KR20190029881A - 필터 조립체 및 이를 구비한 공기청정기 - Google Patents

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Abstract

필터 조립체가 개시된다. 개시된 필터조립체는 활성탄이 각각 채워지고, 연속적으로 연결된 다수의 필터모듈; 및 상기 다수의 필터모듈이 고정되는 프레임;을 포함하며, 상기 다수의 필터모듈은 상호 일정한 각도로 배치될 수 있다.

Description

필터 조립체 및 이를 구비한 공기청정기{FILTER ASSEMBLY AND AIR CLEANER HAVING THE SAME}
본 발명은 필터 조립체 및 이를 구비한 공기청정기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 다수의 필터모듈들이 상호 일정한 각도로 지그재그로 배치되어 탈취성능을 향상하면서 압력 손실의 상승을 방지할 수 있는 필터 조립체 및 이를 구비한 공기청정기에 관한 것이다.
공기청정기에 사용되는 필터는 그 기능에 따라 집진필터와 탈취필터로 구분된다. 탈취필터의 탈취성능은 CADR(Clean Air Delivery Rate, ㎥/h)로 나타낸다. 만약 공기가 필터를 통과하면서 발생하는 압력손실이 크다면 필터를 통과하는 공기량은 줄어 들기 때문에 CADR도 감소하게 된다. 따라서 탈취필터의 탈취성능은 탈취를 위한 구조와 함께 압력손실을 줄일 수 있는 구조를 모두 고려하여야 한다.
기존의 공기청정기에 사용되는 탈취필터를 포함하는 필터 조립체는 제작 편의 상 허니컴(Honeycomb) 형상을 가지는 복수의 셀을 형성하고 각 셀에 작은 입자로 이루어진 활성탄을 채워 사용하고 있다.
종래의 허니컴 형상의 필터 조립체는 활성탄을 각 셀에 약 60% 내지 70%를 채워서 사용한다. 이는 공기가 허니컴 형상의 필터 조립체를 원활하게 통과할 수 있는 통로를 마련하기 위함이다.
그런데 종래의 허니컴 형상의 필터 조립체는 각 셀에 활성탄을 가득 채울 수 없기 때문에 탈취성능이 저하될 수밖에 없다. 만약 탈취성능을 향상시키기 위해 각 셀에 활성탄을 가득 채운다면(예를 들면 100% 채운다면), 활성탄이 공기의 흐름을 막는 장애물이 되어 압력 손실이 증가하게 된다. 이에 따라 흡입모터에 과부하가 발생하고 이는 소비 전력이 증가의 요인이 된다.
따라서 종래의 허니컴 형상의 필터 조립체를 사용하는 경우 압력손실을 낮추기 위해 낮은 탈취성능을 감수해야 하는 문제가 있었다.
상기의 문제점을 해결하기 위해, 본 발명은 각 셀에 활성탄을 가득 채운 상태의 다수의 필터모듈들이 상호 일정한 각도로 지그재그로 배치되어 탈취성능을 향상하면서 압력 손실의 상승을 방지할 수 있는 된 필터 조립체를 제공하는 데 그 목적이 있다.
상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 활성탄이 각각 채워지고, 연속적으로 연결된 다수의 필터모듈; 및 상기 다수의 필터모듈이 고정되는 프레임;을 포함하며, 상기 다수의 필터모듈은 상호 일정한 각도로 배치된 필터 조립체가 제공될 수 있다.
상기 다수의 필터모듈은 상호 지그재그로 배치될 수 있다.
상기 필터 조립체는 상호 인접한 필터모듈을 연결하기 위해 서로 상기 필터모듈들이 상호 마주하는 측면에 부착된 네트 부재를 포함할 수 있다.
상기 네트 부재는 상기 활성탄의 입자 크기보다 작은 메쉬를 가질 수 있다.
각 필터모듈 간의 각도는 10도 내지 30도일 수 있다.
상기 다수의 필터모듈은 상기 활성탄이 채워지는 복수의 셀;을 포함할 수 있다.
상기 필터 조립체는 상기 필터모듈의 길이 방향을 따라 상기 필터모듈의 전면 및 후면에 간격을 두고 형성된 복수의 공기통과공을 포함할 수 있다.
상기 프레임은 상기 다수의 필터모듈을 일정한 각도로 유지하기 위해 상기 다수의 필터모듈의 상단 및 하단을 고정하는 다수의 가이드부가 형성될 수 있다.
상기 다수의 가이드부는 상기 다수의 필터모듈의 상단 및 하단이 삽입되는 결합 홈일 수 있다.
상기 다수의 가이드부는 다수의 필터모듈의 상단 및 하단의 외곽에 대응하도록 돌출된 리브일 수 있다.
상기 다수의 필터모듈의 상단과 하단이 상기 프레임의 내면에 부착될 수 있다.
또한, 본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해 공기 배출구가 형성되고, 외부 공기를 상기 공기 유입구로 흡입하여 상기 공기 배출구를 통해 외부로 배출하는 흡입모터를 구비한 본체; 상기 본체와 분리 가능하게 장착되고 공기 유입구가 형성된 전방커버; 및 상기 공기 유입구의 후방에 배치되는 필터 조립체;를 포함하고, 상기 필터조립체는 활성탄이 각각 채워지는 복수의 셀이 마련되고 지그재그로 배치되는 다수의 필터모듈을 포함하는 공기정화기를 제공할 수 있다.
상호 인접한 필터모듈은 상호 마주하는 측면에 부착된 네트 부재에 의해 연결되고, 상기 네트 부재는 상기 활성탄의 입자 크기보다 작은 메쉬를 가질 수 있다.
각 필터모듈 간의 각도는 10도 내지 30도일 수 있다.
상기 필터조립체는 상기 다수의 필터모듈을 일정한 각도로 유지하도록 상기 다수의 필터모듈의 상단 및 하단을 고정하는 프레임을 포함할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기를 나타내는 분해사시도이다.
도 2는 도 1에 도시된 필터 조립체의 복수의 필터모듈을 나타내는 사시도이다.
도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ 부분을 나타내는 확대도로서, 설명의 편의 상 각 필터모듈의 다수의 셀에 충진 되는 활성탄을 제거한 상태의 도면이다.
도 4는 다수의 필터모듈을 지그재그로 연결한 구조를 나타내는 평면도이다.
도 5는 단일의 필터모듈을 나타내는 사시도이다.
도 6은 도 5에 표시된 Ⅵ 부분을 나타내는 확대도이다.
도 7은 도 1에 도시된 필터 조립체의 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 8은 프레임의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 9 제1 각도로 상호 배치된 복수의 필터모듈을 나타내는 평면도이다.
도 10은 제1 각도보다 좁은 제2 각도로 상호 배치된 필터모듈을 나타내는 평면도이다.
도 11은 필터각도와 CADR(clean air delivery rate)의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 12는 필터각도와 압력 손실의 관계를 나타내는 그래프이다.
도 13은 필터모듈간의 각도가 25.6도일 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 14는 필터모듈간의 각도가 5.5도일 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
본 발명의 구성 및 효과를 충분히 이해하기 위하여, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들을 설명한다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라, 여러 가지 형태로 구현될 수 있고 다양한 변경을 가할 수 있다. 단지, 본 실시예들에 대한 설명은 본 발명의 개시가 완전하도록 하며, 본 발명이 속하는 기술 분야의 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위하여 제공되는 것이다. 첨부된 도면에서 구성 요소들은 설명의 편의를 위하여 그 크기를 실제보다 확대하여 도시한 것이며, 각 구성 요소의 비율은 과장되거나 축소될 수 있다.
제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용될 수 있다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다.
본 발명의 실시예들에서 사용되는 용어들은 다르게 정의되지 않는 한, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 통상적으로 알려진 의미로 해석될 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기청정기의 개략적인 구조를 먼저 설명하고, 공기청정기에 포함되는 필터 조립체의 구조를 상세하게 설명한다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기 청정기는 외부의 공기를 강제 흡입 유동하기 위한 흡입모터(미도시)를 구비한 본체(10)와, 본체(10) 내에 교체 가능하게 배치된 필터유닛(1000)을 포함할 수 있다.
본체(10)는 공기청정기(10)의 온/오프와 다양한 기능을 수행할 수 있도록 사용자 입력을 위한 조작 패널(4)이 구비될 수 있다.
조작 패널(4)은 사용자가 쉽게 접근할 수 있도록 본체(10)의 상부에 배치될 수 있으나, 이에 제한되지 않고 본체(10)의 측면이나 후면에 배치될 수도 있다. 조작 패널(4)은 사용자 입력과 함께 조작 상태를 표시할 수 있도록 터치 스크린으로 이루어질 수 있다. 대안적으로 조작 패널(4)은 별도의 디스플레이와, 디스플레이 주변에 배열된 다수의 입력 키를 구비할 수 있다.
본체(10)는 전방에 분리 가능하게 결합되는 전방 커버(11)를 구비한다. 전방 커버(11)는 소형의 공기 유입구(13)가 다수 형성된다.
본체(10)는 흡입모터의 구동에 따라 전방 커버(11)의 다수의 공기 유입구(13)를 통해 본체(10) 외측의 공기를 본체(10) 내부로 강제 흡입한다. 이때, 외부 공기에 포함된 먼지 및 기타 오염물질은 필터유닛(1000)을 거치면서 필터유닛(1000)에 포집된다.
본체(10)는 필터유닛(1000)을 통해 정화된 공기를 본체(10) 외측으로 배출하기 위한 공기 배출구(15)가 본체(10)의 상부에 형성된다. 이 경우, 공기 배출구(15)는 본체(10)의 상부에 한정되지 않고 본체의 측면이나 후면에 형성될 수도 있다.
본체(10)는 전방 내측에 필터유닛(1000) 수용되는 수용홈(17)이 형성된다. 이 경우, 흡입모터(미도시)는 흡입 유로 상에서 필터유닛(1000) 보다 하류에 배치되는 것이 바람직하다.
필터유닛(1000)은 본체(10)의 내부로부터 전방 커버(11) 측으로 필터 조립체(100), 필터 세이버(200), 프리 필터(pre-filter)(300)가 순차적으로 배치된다.
필터 조립체(100)는 초미세먼지를 포집하고 탈취 및 향균 가능한 재질로 이루어진다. 필터 조립체(100)는 도 2에 도시된 바와 같이 대략 사각 형상의 프레임(130)과, 프레임(130) 내측에 지그재그로 배치된 다수의 필터모듈(110)을 포함한다. 각 필터모듈(110)의 다수의 셀(111)에는 활성탄(115)이 각각 채워진다. 필터 조립체(100)의 구체적인 구조에 대해서는 후술한다.
필터 세이버(200)는 대전을 통해 먼지를 포집할 수 있는 전기 집진구조를 갖는다. 프리 필터(300)는 부직포로 이루어지거나, 필터의 눈이 매우 촘촘하게 타공된 금속막 또는 금속 망 형태로 이루어질 수 있다.
이하, 도 2 내지 도 7을 참조하여 필터 조립체(100)의 구조를 상세히 설명한다.
도 2는 도 1에 도시된 필터 조립체의 복수의 필터모듈을 나타내는 사시도이다. 도 3은 도 2에 표시된 Ⅲ 부분을 나타내는 확대도로서, 설명의 편의상 각 필터모듈의 다수의 셀에 충진되는 활성탄을 제거한 상태의 도면이다. 도 4는 다수의 필터모듈을 지그재그로 연결한 구조를 나타내는 평면도이다.
필터 조립체(100)는 도 2와 같이 얇고 길게 형성된 다수의 필터모듈(110)과, 다수의 필터 모듈(110)을 고정하는 프레임(130, 도 7 참조)으로 구성된다.
다수의 필터모듈(110)은 도 4와 같이 서로 인접한 한 쌍의 필터모듈이 각각 1매의 네트 부재(113)에 의해 연결된다. 이에 따라 다수의 필터모듈(110)은 일렬로 연속적으로 연결됨과 동시에 상호 일정한 각도(θ1, θ2)를 갖도록 지그재그로 배치된다.
도 3을 참조하면, 각 필터모듈(110)에 형성된 다수의 셀(111)은 활성탄(115)을 채우기 위한 공간으로 필터모듈(110)의 길이 방향으로 따라 배치된 세로격벽(114a)과 세로격벽(114a)을 가로지르는 다수의 가로격벽(114b)에 의해 마련된다. 활성탄은 각 셀(111)에는 활성탄을 가득 채운다(이 경우 활성탄의 가득 채우는 정도는 셀(111)에 100% 또는 100%에 가깝게 채우는 정도이다).
다수의 셀(111)의 형상은 도 3과 같이 사각형(또는 직사각형)일 수 있으나 그 형상에는 제한이 없다.
각 필터모듈(110)은 필터모듈(110)의 길이 방향을 따라 필터모듈(110)의 전면 및 후면에 각각 간격을 두고 다수의 공기통과공(112a, 112b)이 형성된다. 공기통과공(112a, 112b)은 다수의 셀(111)과 연통된다. 이에 따라 필터조립체(100)를 통과하는 공기는 공기통과공(112a, 112b)을 지나 활성탄이 충진된 셀(111) 내부로 유입될 수 있다. 따라서 필터모듈(110)은 공기가 통과할 수 있는 전체 면적이 증가하게 되므로 압력손실을 줄이고 탈취성능을 향상하는 데 일조할 수 있다. 공기통과공(112a, 112b)의 형상은 도 3과 같이 직사각형으로 형성된 것으로 도시하였으나, 이에 제한되지 않고 셀(111)에 충진된 활성탄이 빠져나가지 않을 수 있는 형상이면 어떤 형상이든 가능하다.
네트부재(net member)(113)는 셀(111)의 내부에 채워지는 활성탄이 빠져나가지 못하도록 활성탄의 입자 크기보다 작은 메쉬(mesh)를 가지며 플렉서블한 재질로 이루어진다. 이에 따라 셀(111)의 내부에 충진된 활성탄은 네트부재(113)에 의해 셀(111)에서 이탈되지 않고 셀(111) 내에 충진된 상태로 유지될 수 있다.
도 4를 참조하면 네트부재(113)는 상호 인접한 한 쌍의 필터모듈(110)을 연결하기 위해, 제1 및 제2 부분(113a, 113b)은 한 쌍의 필터모듈(110)들이 상호 마주하는 측면에 각각 부착된다. 한 쌍의 필터모듈(110)은 1매의 네트부재(113)를 통해 연결된다. 이와 같은 방식으로 나머지 필터모듈들(110)은 네트부재들(113)에 의해 연결된다.
이와 같이 네트부재들(113)에 의해 연결되는 다수의 필터모듈들(110)은 일렬로 연결되고, 지그재그로 배치될 수 있다.
도 5는 단일의 필터모듈을 나타내는 사시도이고, 도 6은 도 5에 표시된 Ⅵ 부분을 나타내는 확대도이다.
도 5 및 도 6을 참조하면, 단일 필터모듈(110)은 일정한 두께(t)를 가진 직육면체의 형상으로 구성된다.
본 실시예에서는 다수의 필터모듈이 다수의 네트부재에 의해 일렬로 연결되어 있는 것으로 설명하였으나, 이에 제한되지 않고 2매의 네트부재가 1개의 필터모듈의 양 측면에 각각 부착되는 경우도 가능하다. 이때 2개의 네트부재는 각각 필터모듈의 측면의 면적에 대응하는 면적을 갖도록 제작됨에 따라, 필터모듈에 인접한 다른 필터모듈에는 부착되지 않는다. 이로써, 단일 필터모듈은 모두 분리된 상태로 제작될 수 있다.
이렇게 각 필터모듈(110)은 개별로 제작되어 프레임(130, 도 7 참조) 에 별도로 장착될 수도 있다. 이 경우 단일의 필터모듈(110)이 파손되거나, 활성탄의 교체가 필요할 경우 해당 필터모듈(110)을 프레임(130)으로부터 분리하여 교체나 수리가 가능하다.
도 7은 도 1에 도시된 필터 조립체의 프레임을 나타내는 사시도이다.
도 7을 참조하면, 프레임(130)은 다수의 필터모듈(110)이 상호 일정한 각도로 지그재그로 배치된 상태를 유지하도록 필터모듈(110)을 고정할 수 있다.
프레임(130)은 다수의 필터모듈(110)의 상단을 지지하는 상부(131a), 다수의 필터모듈(110)의 하단을 지지하는 하부(131b), 상부(131a) 및 하부(131b)를 양단을 각각 연결하는 좌측부(131c) 및 우측부(131d)로 구성된다. 이 경우 좌측부(131c) 및 우측부(131d)는 다수의 필터모듈(110)의 양측의 외곽을 커버할 수 있다.
상부(131a)의 저면 및 하부(131b)의 상면에는 각각 다수의 필터모듈(110)이 일정한 각도(θ1, θ2, 도 4 참조)로 유지될 수 있도록, 다수의 필터모듈(110)의 상단(110a) 및 하단(110b)을 각각 고정하는 다수의 가이드 부(132)가 형성된다.
가이드 부(132)는 지그재그로 배치된 다수의 필터모듈의 상단(110a) 및 하단(110b)의 외곽에 대응하도록 돌출된 V자 형상의 리브(132)일 수 있다. 본 실시예에서는 다수의 리브(132)가 프레임(130)의 상부(131a)의 저면 및 하부(131b)의 상면에 모두 형성된 것으로 설명하지만, 이에 제한되지 않고 상부(131a)의 저면 및 하부(131b)의 상면 중 어느 한 곳에만 형성될 수 있다.
각 리브(132)는 필터모듈(110)이 이루는 각도(θ1, θ2, 도4 참조)와 대응되는 각도(θ3, θ4)로 구성되어, V자 형상 및 V자 형상의 180도 회전된 형상이 교대로 배치된다. 또한 V형상과 V자 형상의 180도 회전된 형상의 리브 사이의 갭(133)을 두고 배치된다. 갭(133)은 필터모듈(110)의 상단(110a) 및 하단(110b)이 다수의 리브에 의해 안정적으로 고정될 수 있도록 필터모듈(110)의 두께(t)만큼 이격 된다. 한편, 지그재그로 연결된 다수의 프레임(110)의 최 외곽에 배치된 프레임들은 리브(132)와 프레임의 좌측부(131c), 리브(132)와 프레임의 우측부(131d)에 의해 고정될 수 있다.
도 8은 프레임의 다른 예를 나타내는 사시도이다.
도 8을 참조하면, 프레임(140)은 도 7에 도시된 프레임(130)과 마찬가지로 상부(141a), 하부(141b) 및 좌측부(141c), 우측부(141d)를 구비한다. 프레임(140)의 상부(141a)의 저면 및 하부(141b)의 상면에 다수의 가이드 부가 형성된다.
각 가이드 부는 다수의 필터모듈의 상단(110a) 및 하단(110b)이 삽입될 수 있는 결합 홈(142)일 수 있다. 다수의 결합 홈(142)은 다수의 필터모듈(110)이 이루는 각도(θ1, θ2, 도4 참조)와 대응되는 각도(θ5, θ6)를 이루도록 배치된다. 이에 따라 일렬로 연결된 다수의 필터모듈(110)은 일정한 각도를 유지한 채 프레임(140)에 의해 고정될 수 있다.
또한, 다수의 필터모듈(110)은 리브 형상의 가이드 부 또는 홈 형상의 가이드 부에 의해 프레임(130,140)에 일정한 각도를 유지할 수 있다. 하지만, 이에 제한되지 않고, 다수의 필터모듈(110)은 상단(110a)과 하단(110b)이 각각 프레임의 상부 저면 및 하부 상면에 각각 본딩 됨으로써 일정한 각도를 유지할 수 있다. 이 경우, 프레임(130,140)에 별도의 가이드 부를 형성할 필요가 없다.
전술한 바와 같이 다수의 필터모듈(110)과 프레임(130,140)으로 구성된 필터조립체(100)는 본체(10)의 수용홈(17)에 분리 가능하게 삽입될 수 있다. 또한 필터 수명이 다하거나 수리가 필요할 경우 필터조립체(100)는 본체(10)의 수용홈(17)으로부터 쉽게 인출할 수 있다.
이하, 도 9 내지 도 12를 참조하여 필터모듈(110) 간의 배치 각도 및 효과에 대해서 상세히 설명한다.
도 9는 제1 각도로 상호 배치된 복수의 필터모듈을 나타내는 평면도이고, 도 10은 제1 각도보다 좁은 제2 각도로 상호 배치된 필터모듈을 나타내는 평면도이다.
도 9를 참조하면, 다수의 필터모듈(110)은 상호 일정한 제1 각도(θ7, θ8)로 지그재그로 배치된다. 이 경우, 필터모듈들(110)간의 각도 θ7 및 θ8는 동일한 각도일 수 있다.
도 10을 참조하면, 각 필터모듈(110) 간의 각도는 필요에 따라 제1 각도(θ7, θ8)보다 작은 제2 각도(θ9, θ10)로 이루어질 수 있다. 이때 제2 각도인 θ9 및 θ10은 동일한 각도일 수 있다.
각 필터모듈(110)은 폭(L)이 약 10mm 내지 60mm인 것이 바람직하다. 필터모듈(110)의 폭(L)이 10mm 미만일 경우, 공기와 접하는 필터의 접촉 면적이 좁아지게 되어 압력손실이 증가하고 CADR은 낮아져 탈취성능이 크게 저하되는 문제가 있다. 반대로 필터모듈(110)의 폭(L)이 60mm을 초과할 경우에는 공기와 접촉하는 필터의 접촉면적은 넓어지게 되나, 필터 조립체(100)의 부피가 커지게 되므로 전체적인 공기청정기의 크기가 증가하게 되는 문제가 있다.
도 11은 필터각도와 CADR의 관계를 나타내는 그래프이고, 도 12는 필터각도와 압력 손실의 관계를 나타내는 그래프이다.
종래의 허니컴 형상의 필터 조립체는 다수의 셀에 활성탄을 70% 채웠을 경우 압력손실이 약 18pa이고 CADR이 50㎥/h이다. 또한 다수의 셀에 활성탄을 100% 채웠을 경우 압력손실이 196pa 이상이고, CADR이 거의 0에 가까운 수준으로 나타났다.
이에 반해, 본 실시예에 따른 필터 조립체(100)는 다수의 필터모듈(110)이 지그재그로 배치되어 있어 종래의 허니컴 형태의 필터 조립체보다 공기가 통과할 수 있는 필터의 면적이 더 넓다. 따라서 다수의 필터모듈(110)의 셀(111)에 활성탄이 가득 차더라도 공기가 통과할 수 있는 필터의 면적이 넓기 때문에 압력손실의 상승을 방지함과 동시에 높은 CADR을 얻을 수 있다. 즉, 도 11 및 도 12의 그래프에서 알 수 있는 바와 같이, 다수의 셀(111)에 활성탄(115)을 가득 채운 다수의 필터모듈(110)이 10도 내지 30도로 배치되는 경우, 압력손실의 최대값은 24pa 미만이며 CADR은 최대 155㎥/h인 것을 알 수 있다.
이러한 점을 고려할 때, 도 11 및 12와 같이 다수의 셀에 활성탄을 100% 채운 다수의 필터모듈(110)은 낮은 압력손실과 높은 CADR 값을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서 일정한 각도로 지그재그 배치된 다수의 필터모듈(110)은 종래 허니컴 형상의 탈취필터보다 탈취성능이 뛰어난 것을 알 수 있다. 또한, 상호 일정한 각도로 지그재그 배치된 다수의 필터모듈(110)은 필터모듈(110)간 이루는 각도에 따라 CADR도 달라진다.
이하에서, 각 필터모듈(110) 간의 각도를 서로 다르게 설정함에 따라 다른 CADR이 얻어지는 것에 대해 도 13 및 도 14를 참조하여 설명한다.
도 13은 필터모듈간의 각도가 25.6도일 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이고, 도 14는 필터모듈간의 각도가 5.5도일 경우의 시뮬레이션 결과를 나타낸 도면이다.
도 13과 같이 필터모듈(110)의 각도(α)가 10도 내지 30도 일 경우에는 필터 모듈(110)을 통과하는 공기의 유로는 필터 두께(t) 방향과 거의 일치하게 된다. 이에 따라 필터모듈(110)를 통과하는 공기의 유로가 짧아지게 된다. (즉 공기의 유로가 최단거리에 가깝게) 이에 따라 필터모듈(110)의 통과하는 공기의 압력손실은 감소하며 CADR은 증가하게 된다. 또한 도 11 내지 도 12를 참조할 때, 필터모듈(110)의 각도(α)가 10 내지 30도일 경우 CADR은 155㎥/h로 최대값을 가지고 필터모듈(110)의 각도(α)가 증가함에 따라 CADR 값은 점차 감소하는 것을 알 수 있다. 또한, 압력손실은 12pa 내지 24pa로 종래 허니컴 형상의 압력손실이 196pa임을 고려할 때 낮은 압력손실임을 알 수 있다.
한편, 필터모듈(110)의 각도(β)가 10도 미만일 경우에는 필터 모듈(110)을 통과하는 공기의 유로는 필터 두께(t) 방향과 일치하지 않는다. 이에 따라 필터모듈(110)을 통과하는 공기 유로가 길어지게 된다. 이는 필터모듈(110)을 통과하는 공기의 압력손실이 증가하며 CADR은 감소하게 된다.
필터모듈(110)의 각도가 30도를 초과한 경우에는 필터 모듈(110)을 통과하는 공기의 유로는 필터 두께(t) 방향과 거의 일치할 것이다. 다만, 필터모듈(110)의 각도가 증가함에 따라 공기가 통과할 수 있는 필터의 접촉면적은 좁아지게 되어 필터모듈(110)의 각도가 10도 내지 30인 경우보다 공기의 압력손실은 증가하고 CADR은 감소하게 될 것이다. 또한, 도 12를 참조할 때 필터 모듈(110)의 각도가 30도를 초과하여 증가할 경우, 압력손실도 증가하는 것을 알 수 있다. 다만, 이러한 필터모듈(110)의 각도가 130도인 경우에도 압력손실도 최대 28pa로 종래 허니컴 형상의 압력손실이 196pa임을 고려할 때, 낮은 압력손실임을 알 수 있다.
앞서 살펴 본 바와 같이, 필터모듈(110)의 각도가 10도일 경우 최대 CADR값을 가지고, 30도일 경우 최소의 압력손실을 가지는 것을 알 수 있다. 따라서 필터모듈(110)을 통과하는 공기의 압력손실 및 CADR 모두 탈취성능의 주요한 변수인 것을 고려할 때, 필터모듈(110)의 각도가 10도 내지 30도 바람직하게는 25도 내지 30도인 경우 가장 이상적인 탈취성능이 구현 가능하다.
다만 이에 한정되지 않고, 설계상의 필요에 따라 필터모듈(110)간의 각도를 조절할 수 있는 것은 자명할 것이다.
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형 실시예는 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안 될 것이다.
1: 공기청정기 4: 조작 패널
10: 본체 11: 전방 커버
13: 공기 유입구 15: 공기 배출구
100: 필터 조립체 110: 필터모듈
111: 셀 112a, 112b: 공기통과공
113: 네트부재 115: 활성탄
130, 140: 프레임 132: 고정 리브
142: 결합 홈 L: 필터 폭
t: 필터 두께

Claims (15)

  1. 활성탄이 각각 채워지고, 연속적으로 연결된 다수의 필터모듈; 및
    상기 다수의 필터모듈이 고정되는 프레임;을 포함하며,
    상기 다수의 필터모듈은 상호 일정한 각도로 배치된 필터 조립체.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 필터모듈은 상호 지그재그로 배치된 필터 조립체.
  3. 제1항에 있어서,
    상호 인접한 필터모듈을 연결하기 위해 서로 상기 필터모듈들이 상호 마주하는 측면에 부착된 네트 부재를 포함하는 필터 조립체.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 네트 부재는 상기 활성탄의 입자 크기보다 작은 메쉬를 가지는 필터 조립체.
  5. 제1항에 있어서,
    각 필터모듈 간의 각도는 10도 내지 30도인 필터 조립체.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 필터모듈은 상기 활성탄이 채워지는 복수의 셀을 포함하는 필터 조립체.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 필터모듈의 길이 방향을 따라 상기 필터모듈의 전면 및 후면에 간격을 두고 형성된 복수의 공기통과공을 포함하는 필터 조립체.
  8. 제1항에 있어서,
    상기 프레임은 상기 다수의 필터모듈을 일정한 각도로 유지하기 위해 상기 다수의 필터모듈의 상단 및 하단을 고정하는 다수의 가이드부가 형성된 필터 조립체.
  9. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 가이드부는 상기 다수의 필터모듈의 상단 및 하단이 삽입되는 결합홈인 필터 조립체.
  10. 제8항에 있어서,
    상기 다수의 가이드부는 다수의 필터모듈의 상단 및 하단의 외곽에 대응하도록 돌출된 리브인 필터 조립체.
  11. 제1항에 있어서,
    상기 다수의 필터모듈의 상단과 하단이 상기 프레임의 내면에 부착되는 필터조립체.
  12. 공기 배출구가 형성되고, 외부 공기를 상기 공기 유입구로 흡입하여 상기 공기 배출구를 통해 외부로 배출하는 흡입모터를 구비한 본체;
    상기 본체와 분리가능하게 장착되고 공기 유입구가 형성된 전방커버; 및
    상기 공기 유입구의 후방에 배치되는 필터 조립체;를 포함하고
    상기 필터조립체는 활성탄이 각각 채워지는 복수의 셀이 마련되고 지그재그로 배치되는 다수의 필터모듈을 포함하는 공기정화기.
  13. 제12항에 있어서,
    상호 인접한 필터모듈은 상호 마주하는 측면에 부착된 네트 부재에 의해 연결되고,
    상기 네트 부재는 상기 활성탄의 입자 크기보다 작은 메쉬를 가지는 공기정화기.
  14. 제12항에 있어서,
    각 필터모듈 간의 각도는 10도 내지 30도인 공기정화기.
  15. 제12항에 있어서,
    상기 필터조립체는 상기 다수의 필터모듈을 일정한 각도로 유지하도록 상기 다수의 필터모듈의 상단 및 하단을 고정하는 프레임을 포함하는 공기정화기.
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