KR20170022965A - 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 이를 포함하는 필터 - Google Patents
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Abstract
본 발명에 의한 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 이를 포함하는 필터는 입경 크기가 다른 다수개의 유체 여과용 중공 입자를 포함하고, 상기 유체 여과용 중공 입자는 상기 입자를 관통하는 중공을 포함하는 구형입자이며, 표면에 다수개의 표면 돌기를 포함함에 따라 여과대상인 유체가 통과될 때의 투과도를 향상시키고, 여과대상인 유체와의 접촉 표면적을 넓혀 유체 여과 효과를 향상시킬 수 있고, 또한 다양한 형태를 갖는 필터에 적용가능 한 효과가 있다.
Description
본 발명은 여과 입자 집합체에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 이를 포함하는 필터에 관한 것이다.
최근들어 미세먼지 지수가 높아짐에 따라 각종 여과 장치에 대한 사람들의 수요가 늘어나고 있다. 유체 여과장치, 예를 들면, 공기청정기, 정수기 등은 기체 또는 액체를 여과하기 위한 중공(中空)을 포함하는 필터 입자를 구비하고 있다. 중공을 포함하는 필터 입자는 입자 내에 유체가 통과할 수 있는 구멍을 갖는 물질로, 유체에 포함된 각종 이물질들을 여과하여 유체의 청정도를 향상시킨다.
대한민국 공개특허공보 제2010-0038170호는 필터에 사용될 수 있는 구상 유기 폴리머-실리콘 화합물 복합 입자, 중공 입자 및 그들의 제조 방법에 관한 것으로, 평균 입자 지름이 5∼65㎚, 평균 진원도가 0.90 이상, 또한 실리콘 화합물의 쉘의 두께가 1∼20㎚인 중공 입자에 대해 개시하고 있다. 하지만, 이러한 중공을 포함하는 필터 입자는 정화대상인 유체가 통과될 때의 투과도가 낮다. 또한, 정화대상인 유체와의 접촉 표면적이 제한적이이고, 유체 여과가 반복됨에 따라 세균과 곰팡이 등을 여과하므로 다량의 세균과 곰팡이들이 서식한다. 이에, 유체 정화 효과가 떨어질 수 있다.
본 발명은 상기 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로서, 여과대상인 유체가 통과될 때의 투과도가 높고, 여과대상인 유체와의 접촉 표면적을 넓힐 수 있으며 또한, 유체 여과 효과를 향상시킬 수 있는 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 이를 포함하는 필터를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체는, 입경 크기가 다른 다수개의 유체 여과용 중공 입자를 포함하고, 상기 유체 여과용 중공 입자는 상기 입자를 관통하는 중공을 포함하는 구형입자이며, 표면에 다수개의 표면 돌기를 포함한다.
또한, 상기 표면 돌기의 길이 방향 연장선(A)은, 상기 표면 돌기가 위치되는 상기 유체 여과용 중공 입자의 일측을 지나는 접선(B)에 대하여 기설정된 각도로 경사질 수 있다.
또한, 상기 유체 여과용 중공 입자 집합체는 입경이 0.001 ~ 0.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 30 ~ 40부피%, 입경이 1.0 ~ 9.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 40 ~ 50 부피%, 및 입경이 10 ~ 100.0 ㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 10 ~ 30 부피%를 포함할 수 있다.
또한, 상기 유체 여과용 중공 입자 총 부피에 대하여 상기 중공이 차지하는 부피는 30 ~ 70 부피%일 수 있다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명의 다른 측면에 따른 필터는 본 발명의 유체 여과용 중공 입자 집합체를 포함한다.
본 발명에 의한 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 이를 포함하는 필터를 따르면 여과대상인 유체가 통과될 때의 투과도를 향상시키고, 여과대상인 유체와의 접촉 표면적을 넓혀 유체 여과 효과를 향상시킬 수 있으며, 또한 다양한 형태를 갖는 필터 제조가 가능한 효과가 있다.
도 1 및 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체의 단면도이다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체의 단면도이다.
이하에서는 첨부된 도면을 참조로 하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 이를 포함하는 필터를 상세히 설명한다. 우선, 도면들 중, 동일한 구성요소 또는 부품들은 가능한 한 동일한 참조부호로 나타내고 있음에 유의하여야 한다. 본 발명을 설명함에 있어, 관련된 공지 기능 혹은 구성에 관한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.
본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체는 다수개의 여과 입자들이 모여 이루어진 덩어리 형태일 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자의 단면도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자는 여과 입자를 관통하는 적어도 하나의 중공(10)을 포함하는 중공 구형입자이며, 표면에 다수개의 표면 돌기(20)를 포함한다. 이때, 상기 유체 여과용 중공 입자를 구성하는 물질은 해당 분야 지식을 가진 자가 용이하게 사용할 수 있는 물질은 모두 사용가능하며, 일예로 세라믹을 사용할 수 있다.
상기 유체 여과용 중공 입자는 은, 구리, 아연, 카드뮴, 수은, 안티몬, 금, 알루미늄, 백금, 팔라듐, 활성 알루미나, 제올라이트, 규조토, 규산염, 알루미노실리케이트, 산화망간, 산화철, 산화마그네슘, 퍼라이트, 탈크, 및 활성탄으로 이루어진 군으로부터 선택되는 적어도 하나의 항균물질을 포함할 수 있다. 항균물질을 포함함에 따라 유체의 항균성을 향상시키고 동시에, 유체 여과용 중공 입자에 대한 여과 물질 흡착성을 향상시킬 수 있다.
상기 중공(10)은 여과 입자를 관통하여 형성된다. 이에, 여과 대상의 유체와 접촉 표면적을 넓힐 수 있다. 동시에, 여과 입자에 대한 여과 대상의 유체 투과성을 향상시킬 수 있다.
이때, 상기 유체 여과용 중공 입자 총 부피에 대하여 상기 중공이 차지하는 부피는 30 ~ 70 부피%일 수 있고, 더욱 바람직하게는 40 ~ 60 부피%일 수 있다. 상기 유체 여과용 중공 입자 총 부피에 대하여 상기 중공이 차지하는 부피가 30 부피% 미만일 경우 여과 대상의 유체와 접촉 표면적이 제한적일 수 있어 여과 효율이 낮아질 수 있고, 여과 입자에 대한 여과 대상의 유체 투과성이 낮아질 수 있다. 또한, 상기 유체 여과용 중공 입자 총 부피에 대하여 상기 중공이 차지하는 부피가 70 부피%를 초과할 경우 상기 유체 여과용 중공 입자를 통과하는 유체에 의해 결함이 생길 수 있어 수명이 짧아질 수 있다.
다음으로, 표면 돌기(20, 20')에 대해 설명한다. 도 1의 (a)를 참조하면, 상기 표면 돌기(20)는 상기 유체 여과용 중공 입자의 표면에 볼록하게 형성된 돌기로 여과 대상과의 접촉 표면적을 넓혀 여과 효율을 향상시킬 수 있다. 또한, 상기 표면 돌기(20, 20')는 도 1의 (b)에 도시 된 바와 같이 상기 중공(10) 내 표면에도 볼록하게 형성될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자의 단면도들이다.
도 2를 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자에서, 상기 표면 돌기(20)의 길이 방향 연장선(A)은, 상기 표면 돌기(20)가 위치되는 상기 유체 여과용 중공 입자의 일측을 지나는 접선(B)에 대하여 기설정된 각도로 경사질 수 있다. 이에, 상기 유체 여과용 중공 입자에 기체 또는 액체와 같은 여과 대상이 통과할 때, 별도의 외력 또는 공정 없이 상기 여과 대상 내에서 상기 유체 여과용 중공 입자가 일방향으로 회전운동을 하게 된다. 이에, 여과 입자에 대한 여과 대상의 유체 투과성을 향상시킬 수 있다. 또한, 여과 효율을 향상시킬 수 있다.
상기 표면 돌기(20)의 길이 방향 연장선(A)은, 상기 표면 돌기(20)가 위치되는 상기 유체 여과용 중공 입자의 일측을 지나는 접선(B)에 대하여 10 ~ 80 ° 로 경사질 수 있고, 더욱 바람직하게는 30 ~ 60 °로 경사질 수 있다. 상기 경사각이 10 ° 미만이거나 80 °를 초과할 경우 상기 여과 대상 내의 상기 유체 여과용 중공 입자 회전운동 속도가 낮아져 여과 효율 향상이 제한적일 수 있다.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체의 단면도이다.
도 3을 참조하면, 본 발명의 일실시예에 따른 유체 여과용 중공 입자 집합체는 입경 크기가 다른 다수개의 유체 여과용 중공 입자를 포함한다. 이에, 여과대상 유체 내의 다양한 크기의 이물질을 제거할 수 있다. 또한, 유체 투과성이 우수함과 동시에 여과 효율을 향상시킬 수 있다. 구체적으로, 입경 크기가 작은 여과용 입자만을 포함하는 여과 입자 집합체와 비교하여 유체 투과성이 우수하다. 그리고, 입경 크기가 큰 여과용 입자만을 포함하는 여과 입자 집합체와 비교하여 여과 효율 높은 장점이 있다.
구체적으로, 입경이 0.001 ~ 0.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 30 ~ 40부피%, 입경이 1.0 ~ 9.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 40 ~ 50 부피%, 및 입경이 10 ~ 100.0 ㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 10 ~ 30 부피%를 포함할 수 있다. 입경이 0.001 ~ 0.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자가 30 부피% 미만일 경우 여과 효율이 떨어질 수 있고 40 부피%를 초과하는 경우 여과용 중공 입자 집합체에 대한 유체의 투과성이 떨어질 수 있다. 입경이 1.0 ~ 9.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자가 40 부피% 미만일 경우 여과 효율이 떨어질 수 있고 50 부피%를 초과하는 경우 여과용 중공 입자 집합체에 대한 유체의 투과성이 떨어질 수 있다. 또한, 입경이 10 ~ 100.0 ㎛ 인 유체 여과용 중공 입자가 10 부피% 미만일 경우 여과용 중공 입자 집합체에 대한 유체의 투과성이 떨어질 수 있고 30 부피%를 초과할 경우 여과 효율이 떨어질 수 있다.
다음으로, 본 발명의 일실시예에 따른 필터를 설명한다. 상기 전술된 본 발명의 유체 여과용 중공 입자 집합체를 포함한다. 일예로, 상기 필터는 상기 유체 여과용 중공 입자 집합체 및 상기 유체 여과용 중공 입자 집합체를 하우징하는 하우징으로 이루어질 수 있다. 상기 필터는 본 발명의 유체 여과용 중공 입자 집합체를 포함함에 따라 유체 투과성이 우수하고 여과 효율이 우수한 효과가 있다. 또한, 종래의 경우 대부분 유체 여과용 필터로 권취된 형태의 부직포 필터를 사용함에 따라 필터의 모양이 한정적일 수 밖에 없었다. 하지만 본 발명의 여과용 중공 입자 집합체는 입경 크기가 다른 다수개의 여과용 중공 입자를 포함하므로 다양한 형태의 하우징 내에 충진되는 것이 가능하다. 이에, 다양한 형태의 필터 제조가 가능하다.
이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시 예를 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야의 당업자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적 특징을 변경하지 않고 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다.
그러므로 이상에서 기술한 실시 예는 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적인 것이 아닌 것으로서 이해되어야 하고, 본 발명의 범위는 후술하는 청구범위에 의하여 나타내어지며, 청구범위의 의미 및 범위 그리고 그 등가개념으로부터 도출되는 모든 변경 또는 변형된 형태가 본 발명의 범위에 포함되는 것으로 해석되어야 한다.
10 : 중공
20 : 표면 돌기
Claims (5)
- 입경 크기가 다른 다수개의 유체 여과용 중공 입자를 포함하되,
상기 유체 여과용 중공 입자는 상기 입자를 관통하는 중공을 포함하는 구형입자이며, 표면에 다수개의 표면 돌기를 포함하는 유체 여과용 중공 입자 집합체. - 제1항에 있어서,
상기 표면 돌기의 길이 방향 연장선(A)은, 상기 표면 돌기가 위치되는 상기 유체 여과용 중공 입자의 일측을 지나는 접선(B)에 대하여 기설정된 각도로 경사지는 유체 여과용 중공 입자 집합체. - 제1항에 있어서,
입경이 0.001 ~ 0.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 30 ~ 40부피%, 입경이 1.0 ~ 9.999㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 40 ~ 50 부피%, 및 입경이 10 ~ 100.0 ㎛ 인 유체 여과용 중공 입자 10 ~ 30 부피%를 포함하는 유체 여과용 중공 입자 집합체. - 제1항에 있어서,
상기 유체 여과용 중공 입자 총 부피에 대하여 상기 중공이 차지하는 부피는 30 ~ 70 부피%인 유체 여과용 중공 입자 집합체. - 제1항 내지 제4항 중 어느 한 항의 유체 여과용 중공 입자 집합체를 포함하는 필터.
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