KR102487844B1 - 개방형 에어필터 - Google Patents

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KR102487844B1
KR102487844B1 KR1020220045070A KR20220045070A KR102487844B1 KR 102487844 B1 KR102487844 B1 KR 102487844B1 KR 1020220045070 A KR1020220045070 A KR 1020220045070A KR 20220045070 A KR20220045070 A KR 20220045070A KR 102487844 B1 KR102487844 B1 KR 102487844B1
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KR1020220045070A
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Inventor
홍필천
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코리아에어필터(주)
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    • B01D46/52—Particle separators, e.g. dust precipitators, using filters embodying folded corrugated or wound sheet material

Abstract

본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터는 길이방향 일측과 타측을 서로 연통시키는 관통부 및 상기 관통부를 둘러싸는 내측면을 포함하는 하우징, 상기 관통부에서 상기 길이방향으로 연장 형성되어 상기 하우징에 회전 가능하도록 고정되는 중심축 및 상기 관통부에서 상기 길이방향을 따라 연장되도록 상기 중심축에 결합되는 필터부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터는 필터부를 공기가 지나가는 방향을 따라서 연장되도록 배치함과 동시에 필터부가 회전할 수 있게 배치됨으로써, 공기 유로가 필터부에 의해 막혀 있지 않더라도 밀폐형의 에어필터와 비견 가능한 필터 효과를 가질 수 있도록 한다.

Description

개방형 에어필터{OPEN AIR FILTER}
본 발명은 개방형 에어필터에 관한 것으로서, 보다 자세하게는 유로가 막혀 있지 않고 개방되어 일정 유량 이상을 유지시킬 수 있도록 제작된 개방형 에어필터에 관한 것이다.
종래의 에어필터는 공기가 흐르는 파이프 형태의 덕트 내에 여과지가 폐쇄형으로 설치되어 덕트 내를 흐르는 공기에 포함된 각종 먼지와 세균 등을 걸러주고 있다. 그러나 최근에는 폐쇄형 에어필터가 아닌 개방형 에어필터에 대한 연구가 이루어지고 있다. 여기서 개방형 에어필터라는 것은 덕트 내의 공기가 여과지를 무조건 통과해야만 파이프 내를 통과할 수 있도록 제작된 것이 아니라, 여과지를 통과하지 않더라도 파이프 내를 통과 가능하게끔 개방된 방식의 에어필터라는 뜻이다. 이렇게 에어필터를 개방형으로 제작하는 주된 이유는 공기 중의 오염물질을 완벽하게 걸러내기 위해 여과지로 덕트를 가로막을 경우, 필터 효과를 커질 수 있으나 파이프 덕트를 통과하는 유속이 급격히 감소하여 공기가 역류하는 문제가 발생하기 때문이다. 그러나 공기 역류 현상을 방지하기 위해서 공기가 여과지를 통과하지 않고 파이프를 통과할 수 있게 하는 단면적을 지나치게 크게 한다면 에어필터의 고유 기능인 오염물질 제거라는 효과를 얻을 수 없을 것이므로, 공기 유량 확보와 필터 효과 확보라는 두가지 기능을 적절하게 확보하기 위한 개방형 에어필터 구조의 확보가 필요한 상황이다.
KR 10-1769679 B1
본 발명은 위와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로, 보다 자세하게는 개방형 에어필터 내의 공기 유로에서 와류가 발생하는 것을 억제하고, 공기 유량을 일정 수준 이상으로 확보 가능하면서도, 공기 내의 오염물질을 일정 수준 이상으로 걸러낼 수 있는 개방형 에어필터의 구조를 도출하기 위한 것이다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터는 길이방향 일측과 타측을 서로 연통시키는 관통부 및 상기 관통부를 둘러싸는 내측면을 포함하는 하우징, 상기 관통부에서 상기 길이방향으로 연장 형성되어 상기 하우징에 회전 가능하도록 고정되는 중심축 및 상기 관통부에서 상기 길이방향을 따라 연장되도록 상기 중심축에 결합되는 필터부를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터에서 상기 필터부는, 상기 중심축에서 상기 내측면까지 일방향으로 연장되는 복수의 필터부재가 서로 연속적으로 형성되며 상기 길이방향을 따라 나선형으로 배치될 수 있다..
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터에서 상기 필터부에서, 상기 필터부는, 상기 중심축에서 상기 내측면까지 양방향으로 연장되는 복수의 필터부재가 서로 연속적으로 형성되며 상기 길이방향을 따라 이중나선형으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터는 상기 하우징의 외측면을 둘러싸도록 형성된 케이싱을 더 포함하고, 상기 필터부는 상기 중심축 및 상기 하우징과 일체적으로 결합되어, 상기 케이싱 내에서 상기 중심축의 회전에 의해 상기 하우징과 상기 필터부가 함께 회전할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터에서, 상기 필터부는, 일측 필터부재에서 상기 중심축을 기준으로 360도 회전한 타측 필터부재까지 연속적으로 연장 형성되는 복수의 필터 세그멘트로 구분되고, 상기 관통부의 일측에서 타측으로 공기가 흐를 때, 상기 관통부의 일측 또는 타측에 인접한 상기 필터 세그멘트와 상기 중심축이 이루는 예각이 상기 관통부의 길이방향 중심에 위치한 상기 필터 세그멘트와 상기 중심축이 이루는 예각보다 작게 형성될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터는 필터부를 공기가 지나가는 방향을 따라서 연장되도록 배치함과 동시에 필터부가 회전할 수 있게 배치됨으로써, 공기 유로가 필터부에 의해 막혀 있지 않더라도 밀폐형의 에어필터와 비견 가능한 필터 효과를 가질 수 있도록 한다.
또한, 필터부를 나선 형태 또는 이중 나선 형태로 배치하여 파이프의 길이 대비 공기 유로의 길이를 효과적으로 늘림으로써 공기가 필터부와 효과적으로 접촉되어 정화될 수 있도록 한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터의 사시도;
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터의 사시도;
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터의 정단면도;
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터의 정단면도;
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 평면도; 및
도 6은 도 1에서 도시된 에어필터의 필터부의 사시도;이다.
이하, 본 발명의 다양한 실시예가 첨부된 도면을 참조하여 기재된다. 본 발명은 특정 실시예에 대해 한정되지 아니하며, 본 발명의 실시예들의 다양한 변경(Modification), 균등물(Equivalent) 및/또는 대체물(Alternative)을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 도면의 설명과 관련하여, 유사한 구성요소에 대해서는 유사한 참조 부호가 사용될 수 있다.
본 문서에서, "가진다", "가질 수 있다", "포함한다", 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 해당 특징(예: 수치, 기능, 동작, 또는 부품 등의 구성요소)의 존재를 가리키며, 추가적인 특징의 존재를 배제하지 않는다.
본 문서에서, "A 또는 B", "A 또는/및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는/및 B 중 하나 또는 그 이상" 등의 표현은 함께 나열된 항목들의 모든 가능한 조합을 포함할 수 있다. 예를 들면, "A 또는 B", "A 및 B 중 적어도 하나", 또는 "A 또는 B 중 적어도 하나"는, (1) 적어도 하나의 A를 포함, (2) 적어도 하나의 B를 포함, 또는 (3) 적어도 하나의 A 및 적어도 하나의 B 모두를 포함하는 경우를 모두 지칭할 수 있다.
본 문서에서 사용된 표현 "~하도록 구성된(또는 설정된)(Configured to)"은 상황에 따라, 예를 들면, "~에 적합한(Suitable for)", "~하는 능력을 가지는(Having the capacity to)", "~하도록 설계된(Designed to)", "~하도록 변경된(Adapted to)", "~하도록 만들어진(Made to)", 또는 "~를 할 수 있는(Capable of)"과 바꾸어 사용될 수 있다. 용어 "~하도록 구성(또는 설정)된"은 "특별히 설계된(Specifically designed to)"것 만을 반드시 의미하지는 않는다.
본 문서에서 사용된 용어들은 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 다른 실시예의 범위를 한정하려는 의도가 아닐 수 있다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함할 수 있다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 용어들은 본 문서에 기재된 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가질 수 있다. 본 문서에 사용된 용어들 중 일반적인 사전에 정의된 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 동일 또는 유사한 의미로 해석될 수 있으며, 본 문서에서 명백하게 정의되지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다. 경우에 따라서, 본 문서에서 정의된 용어일지라도 본 문서의 실시예들을 배제하도록 해석될 수 없다.
본 문서에 개시된 실시예는 개시된, 기술 내용의 설명 및 이해를 위해 제시된 것이며, 본 발명의 범위를 한정하는 것은 아니다. 따라서, 본 문서의 범위는, 본 발명의 기술적 사상에 근거한 모든 변경 또는 다양한 다른 실시예를 포함하는 것으로 해석되어야 한다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세히 설명하기로 한다. 이에 앞서, 본 명세서 및 청구범위에 사용된 용어나 단어는 통상적이거나 사전적인 의미로 한정해서 해석되어서는 아니 되며, 발명자는 그 자신의 발명을 가장 최선의 방법으로 설명하기 위해 용어의 개념을 적절하게 정의할 수 있다는 원칙에 입각하여 본 발명의 기술적 사상에 부합하는 의미와 개념으로 해석되어야만 한다.
따라서, 본 명세서에 기재된 실시예의 구성은 본 발명의 가장 바람직한 일부 실시예에 불과할 뿐이고 본 발명의 기술적 사상을 모두 대변하는 것은 아니므로, 본 출원시점에 있어서 이들을 대체할 수 있는 다양한 균등물과 변형예들이 있을 수 있음을 이해하여야 한다.
명세서 전체에서, 어떤 부분이 어떤 구성요소를 “포함”한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 다른 구성요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것을 의미한다.
본 명세서에서 설명하는 본 발명의 목적, 특정한 장점들 및 신규한 특징들은 첨부된 도면들과 연관되는 이하의 상세한 설명과 바람직한 실시예들로부터 더욱 명백해질 것이다. 본 명세서에서 각 도면의 구성요소들에 참조번호를 부가함에 있어서, 동일한 구성요소들에 한해서는 비록 다른 도면상에 표시되더라도 가능한 한 동일한 번호를 가지도록 하고 있음에 유의하여야 한다. 또한, "일면", "타면", "제1", "제2" 등의 용어는 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하기 위해 사용되는 것으로, 구성요소가 상기 용어들에 의해 제한되는 것은 아니다. 이하, 본 발명을 설명함에 있어서, 본 발명의 요지를 불필요하게 흐릴 수 있는 관련된 공지 기술에 대한 상세한 설명은 생략한다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 일실시예를 상세히 설명하기로 하며, 동일한 참조부호는 동일한 부재를 가리킨다.
이하, 도면을 참고하여, 본 발명에 따른 개방형 에어필터(1)를 설명한다.
도 1 및 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)의 사시도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는 길이방향 일측과 타측을 서로 연통시키는 관통부(110) 및 상기 관통부(110)를 둘러싸는 내측면(120)을 포함하는 하우징(100), 상기 관통부(110)에서 상기 길이방향으로 연장 형성되어 상기 하우징(100)에 회전 가능하도록 고정되는 중심축(200) 및 상기 관통부(110)에서 상기 길이방향을 따라 연장되도록 상기 중심축(200)에 결합되는 필터부(300)를 포함한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는 하우징(100), 중심축(200) 및 필터부(300)를 포함한다.
하우징(100)은 에어필터(1)의 본체 역할을 한다. 도 1 및 도 2를 보면, 하우징(100)은 원통형으로 형성될 수 있으나, 이에 제한되지 않는다. 하우징(100)은 길이방향으로 공기 유로를 형성하게끔 관통부(110)가 형성된다. 그리고 하우징(100)은 관통부(110)를 둘러싸는 내측면(120)을 포함한다. 여기서 내측면(120)은 원통형 형상으로 제작될 수 있다. 즉, 내측면(120)이 원통형으로 제작되었을 때, 후술할 필터부(300)가 내측면(120)과 접촉하면서 원할하게 회전할 수 있기 때문이다.
중심축(200)은 관통부(110)에 배치되어 하우징(100)에 고정된다. 이때 중심축(200)은 회전 가능하게끔 하우징(100)에 고정된다. 중심축(200)은 길이방향 양방향으로 돌출부(210)가 형성될 수 있다. 또한, 돌출부(210)의 외측을 베어링(220)이 둘러싸도록 형성될 수 있다. 즉, 중심축(200)은 돌출부(210)에 형성된 베어링(220)에 의해 회전 가능하도록 배치될 수 있다. 돌출부(210)와 베어링(220)은 하우징(100)에 회전가능하도록 고정되는데, 이때 돌출부(210)와 베어링(220)은 하우징(100)의 덮개(130)와 결합될 수 있다. 도 1 및 도 5를 보면, 덮개(130)의 중심에는 돌출부(210) 및 베어링(220)이 결합되는 축홈(131)이 형성될 수 있다. 이러한 구성들을 통해 중심축(200)은 하우징(100)에 회전 가능하도록 고정될 수 있는 것이다.
필터부(300)는 관통부(110) 내에 배치된다. 필터부(300)는 길이방향을 따라 연장되도록 중심축(200)에 결합된다. 필터부(300) 전체적으로는 길이방향을 따라 연장 형성되는 것이나, 필터부(300) 내의 필터부재(311)들이 서로 인접하는 방향은 길이방향으로 형성되지 않을 수 있음은 당연하다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 에어필터(1)의 정단면도이다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)에서 상기 필터부(300)는, 상기 중심축(200)에서 상기 내측면(120)까지 일방향으로 연장되는 복수의 필터부재(311)가 서로 연속적으로 형성되며 상기 길이방향을 따라 나선형으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)에서 상기 필터부(300)에서, 상기 필터부(310)는, 상기 중심축(200)에서 상기 내측면(120)까지 양방향으로 연장되는 복수의 필터부재(311)가 서로 연속적으로 형성되며 상기 길이방향을 따라 이중나선형으로 배치될 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 에어필터(1)의 필터부(300)는 필터부재(311)로 형성된다. 필터부재(311)는 공기를 여과할 수 있는 부직포 재질로 형성될 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다. 도 3 및 도 4를 보면, 필터부재(311) 복수개가 서로 연속적으로 형성된 것을 볼 수 있다. 즉, 필터부(300)는 하나의 부직포 재질이 접혀서 복수의 필터부재(311)가 일체형으로 형성된 것일 수 있고, 또한 원래는 떨어져 있던 필터부재(311) 복수개가 서로 연결된 형태로도 형성될 수 있다.
도 6을 보면, 본 발명의 일실시예에 따른 필터부(300)의 형태 중 하나는 하나의 부직포가 접혀서 형성된 것일 수 있다. 즉, 복수의 필터부재(311)는 하나의 부직포가 접혀서 형성된 것일 수 있다. 따라서 본 발명의 일실시예에 따른 필터부(300)는 중심축(200)의 길이방향에서 일정각도 기울어진 사선 방향 전후 지그재그 형태로 접히도록 구성될 수 있다.
본 발명의 필터부재(311)는 중심축(200)에서 내측면(120)까지 연장되도록 형성된다. 즉, 도 3에서는 필터부재(311)가 중심축(200)에서 내측면(120)까지 일방향으로 연장되어 있고, 도 4에서는 필터부재(311)가 중심축(200)에서 내측면(120)까지 양방향으로 연장된 것을 볼 수 있다. 필터부재(311)의 이러한 배치는 관통부(110)를 공기가 지나갈 때, 필터부(300)를 통과하지 않고 개방된 유로를 통해서 공기가 진행할 경우, 공기가 길이방향으로 진행하게 지나치게 빠른 시간 내에 에어필터(1)를 통과하지 못하도록, 공기가 길이방향 대비 사선으로 진행하도록 하기 위함이다.
본 발명의 필터부(300)의 필터부재(311)는 연속적으로 형성됨으로써 나선형 또는 이중나선형으로 배치될 수 있다. 즉, 개방형 에어필터(1)에서는 공기가 필터부(300)를 관통하지 않아도 에어필터(1)를 통과할 수 있기 때문에, 공기 정화 효과를 일정 수준 이상으로 높이기 위해서는 공기가 이동하는 경로 길이를 증가시킬 필요가 있다. 따라서 필터부(300)의 필터부재(311)가 연속적으로 나선형 또는 이중나선형으로 배치될 때, 필터부(300)를 관통하지 않는 공기의 유동 방향이 길이방향과 사선으로 형성되어, 에어필터(1)가 개방형으로 형성되었음에도 불구하고 효과적인 공기 필터 기능을 수행할 수 있다. 또한, 본 발명의 에어필터(1)의 필터부(300)는 중심축(200)의 회전에 의해 회전할 수 있다. 회전의 방식은 크게 두가지로 이루어질 수 있다. 첫번째로 자연 회전 방식이다. 즉, 공기가 에어필터(1)를 통과하는 압력에 의해 필터부(300)가 회전할 수 있다. 특히, 도 6을 보면, 필터부재(311)가 중심축(200) 대비 사선으로 형성되어 있기 때문에, 공기의 길이방향으로의 진입에 의해 필터부(300)가 회전할 수 있는 힘이 발생될 수 있다. 두번째로는 중심축(200)에 모터를 장착하는 방식이다. 이렇게 중심축(200)이 회전함으로써 공기는 필터부재(311)과 충돌하는 확률이 더 커지게 된다. 즉, 에어필터(1)가 개방형으로 형성되어 있음에도 불구하고, 필터부(300)가 회전함으로써 공기가 필터부재(311)를 관통할 확률을 높여주어 공기 정화 효과를 높여 줄 수 있는 것이다.
본 발명에서는 공기가 지나갈 때 필터부(300)에 가하는 압력에 의해 필터부(300)와 중심축(200)이 회전할 수 있다. 이때 하우징(100), 중심축(200) 및 필터부(300)가 동시에 회전할 수 있으며, 다른 경우에는 중심축(200)과 필터부(300)만이 회전할 수 있다. 이하에서 자세히 설명한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는 상기 하우징(100)의 외측면을 둘러싸도록 형성된 케이싱(미도시)을 더 포함하고, 상기 필터부(300)는 상기 중심축(200) 및 상기 하우징(100)과 일체적으로 결합되어, 상기 케이싱(미도시) 내에서 상기 중심축(200)의 회전에 의해 상기 하우징(100)과 상기 필터부(300)가 함께 회전할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는 케이싱(미도시)을 더 포함할 수 있다. 케이싱(미도시)은 하우징(100)의 외측면을 둘러싸도록 형성된다. 또한, 필터부(300)는 중심축(200) 및 하우징(100)과 일체적으로 결합될 수 있다. 이에 따라 하우징(100), 중심축(200) 및 필터부(300)는 케이싱(미도시) 내에서 일체적으로 회전할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는, 상기 필터부(300)와 상기 필터부재(311)와 상기 중심축(200)을 서로 고정시키는 결합부재 및 상기 내측면(120)과 서로 미끄럼 운동하도록 상기 필터부재(311)의 끝단에 결합되는 슬라이딩부재(320)를 포함할 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는 결합부재와 슬라이딩부재(320)를 더 포함할 수 있다.
결합부재는 필터부재(311)와 중심축(200)을 서로 결합시키는 구성이다. 또한, 도 5를 보면, 슬라이딩부재(320)는 필터부재(311)의 끝단에 형성되어 내측면(120)에 미끌어지는 구성이다. 즉, 결합부재는 필터부(300)가 중심축(200)에 효과적으로 고정되도록 하는 구성이고, 슬라이딩부재(320)는 필터부재(311)와 내측면(120) 간의 마찰을 최소화하여 필터부(300)의 회전을 원할하게 하는 구성이다.
도 3 및 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)의 구조를 도시한다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)에서, 상기 필터부(300)는, 일측 필터부재(311)에서 상기 중심축(200)을 기준으로 360도 회전한 타측 필터부재(311)까지 연속적으로 연장 형성되는 복수의 필터 세그멘트(310)로 구분되고, 상기 관통부(110)의 일측에서 타측으로 공기가 흐를 때, 상기 관통부(110)의 일측 또는 타측에 인접한 상기 필터 세그멘트(310)와 상기 중심축(200)이 이루는 예각이 상기 관통부(110)의 길이방향 중심에 위치한 상기 필터 세그멘트(310)와 상기 중심축(200)이 이루는 예각보다 작게 형성될 수 있다.
먼저, 필터부(300)는 복수의 필터 세그멘트(310)로 구분될 수 있다. 필터 세그멘트(310)는 복수의 필터부재(311)로 구성되는 것으로, 중심축(200)을 기준으로 360도 회전만큼 회전하는 만큼의 필터부재(311)가 모여서 형성한다. 즉, 필터 세그멘트(310)는 평면도로 볼 때 도 5와 같은 원형의 그림으로 이루어질 수 있다.
이때, 관통부(110)의 일측에서 타측으로 공기가 흐른다고 가정한다. 복수의 필터 세그멘트(310) 중에서 공기가 들어오는 관통부(110)의 일측 또는 타측에 가까운 필터세그멘트(310)는 관통부(110)의 길이방향 중심에 있는 필터 세그멘트(310)보다 중심축(200)과 이루는 예각이 작게 형성될 수 있다. 즉, 관통부(110) 내에 공간에서 관통부(110)의 일측 또는 타측에 가까울수록 필터 세그멘트(310)는 공기가 효율적으로 진입하고 배출될 수 있도록 중심축(200)과 이루는 예각을 상대적으로 작게 형성시키며, 이를 통해 공기의 역류 현상을 방지할 수 있다. 또한, 관통부(110)의 길이방향 중심부에 가까이 배치된 필터 세그멘트(310)의 경우, 중심축(200)과 필터 세그멘트(310)의 예각을 크게 형성시켜 관통부(110)의 중심부에서 공기가 지나가야 할 경로를 길게 만들어 공기의 유속을 높여 필터링 효과를 증대시킨다. 특히 개방형 에어필터(1)의 관통부(110)의 일측과 타측 사이의 유량을 일정하게 유지시키는 펌프가 배치되었을 때, 관통부(110)의 길이방향 중심부에서 공기가 필터부재(311)의 저항을 받지 않고 지나가야 할 경로를 늘려 공기의 유속을 증가시킬 수 있으며, 공기의 유속을 증가시켜 필터부재(311)와 공기 간의 마찰을 유도하여 필터링 효과를 증대시킬 수 있다.
본 발명의 일실시예에 따른 필터부(300)가 나선형으로 형성될 때를 기준으로 중심축(200)과 필터 세그멘트(310) 간의 각도에 관한 설명을 한다.
공기가 진입하는 관통부(110)의 일측에 가장 가까운 필터 세그멘트(310)와 중심축(200)이 이루는 예각(α1)은, 공기의 흐름에 의해 필터부(300)가 회전할 정도의 원심력을 발생시키는 최소의 각도로 형성되면서 공기가 관통부(110) 내부로 효율적으로 들어가야 하기 때문에, 50도 이상 65도 이하로 형성될 수 있다. 상기 예각(α1)이 50도보다 작은 경우에는 공기가 필터부재(311)를 관통하지 않고 통과할 확률이 너무 높아져 공기 정화 효과가 너무 약해지고 유속이 약해져 필터부가 공기의 압력에 의해 회전하지 못할 가능성이 크다. 또한, α1이 65도 보다 큰 경우에는 공기가 관통부(110)에 진입하는 것이 곤란해서 역류가 발생할 확률이 높아진다.
관통부(110)의 길이방향 중간부에 있는 필터 세그멘트(310)와 중심축(200)이 이루는 예각(α2)은 α1과 비교하여 110% 이상 120% 이하로 형성될 수 있다. 관통부(100)의 길이방향 중간부에 있는 필터 세그멘트(310)는 공기 필터링 효과를 증대시키기 위해 중심축(200)과 이루는 각도를 상대적으로 크게 형성시킬 수 있다. α2가 55도보다 작은 경우에는 관통부(110) 길이방향 중간부에서 공기의 유로가 지나치게 짧아져 유속이 감소하여 필터링의 효과가 급감할 수 있다. 또한, α2가 72도보다 큰 경우에는 공기의 유속이 지나치게 길어서 와류가 발생하여 공기의 진행이 막히는 현상이 발생할 수 있다.
공기가 진입하는 관통부(110)의 타측에 가장 가까운 필터 세그멘트(310)와 중심축(200)이 이루는 예각(α3)은 α1과 대응하는 각도로 이루어질 수 있다. 즉, α3는 50도 이상 65도 이하로 형성될 수 있다. 상기 예각(α3)이 50도보다 작은 경우에는 공기가 필터부재(311)를 관통하지 않고 통과할 확률이 너무 높아져 공기 정화 효과가 너무 약해지고 유속이 약해져 필터부가 공기의 압력에 의해 회전하지 못할 가능성이 크다. 또한, α3가 65도 보다 큰 경우에는 공기가 관통부(110)에서 외부로 빠져나가는 것이 곤란해서 역류가 발생할 확률이 높아진다.
본 발명의 일실시예에 따른 필터부(300)가 이중나선으로 형성될 때를 기준으로 중심축(200)과 필터 세그멘트(310) 간의 각도에 관한 설명을 한다. 본 발명의 필터부(300)가 이중나선형으로 형성될 때는 나선형으로 형성될 때보다 중심축(200)과 필터 세그멘트(310) 간의 각도가 작게 형성될 수 있다. 필터부(300)가 이중나선형일 때에는 필터부재(311)가 중심축(200)에서 내측면(120) 양방향으로 연장되기 때문에, 중심축(200)과 필터 세그멘트(310) 간의 각도가 같게 형성될 때에는 나선형일 때보다 공기의 흐름을 더 방해하기 때문이다.
공기가 진입하는 관통부(110)의 일측에 가장 가까운 필터 세그멘트(310)와 중심축(200)이 이루는 예각(β1)은, 공기의 흐름에 의해 필터부(300)가 회전할 정도의 원심력을 발생시키는 최소의 각도로 형성되면서 공기가 관통부(110) 내부로 효율적으로 들어가야 하기 때문에, 45도 이상 55도 이하로 형성될 수 있다. 상기 예각(β1)이 45도보다 작은 경우에는 공기가 필터부재(311)를 관통하지 않고 통과할 확률이 너무 높아져 공기 정화 효과가 너무 약해지고 유속이 약해져 필터부가 공기의 압력에 의해 회전하지 못할 가능성이 크다. 또한, β1이 55도 보다 큰 경우에는 공기가 관통부(110)에 진입하는 것이 곤란해서 역류가 발생할 확률이 높아진다.
관통부(110)의 길이방향 중간부에 있는 필터 세그멘트(310)와 중심축(200)이 이루는 예각(β2)은 β1과 비교하여 110% 이상 120% 이하로 형성될 수 있다. 관통부(100)의 길이방향 중간부에 있는 필터 세그멘트(310)는 공기 필터링 효과를 증대시키기 위해 중심축(200)과 이루는 각도를 상대적으로 크게 형성시킬 수 있다. β2가 49.5도보다 작은 경우에는 관통부(110) 길이방향 중간부에서 공기의 유로가 지나치게 짧아져 유속이 감소하여 필터링의 효과가 급감할 수 있다. 또한, β2가 66도보다 큰 경우에는 공기의 유속이 지나치게 길어서 와류가 발생하여 공기의 진행이 막히는 현상이 발생할 수 있다.
공기가 진입하는 관통부(110)의 타측에 가장 가까운 필터 세그멘트(310)와 중심축(200)이 이루는 예각(β3)은 β1과 대응하는 각도로 이루어질 수 있다. 즉, β3는 45도 이상 55도 이하로 형성될 수 있다. 상기 예각(β3)이 45도보다 작은 경우에는 공기가 필터부재(311)를 관통하지 않고 통과할 확률이 너무 높아져 공기 정화 효과가 너무 약해지고 유속이 약해져 필터부가 공기의 압력에 의해 회전하지 못할 가능성이 크다. 또한, β3가 55도 보다 큰 경우에는 공기가 관통부(110)에서 외부로 빠져나가는 것이 곤란해서 역류가 발생할 확률이 높아진다.
본 발명의 일실시예에 따른 개방형 에어필터(1)는 관통부(110)의 길이방향 중심에서 필터링 효과를 극대화하기 위해 관통부(110)의 길이방향 중심의 직경을 관통부(110)의 일측 또는 타측의 직경보다 크게 형성시켜, 관통부(110)의 길이방향 중심부에서 공기가 흐르는 유로를 길게 형성시킬 수 있다. 관통부(110)의 중심축(200) 길이방향 중심부에서 양단으로의 직경 변화는 일정하게 변화하도록 형성될 수 있다.
이상 본 발명을 구체적인 실시예를 통하여 상세히 설명하였으나, 이는 본 발명을 구체적으로 설명하기 위한 것으로, 본 발명은 이에 한정되지 않으며, 본 발명의 기술적 사상 내에서 당해 분야의 통상의 지식을 가진 자에 의해 그 변형이나 개량이 가능함은 명백하다고 할 것이다.
본 발명의 단순한 변형 내지 변경은 모두 본 발명의 영역에 속하는 것으로 본 발명의 구체적인 보호 범위는 첨부된 청구범위에 의하여 명확해질 것이다.
1 : 개방형 에어필터
100 : 하우징
110 : 관통부
120 : 내측면
130 : 덮개
131 : 축홈
200 : 중심축
210 : 돌출부
220 : 베어링
300 : 필터부
310 : 필터 세그멘트
311 : 필터부재
320 : 슬라이딩부재

Claims (5)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 길이방향 일측과 타측을 서로 연통시키는 관통부 및 상기 관통부를 둘러싸는 내측면을 포함하는 하우징;
    상기 관통부에서 상기 길이방향으로 연장 형성되어 상기 하우징에 회전 가능하도록 고정되는 중심축; 및
    상기 관통부에서 상기 길이방향을 따라 연장되도록 상기 중심축에 결합되는 필터부;를 포함하고,
    상기 필터부는,
    상기 중심축에서 상기 내측면까지 양방향으로 연장되는 복수의 필터부재가 서로 연속적으로 형성되며 상기 길이방향을 따라 이중나선형으로 배치되는, 포함하는, 개방형 에어필터.
  4. 청구항 3에 있어서,
    상기 하우징의 외측면을 둘러싸도록 형성된 케이싱;을 더 포함하고,
    상기 필터부는 상기 중심축 및 상기 하우징과 일체적으로 결합되어, 상기 케이싱 내에서 상기 중심축의 회전에 의해 상기 하우징과 상기 필터부가 함께 회전하는, 개방형 에어필터.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 필터부는,
    일측 필터부재에서 상기 중심축을 기준으로 360도 회전한 타측 필터부재까지 연속적으로 연장 형성되는 복수의 필터 세그멘트로 구분되고,
    상기 관통부의 일측에서 타측으로 공기가 흐를 때, 상기 관통부의 일측 또는 타측에 인접한 상기 필터 세그멘트와 상기 중심축이 이루는 예각이 상기 관통부의 길이방향 중심에 위치한 상기 필터 세그멘트와 상기 중심축이 이루는 예각보다 작게 형성되는, 개방형 에어필터.
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