KR20090068319A - 공기 필터 배열체 및 이의 제조방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 공기 필터 배열체 및 이러한 공기 필터 배열체의 제조방법에 관한 것이다. 공기 필터 배열체는 공기 채널 (2), 이 공기 채널 (2) 에 장착된 제 1 공기 필터 (8) 및 필터 본체 (11) 를 포함하며, 상기 제 1 공기 필터는 공기의 유동이 통과하는 적어도 하나의 통로 (10a) 를 구비한 필터 프레임 (10) 을 포함하며, 상기 필터 프레임 (10) 으로부터 상기 공기 채널 (2) 을 통과하는 공기의 유동 방향에 대하여 상기 필터 프레임 (10) 의 하류측에 일정 거리에 있는 위치까지 상기 필터 본체 (11) 가 연장되도록 상기 필터 본체 (11) 가 상기 필터 프레임 (10) 에 부착된 정전기적으로 대전가능한 섬유를 포함한다. 공기 필터 배열체는 장착 상태에서 상기 공기 채널 (2) 에서 실질적으로 길이 방향으로 유동하는 공기가 필터천을 통과하도록 상기 공기 채널 (2) 을 가로질러 연장하기에 적합한 필터천을 포함하는 제 2 공기 필터 (9) 를 포함하며, 이 제 2 공기 필터는 상기 공기 채널 (2) 을 통과하는 공기의 유동 방향에 대하여 상기 제 1 공기 필터 (8) 의 하류측 위치에서 상기 공기 채널 (2) 에 장착된다.
공기 필터, 에어 필터, 필터

Description

공기 필터 배열체 및 이의 제조방법{AIR FILTER ARRANGEMENT AND METHOD FOR MANUFACTURING THE SAME}
본 발명은 공기 필터 배열체 및 이러한 공기 필터 배열체의 제조방법에 관한 것이다. 공기 필터 배열체는 공기 채널, 이 공기 채널에 장착된 제 1 공기 필터 및 필터 본체를 포함하는데, 제 1 공기 필터는 공기의 유동이 통과하는 적어도 하나의 통로를 구비한 필터 프레임을 포함하며, 필터 프레임으로부터 공기 채널을 통과하는 공기의 원하는 유동 방향에 대하여 필터 프레임의 하류측으로부터 일정 거리에 있는 위치까지 필터 본체가 연장될 수 있도록 필터 본체는 필터 프레임에 부착된 정전기적으로 대전가능한 섬유를 포함한다.
공기가 전술한 종류의 제 1 공기 필터를 통해 유동할 경우, 필터 본체의 섬유들 사이의 상호 이동으로 인하여 그 섬유들이 상호 마찰된다. 공기 유동이 섬유를 통과할 때 제공되는 이러한 마찰 및 문지름은 섬유들의 정전기적 대전을 유지시킨다. 이러한 종류의 공기 필터는 정전기적 작용 및 기계적 작용 양자에 의해 공기로부터 입자를 분리한다. 이러한 종류의 공기 필터의 특징은 필터의 수명 동안 공기 필터에 걸친 압력 강하가 실질적으로 불변이라는 것이다. 따라서, 공기 필터를 통한 공기 유동은 필터 수명 동안 실질적으로 일정하게 될 것이 다. 그러나 섬유 표면에 포획 및 유지되는 입자의 수는 시간에 따라 연속적으로 증가하는데, 이로써 정전기적 작용에 의해 차후의 입자를 포획하는데 사용될 섬유 표면이 감소한다. 따라서, 공기 필터의 분리도(separation degree)는 시간에 따라 감소하게 된다. 따라서, 공기 필터에 의해 얻어지는 청정 공기의 양이 시간에 따라 감소하게 된다. 분리도가 허용가능한 최처 수준으로 감소하면, 공기 필터가 새로운 것으로 교체된다.
WO 95/33569에는 공기로부터 매우 미세한 입자를 분리하는 배열체가 나타나 있다. 여기서, 서두에 언급한 제 1 공기 필터의 구형 모델이 사용되는데, 이 필터는 정전기적으로 대전가능한 스트랩 요소가 부착된 운반체(carrier)를 포함한다. 여기서, 필터 튜브 형태의 제 2 공기 필터가 제 1 공기 필터의 스트랩 요소의 반경방향 외측으로 배치된다. 필터 튜브에는 보풀 구조(fluffy structure)를 갖는 정전기적으로 대전가능한 섬유가 제공된다. 따라서, 필터 튜브를 통과하는 공기에는 낮은 유동 저항을 제공한다. 제 1 공기 필터는 입자의 예비-분리(pre-separation)를 제공하기에 적합하다. 나아가, 큰 입자들은 낙하하여 바닥판에서 수집된다. 이러한 입자의 예비-분리는 필터 튜브의 로딩(loading)을 감소시킨다. 또한, 제 1 공기 필터는 정전기적으로 대전가능한 스트랩 요소에 의해 정전기장을 제공하는 역할을 한다. 따라서, 필터 튜브를 반경방향으로 둘러싼 섬유는 공기가 제 1 공기 필터를 통과하자마자 정전기 전하를 제공한다. 따라서, 필터 튜브의 섬유는 정전기적 작용에 의해 필터 튜브를 통해 유동하는 공기로부터 미세 입자를 분리하기에 적합하다. 여기서는 두 공기 필터를 통과하는 공기를 가압하기 위한 팬이 공기 필터들의 상류측에 위치한다. 공기가 필터 튜브를 통과할 때 반경방향 외측으로 분배되므로, 두 공기 필터의 하류측에 팬을 배치하기가 곤란하여 팬이 이 위치에 배치된다. 팬이 이 위치에 있기 때문에, 미여과 공기가 통과할 것이다. 이로 인해, 팬의 민감한 부분이 공기 중의 입자에 의해 막힐 위험이 있다. 이 팬은 수명이 매우 짧다.
통상적으로, 입자로부터 공기를 여과하기 위하여 상이한 종류의 배리어 필터(barrier filter)가 사용된다. 일반적으로, 배리어 필터는 공기 중의 입자가 필터천에 포획되도록 공기를 유통시키는 미세 통로가 제공된 필터천을 포함한다. 필터천은 직물재료로 형성될 수 있지만, 다른 종류의 재료를 사용할 수도 있다. 그러나 통로는 필터천에 포획된 입자에 의해 계속하여 막히게 된다. 배리어 필터의 분리도는 통로의 막힘에 상응하여 증가한다. 동시에, 배리어 필터에 걸친 압력 강하가 또한 증가하는데, 이로써 필터를 통해 유동하는 공기가 감소하게 된다. 그러나 배리어 필터를 통해 유동하는 공기의 감소 효과가 필터의 분리 능력이 증가하는 것보다 더욱 두드러진다. 따라서, 시간에 따라 배리어 필터에 의해 제공되는 청정 공기의 양이 감소하게 된다. 배리어 필터가 어느 정도 폐색되면, 새로운 것으로 교체된다.
본 발명의 목적은 긴 수명을 가짐과 동시에 필터 배열체의 실질적인 전체 수명 동안 실질적으로 일정량의 청정 공기를 제공할 수 있는 공기 필터 배열체를 제공하는 것이다.
이러한 목적은 장착 상태에서 공기 채널에서 실질적으로 길이 방향으로 유동하는 공기가 필터천을 통과하도록 공기 채널을 가로질러 연장하기에 적합한 필터천을 포함하는 제 2 공기 필터를 포함하며, 이 제 2 공기 필터는 공기 채널을 통과하는 공기의 원하는 유동 방향에 대하여 제 1 공기 필터의 하류측 위치에서 공기 채널에 장착되는 것을 특징으로 하는 서두에 규정된 공기 필터 배열체에 의해 달성된다. 필터천은 그 면적(extension)에 비하여 상대적으로 매우 얇지만, 분명하게 상당한 두께를 가질 수 있다. 공기 스트림이 본 발명에 따른 필터 배열체를 통과하는 초기에는, 공기로부터 입자를 여과하는 모든 여과가 실질적으로 제 1 공기 필터에서 행하여진다. 제 2 공기 필터에 도달하는 공기는 실질적으로 입자가 없는 공기이다. 공기 필터 배열체를 일정 기간 사용한 후에는, 점점더 많은 입자가 제 1 공기 필터의 정전기적으로 대전된 섬유 표면에 수집된다. 따라서, 공기로부터 추후의 입자를 분리하는 섬유의 능력이 감소한다. 제 2 공기 필터가 배치된 하류측에 도달한 공기는 점점더 많은 양의 입자를 포함한다. 이 입자들은 제 2 공기 필터의 필터 본체에서 공기로부터 여과된다. 따라서, 제 2 공기 필터의 필터천의 통로가 더욱 좁아질 것이다. 따라서, 제 2 공기 필터의 분리도는 시간에 따라 증가함과 동시에 제 1 공기 필터의 분리도는 시간에 따라 감소하게 된다. 결과적으로, 상기 공기 필터들의 조합체는 그 수명의 대부분 동안 공기로부터 입자를 분리하는 실질적으로 일정한 높은 분리도를 제공한다.
필터 조합체에 걸친 전체 압력 강하는 제 1 공기 필터에 걸친 압력 강하 및 제 2 공기 필터에 걸친 압력 강하의 합으로 이루어진다. 결과적으로, 제 1 공기 필터는 작동시에 실질적으로 막히지 않는 형태이다. 따라서, 제 1 공기 필터에 걸친 압력 강하는 실질적으로 일정하다. 반면에, 제 2 공기 필터는 계속하여 막히게 된다. 따라서, 제 2 공기 필터에 걸친 압력 강하는 필터의 막힘 정도에 따라 증가하게 된다. 필터 배열체의 수명 막바지에 제 2 공기 필터만이 막히기 때문에, 공기 필터 배열체의 대부분의 수명 동안에 제 2 공기 필터에 걸친 압력 강하는 실질적으로 일정한 수준이 될 것이다. 따라서, 제 1 공기 필터 및 제 2 공기 필터에 걸친 전체 압력 강하도 실질적으로 일정한 수준이 될 것이다. 따라서, 압력 강하와 관련되는 필터 조합체를 통과하는 공기 스트림도 실질적으로 일정한 수준으로 유지된다. 결과적으로, 공기 필터 배열체는 수명의 대부분 동안 실질적으로 일정량의 청정 공기를 제공할 수 있다. 공기로부터 입자를 제거하는데 두 개의 공기 필터가 사용되기 때문에, 포획된 입자는 각각의 공기 필터에 분산될 것이다. 따라서, 여러 개의 공기 필터를 구비한 공기 필터 배열체는 단 하나의 공기 필터를 구비한 공기 필터 배열체보다 더 긴 수명을 제공하게 된다. 결과적으로, 공기 필터 배열체의 공기 필터들은 단 하나의 공기 필터를 사용하는 경우에 비하여 교환의 필요성이 덜 빈번해진다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 필터 배열체는 공기 채널을 통해 공기를 유동시키기에 적합한 팬을 포함하는데, 이 팬은 제 2 공기 필터의 하류측 위치에서 공기 채널에 배치된다. 따라서, 입자가 여과된 공기가 팬을 통과하게 된다. 따라서, 팬은 공기 필터의 상류측에 위치하는 경우보다 상당히 적은 입자와 접촉하게 된다. 다량의 입자와 접촉하는 팬은 통상적으로 수명이 상당히 감소한다. 유리하게는, 제 1 공기 필터 및 제 2 공기 필터를 포함하는 공기 채널의 적어도 일부분이 직선형 연장부를 갖는다. 따라서, 공기 채널의 곡선부가 방지되어 공기 채널에서의 유동 손실이 무시할 정도로 유지될 수 있다. 제 1 공기 필터 및 제 2 공기 필터 사이의 거리는 비교적 짧아야 한다. 따라서, 공기 필터 배열체는 상당히 컴팩트하게 제작될 수 있다. 필터 배열체는 공기 채널을 규정하는 벽 요소를 포함할 수 있으며, 상기 벽 요소는 공기 채널에 제 1 공기 필터를 장착하기 위한 제 1 개구 및 공기 채널에 제 2 공기 필터를 장착하기 위한 제 2 개구를 포함한다. 공기 채널에 공기 필터가 장착되었을 때, 커버 등이 개구를 밀봉할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, 제 1 공기 필터는 공기 채널에 개별적인 일체형 유닛으로서 장착가능하다. 따라서, 공기 채널에서 제 1 공기 필터의 단순하고 신속한 장착 및 탈착이 가능하다. 제 1 공기 필터 및 제 2 공기 필터는 공기 채널에 일체형 유닛으로서 장착가능하다. 이 경우, 공기 필터의 장착 및 탈착을 위하여 공기 채널을 규정하는 벽 요소에는 단 하나의 개구만 필요하다. 제 1 공기 필터 및 제 2 공기 필터는 주변 케이싱(surrounding casing)에 의해 상호 연결될 수 있다. 결과적으로, 두 개의 공기 필터는 단순하지만 기능적인 방식으로 함께 유지된다.
본 발명의 추가 실시예에 따르면, 제 2 필터는 백 필터(bag filter)를 포함한다. 백 필터는 여러 백형 부분을 구비한 필터천을 포함한다. 따라서, 필터천은 백 필터를 통해 유동하는 공기로부터 입자를 여과하는데 사용될 수 있는 큰 표면을 제공한다. 따라서, 백 필터는 그 백 필터가 막혀서 교환의 필요성이 있기 전까지 비교적 장시간 사용될 수 있다. 대안적으로, 제 2 필터는 폴딩 필터(folded filter) 또는 플레인 필터(plain filter)로 구성될 수 있다.
서두에 언급한 목적은 청구항 제 11 항에 기재된 방법으로도 달성된다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시예에 따른 필터 배열체를 나타낸다.
도 2 는 본 발명의 제 2 실시예에 따른 필터 배열체의 단면도이다.
도 3 은 본 발명의 제 3 실시예에 따른 필터 배열체의 단면도이다.
도 4 는 본 발명의 제 4 실시예에 따른 필터 배열체의 단면도이다.
도 5 는 시간에 따라 공기 필터에 걸쳐 압력 강하가 변화하는 모습을 나타내는 개략적인 그래프이다.
도 6 은 시간에 따라 공기 필터의 분리도가 변화하는 모습을 나타내는 개략적인 그래프이다.
도 1 은 내측 공기 채널 (2) 을 규정하는 벽 요소 (1) 가 제공된 필터 배열체를 나타낸다. 이 경우, 필터 배열체가 바닥면에 놓일 수 있도록 필터 배열체에는 레그 (3) 가 제공된다. 대안적으로, 필터 배열체는 높은 위치에 배치되어 벽면, 지붕면 등에 부착될 수 있다. 공기 채널 (2) 은 필터 배열체의 상단부에 위치한 공기의 축선방향 유입 개구 (2a), 및 필터 배열체의 하단부에 위치한 반경방향 배출 개구 (2b) 를 갖는다. 필터 배열체는 공기가 필터 배열체로부터 반경방향 배출 개구 (2b) 를 통해서만 유동하여 배출되도록 하는 균일형 하부 플레이트 (1a) 를 포함한다. 개략적으로 도시된 팬 (4) 은 공기 채널 (2) 을 통한 강제적인 공기 유동을 달성하기에 적합하다. 필터 배열체는 개방가능한 커버 (5) 를 포함하는데, 이 커버는 폐쇄 위치에서 공기 채널 (2) 에 제 1 개구 (6) 및 제 2 개구 (7) 를 밀봉시킨다. 커버 (5) 가 개방 위치에 있는 경우, 개구 (6) 를 통해 공기 채널 (2) 에서 제 1 공기 필터 (8) 를 장착 및 탈착할 수 있으며, 개구 (7) 를 통해 공기 채널 (2) 에서 제 2 공기 필터 (9) 를 장착 및 탈착할 수 있다.
제 1 공기 필터 (8) 는 정전기적으로 대전가능한 섬유로 이루어진 부착형 필터 본체 (11) 를 구비한 프레임 (10) 을 적어도 포함한다. 그러나, 도 1 에서는 어떠한 필터 본체 (11) 도 볼 수가 없다. 필터 프레임 (10) 은 공기의 중간 통로 (10a) 를 규정하는 길이 및 횡단방향 거리 요소에 의해 형성된다. 공기가 이러한 공기 필터 (8) 를 통해 유동할 때, 공기는 우선 상기 공기 통로 (10a) 를 통해 유동한다. 그 후, 공기는 필터 본체 (11) 를 통해 실질적으로 길이방향으로 정전기적으로 대전가능한 섬유로 유동한다. 따라서, 필터 본체 (11) 에서 인접 섬유들 사이의 상대적 움직임이 발생하여, 섬유가 정전기적으로 대전된다. 결과적으로, 공기 중의 입자와 입자를 섬유 표면에서 포획하는 대전된 섬유 사이에서 정전기적 인력이 발생한다. 나아가, 공기가 필터 본체 (11) 를 통해 유동할 때 입자의 기계적 분리가 달성된다. 도 1 에 도시된 제 1 공기 필터 (8) 는 세 개의 필터 프레임 (11) 과 부착형 필터 본체 (11) 를 함께 둘러싸고 유지하는 케이싱 (12) 을 포함한다. 따라서, 제 1 공기 필터 (8) 는 일체형 유닛으로서 공기 채널 (2) 에 장착될 수 있다.
제 2 공기 필터 (9) 는 필터천 (9a) 을 포함하는데, 이 필터천은 장착 상태에서 공기 채널 (2) 을 가로질러 연장되기에 적합하다. 따라서, 필터천 (9a) 을 통해 공기 채널 (2) 의 길이 방향으로 유동하는 공기가 통과할 것이다. 필터천 (9a) 은 공기가 횡방향으로 통과하는 섬유로 구성될 수 있다. 필터천 (9a) 은 직물재료로 제조될 수 있다. 본 발명에 따른 제 2 공기 필터 (9) 는 필터 배열체를 통한 공기의 원하는 유동 방향에 대하여 제 1 공기 필터 (8) 의 하류측에 장착된다. 도 1 에서, 제 2 공기 필터 (9) 는 백 필터 (13a) 로 예시되어 있다. 백 필터 (13a) 는 복수의 백형 부분을 포함하는 필터천 (9a) 을 포함한다. 따라서, 공기가 유통할 수 있는 많은 통로 및 입자를 포획하기 위한 큰 필터 표면이 달성된다. 따라서, 백 필터 (13a) 는 비교적 수명이 길다. 백 필터 (13a) 는 공기 채널 (2) 에 일체형 유닛으로서 장착될 수 있도록 주변 프레임 (14a) 에 부착된다.
도 2 는 본 발명에 따른 추가적인 필터 배열체의 단면도이다. 이 필터 배열체는 현존하는 공기 채널, 환기 채널, 정화 집합체 등에 장착될 수 있다. 여기서, 필터 배열체는 내측 공기 채널 (2) 을 규정하는 벽 요소 (1) 를 또한 포함한다. 공기 필터 (8, 9) 가 장착되는 내측 공기 채널 (2) 에는 유입 개구 (2a) 및 배출 개구 (2b) 가 제공된다. 공기 필터 (8, 9) 의 하류측의 적절한 위치에 서, 팬 (4) 이 공기 채널 (2) 에 장착된다. 팬 (4) 은 공기 채널 (2) 을 통한 강제적인 공기 유동을 달성하기에 적합하다. 제 1 공기 필터 (8) 는 공기 통로 (10a) 가 형성되도록 배치된 거리 요소를 구비한 프레임 (10) 을 포함한다. 공기만이 공기 통로 (10a) 를 통해 유동할 때 유동 손실이 작아지도록 하기 위하여, 거리 요소 (10) 는 비교적 가늘다. 상단부에서, 필터 프레임 (10) 에는 정전기적으로 대전가능한 섬유가 많이 부착되어 있다. 섬유들은 프레임 (10) 으로부터 하단부를 향해 느슨하게 매달려있다. 따라서, 섬유들은 필터 프레임 (10) 으로부터 공기 채널 (2) 을 통한 공기의 원하는 유동 방향에 대하여 필터 프레임 (10) 의 하류측으로부터 일정 거리에 있는 위치까지 연장될 수 있다. 섬유의 길이는 선택적이다. 유리하게, 필터 본체 (11) 는 폴리머 섬유가 될 수 있는 많은 합성 섬유로 이루어진다. 그러나 필터 본체 (11) 는 다른 합성 재료 또는 천연 재료 또는 이들의 혼합물로 이루어진 섬유를 포함할 수 있다. 그러나, 섬유는 필터 본체를 통과하는 공기에 수반된 입자를 끌어당겨 부착시키기도록 전기적으로 대전가능한 특성을 가져야만 한다.
도 2 에서, 제 2 공기 필터 (9) 는 장착 상태에서 공기 채널 (2) 을 가로질러 연장되는 필터천을 갖는 백 필터 (13a) 로 또한 예시되어 있다. 백 필터 (13a) 는 주변 프레임 (14a) 에 부착된다. 여기서, 백 필터 (13a) 를 구비한 주변 프레임 (14a) 은 제 1 공기 필터 (8) 를 또한 둘러싸는 케이싱 (12a) 의 내측에 부착된다. 따라서, 이 경우, 제 1 공기 필터 (8) 및 제 2 공기 필터 (9) 는 일체형 유닛으로서 공기 채널 (2) 에 장착될 수 있다.
도 3 은 추가적인 실시예에 따른 필터 배열체의 단면도를 나타낸다. 여기서, 제 2 필터 (9) 는 폴딩 필터 (13b) 로서 예시되어 있다. 폴딩 필터 (13b) 는 공기 채널 (2) 에 걸쳐 연장되는 폴딩 필터천을 포함한다. 폴딩 필터 (13b) 는 주변 프레임 (14b) 에 부착된다. 도 4 는 추가적인 실시예에 따른 필터 배열체의 단면도를 나타낸다. 여기서, 제 2 필터 (9) 는 플레인 필터 (13c) 로서 예시되어 있다. 플레인 필터 (13c) 는 공기 채널 (2) 에 걸쳐 연장되는 실질적으로 평면형 필터천을 포함한다. 플레인 필터 (13c) 는 주변 프레임 (14c) 에 부착된다.
도 5 는 필터 배열체에서 제 1 공기 필터 (8) 로서 사용되는 형태의 개별적 공기 필터에 걸쳐 시간 (t) 에 따라 압력 강하 (Δp) 가 변화하는 모습을 개략적으로 나타내는 점선 그래프 (8') 를 나타낸다. 제 1 공기 필터 (8) 는 개별적으로 사용될 때 수명 (t1) 을 갖도록 되어 있다. 이러한 공기 필터 (8) 에서의 입자의 여과는 섬유의 길이 방향으로 달성되기 때문에, 제 1 공기 필터 (8) 는 실질적으로 막히지 않는다. 따라서, 압력 강하 (Δp) 는 필터의 수명 (t1) 동안 매우 근소하게만 증가한다. 점선 그래프 (9') 는 필터 배열체에서 제 2 공기 필터 (9) 로서 사용되는 형태의 개별적 공기 필터에 걸쳐 시간에 따라 압력 강하 (Δp) 가 변화하는 모습을 개략적으로 나타낸다. 제 2 공기 필터 (9) 는 개별적인 상태에서 수명 (t2) 을 갖도록 되어 있다. 이러한 필터는 계속하여 막히기 때문에, 필터에 걸친 압력 강하 (Δp) 는 시간 (t) 에 따라 증가한다. 압력 강하 (Δp) 는 시간 (t) 에 대해 실질적으로 선형적으로 증가할 수 있다. 여기서, 시간에 따라서라 함은 공기 필터가 사용되는 시간을 의미한다.
도 6 은 제 1 공기 필터 (8) 로서 사용되는 형태의 개별적 공기 필터의 시간 (t) 에 따른 분리도 (s) 가 변화하는 모습을 개략적으로 나타내는 점선 그래프 (8'') 를 나타낸다. 작동시에, 시간이 지남에 따라 점점더 많은 입자가 섬유의 표면에 포획되어, 정전기적 작용으로 입자를 분리하는 공기 필터 (8) 의 능력이 감소한다. 결과적으로, 이러한 형태의 공기 필터의 경우에는 시간 (t) 에 따라 분리도 (s) 가 감소한다. 점선 그래프 (9'') 는 제 2 공기 필터 (9) 를 포함하는 공기 필터의 시간 (t) 에 따른 분리도 (s) 가 변화하는 모습을 개략적으로 나타낸다. 이러한 공기 필터는 입자에 의해 시간 (t) 에 따라 계속하여 막히기 때문에, 향후의 입자가 필터를 통과하기가 점점더 어려워질 것이다. 따라서, 배리어 필터의 분리도 (s) 는 시간 (t) 에 따라 증가한다.
상기 필터 배열체의 작동시에, 팬 (4) 은 개별적인 공기 채널 (2) 을 통한 공기 유동을 제공한다. 팬 (4) 은 공기 필터 (8, 9) 의 하류측에 위치한다. 결과적으로, 공기는 제 1 공기 필터 (8) 를 통해 흡입된 다음 제 2 공기 필터 (9) 를 통과한다. 제 1 공기 필터 (8) 가 새로운 것이면, 이 제 1 공기 필터가 공기 채널 (2) 을 통해 유동하는 공기로부터 입자를 주로 분리하게 될 것이다. 따라서, 하류측에 배치된 제 2 공기 필터 (9) 에 도달하는 공기는 비교적 입자가 없게 된다. 따라서, 제 2 공기 필터 (9) 는 초기에 비교적 미사용 상태를 유지하게 된다. 따라서, 초기에는 제 2 공기 필터 (9) 에 걸친 압력 강하 (Δp) 가 초기 수준을 여전히 유지할 것이다. 결과적으로, 제 1 공기 필터 (8) 에 걸친 압력 강하 (Δp) 가 실질적으로 일정하기 때문에, 공기 필터 (8, 9) 의 전체적인 압력 강하 (Δp) 는 상기 초기 동안에 실질적으로 일정할 것이다. 그러나 제 1 공기 필터 (8) 의 입자분리능력은 점진적으로 감소한다. 따라서, 제 2 공기 필터 (9) 가 입자분리작업을 점점더 인계받게 된다. 따라서, 필터 조합체에 걸친 압력 강하 (Δp) 는 점진적으로 증가하기 시작할 것이다. 그러나 제 2 공기 필터 (9) 에 걸친 압력 강하 (Δp) 의 큰 증가는, 개별적인 공기 필터 (8, 9) 의 총 수명 (t1+t2) 에 상응하는 필터 조합체의 수명이 막바지에 이르러야 발생한다. 도 5 의 실선 그래프 (15) 는 필터 조합체에 걸친 압력 강하 (Δp) 가 시간 (t) 에 따라 변화하는 모습을 나타낸다.
도 6 에서, 제 1 공기 필터 (8) 및 제 2 공기 필터 (9) 는 시간 (t) 에 따라 변화하는 분리도 (s) 의 측면에서 완전히 상이한 특성을 갖는다는 것을 알 수 있다. 분리도 (s) 가 시간 (t) 에 따라 변화하는 것은 바람직하지 않으며, 분리도 (s) 가 일정한 것이 바람직하다. 결과적으로, 필터 조합체의 분리도 (s) 는 개별적인 공기 필터 (8, 9) 의 분리도 (s) 에 의해 영향을 받는다. 제 1 공기 필터 (8) 의 분리도가 시간 (t) 에 따라 감소하고 제 2 공기 필터의 분리도 (s) 가 시간 (t) 에 따라 증가하기 때문에, 필터 조합체는 대부분의 수명 (t1+t2) 동안 실질적으로 일정한 분리도 (s) 를 제공할 수 있다. 실선 그래프 (16) 는 시간 (t) 에 따라 분리도가 변화하는 모습을 나타낸다.
전술한 공기 필터 배열체의 팬 (4) 이 일정한 효과를 나타내면서 작동한다면, 이 공기 필터 배열체는 공기 필터 (8, 9) 에 걸친 압력 강하 (Δp) 와 관련된 공기 필터 (8, 9) 를 통한 공기 유동을 제공한다. CADR(청정 공기 전달량)은 공기 필터 배열체의 용량을 측정하는 것으로, 전달될 수 있는 청정 공기의 양으로 표현된다. 이 측정법은 공기 필터를 통한 공기 유동의 생성 및 공기 필터의 입자의 분리도로서 산출될 수 있다. 제 1 공기 필터 (8) 로서 사용되는 공기 필터의 형태만을 포함하는 공기 필터 배열체는 전체 수명 동안 공기 필터를 통한 실질적으로 일정한 공기 유동을 달성한다. 반면에, 분리도 (s) 는 시간 (t) 에 따라 감소한다. 따라서, 청정 공기를 전달하는 이러한 공기 필터 배열체의 용량은 시간에 따라 감소할 것이다. 제 2 공기 필터 (9) 로서 사용되는 공기 필터의 형태만을 포함하는 공기 필터 배열체의 경우, 필터가 막혔을 때, 공기 필터를 통한 공기 유동은 시간에 따라 감소하게 된다. 여기서, 분리도 (s) 는 시간에 따라 증가하지만, 이러한 증가는 공기 필터 (9) 를 통한 공기 유동이 감소한 것을 보상할 만큼 충분하지 않다. 따라서, 청정 공기를 전달하는 이러한 공기 필터 배열체의 용량이 또한 시간에 따라 감소할 것이다. 전술한 제 1 공기 필터 (8) 및 제 2 공기 필터 (9) 를 상기 순서로 포함하는 본 발명에 따른 공기 필터 배열체는, 거의 대부분의 기대 수명 (t1+t2) 동안 비교적 일정한 압력 강하 (Δp)(그래프 (15) 참조) 및 일정한 분리도 (2)(그래프 (16) 참조) 를 제공한다. 따라서, 청정 공기를 전달하는 공기 필터 배열체의 용량은 수명의 대부분 동안 일정한 고수준 으로 유지될 것이다.
본 발명은 첨부 도면과 함께 설명한 실시예로 제한되지 않으며, 청구범위 내에서 자유롭게 변형될 수 있다.

Claims (11)

  1. 공기 채널 (2), 이 공기 채널 (2) 에 장착된 제 1 공기 필터 (8) 및 필터 본체 (11) 를 포함하며, 상기 제 1 공기 필터는 공기의 유동이 통과하는 적어도 하나의 통로 (10a) 를 구비한 필터 프레임 (10) 을 포함하며, 상기 필터 프레임 (10) 으로부터 상기 공기 채널 (2) 을 통과하는 공기의 원하는 유동 방향에 대하여 상기 필터 프레임 (10) 의 하류측에 일정 거리에 있는 위치까지 상기 필터 본체 (11) 가 연장되도록 상기 필터 본체 (11) 가 상기 필터 프레임 (10) 에 부착된 정전기적으로 대전가능한 섬유를 포함하는 공기 필터 배열체에 있어서,
    상기 공기 필터 배열체는 장착 상태에서 상기 공기 채널 (2) 에서 실질적으로 길이 방향으로 유동하는 공기가 필터천을 통과하도록 상기 공기 채널 (2) 을 가로질러 연장되기에 적합한 필터천을 포함하는 제 2 공기 필터 (9) 를 포함하며, 이 제 2 공기 필터는 상기 공기 채널 (2) 을 통과하는 공기의 원하는 유동 방향에 대하여 상기 제 1 공기 필터 (8) 의 하류측 위치에서 상기 공기 채널 (2) 에 장착되는 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 필터 배열체는 상기 공기 채널 (2) 을 통한 공기의 유동을 달성하기에 적합한 팬 (4) 을 포함하며, 이 팬 (4) 은 상기 제 2 공기 필터 (8) 의 하류측 위치에서 상기 공기 채널 (2) 에 배치되는 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제 1 공기 필터 (8) 및 제 2 공기 필터 (9) 를 포함하는 상기 공기 채널의 적어도 일부가 직선형 연장부를 갖는 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 필터 배열체는 상기 공기 채널 (2) 을 규정하는 벽 요소 (1) 를 포함하며, 상기 벽 요소 (1) 는 상기 공기 채널 (2) 에 상기 제 1 공기 필터 (8) 를 장착하기 위한 제 1 개구 (6) 및 상기 공기 채널 (2) 에 상기 제 2 공기 필터 (9) 를 장착하기 위한 제 2 개구 (7) 를 포함하는 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 공기 필터 (8) 는 일체형 유닛으로서 상기 공기 채널 (2) 에 장착가능한 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    상기 제 1 공기 필터 (8) 및 제 2 공기 필터 (9) 는 일체형 유닛으로서 상기 공기 채널 (2) 에 장착가능한 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 제 1 공기 필터 (8) 및 제 2 공기 필터 (9) 는 주변 케이싱 (12a) 에 의해 상호 연결되는 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  8. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 필터는 백 필터 (13a) 인 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  9. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 필터는 플레인 필터 (13b) 인 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  10. 제 1 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 2 필터는 폴딩 필터 (13c) 인 것을 특징으로 하는 공기 필터 배열체.
  11. 공기 채널 (2) 에 제 1 공기 필터 (8) 를 장착하는 단계를 포함하는 공기 채널 (2) 을 포함하는 공기 필터 배열체의 제조방법으로서,
    상기 제 1 공기 필터는 공기의 유동이 통과하는 적어도 하나의 통로 (10a) 를 구비한 필터 프레임 (10) 및, 상기 필터 프레임 (10) 으로부터 상기 공기 채널 (2) 을 통과하는 공기의 유동 방향에 대하여 상기 필터 프레임 (10) 의 하류측에 일정 거리에 있는 위치까지 필터 본체 (11) 가 연장되도록 상기 필터 프레임 (10) 에 부착되는 정전기적으로 대전가능한 섬유를 포함하는 필터 본체 (11) 를 포함하는 공기 필터 배열체의 제조방법에 있어서,
    상기 공기 채널 (2) 에서 실질적으로 길이 방향으로 유동하는 공기가 필터천을 통과하도록 상기 공기 채널 (2) 을 가로질러 연장되기에 적합한 필터천을 포함하는 제 2 공기 필터 (9) 를 장착하는 단계, 및 상기 공기 채널 (2) 을 통과하는 공기의 유동 방향에 대하여 상기 제 1 공기 필터 (8) 의 하류측 위치에서 상기 공기 채널 (2) 에 상기 제 2 공기 필터 (9) 를 장착하는 단계를 특징으로 하는 공기 채널 (2) 을 포함하는 공기 필터 배열체의 제조방법.
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