KR20140038963A - 개선된 에어 필터 - Google Patents

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KR20140038963A
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Abstract

공기 조화 시스템용 에어 필터(1)가 개시되어 있다. 에어 필터(1)는 디스크형 필터 요소(2; 20), 및 상기 필터 요소를 회전시키기 위해 필터 요소에 연결되는 동력 유닛(3), 바람직하게는 전기 모터(3)를 포함한다. 상기 필터 요소(2)는 필터 요가 환기 덕트(4)의 개구(4a) 외측에, 상기 개구로부터 제 1 거리(s)를 두고 상기 환기 덕트와 동심으로 위치되도록 상기 환기 덕트(4)와 연결되어 배열된다. 상기 환기 덕트는 에어 필터에 의해 정화된 공기(A)가 개구에 의해 공급된다. 본원 발명에 따라서, 상기 에어 필터는 상기 환기 덕트의 개구(4a) 외측에 개구로부터 제 2 거리(k)를 두고 상기 환기 덕트(4)와 동심으로 배열되는 링형 칼라(5)를 더 포함한다. 상기 칼라(5)는 상기 개구(4a)를 향해 넓어지도록 구성된다. 상기 칼라(5)는 원뿔대 형상이다.

Description

개선된 에어 필터{IMPROVED AIR FILTER}
청구항 1의 서문에 규정된 개선된 에어 필터에 관한 것이다.
본 출원인의 기존 유럽 특허 출원 EP 2275187 호는 디스크형 필터 요소 및 상기 필터 요소를 회전시키기 위해 필터 요소에 연결되는 동력 유닛, 바람직하게는 전기 모터를 포함하는 공기 조화 시스템을 위한 에어 필터가 공지되어 있다. 필터 요소는 환기 덕트와 연결되어 예를 들면, 환기 덕트의 개구의 외측에, 이로부터 거리를 두어 환기 덕트와 동심으로 배열된다. 공기는 환기 덕트 내로 개구 및 에어 필터를 경유하여 공급된다.
에어 필터가 갖는 문제점은 회전식 필터 요소가 불순물의 대부분을 공기 중으로 재확산시켜 실내 공기로 불순물을 순환시킨다는 점이다.
문제점을 해결하기 위한 하나의 선택은 전술된 유럽 특허 출원에 개시되는 바와 같이, 에어 필터 주위에 포집 탱크(collecting tank)를 제공하는 것이다. 이는 포집 탱크의 안팎으로는 액체 불순물 액적을 포집하여 제거하는 성능을 제공하지만, 작은 고체 입자는 포집 탱크 및 필터 요소의 공기 유동 내에서 소용돌이(swirl)치며, 실내 공기로 재확산한다. 최악의 경우, 필터 요소의 구멍의 적어도 일부가 작은 불순물 입자에 의해 막히게 된다.
본 발명의 목적은 전술된 에어 필터에서 무엇보다도, 이와 관련된 문제점을 제거하는 것이다. 본원 발명의 다른 목적은 환기 시스템으로 이송되는 공기에서 작은 고체 입자가 효과적으로 정화될 수 있는, 개선된 에어 필터를 제공하는 것이다.
본원 발명에 따른 개선된 에어 필터는 청구항 1에 개시된 것을 특징으로 한다. 본원 발명의 바람직한 실시예는 종속항에 개시된다.
본원 발명은 디스크형 필터 요소 및, 회전을 위해 필터 요소에 연결되는 동력 유닛, 바람직하게, 전기 모터를 포함하는 공기 조화 시스템을 위한 에어 필터에 관한 것이며, 상기 필터 요소는 환기 덕트와 연결되어 예를 들면, 환기 덕트의 개구의 외측에, 이로부터 거리를 두어 환기 덕트와 동심으로 배열되며, 상기 환기 덕트는 공기가 정화되어 개구를 경유하여 공급된다. 본 발명에 따라서, 에어 필터는 환기 덕트의 개구의 외측에 이로부터 제 2 거리를 두고 환기 덕트와 동심으로 배열되는, 링형 칼라를 더 포함한다.
본원 발명의 제 1 바람직한 실시예에서, 칼라의 일 단부는 환기 덕트의 직경, 특히 개구의 직경과 동일하거나 보다 큰 직경을 갖는다.
본원 발명의 제 2 바람직한 실시예에서, 칼라는 개구를 향해 넓어지도록 구성된다.
본원 발명의 제 3 바람직한 실시예에서, 칼라는 원뿔대 형상이다.
본원 발명의 제 4 바람직한 실시예에서, 제 1 거리는 제 2 거리를 초과하며, 필터 요소는 칼라에 의해 규정되는 영역/공간 내에 배열된다.
본원 발명의 이점은 배출되는 공기로부터의 먼지와 같은 고체 입자의 효과적인 제거이다. 본원 발명은 대량의 불순물이 있는 경우에 특히 효과적이며, 공기 필터는 불순물에 의해 막히지 않는 대신에, 불순물은 필터 요소로부터 방사상으로 떨어져 환기 덕트와 칼라 사이의 갭을 통해서 공기 유동과 함께 이송된다.
본원 발명의 다른 이점은 필터 요소가 임의의 공기 투과성 필터 재료로 형성될 수 있다.
본원 발명의 다른 이점은 에어 필터를 청소하기 쉽다는 점이다.
본원 발명의 다른 이점은 또한 간단하고 가벼운 구조이다.
본원 발명 및 다른 이점들이 하기의 도면을 참조하여 보다 상세히 기재될 것이다.
도 1은 환기 덕트와 관련하여 배열된 본원 발명의 에어 필터의 부분 단면도,
도 2는 도 1의 에어 필터의 부분 정단면도.
도면에서 동일한 부품은 동일한 참조 번호로 지칭된다.
공기 조화 시스템을 위한 하나의 바람직한 에어 필터가 도 1에 도시되어 있다. 에어 필터(1)는 디스크형 필터 요소(2) 및 회전을 위해 필터 요소(2)에 연결되는 동력 유닛(3)을 포함한다. 필터 요소(2)는 환기 덕트(4)와 연결되어 배열된다. 예시적인 실시예에서, 필터 요소(2)는 다공판(20)으로 형성된다.
도 1의 실시예에서, 동력 유닛(3), 바람직하게 전기 모터(31)는 원형 다공판(20)과 같은 디스크형 필터 요소(2)의 중앙에 부착되는 회전 샤프트(32)를 갖는다. 동력 유닛(3), 다공판(20) 및 그에 관한 전체 에어 필터(1)는 패스너(10)에 의해 환기 덕트(40)에, 바람직하게는 환기 덕트의 중심 축(A-A)에 고정된다. 이는 환기 덕트(4)와 동심이다.
다공판(20)과 같은 에어 필터(1)의 필터 요소(2)는, 제 1 거리(s)에 의해 규정되는 공간 또는 갭(41)이, 배출구(4a)의 에지(4b)와 벽(w) 또는 그런 종류의 표면 사이에 동시에 확립되는 방식으로 짧은 거리(s)를 두고 개구(4a) 외측에 위치되도록 환기 덕트의 개구(4a) 또는 배출구에 연결되는 이러한 경우에서 환기 덕트(4)와 연결되어 배열된다. 예시적인 실시예에서, 실내 공기는 배기 에어 덕트(4)에 의해 실내 공간으로부터 이송될 수 있게 된다.
바람직한 일 실시예에서, 에어 필터(1)는, 제 1 체결 부시 또는 파이프(71)로서, 이들 중간에 서로 90도 각으로 이격되는 4개의 아암과 같은 적합한 아암(72)에 의해 고정되는 제 1 체결 부시 또는 파이프(71)와, 제 2 체결 부시 또는 파이프(73)로서 이들 내에 전기 모터(31)와 같은 동력 유닛(3)이 끼워맞춤되고 고정되는 제 2 체결 부시 또는 파이프(73)를 포함하는, 패스너(7)를 구비한다. 제 1 체결 부시(71)는 환기 덕트(4) 내측에 끼워맞춤될 수 있는 직경을 가지며, 환기 덕트(4)의 내측벽을 받치고 있으며(propping), 제자리에서 내측 벽에 클랭핑, (각각, 클램핑 해제 및 탈착가능하게) 될 수 있다. 환기 덕트(4)의 중심 축(A-A) 및 공기 유동 방향에 수직인 면에서, 아암(72)은, 덕트 내의 공기 유동에서 아암에 의해 야기되는 공기 저항(air drag)이 근소하도록, 유동에 순응하며 표면적 면에서 상대적으로 작다. 패스너(7)를 삽입(implant)하는 것은 공지된 그 자체의 다른 방식이 있는 것은 명백하다.
또한, 본원 발명에 따른 에어 필터(1)는 링형 칼라(5)를 포함한다. 칼라(5)는, 개구(4a) 또는 개구의 평면 또는 벽 또는 몇몇 다른 구조물로부터, 제 2 거리(k)를 두고 환기 덕트(4)의 개구(4a) 외측에 배열된다. 그러므로, 환기 덕트(4)의 개구(4a), 특히 개구의 에지(4a)와 칼라(5) 사이에, 폭이 제 2 거리(k)인 환형 갭(6)이 마련된다. 칼라(5)는 환기 덕트(4) 내에 동심으로, 특히 개구(4a) 및 필터 요소(2; 20)에 대해 끼워맞춤된다. 따라서, 환기 덕트(4) 및 특히 이의 개구는 다공판(20)과 같은 필터 요소(2) 및 칼라(5) 모두의 수직 중심 축과 일치하는 중심 축(A-A)을 갖는다.
칼라(5)는 중심 축(A-A)에서 칼라(5)에 이르도록 내부에 개방 공간(open space; 50)을 갖는다. 이 공간(50)에 걸쳐서 그리고 회전 필터 요소(2; 20)를 통해서, 공기는 에어 필터(1)를 떠나, 개구(4a)를 경유하여, 동시에 갭(6)을 경유하여서도 환기 덕트(4) 내로 유동한다. 회전 필터 요소(2; 20)는 칼라(5) 및 개구(4a)에 의해 공동으로 규정되는 공간 내에 배열된다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 칼라(5)는 제 1 단부(51)에서 제 2 단부(52)로 환기 덕트(4)를 향해서, 특히 개구(4a)를 향해서 넓어지도록 구성된다. 칼라(5)의 제 1 단부(51)는 제 2 단부(52)의 직경(h2)보다 작은 직경(h1)을 갖는다. 칼라(5)는, 환기 덕트 개구(4a)에 근접한, 즉, 개구(4a) 또는 개구(4a)에 접하는 평면으로부터 제 2 거리(k)를 두고 제 2 단부(52)를 갖는다. 각각, 칼라(5)는 칼라의 폭(le)과 제 2 거리(k)의 합인 거리 만큼 개구(4a)로부터 떨어져 제 1 단부(51)를 갖는다. 그러므로, 칼라의 제 2 단부(52)와 환기 덕트의 개구(4a) 사이, 또는 대응하는 평면과 개구의 에지(4b) 사이에, 폭이 제 2 거리(k)인 환형 갭(6)이 놓인다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 칼라(5)의 제 2 단부(52)는 환기 덕트(4)의 직경(b), 특히 개구(4a)의 직경과 동일하거나 보다 큰 직경(h2)을 갖는다. 이는 개구(4a)의 둘레를 따라서, 즉, 개구의 에지(4b)를 따라서, 그리고 개구의 외측에 환형 갭(6)을 제공할 수 있어, 회전 필터 요소에 의해 생성되는 접선방향 공기 유동(tangential air flow)이 환기 덕트(4), 특히 개구(4a) 외측으로 확실히 지향될 수 있게 한다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 칼라(5)는 원뿔대 형상이다.
본원 발명의 가장 바람직한 실시예에서, 필터 요소(2; 20) 및 칼라(5)는, 개구(4a)로부터 필터 요소(2; 20)까지의 거리, 즉, 제 1 거리(s)가 개구(4a)로부터 칼라까지의 거리, 즉 제 2 거리(k) 보다 큰 방식으로 서로에 대해 배열된다. 결과적으로, 필터 요소(2; 20)는 칼라(5)에 의해 규정되는 공간(50) 내에, 즉 칼라(5) 내에 배치된다.
원칙적으로, 에어 필터(1)는 하기와 같이 작용한다. 다공판(20)과 같은 필터 요소(2)는 전기 모터(31)와 같은 동력 유닛(3)에 의해 예를 들어, 500 내지 3000 rpm과 같은 신속한 회전으로 구동되어, 환기 시스템이 가동되는 동시에 공기가 필터 요소(2)의 구멍을 통해 환기 덕트(4) 내로 유동하며, 동시에, 공기는 에어 필터로부터 떨어져 갭(6)을 지나 유동된다. 입자와 같은 에어본 불순물(airbone impurities)은 회전 필터 요소(2)의 구멍(23)의 에지와 부분적으로 충돌하며, 회전 필터 요소에 의해 생성되는 에어 쿠션과 부분적으로 충돌한다. 회전 필터 요소에 의해 생성되는 에어 쿠션은 접선방향 공기 유동(tv)(도 2 참조)으로 구성되며, 상기 공기 유동을 따라서 필터 요소(2)의 둘레부(22)를 향하여 방사상으로 원심력에 의해 불순물을 이동시킨다. 필터 요소(2)의 둘레 부근에 또는 공간(41)의 접경 내에 필터 요소(2), 특히 다공판(20)의 회전에 의해 생성되는 접선방향 공기 유동은 특정 영역 내의 배출 공기 흡인에 의해 생성되는 바이패스 유동(iv)보다 강하며, 이러한 결과는 갭(41)을 지나 배출 공기 덕트(4)로의 정화되지 않은 공기의 바이패스 유동을 방지하는, 회전 필터 요소(2)의 둘레 영역 내의 밀봉 유동이 될 것이다. 그러므로, 불순물은 필터 요소(2; 20)를 지나서 환기 덕트(4) 내로 허용되지 않는다. 반면에, 필터 요소에 부착되어 축적되는 불순물 -이들 중 적어도 일부-는 필터 요소로부터 주기적으로 제거되어야만 한다.
칼라(5)의 제 1 단부(51)에서 개구를 통해 들어오는 공기 유동과 관련하여, 갭(6)에 의해 지나 통과하는 양은 전체 공기 유동의 약 5 내지 20%인 반면에, 필터 요소(2; 20)를 통해 지나가는 나머지 95% 에서 80%의 유동은 환기 덕트(4)를 따라서 정화된 형태로 이동한다.
칼라(5)는 회전 필터 요소(2; 20)의 접선방향 공기 유동(tv)에 영향을 미친다. 칼라(5)에 의해서, 공기 유동(tv) 및 유동 내의 불순물, 특히, 고체 입자 및 가벼운 입자는 개구(4a)와 동일방향 루프 또는 벽과 같은 빌딩 외관(building surface)과 칼라 사이에서 환형 갭(6)에 의해 에어 필터(1) 밖으로 이동하도록 안내된다.
필터 요소(2; 20)가 칼라(5)에 의해 규정되는 공간, 즉, 칼라(5)의 내부에 위치되며, 회전 필터 요소(2; 20)에 의해 생성되는 접선방향 공기 유동 및 이 유동 내에 혹시라도 함유된 불순물이 칼라(5)에 의해 환형 갭(6) 및 추가로 환형 에어 필터(1) 밖으로 안내된다.
본원 발명의 전술된 실시예에서, 작은 불순물 입자, 예를 들어 0, 1 내지 10 ㎛ 크기 범주의 입자의 환기 덕트 내로의 접근을 자제하는 것은 필수적이다. 따라서, 에어 필터(1)는 예를 들어, 빌딩 외측의 입구 에어 덕트의 공기 흡입구와 연결되어 설비되어, 에어 필터 바로 가까이로부터 멀리, 불순물을 효과적으로 직접 배치시키는 것이 중요하다. 특히, 먼지 입자와 같은 매우 대량의 입자조차도, 에어 필터는, 환형 갭(6)을 지나는, 지정된 직통의 출구 루트(designate direct exit route)를 에어 필터의 외측에, 예를 들어 빈 공간 내에 갖기 때문에 막히지 않는 것을 주목해야한다. 또한, 에어 필터로부터 떨어져 갭(6)을 통하는 공기 유동은 강해서, 이를 따라 가벼운 입자 및 고체 입자를 운반하며 바람직하게는 에어 필터로부터 멀리 떨어져 운반한다. 에어 필터가 밀폐된 유닛인 경우에, 대량의 입자에 의해 막히기 쉽다.
본원 발명의 대안적인 바람직한 실시예에서, 환형 갭(6)은 적합한 포집 채널에 연결되며, 포집 채널은 예를 들어, 입자 포집기 또는 입자 트랩 등에 연결된다. 포집 채널은 예를 들어, 갭(6) 둘레에 끼워맞춤되는 환형 채널, 및 상호 연결되는 확장 채널을 포함하며, 상기 확장 채널은 가장 바람직하게, 대체 및/또는 정화하기 쉬운 입자 포집기를 갖는다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 다공판(20)은 동일한 두께의 직선 패널(21)이다. 둘레부(22)에 관하여, 이는 원형이며 구멍(23)이 마련되어 있다. 다공판은 가장 바람직하게, 반경(R)과 반경(r) 사이에 규정된 영역(231) 내의 패널(21) 상에 배열되는 구멍(23)을 가지며(도 2 참조), R은 패널의 반경(a/2, 여기서, a=다공판의 직경)보다 작다. 제 1 반경은 예를 들어 패널 직경(a)의 약 70 내지 90 %이며, 제 2 반경은 예를 들어 패널 직경(a)의 10 내지 20%이다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 다공판(20)은 스테인레스 박강판과 같은 금속으로 형성된다. 대안적으로, 다공판은 예를 들어 알루미늄 시트로 구성된다. 다른 대체로 사용되는 금속 및/또는 금속 합금이 관련성이 있음을 주목해야 한다. 다른 고체, 바람직하게는 가요성 재료는 예를들어 아크릴 및 폴리카보네이트와 같은 플라스틱과 같은 다공판에 적용되는 것을 주목해야 한다.
대체로, 필터 요소(2)로 형성되는 다공판(20)은 다수의 방식으로 이행될 수 있다. 다공판(20) 내의 구멍의 형상, 크기, 수 및 배열은 달라질 수 있어서, 적용 분야에 따라 다공판의 직경 및 개구율이 달라질 수 있다. 다양한 선택적 다공판 구성이 본원 발명의 출원인의 유럽 특허 출원 EP 2275187에 개시되어 있다.
본원 발명의 바람직한 실시예에서, 디스크형 필터 요소(2)는 공기 투과성의 강체 재료로 구성된다. 공기 투과성이 있다는 것은 재료가 작은 구조적인 구멍을 갖는다는 사실에서 비롯되며, 즉 홀은 10 ㎛ 내지 10 mm의 범위 내의 직경을 가지며, 홀의 수는 공기 필터가 작동 중인 경우에 필터 요소에 걸쳐서 주요 압력차를 발생시키지 않기에 충분하다. 필터 요소 재료의 예는 무엇보다도, 밀도가 높은 금속(dense metal) 또는 플라스틱 메시(plastic mesh) 및 여과포(filter cloth) 등이다.
본 발명은 전술된 예시적인 실시예에만 제한되는 것은 아니지만, 다양한 변형이 가능한 반면에, 청구범위에 한정된 본원 발명의 개념의 사상 내에서 유지된다.

Claims (8)

  1. 공기 조화 시스템용 에어 필터(1)로서, 디스크형 필터 요소(2; 20), 및 상기 필터 요소를 회전시키기 위해 필터 요소에 연결되는 동력 유닛(3), 바람직하게는 전기 모터(3)를 포함하며, 상기 필터 요소는, 상기 필터 요소(2)가 환기 덕트(4)의 개구(4a) 외측에, 상기 개구로부터 제 1 거리(s)를 두고 상기 환기 덕트와 동심으로 위치되는 방식으로 상기 환기 덕트(4)와 연결되어 배열되며, 상기 환기 덕트는 에어 필터에 의해 정화된 공기(A)가 상기 개구를 통해 공급되는, 상기 에어 필터(1)에 있어서,
    상기 에어 필터는, 상기 환기 덕트의 개구(4a) 외측에, 상기 개구로부터 제 2 거리(k)를 두고 상기 환기 덕트(4)와 동심으로 배열되는 링형 칼라(5)를 더 포함하는 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 칼라(5)의 제 2 단부(52)는 상기 환기 덕트(4)의 직경(a), 특히 개구(4a)의 직경과 동일하거나 그 보다 큰 직경(h2)을 갖는 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 칼라(5)는 상기 개구(4a)를 향해 넓어지도록 구성되는 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 칼라(5)는 원뿔대 형상인 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  5. 제 1 항 내지 제 4 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 제 1 거리(s)는 상기 제 2 거리(k)보다 커서, 상기 필터 요소(2; 20)는 상기 칼라(5)에 의해 규정되는 공간(50) 내에 배치되는 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  6. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크형 필터 요소(2)는 동일한 두께의 직선 패널인 다공판(20)인 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  7. 제 6 항에 있어서,
    상기 다공판(20)은 금속, 바람직하게는 박강판으로 구성되는 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
  8. 제 1 항 내지 제 5 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 디스크형 필터 요소(2)는 공기 투과성 강체 재료로 구성되는 것을 특징으로 하는
    에어 필터.
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