KR200201448Y1 - 창문형 에어필터 - Google Patents

Abstract

본 고안은 에어 필터( AIR FILTER )를 사용하여 건물 내부로 들어오는 자동차 배기가스, 인근 공장의 대기 오염, 화분과 먼지, 또는 황사로 인한 대기 오염 등, 기타 오염 물질로부터 차단하여 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위한 것이다.

상기의 목적을 달성하기 위해 본 고안은 사용하고자 하는 건물의 자연 통풍이 잘 되는 위치에 에어 필터를 장착하여 외부 공기 오염원으로부터 오염 물질을 차단하고 손 쉽게 장탈착이 가능하게 하여 필터( FILTER )를 사용함에 있어 불편이 없도록 되어 있다. 또한 일반 가정에서 창문을 열어두고 생활하는 봄부터 가을까지 먼지나 화분(꽃 가루) 등으로 인한 잦은 실내 청소로부터 가사 노동을 대폭 줄일 수 있는 시스템에 관한 것이다.

Description

창문형 에어필터{Air filter installed in window}

본 고안은 창문형 에어필터에 관한 것으로, 특히, 건물의 자연 통풍이 잘 되는 위치에 에어 필터를 장착하여 외부 공기 오염원으로부터 오염 물질을 차단하고 손 쉽게 장탈착이 가능하게 하여 필터( FILTER )를 사용함에 있어 불편이 없도록 되어 있는 창문형 에어필터에 관한 것이다.

필터는 크게 수용액의 불순물을 걸러내는 워터 필터( WATER FILTER )와 공기 정화를 위한 에어 필터( AIR FILTER )로 나눌 수 있다. 본 고안에서는 에어 필터를 사용한 실내 공기 정화에 목적을 두고 있다. 에어 필터는 크게 내화학성 방독 필터와 단순히 먼지 입자를 걸러내는 방진 필터로 나눌 수 있다. 에어 필터의 기본적 이론은 다음과 같다.

1. 필터의 종류

(1) 일렉츠렛 필터( ELECTRET FILTER ): 영구히 분극( 영구 자석과 같은 상태 )된 대전체, 폴리머 일렉츠렛( POLYMER ELECTRET ) : 1924년 일본의 에구찌 박사 발견,

(2) 필트렛 필터( FILTRETE FILTER ): 비접착 폴리프로필렌 부직포에서 만들어진 메디아( ELECTRET AIR MEDIA ), 부직포를 짜기 전 섬유 1개당 영구 전하를 갖도록 한 것,

(3) 일반 부직포 필터: 주로 관성력에 의해 입자가 기류의 궤도에서 이탈되어 필터재질에 충돌되어 부착.

(4) 가스/증기 필터( GAS/VAPOR FILTER ): 석탄( COAL ) 또는 코코넛 세포( COCONUT SHELL )를 원료로 하여 활성 탄소를 응괴 상태로 만든 개방 형태 다공성의 3차원 구조.

(5) 오존 필터( OZONE FILTER )

2. 호흡기 유해 요소

(1) 분진: 고체 물질이 파쇄 또는 분쇄될 때 발생하는 매우 미세한 입자들. 분진의 크기가 작으면 작을수록 공기중에 떠다니는 시간이 길어지며 인체로 흡입될 수 있는 가능성은 커짐.

(2) 흄: 금속이 용융되고 기화되며 그리고 급속히 냉각되었을 때 즉, 주물, 단조, 용접 등 금속 가공 작업시 발생되는 매우 미세한 금속 입자로서 공기중에 떠다님.

(3) 미스트: 스프레이 작업과정에서 일반적으로 생성되는 미세한 액체 방울. 이러한 미스트는 해로운 성분들의 혼합 상태인 경우가 많음.

(4) 가스: 실온에서 공기중에 함유되어지는 기체물질. 배출원으로부터 감지되지 않고 빠른 속도로 먼곳까지 이동할 수 있는데 유독한 가스는 인체에 치명적인 해.

(5) 유해증기 : 해로운 액체 또는 고체로부터 증발하여 발생하는 유해물질. 일반적으로 실온에서는 액체 상태인데 미세한 증기는 눈으로 볼 수 없는 것도 있음.

3. 유해물질들이 인체에 미치는 영향

(1) 분진, 흄, 미스트 : 코, 목구멍 그리고 상부 호흡기 계통에 고통을 주며, 크기 및 형태에 따라 몇몇 입자들은 폐를 통하여 폐 조직에 손상을 입히며 이러한 손상은 인체에 심각한 건강상의 문제를 야기 시킴.

(2) 가스와 유해증기 : 호흡즉시 폐를 통과할 수 있으며 혈액으로 흡수되며 이러한 유해증기들은 내장기관과 뇌에 치명적인 손상을 입힘.

4. 미세먼지: 보통먼지의 수십분의 일 크기로 호흡시 폐에 깊이 달라 붙어 각종 기관지 질병을 일으킬 수 있는 먼지.

5. 에어필터에 먼지가 걸리는 원리

(1) 관성충돌현상( INERTIAL IMPACTION ) : 수 마이크론 이상의 큰 입자들이 파이버( FIBER )에 충돌하여 걸리는데 주로 파이버 주위의 유선( STREAMLINE )을 따라가지 못하기 때문.

(2) 간섭현상 ( DIRECT INTERCEPTION ) : 입자지름이 파이버 지름보다 반 이하인 경우 입자가 유선을 따라가다 파이버에 걸림. (0.1 미크론 이상의 광범위한 크기의 입자들)

(3) 브라운 운동에 의한 확산 현상( BROWNIAN DIFFUSION ) : 0.1 미크론 이하의 아주 작은 입자들이 브라운 운동에 의한 불규칙한 확산에 의해 파이버에 걸림.

(4) 정전력에 의한 걸림( ELECTRICAL ENHANCEMENT ) : 정전력을 띠운 파이버에 의해 대전되었거나 대전되지 않은 모든 크기 입자들을 잡음.

(5) 체걸림 현상( SIEVING ): 입자가 너무 커서 파이버사이를 통과하지 못하고 걸림.

본 고안의 목적은 산업의 발달로 파생된 여러 대기 오염 물질이 건물의 실내로 들어 오는 것을 공기 정화용 필터를 사용하여 자연 통풍에 의해 차단하여 쾌적한 실내 환경 조성하기 위한 창문형 에어필터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안에 따른 창문형 에어필터는, 창문프레임; 및 상기 창문프레임에 의해 고정되는 먼지필터용 필름을 포함하고, 건물의 창틀이나 환기구에 장착하여, 자연 통풍에 의해 건물 내부에 들어오는 공기 오염 물질을 원천 차단 것을 특징으로 한다.

본 고안은 필터를 장착하여 제거하고자 하는 오염물질의 종류에 따라 내화학성 방독 필터( 공단지역 또는 농수산물 야적지 등 )와 방진 필터( 대도시 가정주택 또는 아파트 단지 등 )로 구분할 수 있다. 건물의 외부로 노출된 부위( 아파트의 경우 주방쪽 창문 또는 베란다 바깥 창 부위 )에 에어 필터를 장착할 경우, 필터 여재로 소수성을 가지고 있는 폴리프로필렌을 100% 사용하여 물과 극성용액이 파이버를 적시거나 달라붙지 않게 하여야 한다. 이 경우 90%이상의 고습도에서 24시간동안 필터가 노출되어도 마이크론 이하의 효율 감소는 무시할 정도로 매우 적다. 또한 여재로 사용된 폴리프로필렌은 120도까지 구조적으로 안정하며 100도 정도범위에서 노출 후에도 필터의 압력손실을 거의 없게 할 수 있다. 더욱이 폴리프로필렌 여재를 사용시 부착된 미생물의 성장을 방지할 수 있다. 또한, 필터의 세척과 교환을 위한 장착과 탈착이 손쉽게 이루어져야 한다. 본 고안의 목적이 강제식이 아닌 자연 통풍에 의한 공기 정화에 있으므로 장착후 공기의 투과율이 매우 중요하며 기본적으로 자연 상태에서 80% 이상의 공기가 투과되어야 한다.

본 고안에 따른 창문형 에어필터의 장점 및 그 특징은 아래의 도면을 참조하여 자세히 설명된다.

도 1 은 본 고안에 따른 창문형 에어필터의 사시도이다.

도 2 는 본 고안에 따른 창문형 에어필터가 응용되는 것을 예시하는 도이다.

본 고안은 기존의 에어 필터를 사용하여 건물의 자연 통풍에 의한 공기 정화에 목적을 두었다. 이는 에어 필터를 사용하고자 하는 건물의 대기 환경과 사용자의 목적에 따라 내화학성 방독 필터와 일반 방진 필터로 구분하여 적용할 수 있다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 에어 필터를 사용한 자연 통풍에 의한 공기정화 방식의 구성 및 작용을 상세히 설명한다.

도 1 은 본 고안에 따른 창문형 에어필터의 사시도이다. 도 1 에 도시된 바와 같이, 본 고안의 창문형 에어필터는 창문프레임 (1), 먼지필터용 필름 (2) 으로 구성되어 있고, 먼지필터용 필름 (2) 은 창문프레임 (1) 에 고정되게 설치된다. 본 고안에 따른 창문형 에어필터는 건물의 창틀이나 환기구에 장착하여, 자연 통풍에 의해 건물 내부에 들어오는 공기 오염 물질을 원천적으로 차단하는 것을 특징으로 한다.

도 1 에서 도시된 에어필터는 일반 가정에서 바깥 창문의 방충망대신 쉽게 사용될 수 있는 민자형의 에어 필터이다. 이 경우, 공기의 투과성과 외부 미관이 우수하나 공기정화 효율이 떨어지는 단점이 있다. 만일 주름형 에어필터를 사용하는 경우에는, 주름형 에어 필터는 공기정화 효율은 우수하나 공기의 투과성이 도1의 민자형에 비해 조금 떨어진다. 도 1 에 도시된 것과 같이, 에어필터는 공기정화기능을 갖는 필터 (FILTER) 부위와 이를 지지해주는 바깥 틀( FRAME )로 구성된다.

본 고안의 에어필터는 방진필터 또는 내화학성 방독필터를 바람직하게 사용할 수 있다. 방진필터를 구성하는 섬유 (fiber) 는 보통 고전압을 두어 정전기 기능을 가져 미세입자를 걸러낼 수 있고, 네팅 (netting) 보통 그물 망사 형태를 가지고 필터를 지지해 주는 역할을 하며 필터의 필수 요건은 아니고, 보통 폴리르로필렌이나 폴리에스테르 재질을 사용한다.

내화성 방진필터는 폴리우레탄이나 폴리프로필렌 재질을 주로 사용하며 방독기능을 위해 카본이나 활성탄을 사용하여 공기를 정화한다. 이 활성탄은 카본을 공업적으로 가공하여 화학물질에 대한 흡착능력을 강화한 것이다.

도 2 는 본 고안에 따른 창문형 에어필터가 응용되는 것을 예시하는 도이다. 도 2 에 도시된 바와 같이, 예를 들어 아파트의 앞면과 뒷면에 창문 (3) 이 설치되어 있고, 이 창문중 한 창에 창문형 에어필터 (1,2) 를 설치한다. 본 고안에 따른 창문형 에어필터를 창문의 내부나 외부에 장착하거나 창틀에 끼워 방충망의 효과와 더불어 실내 공기 정화용으로 사용한다. 외부의 공기가 본 고안의 건물중 한 쪽에 설치된 창문형 에어필터를 통하여 건물의 실내로 들어와서 건물의 다른쪽에 설치된 창문형 에어필터를 통하여 흘러나간다. 이때 공기의 투과율이 80 ~ 90%에 해당한다.

상기와 같이 본 고안에 따른 창문형 에어필터를 설치한 공기정화 방식을 건물에 사용할 경우, 기존 에어컨이나 시내에 설치된 공기 정화기의 공기 정화용 필터와는 달리, 실내에 들어오는 먼지를 포함한 공기 오염물을 원천적으로 차단할 수 있으며, 기존의 강제 송풍에 의한 기계식 공기 정화 장비를 갖추기 힘든 소형 건물이나 일반가정에서 손쉽게 사용할 수 있다. 또한 악취나 공기오염이 심한 공단이나 농수산물 야적지 부근의 건물일 경우, 창문을 열어두고 생활하는 봄부터 가을 까지, 내화학성 방독 필터를 사용하여 대기중의 유해물질로부터 환경권을 보호 받을 수 있다.

이상의 설명에서 본 고안은 특정의 실시예와 관련하여 도시 및 설명하였지만, 특허청구범위에 의해 나타난 고안의 영역으로부터 벗어나지 않는 한도 내에서 다양한 개조 및 변화가 가능하다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구나 쉽게 알 수 있을 것이다.

Claims (4)

1. 창문프레임; 및

   상기 창문프레임에 의해 고정되는 먼지필터용 필름을 포함하고, 건물의 창틀이나 환기구에 장착하여, 자연 통풍에 의해 건물 내부에 들어오는 공기 오염 물질을 원천 차단 것을 특징으로 하는 창문형 에어필터.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 먼지 필터용 필름은 주름이 없게 평평하게 펴진 민자형인 것을 특징으로 하는 창문형 에어필터.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 먼지필터용 필름은 고전압을 두어 정전기 기능을 가져 미세입자를 걸러낼 수 있는 섬유와, 그물 망사 형태를 가지고 필터를 지지해 주는 네팅으로 구성되고, 폴리르로필렌이나 폴리에스테르 재질을 사용하는 방진필터 필름인 것을 특징으로 하는 창문형 에어필터.
4. 제 1 항에 있어서, 상기 먼지필터용 필름은 폴리우레탄이나 폴리프로필렌 재질을 주로 사용하며 방독기능을 위해 카본이나 활성탄을 사용하여 공기를 정화하는 내화학성 방독필터 필름인 것을 특징으로 하는 창문형 에어필터.