KR101467501B1 - 고효율 에어필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 공기가 연통될 수 있도록 복수개의 기공을 포함하는 필터재와 복수개의 상기 필터재가 적층되어 이루어지는 필터부와 상기 필터부의 적층방향으로 양측면에 형성되어 상기 필터부를 고정하되, 상기 필터부가 외부와 연통되도록 격자형 구조를 갖는 고정망과 상기 필터부의 측면부를 둘러싸 상기 필터부와 상기 고정망을 고정하는 고정프레임을 포함하는 것을 특징으로 하는 에어필터에 관한 것이다.

Description

고효율 에어필터 {High Efficiency Air Filter}

본 발명은 차량용 에어필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 자동차의 엔진으로 유입되는 공기 중에 포함된 이물질을 제거하는 에어필터를 구비함으로써, 공기 속에 포함된 이물질을 효과적으로 여과할 수 있으며, 유속의 흐름을 제어할 수 있으며, 세척을 통해 이물질을 제거할 수 있어 반영구적으로 사용할 수 있는 차량용 에어필터에 관한 것이다.

일반적으로 자동차는 엔진의 실린더 내부에 일정비율로 혼합 공급된 연료와 공기가 피스톤에 의해 압축된 상태에서 점화되는 순간에 발생되는 폭발력에 의해 상기 피스톤이 실린더 내부에서 수직왕복 운동하면서 커넥팅로드로 연결된 크랭크축이 고속으로 회전하여 구동되는 것이다. 이때 실린더 내부로 공급되는 공기는 엔진의 효율 및 엔진의 안전을 위해 반드시 이물질이 제거된 상태로 공급되어야 하는데, 이러한 기능을 하는 것이 바로 에어필터이다.

에어필터는 자동차의 기관(엔진)에 공급된 연료의 연소를 위하여 흡입되는 공기를 여과시키는 것으로, 자동차의 정격 공기량에 따라 판형이나 원통형 등의 다양한 형태로 형성될 수 있다.

종래의 차량용 에어필터는 주기적으로 점검하여 새것으로 교체하거나 청소를 하여 재사용이 가능했으나, 압축공기를 이용한 건식방식으로 세척을 했기 때문에 필터에 있는 이물질이 완전히 제거되지 않았다. 따라서 이러한 종래의 차량용 에어필터는 반영구적이지 못하거나, 미세먼지의 여과 효율이 떨어지는 되는 문제점이 있었다.

한국등록특허 제 2005-0094552호는 필터에 관한 것으로, 먼지와 세균을 흡착 멸균하기 위해 고안된 기술로써, 본 발명과 복수개의 층으로 적층되는 필터의 형상은 유사하나, 선행기술은 필터를 부직포를 이용하였고, 형상유지부재를 필터 적층 중간단계에 적용한다는 점에서 차이가 있다. 선행기술의 에어필터는 미세먼지를 충분히 여과하지 못하여 공기를 흡입하는 인테이크(intake) 파이프라인에 미세먼지가 축적되는 문제가 발생하여 본 발명에서 해결하고자 하는 단점이나 문제점이 해결되지 않고 있다.

한국등록특허 제 2005-0094552호 (필터, 공개일 2005.09.28)

본 발명은 상기의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적 은 코튼과 아크릴 섬유가 적층된 에어필터를 사용함으로써, 미세먼지의 여과효율을 증대시키며 유속을 제어하는데 있다. 본 발명은 또한 정밀한 여과를 위해 코튼과 아크릴섬유 층으로 구비되되, 서로 어긋나도록 적층될 수 있도록 배치하고, 복수층의 필터를 격자형 고정망을 이용하여 고정시켜 주며, 상기 필터에 오일을 도포하고, 물결형의 단면구조로 구비됨으로써 외부와의 단면적을 넓힐 수 있어 미세먼지의 여과효율을 증대시킬 수 있는 코튼을 이용한 에어필터를 제공하는데 있다.

본 발명은, 직조구조로 평면형상으로 형성되어, 공기가 연통될 수 있도록 복수개의 기공(110)을 포함하는 필터재(100a); 복수개의 상기 필터재(100a)가 적층되어 이루어지는 필터부(100); 상기 필터부(100)의 적층방향으로 양측면에 적층되어 상기 필터부(100)를 고정하되, 상기 필터부(100)가 외부와 연통되도록 격자형 구조를 갖는 고정망(200);및 상기 필터부(100)의 측면부를 둘러싸 상기 필터부(100)와 상기 고정망(200)을 고정하는 고정프레임(300);을 포함하는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어필터(1000)는 코튼과 아크릴 섬유가가 적층되어 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 필터부(100)는 각층의 상기 필터재(100a)의 기공(110)이 수평방향으로 서로 어긋나는 구조로 적층되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어필터(1000)는 테이퍼진 형상으로 형성되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 에어필터(1000)는 물결형 단면을 가지는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 고정프레임(300)은 일방향으로 평행하게 일정간격을 두고 형성되는 복수개의 걸림부(400)를 더 포함하며, 상기 걸림부(400)에 의해 상기 고정망(200)이 끼움 고정되는 것을 특징으로 한다.

본 발명은 코튼을 이용하는 고효율의 에어필터에 관한 것으로 필터를 코튼과 아크릴 섬유로 적층하여 사용함에 따라 통기성과 흡습성이 우수하며, 향균성이 있고, 마찰에 의한 정전기가 적은 장점이 있다. 또한, 미세먼지도 필터링의 효과도 증가시킬 수 있으며, 코튼에 오일을 흡수시킴으로써, 미세먼지가 필터에 흡착되도록 하여 에어필터의 효율을 증대시킬 수 있으며, 세척을 통해 재활용이 가능하므로 경제적이다.

도1은 본 발명에 따른 에어필터의 사시도.
도2는 도1의 A-A'방향의 단면도.
도3은 본 발명에 따른 물결형 단면을 가진 에어필터의 분해 사시도.
도4는 도3의 입면도.
도5는 도4의 B-B'방향의 단면도.
도6은 본 발명에 따른 실시예.
도7은 본 발명에 따른 실시예.
도8은 본 발명에 따른 실시예.
도9는 도8의 측면도.
도10은 도9의 C-C'방향의 단면도.
도11은 엔진PRM영역별 효율성 그래프.

이하, 본 발명의 기술적 사상을 첨부된 도면을 사용하여 더욱 구체적으로 설명한다.

기본적으로, 본 발명에서 제안하는 에어필터는 미세먼지를 여과하는 필터부(100)가 구비되며, 상기 필터부(100)는 필터재(100a)의 직조구조가 엇갈리도록 적층되어 형성되며, 상기 필터부(100)의 상측과 하측에 위치하여 양측면을 고정하되, 상기 필터부(100)가 외부와 연통될 수 있도록 격자형 구조를 갖는 고정망(200)을 포함하는 에어필터에 관한 것이다.

종래기술은 부직포를 이용하여 여과하는 장치에 관한 것으로, 부직포를 4중으로 적층하여 사용했으나, 선행기술의 필터는 미세먼지를 충분히 여과하지 못하여 공기를 흡입하는 인테이크 파이프라인에 미세먼지가 축적되는 문제가 있었다.

본 발명에서는 이러한 문제를 해소할 수 있도록, 기본적으로 종래에 가장 큰 문제였던 미세먼지 축적과 유속의 흐름에 있어서, 코튼과 아크릴 섬유를 적층하여 구비하고, 코튼의 직조구조를 어긋나도록 배치하거나, 물결형 단면구조를 가진 필터재를 적층하여 외부와의 접촉 면적을 증가시키고, 상기 적층된 필터재의 표면에 일반적인 자동차 필터 오일을 도포함으로써 여과 효율을 증대시킬 수 있다.

도1은 본 발명에 따른 에어필터의 사시도를 나타낸 것으로, 복수개의 필터재(100a)가 적층되어 형성되는 필터부(100), 상기 필터부(100)를 고정시켜주는 고정망(200)과 상기 고정망(200)의 사이에 고정된 상기 필터부(100)를 고정하는 고정프레임(300)을 포함한다.

도2는 도1의 A-A'방향의 단면도를 나타낸 것으로, 양측면으로 구비되는 상기 고정망(200)의 사이에 고정되는 상기 필터부(100)가 고정프레임(300)에 장착된 형상을 도시한 것이다. 상기 고정프레임(300)은 상기 필터재(100)의 둘레방향에 형성되는 격벽(302)와 돌출부(301)로 이루어져 있으며, 상기 돌출부(301)는 상기 필터부(100)를 둘러싸는 내측 방향으로 일정길이 돌출되는 부분을 나타내는 것으로 상기 필터부(100)가 하측으로 빠지는 것을 방지한다.

도3은 본 발명에 따른 물결형 단면을 가지는 에어필터의 분해 사시도를 나타낸 것이며, 도4와 도5를 참고로 하여 도3에 도시된 형태의 에어필터에 대해 상세히 설명한다.

도3의 에어필터는 필터재(100a)를 복수개 층으로 적층한 필터부(100), 상기 필터부(100)의 양측면을 고정하는 고정망(200), 고정프레임(300)으로 이루어진다.

상기 필터재(100a)는 상기 필터부(100)의 단일층을 일컫는 것으로, 상기 필터재(100a)는 코튼과 아크릴 섬유가 적층되어 형성되는 코튼의 직조구조는 공기가 연통되는 복수개의 기공(110)을 포함한다. 상기 필터재(100a)는 평면형상 및 외부와의 접촉 면적을 넓히기 위해 물결형 단면으로 형성될 수 있다. 상기 필터재(100a)를 코튼으로 사용함에 따라 통기성과 흡습성이 우수하며, 향균성이 있고, 마찰에 의한 정전기가 적은 장점이 있다. 상기 코튼재(100a)의 표면에 일반 자동차 필터 오일을 흡수시킴으로써, 오일이 새로운 필터층을 생성하는 효과를 생성하여 미세먼지가 상기 필터재(100a)에 흡착되도록 하여 에어필터의 효율을 증대시킬 수 있으며, 세척을 통해 재활용이 가능하므로 경제적이다.

상기 필터부(100)는 복수개의 상기 필터재(100a)가 적층되어 이루어지며, 적층된 형상은 도5에 개략적으로 도시되어 있다. 상기 필터재(100a)는 도3의 상기 필터부(100)를 확대한 도면에 도시된 것처럼 각층의 복수개의 상기 기공(110)을 서로 어긋나도록 적층되어 상기 기공(110)이 더욱 조밀하게 형성되고, 상기 필터부(100)의 표면에 오일을 도포하여 미세먼지를 흡착함으로써 여과효율을 증대시킬 수 있다. 또한, 상기 필터부(100)가 물결형 단면을 가짐으로써, 외부와의 표면면적을 증가시킬 수 있어 여과 효율을 더욱 증대시킬 수 있다. 상기 필터부(100)는 일례로 상기 필터재(100a)가 4개 적층되어 형성되되, 외부를 기준으로 하여 2겹의 코튼층, 1겹의 아크릴층과 1겹의 코튼층으로 적층된 경우가 효율이 가장 좋으나 사용자에 따라 다양하게 변형하여 실시할 수 있다. 상기 필터부(100)는 테이퍼진 형상 및 다각형을 모두 포함하여 정격 공기량에 따라 변경되어 이루어질 수 있으며, 사용자가 원하는 어떤 형태로든 변형하여 설계할 수 있다.

상기 고정망(200)은 외부와 공기가 연통되도록 격자형 구조로 형성되며, 상기 필터부(100)의 상측과 하측에 위치하여 상기 필터부(100)를 고정한다. 상기 고정망(200)은 상기 필터부(100)의 형상에 의해 변경이 가능하며, 사용자가 원하는 어떤 형태로든 변형하여 설계할 수 있다. 상기 고정망(200)의 재질은 플라스틱 및 금속재질의 중 어느 것으로도 변형이 가능하며, 일례로 알루미늄의 재질로 제작될 수 있다.

상기 고정프레임(300)은 도4와 도5를 참고로 하여 상세히 설명한다. 도4는 도3의 입면도를 나타냈으며, 도5는 도4의 B-B'방향의 단면도를 나타냈다. 도4는 상기 필터부(100)가 상기 고정망(200)에 의해 고정되어 상기 고정프레임(300)에 끼움 고정된 형태를 도시하고 있다. 상기 고정프레임(300)의 기본 형태는 사각형 구조를 이루고 있고, 도1의 고정프레임(300)의 구조와는 다르게 도3의 고정프레임(300)은 격벽(302)과 상기 격벽(302)의 내측면에 길이방향으로 형성되는 걸림부(400)로 형성된다. 상기 격벽(302)은 상기 필터부(100)의 둘레에 높이방향으로 형성되어 상기 필터부(100)의 사면을 둘러쌓는 형태로 형성된다. 상기 걸림부(400)는 복수개 구비되며, 상기 격벽(302)에 일방향으로 평행하게 일정간격을 두고 형성되고, 상기 걸림부(400)의 양 끝단은 상기 격벽(302)과 접합되어 형성된다. 더욱 자세하게, 물결형 단면을 가지는 상기 필터부(100)를 고정한 상기 고정망(200)의 마루 부분에 상기 걸림부(400)를 끼움 고정하는 것을 특징으로 한다.

도6과 도7은 본 발명에 따른 실시예로, 상기 고정프레임(300)의 형태가 변형된 에어필터에 관한 것으로, 도6과 도7의 상기 필터부(100) 및 상기 고정망(200)은 도3에서 제시한 에어필터의 장착 방법과 동일하다.

도8은 본 발명에 따른 실시예이며, 도9와 도10은 도8을 상세하게 설명하기 위한 도면으로, 도9는 도8의 측면도이며, 도10은 도9의 C-C'방향의 단면도를 나타낸 것이다. 도1 내지 도7은 순정형 에어필터에 관한 것이고, 도8은 튜닝용 차량에 장착되는 오픈형 에어필터를 도시하였다. 도면에 도시되어 있듯, 오픈형 에어필터는 물결형 단면으로도 형성이 가능하며, 상기 필터부(100)가 임의의 기준축을 중심으로 테어퍼진 원통형으로 형성되는 구조를 갖는다. 공기의 유입 효율을 증대시키기 위해 원통형의 상단이 하단보다 작게 형성되는 구조를 갖는 테이퍼 구조로 형성된다. 도10에는 상기 필터부(100) 및 상기 걸림부(400)만 도시되어 있으며, 상기 그물망(200)의 구조는 생략되어 있다. 상기 고정망(200)은 물결형 단면을 가지는 상기 필터부(100)의 양측면에 위치하여 상기 필터부(100)을 고정시키며, 상기 고정망(200)에 의해 고정된 상기 필터부(100)의 마루 부분에 상기 걸림부(400)가 끼워지는 구조로 형성되며, 상기 필터부(100)의 상단과 하단에 구비되는 캡에 의해 고정된다. 에어필터에서 유속의 흐름을 제어하기 위해 유선형의 파이프는 원통형 상기 필터부(100)의 하단에 위치하여, 인테이크 파이프와 연결되기 위해 일정길이 돌출되어 형성된다. 도면에 도시한 에어필터의 외에 사용자에 의해 형상 변경이 가능하며, 사용자가 원하는 어떤 형태로든 변형하여 설계할 수 있다.

하기의 표1은 순정형 필터에 관한 것으로, 일반 에어필터와 본 발명의 에어필터의 풍속실험 결과를 나타낸 표이다.

표1의 결과를 보면 5000RPM상태에서 필터를 장착하지 않고 풍속실험을 한 결과 풍속이 5.51m/s, 시중에서 판매되고 있는 일반 순정형 에어필터는 4.46m/s, 본 발명의 순정형 에어필터를 장착했을 경우 5.02m/s로 일반 순정형 에어필터를 장착한 경우 풍속이 느려지지만 본 발명의 에어필터를 장착한 경우 실험결과에서 볼 수 있듯이 풍속이 빨라지는 것을 확인할 수 있다.

하기의 표2는 오픈형 에어필터에 관한 것으로, 에어필터를 장착하지 않은 상태와 본 발명의 필터를 비교한 표이다.

표2의 결과를 보면 필터를 장착하지 않고 풍속실험을 한 결과 5000RPM에서 5.58m/s, 본 발명의 오픈형 에어필터를 장착한 경우는 5.23m/s로 에어필터를 장착하지 않은 상태와 비교하여 본 발명의 에어필터를 장착한 상태에서 풍속이 빠른 것을 확인할 수 있다.

도 11은 엔진 RPM의 영역별 효율성을 나타내는 그래프로 일반 에어필터와 비교하여 본 발명의 오픈형 에어필터를 장착했을 때의 결과이다. 일반 오픈형 에어필터를 장착한 경우와 본 발명의 에어필터를 장착한 경우 2,500RPM에서 5,000RPM으로 증가할 때 효율성이 극대화 되는 것을 확인할 수 있다.

첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상을 더욱 구체적으로 설명하기 위하여 도시한 일예에 불과하므로 본 발명의 기술적 사상이 첨부된 도면의 형태에 한정되는 것은 아니다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 아니하며, 적용범위가 다양함은 물론이고, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이다.

1000 : 에어필터
100 : 필터부
100a: 필터재
110 : 기공
200 : 고정망
300 : 고정프레임
301 : 돌출부
302 : 격벽
400 : 걸림부

Claims (6)

1. 자동차용 에어필터에 있어서,
   직조구조로 평면형상으로 형성되어, 공기가 연통될 수 있도록 복수개의 기공(110)을 포함하는 필터재(100a);
   복수개의 상기 필터재(100a)는 코튼과 아크릴 섬유가 적층되어 형성되며, 표면에 오일이 도포되어 물결형 단면으로 이루어지고, 각층의 상기 필터재(100a)의 기공(110)이 수평방향으로 서로 어긋나는 구조로 적층되는 필터부(100);
   상기 필터부(100)의 적층방향으로 양측면에 상기 필터부(100)의 표면과 밀착되도록 적층되어 상기 필터부(100)를 고정하되, 상기 필터부(100)가 외부와 연통되도록 격자형 구조를 갖는 고정망(200); 및
   상기 필터부(100)의 측면부를 둘러싸며, 일방향으로 평행하게 일정간격을 두고 형성되는 복수개의 걸림부(400)가 포함되고, 상기 걸림부(400)에 상기 필터부(100)와 상기 고정망(200)이 끼움 고정되는 고정프레임(300);
   을 포함하는 것을 특징으로 하는 고효율 에어필터.
   
2. 삭제
3. 삭제
4. 제 1항에 있어서, 상기 에어필터는
   테이퍼진 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 고효율 에어필터.
   
5. 삭제
6. 삭제

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