KR101666460B1 - 차량용 미세먼지 필터링장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용 미세먼지 필터링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부부로 유입되는 미세먼지를 여과하기 위해 마련되는 전기식 메쉬필터와 동일한 극성으로 미세먼지를 단극하전(unipolar charging)시켜 그 전기적 반발력을 이용하여 미세먼지의 유입을 차단할 수 있도록 한 차량용 미세먼지 필터링장치에 관한 것이다.
본 발명에 따르면, 미세먼지가 포함된 외부공기가 유입되는 유입관; 상기 유입관에 구비되어, 외부공기에 포함된 미세먼지가 단극하전되도록 하는 방전극; 실내 유입경로를 가로지르는 방향으로 구비되고, 상가 방전극에 의해 단극하전된 외부공기 상의 미세먼지를 반발시켜 미세먼지가 여과된 상태의 외부공기가 실내로 유입되도록 하는 전기식 메쉬필터; 상기 유입관의 유입경로를 따라 형성되어, 상기 전기식 메쉬필터에 의해 반발된 미세먼지가 혼합된 공기가 배기되도록 하는 유출관; 및, 상기 전기식 메쉬필터에 의해 여과된 외부공기를 포함한 입자상 오염물질의 제거를 위해, 상기 전기식 메쉬필터와 연결된 망형상의 기계식 메쉬필터;를 포함한다.

Description

차량용 미세먼지 필터링장치{MICROSCOPIC DUST FILTERING APPARATUS FOR VEHICLE}

본 발명은 차량용 미세먼지 필터링장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 내부부로 유입되는 미세먼지를 여과하기 위해 마련되는 전기식 메쉬필터와 동일한 극성으로 미세먼지를 단극하전(unipolar charging)시켜 그 전기적 반발력을 이용하여 미세먼지의 유입을 차단할 수 있도록 한 차량용 미세먼지 필터링장치에 관한 것이다.

현대인의 실내공간 체류시간(residence time, 滯留時間)이 증가하면서 실내공기질(interior air quality, 室內空氣質)이 재실자의 쾌적함과 건강을 좌우하는 주요 요인으로 부각되고 있다. 더구나, 지하철과 같이 환기가 어려운 공간에 불특정 다수가 밀집되어 이용하는 경우 역사(대합실, 승강장)뿐만 아니라 이용객이 대부분의 시간을 체류하는 지하철 객실내 공기질은 쾌적성과 건강을 좌우하는 매우 중요한 요소라 할 수 있다.

이에, 환경부는 지하생활공간(underground living space)의 공기질 관리에 대한 법적근거가 되는 「지하생활공간공기질관리법(법률 제5224호)」을 1996년 제정하였고, 이후 2003년 「다중이용시설 등의 실내공기질관리법(법률 제6911호)」이 공표되면서 지하생활공간을 포함한 실내공간의 공기질 관련 관리법의 기틀이 마련되었다.

통상, 지하철이라고 일컬어지는 도시철도의 시스템적 구성공간은 크게 터널, 역사, 차량으로 구분될 수 있으며, 미세먼지(PM10) 오염도가 가장 높은 터널공기가 역사 또는 차량 내부로 유입될 경우 실내 오염도가 증가할 우려가 높다. 특히, 승강장안전문(Platform Screen Door; PSD)이 수도권 대부분 역사에 설치되면서 터널공간과 물리적으로 분리된 승강장의 경우 공기질이 개선되고 있으나 터널공기질은 더욱 악화되고 있으며, 터널을 운행하는 지하철 차량내 공기질이 악화될 우려가 높다.

이를 해소하기 위해, 지하철 및 버스 등과 같은 각종 차량에는 실내 공기를 정화하여 공급하는 HVAC(Heating Ventilation Air Conditioning System 즉, 난방, 통풍, 공기조화)라 일컫는 자동차 공조 시스템이 설치되는바, 상기한 자동차 공조 시스템에는 기본적으로 정화된 외부공기를 실내로 공급하기 위해 입자상 물질이나 가스상 물질을 여과 또는 제거할 수 있는 각각의 필터들이 구비된다.

그러나, 최근 들어 이슈화되고 있는 미세먼지의 여과는 기존의 기계적 또는 화학적 구성으로 마련되는 기계식 또는 화학식 메쉬필터(mesh filter)로는 미세먼지를 완벽히 여과하기가 불가능하다.

예컨대, 환기구를 통해 지상의 미세먼지가 도시철도 터널 안으로 유입되는 경우, 열차풍(train draft, 列車風)에 의해 바닥의 미세먼지가 재비산하는 경우, 팬토그라프(Pantograph)의 마찰과 스파크 방전에 의해 나노입자가 발생하는 경우, 차륜과 레일 사이나 마찰 제동시 마모입자가 발생하는 경우 등의 이유로 미세먼지가 발생하며, 이렇게 발생한 미세먼지의 입자는 터널 사이에서 부유하면서 전동차의 이동에 의해 확산되고 객실을 환기시키는 과정에서 전동차 안으로 유입되는데, 기존 메쉬필터로는 미세먼지의 필터링이 거의 이루어지지 않게 된다. 따라서, 터널 내의 부유 미세먼지가 공기필터를 통하여 객실로 유입되지 않도록 차단할 수 있는 기술이 필요하다.

종래에는, 대한민국등록특허 제10-1396204호와 같이, 미세먼지의 차단과 달리 미세먼지를 여과하기 위해 세정식, 가압수식, 회전식 또는 전기식의 집진장치들이 제안되어 왔다. 그러나, 전술한 방식들은 비용상의 문제, 범용성의 문제 등으로 전동차에 사용되기는 불리하며, 전기식 집진장치를 포함한 상기 집진장치들은 미세먼지를 포집하는 목적의 구성으로 마련됨으로써, 공기필터의 잦은 교체와 같은 문제를 안고 있다.

대한민국등록특허 제10-1396204호(등록일자 : 2014. 05. 12.)

본 발명의 목적은 상기와 같은 제반 문제점을 해결하기 위한 것으로, 단순히 미세먼지를 포집하는 것이 아닌 차단할 수 있도록 하는 간소화된 구성의 차량용 미세먼지 필터링장치를 제공함에 있다.

상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 미세먼지가 포함된 외부공기가 유입되는 유입관; 상기 유입관에 구비되어, 외부공기에 포함된 미세먼지가 단극하전되도록 하는 방전극; 실내 유입경로를 가로지르는 방향으로 구비되고, 상가 방전극에 의해 단극하전된 외부공기 상의 미세먼지를 반발시켜 미세먼지가 여과된 상태의 외부공기가 실내로 유입되도록 하는 전기식 메쉬필터; 상기 유입관의 유입경로를 따라 형성되어, 상기 전기식 메쉬필터에 의해 반발된 미세먼지가 혼합된 공기가 배기되도록 하는 유출관; 및, 상기 전기식 메쉬필터에 의해 여과된 외부공기를 포함한 입자상 오염물질의 제거를 위해, 상기 전기식 메쉬필터와 연결된 망형상의 기계식 메쉬필터;를 포함한다.

또한, 상기 유입관으로 유입되는 외부공기의 농도 및 유속을 감지하는 센서부; 및, 상기 센서부의 측정된 결과에 따라, 상기 방전극 또는 상기 전기식 메쉬필터의 전기적 극성의 크기를 조절하는 제어부;를 더 포함한다.

더하여, 상기 유입관은, 저감된 유속의 불규칙적인 유동으로 외부공기가 유입되도록, 유선형 또는 나선형의 굴절된 형태로 형성된다.

또한, 상기 방전극은, 상기 유입관의 내주연부에 상기 유입경로를 따라 돌출된 형태의 복수 개로 구비된다.

더하여, 상기 방전극에는, 상기 유입관의 유입경로를 따라 경로축이 연장형성되고, 미세먼지의 단극하전 효율향상을 위해 상기 유입경로를 따라 상기 경로축의 외주연부에 돌출 구비된 복수 개의 방전핀을 포함한다.

또한, 상기 전기식 메쉬필터는, 입자상 물질의 부착으로 인한 반발 강도 저하의 경감을 위해, 상기 망형상의 기계식 메시필터에 포함된 공극에 비해 더 넓은 면적의 공극이 다수 형성된 망형상으로 형성된다.

더하여, 상기 유입관 및 상기 유출관의 유·출입경로는, 외부공기의 유속 증가를 위해 상기 전기식 메쉬필터를 지나는 구간의 단면적이 감소되는 형상으로 형성된다.

또한, 상기 전기식 메쉬필터는, 주기적 교환이 가능토록 착탈식으로 구비된다.

더하여, 상기 유출관은, 반대 방향으로의 외부공기 여과가 가능토록, 상기 방전극이 상기 유입관과 대칭되게 형성된다.

이상의 설명에서 분명히 알 수 있듯이, 본 발명의 차량용 미세먼지 필터링장치는, 미세먼지의 단극하전 효율을 높임과 함께 미세먼지가 용이하게 배기되도록 함으로써, 실내 유입공기에 혼합된 미세먼지의 여과효율이 극대화되도록 하는 효과를 가져다준다.

또한, 미세먼지를 포집하는 일반적인 방식이 아니라 미연에 차단함으로써, 필터에 부착되는 입자상 오염물질에 의한 여과효율의 저하를 방지함은 물론이거니와 입자상 오염물질의 부착으로 인한 필터의 잦은 교체로 발생하는 유지보수의 시간과 비용을 크게 절감할 수 있게 되는 효과를 발휘한다.

이와 함께, 차량의 실내로 미세먼지가 완벽히 여과된 청정공기만을 공급할 수 있게 됨으로써, 수많은 승객들이 장시간 체류하는 지하철(전동차) 객실내 쾌적함 유지를 통한 보다 나은 대중교통 이용환경을 제공함에 큰 기여를 할 수 있는 아주 유용한 발명이다.

도 1은 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치의 설치 예를 나타낸 사용상태사시도.
도 2는 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치의 세부구성을 나타낸 요부투영사시도.
도 3은 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치를 이용한 미세먼지 여과원리를 나타낸 예시도.
도 4는 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치에 구비되는 유선형 또는 나선형 유입관을 나타낸 예시도.
도 5는 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치에 구비되는 방전극을 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치의 다른 실시 예를 나타낸 예시도.

이하, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 용이하게 실시할 수 있을 정도로 본 발명의 바람직한 실시 예를 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 우선, 도면의 구성요소들에 참조부호를 부가함에 있어, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 부호를 가지도록 하고 있음에 유의해야 한다. 또한, 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 구성 또는 기능에 대한 구체적인 설명이 본 발명의 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명은 생략한다.

본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치(100)는, 지하철(전동차) 또는 버스 등과 같은 각종 차량 실내(객실내)에 미세먼지가 여과 또는 제거된 쾌적한 공기를 제공하기 위하여, 실내로 유입되는 외부공기에 포함된 미세먼지를 단극하전시키고, 미세먼지 제거를 위해 마련되는 공기필터가 동일 전극을 갖도록 마련함으로써, 동일 극성에 의한 반발력에 의해 실내로 유입되는 미세먼지를 차단하여 재배기되도록 할 수 있다.

그리고, 미세먼지의 단극하전 효율성을 극대화하기 위해, 외부공기의 유입 경로를 굴절시켜, 유입되는 공기의 유입 속도를 완만하게 함과 동시에 난류 유동을 통한 방전극(discharge electrode, 放電極)으로의 접근성을 제공할 수 있다.

또한, 유출관을 유입관과 동일한 구성으로 마련되도록 함으로써, 차량의 역방향 주행시 동일한 미세먼지 여과 기능을 제공할 수 있다.

첨부된 도면 중 도 1은 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치의 설치 예를 나타낸 사용상태사시도이고, 도 2는 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치의 세부구성을 나타낸 요부투영사시도로써, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치(A)는, 미세먼지를 포함한 상태로 외부에서 유입되는 외부공기를 정화하여 실내로 공급시키는 자동차 공조 시스템인 것으로, 유입관(1), 방전극(2), 전기식 메쉬필터(3), 기계식 메쉬필터(4) 및 유출관(5)을 포함한다.

유입관(1)은, 본 발명의 차량용 미세먼지 필터링장치(A)상에서 외부공기를 유입시키는 환기구 역할을 하는 것으로, 도 2에 도시된 바와 같이, 차량의 주행방향으로 일면이 개방된 형상으로 마련되어 차량의 주행방향에 따른 외부공기의 유입경로를 제공한다.

방전극(2)은, 상기 유입관(1) 안으로 유입된 외부공기에 혼합된 미세먼지를 단극하전시키기 위한 것으로, 상기 유입관(1)의 내주연부에 유입경로를 따라 복수 개의 돌출된 형상으로 마련된다.

전기식 메쉬필터(3)는, 상기 방전극(2)에 의해 단극하전된 외부공기 상의 미세먼지를 반발시켜 그 미세먼지가 차량의 실내(객실내)로 유입되지 않도록 하는 것으로, 차량 실내로 이어지는 유입경로를 가로지르는 방향으로 형성됨으로써, 반발된 미세먼지가 상기 유출관(5)을 통해 유출되도록 한다.

기계식 메쉬필터(4)는, 상기 전기식 메쉬필터(3)를 통해 여과된 공기를 포함하는 입자상 물질을 재차 여과하기 위한 것으로, 실내로 공급되는 여과된 공기의 유입경로를 따라 상기 전기식 메쉬필터(3)의 후방에 마련된다.

여기서, 상기 전기식 메쉬필터(3)는 상기 외부공기의 유입경로와 근접한 위치에 마련되는 것이 바람직하다. 이는, 본 발명이 미세먼지의 포집을 위한 것이 아니라 미세먼지를 차단함으로써, 차단된 그 미세먼지가 상기 유출관(5)을 따라 배출되도록 하기 위함이다.

그리고, 상기 전기식 메쉬필터(3)와 기계식 메쉬필터(4)는, 필터링의 효율을 위해 망형상으로 마련되나, 입자상 오염물질이 전기식 메쉬필터(3)에 부착되어 필터링 효과가 저하되지 않도록 하기 위해, 기계식 메쉬필터(4)의 공극보다 전기식 메쉬필터(3)의 공극이 크게 형성되는 것이 바람직하다.

또한, 주기적 교체가 용이토록 착탈 가능한 구조로 구성될 수 있으며, 이를 달성할 수 있는 구성이라면 공지된 적절한 여타의 기술이 적용되어도 무방함은 물론이다.

유출관(5)은, 상기 전기식 메쉬필터(3)에 의해 반발되어 튕겨져 나온 미세먼지가 포집되지 않고 배기될 수 있도록, 전기식 메쉬필터(3)을 지나는 부분으로부터 연장형성되어 외부공기의 유입 및 유출경로가 단일 방향을 지향하도록 한다.

한편, 본 발명의 실시 예의 차량은 전동차 내지 지하철로 예시한바, 차량은 역방향으로 주행할 수 있어, 전술한 방전극(2)은 상기 유입관(1)뿐만 아니라 유출관(5)에도 동일하게 마련된다. 즉, 유입관(1)과 유출관(5)은 역할이 교대될 수 있어 상기 유입관(1)과 유출관(5)을 별도 구분하는 것은 이해를 돕기 위한 하나의 예시에 불과하며, 상기 유입관(1)과 유출관(5)은 대칭된 동일의 구성요소라 할 수 있다.

정리하자면, 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치(A)는, 외부에서 유입된 미세먼지가 유입경로를 따라 방전극(2)을 통해 단극하전된 상태로 전기식 메쉬필터(3)에 근접하게 되고, 내부 흡기팬(미도시)에 의해 전기식 메쉬필터(3)로 인입될 때, 상기 전기식 메쉬필터(3)의 동일 극성에 의해 전기적으로 반발되어 튕겨져 나와 유출관(5)을 통해 배출됨으로써, 실내로 유입되는 공기가 포함한 미세먼지를 차단 또는 여과할 수 있다.

첨부된 도면 중 도 3은 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치를 이용한 미세먼지 여과원리를 나타낸 예시도로써, 도 4에 도시된 바와 같이, 전기력에 의한 분진차단 원리는 코로나 방전의 형성, 미세먼지의 대전, 대전입자의 이동, 상기 전기식 메쉬필터(3)에 의한 반발 및 배기 등의 메커니즘으로 이루어진다.

상기 방전극(2)은 대부분 도전체 상에 차후 후술할 방전핀이 접합되어 있는 형태이며, 방전극(2)에는 직류 고전압(20KV정도)이 가해지는데, 이 전압이 극간의 일정한 방향의 불평등 전계를 형성시킨다.

여기서, 코로나 방전이란(corona discharge), 전기 방전의 일종으로 고전압으로 연결된 전극주변에 있는 기체분자의 전기적 파괴를 수반한다.

따라서, 상기 방전극(2) 주위의 강한 전계(electric field, 電界)는 기체 내에 존재하고 있는 자유전자를 가속시키고 가속된 자유전자는 빠른 속도로 이동하면서 다른 분자에 충돌하게 되어 충돌된 분자는 양이온으로 되면서 자유전자를 하나 더 배출한다. 이 자유전자는 연쇄적으로 기체분자와 충돌하여 많은 수의 양 이온과 자유전자를 생성시킨다. 이는 전계강도에 의해 결정된다. 발생된 자유전자는 이동을 통해서 코로나 영역을 벗어나게 될 때, 기체분자를 이온화시킬 정도의 속도 유지가 불가능하여 기체분자를 이온화시키지 못한다. 따라서, 자유전자는 기체분자 표면에 흡착되어 음이온을 띤 기체분자 즉, 대전된 미세먼지를 만든다.

대전입자들은 차량의 주행 또는 실내 공기의 유입을 위해 실내측에 마련되는 흡기팬의 구동에 의해 전기식 메쉬필터(3) 방향으로 이동되며, 상술한 흡기 작용에 의해 상기 전기식 메쉬필터(3) 상으로 접근한다. 이때, 대전된 미세먼지들은 동일 극성을 같은 전기식 메쉬필터(3)에 의해 반발되어 실내로 유입되지 못하고 유입경로 상을 부유하게 되며, 이어 유입되는 외부공기에 밀려 유출관(5)을 통해 외부로 배출되게 된다.

첨부된 도면 중 도 4는 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치에 구비되는 유선형 또는 나선형 유입관을 나타낸 예시도이고, 도 5는 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치에 구비되는 방전극을 나타낸 예시도로써, 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이, 상기 전기식 메쉬필터(3)는, 고정된 상태로 근접하는 단극하전된 미세먼지를 밀어내기는 용이하나, 내부로 유입되어 유체 형태로 유동되는 미세먼지를 단극하전시키기는 용이하지 않은 것으로, 상기 유입관(1)의 구조 또는 방전극(2)의 배치 및 형태에 따라 미세먼지 여과 효율이 달라질 수 있다.

이에 따른 상기 유입관(1)의 구조는, 유입경로를 따라 굴절된 형태로 마련되되, 외부공기의 원활한 진입을 위해 유선형으로 마련될 수 있다. 예를 들면, 유입경로가 좌우 또는 상하 S자 형상으로 연장되어, 차량의 주행 속도에 따라 달라질 수 있는 외기의 유입속도를 일정하게 유지되도록 함으로써 단극하전의 효율을 높일 수 있다. 또한, 굴절된 유입경로를 통해 규칙적인 공기의 흐름을 불규칙적인 난류 형상으로 변환시킴으로써, 상기 유입관(1) 내주연부를 따라 형성되는 방전극(2)과 공기의 접근성을 향상시킴으로써, 단극하전의 효율을 극대화할 수 있다.

한편, 상기 유입관(1)의 또 다른 구조는 도시하지는 않았으나 유입경로를 따라 나선형으로 연장형성될 수 있고, 형성면을 따라 방전극(2)이 복수 개로 마련됨으로써, 상기 유선형 유입관(1)의 구조에 따른 기능과 효과를 얻을 수 있다.

또한, 차량의 주행방향에 따라 상기 유입관(1)과 유출관(5)의 기능과 역할이 뒤바뀔 수 있으므로, 전술한 유선형 또는 나선형의 굴절경로는 유입방향이 변하더라도 같은 효과를 도출할 수 있도록 하기 위해, 유입경로를 따라 전후 대칭 또는 좌우대칭되는 구조로 마련되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 방전극(2)의 배치 및 형태에 따라 단극하전 효율은 달라질 수 있다. 본 발명의 실시 예에서는 상기 유입관(1)의 내주연부 즉, 내벽면을 따라 방전극(2)이 마련되는 것을 상정하였으나, 유입되는 외부공기의 단극하전이 일정하고 균일하게 이루어지기 위해서는 상기 방전극(2)이 유입경로의 중심을 따라 마련되는 것이 효율적일 수 있다.

이를 위해, 상기 방전극(2)은 유입경로의 중심을 따라 연장형성되는 경로축(21)이 마련되고, 상기 경로축(21)을 따라 외주연부에 복수개의 방전핀(22)이 마련될 수 있다. 이로써, 유입되는 외부공기에 혼합된 미세먼지는 동일한 전계에 놓여지게 되며, 여러 차례 하전될 수 있어 단극하전의 효율이 증대될 수 있다.

또한, 상기 경로축(21)은 축방향으로 연장형성됨과 동시에 축 방향을 가로질러 나뭇가지(a bough)의 형태로 복수 개가 연장형성됨으로써, 그에 따라 상기 방전핀(22)이 복수로 구비되는 구조도 상정할 수 있다. 이 또한, 단극하전의 효율을 증대시킬 수 있는 구조임은 틀림없을 것이다.

더불어, 상기 경로축(21)이 나뭇가지 형상이 아닌 스크류 형상으로 형성되어 방전핀(22)이 구비됨으로써, 단극하전 효율이 증대되는 것 또한 본 발명의 목적을 구현할 수 있는 구성임은 물론이다.

다만, 유입경로를 따라 형성되는 상기 방전극(2)이 전술한 유선형 및 나선형의 유입관(1)과 함께 사용된다면 더욱 큰 단극하전 효율을 기대할 수 있겠으나, 장치의 부피 및 하중이 커지며, 외부공기의 유입 효율이 저하될 수 있는 점을 고려하여 설계되는 것이 바람직하다.

정리하면, 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치(A)의 다른 실시 예에 따른 상기 유입관(1)과 방전극(2)은 외기의 유입 및 유출 효율이 저하되지 않는 선 상에서 굴절되어 마련되거나, 외부공기와 접촉하는 면적이 늘어나는 형상으로 마련되고 유입된 공기가 난류 유동으로 단극하전됨으로써, 미세먼지 차단 또는 여과 효율이 극대화될 수 있다.

첨부된 도면 중 도 6은 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치의 다른 실시 예를 나타낸 예시도로써, 도 6에 도시된 바와 같이, 상기 전기식 메쉬필터(3)를 지나는 미세먼지는 상기한 전기식 메쉬필터(3)에 포집되는 것이 아닌 반발되어 튕겨져 나온 상태로 유출관(5)을 통해 배기된다.

미세먼지는 단극하전을 위해 저속의 균일한 속도로 유입되는 것이 바람직하겠으나, 상기 전기식 메쉬필터(3)를 거칠 때에는 유속이 증가하여 통과되는 것이 미세먼지의 차단을 용이하게 할 수 있다.

베르누이의 원리에 따라 유체의 흐름은 동일 경로 상에서 단면적이 작은 곳이 넓은 곳에 비해 유속이 빠르다. 따라서, 유입경로가 전기식 메쉬필터(3) 부근을 지날 때에 내측으로 인입되는 형상으로 마련된다면, 미세먼지의 유속이 증가하여 반발력에 의해 배기되는 효과가 증대될 수 있다.

다만, 줄어드는 단면적의 형상이 대칭되게 경로 중심으로 모아지는 형상이라면 증가한 유속에 미세먼지가 상기 전기식 메쉬필터(3) 방향으로 유입될 가능성이 있어 단면적은 줄어들되 공기의 흐름이 전기식 메쉬필터(3) 방향을 향하지 않는 것이 바람직하다.

즉, 상기 전기식 메쉬필터(3)가 유입경로 상으로 돌출되는 형상으로 마련되고 그에 따라 유입경로가 유선형으로 유연하게 따라 구부러짐으로써, 전술한 단면적이 감소하는 형상으로 마련되는 것이 바람직하다.

이때, 상기 기계식 메쉬필터(4)는 전기식 메쉬필터(3)를 따라 외부로 돌출되어도 무방하겠으나, 기계식 메쉬필터(4)는 입자상 물질의 배기를 위한 구성이 아닌 포집을 위한 구성으로 돌출되거나 내부 유로상에 마련되어도 무방하다 할 것이다.

덧붙여, 반발효과를 증대시키기 위해 상기 방전극(2)과 전기식 메쉬필터(3)에 가해지는 전극의 극성 또는 전계 강도는 전동차의 주행 상태나 유입되는 공기의 유속 또는 미세먼지의 농도에 따라 센서부(미도시)와 제어부(미도시)가 마련되어 각각 제어되는 것 또한 본 발명의 기술적 사상에 포함된다 할 것이다.

이로써, 본 발명에 따른 차량용 미세먼지 필터링장치(A)는, 미세먼지의 단극하전 효율을 높임과 함께 미세먼지를 용이하게 배기되도록 함으로써 미세먼지의 여과 효율이 극대화되도록 할 수 있다. 그리고, 미세먼지를 포집하는 것이 아닌 차단하여 배기함으로써 공기 필터에 부착되는 입자상 오염물질에 의한 여과 효율의 저하를 방지함은 물론 공기 필터의 잦은 교체 문제로 인해 발생하는 시간과 비용을 절감할 수 있다. 더 나아가, 차량의 실내에 여과된 공기를 제공함으로써 쾌적한 차량 실내를 유지할 수 있다.

이상의 설명은 본 발명의 기술사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위 내에서 다양한 수정과 변경 및 치환이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시 예 및 첨부된 도면들은 본 발명의 기술사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시 예 및 첨부된 도면에 의하여 본 발명의 기술사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호범위는 아래의 특허청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.

A : 필터링장치, 1 : 유입관, 2 : 방전극
3 : 전기식 메쉬필터, 4 : 기계식 메쉬필터, 5 : 유출관
21 : 경로축, 22 : 방전핀

Claims (9)

1. 미세먼지가 포함된 외부공기가 유입되는 유입관;
   반발된 미세먼지가 혼합된 공기가 배기되도록 하는 유출관;
   상기 유입관에 구비되어, 외부공기에 포함된 미세먼지가 단극하전되도록 하는 방전극;
   상기 유입관으로 유입된 상기 외부공기가 상기 유출관을 통해 배기되는 경로인 유입경로 상에서 상기 유입경로와 수직한 방향으로 연장형성됨으로써 차량 실내로 이어지는 실내 유입경로를 가로지르는 방향으로 구비되고, 상가 방전극에 의해 단극하전된 외부공기 상의 미세먼지를 반발시켜 미세먼지가 여과된 상태의 외부공기가 상기 실내 유입경로를 통해 실내로 유입되도록 하는 전기식 메쉬필터; 및
   상기 전기식 메쉬필터에 의해 여과된 외부공기를 포함한 입자상 오염물질의 제거를 위해, 상기 전기식 메쉬필터와 연결된 망형상의 기계식 메쉬필터;를 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
2. 제1항에 있어서,
   상기 유입관으로 유입되는 외부공기의 농도 및 유속을 감지하는 센서부; 및,
   상기 센서부의 측정된 결과에 따라, 상기 방전극 또는 상기 전기식 메쉬필터의 전기적 극성의 크기를 조절하는 제어부;를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 유입관은, 저감된 유속의 불규칙적인 유동으로 외부공기가 유입되도록, 유선형 또는 나선형의 굴절된 형태로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
4. 제1항에 있어서,
   상기 방전극은, 상기 유입관의 내주연부에 상기 유입경로를 따라 돌출된 형태의 복수 개로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
5. 제1항에 있어서,
   상기 방전극에는, 상기 유입관의 유입경로를 따라 경로축이 연장형성되고,
   미세먼지의 단극하전 효율향상을 위해 상기 유입경로를 따라 상기 경로축의 외주연부에 돌출 구비된 복수 개의 방전핀을 포함하는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
6. 제1항에 있어서,
   상기 전기식 메쉬필터는, 입자상 물질의 부착으로 인한 반발 강도 저하의 경감을 위해, 상기 망형상의 기계식 메시필터에 포함된 공극에 비해 더 넓은 면적의 공극이 다수 형성된 망형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
7. 제1항에 있어서,
   상기 유입관 및 상기 유출관의 유·출입경로는, 외부공기의 유속 증가를 위해 상기 전기식 메쉬필터를 지나는 구간의 단면적이 감소되는 형상으로 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
8. 제1항에 있어서,
   상기 전기식 메쉬필터는, 주기적 교환이 가능토록 착탈식으로 구비되는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.
   
9. 제1항에 있어서,
   상기 유출관은, 반대 방향으로의 외부공기 여과가 가능토록, 상기 방전극이 상기 유입관과 대칭되게 형성되는 것을 특징으로 하는 차량용 미세먼지 필터링장치.

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