KR102660792B1 - 필터 모듈 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기가 통과하는 유로 상에 배치되는 필터와, 필터의 제 1 면에 대향 배치되는 제 1 전극과, 제 1 면과 반대측인 필터의 제 2 면에 대향 배치되는 제 2 전극을 포함한 필터 모듈에 관한 것으로 필터의 제 1 면과 제 1 전극 사이와, 필터의 제 2 면과 제 2 전극 사이 중 적어도 하나는 스페이서를 통해 서로 이격된 상태를 유지하므로, 필터에 일정 이상의 이물질이 포집되어도 이물질을 통한 제 1 전극과 제 2 전극의 통전은 방지된다.

Description

필터 모듈{FILTER MODULE}
본 발명은 공기가 통과하는 유로 상에 배치되어 공기에 포함된 이물질을 포집하는 필터 모듈에 관한 것이다.
필터 모듈은 공기가 통과하는 유로 상에 배치되어 공기 중에 포함된 이물질을 포집하는 것으로, 공기 청정기나 덕트 등에 배치되어 사용된다.
근래 이러한 필터 모듈 중에는 공기가 통과하는 필터와, 필터의 공기 유동 방향 하류측에 배치된 고전압 전극과, 필터의 공기 유동 방향 상류측에 배치된 접지 전극을 포함한 필터 모듈이 있다.
이러한 필터 모듈에 있어서 고전압 전극과 접지 전극에 전원을 인가하면, 고전압 전극과 접지 전극의 전위차에 의해 필터에는 정전기력이 발생한다.
따라서, 필터를 통과하는 공기에 포함된 이물질이 정전기력에 의해 필터에 흡착되므로, 필터가 보다 효율적으로 이물질을 포집할 수 있어 필터 모듈의 성능이 개선된다.
본 발명의 일 측면은 필터에 일정 이상의 이물질이 포집된 상태에서도 이물질을 통해 고전압 전극와 접지 전극이 통전되는 것을 방지할 수 있는 필터 모듈을 제공하는 것이다.
본 발명의 일 측면에 따른 필터 모듈은 공기가 통과하는 유로 상에 배치되는 필터와, 상기 필터의 제 1 면에 대향 배치되는 제 1 전극과, 상기 제 1 면과 반대측인 상기 필터의 제 2 면에 대향 배치되는 제 2 전극과, 상기 제 1 면과 상기 제 1 전극 사이와, 상기 제 2 면과 상기 제 2 전극 사이 중 적어도 하나가 서로 이격된 상태를 유지하도록 하는 스페이서를 포함한다.
또한, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 도전성 판에 복수의 홀들이 마련된 기공성 전극으로 형성된다.
또한, 상기 필터는 상기 제 1 면이 유동 방향 하류측에 배치되고 상기 제 2 면이 공기의 유동 방향 상류측에 배치되며, 상기 제 1 전극은 고전압이 인가되는 고전압 전극을 형성하고, 상기 제 2 전극은 접지되는 접지 전극을 형성한다.
또한, 상기 스페이서는 상기 제 1 면과 상기 제 1 전극 사이가 이격된 상태를 유지하도록 한다.
또한, 상기 스페이서는 상기 제 1 면과 상기 제 1 전극 사이가 이격된 상태를 유지하도록 하는 제 1 스페이서와, 상기 제 2 면과 상기 제 2 전극 사이가 이격된 상태를 유지하도록 하는 제 2 스페이서를 포함한다.
또한, 상기 스페이서는 상기 필터의 외곽과 대응하는 프레임부와, 상기 프레임부 내측에 격자 형상으로 형성된 스페이서부 중 적어도 하나를 포함한다.
또한, 외관을 형성하며 내부에 상기 필터, 상기 제 1 전극 및 제 2 전극을 수용하는 하우징을 포함하며, 상기 하우징은 내측에 상기 제 1 전극이 배치되는 제 1 개구와, 내측에 상기 제 2 전극이 배치되는 제 2 개구를 포함한다.
또한, 상기 스페이서는 상기 하우징의 내면으로부터 상기 필터의 제 1 면과 상기 제 1 전극 사이의 공간으로 일체로 돌출된다.
또한, 상기 스페이서는 상기 하우징의 내면으로부터 상기 필터의 제 1 면과 상기 제 1 전극 사이의 공간으로 일체로 돌출되는 제 1 스페이서와, 상기 하우징의 내면으로부터 상기 필터의 제 2 면과 상기 제 2 전극 사이의 공간으로 일체로 돌출되는 제 2 스페이서를 포함한다.
또한, 상기 하우징은 상기 제 1 개구에 마련된 제 1 리브부를 포함하며, 상기 스페이서는 상기 제 1 리브부의 내면으로부터 상기 필터를 향해 돌출된다.
또한, 상기 하우징은 상기 제 1 개구에 마련된 제 1 리브부와, 상기 제 2 개구에 마련된 제 2 리브부를 포함하며, 상기 스페이서는 상기 제 1 리브부의 내면으로부터 상기 필터를 향해 돌출된 제 1 스페이서와, 상기 제 2 리브부의 내면으로부터 상기 필터를 향해 돌출된 제 2 스페이서를 포함한다.
또한, 본 발명의 일 측면에 따른 필터 모듈은 공기 유동 방향 하류측에 마련된 제 1 개구와 공기 유동 방향 상류측에 마련된 제 2 개구를 포함하는 하우징과, 상기 하우징 내부에 배치되는 필터와, 메쉬 패널로 형성되어 상기 제 1 개구 내측에 배치되며 상기 필터의 제 1 면에 대향되는 제 1 전극과, 메쉬 패널로 형성되어 상기 제 2 개구 내측에 배치되며 상기 필터의 제 2 면에 대향되는 제 2 전극과, 상기 필터의 상기 제 1 면과 상기 제 1 전극이 서로 이격된 상태를 유지하도록 하는 스페이서를 포함한다.
상술한 바와 같이 본 발명에 따른 필터 모듈은 전극과 사이를 이격시키는 스페이서를 포함하므로 필터에 일정 이상의 양의 이물질이 포집된 상태에서도 고전압 전극인 제 1 전극과 접지 전극인 제 2 전극이 통전되는 것을 방지된다.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 모듈의 사시도이다.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 모듈의 분해 사시도이다.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 모듈의 상부 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 모듈에 적용된 제 1 단자의 분해 사시도이다.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 모듈에 적용된 제 2 단자의 분해 사시도이다.
도 6은 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 모듈의 상부 단면도이다.
도 7은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 필터 모듈의 상부 단면도이다.
도 8은 본 발명의 제 4 실시예에 따른 필터 모듈의 상부 단면도이다.
도 9는 본 발명의 제 5 실시예에 따른 필터 모듈의 상부 단면도이다.
도 10은 본 발명의 제 5 실시예에 따른 필터 모듈에 적용된 제 1 하우징의 사시도이다.
도 11은 본 발명의 제 6 실시예에 따른 필터 모듈의 상부 단면도이다.
본 명세서에 기재된 실시예와 도면에 도시된 구성은 개시된 발명의 바람직한 일 실시예이며, 본 출원의 출원 시점에 있어서 본 명세서의 실시예와 도면을 대체할 수 있는 다양한 변형 예들이 있을 수 있다.
또한, 본 명세서의 각 도면에서 제시된 동일한 참조 번호 또는 부호는 실질적으로 동일한 기능을 수행하는 부품 또는 구성 요소를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 개시된 발명을 제한 및/또는 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다", "구비하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "제1", "제2" 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성 요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성 요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않으며, 상기 용어들은 하나의 구성 요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1구성 요소는 제2구성 요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1구성 요소로 명명될 수 있다. "및/또는" 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 "선단", "후단", "상부", "하부", "상단" 및 하단" 등의 용어는 도면을 기준으로 정의한 것이며, 이 용어에 의하여 각 구성요소의 형상 및 위치가 제한되는 것은 아니다.
이하에서는 본 발명의 일 실시예에 따른 필터 모듈을 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
도 1에 도시한 바와 같이 본 발명의 일 측면에 따른 필터 모듈(1)은 공기가 통과하는 유로(f) 상에 배치되어 유로(f)를 통과하는 공기로부터 먼지 등의 이물질을 포집한다.
필터 모듈(1)은 도 2 및 도 3에 도시한 바와 같이 그 외관을 형성하는 하우징(10)과, 하우징(10)의 내부에 배치되어 이물질을 포집하는 필터(20)와, 필터(20)의 제 1 면과 대향 배치되는 제 1 전극(31)과, 제 1 면과 반대측인 필터(20)의 제 2 면과 대행 배치되는 제 2 전극(32)을 포함한다. 도면에서 필터(20)의 제 1 면은 공기의 유동 방향 하측에 위치한 필터(20)의 후면이며, 필터(20)의 제 2 면은 공기의 유동 방향 상측에 위치한 필터(20)의 전면이다.
하우징(10)은 전후 방향으로 서로 결합되어 내부에 필터(20), 제 1 전극(31) 및 제 2 전극(32)을 수용하는 제 1 하우징(11)과 제 2 하우징(12)을 포함한다.
제 1 하우징(11)은 필터(20)를 통과한 공기가 하우징(10) 외부로 배출되도록 하는 제 1 개구(11a)와, 제 1 개구(11a)에 형성되어 제 1 전극(31)의 일면을 지지하는 제 1 리브부(11b)를 포함한다. 제 1 리브부(11b)는 제 1 전극(31)의 일면을 지지하면서도 공기는 통과할 수 있도록 삼각형 격자 형상으로 형성된다.
제 2 하우징(12)은 하우징(10) 내부로 공기가 흡입될 수 있도록 하는 제 2 개구(12a)와, 제 2 개구(12a)에 형성되어 제 2 전극(32)의 일면을 지지하는 제 2 리브부(12b)를 포함한다. 제 2 리브부(12b)는 제 2 전극(32)의 일면을 지지하면서도 공기는 통과할 수 있도록 삼각형 격자 형상으로 형성된다.
필터(20)는 미세한 이물질을 포집할 수 있는 헤파 필터로 형성되며, 대략 사각 블록 형태로 형성된다.
제 1 전극(31) 및 제 2 전극(32)은 전도성 재질인 금속으로 각각 형성되며, 메쉬가 형성된 사각 판 형상의 메쉬 패널로 형성된다.
상기에서 제 1 전극(31) 및 제 2 전극(32)은 메쉬 패널로 형성되나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 제 1 전극(31) 및 제 2 전극(32)은 금속판과 같은 도전성 판에 공기가 통과할 수 있도록 복수의 홀들이 마련되어 있는 다양한 종류의 기공성(氣孔性) 전극을 모두 포함할 수 있다.
제 1 전극(31)은 제 1 하우징(11)의 제 1 개구(11a) 내측에 배치되며, 고전압이 인가되어 제 1 전극(31)은 고전압 전극을 형성한다.
제 2 전극(32)은 제 2 하우징(12)의 제 2 개구(12a) 내측에 배치되며, 접지되어 접지 전극을 형성한다.
또한, 필터 모듈(1)은 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이에 배치된 스페이서(40)를 포함한다.
스페이서(40)는 전기가 통하지 않는 전기 절연성 재질로 형성되어, 필터(20)와 제 1 전극(31)을 전기적으로 분리하는 역할을 수행한다. 스페이서(40)는 필터(20)의 외곽측과 대응하는 프레임부(41)와, 프레임부(41) 내측에 격자 형상으로 마련되어 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이를 지지하는 스페이서부(42)를 포함한다.
*프레임부(41)는 사각 블록 형상으로 형성된 필터(20)의 외곽측과 대응하도록 사각 링 형상으로 형성되며, 스페이서부(42)는 제 1 리브부(11b) 및 제 2 리브부(12b)와 대응하도록 삼각형 격자 형상으로 형성된다.
따라서, 스페이서(40)를 통해 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이의 간격은 일정 이상 이격된 상태가 유지되며, 필터(20)에 포집된 이물질의 양이 일정 이상으로 증가하더라도 필터(20)에 포집된 이물질을 통해 제 1 전극(31)과 제 2 전극(32)이 통전되는 것은 방지된다.
상술한 바와 같이 스페이서(40)는 공기의 유동 방향 하류측에 위치한 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이에 배치된다. 이는 필터(20)에 의해 포집되는 이물질은 주로 필터(20)의 공기 유동 방향 상류측에 쌓이고, 유동 방향 하류측에 위치한 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이에는 이물질이 거의 쌓이지 않는다. 따라서 스페이서(40)를 통해 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31)이 이격된 상태를 유지하도록 하면, 필터(20)의 유동 방향 상류측에 많은 양의 이물질이 포집되더라도, 제 1 전극(31)과 제 2 전극(32) 사이는 통전되지 않는다.
상기에서 스페이서(40)는 프레임부(41)와 스페이서부(42)를 포함하나, 이에 한정되는 것은 아니다. 즉, 스페이서가 프레임부에 대응하는 구성 없이 스페이서부만을 포함하는 것도 가능하다. 또한, 제 1 전극(31)이 충분히 큰 강성을 가질 경우, 스페이서는 스페이서부에 대응하는 구성 없이 프레임부만을 포함하는 것도 가능하다.
상기에서 제 1 리브부(11b), 제 2 리브부(12b) 및 스페이서부(42)는 모두 삼각형 격자 형상으로 형성되나, 이는 일례를 보인 것이다. 즉, 제 1 리브부, 제 2 리브부 및 스페이서부는 사각형 격자 형상이나 육각형 격자 형상 등, 설계에 따라 다양한 형상으로 형성될 수 있다. 또한, 제 1 리브부, 제 2 리브부 및 스페이서부가 서로 다른 격자 형상으로 각각 형성되는 것도 가능하다.
필터 모듈(1)은 도 4 및 도 5에 도시한 바와 같이 제 1 전극(31)이 하우징(10) 외부의 전원과 연결될 수 있도록 하는 제 1 단자(51)와, 제 2 전극(32)이 하우징(10) 외부의 전원과 연결될 수 있도록 하는 제 2 단자를 포함한다.
하우징(10)은 제 1 하우징(11) 상부에 마련되어 제 1 단자(51)가 설치되는 제 1 단자 설치부(11c)와, 제 1 하우징(11)의 하부에 마련되어 제 2 단자(52)가 설치되는 제 2 단자 설치부(11d)를 포함한다. 본 실시예에서 제 1 단자 설치부(11c) 및 제 2 단자 설치부(11d)는 제 1 하우징(11)의 외면 일부가 절개되어 돌기 형태로 형성된다.
제 1 단자(51)는 제 1 단자 설치부(11c)에 설치되며 외부로 노출되는 제 1 단자부(51a)와, 하우징(10) 내측으로 연장되어 제 1 전극(31)에 접속되는 제 1 접속부(51b)를 포함한다.
제 2 단자(52)는 제 2 단자 설치부(11d)에 설치되며 외부로 노출되는 제 2 단자부(52a)와, 하우징(10) 내측으로 연장되어 제 2 전극(32)에 접속되는 제 2 접속부(52b)를 포함한다.
상기에서 스페이서(40)는 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이에 배치되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 6에 본 발명의 제 2 실시예로 도시한 바와 같이, 필터 모듈(1)이 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이에 배치된 제 1 스페이서(40A)와, 필터(20)의 제 2 면과 제 2 전극 사이에 각각 배치되는 제 2 스페이서(40B)를 포함하도록 하는 것도 가능하다.
상기와 같이 필터 모듈(1)이 제 1 스페이서(40A)와 제 2 스페이서(40B)를 포함하도록 하면, 필터 모듈(1)은 필터(20)를 중심으로 양측이 서로 대칭인 구조를 이룬다. 따라서, 필터 모듈(1)을 설치할 경우 필터 모듈(1)의 방향을 고려하지 않고 설치할 수 있어, 설치가 편리해진다.
또한, 상기에서 스페이서(40A, 40B)들은 하우징(10)과 별도로 제조되어 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이에 배치되나, 이에 한정되는 것은 아니다.
즉, 도 7에 본 발명의 제 3 실시예로 도시한 바와 같이 스페이서(40C)가 제 1 하우징(11)의 내면으로부터 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이의 공간으로 돌출되도록 하는 것도 가능하다. 즉, 스페이서(40C)가 제 1 하우징(11)에 일체로 형성되도록 하는 것이 가능하다.
이러한 경우 스페이서(40C)는 제 1 하우징(11)의 내부 상면 및 내부 하면으로부터 각각 바 형상으로 돌출되어, 스페이서(40)가 필터(20)의 제 1 면 상단부 및 하단부과 제 1 전극(31)의 상단부 및 하단부 사이를 지지한다.
또한, 도 8에 본 발명의 제 4 실시예로 도시한 바와 같이 스페이서(40)가 제 1 하우징(11)의 내면으로부터 필터(20)의 제 1 면과 제 1 전극(31) 사이의 공간으로 일체로 돌출된 제 1 스페이서(40C)와, 제 2 하우징(12)의 내면으로부터 필터(20)의 제 2 면과 제 2 전극(32) 사이의 공간으로 일체로 돌출된 제 2 스페이서(40D)를 포함하는 것도 가능하다.
또한, 도 9 및 도 10에 본 발명의 제 5 실시예로 도시한 바와 같이 스페이서(40E)가 제 1 리브부(11b)의 내면으로부터 필터(20)를 향해 일체로 돌출되도록 하는 것도 가능하다.
이러한 경우, 스페이서(40E)는 제 1 전극(31)의 홀을 관통하여 그 선단이 필터(20)의 제 1 면에 지지된다.
따라서, 스페이서(40E)에 의해 필터(20)의 제 1 면이 제 1 전극(31)과 일정 거리 이격된 상태를 유지한다.
또한, 도 11에 본 발명의 제 6 실시예로 도시한 바와 같이 스페이서(40E, 40F)가 제 1 리브부(11b)의 내면으로부터 필터(20)를 향해 일체로 돌출된 제 1 스페이서(40E)와, 제 2 리브부(12b)의 내면으로부터 필터(20)를 향해 일체로 돌출된 제 2 스페이서(40F)를 포함하는 것도 가능하다.
이러한 경우, 제 1 스페이서(40E)는 제 1 전극(31)의 홀을 관통하여 그 선단이 필터(20)의 제 1 면에 지지되고, 제 2 스페이서(40F)는 제 2 전극(32)의 홀을 관통하여 그 선단이 필터(20)의 제 2 면에 지지된다.
따라서, 제 1 스페이서(40E)에 의해 필터(20)의 제 1 면이 제 1 전극(31)과 일정 거리 이격된 상태를 유지하고, 제 2 스페이서(40F)에 의해 필터(20)의 제 2 면이 제 2 전극(32)과 일정 거리 이격된 상태를 유지한다.
본 발명의 권리범위는 상기 설명한 특정 실시예들에 한정되는 것은 아니다. 특허청구범위에 명시된 본 발명의 기술적 사상으로서의 요지를 벗어나지 아니하는 범위 안에서 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 수정 또는 변형 가능한 다양한 다른 실시예들도 본 발명의 권리범위에 속한다 할 것이다.
1: 필터 모듈 10: 하우징
11: 제 1 하우징 12: 제 2 하우징
20: 필터 31: 제 1 전극
32: 제 2 전극 40: 스페이서
51: 제 1 단자 52: 제 2 단자

Claims (14)

  1. 공기가 통과하는 유로 상에 배치되는 필터로서, 제 1 면이 공기 유동 방향 하류측에 배치되고 상기 제 1 면과 반대측인 제 2 면이 공기 유동 방향 상류측에 배치되는 필터와,
    상기 필터의 제 1 면에 대향 배치되는 제 1 전극과,
    상기 필터의 제 2 면에 대향 배치되는 제 2 전극과,
    외관을 형성하며 내부에 상기 필터, 상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극을 수용하는 하우징과,
    상기 제 2 면과 상기 제 2 전극 사이가 서로 이격된 상태를 유지하도록 상기 제 2 면과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 스페이서를 포함하고,
    상기 하우징은 내측에 상기 제 1 전극이 배치되는 제 1 개구, 상기 제 2 전극이 배치되는 제 2 개구 및 상기 제 2 개구에 격자 형상으로 마련된 리브부를 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 필터의 상기 제 2 면을 향하여 상기 하우징의 상기 리브부로부터 일체로 돌출되며 상기 제 2 전극을 관통하여 상기 필터의 상기 제 2 면에 지지되는 필터 모듈.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극 및 상기 제 2 전극은 도전성 판에 복수의 홀들이 마련된 기공성(氣孔性) 전극으로 형성되는 필터 모듈.
  3. 제 1 항에 있어서,
    상기 제 1 전극은 고전압이 인가되는 고전압 전극을 형성하고, 상기 제 2 전극은 접지되는 접지 전극을 형성하는 필터 모듈.
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  11. 공기 유동 방향 하류측에 마련된 제 1 개구와 공기 유동 방향 상류측에 마련된 제 2 개구를 포함하는 하우징과,
    상기 하우징 내부에 배치되는 필터와,
    메쉬 패널로 형성되어 상기 제 1 개구 내측에 배치되며 상기 필터의 제 1 면에 대향되는 제 1 전극과,
    메쉬 패널로 형성되어 상기 제 2 개구 내측에 배치되며 상기 필터의 제 2 면에 대향되는 제 2 전극과,
    상기 필터의 상기 제 2 면과 상기 제 2 전극이 서로 이격된 상태를 유지하도록 상기 제 2 면과 상기 제 2 전극 사이에 배치되는 스페이서를 포함하고,
    상기 하우징은 상기 제 2 개구에 격자 형상으로 마련된 리브부를 포함하고,
    상기 스페이서는 상기 필터의 상기 제 2 면을 향하여 상기 리브부로부터 일체로 돌출되며 상기 제 2 전극을 관통하여 상기 필터의 상기 제 2 면에 지지되는 필터 모듈.
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