KR200371589Y1 - 기능성헤파필터 - Google Patents

Abstract

본고안은 헤파필터로서 내부에 입자형태의 흡착제를 고정하는 한편, 효율적인 구조를 갖도록 하여, 미세먼지뿐만 아니라 좀 더 미세한 포름알테히드, 디메틸에테르와 같은 오염기체를 효과적으로 제거할 수 있는 구조를 갖는 헤파필터에 관한 것이다.

Description

기능성헤파필터 {functional high efficiency particulate arrestor filter}

종래 필터는 반도체공장이나 원자력발전소 같은 분야에서만, 사용되는 것으로 널리 인식되어왔다, 그러나 최근 대기환경에 대한 인식변화는 일반인들 사이에도 높아져공기질에 대한 중요성이 강조되고 있으며, 그에 따라 일반가정에도 공기정화장치의 보급이 증가하고 있다. 본 발명은 이러한 공기정화장치에 적용되는 헤파필터에 관한 것이다.

종래의 헤파필터는 강한흡착력을 가진 필터로서 공지된 특수대전섬유인 석면섬유로 제작된 여과지로서 공기에 함유되어 있는 집먼지, 진드기, 바이러스 같은 유해물질과 인체에 가장 해로운 미립자인 대략 0.3마이크론(micron)크기의 오염먼지를 99.97%까지 깨끗하게 제거하는 정화력을 가지고 있다.

그러나, 이러한 종래의 헤파필터에 있어서도 먼지보다 좀더 작은 크기를 갖는 포름알데히드(HCHO), 이산화황(SO2)과 같은 분자단위의 기체입자를 제거하지 못하는 문제점이 있었는 바, 이에 오염된 기체분자를 효과적으로 제거하기 위하여 활성탄과 같이 흡착력이 뛰어난 소재를 내장한 필터를 헤파필터와 별도로 공기정화장치에 구비하거나, 상기 종래의 헤파필터에 활성탄을 일체형으로 결합시켜 사용하였다.

그러나 종래의 고안에 있어서 상기 첫 번째의 경우에는 공기정화기에 별도의 활성탄필터를 추가함으로써 공기조화장치 또는 공기청정기의 구조를 설계부터 달리하여야 한다는 점이 있어 응용에 있어 제한적이고, 하기(下記) 두 번째유형의 일체형 필터와 달리 여과지와 활성탄필터가 분리되어 있어 여과지와 활성탄필터와의 상호작용에 의한 필터링효과의 상승이 없이 별개로 필터링작용을 하게 되는 문제점이 있다.

한편, 두 번째의 경우에는 헤파필터와 활성탄의 효과가 동시에 작용하여 필터링효과 및 공기정화기설계에 있어서 편리한 점이 있으나, 실시례에 따라서는 헤파필터의 주름구조 및 여과지의 두께가 너무 얇은 관계로 인하여, 입자크기의 흡착제를 적용하는데 한계가 있어, 분말형태의 작은 입자의 활성탄만을 여과지에 적용하는 결과, 상대적으로 효능이 떨어지는 문제점이 있었다.

본 고안은 상기 후자의 유형과 마찬가지로 여과지와 함께 흡착제를 일체형으로 만든 고안으로서 특히 흡착제로서 종래 활성탄 대비 흡착력이 우수한 실리카겔을 채택하는 한편, 상기 구조적 문제점을 해결하기 위하여, 입자크기의 실리카겔을 여과지와 결합시키는 과정에서, 흡착기능의 효과를 최대화하기 위한 구조를 갖는 헤파필터의 구조이다. 즉, 종래의 헤파필터의 단점을 극복하기 위하여, 기능성입자인 실리카겔과 여과지를 일체형으로 결합시키면서도, 실리카겔을 입자형태로 유지할 수 있는 구조를 채택하여 그 흡착능력을 유지하는 한편, 필터에 적용된 흡착제의 효율을 최대화하는 것을 목적으로 한 헤파필터의 구조에 관한 고안이다.

또한, 부가적으로 종래의 여과지형태의 헤파필터가 취하고 있는 하기(下記)의 주름구조의 유지를 위해 실리카겔 돌출부의 경계를 열압착방식으로 강하게 압착함으로써, 본고안의 구조를 구성함에 있어 발생할 수 있는 난점을 해결한 것이다.

이하에서는 이러한 목적 달성을 위한 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부한 도면에 따라 상세히 설명하면 다음과 같다.

도1 고안의 전개도

도2 도1에서 1-1'방향의 단면도

도3 고안의 구성단위의 확대도

도4 제작된 필터의 실시도

도5 제작된필터의 전면도

도6 부직포의 표면확대도

도7 주름부위의 압착방향을 표시한 도면

도8 주름고정장치를 장착한 필터의 후면도

도9 주름고정장치

본 고안에 적용된 헤파필터의 전개도는 도1에 표시된 바와 같이 구성되는 것이다. 본 고안은 2개의 구성소재로 이루어지는 바 실리카겔과 같은 흡착제와 통기성이 뛰어난 부직포를 소재로 한다.

본 고안은 부직포 내부에 실리카겔을 포함하고 있는 형태로서 그 제조방법은 실리카겔을 부직포내부에 봉합하는 1단계와 부직포를 일정한 방향으로 압축하여 주름을 형성하는 2단계 공정으로 나누어진다.

1단계 공정에서는 실리카겔을 부직포로 봉합하며, 그 단면는 도2에 표시하였다. 이때 실리카겔은 도3에서와 같이 표면위로 돌출 되는 구조로 만들며, 이때 하기(下記) 2단계공정에서 주름형성의 결과 돌출부(10)끼리 마주하지 않도록 하기 위하여, 돌출부에 마주하는 대응부(20)는 실리카겔을 봉합하지 않는다. 이는 대응부(20)에도 실리칼겔을 봉합하는 경우 돌출부(10)의 대립으로 인해 접힘면(30)이 넓어지고 그 결과 2단계공정에서 주름을 고정화시키는 과정이 원활해지지 못하게 되지 않도록 하기 위함이다. 도4의 실시레와 그 단면도인 도5를 참조바란다.

돌출 되는 표면구조는 오염물질과의 접촉면을 확장시키는 것을 1차적 목적으로 하며, 2차적으로는 필터를 통과하는 공기의 일부에 와류를 유도하도록 하여 표면과의 접촉시간이 늘어나 필터링의 효율을 높이는 것을 목적으로 한다. 특히 본 고안의 실시에 있어 미세한 구멍(50)을 포함하는 부직포(40)를 채택함으로써(도6참조), 필터를 통과하는 동안 더욱 큰 와류가 형성되고, 봉합되어 있는 부직포내부의 실리카겔과 오염된 공기가 접촉하는 시간을 증가시켜 실리카겔의 효능을 최대한 발휘할 수 있도록 해준다.

실리카겔과 같은 흡착제는 소재 자체의 내부의 넓은 표면적을 가진 다공질입자로서 흡착하는 효과가 있다는 것은 공지의 사실이며, 본 고안의 실시례에 사용되는 실리카겔은 그 흡착력이 뛰어나 기체분자와 같은 작은 크기의 입자에 대해서도 흡착능력 즉, 오염물질의 제거능력을 발휘한다. 또한 본 고안에 적용되는 부직포 또한 종래의 여과지와 마찬가지로 필터링 기능을 수행하여 상승된 효과를 보인다.

도7에서는 하기 2단계공정을 용이하게 하기 위한 것으로 주름형성부(30)에 열압착방식에 의해 두께를 얇게 한 것이다. 이는 도7과 같이 두줄로 열압착을 함으로서, 형성된 부위는 주름형성시 하기(下記) 도4의 고정장치(60)의 안내선역활을 하여 작업공정을 신속하고 용이하게 한다.

2단계공정은 주름을 형성하는 공정이다. 도4는 주름형성후의 전면부를 나타내는데 주름을 형성하는 이유는 오염된 공기가 통과하는 단위표면적을 넓히기 위한 것으로서 종래의 여과지형태의 헤파필터에 있어서 널리 알려진 기술이다. 이때 주름구조의 유지가 중요한데, 이는 공기정화장치를 통과하는 공기는 일정한 유속을 갖고 있기 때문에, 공기에 의해 필터가 흔들리게 되고, 특히 이는 부직포의 강성이 낮은 경우에는 필터의 효율과 직결되기 때문이다. 왜냐하면 공기정화장치에 들어가는 필터는 일정한 세기의 바람을 계속 맞게 되어있으므로, 보조장치를 하지 않는 경우, 주름구조가 흐트러져 효율이 저하될 염려가 있으며, 필터를 교환하는 과정에서 주름구조의 변형을 우려한 결과, 용이하게 작업을 수행하지 못하는 불편함이 있을 수 있기 때문이다. 따라서, 이때 도9의 고정장치(60)을 도8에서와 같이 장착시켜 그 형태를 고정시킨다. 본 고안의 경우에도 상기 고정장치(60) 사용하는데, 통상의 여과지로 된 헤파필터와 달리 실리카겔을 포함한 돌출부(10)가 있어 접힘면(30)사이의 간격이 넓어지는 문제가 있을 수 있고 이로 인해, 상기 보조장치를 용이하게 결합시킬 수 없는 문제가 있으므로, 상기 1단계공정에서 돌출면(10)사이의 접힘면(30)만을 열압착방식으로 강하게 눌러주는 것만으로 2단계공정을 용이하게 할 수 있다. 도7은 접힘면(30)를 확대한 것으로서 본 고안의 실시과정에서 화살표방향으로 2단으로 열압착을 행하는 방향선을 보여준다.

본 발명은 상기의 구조를 채택함으로서, 흡착제와 공기의 접촉면적 및 시간을 증대시킴으로서 필터로서의 효과를 최대한 발휘할 수 있다. 즉, 1차적으로는 종래의 헤파필터에서 목적으로 하던 진드기나 먼지 및 오염물질제거의 효과는 물론 암모니아, 포름알데히드, 자일렌, 디클로로벤젠, 트리메틸아민과 같은 인체에 유해한 기체분자를 효과적으로 제거 시켜줄 수 있다.

나아가 공기청정기 등에 사용될 때, 본고안이 적용될 필터를 착탈식으로 제작하여, 사용하는 경우에는 정기적으로 필터만을 햇볕에 건조시키는 것만으로, 실리카겔이 기능을 회복함으로써, 반영구적으로 사용할 수 있는 장점도 갖는다.

Claims (2)

1. 흡착제를 부직포내부에 포함하며, 흡착제를 포함한 부분을 돌출부로 만들고 부직포 표면에 미세공을 형성하여, 입자 및 오염기체분자의 제거의 효과를 높이는 한편, 동시에 필터의주름을 고정시키는 작업공정을 용이하게 한 구조를 갖는 헤파필터
2. 청구항1에 있어서, 흡착제로서 실리카겔을 사용한 헤파필터