터링하기 위한 미세먼지 여과필터층(142)이 추가로 마련될 수 있다.

한편, 흡착체층(130)은 배기 개구부와 대향(즉, 도 3에서 흡착체층의 하부)하여 부직포 등으로 된 백업필터(150)가 추가로 적층될 수 있다.

백업필터(150)는 필요에 따라서 특정 오염물질을 필터링하기 위한 기능성 필터가 이용될 수 있으며, 이러한 백업필터(150)는 흡착체층(130)의 배기 개구부 측에 마련되어 흡착 분체의 분산을 더욱 최소화할 수 있다.

다음으로, 도 5 및 도 6은 본 발명의 다른 실시예에 따른 복합필터의 흡착체층을 보여주는 도면으로써, 도 5는 본 발명의 따른 공기정화기용 복합필터의 흡착체층의 평면도이며, 도 6은 도 5의 B-B 선의 단면도이다.

도 5 및 도 6을 참고하면, 흡착체층(230)은 격자 셀(232)의 흡기 개구부는 육각형상을 갖는 것을 특징으로 한다.

흡착체층(230)은 격벽(231)에 의해 구획되어 다수의 격자 셀(232)을 갖는 것은 앞서의 실시예와 동일하며, 특히 각 격자 셀(232)은 육각형상을 가짐으로써 흡착체층 구조물의 내구성을 높일 수가 있다.

도 6에 예시된 것과 같이, 각 격자 셀(232)은 여과 공기의 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면(232a)이 형성되며, 각 격자 셀(232)의 흡기 개구부(232b) 보다 배기 개구부(232c)의 표면적이 더 작게 형성됨이 바람직할 것이다.

이와 같이 본 발명에서 흡착체층(230)은 육각형상을 가짐으로써 구조적으로 흡착체층의 내구성을 높일 수 있으면서도 흡착 분체가 각 격자 셀(232) 내에 충진되므로 수직 배치되어 사용되더라도 흡착 분체가 아래로 몰리는 것을 방지하고 필터 전체 면에 균일하게 분포되어 필터링이 이루어질 수가 있다.

이와 같은 본 발명에 따른 복합필터는 흡착 분체로 이루어진 흡착체층과 함께 정전필터나 용도에 따라서 다양한 기능성 필터들이 추가되어 사용될 수 있음은 이하여야 한다.

이상에서 설명한 본 발명은 전술한 실시예 및 첨부된 도면에 의해 한정되는 것이 아니고, 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 치환, 변형 및 변경이 가능함은 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이다.

110 : 커버 120 : 프레임
130 : 흡착체층 131 : 격벽
132 : 격자 셀 132a : 경사면
132b : 흡기 개구부 132c : 배기 개구부
141 : 망사층 150 : 백업필터

Claims (5)

1. 상하부에 각각 다수의 통기공을 갖는 커버와 프레임 사이에 조립되며, 유해 가스 또는 악취를 흡착하기 위한 흡착 분체로 이루어진 흡착체층을 포함하는 공기청정용 복합필터에 있어서,
   상기 흡착체층은,
   다수의 격벽으로 구획되어 상기 흡착 분체가 충진되는 격자 셀을 갖되, 각 격자 셀은 여과 공기의 통기방향으로 단면적이 좁아지도록 경사면이 형성되어 각 격자 셀의 흡기 개구부보다 배기 개구부의 표면적이 작은 것을 특징으로 하는 공기청정용 복합필터.
2. 제1항에 있어서, 상기 배기 개구부는 통기 방향과 나란한 기둥 형상으로써 일단이 상기 경사면과 접하는 것을 특징으로 하는 공기청정용 복합필터.
3. 제1항에 있어서, 상기 흡착체층은 상기 흡기 개구부와 대향하여 메쉬(mesh) 형태의 망사층이 적층되는 것을 특징으로 하는 공기청정용 복합필터.
4. 제1항 또는 제3항에 있어서, 상기 흡착체층은 상기 배기 개구부와 대향하여 백업필터가 적층되는 것을 특징으로 하는 공기청정용 복합필터.
5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 격자 셀의 흡기 개구부는 육각형인 것을 특징으로 하는 공기청정용 복합필터.

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