KR20190059170A - 유체정화 필터 - Google Patents

Abstract

본 발명은 유체정화용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 정전기를 가지고 있는 선형의 필터실을 인접, 배치하여 필터를 구현함으로써 부피와 크기가 작고 구조가 간결, 단순할 뿐만 아니라 유로를 안정적으로 확보하면서도 단위 체적당 여과면적이 증가되도록 함으로써 정화효율을 향상시킬 수 있는 유체정화용 필터에 관한 것이다.
본 발명에 따른 유체정화용 필터는 유체정화용 필터에 있어서, 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실; 상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부; 및 상기 필터실이 권취되는 권취베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

Description

유체정화용 필터{FLUID CLEANING FILTER}

본 발명은 유체정화용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 정전기를 가지고 있는 선형의 필터실을 인접, 배치하여 필터를 구현함으로써 부피와 크기가 작고 구조가 간결, 단순할 뿐만 아니라 유로를 안정적으로 확보하면서도 단위 체적당 여과면적이 증가되도록 함으로써 정화효율을 향상시킬 수 있는 유체정화용 필터에 관한 것이다.

일반적으로, 실내에서 공기 중에 포함된 이물질, 곰팡이 등을 제거하여 공기를 정화하는 용도로 공기청정기가 널리 사용되고 있다.

공기청정기는 하우징의 내부에 여과작용을 수행한 공기청정 필터와, 흡인력을 인가하는 흡인팬 등이 구비된 구조로 되어 있고, 공기청정 필터는 일정 기간이나 사용시간에 후에 교체하도록 되어 있다.

그리고, 공기청정 필터는 직포, 부직포 등으로 구성된 여과식 필터가 주로 사용되고 있으나 통상 20 내지 30미크론 이상의 이물질만을 제거할 수 있으므로 미세한 크기의 이물질을 포집할 수 없는 한계점이 있다.

이에 따라 근래에는 대한민국 등록특허공보 등록번호 제10-0481289호로 개시된 바와 같이 정전기를 이용하여 이물질을 포집할 수 있는 공기 청정 필터가 제안되어 있다.

상기한 공기 청정 필터는 도1에 도시된 바와 같이 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등의 고분자 합성수지 필름(1)에 10 내지 40kV의 코로나 방전장치 등의 하전장치에 의하여 하전을 함과 동시에 다수의 돌기(2)를 형성하고, 상기 필름(1)을 통형상으로 감아서 공기의 흐름방향과 평행한 통기로(3)를 형성하여서 된 것이다.

전술한 종래 공기 청정 필터는 고분자 합성수지 필름에 하전을 함과 동시에 다수의 돌기를 형성한 후 이를 통 형상으로 감아 형성함에 따라 공기가 통기로와 평행하게 흐르므로 압력손실이 작으면서 집진효율을 양호하게 할 수 있고, 미세 분진까지 집진함으로써 산성 또는 알카리성 가스 등의 냄새도 양호하게 정화할 수 있지만, 이하와 같은 문제점을 수반하는 한계점이 있다.

먼저, 전술한 종래 공기 청정 필터는 면적이 넓은 필름지를 주 소재로 하여 둥글게 말아서 형성하는 것이므로 비교적 필터의 부피가 크고 필터의 폭, 두께, 형상 등을 자유롭게 형성할 수 없는 단점이 있다. 이로 인해 필터가 내장되는 공기청정기 하우징의 외관이 지나치게 커지거나 특정 형태로 정해져야 하므로 설계에 제한이 따르고, 적용이 제한이 따르는 문제점이 있다.

그리고, 전술한 종래 공기 청정 필터는 필름 표면에 돌출된 돌기(2)에 의해 이격, 형성된 통기로(3)가 비교적 넓고 클 뿐만 아니라 통기로의 단면구조가 단순하여 미세한 이물질이 여과되지 않고 쉽게 통과하므로 미세 이물질의 제거효율이 낮은 한계점이 있다.

그리고, 전술한 종래 공기 청정 필터는 골격의 기능을 수행하는 부분이 매끈한 필름지이고, 돌기 또한 필름지 표면에 돌출된 것이므로 매끈하여 이물질이 쉽게 부착되지 않을 뿐만 아니라 부착되더라도 쉽게 이탈되므로 이물질이 그대로 재방출되는 단점이 있다.

한국등록특허 등록번호 제10-0481289호 "공기 청정 필터" 한국등록특허 등록번호 제10-0528847호 "공기 청정 필터장치" 한국등록특허 등록번호 제10-031O274호 "정전기 에어 필터 소재 및 이의 제조방법"

본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 정전기를 가지고 있는 선형의 필터실을 인접, 배치하여 필터를 구현함으로써 부피와 크기가 작고 구조가 간결, 단순한 유체정화용 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.

그리고, 본 발명은 상기 내용에 착안하여 제안된 것으로, 유로를 안정적으로 확보하면서도 단위 체적당 여과면적이 증가되도록 함으로써 정화효율을 향상시킬 수 있도록 한 유체정화용 필터를 제공하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 유체정화용 필터에 있어서, 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실이 배열되어 구성된 것을 특징으로 한다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 유체정화용 필터에 있어서, 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실; 및 상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 한다.

한편, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 유체정화용 필터에 있어서, 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실; 상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부; 및 상기 필터실이 권취되는 권취베이스를 포함하는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 권취베이스는 봉상체로 구성될 수 있다.

바람직하게 상기 권취베이스는, 상기 필터실이 권취되는 봉상체; 상기 봉상체의 일단에 형성되고 통기공이 천공된 제1 커버플레이트; 및 상기 봉상체의 타단에 형성되고 통기공이 천공된 제2 커버플레이트를 포함하여 구성될 수 있다.

그리고, 상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 유체정화용 필터에 있어서, 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실, 및 상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부를 구비하되, 복수의 상기 필터실이 인접하여 배열, 구성된 것을 특징으로 한다.

여기서, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 복수의 상기 필터실이 내장되는 공간부가 형성된 통체가 더 구성될 수 있다.

상기 이격부는 상기 필터실에 형성되는 이격돌부로 구성될 수 있다.

그리고, 상기 이격부는 상기 필터실에 돌부를 형성하도록 권취되는 이격실로 구성될 수 있다.

한편, 상기 필터실은 고분자 합성수지로 형성된 복수 가닥의 필라멘트사로 이루어진 섬유사; 고분자 합성수지로 형성된 수지층이 중심선에 적층된 것; 고분자 합성수지로 형성된 필름지를 절단한 필름지 세선으로 구성된 것; 직경이 서로 다른 복수 가닥의 고분자 합성수지로 형성된 섬유사가 합사되어 구성된 것; 고분자 합성수지로 형성된 중심선과, 상기 중심선의 표면에 형성되는 다수의 기모로 구성된 것이 선택되어 적용될 수 있다.

그리고, 상기 필터실은 보조여과입자가 구비될 수 있다.

한편, 상기 필터실은 조사되는 광에 의한 광촉매반응을 수행하도록 광촉매물질을 포함하는 광촉매부를 포함하여 구성될 수 있다.

여기서, 상기 광촉매부는 상기 필터실에 상기 광촉매물질이 부착되어 형성된 광촉매층로 구성될 수 있고, 그리고, 상기 광촉매부를 향해 광을 조사하도록 배치되는 광조사부가 배치될 수 있다.

상기 광조사부는 상기 광조사부로부터 인가되는 광을 상기 광촉매부에 조사하는 광전달부가 구비되고, 상기 광전달부는 코어(core)와 상기 코어를 둘러싸는 클래딩(cladding)을 포함하되, 외부로 광이 유출될 수 있도록 상기 클래딩에 다수의 슬릿이 형성된 광섬유사; 또는 광의 투과가 가능한 투명 모노필라멘트사로 구성될 수 있다.

그리고, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 정전기발생전위를 발생하는 정전기발생모듈; 및 상기 정전기발생모듈로부터 발생된 정전기발생전위가 인가되는 방전전극을 포함하는 정전기발생장치가 구성될 수 있다.

상기 방전전극은 상기 필터실에 동반 배치되는 도전선으로 구성될 수 있다.

또한, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 상기 필터실에 동반, 배치되고 바이러스 또는 곰팡이균의 살균을 위해 전원의 공급시에 발열되는 열선이 구성될 수 있다.

본 발명에 따른 유체정화용 필터에 의하면, 정전기를 가지고 있는 선형의 필터실이 인접, 배치되어 있고, 이격부에 의해 미세한 지그재그 구조의 유로가 형성되어 있으므로 이동되는 공기와의 여과면적 및 접촉시간이 필름지 등과 같은 매끄러운 소재로 형성된 종래 공기청정 필터와 비교할 때 현저히 증가되므로 정화효율이 향상되는 효과가 있다.

그리고, 본 발명에 따른 유체정화용 필터에 의하면, 필터실이 수많은 필라멘트사로 이루어진 섬유사 조직이므로 미세 입자와 같은 이물질이 용이하게 흡착될 뿐만 아니라 가늘고 미세한 필라멘트사에 이물질이 부착될 경우 쉽게 이탈되지 않아서 정화작용을 수행한 후에 이물질의 이탈로 인해 공기를 재오염 시키는 종래 필터의 문제점을 해소할 수 있고, 공기 정화작용의 안정성을 확보할 수 있는 효과가 있다.

또한, 본 발명에 따른 유체정화용 필터는 다수 가닥의 필라멘트사로 이루어진 필터실이 권취된 구조이므로 단위 체적당 공기와의 접촉면적이 상대적으로 증가됨에 따라 공기가 단거리를 이동하더라도 이물질의 제거효율을 향상시킬 수 있다. 이로 인해 필터의 폭이나 두께를 최소화할 수 있어서 필터가 내장되는 공기청정기의 전체적인 크기, 두께, 부피를 줄여 컴팩트 한 제품을 구현할 수 있는 장점이 있다

도1은 종래 공기청정 필터를 설명하기 위한 도면,
도2a 내지 도2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터를 설명하기 위한 도면으로서, 도2a는 사시도, 도2b는 단면도이고, 도2c는 유체정화용 필터에 적용되는 필터실 일 예의 일부를 확대 도시한 사시도이다.
도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터에 적용되는 필터실의 다른 형태를 나타낸 사시도,
도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 작용을 설명하기 위한 도면,
도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 제1 변형예를 설명하기 위한 사시도,
도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 제2 변형예를 설명하기 위한 요부 사시도,
도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체정화용 필터를 나타낸 사시도이다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 도면 도2a 내지 도7에 의거하여 상세히 설명하고, 도2a 내지 도7에 있어서 동일한 구성 요소에 대해서는 동일한 참조번호를 부여한다. 한편 각 도면에서 일반적인 기술로부터 이 분야의 종사자들이 용이하게 알 수 있는 구성과 그에 대한 작용 및 효과에 대한 도시 및 상세한 설명은 간략히 하거나 생략하고 본 발명과 관련된 부분들을 중심으로 도시하였다.

도2a 내지 도2c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터를 설명하기 위한 도면으로서, 도2a는 사시도, 도2b는 단면도이고, 도2c는 유체정화용 필터에 적용되는 필터실 일 예의 일부를 확대 도시한 사시도이다.

도2a 내지 도2c를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 유체에 포함된 미세먼지, 냄새, 또는 바이러스나 곰팡이균과 같은 이물질을 제거하여 정화하도록 선형부재로 형성된 필터실(1)이 배열되어 구성된 것으로, 물과 같은 액체의 정화에도 이용할 수 있지만 이하 실시예에서는 공기의 정화용으로 구성된 예를 기준으로 설명한다.

필터실(1)은 폴리프로필렌, 폴리에틸렌 등과 같은 고분자 합성수지로 형성되어 10 내지 40kV의 코로나 방전장치 등의 하전장치에 의하여 하전하여 정전기를 가지고 있도록 구성한 것이다.

여기서 필터실(1)은 도2c에 도시된 바와 같이 섬유 방사공정을 통해 얻어지는 다수 가닥의 필라멘트사(11,'필라멘트 섬유'로도 호칭됨)로 이루어진 섬유사를 대표적으로 이용할 수 있지만, 이하에서 구체적으로 설명되는 바와 같은 특별히 고안된 다양한 선재를 이용할 수 있다.

그리고, 필터실(1)은 인접하여 배치된 상태에서 정화대상 유체인 유체가 유동될 수 있는 유로가 형성되도록 필터실 사이를 이격시키는 이격부(2)가 구성되어 있다.

상기 이격부(2)는 고분자 합성수지 입자가 필터실(1)에 부착, 형성되는 이격돌부(21)로 구성된다.

그리고, 이격돌부(21)는 탈취 및 항균 작용을 수행하는 숯알갱이, 황토알갱이 등과 같은 기능성물질로 형성된 보조여과입자(미도시)로도 구성될 수 있다. 이러한 보조여과입자는 발산되는 원적외선 등의 성분이 이동되는 공기와 작용하여 보조적인 공기 정화기능을 수행할 수 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 필터실(1)이 권취되는 권취베이스(3)가 구성되어 있다.

상기 권취베이스(3)는 필터실(1)이 감김되는 통 형상의 봉상체(31) 만 구비한 구조로도 구성될 수 있지만, 본 실시예에서 권취베이스(3)는 도2a 및 도2b에 도시된 바와 같이 필터실(1)이 권취되는 봉상체(31), 이 봉상체(31)의 일단에 형성되고 통기공(321)이 천공된 제1 커버플레이트(32), 및 봉상체(31)의 타단에 형성되고 통기공(331)이 천공된 제2 커버플레이트(33)로 구성되어 있다.

첨부도면, 도3a 내지 도3c는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터에 적용되는 필터실의 다른 형태를 나타낸 사시도로서, 일부를 확대하여 나타낸 것이다.

필터실(1)은 정화용 유체의 종류, 용도나 목적에 따라 다양한 형태로 구성될 수 있는 것으로, 예컨대, 필터실(1)은 도3a에 도시된 바와 같이 고분자 합성수지로 형성된 중심선(12)과, 이 중심선(12)의 표면에 다수의 기모(13,털)가 형성된 섬유사(미도시)를 적용할 수 있는데, 이 경우 기모(13)에 의해 미세한 먼지를 보다 효과적으로 흡착 제거할 수 있는 장점이 있다.

그리고, 필터실(1)은 도3b에 도시된 바와 같이 중심선(14)에 고분자 합성수지로 형성된 수지층(15)이 적층된 것을 적용할 수 있다. 이때, 수지층(15)에는 이격부(2)로서 다수의 이격돌부(21)가 일체로 돌출되어 있다.

또한 필터실(1)은 도3c에 도시된 바와 같이 고분자 합성수지로 형성된 서로 다른 외경을 갖는 복수 가닥의 섬유사(16,17))를 합사하여 구성한다. 이때, 각 섬유사의 직경을 서로 다르게 하는 방법은 각 섬유사를 구성하는 필라멘트사의 수량을 증감하는 방식으로 외경(데니어)이 서로 다르게 구성할 수 있다.

그 외에도 필터실(미도시)은 고분자 합성수지로 형성된 박막 필름지를 가늘고 길게 절단한 필름지 세선(미도시)으로 구성될 수 있다.

이하 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 작용을 간략하게 설명한다.

도4는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 작용을 설명하기 위한 도면으로서, 통상의 공기청정기의 구조를 간략화하여 나타낸 단면도이다.

도4를 참조하면, 필터실(1)이 권취베이스(3)에 감김된 유체정화용 필터(f)를 공기청정기의 하우징(6)의 내부에 삽입하고 연이어 배치한 흡입팬(7)을 작동시키게 되면 흡입력에 의해 하우징(6)에 형성된 흡입공(61)을 통해 외기가 유입된다.

이와 같이 흡입된 공기는 제1 커버플레이트(32)의 통기공(321)으로 유입되고 연이어 필터실(1)를 경유하면서 제2 커버플레이트(33)의 통기공(331)을 통해 배기 되는데, 이때 필터실(1)에 영구적으로 부여된 전하(정전기)와 분진 등의 이물질이 대전함으로써 집진 됨과 동시에 가스 등의 냄새가 흡착, 제거된 후 배출된다.

이러한 정화과정을 보다 구체적으로 설명하면, 필터실(1)의 권취 부위로 유입되는 공기는 이격부(2)에 의해 필터실의 사이에 마련된 유로를 통해 필터실(1)의 표면을 통과하게 된다. 이때, 공기는 이격돌부(21)에 의해 형성된 미세한 지그재그 구조의 틈새 형태의 유로를 통과하면서 수많은 필라멘트사(11)와 접촉되므로 종래 필름지 등과 같이 매끄러운 소재로 형성된 공기청정 필터와 비교할 때 이물질 제거효율이 현저히 상승되게 된다.

그리고, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 수많은 필라멘트사로 이루어진 섬유사 조직이므로 이물질의 흡착성이 상승 될 뿐만 아니라 서로 얽힌 미세 필라멘트사의 특성상 한번 부착된 이물질은 쉽게 이탈되지 않아서 정화작용 후에 이물질의 이탈로 인해 정화된 공기를 재오염시키는 종래 필터의 문제점을 해소할 수 있는 장점이 있다.

또한, 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 다수 가닥의 필라멘트사(11)로 이루어진 필터실(11)이 조밀하게 권취된 구조이므로 단위 체적당 공기와의 접촉면적이 상대적으로 증가 됨에 따라 공기가 단거리를 이동하더라도 이물질을 효과적으로 제거할 수 있다. 이로 인해 필터의 두께를 최소화할 수 있어서 공기청정기의 전체적인 크기, 두께, 부피를 줄여 컴팩트 한 제품을 구현할 수 있는 장점이 있다.

도5는 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 제1 변형예를 설명하기 위한 사시도로서, 확대부는 지시된 부분을 확대한 사시도이다.

도5를 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 유체정화용 필터(f)는 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실(1), 필터실(1) 사이를 이격시켜 유로를 형성하는 이격부(2), 및 필터실(1)이 권취되는 권취베이스(3)를 구비하되, 이격부(2)는 필터실(1)에 돌부를 형성하도록 권취되는 이격실(22)로 구성되어 있다.

이격실(22)은 모노필라멘트사(낚시줄과 같이 한 가닥으로 형성된 섬유사를 의미함)로 구성될 수도 있지만, 본 실시예에서는 여과 표면적을 증가시킬 수 있도록 필터실과 유사하게 고분자 합성수지로 형성된 다수의 필라멘트사로 이루어진 섬유사로 구성되어 있다.

그리고, 필터실(1)은 다수의 필라멘트사로 이루어진 섬유사로 구성되되, 내부에 후술되는 방전전극(41)을 구성하는 도전선이 길이방향을 따라 내장되어 있다.

한편, 본 발명의 제1 실시예의 제1 변형예에 따른 유체정화용 필터(f)는 정전기발생전위를 발생하는 정전기발생모듈(미도시)과, 정전기발생모듈로부터 발생된 정전기발생전위가 인가되는 방전전극(41,도5 참조)을 포함하는 정전기발생장치(미도시)가 구성될 수 있다.

정전기발생모듈(미도시)은 공지된 모듈을 적용할 수 있는데, 예컨대, 전원부, 이 전원부로부터 공급되는 전원을 특정 전압으로 변환하는 전압변환제어부, 및 전압변환제어부로부터 인가되는 전원을 정전기발생전위로 형성하여 방전전극(41)으로 인가하는 정전기발생전위형성부를 구비한 것을 적용할 수 있다.

상기 방전전극(41)은 필터실(1)에 배치되는 것으로 도5의 확대부에 나타난 바와 같이 전류의 통전이 가능한 도전선이 필터실(1)의 내부에 설치되는 형태로 구성될 수 있다.

그리고, 방전전극(41)은 부유 먼지, 중금속 입자 등의 미세 먼지가 양(+)전위를 띄는 점을 고려하여 집진 부위에서 음(-)전위를 띄는 정전기발생전위(즉, 고압의 (음)전위)가 형성되도록 정전기발생장치로부터 음(-)전위의 정전기발생전위를 인가받도록 되어 있다.

상기 정전기발생장치는 필터실(1)에 영구적으로 부여된 전하(정전기)에 의한 정화작용에 과부하가 걸리는 시기나 시점에 사용할 수 있다. 예컨대 봄철 황사와 같이 미세 먼지가 극심한 시기나 시간에 일시적으로 작동시킬 경우 상대적으로 많은 양의 이물질을 효과적으로 흡착 제거할 수 있다.

도6은 본 발명의 제1 실시예에 따른 유체정화용 필터의 제2 변형예를 설명하기 위한 요부 사시도로서, 확대부는 지시된 부분을 확대한 사시도이다.

도6을 참조하면, 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 유체정화용 필터(f)는 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실(1), 필터실(1) 사이를 이격시켜 유로를 형성하는 이격부(2), 및 필터실(1)이 권취되는 권취베이스(3)를 구비하되, 필터실(1)은 자연광 또는 인조조명으로부터 조사되는 광에 의한 광촉매반응을 수행하도록 광촉매물질을 포함하는 광촉매부(광촉매물질을 분사, 도포 등의 방식에 의해 박막 형태로 형성하는 것이므로 도시하지 않음)가 구성될 수 있다.

여기서, 광촉매부는 대표적으로 광촉매물질을 필터실(1)에 분사, 도포 등의 방법으로 부착할 수 있다. 이때 광촉매물질은 이산화티탄을 사용하지만, 이산화티탄 외에도 산화텅스텐 또는 산화아연과 같은 금속산화물의 단일 또는 복합물을 사용할 수도 있다.

그리고, 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 유체정화용 필터(f)는 필터실(1)의 광촉매부를 향해 광을 조사하도록 광조사부(5)가 배치되어 있다.

광조사부(5)는 살균 뿐만 아니라 광촉매 반응이 가능한 UV광선이 조사되도록 필터실의 단부를 향해 배치되는 UV발광다이오드(51)가 구비된 것으로, UV발광다이오드(51)는 후술되는 광전달부(53)에 삽입되는 광조사하우징(52)의 내부에 삽입, 설치되어 있다.

한편, 상기 광조사부(5)는 UV발광다이오드(51)로부터 인가되는 광을 광촉매부에 조사하는 광전달부(53)가 필터실(1)에 배치되어 있다.

예컨대, 광전달부(53)는 광의 투과가 가능하도록 투명한 모노필라멘트사로 구성되어 있다. 그리고, 광전달부는 광섬유사(미도시)로도 구성될 수 있는데, 이때 광섬유사는 광이 필터실(1)에 도포된 광촉매물질에 조사될 수 있도록 코어(core)와 코어를 둘러싸는 클래딩(cladding)을 포함하되, 외부로 광이 유출될 수 있도록 클래딩에 다수의 슬릿(광의 유출이 가능하도록 형성한 흠집을 의미함)이 형성되어 있다.

전술한 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 유체정화용 필터(f)는 UV발광다이오드(51)로부터 발광되는 UV광선이 광전달부(53)로 매개로 광촉매물질로 조사되면 광촉매반응을 수행하여 공기 중에 포함된 휘발성 유기화합물이나 잡냄새 등을 효과적으로 제거할 수 있다.

상기한 광촉매 작용의 원리는 공지된 것이지만 간략하게 설명하면, 광촉매는 가전자대 E, 전도대 D, 밴드갭 G를 가지며, 밴드갭 G는 광촉매의 고유 값으로 이산화티탄(TiO₂)의 경우 약 3eV로 파장으로 환산하면 대략 400nm로서 이산화티탄(TiO₂) 광촉매에 광에너지가 조사되면 광촉매 내부에 전자 e -, 정공 h+ 쌍이 생성되어 표면으로 취출되고, 흡착물질과 반응시키면 A는 A- 로 환원되고 알칼리 R은 R+ 로 산화되어 광촉매 반응이 일어난다.

전도대 D로 이동하는 전자의 여기 현상으로 전자 e- 가 빠져나간 곳에 정공 h+ 가 생기게 되는데, 이러한 상태가 광촉매의 여기 상태이다. 이때, 여기 전자 e- 가 갖는 환원력보다 정공 h+ 가 갖는 산화력이 훨씬 크므로, 전자 e- 가 여기 되면 가전자대 E에 남아있는 정공 h+ 에 공기 중에 함유된 휘발성 유기물질 등과 같은 각종 오염물질이 전자의 도너로서 작용하여 널리 알려진 반응식(VOC(휘발성 유기화합물) → CO₂+ H₂ O + Mineral acid(무기산))과 같은 반응이 수행되어 각종 오염물질을 산화시켜 분해하게 된다. 그리고 광에너지가 광촉매물질에 인가되면 공기 속의 유기물은 물(H₂O)과 이산화탄소(CO₂)로 산화되어 냄새는 제거되는데, 이러한 광촉매 탈취 반응은 산소의 환원에 의해 생성된 O₂는 과산화수소를 거쳐 보다 산화력이 강한 수산 라디컬 OH로 되기도 하고 혹은 물과 산소로 된다.

또한, 본 발명의 제1 실시예의 제2 변형예에 따른 유체정화용 필터(f)는 필터실에 열선(8)이 배치되어 있다.

열선(8)은 전원의 공급시에 발열되면서 열기를 방출하여 바이러스나 곰팡이균 등의 살균작용을 수행한다.

상기 열선(8)은 중심에 배치되는 지지사(81), 지지사(81)에 권취되는 복수의 도전사(82), 및 도전사(82)의 외부에 권취되는 복수의 외피사(83)로 구성되어 있다.

도전사(82)는 도전성물질로 형성된 선사, 도전성물질을 포함하는 선사 중에서 적어도 하나 이상이 선택되어 공급될 수 있다.

여기서, 도전사는 도전성물질로 형성된 선사로 구성된 것으로 동, 스테인레스 등과 같은 도전성 금속으로 형성된 도전성 금속사나 탄소사가 적용될 수 있다.

그리고, 도전성 금속사가 선택될 경우에는 10 내지 100 마이크로미터(㎛) 범위의 직경을 갖는 것이 바람직하다. 그 이유는 도전성 금속사가 적어도 한 가닥 이상 포함되어 도전선으로 구성된 상태에서의 전체 직경이 1000마이크로미터(㎛) 이하가 되도록 하기 위해서이다.

도전성물질을 포함하는 선사는 필라멘트사 묶음으로 구성된 선형몸체의 외면에 도전성 폴리머(도전성 잉크)가 코팅된 선사, 금속산화물나노입자, 그래핀 등의 도전성 물질이 부착된 선사, 섬유의 방사과정에서 도전성 물질(도전성 금속나노입자, 금속산화물 입자, 그래핀 등)이 포함되도록 방사한 것을 적용할 수 있다.

이하, 본 발명에 따른 제2 실시예를 설명하되, 전술한 제1 실시예와 그 변형예에 나타난 구성요소와 유사한 구성요소에 대하여는 구체적인 설명을 생략하고 차이점을 갖는 구성요소를 중심으로 설명한다. 그리고, 이하의 제2 실시예에서는 제1 실시예와 그 변형예 등에 나타난 구성요소 또는 제2 실시예에 나타난 구성요소 중에서 서로 간에 채용 가능한 구조라면 선택적으로 적용할 수도 있는 것으로 구체적인 설명이나 도면상 도시는 생략한다.

첨부도면, 도7은 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체정화용 필터를 나타낸 사시도이다.

도7을 참조하면, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실(1), 필터실(1) 사이를 이격시켜 유로를 형성하는 이격부(2)를 구비하되, 필터실(1)은 복수의 개가 길이방향으로 인접하여 배열, 구성되어 있다.

그리고, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 복수의 필터실(1)이 내장되는 공간부가 형성된 통체(9)가 구성되어 있다.

통체(9)는 도7에 도시된 바와 같이 대략 원통 형상으로 형성되어 있지만, 사각통, 6각통 등 다양한 형상으로 형성될 수 있다.

필터실(1)은 고분자 합성수지로 형성된 중심선(12)과, 이 중심선(12)의 표면에 다수의 기모(13,털)가 형성된 섬유사(미도시)로 적용되어 있지만, 이에 제한 되지 않고 전술한 제1 실시예에 나타난 형태 중에서 선택하여 적용할 수 있다

한편, 이하 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)의 작용을 간략하게 설명하면, 전술한 제1 실시예(도4 참조)와 마찬가지로 필터실(1)이 내장된 통체(9)를 공기청정기의 하우징(미도시)의 내부에 삽입하고 연이어 배치한 흡입팬(미도시)을 작동시키게 되면 흡입력에 의해 하우징 내부로 공기가 유입된다.

이와 같이 흡입된 공기는 통체(9) 내부에 배치된 필터실(1) 사이에 형성된 유로를 통해 이동되는데, 이때 필터실(1)에 영구적으로 부여된 전하(정전기)와 분진 등의 이물질이 대전함으로써 집진 됨과 동시에 가스 등의 냄새가 흡착, 제거된 후 배출된다.

특히, 본 발명의 제2 실시예에 따른 유체정화용 필터(f)는 필터실(1)이 통체(9)의 길이방향으로 배열되는 구조이므로 건축물의 공조설비, 산업용 공조장치의 배관이나 덕트와 같이 비교적 길이가 긴 유체 이동로에서 정화용 필터로 용이하게 적용할 수 있다.

이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 유체정화용 필터를 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어나지 않은 범위 내에서 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 사상이 있다고 할 것이다.

상기한 실시예에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.

1:필터실
2:이격부
21:이격돌부
22:이격실
3:권취베이스
41:방전전극
5:광조사부
6:하우징
7:흡입팬
8:열선
9:통체

Claims (23)

1. 유체정화용 필터에 있어서,
   정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실이 배열되어 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
2. 유체정화용 필터에 있어서,
   정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실; 및
   상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
3. 유체정화용 필터에 있어서,
   정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실;
   상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부; 및
   상기 필터실이 권취되는 권취베이스를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
4. 제3항에 있어서,
   상기 권취베이스는 봉상체로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
5. 제3항에 있어서,
   상기 권취베이스는,
   상기 필터실이 권취되는 봉상체;
   상기 봉상체의 일단에 형성되고 통기공이 천공된 제1 커버플레이트; 및
   상기 봉상체의 타단에 형성되고 통기공이 천공된 제2 커버플레이트를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
6. 유체정화용 필터에 있어서,
   정전기를 갖는 선형부재로 형성된 필터실, 및 상기 필터실 사이를 이격시키는 이격부를 구비하되, 복수의 상기 필터실이 인접하여 배열, 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
7. 제6항에 있어서,
   복수의 상기 필터실이 내장되는 공간부가 형성된 통체를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
8. 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이격부는 상기 필터실에 형성되는 이격돌부로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
9. 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이격부는 상기 필터실에 돌부를 형성하도록 권취되는 이격실로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
10. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 고분자 합성수지로 형성된 복수 가닥의 필라멘트사로 이루어진 섬유사인 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
11. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 고분자 합성수지로 형성된 수지층이 중심선에 적층된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
12. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 고분자 합성수지로 형성된 필름지를 절단한 필름지 세선으로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
13. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 직경이 서로 다른 복수 가닥의 고분자 합성수지로 형성된 섬유사가 합사되어 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
14. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 고분자 합성수지로 형성된 중심선과, 상기 중심선의 표면에 형성되는 다수의 기모로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
15. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 보조여과입자가 구비된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
16. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실은 조사되는 광에 의한 광촉매반응을 수행하도록 광촉매물질을 포함하는 광촉매부를 포함하는 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
17. 제16항에 있어서,
    상기 광촉매부는 상기 필터실에 상기 광촉매물질이 부착되어 형성된 광촉매층인 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
18. 제16항에 있어서,
    상기 광촉매부를 향해 광을 조사하도록 배치되는 광조사부가 배치된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
19. 제18항에 있어서,
    상기 광조사부는 상기 광조사부로부터 인가되는 광을 상기 광촉매부에 조사하는 광전달부가 구비되고,
    상기 광전달부는 코어(core)와 상기 코어를 둘러싸는 클래딩(cladding)을 포함하되, 외부로 광이 유출될 수 있도록 상기 클래딩에 다수의 슬릿이 형성된 광섬유사; 또는 광의 투과가 가능한 투명 모노필라멘트사로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
20. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    정전기발생전위를 발생하는 정전기발생모듈; 및 상기 정전기발생모듈로부터 발생된 정전기발생전위가 인가되는 방전전극을 포함하는 정전기발생장치가 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
21. 제20항에 있어서.
    상기 방전전극은 상기 필터실에 동반 배치되는 도전선으로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
22. 제1항, 제2항, 제3항, 제6항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 필터실에 동반, 배치되고 바이러스 또는 곰팡이균의 살균을 위해 전원의 공급시에 발열되는 열선이 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.
23. 제22항에 있어서,
    상기 열선은 중심에 배치되는 지지선에 권취되는 복수의 도전사로 구성된 것을 특징으로 하는 유체정화용 필터.

Images