KR20180052252A - 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치 - Google Patents

미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치 Download PDF

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KR20180052252A
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Abstract

일실시예에 따르면, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터는 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부; 상기 필터부의 일측에 형성되어, 열을 공급하는 히터부; 및 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 형성되어, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 포함한다.

Description

미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치{AIR CLANING FILTER FOR ELIMINATING PARTICULATE MATTER AND HARMFUL GAS SIMULTANEOUSLY}
아래의 실시예들은 공기 정화 필터 및 장치에 관한 것으로, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치에 대한 기술이다.
깨끗한 공기는 삶의 질을 높이는 데 있어서 필수 조건으로, 실내 공기질(Indoor Air Quality)을 향상시키기 위한 공기 정화 장치의 수요가 급격히 증가하고 있다. 공기 정화 장치는 공기 중에 포함되어 있는 악취, 휘발성 유기 화합물(Volatile Organic Compounds; VOCs), 담배연기, 미세먼지 등과 같은 유해 물질을 정화하여 신선한 공기로 바꾸는 장치이다.
공기 정화 장치는 공기 정화 방식에 따라, 필터 방식, 전기 집진 방식 또는 워터 필터 방식으로 분류될 수 있다. 필터 방식의 공기 정화 장치는 부직포와 같은 다양한 필터에 포함되는 공극을 이용하여, 공극보다 크기가 큰 유해 물질을 필터링한다. 전기 집진 방식의 공기 정화 장치는 장치 내부에 고전압을 발생시켜 그 정전기로 유해 물질을 포집한다. 최근 개발되어 상용화된 워터 필터 방식의 공기 정화 장치의 경우, 물의 흡착력을 이용해 공기 중의 유해 물질을 침전시켜 공기를 정화한다.
이와 같은 공기 정화 방식 각각은 한 종류의 유해 물질만을 제거하기 때문에, 하나의 공기 정화 방식을 사용하는 공기 정화 장치는 한 종류의 유해 물질만을 제거하는 한계를 갖는다.
이에, 복수의 공기 정화 방식들을 이용함으로써, 다양한 유해 물질을 동시에 제거할 수 있는 공기 정화 장치가 요구된다.
일실시예들은 필터 방식 및 촉매 방식을 이용함으로써, 미세먼지 및 유해가스를 포함하는 다양한 유해 물질을 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치를 제공한다.
구체적으로, 일실시예들은 필터부에 포함되는 공극을 이용하여 미세먼지를 필터링하고, 촉매 물질의 촉매 연소 반응을 이용하여 유해 가스를 제거함으로써, 미세먼지 및 유해가스를 포함하는 다양한 유해 물질을 동시에 일괄적으로 제거하는 공기 정화 필터 및 장치를 제공한다.
이 때, 일실시예들은 공극을 포함하는 필터부와 촉매 물질 및 히터부가 일체형으로 제작되는 공기 정화 필터 및 장치를 제공한다.
일실시예에 따르면, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터는 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부; 상기 필터부의 일측에 형성되어, 열을 공급하는 히터부; 및 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 형성되어, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 포함한다.
상기 공기 정화 필터는 상기 히터부가 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 촉매 물질이 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 코팅되어, 일체형으로 제작될 수 있다.
상기 히터부 및 상기 촉매 물질은 상기 필터부 상에서 서로 다른 일측에 형성될 수 있다.
상기 필터부는 상기 히터부 및 상기 촉매 물질이 상기 필터부 상에서 서로 다른 일측에 형성되는 경우, 상기 히터부에 의해 공급되는 열이 상기 촉매 물질로 전달되도록 미리 설정된 값 이상의 열 전도율을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상기 히터부 및 상기 촉매 물질은 상기 필터부 상에서 동일한 일측에 형성될 수 있다.
상기 히터부 및 상기 촉매 물질은 상기 필터부의 내부에 포함되도록 형성될 수 있다.
상기 필터부는 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 대한 내열성을 갖는 물질로 맴브레인 형태 또는 섬유 형태 중 어느 하나로 형성될 수 있다.
상기 히터부는 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되도록 금속, 세라믹, 고분자, 반도체, 합금 또는 금속 산화물 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
상기 촉매 물질은 상기 유해가스와의 촉매 연소 반응을 발생시키는 산화 촉매 물질, 환원 촉매 물질 또는 삼원 촉매 물질 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
상기 히터부 및 상기 촉매 물질은 상기 필터부 상에서 상기 공극이 위치하지 않은 영역에 형성될 수 있다.
일실시예에 따르면, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터의 동작 방법은 필터부의 일측에 형성되는 히터부를 통하여 촉매 물질에 열을 공급하는 단계; 상기 필터부에 포함되는 공극을 이용하여 미세먼지를 필터링하는 단계; 및 상기 필터부의 일측에 형성되는 상기 촉매 물질을 기초로, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 단계를 포함한다.
상기 공기 정화 필터는 상기 히터부가 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 촉매 물질이 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 코팅되어, 일체형으로 제작될 수 있다.
일실시예에 따르면, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터의 제작 방법은 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부를 준비하는 단계; 및 열을 공급하는 히터부 및 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 상기 필터부와 일체형으로 제작하는 단계를 포함하고, 상기 히터부 및 상기 촉매 물질을 상기 필터부와 일체형으로 제작하는 단계는 상기 필터부의 일측에 상기 히터부를 형성하는 단계; 및 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 상기 촉매 물질을 코팅하는 단계를 포함한다.
일실시예에 따르면, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 장치는 공기 정화 필터; 및 상기 공기 정화 필터로 전원을 공급하는 전원부를 포함하고, 상기 공기 정화 필터는 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부; 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되어 열을 공급하는 히터부; 및 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 형성되어, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 포함한다.
상기 공기 정화 필터는 상기 히터부가 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 촉매 물질이 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 코팅되어, 일체형으로 제작될 수 있다.
일실시예들은 필터 방식 및 촉매 방식을 이용함으로써, 미세먼지 및 유해가스를 포함하는 다양한 유해 물질을 동시에 제거하는 공기 정화 필터 및 장치를 제공할 수 있다.
구체적으로, 일실시예들은 필터부에 포함되는 공극을 이용하여 미세먼지를 필터링하고, 촉매 물질의 촉매 연소 반응을 이용하여 유해 가스를 제거함으로써, 미세먼지 및 유해가스를 포함하는 다양한 유해 물질을 동시에 일괄적으로 제거하는 공기 정화 필터 및 장치를 제공할 수 있다.
이 때, 일실시예들은 공극을 포함하는 필터부와 촉매 물질 및 히터부가 일체형으로 제작되는 공기 정화 필터 및 장치를 제공할 수 있다.
도 1a 내지 1b는 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 도면이다.
도 2a 내지 2b는 다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 도면이다.
도 3은 일실시예에 따른 공기 정화 필터의 제작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4는 일실시예에 따른 공기 정화 필터의 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 5는 일실시예에 따른 공기 정화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 6은 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 블록도이다.
이하, 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다. 그러나 본 발명이 실시예들에 의해 제한되거나 한정되는 것은 아니다. 또한, 각 도면에 제시된 동일한 참조 부호는 동일한 부재를 나타낸다.
또한, 본 명세서에서 사용되는 용어(terminology)들은 본 발명의 바람직한 실시예를 적절히 표현하기 위해 사용된 용어들로서, 이는 사용자, 운용자의 의도 또는 본 발명이 속하는 분야의 관례 등에 따라 달라질 수 있다. 따라서, 본 용어들에 대한 정의는 본 명세서 전반에 걸친 내용을 토대로 내려져야 할 것이다.
도 1a 내지 1b는 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 1a는 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 정면도이고, 도 1b는 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 단면도이다.
도 1a 내지 1b를 참조하면, 일실시예에 따른 공기 정화 필터(110)는 필터부(111), 히터부(112) 및 촉매 물질(113)을 포함한다.
필터부(111)는 히터부(112)에 의해 공급되는 열에 대한 내열성을 갖는 물질(예컨대, 유리, 플라스틱 또는 금속 등의 물질)로 맴브레인 형태로 형성될 수 있다.
이 때, 필터부(111)는 미세먼지를 필터링하는 공극(114)을 포함하도록 형성된다. 따라서, 필터부(111)는 미세먼지의 크기보다 작은 공극(114)(예컨대, 공극(114)의 크기는 0.3um임)을 포함하도록 형성됨으로써, 공극(114)의 크기보다 큰 미세먼지(예컨대, 0.3um 크기를 초과하는 미세먼지)를 필터링할 수 있다. 이하, 필터부(111)가 공극(114)을 이용하여 미세먼지를 필터링하는 것으로 설명하나, 필터부(111)가 필터링하는 대상은 미세먼지에 한정되거나 제한되지 않고, 공극(114)의 크기보다 큰 입자를 갖는 모든 유해물질일 수 있다.
히터부(112)는 필터부(111)의 일측에 형성되어, 촉매 물질(113)에 열을 공급한다. 만약, 촉매 물질(113)이 도면과 같이 필터부(111)의 일측에 형성되는 경우, 히터부(112)는 필터부(111)에 열을 공급할 수 있고, 촉매 물질(113)이 히터부(112)의 일측에 형성되는 경우, 히터부(112)는 촉매 물질(113)에 직접적으로 열을 공급할 수 있다.
여기서, 히터부(112)는 전원부(120)로부터 공급되는 전원에 의해 발열되어 필터부(111)로 열을 공급할 수 있는 물질로 형성될 수 있다. 예를 들어, 히터부(112)는 전원부(120)로부터 공급되는 전원에 의해 발열되어 촉매 물질(113)로 열을 공급할 수 있는 금속, 세라믹, 고분자, 반도체, 합금 또는 금속 산화물 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
촉매 물질(113)은 필터부(111)의 일측에 형성되어, 히터부(112)에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거한다. 도면에는 촉매 물질(113)이 필터부(111)의 일측에 형성되는 경우로 도시되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 촉매 물질(113)은 히터부(112)의 일측에 형성될 수도 있다.
이에, 촉매 물질(113)은 유해가스와의 촉매 연소 반응을 발생시키는 산화 촉매 물질, 환원 촉매 물질 또는 삼원 촉매 물질일 수 있다. 예를 들어, 촉매 물질(113)은 촉매 연소 반응을 발생시키는 활성 금속 및 물질로서, Pt, Pd, Ag, Mo, V, Ni 또는 Au 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다. 이하, 촉매 물질(113)이 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 것으로 설명하나, 촉매 물질(113)이 제거하는 대상은 유해가스에 제한되거나 한정되지 않고, 필터부(111)에 포함되는 공극(114)이 필터링할 수 없는 공극(114)의 크기 이하의 입자를 갖는 모든 유해물질(예컨대, 공극(114)의 크기인 0.3um 이하의 입자 크기를 갖는 바이러스, 가스, 초미세먼지, 부유분진 등)일 수 있다.
촉매 연소 반응은 열로 유해 물질을 산화시키는 반응으로서, 기존에는 800 내지 1100도의 고온에서 유해 물질을 산화시켜야만 했다. 그러나 기존의 경우, 고온을 발생 및 유지하는데 비용이 많이 소모되는 단점이 있기 때문에, 일실시예에 따른 촉매 물질(113)로는 상온 내지 300도의 저온에서 촉매 연소 반응을 발생시키는 저온 촉매 연소 물질이 이용될 수 있다.
이와 같은 일실시예에 따른 공기 정화 필터(110)는 필터부(111), 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 통합된 일체형의 구조를 가질 수 있다. 예를 들어, 히터부(112)가 필터부(111)의 일측에 형성되고, 촉매 물질(113)이 필터부(111)의 일측에 코팅됨으로써, 공기 정화 필터(110)가 일체형으로 제작될 수 있다. 히터부(112)가 필터부(111)의 일측에 형성되는 방식으로는 기존에 알려진 다양한 증착 공정이 이용될 수 있고, 촉매 물질(113)이 필터부(111)의 일측에 코팅되는 방식으로는 기존에 알려진 다양한 코팅 공정이 이용될 수 있다.
그러나 이에 제한되거나 한정되지 않고, 필터부(111)에 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 다양한 방식으로 형성됨으로써, 필터부(111), 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 하나의 필터로 통합되어 제작될 수도 있다.
도면에는 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 각각 필터부(111) 상에서 서로 다른 일측(면)에 형성되는 것으로 도시되었으나, 이에 제한되거나 한정되지 않고, 필터부(111) 상에서 동일한 일측에 형성되거나, 필터부(111)의 내부에 포함되도록 형성될 수도 있다. 즉, 히터부(112) 및 촉매 물질(113)은 필터부(111)에 통합적으로 형성되는 것을 전제로 다양한 형태 또는 방식으로 구현될 수 있다.
이에, 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 필터부(111) 상에서 동일한 일측에 형성되는 경우, 필터부(111)의 일측에 히터부(112)가 형성되고, 그 상부(히터부(112)의 일측)에 촉매 물질(113)이 형성될 수 있다.
또한, 촉매 물질(113)은 필터부(111)의 내부에 포함되고, 히터부(112)가 필터부(111)의 일측에 형성될 수도 있다. 이러한 경우, 촉매 물질(113)을 포함하는 필터부(111)의 일측에 히터부(112)가 형성됨으로써, 필터부(111), 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 하나의 필터로 통합되어 제작될 수도 있다.
히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 필터부(111) 상에서 서로 다른 일측에 형성되는 경우, 히터부(112)에서 공급되는 열이 촉매 물질(113)로 전달되어야만 촉매 물질(113)이 유해가스를 제거할 수 있다. 이에, 필터부(111)는 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 필터부(111) 상에서 서로 다른 일측에 형성되는 경우, 히터부(112)에서 공급되는 열이 촉매 물질(113)로 전달되도록 미리 설정된 값 이상의 열 전도율을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
여기서, 히터부(112) 및 촉매 물질(113)은 필터부(111)가 공극을 이용하여 미세먼지를 필터링할 수 있도록 필터부(111) 상에서 공극(114)이 형성되지 않은 영역에 형성될 수 있다.
또한, 히터부(112) 및 촉매 물질(113)은 필터부(111)의 일측 상 극히 일부 영역에만 형성될 수도 있다.
이와 같이, 일실시예에 따른 공기 정화 필터(110)는 필터부(111), 히터부(112) 및 촉매 물질(113)이 통합된 일체형의 구조를 갖기 때문에, 소형화 및 경량화로 제작되어, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거할 수 있다.
또한, 공기 정화 필터(110)는 히터부(112)에서 열을 발생시켜, 필터부(111) 상의 습기를 증발시킴으로써, 필터부(111)에 발생될 수 있는 곰팡이를 방지할 수 있으며, 이로 인하여 필터링 동작의 수명을 크게 개선시킬 수 있다.
또한, 상술한 바와 같은 공기 정화 필터(110)가 전원부(120)와 같이 구성됨으로써, 공기 정화 장치가 구현될 수 있다.
또한, 촉매 물질(113)이 히터부(112)의 일측에 형성됨으로써, 촉매 물질(113)이 형성된 히터부(112)는 별도로 독립되어, 때에 따라 적응적으로 필터부(111)와 결합되어 이용될 수도 있다.
도 2a 내지 2b는 다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 도면이다. 구체적으로, 도 2a는 다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 정면도이고, 도 2b는 다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 단면도이다.
도 2a 내지 2b를 참조하면, 다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터(210)는 필터부(211), 히터부(212) 및 촉매 물질(213)을 포함한다. 이하, 다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터(210) 역시 도 1a 내지 1b를 참조하여 기재한 공기 정화 필터와 동일한 구조를 가지나, 필터부(211)의 형태가 도 1a 내지 1b에 설명된 필터부의 형태와 다르다는 점에서 상이하다.
구체적으로, 필터부(211)는 히터부(212)에 의해 공급되는 열에 대한 내열성을 갖는 물질(예컨대, 유리, 플라스틱 또는 금속 등의 물질)로 섬유 형태로 형성될 수 있다. 이러한 경우, 필터부(211)에 포함되는 공극(214)은 필터부(211)를 구성하는 섬유들이 서로 그물 형상을 갖게 됨으로써 형성될 수 있다.
따라서, 히터부(212) 및 촉매 물질(213)은 필터부(211)의 일측에 형성될 수 있도록 필터부(211)의 형태(섬유 형태)를 고려한 다양한 공정을 통하여 증착 또는 코팅될 수 있다.
다른 일실시예에 따른 공기 정화 필터(210) 역시 필터부(211)의 형태만 다를 뿐, 필터부(211), 히터부(212) 및 촉매 물질(213)이 통합된 일체형의 구조를 갖기 때문에, 소형화 및 경량화로 제작되어, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거할 수 있다.
또한, 마찬가지로, 공기 정화 필터(210)가 전원부(220)와 같이 구성됨으로써, 공기 정화 장치가 구현될 수 있다.
도 3은 일실시예에 따른 공기 정화 필터의 제작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 3을 참조하면, 일실시예에 따른 공기 정화 필터의 제작 방법은 공기 정화 필터 제작 시스템(이하, 제작 시스템)에 의해 수행된다.
제작 시스템은 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부를 준비한다(310).
예를 들어, 제작 시스템은 310 단계에서, 후술되는 히터부에 의해 공급되는 열에 대한 내열성을 갖는 물질로 맴브레인 형태 또는 섬유 형태 중 어느 하나로 필터부를 형성할 수 있다. 이 때, 제작 시스템은 미세먼지를 필터링할 수 있는 크기를 갖는 공극을 포함하도록 필터부를 형성할 수 있다.
그 후, 제작 시스템은 필터부에 열을 공급하는 히터부 및 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 필터부와 일체형으로 제작한다(320).
구체적으로, 320 단계에서, 제작 시스템은 필터부의 일측에 히터부를 형성하고, 필터부 또는 히터부의 일측에 촉매 물질을 코팅함으로써, 히터부 및 촉매 물질을 필터부와 일체형으로 제작할 수 있다.
이 때, 320 단계에서, 제작 시스템은 필터부 상에서 공극이 위치하지 않는 영역에 히터부 및 촉매 물질을 형성할 수 있다.
또한, 제작 시스템은 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되어 필터부로 열을 공급할 수 있는 물질로 히터부를 형성할 수 있다.
또한, 제작 시스템은 유해가스와의 촉매 연소 반응을 발생시키는 촉매 연소 물질을 포함하도록 촉매 물질을 형성할 수 있다.
320 단계에서, 제작 시스템은 히터부 및 촉매 물질을 필터부 상에서 서로 다른 일측에 형성하거나, 서로 동일한 일측에 형성하거나, 내부에 포함되도록 형성할 수 있다.
만약, 320 단계에서 히터부 및 촉매 물질을 필터부 상에서 서로 다른 일측에 형성하기로 한 경우, 제작 시스템은 310 단계에서, 히터부에 의해 공급되는 열이 촉매 물질로 전달되도록 미리 설정된 값 이상의 열 전도율을 갖는 물질로 필터부를 형성할 수 있다.
도 4는 일실시예에 따른 공기 정화 필터의 동작 방법을 나타낸 플로우 차트이다.
도 4를 참조하면, 일실시예에 따른 공기 정화 필터는 히터부가 필터부의 일측에 형성되고, 촉매 물질이 필터부 또는 히터부의 일측에 코팅됨으로써, 일체형으로 제작되어, 다음과 같이 동작할 수 있다.
우선, 공기 정화 필터는 필터부의 일측에 형성되는 히터부를 통하여 촉매 물질에 열을 공급한다(410). 예를 들어, 촉매 물질이 필터부의 일측에 형성되는 경우, 410 단계에서 공기 정화 필터는, 히터부를 통하여, 촉매 물질이 형성된 필터부의 일부분에 열을 공급할 수 있다(촉매 물질에 열을 공급하기 위하여). 만약, 촉매 물질이 히터부의 일측에 형성되는 경우, 공기 정화 필터는 히터부를 통하여, 촉매 물질에 직접적으로 열을 공급할 수 있다.
이어서, 공기 정화 필터는 필터부에 포함되는 공극을 이용하여 미세먼지를 필터링한다(420).
그 후, 공기 정화 필터는 필터부 또는 히터부의 일측에 형성되는 촉매 물질을 기초로, 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거한다(430).
도 5는 일실시예에 따른 공기 정화 장치를 나타낸 블록도이다.
도 5를 참조하면, 일실시예에 따른 공기 정화 장치(500)는 공기 정화 필터(510) 및 공기 정화 필터(510)로 전원을 공급하는 전원부(520)를 포함한다.
공기 정화 필터(510)는 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부, 필터부의 일측에 형성되어, 열을 공급하는 히터부 및 필터부 또는 히터부의 일측에 형성되어, 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 포함한다.
특히, 공기 정화 필터(510)는 필터부, 히터부 및 촉매 물질이 통합되어 일체형으로 제작될 수 있다. 이에 대한 상세한 설명은 도 6을 참조하여 기재하기로 한다.
도 6은 일실시예에 따른 공기 정화 필터를 나타낸 블록도이다.
도 6을 참조하면, 일실시예에 따른 공기 정화 필터(600)는 필터부(610), 히터부(620) 및 촉매 물질(630)을 포함한다.
필터부(610)는 미세먼지를 필터링하는 공극을 포함한다. 이 때, 필터부(610)는 히터부(620)에 의해 공급되는 열에 대한 내열성을 갖는 물질로 맴브레인 형태 또는 섬유 형태 중 어느 하나로 형성될 수 있다. 또한, 공극은 미세먼지를 필터링할 수 있는 크기를 갖도록 필터부(610) 상에 형성될 수 있다.
히터부(620)는 필터부(610)의 일측에 형성되어, 촉매 물질(630)에 열을 공급한다. 여기서, 히터부(620)는 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되도록 금속, 세라믹, 고분자, 반도체, 합금 또는 금속 산화물 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성될 수 있다.
촉매 물질(630)은 필터부(610) 또는 히터부(620)의 일측에 형성되어, 히터부(620)에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거한다. 이 때, 촉매 물질(630)은 유해가스와의 촉매 연소 반응을 발생시키는 금속 물질 및 물질로서, 산화 촉매 물질, 환원 촉매 물질 또는 삼원 촉매 물질 중 적어도 어느 하나를 포함할 수 있다. 예를 들어, 촉매 물질(630)은 Pt, Pd, Ag, Mo, V, Ni 또는 Au 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함할 수 있다.
이 때, 히터부(620) 및 촉매 물질(630)은 필터부(610) 상에서 공극이 위치하지 않는 영역에 형성될 수 있다.
또한, 히터부(620) 및 촉매 물질(630)은 필터부(610) 상에서 서로 다른 일측에 형성되거나, 서로 동일한 일측에 형성되거나, 내부에 포함되도록 형성될 수 있다.
만약, 히터부(620) 및 촉매 물질(630)이 필터부(610) 상에서 서로 다른 일측에 형성되는 경우, 필터부(610)는 히터부(620)에 의해 공급되는 열이 촉매 물질(630)로 전달되도록 미리 설정된 값 이상의 열 전도율을 갖는 물질로 형성될 수 있다.
상술한 바와 같이 히터부(620)가 필터부(610)의 일측에 형성되고, 촉매 물질(630)이 필터부(610) 또는 히터부(620)의 일측에 코팅됨으로써, 공기 정화 필터(600)는 일체형으로 제작될 수 있다.
이상과 같이 실시예들이 비록 한정된 실시예와 도면에 의해 설명되었으나, 해당 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 상기의 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 예를 들어, 설명된 기술들이 설명된 방법과 다른 순서로 수행되거나, 및/또는 설명된 시스템, 구조, 장치, 회로 등의 구성요소들이 설명된 방법과 다른 형태로 결합 또는 조합되거나, 다른 구성요소 또는 균등물에 의하여 대치되거나 치환되더라도 적절한 결과가 달성될 수 있다.
그러므로, 다른 구현들, 다른 실시예들 및 특허청구범위와 균등한 것들도 후술하는 특허청구범위의 범위에 속한다.

Claims (16)

  1. 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터에 있어서,
    미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부;
    상기 필터부의 일측에 형성되어, 열을 공급하는 히터부; 및
    상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 형성되어, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질
    을 포함하는 공기 정화 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 공기 정화 필터는
    상기 히터부가 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 촉매 물질이 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 코팅되어, 일체형으로 제작되는, 공기 정화 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 히터부 및 상기 촉매 물질은
    상기 필터부 상에서 서로 다른 일측에 형성되는, 공기 정화 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 필터부는
    상기 히터부 및 상기 촉매 물질이 상기 필터부 상에서 서로 다른 일측에 형성되는 경우, 상기 히터부에 의해 공급되는 열이 상기 촉매 물질로 전달되도록 미리 설정된 값 이상의 열 전도율을 갖는 물질로 형성되는, 공기 정화 필터.
  5. 제1항에 있어서,
    상기 히터부 및 상기 촉매 물질은
    상기 필터부 상에서 동일한 일측에 형성되는, 공기 정화 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 히터부 및 상기 촉매 물질은
    상기 필터부의 내부에 포함되도록 형성되는, 공기 정화 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터부는
    상기 히터부에 의해 공급되는 열에 대한 내열성을 갖는 물질로 맴브레인 형태 또는 섬유 형태 중 어느 하나로 형성되는, 공기 정화 필터.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 히터부는
    전원부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되도록 금속, 세라믹, 고분자, 반도체, 합금 또는 금속 중 적어도 어느 하나의 물질로 형성되는, 공기 정화 필터.
  9. 제1항에 있어서,
    상기 촉매 물질은
    상기 유해가스와의 촉매 연소 반응을 발생시키는 산화 촉매 물질, 환원 촉매 물질 또는 삼원 촉매 물질 중 적어도 어느 하나의 물질을 포함하는, 공기 정화 필터.
  10. 제1항에 있어서,
    상기 히터부 및 상기 촉매 물질은
    상기 필터부 상에서 상기 공극이 위치하지 않은 영역에 형성되는, 공기 정화 필터.
  11. 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터의 동작 방법에 있어서,
    필터부의 일측에 형성되는 히터부를 통하여 촉매 물질에 열을 공급하는 단계;
    상기 필터부에 포함되는 공극을 이용하여 미세먼지를 필터링하는 단계; 및
    상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 형성되는 상기 촉매 물질을 기초로, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 단계
    를 포함하는 공기 정화 필터의 동작 방법.
  12. 제11항에 있어서,
    상기 공기 정화 필터는
    상기 히터부가 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 촉매 물질이 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 코팅되어, 일체형으로 제작되는, 공기 정화 필터의 동작 방법.
  13. 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 필터의 제작 방법에 있어서,
    미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부를 준비하는 단계; 및
    열을 공급하는 히터부 및 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질을 상기 필터부와 일체형으로 제작하는 단계
    를 포함하고,
    상기 히터부 및 상기 촉매 물질을 상기 필터부와 일체형으로 제작하는 단계는
    상기 필터부의 일측에 상기 히터부를 형성하는 단계; 및
    상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 상기 촉매 물질을 코팅하는 단계
    를 포함하는 공기 정화 필터의 제작 방법.
  14. 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하는 공기 정화 장치에 있어서,
    공기 정화 필터; 및
    상기 공기 정화 필터로 전원을 공급하는 전원부
    를 포함하고,
    상기 공기 정화 필터는
    미세먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부;
    상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 전원부로부터 공급되는 전원에 의해 발열되어 열을 공급하는 히터부; 및
    상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 형성되어, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질
    을 포함하는 공기 정화 장치.
  15. 제14항에 있어서,
    상기 공기 정화 필터는
    상기 히터부가 상기 필터부의 일측에 형성되고, 상기 촉매 물질이 상기 필터부 또는 상기 히터부의 일측에 코팅되어, 일체형으로 제작되는, 공기 정화 장치.
  16. 공기 정화 필터에서, 미세먼지 및 유해가스를 동시에 제거하기 위하여, 미세 먼지를 필터링하는 공극을 포함하는 필터부와 결합되는 히터부에 있어서,
    열을 공급하는 히터부; 및
    상기 히터부의 일측에 형성되어, 상기 히터부에 의해 공급되는 열에 의한 촉매 연소 반응을 이용하여 유해가스를 제거하는 촉매 물질
    을 포함하는 히터부.
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