KR101972274B1 - Non-power air purifier - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 무전원으로 구동하는 차량용 공기청정기에 관한 것이다. BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention [0002] The present invention relates to a vehicle air cleaner driven by a power source.
미세먼지는 우리 눈에 보이지 않는 아주 작은 물질로, 대기 중에 떠다니거나 흩날려 내려오는 직경 10μm 이하의 입자상 물질로 인체에 큰 영향을 미치는 물질이다.Fine dust is a very small substance that is invisible to the naked eye. It is a substance that has a great influence on the human body because it is a particulate material having a diameter of 10 μm or less which is floated or scattered in the air.
미세먼지의 원인은 다양하다. 일부 미세먼지는 산불, 황사 등을 통해 자연적으로 발생한다. 하지만 대부분은 석유, 석탄과 같은 화석연료를 태우거나 자동차 매연가스에서 나오는 대기오염물질에서 유발되는 것으로 알려져 있다.The causes of fine dust vary. Some fine dusts occur naturally through forest fires and dusts. However, most are known to burn fossil fuels such as petroleum and coal, or air pollutants from automobile exhaust gases.
미세먼지 입자에는 보통 금속, 질산염, 황산염, 타이어 고무, 매연 등이 포함된다. 이 이물질들은 기관지를 거쳐 폐에 흡착돼 호흡기 질환을 일으키는 것으로 알려졌다. 대표적으로 초미세먼지와 미세먼지는 박테리아 병원균에 대한 항체를 무력화해 폐렴을 유발한다. 또 혈관으로 흡수돼 뇌졸중, 심장질환 등을 일으키기도 한다. 이렇듯 매연으로 인한 심장 질환과 폐 질환은 어느 정도 알려져 있다. 하지만 최근 연구에 따르면 미세먼지는 호흡기와 직접적 연관이 없는 간, 비장, 중추 신경계, 뇌, 심지어 생식 기관까지 손상할 수 있는 것으로 밝혀졌다.Fine dust particles usually include metals, nitrates, sulphates, tire rubber, soot, and the like. These foreign substances are absorbed into the lungs through the bronchi and are known to cause respiratory diseases. Typically, ultrafine dust and fine dusts cause pneumonia by neutralizing antibodies against bacterial pathogens. It is also absorbed into the blood vessels, causing stroke, heart disease, and so on. Heart disease and lung disease caused by soot are known to some extent. However, recent studies have shown that fine dust can damage the liver, spleen, central nervous system, brain, and even reproductive organs that are not directly associated with the respiratory tract.
차량의 경우 창문을 열 때마다 유입되는 미세먼지와 유해물질, 차량 내부에서 발생하는 먼지가 존재한다. 이에 일부 고급 기종의 차량은 공기 정화시스템을 탑재하고 있다.In the case of a vehicle, fine dust, harmful substances, and dust generated inside the vehicle exist every time the window is opened. Some luxury vehicles are equipped with an air purification system.
대한민국 공개특허 제10-2005-0082314호에서는 차량의 공조 유닛과 에어벤트 사이에 내장형 공기청정기를 추가로 설치하는 기술을 제안하였다. 상기 내장형 공기청정기는 공기에 포함된 먼지 및 세균을 제거하는 항균필터, 공기에 포함된 미세먼지 및 매연을 +로 대전시키는 이온 샤워와 이를 통과한 공기에 포함되어 +로 대전된 미세먼지 및 매연을 집진하는 전기 집진판, 및 유해가스 및 냄새를 제거하는 활성탄 필터를 구비한다. 이러한 정전 필터법은 코로나 방전에 의한 것이므로 집진효율은 양호하지만 많은 전력을 소비하고 고전압을 사용하므로 안전이 문제되고 다량의 오존이 발생되는 문제점이 있다.Korean Patent Laid-Open No. 10-2005-0082314 proposes a technique of additionally providing a built-in air cleaner between the air conditioning unit of the vehicle and the air vent. The built-in air cleaner includes an antibacterial filter for removing dust and germs contained in the air, an ion shower for positively charging fine dust and soot contained in the air, and fine dust and soot charged in the air passing therethrough. An electric dust collecting plate for collecting dust, and an activated carbon filter for removing noxious gas and odor. Since the electrostatic filter method is based on the corona discharge, the dust collecting efficiency is good. However, there is a problem that a large amount of ozone is generated due to a problem of safety because a large amount of electric power is consumed and a high voltage is used.
또한, 대한민국 공개특허 제10-2016-0006478호에서는 차량의 일측에 설치되는 방열기와 냉각팬의 전방에 일방향으로 주름이 나란하게 형성되는 필터부재를 구비한 필터를 배치하여, 상기 냉각팬이 작동됨에 따라 차량의 외부로부터 유입되어 들어오는 외부공기에 포함되어 있는 먼지 등의 오염물질이 걸러지도록 한 다음, 정화된 공기를 차량 밖으로 배출되도록 함으로써, 별도의 추가 동력원이 없이도 공기의 질을 개선할 수 있는 효과가 있다고 개시하고 있다. 그러나 상기 필터부재와 같이 부직포 등의 섬유상 필터를 사용하는 것으로 기공이 미세먼지보다 (예 10㎛ 이하) 크므로 집진이 불가능하고 또한 미세먼지가 필터에 쌓여 압력 손실이 증대하고 수명이 단축되는 등의 단점이 있다. In Korean Patent Laid-Open Publication No. 10-2016-0006478, a radiator provided at one side of a vehicle and a filter having a filter member formed in a front side of the cooling fan in a direction parallel to one another are arranged, So that pollutants such as dust contained in the outside air entering from the outside of the vehicle are filtered, and then the purified air is discharged outside the vehicle, thereby improving the quality of the air without any additional power source . However, by using a fibrous filter such as a nonwoven fabric like the above-described filter member, the pores are larger than the fine dust (for example, 10 mu m or less), so that dust collection is impossible and fine dust is accumulated in the filter to increase pressure loss and shorten the life There are disadvantages.
더욱이 이러한 장치를 설치함으로써 차량 내부의 공기 질을 개선할 수 있으나 비용 면에서 고가 이므로 대중적인 설치는 용이하지 않다. 또한, 미세먼지 제거 효율이 낮고, 압력 손실이 크다. 또한, 결정적으로 세척이 불가능한 일회성 제품이어서 주기적인 교체가 필요하여 비용이 지속적으로 소모된다는 문제가 있다. Furthermore, installation of such a device can improve the air quality inside the vehicle, but it is not easy to install publicly because it is expensive. In addition, the fine dust removal efficiency is low and the pressure loss is large. In addition, there is a problem in that the product is a one-time product which is incapable of washing definitively, so that periodic replacement is necessary and the cost is continuously consumed.
또한, 버스의 경우 실내에 오염물질을 방출하는 버스 내장재, 승객의 활동 및 주변 대기환경 등 다양한 실내공기 오염 인자가 존재하며, 승용차 대비 더욱 많은 미세먼지가 존재한다. 이에 반해 버스의 공기 정화시스템은 비용 면에서 실현까지는 아직 요원한 상태이다.In addition, there are various indoor air pollution factors such as bus interior materials that emit pollutants in the room, activities of passengers and the surrounding air environment, and there are more fine dust particles than passenger cars. On the other hand, the air purification system of buses is still in a state of trouble from the viewpoint of cost.
상기 문제를 해결하기 위해, 본 발명은 차량의 종류에 관계없이 설치가 간편하고, 비용이 적게 드는 공기청정기를 제작하고자 다각적으로 연구를 수행한 결과, 두 개의 물체가 접촉할 경우 발생하는 마찰 전기에 의해 먼지가 쉽게 부착될 수 있음에 착안하여 연구를 지속하였다.In order to solve the above problems, the present invention has been carried out variously to manufacture an air cleaner which is easy to install and costly regardless of the type of vehicle, and as a result, And that the dust can be easily attached by the adhesive.
이에, 차량의 종류에 관계 없이 설치가 가능하며 소형으로 제작되고, 제작 비용이 적게 소요되고 무전원으로 먼지를 집진할뿐만 아니라 세척이 가능한 새로운 구조의 무전원 공기청정기를 제작하였다.Therefore, a non-power source air cleaner with a new structure that can be installed regardless of the type of vehicle, can be installed in a small size, requires a low manufacturing cost, can collect dust in a non-power source and can be cleaned.
따라서 본 발명은 상기 새로운 구조의 차량용 무전원 공기청정기를 제공하는 데 그 목적이 있다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a non-powered air purifier for vehicles having the new structure.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 In order to achieve the above object,
프레임, 및 상기 프레임 내에 장착되어 공기 유입 및 배출을 위해 다수의 관통홀이 형성된 메쉬 부재를 구비한 하우징; 및A housing having a frame and a mesh member mounted in the frame and having a plurality of through holes formed therein for air inflow and outflow; And
상기 하우징의 내부에 수용되며, 상기 메쉬 부재의 관통홀을 통해 유입된 공기 중 오염 물질을 표면에 부착시켜 집진하는 복수 개의 정전볼;을 포함하는 차량용 무전원 공기청정기를 제공한다.And a plurality of electrostatic balls accommodated in the housing and attached to the surface of the air introduced through the through holes of the mesh member to collect dust.
또한, 본 발명은 In addition,
프레임, 및 상기 프레임의 내부면에 장착되어 공기 유입 및 배출을 위해 다수의 관통홀이 형성된 메쉬 부재를 구비한 하우징;A housing having a frame and a mesh member mounted on the inner surface of the frame and having a plurality of through holes formed therein for air inflow and outflow;
하우징의 내부 공간을 다층으로 수직 분할하기 위해 형성된 구획 부재;A partition member formed to vertically divide the internal space of the housing into multiple layers;
상기 구획 부재 상에 안착되며, 하우징의 단면 형상에 대응하는 프레임과, 이 내부면에 다수의 관통홀이 형성된 메쉬 플레이트를 포함하는 판상형의 메쉬 구조체; 및 A plate-shaped mesh structure that is seated on the partition member and includes a frame corresponding to a cross-sectional shape of the housing, and a mesh plate having a plurality of through holes formed in the inner surface; And
상기 판상형의 메쉬 구조체 상에 수용되며, 상기 메쉬 부재와 메쉬 플레이트의 관통홀을 통해 유입된 공기 중 먼지를 표면에 부착시켜 집진하는 복수 개의 정전볼;을 포함하는, 차량용 무전원 공기청정기를 제공한다.And a plurality of electrostatic balls accommodated on the plate-shaped mesh structure and attached to the surface of the air introduced through the through holes of the mesh member and the mesh plate to collect dust.
또한, 본 발명은 In addition,
프레임, 및 상기 프레임의 내부면에 장착되어 공기 유입 및 배출을 위해 다수의 관통홀이 형성된 메쉬 부재를 구비한 하우징;A housing having a frame and a mesh member mounted on the inner surface of the frame and having a plurality of through holes formed therein for air inflow and outflow;
하우징의 내부 공간을 다층으로 수직 분할하기 위해 형성된 구획 부재;A partition member formed to vertically divide the internal space of the housing into multiple layers;
상기 구획 부재 상에 안착되며, 하우징의 단면 형상에 대응하는 프레임과, 이 내부면에 장착된 바닥 플레이트, 및 상기 바닥 플레이트에 수직 방향으로 격벽이 형성되어 정전볼을 독립적으로 수용하기 위한 수용홈을 구비한 격벽 구조체를 포함하는 격벽형의 메쉬 구조체, 이때 상기 바닥 플레이트 및 격벽 구조체는 다수의 관통홀을 구비하고; 및 A frame corresponding to the sectional shape of the housing, a bottom plate mounted on the inner surface, and a receiving groove formed on the bottom plate in a direction perpendicular to the partition plate to independently accommodate the electrostatic balls, Wherein the bottom plate and the partition wall structure have a plurality of through holes; And
상기 판상형의 메쉬 구조체 상에 수용되며, 상기 메쉬 부재와, 바닥 플레이트 및 격벽 구조체의 관통홀을 통해 유입된 공기 중 먼지를 표면에 부착시켜 집진하는 복수 개의 정전볼;을 포함하는, 차량용 무전원 공기청정기를 제공한다.And a plurality of electrostatic balls housed in the plate-like mesh structure and collecting dust on the surface of the air introduced through the through holes of the mesh member, the bottom plate, and the partition wall structure, Lt; / RTI >
상기 하우징의 프레임과 메쉬 부재는 일체형 또는 분리형으로 제작된다.The frame and the mesh member of the housing are integrally or separately formed.
상기 메쉬 부재, 판상형의 메쉬 구조체, 바닥 플레이트, 및 격벽 구조체는 1,3- 또는 1,4-폴리포름알데하이드, 에틸 셀룰로오스, 폴리아마이드, 멜라민, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 청동, 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질을 포함하는 것을 특징으로 한다.The mesh member, the plate-like mesh structure, the bottom plate, and the partition structure may be formed of a material selected from the group consisting of 1,3- or 1,4-polyformaldehyde, ethylcellulose, polyamide, melamine, aluminum, iron, nickel, copper, And at least one material selected from the group consisting of
상기 메쉬 부재, 판상형의 메쉬 구조체, 바닥 플레이트, 및 격벽 중 어느 하나 이상은 관통홀이 형성되고, 상기 관통홀은 50㎛ 내지 0.9cm의 직경을 가지며, 단면이 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 정육각형 또는 다각형의 형상을 갖는 것을 특징으로 한다.Wherein at least one of the mesh member, the plate-like mesh structure, the bottom plate, and the partition wall is formed with a through hole, and the through hole has a diameter of 50 탆 to 0.9 cm and has a circular, triangular, square, pentagonal, Or a polygonal shape.
또한, 상기 정전볼은 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디메틸실록산, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질을 포함한다.In addition, the electrostatic balls include at least one material selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polydimethylsiloxane, polyimide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene.
또한, 상기 정전볼은 세라믹 또는 금속 코어의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디메틸실록산, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질이 코팅된다.In addition, the electrostatic balls are coated with at least one material selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polydimethylsiloxane, polyimide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene on the surface of the ceramic or metal core.
상기 정전볼은 평균 입경이 100㎛ 내지 1cm인 구형의 입자이다.The electrostatic balls are spherical particles having an average particle diameter of 100 mu m to 1 cm.
추가로, 공기청정기의 일측 상부에 위치하며, 절연층 상에 압전 파이버가 수직 방향으로 복수 개 형성된 압전 필터를 더욱 구비한다.The piezoelectric vibrator further includes a piezoelectric filter which is located on one side of the air cleaner and in which a plurality of piezoelectric fibers are formed in the vertical direction on the insulating layer.
본 발명에 따른 차량용 무전원 공기청정기는 휴대용으로 사용이 가능한 소형으로 제작되고, 제작 비용이 적게 소요된다.INDUSTRIAL APPLICABILITY The non-powered air purifier for vehicles according to the present invention is manufactured in a compact size that can be used for portable purposes and requires a low manufacturing cost.
또한, 무전원으로 먼지를 집진할 수 있어 별도의 추가 동력원이 없이도 공기의 질을 개선할 수 있는 효과가 있다.In addition, since dust can be collected by a non-power source, the air quality can be improved without any additional power source.
특히, 일정 시간 경과 후 먼지의 집진 상태를 육안으로 확인한 후, 물 세척한 후 건조하여 재사용이 사용함에 따라 반영구적으로 사용 가능하다는 이점이 있다.Particularly, after the lapse of a predetermined time, there is an advantage that the dust collecting state can be visually confirmed, then washed with water, dried, and used semi-permanently as reuse is used.
도 1은 본 발명의 제1구현예에 따른 무전원 공기청정기를 도시한 사시도.
도 2는 하우징의 모식도.
도 3 및 도 4는 제1구현예에 따른 무전원 공기청정기를 이용한 집진을 통한 공기 정화를 설명하기 위한 모식도.
도 5는 본 발명의 제2구현예에 따른 무전원 공기청정기를 도시한 사시도.
도 6은 도 5의 입체 단면도.
도 7은 판상형의 메쉬 구조체의 모식도.
도 8은 본 발명의 제3구현예에 따른 무전원 공기청정기를 도시한 사시도.
도 9는 격벽형의 메쉬 구조체의 단면 사시도.1 is a perspective view illustrating a non-powered air cleaner according to a first embodiment of the present invention;
2 is a schematic view of a housing;
FIG. 3 and FIG. 4 are schematic views for explaining air purification through dust collection using the non-powered air cleaner according to the first embodiment; FIG.
FIG. 5 is a perspective view illustrating a non-powered air cleaner according to a second embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 6 is a three-dimensional sectional view of Fig. 5; Fig.
7 is a schematic view of a plate-shaped mesh structure.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a non-powered air purifier according to a third embodiment of the present invention; FIG.
Fig. 9 is a cross-sectional perspective view of a partition-type mesh structure. Fig.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들을 참조하여 상세히 설명한다. 우선 각 도면의 구성요소들에 참조 부호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 대해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 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 경우에는 그 상세한 설명은 생략한다. 이 과정에서 도면에 도시된 선들의 두께나 구성요소의 크기 등은 설명의 명료성과 편의상 과장되게 도시되어 있을 수 있다. 또한, 후술되는 용어들은 본 발명에서의 기능을 고려하여 정의된 용어들로서 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 관례에 따라 달라질 수 있다. 그러므로 이러한 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 기술되어야 할 것이다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In the drawings, the same reference numerals are used to designate the same or similar components throughout the drawings. In the following description of the present invention, a detailed description of known functions and configurations incorporated herein will be omitted when it may make the subject matter of the present invention rather unclear. In this process, the thicknesses of the lines and the sizes of the components shown in the drawings may be exaggerated for clarity and convenience of explanation. In addition, the terms described below are defined in consideration of the functions of the present invention, which may vary depending on the intention or custom of the user, the operator. Therefore, the definitions of these terms should be described based on the contents throughout this specification.
본 명세서에서 언급하는 '차량'은 승용차, 캡핑용 자동차, 캠핑용 트레일러, 버스, 미니 버스, 봉고, 트럭 등의 화물 자동차 또는 특수자동차 모두를 포함한다.As used herein, the term " vehicle " includes both passenger cars, capping cars, camping trailers, buses, minibuses,
본 명세서에서 언급하는 '공기'는 차량이 외기 모드 상태로 주행하거나, 신호 대기중 또는 공회전시 내부에 존재하는 공기 또는 냉난방장치의 가동에 의해 차내로 배출되는 먼지가 포함되는 공기뿐만 아니라 차량이 신호 대기중이나 정체가 심할 경우 차량이 정지한 후 재출발시에는 전방에 주행중인 차량에서 배출되는 배기가스 및 먼지를 포함하는 공기를 의미한다.The term 'air' as used herein refers not only to the air containing dust which is discharged into the vehicle by the air existing in the vehicle in the outside air mode, the air in the signal or idling, or the operation of the air conditioner, If the vehicle stays in the air or stagnates, it means air containing dust and exhaust gas discharged from the vehicle running ahead when the vehicle is stopped and restarted.
본 명세서에서 언급하는 '먼지'는 자연적인 요인뿐만 아니라 배기 가스나 교통 및 산업 활동 등에 의해 공기 중에 대량 분포되어 있는 것을 의미한다. 자연적인 요인의 먼지는 토양 입자나 해염 입자, 꽃가루, 균류의 포자 등이 속하고, 교통, 산업 활동 등으로 생기는 질산염(NO3 -), 암모늄(NH4 +), 황산염(SO4 2-) 등의 이온 성분과 탄소 화합물, 금속 화합물, 아황산가스, 질소 산화물, 납, 오존, 일산화 탄소 등이 포함된다. The term " dust " referred to in this specification means not only natural factors but also a large amount of dust in the air due to exhaust gas, traffic, and industrial activities. (NO 3 - ), ammonium (NH 4 + ), sulphate (SO 4 2- ), and so on, which are caused by transportation and industrial activities. And a carbon compound, a metal compound, a sulfur dioxide gas, a nitrogen oxide, lead, ozone, carbon monoxide and the like.
또한, 상기 먼지는 통상적인 의미의 먼지, 미세먼지, 초미세먼지, 극미세먼지를 포함한다. 상기 먼지는 100㎛에서 10nm의 입경을 가지며, 미세먼지(fine particles)는 부유분진(Suspended particles), 입자상물질(Particulate matter) 등으로도 불리며 대기 중 장기간 떠다니는 입경 10㎛ 이하의 먼지이고, 초미세먼지는 입자가 2.5㎛ 이하인 경우로 정의된다.In addition, the dust includes dust, fine dust, ultrafine dust, and ultrafine dust in a conventional sense. The dust has a particle diameter of 100 to 10 nm. Fine particles are also called suspended particles, particulate matter, etc., and dust particles having a particle diameter of 10 탆 or less that float in the air for a long period of time. Fine dust is defined as a case where the particle size is 2.5 탆 or less.
미세먼지 입자의 포집은 집진 입경에 따라 달라지며, 입자가 큰 경우 포집이 용이하나 그 크기가 작은 경우 포집 효율을 높이기 위해 입자들을 서로 응집시켜 크기를 키운 후 포집하는 방법이 사용된다. 입자의 크기를 키우는 방법 중 하나로 입자들을 서로 충돌시켜 응집시키는 방법이 사용되며, 이때 유동장을 조절하여 입자들이 서로 충돌할 수 있는 기회를 만들어 주어, 입자의 포집이 용이하게 수행될 수 있도록 한다.The collection of fine dust particles depends on the particle size of the dust. When the particle size is large, it is easy to collect. However, when the size is small, the particles are agglomerated to increase the collection efficiency. One of the ways to increase the size of particles is to collide the particles with each other to coagulate them. At this time, by controlling the flow field, the particles are allowed to collide with each other, so that the particles can be easily collected.
본 발명에서는 마찰에 의해 정전기, 즉 마찰 전기(triboelectricity)를 이용하여 먼지를 집진한다. In the present invention, dust is collected using static electricity, i.e., triboelectricity, by friction.
마찰 전기는 두 물질 사이에서 발생한 마찰 에너지에 의해서 생기는 현상이다. 일반적으로 물체는 같은 양의 (+) 전하와 (-) 전하를 가지고 있어 전기적으로는 중성이다. 하지만 두 물체가 서로 접촉하거나 분리하게 되면 그 경계면에서 전하의 이동이 생겨서 각각 물체에 같은 양의 과잉 (+) 전하와 과잉 (-) 전하, 즉 정전기가 발생한다. 먼지는 대부분 전하를 나타내므로, 상기 마찰 전기의 영역에 먼지가 존재할 경우 각각의 전하와 반대로 하전된 물체에 먼지가 부착된다.Triboelectricity is a phenomenon caused by friction energy generated between two materials. In general, an object has the same positive (+) and negative (-) charges and is electrically neutral. However, when two objects are brought into contact with each other or separated from each other, a charge is shifted at the interface, so that an excessive amount of positive charge and an excess amount of negative charge are generated in the object. Since dust exhibits most of the electric charges, when dust is present in the area of the triboelectric charge, dust adheres to the charged object as opposed to the respective electric charges.
마찰 전기는 두 물체 사이의 접촉에 의해 발생한다. 상기 접촉은 다양한 방식으로 이루어질 수 있으며, 본 발명에서는 자동차 주행 중 발생하는 다양한 진동 및 자동차 내부로 유입되는 바람(즉, 공기)에 의해 두 물체 사이의 접촉이 일어나도록 한다.Triboelectricity is caused by contact between two objects. The contact can be made in various ways. In the present invention, various vibrations occurring during traveling of the vehicle and wind (i.e., air) flowing into the automobile cause contact between two objects.
자동차에서 발생하는 가장 큰 진동은 자동차 전체가 하나의 강체(rigid body)로 움직이는 강체 진동이 있다. 자동차의 강체 진동 현상은 엔진의 운동축을 기준으로 나누어 세 개의 축을 따라 각각 피칭(pitching), 롤링(rolling) 그리고 바운싱(bouncing)으로 구분할 수 있다. 자동차의 피칭, 롤링, 바운싱 운동으로 자동차가 비포장 도로, 도로의 이음새 부분을 통과할 때 자동차가 심하게 흔들리거나 출렁거리는 진동이 일어난다.The greatest vibration in a car is a rigid body vibration that moves the entire vehicle to a rigid body. The rigid body vibration phenomenon of an automobile can be divided by pitching, rolling, and bouncing along three axes divided by the axis of motion of the engine. Pitching, rolling, and bouncing movements of the vehicle cause the vehicle to vibrate or oscillate when it passes through the unsealed roads and the joints of the roads.
또한, 엔진의 공회전시 발생하는 공전(아이들: Idle) 진동이 있다. 상기 공전 진동은 엔진 공회전시 단속적으로 또는 연속적으로 진동이 발생하고, 엔진의 회전수를 상승시키면 즉시 사라진다.In addition, there is idle vibration generated when idling the engine. The idling vibration is intermittently or continuously generated when idling the engine, and immediately disappears when the number of revolutions of the engine is increased.
그리고, 자동차가 노면을 주행하면 노면의 요철이 차체를 진동시키고 그 힘은 가진력으로 작용한다. 가진력은 현가장치에 의하여 차체, 시트 및 조향 휠 등에 전달되어 각 부품이 상하, 좌우로 심하게 요동하는 현상을 쉐이크라고 한다. 쉐이크는 평탄한 도로를 고속 주행할 때 특정한 속도범위에서 차체 전체가 연속적으로 진동하는 경우이며 승용차에서는 플로어, 핸들, 인 패널(in-panel), 시트 등이 상하 방향이나 좌우 방향으로 진동한다. When the vehicle runs on a road surface, the unevenness of the road surface vibrates the vehicle body, and the force acts as an excitation force. The excitation force is transmitted to the body, the seat, and the steering wheel by the suspension device, and a phenomenon in which each component swings vertically and horizontally is referred to as a shake. A shake vibrates continuously in a certain speed range when the vehicle is traveling at a high speed on a flat road. In a passenger car, a floor, a handle, an in-panel, a seat and the like vibrate up and down and left and right.
또한, 차량 주행 중에 조향 휠이 회전방향으로 진동하거나 조향 휠과 차체가 동시에 좌우로 흔들리는 쉬미(Shimmy) 현상이 발생한다. 쉬미가 발생하면 조향 휠의 진동과 함께 차체도 좌우로 진동하게 되며 발생하는 진동은 차량 속도의 증가와 함께 점점 커진다. 이러한 쉬미 현상은 자동차가 80 ㎞/h 이상 고속으로 주행하는 경우에 주로 발생하여 특정 속도영역에서 발생하는 고속 쉬미와 비포장로 주행시나 제동시 발생하는 저속 쉬미로 구분된다.Also, a shimmy phenomenon occurs in which the steering wheel vibrates in the rotational direction or the steering wheel and the vehicle body simultaneously swing to the left and right during traveling of the vehicle. When a shim occurs, the vehicle body vibrates left and right with the vibration of the steering wheel, and the vibration generated becomes larger as the vehicle speed increases. This shimmy phenomenon is classified into a high - speed shim that occurs in a specific speed region and a low - speed shim that occurs when the vehicle travels at a high speed of 80 km / h or more, and braking when traveling.
이렇게 차량 주행 또는 정차 중 발생하는 다양한 진동에 의해 물체의 움직임이 발생하고, 상기 움직임으로 물체끼리 서로 접촉하여 마찰에 의한 대전이 발생한다. The movement of the object is caused by various vibrations that occur during traveling or stopping the vehicle, and the objects come into contact with each other due to the movement, resulting in charging due to friction.
이에, 본 발명에서는 마찰에 의해 대전이 일어날 수 있도록 서로 다른 재질을 갖는 물질을 선정하고, 이들 사이의 접촉에 의해 발생하는 마찰 전기에 의해 공기 중에 부유하고 있는 오염원이 하전을 띠고, 하전된 오염원이 반대 하전을 띠는 재질에 부착되어, 오염원이 제거되도록 공기를 정화하게 된다.Accordingly, in the present invention, materials having different materials are selected so that charging can be caused by friction, a contamination source floating in the air is charged by the triboelectricity generated by the contact between them, It is attached to the opposing material to purify the air to remove the source of contamination.
도 1은 본 발명의 제1구현예에 따른 무전원 공기청정기(10)를 도시한 사시도이고, 도 2는 하우징의 모식도이다.FIG. 1 is a perspective view illustrating a
도 1을 참조하면, 무전원 공기청정기(10)는 하우징(12)과 그 내부에 장착되는 복수 개의 정전볼(14)을 구비한다.Referring to FIG. 1, the
하우징(12)은 도 2에서와 같이, 뼈대를 이루는 프레임(11)과, 상기 프레임(11)의 내주면에 탈착 가능하게 결합되는 메쉬 부재(13)로 이루어진다. 상기 프레임(11)과 메쉬 부재(13)는 별도의 체결 부재(미도시)를 이용하여 탈착 가능하도록 하거나, 필요한 경우 일체형으로 제작될 수 있다. 2, the
하우징(12)의 크기는 자동차 등 실내에 장착하고 휴대가 간편한 크기를 가지며, 가로*세로*높이가 각각 10cm 내지 15cm의 범위를 갖도록 한다. The size of the
하우징(12)의 형상은 원통형, 원뿔형, 직육면체, 정육면체, 다각형, 불규칙한 형태 또는 캐릭터 모양 등 다양한 형태가 사용될 수 있다. 일례로, 본 발명에서는 편의상 정육면체 형상으로 도시하였으나, 이러한 형태만으로 한정되는 것은 아니다.The
도 1과 같이, 정육면체 형상의 하우징(12)에서는 메쉬 부재(13)는 4개의 측면부, 하부 및 상부의 6개로 이루어진다. As shown in Fig. 1, the
각각의 프레임(11)은 상호 독립적으로 탈착 가능하게 결합됨으로써 파손된 메쉬 부재(13)만을 용이하게 교체할 수 있고, 사용자의 필요에 따라 적당한 사이즈를 정하여 교환가능하게 할 수 있다.Each of the
특히, 도 2를 보면, 하우징(12)을 구성하는 메쉬 부재(13)는 다수의 관통홀(H1)을 구비한다. 이 관통홀(H1)을 통해 외부의 공기가 하우징(12) 내부로 유입되고, 공기 정화 후 다시 관통홀(H1)을 통해 하우징(12) 외부로 배출된다. 2, the
메쉬 부재(13)의 관통홀(H1)은 공기의 유입 및 유출이 충분히 일어날 수 있으며, 사용자가 육안으로 내부 상태를 확인할 수 있는 적절한 크기를 갖는다. The through hole H1 of the
바람직하기로, 메쉬 부재(13)는 직경이 50㎛ 내지 0.9cm, 바람직하기로 0.5mm 내지 3mm의 직경의 관통홀(H1)을 갖는다. 만약, 관통홀(H1)의 크기가 상기 범위 미만이면 공기의 유입 및 유출이 원활하지 않아 공기 정화가 수행되기가 어렵고, 상기 범위를 통과하면, 공기의 이동 속도가 빨라 공기 내 먼지의 집진이 어려워지는 문제가 발생할 수 있어, 상기 범위 내에서 적절히 조절하여 사용한다.Preferably, the
상기 메쉬 부재(13)는 측면부, 하부 및 상부 등에서 필요한 경우, 공기의 유입 및 유출 조절을 위해 상부의 관통홀(H1)을 크게 하고, 측면부의 관통홀(H1)은 보다 작게 하는 등, 관통홀(H1)의 크기를 다양하게 변화시켜 먼지의 집진 효율을 높인다. The
또한, 메쉬 부재(13)의 관통홀(H1)의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 정육각형 또는 다각형일 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않는다. 이때 공기의 유입 및 유출 조절을 위해 측면부, 하부 및 상부 등의 메쉬 부재(13) 각각의 관통홀(H1)의 형상 또한 다양하게 변화시킬 수 있다.The shape of the through hole H1 of the
더불어, 본 발명에서는 메쉬 부재(13)는 공기의 흐름이 와류를 형성할 수 있도록 측면의 메쉬 부재(13)와 그 위치가 엇갈리도록 설치할 수도 있다. In addition, in the present invention, the
또한, 필요한 경우, 상기 메쉬 부재(13)는 공기의 원활한 이동을 위해 일 측부를 그릴 형태(미도시)로 제작할 수 있다. Further, if necessary, the
정전볼(14)은 상기 하우징(12)의 내부에 수용되며, 메쉬 부재(13)의 관통홀(H1)을 통해 유입된 공기 중 오염 물질을 표면에 부착시켜 집진한다.The
정전볼(14)은 구형의 입자로서, 평균 입경이 100㎛ 내지 1cm, 바람직하기로 1mm 내지 5mm를 갖는 것일 수 있다. 상기 정전볼(14)은 하우징(12) 내 충진되어, 자동차의 진동 등에 의해 메쉬 부재(13)의 관통홀(H1) 밖으로 탈출하지 못하는 크기로 사용하는 것이 바람직하다.The
먼지의 집진 효율을 높이기 위한 방법으로, 정전볼(14)의 비표면적으로 높이거나 충전율을 높이는 방법이 사용될 수 있다.As a method for increasing the dust collecting efficiency, a method of raising the specific surface area of the
이에 정전볼(14)을 기공을 갖는 다공성의 볼 형태일 수 있다. 또한, 충전율을 높이기 위해 서로 다른 평균 입경을 갖는 2종 이상의 정전볼(14)을 사용할 수도 있다.Thus, the
또한, 하나의 재질이 아닌 2종 이상의 재질의 정전볼(14)이 사용될 수 있다. 이때 서로 다른 재질의 정전볼(14)은 동일한 하전을 나타낼 수 있는 재질을 사용하는 것이 바람직하다.Also, two or more
하우징(12) 내 정전볼(14)의 갯수는 하우징(12)의 부피에 따라 달라지며, 정전볼(14)의 갯수가 증가할 수록 먼지의 집진 효율은 높아질 수 있다. 그러나, 너무 많은 정전볼(14)이 충진될 경우 정전볼(14)끼리 부딪힘에 의해 (+)(+)의 충돌로 인한 스파크가 발생하여, 오히려 먼지 집진 효율이 낮아질 수 있다. 또한, 공기의 흐름이 원활하기 않는다는 문제가 발생한다.The number of the
따라서, 가로*세로*높이가 각각 10~15cm의 정육면체 형태의 하우징(12)을 설계할 경우, 1~5mm의 정전볼(14)은 5 내지 50개, 바람직하기로 10 내지 25개가 충진되는 것이 가장 효율적인 집진을 이룰 수 있다.Therefore, when a cube-shaped
도 3 및 도 4는 제1구현예에 따른 무전원 공기청정기를 이용한 집진을 통한 공기 정화를 설명하기 위한 모식도이다. 3 and 4 are schematic views for explaining air purification through dust collection using the non-powered air cleaner according to the first embodiment.
도 3을 보면, 차량에 설치된 무전원 공기청정기(10)는 차량의 진동 및 내부로 유입되는 바람(또는 공기)에 의해 정전볼(14)이 상하 왕복 운동 또는 불규칙적인 운동이 일어난다. 이러한 운동에 의해 도 4에 나타낸 바와 같이 하우징(12)의 메쉬 부재(13)와 접촉하여 마찰력이 발생하고, 상기 마찰에 의한 정전기가 발생하여 정전볼(14) 및 메쉬 부재(13)는 각각 (-) 전하 및 (+) 전하로 하전된다.3, in the
한편, 먼지는 전하 상태에 따라 중성 먼지, (+) 먼지 및 (-) 먼지로 구분된다.On the other hand, the dust is classified into neutral dust, (+) dust and (-) dust according to the charge state.
이때 메쉬 부재(13)의 관통홀(H1)을 유입되는 공기 내 먼지는 (+) 먼지는 (-) 전하를 띠를 재질에, (-) 전하는 (+) 전하를 띠는 재질에 부착된다. 또한 중성 먼지는 정전볼(14) 및 메쉬 부재(13) 각각 (-) 전하 및 (+) 전하로 인해 (+) 또는 (-) 대전이 발생하여, (+) 전하, 또는 (-) 전하를 띠는 재질에 부착된다.At this time, the dust in the air flowing through the through hole H1 of the
다시 말하면, 메쉬 부재(13)가 알루미늄이고, 정전볼(14)이 폴리테트라플루오로에틸렌(PTFE) 재질일 경우, 이들 간 접촉에 의해 메쉬 부재(13)는 (+) 전하로 하전되고, 정전볼(14)은 (-) 전하로 하전된다. 여기에 먼지를 포함하는 공기가 유입될 경우, (-) 전하의 먼지는 메쉬 부재(13) 측으로 이송되고, (+) 전하의 먼지는 정전볼(14) 측으로 이송되어, 이들 표면에 부착되어 먼지(검정 도트)가 집진된다. 이를 통해, 먼지가 제거된 공기는 다시 메쉬 부재(13)의 관통홀(H1)을 통해 하우징(12) 외부로 배출되어 공기 정화가 일어난다. In other words, when the
먼지 및 미세먼지는 자연적인 요인뿐만 아니라 교통, 산업 활동 등에 의해 공기 중에 대량 분포되어 있으며, 이들 먼지는 대부분이 극성을 띠고 있어, 본 발명의 무전원 공기청정기(10)를 통해 제거될 수 있다. Dust and fine dust are distributed in the air in large quantities in air as well as natural factors, such as traffic and industrial activities. Most of these dusts are polar and can be removed through the
또한, 먼지의 입자 크기에 있어서도, 입자가 큰 미세먼지는 우선 중력에 따라 아래로 끌려 내려가다 정전볼(14) 또는 메쉬 부재(13)의 측면부 또는 하부에 부착된다. 이보다 작은 입자는 하우징(12) 내 공기의 흐름에 따라 이동 경로를 바꾸어 정전볼 또는 메쉬 부재(13)의 측면부, 상부 또는 하부에 부착된다. 또한, 입자가 매우 작은 입자는 공기의 흐름과 관계없이 불규칙하게 움직이는 브라운 운동 중, 마찬가지로 불규칙한 운동을 하는 정전볼(14) 또는 고정된 메쉬 부재(13)에 부착된다.Further, even in the particle size of the dust, the large fine dust particles are first dragged downward according to the gravity, and then attached to the side surface or the bottom of the
본 발명에 따라 먼지가 부착되는 정전볼(14) 및 메쉬 부재(13)의 재질은 접촉에 의해 표면에 (-) 전하 또는 (+) 전하를 발생시킬 수 있는 물질이면 어느 것이든 가능하다. 이때 정전볼(14)이 (-) 전하로 하전되는 재질이라면, 메쉬 부재(13)는 (+) 전하로 하전되는 재질이 가능하고, 반대로 정전볼(14)이 (+) 전하로 하전되는 재질일 경우 메쉬 부재(13)는 (-) 전하로 하전되는 재질이 사용된다. According to the present invention, the material of the
서로 다른 두 물체를 마찰할 때 마찰에 의해 전자가 에너지를 얻게 되므로 한 물체에서 다른 물체로 전자가 이동한다. 이에, 전자를 잃게 되면 (+) 전하로 하전되고, 전자를 얻게 되면 (-) 전하로 하전된다. When rubbing two different objects, electrons get energy by friction, so electrons move from one object to another. Thus, when electrons are lost, electrons are charged with (+) electrons. When electrons are obtained, electrons are charged with (-) electrons.
물체가 전기를 띠는 현상을 대전, 대전된 물체를 대전체라고 한다. 또한 대전되는 정도를 대전열이라고 하며, 대전열에서 멀리 있는 두 물체를 마찰할수록 대전이 더 잘 되고, 같은 물체라도 어떤 물체와 마찰하느냐에 따라 대전되는 전하의 종류가 달라질 수 있다.The phenomenon in which an object is charged is referred to as charging, and the charged object is referred to as the entire bag. Also, the degree of charging is referred to as a charging heat, and the more charged the two objects far from the charging column, the better the charge is, and the kind of charge charged by the same object may be different depending on which object rubbing against the same object.
즉, 물체는 무조건 (+) 전하나 (-) 전하로 하전되는 것이 아니라, 어느 것이 양(+)으로 되는 경향이 더 많은지 어느 것이 음(-)으로 되는 경향이 더 많은지에 따라 달라질 수 있다. 본 발명의 정전볼(14)과 메쉬 부재(13)의 재질은 다양한 재질 중에서 그 반대 하전의 경향성이 높은 것이 바람직하며, 각각 (+) 전하/(-) 전하 또는 (-) 전하/(+) 전하를 더욱 많이 생성될 수 있는 조합으로 결정한다. That is, an object is not charged by an unconditional (+) charge or a negative (-) charge, but may vary depending on which is more likely to become positive or which is more likely to be negative. The
상대적으로 (+) 전하로 대전되는 재질은 다른 물질들과 접촉했을 때 전자들을 포기하는 경향을 갖는다. 또한, 상대적으로 (-) 전하로 대전되는 재질은 다른 물질들과 접촉했을 때 전자를 끌어당기는 경향을 갖는다.A material charged with a relatively positive charge tends to give up electrons when it comes into contact with other materials. In addition, materials that are relatively positively charged (-) tend to attract electrons when they are in contact with other materials.
하기 표 1에 전하의 대전 특성의 재질(즉, triboelectric series)을 갖는 것을 나타내었다.Table 1 shows that the material has a charge property (i.e., a triboelectric series).
상기 표 1을 보면, 1,3- 또는 1,4-폴리포름알데하이드와 폴리테트라플루오로에틸렌을 접촉할 경우, 1,3- 또는 1,4-폴리포름알데하이드는 (+) 전하로 가장 크게 하전되고, 폴리테트라플루오로에틸렌은 (-) 전하로 가장 크게 하전된다.In Table 1, when 1,3- or 1,4-polyformaldehyde is contacted with polytetrafluoroethylene, 1,3- or 1,4-polyformaldehyde is most strongly charged with (+) charge , And polytetrafluoroethylene is most strongly charged with (-) charge.
이러한 경향성을 기준으로, 본 발명의 무전원 공기청정기(10)의 메쉬 부재(13)와 정전볼(14)의 재질을 선정할 수 있다.Based on this tendency, the materials of the
바람직하기로, 메쉬 부재(13)는 (+) 전하를 나타내는 재질일 수 있으며, 상기 표 1의 재질 중 1,3- 또는 1,4-폴리포름알데하이드, 에틸 셀룰로오스, 폴리아마이드, 멜라민, 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 청동, 및 은일 수 있으며, 더욱 바람직하기로는 금속 재질인 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 청동, 및 은, 가장 바람직하기로는 알루미늄 및 구리가 사용될 수 있다. 이들 재질은 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용이 가능하다. 일례로, 메쉬 부재(13)의 재질은 애노다이징 처리된 알루미늄 재질이 사용될 수 있다.Preferably, the
또한, 정전볼(14)은 (-) 전하를 나타내는 재질일 수 있으며, 상기 표 1의 재질중 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디메틸실록산, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리스티렌일 수 있으며, 더욱 바람직하기로 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디메틸실록산, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 가장 바람직하기로 폴리테트라플루오로에틸렌이 가능하다. 이들 재질은 단독으로 사용하거나 2종 이상 혼합하여 사용이 가능하다.The
바람직한 조합은 메쉬 부재(13)가 알루미늄 및 구리이고, 정전볼(14)은 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있다.A preferred combination is that the
또한, 메쉬 부재(13) 및 정전볼(14)은 상기 언급한 바의 반대의 재질일 수 있다. 즉, 메쉬 부재(13) 및 정전볼(14)은 서로 반대 전하를 나타낼 수 있는 것이면 표 1에서 제시한 그 어떤 재질이라도 사용 가능하다.In addition, the
즉, 메쉬 부재(13)가 (-) 전하를 나타내는 재질일 수 있고, 정전볼(14)이 (+) 전하를 나타내는 재질일 수 있다. 이때 바람직한 조합은 메쉬 부재(13)가 폴리테트라플루오로에틸렌이고, 정전볼(14)은 알루미늄 및 구리일 수 있다.That is, the
한편, 정전볼(14)을 비중이 낮은 폴리테트라플루오로에틸렌 등의 재질로 제작하는 경우 이론적으로는 (-) 전하의 가능성이 높으나, 작은 크기의 입자로 제작하게 되면 이 가능성이 저하된다. 즉, 정전볼(14)은 작은 크기로 제작할 경우 하우징(12) 내에서 차량 진동 및 유입된 공기에 의해 불규칙적인 운동을 통해 메쉬 부재(13)와 접촉하여야 하는데, 오히려 공기 중 부유되어 상기 접촉의 기회가 줄어든다. 폴리테트라플루오로에틸렌은 비중이 2.14~2.20로, 철(7.87)과 같은 금속 재질 대비 매우 낮은 비중을 갖는다. 이에, 비중을 높이기 위해 정전볼(14)의 크기를 크게 할 수 있으나, 그 크기를 확대하는 것에 한정이 있다.On the other hand, when the
본 발명에서는 정전볼(14)의 비중을 높이기 위해, 비중이 높은 재질로 코어를 제작하고, 이의 표면을 상기 (-) 전하로 하전되는 재질로 코팅한다. In the present invention, in order to increase the specific gravity of the
코어 재질로는 세라믹 또는 금속이 가능하며, 일례로 알루미나, 실리카, 티타니아, 지르코니아, 클레이 등이 가능하고, 금속으로는 철, 알루미늄, 구리, 스테인레스 스틸 등의 재질이 가능하다. 이때 코어 및 표면에 코팅되는 재질은 정전볼(14)의 평균 입경을 고려하여 선정한다. 바람직하기로, 정전볼(14)의 평균 입경이 100㎛ 내지 1cm, 바람직하기로 1mm 내지 5mm이므로, 코어는 95㎛ 내지 95mm, 바람직하기로 0.9mm 내지 4.5mm일 수 있고, 폴리테트라플루오로에틸렌은 5㎛ 내지 5mm, 바람직하기로 0.1mm 내지 0.5mm의 범위를 가질 수 있다. 만약 상기 코어의 크기가 상기 범위 미만이면 중량 증가 효과를 기대할 수 없고, 너무 두꺼우면 상대적으로 표면의 폴리테트라플루오로에틸렌의 두께가 낮아 정전볼(14) 자체의 집진 효율을 저하시킬 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.Examples of the core material include ceramics or metals. Examples of the core material include alumina, silica, titania, zirconia, and clay, and metals such as iron, aluminum, copper, and stainless steel. At this time, the material to be coated on the core and the surface is selected in consideration of the average particle diameter of the electrostatic balls (14). Preferably, since the average particle diameter of the
또한, 추가로 본 발명에 따른 정전볼(14)은 유전층을 더욱 포함하여 정전기 발생을 증가시켜 먼지의 집진 효율을 더욱 높일 수 있다. 유전층은 코어로 사용하거나 코어와 표면 사이에 형성될 수 있다. In addition, the
코어로 사용하기 위한 유전층 재질은 실리카, 알루미나, 지르코니아, 하프늄 옥사이드와 같은 금속 산화물이나, 폴리스티렌, 폴리메틸메타크릴레이트, 플루오로폴리머, 폴리비닐알코올 등의 고분자 재질이 사용될 수 있다. The dielectric layer material for use as the core may be a metal oxide such as silica, alumina, zirconia, or hafnium oxide, or a polymer material such as polystyrene, polymethyl methacrylate, fluoropolymer, and polyvinyl alcohol.
정전볼(14)의 평균 입경이 100㎛ 내지 1cm, 바람직하기로 1mm 내지 5mm이므로, 코어는 95㎛ 내지 95mm, 바람직하기로 0.9mm 내지 4.5mm일 수 있고, 유전층은 5㎛ 내지 5mm, 바람직하기로 0.1mm 내지 0.5mm의 범위를 가질 수 있다. 만약 그 두께가 상기 범위 미만이면 섬유에 따른 먼지 집진 효율 향상을 기대할 수 없고, 너무 두꺼우면 정전볼(14) 자체의 집진 효율을 저하시킬 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다.Since the average particle diameter of the
일례로, 정전볼(14)은 코어 재질로 실리카를 사용하고, 유전층으로 폴리스티렌을 사용하며, 표면은 폴리테트라플루오로에틸렌일 수 있다.For example, the
더불어, 본 발명에 따른 정전볼(14)은 먼지의 집진 효율을 높이기 위해, 섬유가 표면에 부착된 형태일 수 있다. 섬유는 조직이 직각으로 교차된 일반 섬유뿐만 아니라 무작위로 얽혀있는 조직의 것을 사용할 수 있다. 이 섬유는 먼지를 강하게 흡착하는 성향이 있고, 섬유의 조직 간에 형성된 기공 내에 먼지가 달라붙어 먼지를 강하게 집진할 수 있다. 더욱이, 섬유는 특성 상 물세척이 가능하여, 본 발명의 무전원 공기청정기의 물세척을 적용을 용이하게 한다.In addition, the
사용 가능한 섬유는 본 발명에서 특별히 한정하지 않으며, 통상의 섬유, 부직포, 나노 섬유 부직포 등이 사용될 수 있다. 상기 섬유는 정전볼(14)의 표면에 통상의 접착 수단을 이용하여 부착하거나, 전기 방사 등의 방사 공정을 통해 정전볼(14) 표면에 섬유를 부착할 수 있다.The usable fibers are not particularly limited in the present invention, and ordinary fibers, nonwoven fabrics, nano-fiber nonwoven fabrics and the like can be used. The fibers may be attached to the surface of the
표면에 부착되는 섬유는 정전볼(14)의 크기 범위 내에서 형성하며, 50㎛ 내지 5mm, 바람직하기로 0.1mm 내지 0.5mm의 두께로 형성될 수 있다. 만약 그 두께가 상기 범위 미만이면 섬유에 따른 먼지 집진 효율 향상을 기대할 수 없고, 너무 두꺼우면 정전볼(14) 자체의 집진 효율을 저하시킬 수 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 사용한다. The fibers adhering to the surface are formed within the size range of the
이때 섬유는 정전볼(14)이 (-) 전하로 하전되는 재질을 사용할 경우 적용될 수 있으며, 이와 반대로 메쉬 부재(13)가 (-) 전하로 하전되고, 정전볼(14)이 (+) 전하로 하전되는 재질을 사용할 경우 상기 메쉬 부재(13)에 적용될 수 있다.In this case, the fibers can be applied when the
도 5는 본 발명의 제2구현예에 따른 무전원 공기청정기를 보여주는 사시도이고, 도 6은 이의 입체 단면도이고, 도 7은 판상형의 메쉬 구조체의 모식도이다.FIG. 5 is a perspective view showing a non-powered air cleaner according to a second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a three-dimensional sectional view thereof, and FIG. 7 is a schematic view of a plate-like mesh structure.
도 5 및 도 6을 참조하면, 제2구현예에 따른 무전원 공기청정기(10)는 프레임(21), 및 상기 프레임(21) 내에 장착되어 공기 유입 및 배출을 위해 다수의 관통홀(H2)이 형성된 메쉬 부재(23)를 구비한 하우징(22)과 그 내부에 수용된 복수 개의 정전볼(24)을 구비한다.5 and 6, the
상기 하우징(22), 프레임(21) 및 메쉬 부재(23)는 제1구현예에서 언급한 바를 따른다.The
제2구현예로 구현되는 무전원 공기청정기(20)는 정전볼(24)을 하우징(22) 내 상하 전체에 설치함에 따라 먼지의 집진 효율을 높일 수 있다. The
제1구현예와 같이 정전볼(24)을 랜덤하게 하우징(22) 내에 설치할 경우, 하우징(22) 내 상부에 존재하는 먼지는 정전볼(24)과의 접촉 기회가 줄어든다. 즉, 차량의 진동 및 유입되는 바람에 의해 정전볼(24)이 상하 운동을 수행한다고 하더라도 하우징(22) 내 상부까지 지속적으로 존재하는 것이 아니다. 또한, 먼지 입자의 크기가 큰 경우 중력에 의해 가라 앉아 정전볼(24)과의 접촉이 용이하나, 입자 크기가 작은 경우 하우징(22) 내 상부에 부유하고 있어, 정전볼(24)과의 접촉 기회가 상대적으로 적다. 이에 하우징(22) 전체에 걸쳐 정전볼(24)이 배치될 수 있도록 도 5와 같이 상하방향으로 구획 부재를 설치하여 여기에 정전볼(24)을 배치할 수 있다.The dust present in the upper portion of the
구체적으로, 제2구현예에 따른 무전원 공기청정기(20)는 하우징(22) 내 내부 공간을 다층으로 수직 분할하기 위한 구획 부재(31)가 형성되고, 상기 구획 부재(31) 상에 복수 개의 판상형의 메쉬 구조체(30)가 안착되고, 상기 메쉬 구조체(30) 상에 복수 개의 정전볼(24)을 위치시켜, 하우징(22)의 상하 전체에 걸쳐 정전볼(24)이 배치될 수 있도록 한다.Specifically, in the
구획 부재(31)는 하우징(22) 내부를 다층으로 수직 분할이 가능한 형태면 어느 것이든 가능하며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. The
일례로, 구획 부재(31)는 도 3에 나타낸 바와 같이, 하우징(22)의 내측에 수평 방향의 슬라이드 홈이 형성된 가이드 슬롯일 수 있다. 상기 가이드 슬롯을 통해 복수 개의 판상형의 메쉬 구조체(30)가 슬라이딩하여 안착될 수 있다.For example, as shown in FIG. 3, the
또한, 구획 부재(31)는 프레임(21) 일측에 수평 방향으로 형성된 삽입 돌출부(미도시)일 수 있다. 상기 삽입 돌출부는 판상형의 메쉬 구조체(30)에 구비된 삽입 홈부와 체결되어, 복수 개의 메쉬 구조체(30)를 하우징 내부에 설치할 수 있다. The
구획 부재(31)는 일정 거리로 이격하도록 공간 분할될 수 있도록 수직 방향에 대해 복수 개로 설치하며, 이는 하우징(22)의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지 않는다. 바람직하기로, 공기의 유입 및 유출이 원활이 이루어지고 집진 효율을 높이기 위해, 구획 부재(31)는 3~5cm 간격으로 2~5개로 설치하는 것이 바람직하다. 일례로, 도 5 및 도 6에 도시한 바와 같이 3개의 가이드 슬롯을 일정 간격으로 형성한다. A plurality of
구획 부재(31)에 의해 다층 분할된 영역에는 복수 개의 판상형의 메쉬 구조체(30)가 삽입된다. 이에 도 6에서와 같이 3개의 판상형의 메쉬 구조체(30)들이 구획 부재(31) 내에 안착되어 하우징을 다층 분할한다.A plurality of plate-
도 7은 판상형 메쉬 구조체(30)의 모식도이다.7 is a schematic diagram of the plate-
도 7에서 도시한 판상형 메쉬 구조체(30)는 하우징(22)의 단면 형상에 대응하는 프레임(33)과, 이 프레임(33)의 내주면에 탈착 가능하게 결합되는 메쉬 플레이트(35)로 이루어진다. 일례로, 도 5와 같이 정육면체의 하우징(22)의 경우 프레임(33) 및 메쉬 플레이트(35)는 정육면체 형태로 제작될 수 있으나, 이는 다양한 형태로 변형 가능하다.7 includes a
상기 판상형의 메쉬 구조체(30)의 프레임(33)과 메쉬 플레이트(35)는 일체형으로 제작하거나 분리형으로 제작이 가능하다.The
판상형의 메쉬 구조체(30)의 메쉬 플레이트(35)는 공기 이동을 위해 복수 개의 관통홀(H2)을 가지며, 상기 관통홀(H2)의 구조는 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 정육각형 또는 다각형일 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으며, 도 7과 같이 하니컴 구조로 제작할 수 있다. The
또한, 메쉬 플레이트(35)의 관통홀(H2)은 직경이 90㎛ 내지 0.9cm, 바람직하기로 0.5mm 내지 3mm의 범위를 갖는다. 만약, 관통홀(H2)의 크기가 상기 범위 미만이면 공기의 유입 및 유출이 원활하지 않아 공기 정화가 수행되기가 어렵고, 상기 범위를 초과하면, 정전볼(24)이 탈출할 우려가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절하여 사용한다.The through hole H2 of the
또한, 메쉬 플레이트(35)의 두께는 0.05mm 내지 5mm, 바람직하기로 0.1mm 내지 3mm로 제작한다. 상기 두께는 메쉬 플레이트(35)의 재질에 따라 달라질 수 있으며, 너무 얇게 제작할 경우 일정 시간 경과 또는 온도에 따라 메쉬 플레이트(35)가 휘어지거나 변형되어 구획 부재(31)로부터 탈착될 수 있다. 또한, 너무 두껍게 제작할 경우 무전원 공기청정기(20)의 무게가 증가하거나, 하우징(22)이 휘어지거나 변형되어 구획 부재(31)로부터 탈착될 수 있다.The thickness of the
이때 각각의 판상형의 메쉬 구조체(30)들 사이에 정전볼(24)을 투입하여, 상기 메쉬 구조체(30) 사이의 빈 공간에 정전볼(24)이 수용될 수 있도록 한다. At this time, the
판상형 메쉬 구조체(30)를 구성하는 메쉬 플레이트(35)의 재질은 하우징(22)의 메쉬 부재(23)와 동일한 전하를 나타낼 수 있는 재질을 사용하는 것이 바람직하다. 이로 인해 메쉬 플레이트(35) 상에 수용된 정전볼(24)은 상기 메쉬 플레이트(35)와의 접촉뿐만 아니라 하우징(22)의 메쉬 부재(23)와의 접촉에 의해 (-) 전하 또는 (+) 전하로 하전된다. The material of the
그 결과, 하우징(22) 내 유입된 공기 내 먼지는 하우징(22)의 메쉬 부재(23), 판상형 메쉬 구조체(30)의 메쉬 플레이트(35) 또는 정전볼(24)의 표면에 부착됨에 따라 먼지의 집진 효율을 더욱 높일 수 있다. As a result, the dust in the air introduced into the
본 발명의 제2구현예에 따른 무전원 공기청정기(20)의 집진 메카니즘을 다음과 같다.The dust collecting mechanism of the
먼저, 공기는 하우징(22) 내부로 다층 분할된 영역으로 주입되고, 정전볼(24)이 각각 설치된 판상형의 메쉬 구조체(30) 내 메쉬 플레이트(35)를 통과한다. 이때 차량의 진동 및 유입된 공기 흐름에 의해 정전볼(24)의 불규칙적인 운동이 일어나 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23)와 접촉이 발생하여, 정전볼(24)과 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23) 각각은 (-) 전하, 및 (+) 전하로 하전된다. 이에 유입되는 공기 내 먼지는 그 전하 상태에 따라 정전볼(24), 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23) 중 어느 하나 이상의 표면에 부착되고, 먼지가 제거되어 정화된 공기는 하우징(22)의 메쉬 부재(23)의 관통홀을 통해 외부로 배출한다.First, the air is injected into the multi-layer divided region into the
바람직한 실시예에 따르면, 정전볼(24)은 폴리테트라플루오로에틸렌이고, 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23)는 알루미늄 또는 구리로 제작되어, 이들의 물리적인 접촉을 통해 정전볼(24)은 (-) 전하로 하전되고, 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23)는 (+) 전하로 하전된다. 이에 하우징(22) 내부로 유입된 공기는 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23) 내 형성된 관통홀을 통해 유입 및 배출된다. 상기 공기는 하우징(22) 내에서 자유롭게 이동하여 이 공기 내 먼지와 정전볼(24), 메쉬 플레이트(35) 및 메쉬 부재(23)와의 접촉 기회를 높여 먼지의 집진율을 높인다. According to a preferred embodiment, the
더불어, 구획 부재(31)를 통해 수직 방향으로 메쉬 플레이트(35)가 복수 개로 존재함에 따라 정전볼(24)과 메쉬 플레이트(35) 간의 거리가 짧아진다. 이로 인해 이들 간의 접촉 기회가 증가하여 마찰 전기가 쉽게 발생할 뿐만 아니라 지속적으로 유지될 수 있어, 보다 많은 양의 먼지를 집진하는 이점이 있다.In addition, since there are a plurality of
또한, 구획 부재(31)의 설치를 통해 정전볼(24)이 판상형의 메쉬 구조체(30) 내에 보다 많이 충진될 수 있어, 이 또한 먼지의 집진율을 높일 수 있도록 한다.Further, the
도 8은 본 발명의 제3구현예에 따른 무전원 공기청정기(50)를 보여주는 사시도이고, 도 9는 격벽형의 메쉬 구조체의 단면 사시도이다.FIG. 8 is a perspective view showing a
도 8 및 도 9를 참조하면, 제3구현예에 따른 무전원 공기청정기(50)는 프레임(51), 및 상기 프레임(51) 내에 장착되어 공기 유입 및 배출을 위해 다수의 관통홀이 형성된 메쉬 부재(53)를 구비한 하우징(52)과 그 내부에 수용된 복수 개의 정전볼(54)을 구비한다.8 and 9, the
상기 하우징(52), 프레임(51) 및 메쉬 부재(53)는 제1구현예에서 언급한 바를 따른다.The
제3구현예로 구현되는 무전원 공기청정기(50)는 정전볼(54)을 독립적으로 배치함으로써 정전볼(54)끼리 부딪힘에 따라 집진 효율이 저하되는 문제를 해소할 수 있다. 즉, 정전볼(54)을 랜덤하게 배치하면 정전볼(54)끼리 부딪히고 이로 인해 발생된 스파크 등이 발생하여 집진 효율이 저하된다. 이에, 독립적으로 정전볼(54)을 배치할 경우, 하나의 정전볼(54)만이 존재하여 주위의 다른 재질과 접촉함으로써 하전되고, 이 하전된 상태를 지속시킬 수 있다. The
정전볼(54)의 독립적인 배치는 상기 정전볼(54)을 수용하는 메쉬 부재의 구조 변화를 통해 달성될 수 있다.Independent disposition of the
도 9는 격벽형 메쉬 구조체의 단면 사시도이다.9 is a cross-sectional perspective view of the septum-shaped mesh structure.
도 9를 보면, 정전볼(54)을 독립적으로 수용하기 위한 격벽형의 메쉬 구조체(60)는 하우징(52)의 단면 형상에 대응하는 프레임(61)과, 이의 내부에 다양한 형태의 격벽 구조가 장착될 수 있으며, 상기 메쉬 구조는 정전볼(54) 각각을 배치할 수 있는 구조면 어느 것이든 가능하다. 이때 이해를 돕기 위해 정전볼(54)의 크기 및 메쉬 구조 내 기공은 크게 작성하였으며, 상기 정전볼(54)은 메쉬 구조 내 기공과는 작은 크기를 가져, 상기 기공으로부터 이탈되지 않는다.9, the septum-shaped
구체적으로, 격벽형의 메쉬 구조체(60)는 하우징(52)의 단면 형상에 대응하는 프레임(61)과, 바닥 플레이트(63), 상기 바닥 플레이트(63)에 수직 방향으로 형성되되, 정전볼(54)을 독립적으로 수용하기 위한 수용홈(A)을 형성하는 격벽이 형성된 격벽 구조체(65)를 구비한다.Specifically, the septum-shaped
수용홈(A)에 수용된 정전볼(54)은 진동에 의한 움직임에도 상기 수용홈(A)을 탈출하지 못하도록 수용홈(A)의 외주면을 따라 격벽이 수직 방향으로 형성된다.The
격벽 구조체(65)의 격벽은 정전볼(54)의 직경 대비 1.1 내지 1.5배의 높이를 가지고, 1.2 내지 2.0배의 가로 및 세로를 갖도록 한다. 상기 수용홈(A) 내에서 정전볼(54)에 의해 먼지를 충분히 집진할 수 있도록 정전볼(54)의 움직임이 원활히 이루어져야 하며, 너무 좁을 경우 하전이 약하게 발생하여 집진 효율을 충분히 높일 수 없다. 반대로, 너무 넓은 수용홈(A)은 최종적으로 충진되는 정전볼(54)의 갯수가 줄어들어 이또한 먼지의 집진 효율을 충분히 높일 수 없다.The partition walls of the
격벽 구조체(65)의 수용홈(A)의 형상은 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 정육각형 또는 다각형일 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으며, 도 9와 같이 격자형 구조로 제작할 수 있다. The shape of the receiving groove A of the
상기 격자형 구조는 일정한 높이를 갖는 구조체로서 정전볼(54)의 독립적인 수용이 가능하다. The grid-like structure is a structure having a constant height and is capable of independently accommodating the
이때 바닥 플레이트(63) 및 격벽 구조체(65)는 공기의 원활한 흐름을 위해 복수 개의 관통홀(H3)을 형성한다. At this time, the
편의상 격벽 구조체(65)에 관통홀을 표시하지 않았으나, 실질적으로 상기 격벽 구조체(65)는 관통홀을 포함한다. 이때 관통홀은 격벽 구조체(65)의 측면 전체에 걸쳐 형성된다.For convenience, the through-holes are not shown in the
상기 관통홀(H3)의 구조는 원형, 삼각형, 사각형, 오각형, 정육각형 또는 다각형일 수 있으며, 본 발명에서 특별히 한정하지는 않으며, 도 5와 같이 사각형 구조로 제작할 수 있다. The structure of the through hole H3 may be circular, triangular, square, pentagonal, regular hexagonal or polygonal, and is not particularly limited in the present invention, and may be formed in a rectangular structure as shown in FIG.
또한, 관통홀(H3)은 직경이 90㎛ 내지 0.9cm, 바람직하기로 0.5mm 내지 3mm 의 범위를 갖는다. 만약, 관통홀(H3)의 크기가 상기 범위 미만이면 공기의 유입 및 유출이 원활하지 않아 공기 정화가 수행되기가 어렵고, 상기 범위를 초과하면, 정전볼이 탈출할 우려가 있으므로, 상기 범위 내에서 적절히 조절하여 사용한다.The through-hole H3 has a diameter of 90 占 퐉 to 0.9 cm, preferably 0.5 mm to 3 mm. If the size of the through hole H3 is less than the above range, the inflow and outflow of air are not smooth and it is difficult for the air purification to be performed. If the size exceeds the above range, the electrostatic ball may escape. Use it properly.
격벽형 메쉬 구조체(60)는 하우징(52) 내 복수 개의 격벽형의 메쉬 구조체(60)가 설치될 시, 각 메쉬 구조체(60)의 배치 간격을 늘리거나 줄이는 방식으로, 정전볼(54)의 수용홈(A) 내 이동을 막을 수 있다.When the plurality of barrier-
또한, 격벽형 메쉬 구조체(60)는 수용홈(A)이 수직 방향으로 동일한 위치에 위치하도록 각각을 배치하거나, 서로 엇갈리게 배치할 수 있다. Further, the partition wall-
상기 격벽형 메쉬 구조체(60)는 하우징(52) 내에 수직 분할되어 복수 개로 배치된다. 이때 구획 부재(미도시)는 하우징(52) 내부를 다층으로 수직 분할이 가능한 형태면 어느 것이든 가능하며, 상기 제2구현예에서 언급한 바를 따른다. The barrier-
또한, 격벽형 메쉬 구조체(60) 내 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65)의 재질은 하우징(52)의 메쉬 부재(53)와 동일한 전하를 나타낼 수 있는 재질을 사용하는 것이 바람직하다. The material of the
이로 인해 격벽형의 메쉬 구조체(60)의 수용홈(A) 내에 수용된 정전볼(54)은 상기 격벽형의 메쉬 구조체(60)의 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65)와의 접촉뿐만 아니라 하우징(52)의 메쉬 부재(53)와의 접촉에 의해 (-) 전하 또는 (+) 전하로 하전된다. The
그 결과, 하우징(52) 내 유입된 공기 내 먼지는 하우징(52)의 메쉬 부재(53), 정전볼(54), 메쉬 구조체(60)의 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65) 각각의 표면에 부착됨에 따라 먼지의 집진 효율을 더욱 높일 수 있다. As a result, the dust in the air introduced into the
본 발명의 제3구현예에 따른 무전원 공기청정기(50)의 집진 메카니즘을 다음과 같다.The dust collecting mechanism of the
먼저, 공기는 하우징 내부로 다층 분할된 영역으로 주입되고, 정전볼(54)이 각각 독립적으로 설치된 격벽형 메쉬 구조체(60)를 통과한다. 이때 각 격벽형 메쉬 구조체(60)의 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65)와 정전볼(54)과의 접촉에 의해 대전되는 전하에 의해 공기 내 먼지가 각각 부착되고, 정화된 공기는 하우징(52)의 메쉬 부재(53)의 관통홀을 통해 외부로 배출한다.First, the air is injected into the multi-layered region into the housing and the
바람직한 실시예에 따르면, 정전볼(54)은 폴리테트라플루오로에틸렌이고, 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65), 메쉬 부재(53)는 알루미늄 또는 구리로 제작되어, 이들의 물리적인 접촉을 통해 정전볼(54)은 (-) 전하로 하전되고, 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65), 메쉬 부재(53)는 (+) 전하로 하전된다. 이에 하우징(52) 내부로 유입된 공기는 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65), 메쉬 부재(53) 내에 형성된 관통홀을 통해 유입 및 배출된다. 상기 공기는 하우징(52) 내에서 자유롭게 이동하여 이 공기 내 먼지와 정전볼(24), 바닥 플레이트(63)와 격벽 구조체(65), 메쉬 부재(53)와의 접촉 기회를 높여 먼지의 집진율을 높인다. According to a preferred embodiment, the
특히, 제3구현예와 같은 다층 분할 방식은 정전볼(54)과 격벽형의 메쉬 구조체(60)와의 거리가 비교적 짧아 접촉에 의한 마찰력이 쉽게 발생하고 지속적으로 유지될 수 있어, 보다 많은 양의 먼지를 집진하는 이점이 있다. 또한, 정전볼(54)을 독립적으로 배치함에 따라 정전볼(54)끼리 부딪혀 스파크가 발생하는 등의 문제가 발생하지 않아 먼지의 집진 효율을 더욱 높일 수 있다.Particularly, in the multilayer partitioning system as in the third embodiment, since the distance between the
또한, 구획 부재(51)의 설치를 통해 정전볼(54)이 격벽형의 메쉬 구조체(60) 내에 보다 많이 충진될 수 있어, 이 또한 먼지의 집진 효율을 높일 수 있도록 한다.Further, the
추가로, 본 발명의 무전원 공기청정기는 일측 단부, 바람직하기로 상부에 압전 필터부를 더욱 구비할 수 있다.In addition, the non-powered air purifier of the present invention may further include a piezoelectric filter part at one end, preferably at the top.
압전소자(piezo eletric devices)는 진동을 전기적인 에너지로 변환할 수 있는 원리를 이용한 소자이다.Piezoelectric devices are devices that use the principle of converting vibration into electrical energy.
본 발명의 압전 필터부는 절연층 상에 압전 파이버가 수직 방향으로 복수 개 형성된다.In the piezoelectric filter portion of the present invention, a plurality of piezoelectric fibers are formed in the vertical direction on the insulating layer.
절연층은 전기적 부도체인 절연 재질이면서 우수한 신축성을 갖는 것이 바람직하다. 상기 절연층은 다공성의 지지체일 수 있으며, 탄성력을 갖는 고분자이면 특별히 이에 제한되지 않으나, 바람직하게는 폴리우레탄(PU), 폴리비닐알콜(PVA), 실리콘 고무, 폴리스티렌부타디엔공중합체(SBS), 폴리스티렌이소프렌 공중합체(SIS), 폴리스티렌에틸렌부타디엔 블록공중합체(SEBS) 및 폴리스티렌에틸렌프로필렌 블록공중합체(SEPS)로 이루어진 군으로부터 선택되는 어느 하나 이상 고분자를 포함할 수 있고, 보다 바람직하게는 신축성이 가장 우수한 폴리스티렌이소프렌공중합체(SIS), 및 폴리스티렌에틸렌부타디엔 블록공중합체(SEBS)를 사용할 수 있다.It is preferable that the insulating layer is an insulating material which is an electrically non-conductive material and has excellent stretchability. The insulating layer may be a porous support, and may be a polymer having elasticity, but is not particularly limited to, but preferably polyurethane (PU), polyvinyl alcohol (PVA), silicone rubber, polystyrene butadiene copolymer (SBS) May include at least one polymer selected from the group consisting of isoprene copolymers (SIS), polystyrene ethylene butadiene block copolymers (SEBS) and polystyrene ethylene propylene block copolymers (SEPS), and more preferably, Polystyrene isoprene copolymer (SIS), and polystyrene ethylene butadiene block copolymer (SEBS).
압전 파이버는 PVDF, PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-HFP, ZnO, BaTiO3 등 압전 현상이 나타나는 재질일 수 있으며, 바람직하기로 PVDF를 사용한다. The piezoelectric fiber may be a material exhibiting piezoelectric phenomena such as PVDF, PVDF-TrFE, PVDF-TrFE-CFE, PVDF-HFP, ZnO, and BaTiO 3. Preferably, PVDF is used.
상기 압전 파이버는 0.1㎛ 내지 500㎛의 직경을 가지고, 1mm 내지 10mm의 길이의 나노 파이버일 수 있다. 직경이 상기 범위 미만인 경우는 제조하기가 어려우며, 100㎛를 초과하는 경우에는 충분한 압전 효과를 확보할 수 없다.The piezoelectric fiber may be a nanofiber having a diameter of 0.1 to 500 탆 and a length of 1 to 10 mm. When the diameter is less than the above range, it is difficult to manufacture. When the diameter exceeds 100 μm, sufficient piezoelectric effect can not be secured.
상기 압전 파이버는 자동차의 진동에 의해 구부러지거나 휘어지면 쌍극자의 배열이 이동하여 파이버의 끝에 전위차가 만들어진다. 이렇게 생성된 전위차로 인해 압전 파이버가 미세먼지를 부착할 수 있다. When the piezoelectric fiber is bent or bent by the vibration of the automobile, the arrangement of the dipoles moves and a potential difference is produced at the end of the fiber. Due to the potential difference thus generated, the piezoelectric fiber can attach the fine dust.
이러한 압전 필터부를 더욱 구비하여, 본 발명의 무전원 공기청정기는 공기 내 먼지의 집진 효율을 더욱 향상시킬 수 있다.The non-power source air cleaner of the present invention further improves the dust collecting efficiency of dust in the air by further including such a piezoelectric filter portion.
본 발명의 제1구현예 내지 제3구현예의 무전원 공기청정기는 하우징을 육안으로 확인하여 정전볼 또는 메쉬 부재에 부착된 먼지의 량을 확인 후 물로 쉽게 세척할 수 있다.The non-power source air purifier of the first to third embodiments of the present invention can easily wash the water after confirming the housing with the naked eye to check the amount of dust adhered to the electrostatic ball or the mesh member.
이때 세척은 하우징이 메쉬 부재로 이루어진 점을 고려하여 별도로 분해할 필요없이, 쉽게 물세척이 가능하다. At this time, considering that the housing is made of a mesh member, the washing can be easily performed without water disassembly.
또한 본 발명의 제1구현예 내지 제3구현예의 무전원 공기청정기는 자동차에 설치하기 위해 하우징의 하부측에 고정 부재를 구비한다.Further, the non-powered air purifier of the first to third embodiments of the present invention has a fixing member on the lower side of the housing for installation in a vehicle.
상기 고정 부재는 물 세척이 가능한 양면 점착 테이프일 수 있다. 이 고정 부재를 이용하여, 차량의 대시 보드, 천정, 바닥 등 어느 한 곳 이상에 무전원 공기청정기를 고정하여 사용이 가능하다.The fixing member may be a double-sided adhesive tape capable of washing with water. By using this fixing member, it is possible to fix the non-powered air purifier to one or more places such as a dashboard, a ceiling, and a floor of a vehicle.
상기 양면 점착 테이프는 무전원 공기청정기의 물 세척 이후에도 자동차에 다시 고정될 수 있어, 반 영구적인 사용을 가능케 한다.The double-sided adhesive tape can be fixed to the vehicle again after the water washing of the non-powered air cleaner, allowing semi-permanent use.
또한, 제1구현예 내지 제3구현예의 무전원 공기청정기는 먼지의 집진 효율을 높일 수 있도록 무전원 공기청정기에 진동을 더욱 강하게 할 수 있는 진동부(미도시)를 더욱 구비할 수 있다.Further, the non-powered air cleaners of the first to third embodiments may further include a vibration unit (not shown) capable of increasing the vibration of the non-powered air cleaner so as to increase the dust collecting efficiency.
진동부는 스프링일 수 있으며 무전원 공기청정기의 하단부에 배치하여 고정 부재를 이용하여 차량에 고정하거나, 고정 부재와 연결된 형태로 차량에 매달릴 수 있도록 한다.The vibrating part may be a spring, and may be disposed at a lower end of the non-powered air purifier to be fixed to the vehicle using a fixing member, or to hang on the vehicle in a form connected to the fixing member.
본 발명의 진동부는 스프링이다. 상기 스프링과 같은 진동부는 차량 주행 중 상하좌우의 운동이 이루어지며, 차량이 정차하여 진동이 더 이상 일어나지 않는 경우에도 스프링의 상하좌우의 운동이 지속된다. 즉, 스프링이 멈출 때까지 오랫동안 진동이 일어나 무전원 공기청정기에 의한 먼지의 집진이 지속적으로 수행될 수 있다.The vibrating portion of the present invention is a spring. The vibrating part such as the spring performs vertical, left and right movement during traveling of the vehicle, and the upward, downward, leftward and rightward movement of the spring continues even when the vehicle stops and the vibration no longer occurs. That is, the vibration is generated for a long time until the spring stops, so that dust collection by the non-powered air cleaner can be continuously performed.
스프링은 코일 스프링, 판 스프링, 리프 스프링, 콘 스프링, 원추형 스프링, 장고형 스프링 등이 있다. 상기 코일스프링은 통상 스프링으로 알려진 형태로 단면의 현태가 원형 또는 각형의 선재를 코일 상태로 감아져 있는 스프링을 의미한다. 상기 판 스프링은 한 개 또는 길이가 각각 다른 몇 개의 박판 또는 사다리꼴 형태의 판재를 겹쳐 만든 것이나, 판 형상이 지그재그형으로 연속된 스프링이다. 상기 리프스프링은 스프링 강을 띠 모양으로 성형한 스프링 판이 활 모양으로 되어 있는 스프링을 의미한다. 또한, 콘 스프링은 콘 모양의 스프링을, 원추형 스프링은 원추형 모양의 스프링을, 장고형 스프링은 장고형 모양의 스프링을 의미한다.The springs include coil springs, leaf springs, leaf springs, cone springs, conical springs, and elongate springs. The coil spring generally refers to a spring known as a spring in which the coil spring has a circular or square shape in cross section. The leaf spring is one formed by superimposing a plurality of thin plates or trapezoidal plate members of different lengths, but is a zigzag continuous plate. The leaf spring means a spring in which a spring plate formed of a spring steel is formed into a bow shape. The cone spring means a cone-shaped spring, the conical spring means a cone-shaped spring, and the elongated spring means an elongated spring.
스프링은 무전원 공기청정기의 크기를 고려하여 선정하고, 바람직하기로 가로*세로가 0.5cm 내지 3cm의 크기의 것을 사용하고 상기 무전원 공기청정기의 형태에 따라 1개 내지 4개 정도 설치하고, 높은 진동수를 위해 중앙부에 1개 설치하는 것이 바람직하다. Preferably, the spring is selected in consideration of the size of the non-powered air cleaner. Preferably, the spring has a size of 0.5 cm to 3 cm in length and width, and one to four of the springs are installed according to the shape of the non-powered air cleaner. It is preferable to install one at the central portion.
이상에서와 같이 본 발명은 자동차 등에 손쉽게 설치하며, 두 소재의 접촉 또는 마찰에 의한 전기를 이용하므로 우수한 집진 성능뿐만 아니라, 먼지의 집진이 무전원으로 수행되어, 공기청정기의 제작 비용 및 유지 비용을 크게 저감할 수 있다. 특히, 사용 중 상태를 육안으로 확인 후 쉽게 세척함으로서 사용자의 건강 생활 증진 및 주변 위생 환경 개선에 큰 도움을 줄 것으로 기대된다.As described above, since the present invention is easily installed in an automobile and uses electricity by contact or friction between two materials, not only excellent dust collection performance but also dust collection is performed in a non-power source, Can be reduced. Especially, it is expected that it will help to improve the health life of the user and improve the surrounding hygiene environment by easily washing after confirming the state of use with naked eyes.
이상의 설명은 본 발명의 기술 사상을 예시적으로 설명한 것에 불과한 것으로서, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 본질적인 특성에서 벗어나지 않는 범위에서 다양한 수정 및 변형이 가능할 것이다. 따라서, 본 발명에 개시된 실시예들은 본 발명의 기술 사상을 한정하기 위한 것이 아니라 설명하기 위한 것이고, 이러한 실시예에 의하여 본 발명의 기술 사상의 범위가 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 보호 범위는 아래의 청구범위에 의하여 해석되어야 하며, 그와 동등한 범위 내에 있는 모든 기술 사상은 본 발명의 권리범위에 포함되는 것으로 해석되어야 할 것이다.The foregoing description is merely illustrative of the technical idea of the present invention, and various changes and modifications may be made by those skilled in the art without departing from the essential characteristics of the present invention. Therefore, the embodiments disclosed in the present invention are intended to illustrate rather than limit the scope of the present invention, and the scope of the technical idea of the present invention is not limited by these embodiments. The scope of protection of the present invention should be construed according to the following claims, and all technical ideas within the scope of equivalents should be construed as falling within the scope of the present invention.
10, 20, 50: 공기 청정기
11, 21, 51: 프레임
12, 22, 52: 하우징
13, 23, 53: 메쉬 부재
14, 24, 54: 정전볼
30: 판상형 메쉬 구조체
31: 프레임
33: 메쉬 플레이트
60: 격벽형 메쉬 구조체
61: 프레임
63: 바닥 플레이트
65: 격벽 구조체
H1, H2, H3: 관통홀
A: 수용홈10, 20, 50: air cleaner
11, 21, 51: frame
12, 22, 52: housing
13, 23, 53: mesh member
14, 24, 54: electrostatic ball
30: Plate-like mesh structure
31: Frame
33: Mesh plate
60: Bulkhead mesh structure
61: frame
63: bottom plate
65:
H1, H2, H3: Through hole
A: receptacle groove
Claims (12)
하우징의 내부 공간을 다층으로 수직 분할하기 위해 형성된 구획 부재;
상기 구획 부재 상에 안착되며, 하우징의 단면 형상에 대응하는 프레임과, 이 내부면에 장착된 바닥 플레이트, 및 상기 바닥 플레이트에 수직 방향으로 격벽이 형성된 격벽 구조체를 포함하는 격벽형의 메쉬 구조체, 이때 상기 바닥 플레이트 및 격벽 구조체는 다수의 관통홀을 구비하고; 및
상기 격벽형의 메쉬 구조체 상에 수용되며, 상기 메쉬 부재와, 바닥 플레이트 및 격벽형의 메쉬 구조체의 관통홀을 통해 유입된 공기 중 먼지를 표면에 부착시켜 집진하는 복수 개의 정전볼;을 포함하며,
상기 메쉬 부재, 바닥 플레이트 및 격벽형의 메쉬 구조체의 재질은 알루미늄, 철, 니켈, 구리, 청동, 및 은으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이고, 상기 정전볼의 재질은 폴리테트라플루오로에틸렌, 폴리디메틸실록산, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상이며,
차량 진동 및 유입된 공기에 의해 정전볼과 상기 메쉬 부재, 바닥 플레이트및 격벽형의 메쉬 구조체와의 마찰을 통해 정전볼은 (-) 전하로 하전되고, 상기 메쉬 부재, 바닥 플레이트 및 격벽형의 메쉬 구조체는 (+) 전하로 하전됨으로써, 무전원으로 마찰 전기에 의해 차량 내부 먼지를 집진할 수 있는,
차량용 무전원 공기청정기.
A housing having a frame and a mesh member mounted on the inner surface of the frame and having a plurality of through holes formed therein for air inflow and outflow;
A partition member formed to vertically divide the internal space of the housing into multiple layers;
A partition wall-shaped mesh structure which is seated on the partition member and includes a frame corresponding to a cross-sectional shape of the housing, a bottom plate mounted on the inner surface, and a partition wall structure formed in a vertical direction to the bottom plate, Wherein the bottom plate and the partition structure have a plurality of through holes; And
And a plurality of electrostatic bobbles accommodated on the septum-shaped mesh structure and attached to the surface of the air introduced through the through holes of the mesh member, the bottom plate, and the septum-shaped mesh structure,
Wherein the material of the mesh member, the bottom plate, and the partition wall-shaped mesh structure is at least one material selected from the group consisting of aluminum, iron, nickel, copper, bronze, and silver, and the material of the electrostatic ball is polytetrafluoroethylene, poly At least one member selected from the group consisting of dimethylsiloxane, polyimide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene,
The electrostatic balls are charged with (-) electric charges through friction between the electrostatic balls and the mesh members, the bottom plate, and the septum-shaped mesh structures by the vehicle vibration and the introduced air, and the mesh members, the bottom plate, The structure is charged with (+) electric charge, so that dust inside the vehicle can be collected by triboelectricity without power source,
Non - powered air cleaner for vehicles.
상기 하우징의 프레임과 메쉬 부재는 일체형 또는 분리형으로 제작된 것인, 차량용 무전원 공기청정기.
The method according to claim 1,
Wherein the frame of the housing and the mesh member are integrally or separately formed.
상기 정전볼은 세라믹 또는 금속 코어의 표면에 폴리테트라플루오로에틸렌,폴리디메틸실록산, 폴리이미드, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 및 폴리스티렌으로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상의 재질이 코팅된 것인, 차량용 무전원 공기청정기.
The method according to claim 1,
Wherein the electrostatic balls are coated with at least one material selected from the group consisting of polytetrafluoroethylene, polydimethylsiloxane, polyimide, polyethylene, polypropylene, and polystyrene on the surface of the ceramic or metal core, .
상기 정전볼은 평균 입경이 100㎛ 내지 1cm인 구형의 입자인, 차량용 무전원 공기청정기.
The method according to claim 1,
Wherein said electrostatic balls are spherical particles having an average particle diameter of 100 mu m to 1 cm.
상기 구획 부재는 하우징의 수직 방향에 대해 복수 개로 설치된 가이드 슬롯, 또는 삽입 돌출부인 것인, 차량용 무전원 공기청정기.
The method according to claim 1,
Wherein the partition member is a guide slot or insertion protrusion provided in plural in the vertical direction of the housing.
상기 차량용 무전원 공기청정기는 물세척이 가능한, 차량용 무전원 공기청정기.
The method according to claim 1,
The vehicle non-powered air purifier is water washable.
공기청정기의 일측 상부에 위치하며, 절연층 상에 압전 파이버가 수직 방향으로 복수 개 형성된 압전 필터를 더욱 구비한, 차량용 무전원 공기청정기.The method according to claim 1,
Further comprising a piezoelectric filter which is disposed on an upper portion of one side of the air cleaner and in which a plurality of piezoelectric fibers are formed in the vertical direction on the insulating layer.
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