KR102343662B1 - Multilayer filter - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 실시예는, 다수의 포어를 포함하는 다공질 기재로서, 일방향을 따라 배열된 복수의 다공질층; 및 서로 인접한 적어도 2개의 상기 다공질층 사이에 배치되며, 일면과 타면 사이를 관통하는 타공이 형성되어 있는 타공층;을 포함하는, 적층 필터를 제공한다.An embodiment according to the present invention, as a porous substrate including a plurality of pores, a plurality of porous layers arranged in one direction; and a perforated layer disposed between at least two adjacent porous layers and having a perforation penetrating between one surface and the other surface.
Description
본 발명은 적층 필터에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 공기와 같은 유동 가스에 포함된 입자상 물질을 필터링하고 제거하는 적층필터에 관한 것이다. The present invention relates to a multilayer filter, and more particularly, to a multilayer filter for filtering and removing particulate matter contained in a flowing gas such as air.
최근 미세먼지의 인체 유해성이 널리 알려지면서, 외기 뿐만 아니라 실내 공기질에 대한 관심도 급격히 증가하고 있다.Recently, as the harmfulness of fine dust to the human body is widely known, interest in indoor air quality as well as outdoor air is rapidly increasing.
실내 공기 정화를 위한 공기청정기에는 대부분 입자필터와 활성탄이 함께 이용되면서 먼지, 유해가스 혹은 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds, VOCs)를 저감한다.Most air purifiers for indoor air purification use particle filters and activated carbon together to reduce dust, harmful gases, or volatile organic compounds (VOCs).
일반적으로 입자필터는 PM 2.5 수준의 입자를 여과하는 미디엄 필터(Medium Filter)와 PM 1 이하의 입자를 여과하는 HEPA 필터(High Efficiency Particulate Air Filter)로 구분할 수 있다.In general, particle filters can be classified into a medium filter that filters particles of PM 2.5 level and a high efficiency particulate air filter (HEPA filter) that filters particles of PM 1 or less.
HEPA 필터는 주로 폴리우레탄, 폴리프로필렌 등의 고분자 성분이나 붕규산 유리를 가늘게 섬유형태로 뽑아낸 후 고밀도로 적층하여 제조한다. 이 때문에 HEPA 필터는 배압(필터 전단부 및 후단부 사이의 압력 차이)이 매우 높게 형성되기 때문에 적절한 풍량을 확보하기 어렵고, 풍량을 증가시키는 경우에는 이에 따른 소음이 증가하게 된다.HEPA filters are mainly manufactured by extracting high-molecular components such as polyurethane and polypropylene or borosilicate glass into thin fibers and laminating them at high density. For this reason, since the HEPA filter has a very high back pressure (pressure difference between the front end and the rear end of the filter), it is difficult to secure an appropriate air volume.
공기정화 업계에서는 필터의 배압을 낮추기 위하여 필터의 면적을 증가시키는 방법 외에 효과적인 해결 방안을 제시하지 못하고 있다.In the air purification industry, there is no effective solution other than a method of increasing the area of the filter in order to lower the back pressure of the filter.
공기정화 필터가 입자를 여과하는 대표적인 4가지 메커니즘은 필터 부재에 대한 입자의 관성충돌에 의한 포집(Inertial Impaction), 유선을 따라 흐르던 입자가 필터 부재에 접촉하여 포집(Interception), 농도확산에 의한 유선으로부터 이탈되는 입자가 필터 부재에 접촉하여 포집(Diffusion) 및 입자와 필터 부재 사이의 정전기 인력에 의한 포집(Electrostatic attraction)이 있다.The four representative mechanisms that an air purifying filter filters particles are: Inertial Impaction of particles on the filter member, Interception when particles flowing along the stream come into contact with the filter member, and streamline due to concentration diffusion. There are two types of particles, which are separated from the filter member, by contact with the filter member and are collected (Diffusion) and collected by electrostatic attraction between the particles and the filter member (Electrostatic attraction).
크기 매우 작은 입자의 경우에는 Diffusion 에 의해 여과되며, 크기가 큰 입자는 Interception 에 의해 여과되며, 항력(Drag Force) 대비 관성이 큰 입자는 Inertial Impaction 에 의해 여과될 수 있다. 다만, 특정 크기의 입자의 경우에는 Diffusion, Interception, Inertial Impaction 세 가지 메커니즘의 효율이 떨어져 전체적으로 여과효율이 크게 떨어지는 문제가 있으며, 예를 들어 0.3 ㎛ 수준의 입자가 이에 해당될 수 있다. In case of very small particles, they are filtered by diffusion, large particles are filtered by interception, and particles with large inertia compared to drag force can be filtered by inertial impaction. However, in the case of particles of a certain size, the efficiency of the three mechanisms of diffusion, interception, and inertial impaction is lowered, so that the overall filtration efficiency is greatly reduced. For example, particles of 0.3 μm level may correspond to this.
본 발명의 목적은 유속의 증감 변화를 크게 하여 여과효율은 향상시키되 배압은 저감시킬 수 있는 적층 필터를 제공하기 위함이다. SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a multilayer filter capable of improving filtration efficiency while reducing back pressure by increasing the increase/decrease in flow rate.
다만, 본 발명이 해결하고자 하는 과제는 상기 언급한 과제로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 하기의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다. However, the problems to be solved by the present invention are not limited to the above-mentioned problems, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명에 따른 실시예는, 다수의 포어를 포함하는 다공질 기재로서, 일방향을 따라 배열된 복수의 다공질층; 및 서로 인접한 적어도 2개의 상기 다공질층 사이에 배치되며, 일면과 타면 사이를 관통하는 타공이 형성되어 있는 타공층;을 포함하는, 적층 필터를 제공한다.An embodiment according to the present invention, as a porous substrate including a plurality of pores, a plurality of porous layers arranged in one direction; and a perforated layer disposed between at least two adjacent porous layers and having a perforation penetrating between one surface and the other surface.
본 실시예에 있어서, 상기 다공질층에 단위 인치(1 inch)당 포함된 포어의 수는 10 ppi 내지 200 ppi(pore per inch)인 것이 바람직하다.In this embodiment, the number of pores included per unit inch (1 inch) in the porous layer is preferably 10 ppi to 200 ppi (pore per inch).
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 다공질층 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 상기 일방향을 따라 배열된 순서에 따라 증가 또는 감소하는 것이 바람직하다.In this embodiment, it is preferable that the number of pores included per unit inch in each of the plurality of porous layers increases or decreases according to the order in which they are arranged along the one direction.
본 실시예에 있어서, 유동 가스는 상기 일방향을 따라 이동하며, 상기 복수의 다공질층 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 일방향을 따라 증가하는 것이 바람직하다.In this embodiment, it is preferable that the flowing gas moves along the one direction, and the number of pores included in each of the plurality of porous layers per unit inch increases along the one direction.
본 실시예에 있어서, 상기 타공층은 복수 개 구비되어 상기 일방향을 따라 배열되는 것이 바람직하다.In this embodiment, it is preferable that a plurality of the perforated layers are provided and arranged along the one direction.
본 실시예에 있어서, 상기 타공층에 형성된 타공은 적어도 일부가 서로 인접한 타공층 간 위상이 일치하지 않도록 무작위로 배치되는 것이 바람직하다.In this embodiment, it is preferable that at least some of the perforations formed in the perforated layer are randomly arranged so that the phases between the perforated layers adjacent to each other do not coincide.
본 실시예에 있어서, 상기 타공층은 다수의 포어를 포함하는 다공질 기재일 수 있다.In this embodiment, the porous layer may be a porous substrate including a plurality of pores.
본 실시예에 있어서, 상기 다공질 기재의 복수의 타공층 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 상기 일방향을 따라 배열된 순서에 따라 증가 또는 감소하는 것이 바람직하다.In this embodiment, it is preferable that the number of pores included per unit inch in each of the plurality of perforated layers of the porous substrate increases or decreases according to the order in which they are arranged along the one direction.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 다공질층 및 상기 타공층은 판형일 수 있다.In this embodiment, the plurality of porous layers and the porous layer may have a plate shape.
본 실시예에 있어서, 상기 복수의 다공질층 및 상기 타공층은 실린더형일 수 있다.In this embodiment, the plurality of porous layers and the porous layer may have a cylindrical shape.
본 발명의 실시예에 따른 적층 필터에 따르면, 종래 기술의 필터 대비배압은 크게 저감할 수 있는 한편 여과효율은 높게 유지할 수 있는 장점이 있다. According to the multilayer filter according to the embodiment of the present invention, there is an advantage that the back pressure can be greatly reduced compared to the filter of the prior art, while the filtration efficiency can be maintained high.
본 발명의 효과는 상술한 효과로 한정되는 것은 아니며, 언급되지 아니한 효과들은 본원 명세서 및 첨부된 도면으로부터 당업자에게 명확히 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the above-described effects, and effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the present specification and accompanying drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 필터의 개략적인 사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 적층 필터의 분리사시도이다.
도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층 필터의 분리사시도이다.
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층 필터의 개략적인 사시도이다.
도 5는 도 4에 도시된 적층 필터의 분리사시도이다.1 is a schematic perspective view of a multilayer filter according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an exploded perspective view of the multilayer filter shown in FIG. 1 .
3 is an exploded perspective view of a multilayer filter according to another exemplary embodiment of the present invention.
4 is a schematic perspective view of a multilayer filter according to another embodiment of the present invention.
FIG. 5 is an exploded perspective view of the multilayer filter shown in FIG. 4 .
본 발명은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 것이며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 한편, 본 명세서에서 사용된 용어는 실시예들을 설명하기 위한 것이며 본 발명을 제한하고자 하는 것은 아니다. 본 명세서에서, 단수형은 문구에서 특별히 언급하지 않는 한 복수형도 포함한다. 명세서에서 사용되는 "포함한다(comprises)" 및/또는 "포함하는(comprising)"은 언급된 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자는 하나 이상의 다른 구성요소, 단계, 동작 및/또는 소자의 존재 또는 추가를 배제하지 않는다. 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The present invention will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but will be implemented in a variety of different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the technical field to which the present invention belongs It is provided to fully inform the possessor of the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. On the other hand, the terms used herein are for the purpose of describing the embodiments and are not intended to limit the present invention. In this specification, the singular also includes the plural unless specifically stated otherwise in the phrase. As used herein, "comprises" and/or "comprising" refers to the presence of one or more other components, steps, operations and/or elements mentioned. or addition is not excluded. Terms such as first, second, etc. may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
이하 본 발명의 바람직한 실시예를 도면을 참조하여 설명하기로 한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 적층 필터의 개략적인 사시도이며, 도 2는 도 1에 도시된 적층 필터의 분리사시도이며, 도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 적층 필터의 분리사시도이다.1 is a schematic perspective view of a multilayer filter according to an exemplary embodiment of the present invention, FIG. 2 is an exploded perspective view of the multilayer filter shown in FIG. 1 , and FIG. 3 is an exploded perspective view of the multilayer filter according to another exemplary embodiment of the present invention to be.
본 발명의 일 실시예에 따른 적층 필터(1000)는 공기와 같은 유동 가스에 포함된 입자상 물질을 필터링하고 제거하기 위한 적층 구조체에 관한 것으로서, 다공질층(100a, 100b) 및 타공층(200a, 200b, 200c)을 포함할 수 있다.The
다공질층(100a, 100b)은 다수의 포어(pore)를 포함하는 다공질 기재를 구비할 수 있다. 여기서, 다공질 기재는 다공질 세라믹, 고분자 섬유, 유리 섬유, 금속 폼, 금속 섬유 등으로 형성될 수 있다. 상기 다공질 세라믹의 재료는 지르코니아(zirconia, ZrO2), 제올라이트(zeolite), 실리콘카바이드(Silicon Carbide, SiC), 코디어라이트(Cordierite) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 고분자 섬유의 재료는 폴리우레탄(polyurethane), 폴리프로필렌(polypropylene), 폴리테트라플루오로에틸렌(polytetrafluoroethylene, PTFE) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 유리 섬유의 재료는 보로실리케이트 유리(Borosilicate glass), 소다라임 유리(Soda-Lime Glass) 중 적어도 하나를 포함할 수 있다. 상기 금속 폼 또는 금속 섬유의 재료는 니켈, 알루미늄, 구리, 황동, 스테인리스스틸, 크롬, 은 , 금 또는 이들의 합금 중 적어도 하나를 포함할 수 있다.The
다공질층(100a, 100b)은 일방향(FW)을 따라 복수 개가 배열되어 복수의 다공질층으로 구비될 수 있다. 다공질층(100a, 100b)은 원형, 사각형 등 형상의 제한없이 다양한 형상의 판형으로 구비될 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서의 다공질층(100a, 100b)는 원형의 판형 부재로 2개가 구비된다. A plurality of
다공질층(100a, 100b)에 단위 인치(1 inch)당 포함된 포어의 수는 10 ppi 내지 200 ppi(pore per inch)인 것이 바람직하며, 이를 단위 포어 사이즈로 환산하면 2.54 ~ 0.12 mm 수준이다. 일반적인 HEPA 필터에서의 포어 사이즈는 0.03 mm 수준인 것을 감안하면, 본 실시예에서의 다공질층의 포어 사이즈는 HEPA 필터에서의 포어 사이즈에 비해 큰 편에 속한다. 이를 통해 일반적인 HEPA 필터를 사용하는 경우보다 본 실시예에서의 적층 필터를 사용하는 경우에 배압이 적게 형성될 수 있다.The number of pores included in the
복수의 다공질층(100a, 100b) 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 일방향(FW)을 따라 배열된 순서에 따라 증가 또는 감소하도록 구성되는 것이 바람직하다. 상세히, 본 실시예에서의 적층 필터가 이용되는 환경에서 유동 가스(Air)는 일방향(FW)을 따라 이동할 수 있는데, 복수의 다공질층(100a, 100b) 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 일방향을 따라 증가하도록 구성되는 것이 바람직하다. 유동 가스가 유입되는 측에 인접한 다공질층(100a)보다 유동 가스가 배출되는 측에 인접한 다공질층(100b)으로 갈수록 단위 인치 당 포함된 포어의 수가 증가, 즉 포어의 사이즈가 감소하기 때문에 크기가 큰 입자부터 작은 입자 순으로 유동 가스의 흐름에 따라 여과될 수 있다.The number of pores included per unit inch in each of the plurality of
타공층(200a, 200b, 200c)은 서로 인접한 적어도 2개의 다공질층(100a, 100b) 사이에 배치되며, 일면과 타면 사이를 관통하는 타공(h)이 형성되어 있을 수 있다. 타공층(200a, 200b, 200c)은 다공질층(100a, 100b)과 마찬가지로 원형, 사각형 등 형상의 제한없이 다양한 형상의 판형으로 구비될 수 있다. 다만, 실시예에 따라 타공층(200a, 200b, 200c)은 다공질층(100a, 100b)과 동일한 형상을 갖는 것이 바람직하며, 본 발명의 일 실시예에서는 다공질층(100a, 100b)와 동일하게 원형의 판형부재로 구비된다.The
여기서, 타공(h)은 타공층(200a, 200b, 200c)의 일면과 타면 사이를 관통하되 수 mm 의 사이즈로 형성될 수 있다. 바람직하게 타공(h)의 크기는 1 mm 이상 5 mm 이하의 범위에서 선택될 수 있다. 이로써, 유동 가스는 유동 가스가 유입되는 측의 다공질층(100a)에서 타공층(200a, 200b, 200c)으로 진입하면서 압력이 저하되어 유속이 급격하게 증가하며, 또한 타공층(200a, 200b, 200c)에서 유동 가스가 배출되는 측의 다공질층(100b)로 진입하면서 압력이 증가되어 유속이 급격하게 감소하게 된다. 이를 통해 입자의 관성충돌(Inertial Impaction)을 효과적으로 유도하여 입자, 특히 항력 대비 관성이 큰 입자의 여과 효율 또한 향상시킬 수 있다. 타공(h)의 형상은 원형, 사각형 등 형상의 제한없이 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 예를 들어, 타공(h)의 형상은 도 2에 도시된 일 실시예(1000)와 같이 원형일 수도 있고, 도 3에 도시된 다른 실시예(1000')와 같이 사각형일 수도 있다.Here, the perforation (h) may be formed to a size of several mm but penetrates between one surface and the other surface of the perforation layer (200a, 200b, 200c). Preferably, the size of the perforation (h) may be selected in the range of 1 mm or more and 5 mm or less. As a result, the fluidized gas enters the
타공층(200a, 200b, 200c)은 복수 개 구비되어 일방향(FW)을 따라 배열될 수 있다.A plurality of
이러한 타공층(200a, 200b, 200c)에 형성된 타공(h)은 적어도 일부가 서로 인접한 타공층 간 위상이 일치하지 않도록 무작위로 배치되는 것이 바람직하다. 이를 통해 유동 가스가 유입되는 측의 다공질층(100a)으로부터 타공층(200a, 200b, 200c)으로 유입된 유동 가스에 내포된 입자가 타공층(200a, 200b, 200c) 내에서도 효율적으로 여과될 수 있다. It is preferable that at least some of the perforations h formed in the
이러한 타공층(200a, 200b, 200c)은 다공질층(100a, 100b)와 마찬가지로 다수의 포어를 포함하는 다공질 기재일 수 있다. 이를 통해 타공층(200a, 200b, 200c) 내에서도 입자가 더욱 효율적으로 여과될 수 있다.The
다공질 기재의 복수의 타공층(200a, 200b, 200c) 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 일방향(FW)을 따라 배열된 순서에 따라 증가 또는 감소하는 것이 바람직하다. 상세히, 본 실시예에서의 적층 필터가 이용되는 환경에서 유동 가스(Air)는 일방향(FW)을 따라 이동할 수 있는데, 다공질 기재의 복수의 타공층(200a, 200b, 200c)에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 일방향을 따라 증가하도록 구성되는 것이 바람직하다. 유동 가스가 유입되는 측에 인접한 다공질 기재의 타공층(200a)보다 유동 가스가 배출되는 측에 인접한 다공질 기재의 타공층(200c)으로 갈수록 단위 인치 당 포함된 포어의 수가 증가, 즉 포어의 사이즈가 감소하기 때문에 크기가 큰 입자부터 작은 입자 순으로 유동 가스의 흐름에 따라 여과될 수 있다. 여기서, 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 유동 가스의 흐름 방향 순으로 즉, 유동 가스가 유입되는 측에 인접한 다공질층(100a), 타공층200a, 타공층 200b, 타공층 200c, 유동 가스가 배출되는 측에 인접한 다공질층(100b) 순으로 증가하는 것이 바람직하다.It is preferable that the number of pores included per unit inch in each of the plurality of
도 4는 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층 필터의 개략적인 사시도이며, 도 5는 도 4에 도시된 적층 필터의 분리사시도이다.4 is a schematic perspective view of a multilayer filter according to another embodiment of the present invention, and FIG. 5 is an exploded perspective view of the multilayer filter shown in FIG. 4 .
본 발명의 일 실시예 및 다른 실시예에 따른 적층 필터(1000, 1000')에서는 다공질층(100a, 100b) 및 타공층(200a, 200b, 200c, 200d)이 판형인 것을 중심으로 설명하였으나, 본 발명의 또 다른 실시예에 따른 적층 필터(4000)에서와 같이 복수의 다공질층(4100a, 4100b) 및 타공층(4200a, 4200b, 4300c, 4400d)은 실린더형일 수 있다.In the
유동가스가 유입되는 측에 인접한 다공질층(4100a)의 실린더 직경이 가장 크고, 유동가스가 배출되는 측에 인접한 다공질층(4100b)의 실린더 직경이 가장 작을 수 있다. 서로 인접한 2개의 다공질층(4100a, 4100b) 사이에는 타공층(4200a, 4200b, 4200c, 4200d)가 배치되어 복수의 다공질층(4100a, 4100b) 및 복수의 타공층(4200a, 4200b, 4200c, 4200d)의 원형 단면은 서로 동심원을 이룰 수 있다.The cylinder diameter of the
이하에서는 본 발명의 여러 실시예에 따른 적층 필터와, 이와 비교되는 비교예에 따른 적층 필터의 배압 및 여과효율을 비교 설명하기로 한다.Hereinafter, the back pressure and filtration efficiency of the multilayer filter according to various embodiments of the present invention and the multilayer filter according to the comparative example compared thereto will be described in comparison.
실시예Example
1) 단위 인치당 포어의 수가 10 내지 200 PPI인 니켈-크롬 합금 금속 폼의 원판형 다공질 기재를 준비한다. 1) Prepare a disk-shaped porous substrate of nickel-chromium alloy metal foam having 10 to 200 PPI of pores per unit inch.
2) 일부 원판형 다공질 기재에는 3 mm 의 타공을 형성한다.2) A 3 mm hole is formed in some disk-shaped porous substrates.
3) 2개의 원판형 다공질 기재(다공질층1 및 2) 사이에 타공이 형성된 원판형 다공질 기재(타공층1 내지 3) 3개를 배치하여 적층 필터를 구성한다. 각 층의 단위 인치당 포어의 수에 따라 서로 구별되는 적층 필터의 여러 실시예를 아래의 표 1과 같이 준비하였다. 여기서, 다공질층의 두께는 17.5 mm, 타공층의 두께는 5 mm, 적층 필터의 직경은 47mm 로 구성하였다.3) Three disk-shaped porous substrates (perforated layers 1 to 3) having perforations formed between the two disk-shaped porous substrates (porous layers 1 and 2) are arranged to constitute a laminated filter. Several examples of multilayer filters distinguished from each other according to the number of pores per unit inch of each layer were prepared as shown in Table 1 below. Here, the thickness of the porous layer was 17.5 mm, the thickness of the porous layer was 5 mm, and the diameter of the multilayer filter was 47 mm.
비교예comparative example
1) 멜트블로운(Melt Blow) 기법으로 제조된 폴리프로필렌 재질의 HEPA 필터를 준비한다.1) Prepare a polypropylene HEPA filter manufactured by melt blown technique.
2) HEPA 필터 조립체는 투과 단면적을 최대화하기 위하여 지그재그 형상으로 원단을 절곡한 뒤 폴리우레탄 재질의 테두리로 마감하였다. 여기서, HEPA 필터 원단의 두께는 약 0.5mm 이며, HEPA 필터 조립체의 두께는 25.4 mm로 구성하였다.2) The HEPA filter assembly was finished with a polyurethane material after bending the fabric in a zigzag shape to maximize the permeation cross-sectional area. Here, the thickness of the HEPA filter fabric is about 0.5 mm, and the thickness of the HEPA filter assembly is 25.4 mm.
실험Experiment
1) 실시예의 적층 필터 및 비교예의 HEPA 필터 조립체 각각을 47 mm 의 유로에 빈틈없이 배치한 뒤, 입자를 발생시키기 위하여 향을 피웠다.1) After each of the laminated filter of Example and the HEPA filter assembly of Comparative Example was tightly arranged in a passage of 47 mm, incense was ignited to generate particles.
2) 실시예 및 비교예에 있어, 입자를 함유한 유동 가스가 진입/배출되는 측의 입자 농도와 압력을 측정하여 여과효율을 측정하였다.2) In Examples and Comparative Examples, the filtration efficiency was measured by measuring the particle concentration and pressure on the side where the flowing gas containing particles enters/discharges.
3) 유동 가스가 진입되는 측의 압력을 P1, 유동 가스가 배출되는 측의 압력을 P2라고 하였을 때, 배압은 P1-P2로 정의될 수 있으며 배압은 차압측정기(제품명 : Testo 510)로 측정하였다.3) When the pressure on the side where the flowing gas enters is P1 and the pressure on the side where the flowing gas is discharged is P2, the back pressure can be defined as P1-P2, and the back pressure was measured with a differential pressure gauge (product name: Testo 510). .
4) 유동 가스가 진입되는 측의 입자농도를 M1, 유동 가스가 배출되는 측의 입자농도를 M22라고 하였을 때, 여과효율은 (M1-M2)/M1로 정의될 수 있으며 입자농도는 입자측정기(제품명 : TSI Aerotrack)로 측정하였다.4) Assuming that the particle concentration on the side where the flowing gas enters is M1 and the particle concentration on the side where the flowing gas is discharged is M22, the filtration efficiency can be defined as (M1-M2)/M1, and the particle concentration is Product name: TSI Aerotrack) was measured.
실험결과Experiment result
실시예 1 내지 3은 비교예와 마찬가지로 여과효율이 99% 수준으로 높게 유지하되, 비교예 대비 배압은 50% 이하로 크게 저감된 것을 확인할 수 있었다.In Examples 1 to 3, the filtration efficiency was maintained as high as 99% as in Comparative Examples, but it was confirmed that the back pressure was significantly reduced to 50% or less compared to Comparative Examples.
즉, 본 발명의 실시예에 따른 적층 필터에 따르면, 종래 기술의 필터 대비배압은 크게 저감할 수 있는 한편 여과효율은 높게 유지할 수 있는 장점이 있다. That is, according to the multilayer filter according to the embodiment of the present invention, there is an advantage that the back pressure can be greatly reduced compared to the filter of the prior art, while the filtration efficiency can be maintained high.
비록 본 발명이 언급된 바람직한 실시예와 관련하여 설명되었지만, 발명의 요지와 범위로부터 벗어남이 없이 다양한 수정이나 변형을 하는 것이 가능하다. 따라서 첨부된 특허청구의 범위에는 본 발명의 요지에 속하는 한 이러한 수정이나 변형을 포함할 것이다.Although the present invention has been described with reference to the preferred embodiments thereof, various modifications and variations are possible without departing from the spirit and scope of the invention. Accordingly, it is intended that the appended claims cover such modifications and variations as long as they fall within the gist of the present invention.
1000, 1000', 4000 : 적층 필터
100a, 100b, 4100a, 4100b : 다공질층
200a, 200b, 200c, 4200a, 4200b, 4200c, 4200d : 타공층
h : 타공
FW : 일방향1000, 1000', 4000 : laminated filter
100a, 100b, 4100a, 4100b: porous layer
200a, 200b, 200c, 4200a, 4200b, 4200c, 4200d: perforated layer
h: perforation
FW: one way
Claims (10)
서로 인접한 적어도 2개의 상기 다공질층 사이에 배치되며, 일면과 타면 사이를 관통하는 타공이 형성되어 있는 타공층;을 포함하고,
상기 타공의 크기는,
1 mm 이상 5 mm 이하의 범위에서 선택되며,
유동 가스는,
상기 유동 가스가 유입되는 측의 다공질층에서 상기 타공층으로 진입하면서 압력이 저하되어 유속이 증가하며, 상기 타공층에서 상기 유동 가스가 배출되는 측의 다공질층으로 진입하면서 압력이 증가되어 유속이 감소하는, 적층 필터.A porous substrate including a plurality of pores, comprising: a plurality of porous layers arranged in one direction; and
A perforated layer disposed between at least two adjacent porous layers and having a perforation penetrating between one surface and the other surface is included;
The size of the hole is,
It is selected from the range of 1 mm or more and 5 mm or less,
The flowing gas is
As the fluidized gas enters the porous layer from the porous layer on the inflow side, the pressure decreases and the flow velocity increases, and as the fluidized gas enters the porous layer on the side from which the fluidized gas is discharged from the porous layer, the pressure increases and the flow velocity decreases. which is a laminated filter.
상기 다공질층에 단위 인치(1 inch)당 포함된 포어의 수는 10 ppi 내지 200 ppi(pore per inch)인, 적층 필터.According to claim 1,
The number of pores included per unit inch (1 inch) in the porous layer is 10 ppi to 200 ppi (pore per inch), the multilayer filter.
상기 복수의 다공질층 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 상기 일방향을 따라 배열된 순서에 따라 증가 또는 감소하는, 적층 필터.According to claim 1,
The number of pores included per unit inch in each of the plurality of porous layers increases or decreases according to the order in which they are arranged along the one direction, the multilayer filter.
유동 가스는 상기 일방향을 따라 이동하며,
상기 복수의 다공질층 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 일방향을 따라 증가하는, 적층 필터.4. The method of claim 3,
The flowing gas moves along the one direction,
The number of pores included per unit inch in each of the plurality of porous layers increases in one direction, the multilayer filter.
상기 타공층은 복수 개 구비되어 상기 일방향을 따라 배열되는, 적층 필터.According to claim 1,
A plurality of the perforated layers are provided and arranged along the one direction, the multilayer filter.
상기 타공층에 형성된 타공은 적어도 일부가 서로 인접한 타공층 간 위상이 일치하지 않도록 무작위로 배치되는, 적층 필터.6. The method of claim 5,
At least some of the perforations formed in the perforated layer are randomly arranged so that the phases between the perforated layers adjacent to each other do not coincide.
상기 타공층은 다수의 포어를 포함하는 다공질 기재인, 적층 필터.6. The method of claim 1 or 5,
The porous layer is a porous substrate including a plurality of pores, the laminated filter.
상기 다공질 기재의 복수의 타공층 각각에 단위 인치 당 포함된 포어의 수는 상기 일방향을 따라 배열된 순서에 따라 증가 또는 감소하는, 적층 필터.8. The method of claim 7,
The number of pores included per unit inch in each of the plurality of perforated layers of the porous substrate increases or decreases according to the order in which they are arranged in the one direction, the multilayer filter.
상기 복수의 다공질층 및 상기 타공층은 판형인, 적층 필터.According to claim 1,
The plurality of porous layers and the porous layer are plate-shaped, laminated filter.
상기 복수의 다공질층 및 상기 타공층은 실린더형인, 적층 필터.According to claim 1,
The plurality of porous layers and the porous layer are cylindrical.
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