KR102001233B1 - 미세먼지 유입 방지장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 미세먼지 유입 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중의 차단판에 의해서 실외의 미세먼지가 실내로 유입되는 것을 방지하기 위한 미세먼지 유입 방지장치에 관한 것이다
이를 위한 본 발명은, 방충망, 차단판으로 이루어진 방충문의 미세먼지 유입 장지장치에 있어서, 상기 차단판으로 적어도 2개 이상으로 일정한 간격을 이루며 창문의 내측 프레임에 설치되되, 상기 차단판은 그 평면으로 일정한 간격으로 엠보싱 가공되어 있으며, 엠보싱 가공된 중심으로는 타공홀이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

Description

미세먼지 유입 방지장치{.}

본 발명은 미세먼지 유입 방지장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다중의 차단판에 의해서 실외의 미세먼지가 실내로 유입되는 것을 방지하기 위한 미세먼지 유입 방지장치에 관한 것이다

일반적으로, 사람이 출입하여 거주하거나 활동하기 위한 목적으로 건설되는 건축물에는 실내공간의 환기를 위하여 창문이 설치되어 있으며, 창문의 설치목적은 실내공기의 환기뿐만 아니라 햇빛의 유입이나 외부풍경을 보기 위한 목적도 가지고 있다.

이러한 창문에는 개방시 벌레 등이 실내로 침투하는 것을 방지하기 위하여 방충창이나 방충망이 설치되는 것이 보통이며, 저층에 설치되는 창문의 경우에는 외부자의 불법적인 침입을 방지하기 위하여 방범창이 설치되기도 한다.

최근 들어 황사와 더불어 환경문제의 이슈가 되고 있는 미세먼지(Particulate Matter, PM) 또는 분진(粉塵)은 아황산가스, 질소 산화물, 납, 오존, 일산화 탄소 등과 함께 수많은 대기오염물질을 포함하는 대기오염 물질로 자동차, 공장 등에서 발생하여 대기중 장기간 떠다니는 입경 10 이하의 미세한 먼지이며, PM 10이라 하고, 입자가 2.5 이하인 경우는 PM 2.5라고 쓰며 '초미세먼지' 또는 '극미세먼지' 라고 부른다.

학술적으로는 에어로졸(aerosol)이라고 부른다. 미세먼지(fine particles) 는 부유분진(Suspended particles), 입자상물질(Particulate matter) 등으로도 불리며 명칭에 따라 약간씩 다른 의미를 가지고 있다.

입자상물질은 공기역학적 입경(지름)이 10nm에서 100nm 정도이며, 이보다 입경이 큰 경우는 중력에 의한 침강효과로 대기중 체류시간이 아주 짧다.

이러한 미세먼지는 인체의 폐포까지 깊숙하게 침투하여 각종 호흡기 질환의 직접적인 원인이 될 뿐만 아니라 면역기능까지 저하시켜 다양한 질병이 발생할 수 있는 원인이 되고 있다.

이로 인해, 실내공기의 환기를 위하여 창문을 개방하게 되면, 오히려 미세먼지가 실내로 유입되는 문제가 있으며, 기존의 방충창이나 방범창 등으로는 미세먼지의 유입을 차단시킬 수가 없었다.

상기 문제점을 해결하고자 한 하기의 선행기술문헌 대한민국 공개특허공보 제2012-0079554호 에어필터 창문은, 황사, 먼지 등의 오염물질을 차단하기 위하여 필터여과지가 구성된 필터프레임을 창문프레임에 설치하는 것을 기술적 특징으로 하고 있다.

그러나, 상기 선행기술문헌은 불투명재질의 부직포막을 창문 전체에 걸쳐 설치하는바, 실내거주자가 창문을 통해 외부를 볼 수 없으므로, 햇빛이 유입되고 밖을 내다보기 위해 만들어지는 창문의 고유기능을 수행하지 못한다는 문제점과 상기 필터는 자연적으로 공기 흐름이 될 수 있는지 의문이고 주기적으로 청소나 필터 교체가 필요하여 경제적으로도 지속적인 비용이 발생하는 문제점이 발생하였다.

본 발명은 상기와 같은 종래기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 방충망의 내측에 미세먼지 차단판을 간격을 두고 다수개로 설치하고, 여기에 엠보싱 형상 및 타공홀을 형성시켜 타공홀을 통과한 미세먼지가 차단판을 통과하더라도 뒤측에 설치된 차단판에 걸려지도록 하여 실내로 미세먼지가 유입되는 것을 방지할 수 있고, 주기적으로 교환하여야 하는 필터의 교환없이 반영구적으로 사용할 수 있는 미세먼지 유입 방지장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기와 같은 과제를 해결하기 위한 본 발명의 바람직한 실시예에 의하면, 방충망, 차단판으로 이루어진 방충문에 있어서, 상기 차단판으로 적어도 2개 이상으로 일정한 간격을 이루며 창문의 내측 프레임에 설치되되, 상기 차단판은 그 평면으로 일정한 간격으로 엠보싱 가공되어 있으며, 엠보싱 가공된 중심으로는 타공홀이 형성되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

또한, 본 발명에 적용된 차단판은 알루미늄 재질로 이루어지며, 그 표면은 아노다이징 처리되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차단판으로는 진동기가 내장된 타이머가 설치된 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 차단판으로는 정전기 발생장치가 설치되어 이루어지는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 의한 미세먼지 유입 방지장치는, 엠보싱 및 여기에 일체로 형성된 타공홀을 구비하는 다수의 차단판을 통해 외부의 미세먼지가 타공홀을 통해 유입되더라도 다른 차단판 표면에 부딪치거나, 부착되어 미세먼지의 유입을 방지할 수 있고, 엠보싱 내부 및 양극산화된 차단판 표면의 다공성 피막에 부착된 미세먼지를 바람에 의해 자동적으로 밑으로 떨어지거나, 진동기를 통해 털어 제거할 수 있는 효과가 발생한다.

도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 유입 방지장치가 설치된 창문의 분해 사시도이다.
도 2는 본 발명에 적용된 차단판의 단면 상태도이다.

이하에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 자세하게 설명한다.

먼저, 도 1은 본 발명에 따른 미세먼지 유입 방지장치가 설치된 창문의 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명에 적용된 차단판의 단면 상태도이다.

도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명은 일반적인 방충문(100)이 적용될 수 있다. 즉, 통상적인 방충문(100)은 사각 프레임(10)의 형상으로 이루어져 있으며, 사각 프레임(10)의 내부로 방충망(20)이 일체로 설치되어 있다.

방충문(100)은 밖으로부터 방충망(20), 차단판(30), 유리창문(미도시) 순서로 설치되어 있으며, 본 발명에 적용된 차단판(30)은 방충문(100)의 사각 프레임(10) 실내측에 설치된다.

차단판(30)은 방충망(20)을 통과한 먼지, 특히 미세먼지가 실내로 유입되는 것을 방지하는 역할로서, 본 발명에서는 유입되는 미세먼지가 차단판(30)에 부딪치거나, 차단판(30)의 표면에 부착된다.

이를 위해 본 발명에 적용된 차단판(30)은 다중으로 설치되며, 본 발명에서는 3개의 차단판(30)이 순차적으로 설치되어 있다.

본 발명에 적용되는 차단판(30)은 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘, 마그네슘 합금의 재질 중 어느 하나가 적용되며, 일정한 평판으로 이루어져 있으며, 차단판(30)은 창문과 같이 필요에 따라 열고 닫을 수 있도록 구성되고, 날씨가 좋아 황사 등 미세먼지가 거의 없는 경우 밖을 보기 위해 차단판(30)을 열어 둘 수 있다.

특히, 알루미늄 합금은 Si 0.25%, Fe 0.35%, Cu 0.05%, Mn 0.03%, Mg 0.03%, Zn 0.05%, Zr과 Ti 가 0.2%, 나머지가 Al이고 상기 %는 중량%이다.

차단판(30)의 표면으로는 엠보싱(32)이 일정한 간격을 두고 균일하게 가공되어 있으며, 엠보싱의 볼록한 부분의 중심으로는 타공홀(34)이 형성되어 있다

본 발명의 일 실시예에 적용되는 차단판(30)은 제1차단판(30a)와 제2차단판(30b), 제3차단판(30c)으로 이루어져 있으며, 이들은 일정한 간격, 바람직하게 1mm ~ 2mm의 간격을 두고 설치된다.

본 발명에서 상기 제1차단판(30a)에 형성된 엠보싱(32)은 실내방향으로 블록한 부분이 위치하고 있으며, 제2차단판(30b)에 형성된 엠보싱(32)의 볼록한 부분은 실외방향으로 설치되어 있고, 제3차단판(30c)에 형성된 엠보싱(32)의 볼록한 부분은 실내 방향으로 설치되어 있다.

또한, 본 발명의 다른 실시예에서도 차단판(30)은 제1차단판(30a)와 제2차단판(30b), 제3차단판(30c)으로 이루어져 있으며, 이들은 일정한 간격, 바람직하게 1mm ~ 2mm의 간격을 두고 설치된다.

본 발명에서 상기 제1차단판(30a)에 형성된 엠보싱(32)은 실외방향으로 블록한 부분이 위치하고 있으며, 제2차단판(30b)에 형성된 엠보싱(32)의 볼록한 부분은 실내방향으로 설치되어 있다.

다시, 상기 제3차단판(30c)에 형성된 볼록한 부분은 다시 실외방향으로 위치하여 상기 차단판(30)들에 형성된 엠보싱(32)은 서로 엇갈리며 위치하게 된다.

위와 같은 구조로 인해 실외의 미세먼지는 방충망(20)을 통해 제1차단판(30a)으로 유입되고, 특히 제1차단판(30a)의 타공홀(34)을 통해 유입된다.

미세먼지는 타공홀(34)로 유입되기 전 엠보싱(32)의 오목한 부위에 체류하면서 1차적으로 제1차단판(30a)에 부착되거나 타공홀(34)을 통해 실내방향으로 유입된다.

제1차단판(30a)을 통과한 미세먼지는 제2차단판(30b) 사이에서 부유되거나, 그 표면에 부착되며, 나머지 미세먼지는 볼록한 엠보싱(32)에 부착되거나, 타공홀(34)을 통해 제3차단판(30c)으로 이동하게 된다.

이때, 제1차단판(30a)의 엠보싱(32)과 제2차단판(30b)의 엠보싱(32)은 서로 엇갈린 위치에서 배치되어 있다. 이러한 배치로 미세먼지는 부유하면서 제2차단판(30b)에 부딪치거나 부착되어 1차적으로 제거되며, 나머지 미세먼지만 제2차단판(30b)의 타공홀(34)로 유입된다.

제3차단판(30c)은 제1차단판(30a)의 엠보싱(32) 위치와 동일한 위치에서 배치되어 있으며, 미세먼지는 상기 제1차단판(30a)과 제2차단판(30b) 사이에서 이동하는 것과 동일하게 이동하게 된다.

이렇게 제3차단판(30c)까지 유입, 이동되는 미세먼지는 실외의 미세먼지 양에 비하여 극히 미량이 실내측으로 유입된다.

한편, 본 발명에 적용된 타공홀(34)은 0.45~1.2mm 사이의 직경으로 이루어져 있으며, 특히 엠보싱(32)은 가로 1m, 세로 1m 사이에 격자모양으로 2 ~ 4mm의 간격을 이루며 형성되고, 엠보싱(32)의 높이(H)와 폭(L)은 특별히 한정하지 않으나, 바람직하게 2 ~ 5mm가 적당하다.

이때, 타공홀의 직경이 너무 작으면 공기의 흐름을 방해하고 타공홀의 직경이 너무 크면 미세먼지를 걸러주는 효과가 적어지게 된다.

바람직하게, 본 발명에 적용된 차단판(30)의 표면은 아노다이징 처리되어 있으며, 차단판 표면으로는 10~200nm의 다공성 피막이 형성되어 있어 내부식성이 향상되고, 상기 다공성 피막에 미세 먼지가 부착된다.

알루미늄의 양극산화 제조방법을 자세히 살펴보면, 상기 아노다이징 처리는 알루미늄 기판을 마련하는, 알루미늄 기판의 준비단계;

상기 알루미늄 기판을 0.1M 아인산 용액에 침지시킨 후, 2V 및 0.001A 내지 0.009A의 전류 조건으로 12시간 동안 양극산화하여 상기 알루미늄 기판의 표면 위에 제1 양극산화 알루미나를 형성하는, 1차 아노다이징 단계;

상기 알루미늄 기판의 표면 위에 형성된 제1 양극산화 알루미나를 화학적 에칭방법으로 제거하는, 1차 에칭 단계;

상기 제1 양극산화 알루미나가 제거된 알루미늄 기판을 0.1M 아인산 용액에 침지시킨 후, 1V 및 0.001A 내지 0.009A의 전류 조건에서 3~12시간 동안 양극산화하여 제2 양극산화 알루미나를 형성하는, 2차 아노다이징 단계; 및 상기 알루미늄 기판의 표면 위에 형성된 제2 양극산화 알루미나를 제외한 나머지 알루미늄을 화학적 에칭방법으로 제거하는, 2차 에칭 단계;를 포함하여 양극산화 알루미나 막이 제조되고, 상기 양극산화 알루미나 막은 5000~6000nm의 두께로 형성되고, 평균직경이 10~200nm인 규칙적인 나노기공을 갖으며, 세공간 거리는 100~200nm이고, 세공 깊이는 0.5 내지 1.5㎛인 것을 특징으로 한다. 상기 1차 에칭 단계의 화학적 에칭액은 크로뮴산 용액과 인산 용액의 혼합액이고; 상기 2차 에칭 단계의 화학적 에칭액은 황산구리 용액과 염산 용액의 혼합액인 것을 특징으로 한다.

특히, 본 발명에 적용된 아노다이징 처리는 미립자 형태로 소결된 니켈, 구리, 금, 은 등의 전도성 금속분말을 전해액에 첨가하여 실시할 수 있다.

이때, 전도성 금속분말은 전해액 전체 100중량%에 대하여 2중량% ~ 5중량%로 첨가되며, 전도성 금속분말이 2중량% 미만일 경우 목적하는 통전성능을 기대하기 어려우며, 5중량%를 초과할 경우 과도한 금속재의 첨가에 따른 목적하는 표면처리의 특성을 얻을 수 없다. 이에 따라 알루미늄 표면에 전도성을 부여되어 미세먼지가 쉽게 부착되고 이를 타이머(40)를 통해 차단판에 부착된 미세먼지를 떨어뜨리게 된다. 타이머는 특별히 제한하지 않으며, 타이머는 일정시간을 설정하면 그 시간에 진동이 발생하여 차단판(30) 표면에 부착된 미세먼지가 떨어지게 되며, 차단판(30)의 교환 없이 반영구적으로 사용할 수 있다.

또한, 본 발명은 차단판(30)으로 진동기가 내장된 타이머(40)가 설치되어 일정시간 동안 차단판(30)을 털어 부착된 미세먼지를 떨어뜨리고, 이는 청소를 용이하게 한다.

특히, 본 발명은 미도시된 정전기 발생장치를 아노다이징 처리된 차단판(30)에 설치하여 정전기를 유도하여 차단판(30)의 표면에 미세먼지를 강제로 부착시켜 타공홀(34)을 통한 미세먼지의 유입을 최소화할 수 있다.

이상에서는 본 발명의 구체적인 실시예에 대해 도면을 참고하여 설명하였으나, 청구범위의 기술적 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 당업자가 본 발명을 다양하게 변형하여 실시할 수 있을 것이며, 이 또한 청구범위의 기재에 따라 본 발명의 권리범위에 속한다고 할 것이다.

10: 사각 프레임 20: 방충망
30: 차단판 40: 타이머

Claims (4)

1. 방충망, 차단판으로 이루어진 방충문의 미세먼지 유입 방지 장지에 있어서, 상기 차단판은 알루미늄, 알루미늄 합금, 마그네슘 중 어느 하나로 이루어지며, 그 표면은 아노다이징 처리되고, 상기 차단판은 제1차단판에 형성된 엠보싱은 실내방향으로 블록한 부분이 위치하고 있으며, 제2차단판에 형성된 엠보싱의 볼록한 부분은 실외방향으로 설치되어 있고, 제3차단판에 형성된 엠보싱의 볼록한 부분은 실내 방향으로 설치되고, 제1차단판 엠보싱과 제2차단판 엠보싱은 서로 엇갈린 위치에 형성하되 일정한 간격을 이루며 창문의 내측 프레임에 설치하고, 상기 차단판은 그 평면으로 일정한 간격으로 엠보싱 가공되어 있으며, 엠보싱 가공된 중심으로는 타공홀이 형성되어 공기 흐름이 타공홀만을 통해 이루어지는 것을 특징으로 하는 미세먼지 유입 방지장치,
   
2. 제 1항에 있어서,
   상기 차단판은 제1차단판에 형성된 엠보싱은 실외방향으로 블록한 부분이 위치하고 있으며, 제2차단판에 형성된 엠보싱의 볼록한 부분은 실내방향으로 설치되어 있고, 제3차단판에 형성된 엠보싱의 볼록한 부분은 실외 방향으로 위치하는 것을 특징으로 하는 미세먼지 유입 방지장치.
   
3. 제1항에 있어서,
   상기 아노다이징 처리는 미립자 형태로 소결된 니켈, 구리, 금, 은 중 하나 이상의 전도성 금속분말을 전해액에 첨가하고, 이때, 전도성 금속분말은 전해액 전체 100중량%에 대하여 2중량% ~ 5중량%로 첨가되는 것을 특징으로 미세먼지 유입방지 장치
   
4. 삭제

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