KR20200120853A - 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터 - Google Patents

Abstract

음전하를 띄도록 하는 기재로 이루어진 베이스 시트와,
상기 베이스 시트와 접촉하여 음전하를 띄도록 하는 소재로 이루어진 정전기 유도 시트와, 그리고
상기 베이스 시트와 상기 정전기 유도 시트 사이에 개재되어, 상기 베이스 시트와 상기 정전기 유도 시트를 이격시키도록 하는 스페이서를 포함하는 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터에 관한 것이다.

Description

정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터{Prefilter Having Secondary Means Providing static electricity}

본 발명은 고온 환경에서 정전 성능을 유지할 수 있도록 하는 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터에 관한 것이다.

최근 들어, 화석 연료의 사용이 증가되고 있다. 자동차 보유 대수 및 공장 등 산업 및 발전 사업에 필요한 석유 등의 연소로 인해서 대기 중 환경 오염 물질이 다량 포함되어 있다. 이러한 대기 오염을 방지하기 위한 여러가지 방법이 고려되고 제안되어 있다.

예를 들어, 발전소, 산업현장, 공장 및 자동차에서 소요되는 연료의 연소로 인해 발생되는 환경 오염 물질 생성을 감소시켜서 환경 오염을 예방하는 방법도 제안되어 있다. 그러나, 이러한 방법만으로는 증가되는 연료 소비량에 비해, 비용 및 발생량을 고려하여 산업적으로 경제성에 미치는 영향은 미미하다.

세계적으로, 여러 국가에서 이러한 환경 오염 물질 배출에 대한 법적 규제가 엄격하게 적용되어 화석 연료 사용에 따른 미세먼지 증가에 대처하고 있다. 그러나, 규제 및 단속이 느슨한 국가에서 발생되는 환경 오염 물질, 특히, 미세먼지 등이 공기 중 대류를 타고 인접 국가로 유입되는 것을 단속하거나 규제할 수는 없는 실정이다.

이에 따라, 상기 미세먼지가 사람의 호흡기에 흡입되지 않도록 미세먼지 필터를 갖춘 마스크를 착용하거나, 또는 사람이 점유하는 건물의 실내로 유입되는 공기 유입부 측에 미세먼지 필터를 설치하여 유입 공기 내의 미세먼지를 제거할 수 있는 미세먼지 제거 장치 또는 시스템이 제안되어 있다.

이와 같이, 미세먼지의 증가 및 이것의 흡입이 인체 건강에 영향을 미치면서 미세먼지를 제거할 수 있는 미세먼지 제거장치를 개선시킬 필요성이 대두되고 있다. 상기 미세먼지 제거 장치에서 가장 중요한 구성 요소는 공기 필터, 또는 에어 필터(이후, 에어 필터로 언급)이다.

통상적으로, 에어 필터는 합성섬유 및 기타 성능을 구현할 수 있는 조성물을 포함하는 부직포로 이루어질 수 있다.

현재까지, 에어 필터에 코팅되는 흡착 성능 등을 구현하는 조성물에 대한 연구는 많이 이루어져 있다. 에어 필터의 성능을 향상시키기 위해서는, 이 에어 필터를 이루는 합성섬유 등의 소재 자체의 개발도 중요하지만, 형성된 부직포 자체의 안정성을 유지하는 것도 중요하다 할 것이다.

미국 특허등록번호 5,645,627호에는 합성 섬유, 폴리에스테르, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아미드, 폴리비닐 클로라이드, 폴리메틸렌메타크릴레이트로 이루어진 웹으로 구성되며, 이 웹은 대전 안정화제를 포함하며, 대전 안정화제는 지방산 아미드, 비이온성, 소유성(oleophobic) 플루오로 계면활성제로 이루어지고, 코로나 방전 처리로 유전 특성을 갖는 멜트브라운 폴리머 섬유로 이루어진 필터를 형성하게 되는 것이 공지되어 있다.

통상적으로 대기중의 미세먼지는 양이온을 띄고 있으며, 이러한 양이온을 포집하기 위해서 미세먼지를 거르는 필터 기재는 음이온을 띄도록 처리되는 것이 바람직하다.

정전 처리된 부직포로 이루어진 에어 필터는 통상적으로 상술한 바와 같이, 음이온으로 정전처리된 필터 기재를 플레임으로 에워싸서 모듈식으로 공조기 등의 외기 유입부측에 설치된다.

합성 섬유와 특성 구현 물질로 이루어진 부직포는 여러가지 방식 및 조성물이 부가되어 제조되는데, 특히 집진을 위해 제조되는 정전 처리된 부직포로 이루어진 에어 필터는 외부 환경, 예컨대, 온도, 습도에 따라 정전 성능이 영향을 받는 것으로 보고되고 있다.

상기 온도, 습도 등의 외부 환경 뿐만 아니라, 외부의 전기적 변화가 정전 처리된 정전 처리 부직포의 성능에 영향을 미쳐서, 이를 포함한 에어 필터의 필터 효율을 감소시키게 된다.

예를 들어, 전열교환기와 같이, 건물의 내부와 외부를 격리하는 격리 공간에 배설되어 있고, 하절기에 전열 교환기를 사용할 경우, 에어 필터는 장시간 고온 환경에서 집진을 수행하여야 한다. 이러한 경우, 상술한 바와 같이, 에어 필터의 정전 성능이 손실되면서, 필터 효율을 급격하게 떨어뜨리게 된다.

이에 따라, 고온 환경에 의해 또는 오래 사용함에 따라 손실된 정전 성능을 지속적으로 제공할 수 있는 수단을 갖춘 필터의 필요성이 대두되고 있다.

상술한 바와 같이, 정전 성능은 고온 등의 외부 환경 등에 의해 떨어질 있다. 이에 따라, 고온 환경 등의 외부 환경이 에어 필터의 여과 성능에 영향을 미치게 된다.

본 발명은 외부 환경에 관계없이, 정전 성능을 지속적으로 유지할 수 있는 프리 필터를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 목적은,

음전하를 띄도록 하는 기재로 이루어진 베이스 시트와,

상기 베이스 시트와 접촉하여 상기 베이스 시트가 음전하를 띄도록 하는 소재로 이루어진 정전기 유도 시트와, 그리고

상기 베이스 시트와 상기 정전기 유도 시트 사이에 개재되어, 상기 베이스 시트와 상기 정전기 유도 시트를 이격시키도록 하는 스페이서를 포함하는 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터를 제공함에 의해 달성된다.

바람직하게는, 상기 프리 필터는 상기 정전기 유도 시트의 둘레 플레임에 제공되는 이격 수단을 더 포함한다.

또한 바람직하게는, 상기 이격 수단이 음전하를 띄는 기재로 이루어지거나 또는 베이스 시트와 동일한 기재로 이루어진다.

고온 환경에 노출되는 에어 필터는 에어 필터의 정전 성능이 변화되어 집진 필터 효율이 손실된다. 그러나, 본 발명의 에어 필터는 외부 환경, 예컨대 고온 환경에서도 에어 필터의 정전능이 지속적으로 생성되도록 하여 집진 효율을 효과적으로 유지할 수 있도록 한다.

도 1은 베이스 시트와 정전기 유도 시트로 이루어진 본 발명의 일 실시예에 따른 프리 필터를 예시한 사시도이다.
도 2는 도 1의 정전기 유도 시트를 구비한 프리 필터가 작동되는 것을 예시한 도면이다.
도 3는 본 발명의 다른 실시예의 정전기 유도 시트가 장착되는 베이스 시트를 예시한 사시도이다.
도 4는 도 3의 정전기 유도 시트를 구비한 프리 필터가 작동되는 것을 예시한 도면이다.
도 5는 압력 지지 수단이 구비한 베이스 시트와 정전기 유도 시트로 이루어진 다른 실시예의 프리 필터를 예시한 도면이다.

도 1은 본 발명의 일 실시예의 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터를 예시한 도면이다.

도 1에 예시된 바와 같이, 본 발명의 제 1 실시예의 프리 필터는 정전기 유도 시트(1)와 베이스 시트(2)로 이루어지며, 상기 정전기 유도 시트(1)와 상기 베이스 시트(2)사이에 스페이서(3)가 개재된 구조로 이루어진다. 상기 스페이서(3)는 베이스 시트(2)와 정전기 유도 시트(1)와 접착 조성물 또는 접착 테이프에 의해 결합된다. 또한 선택적으로는 상기 정전기 유도 시트(1)와 스페이서(3)가 일체식으로 형성되어 있는 상태에서, 베이스 시트(2)에 부착되어 최종적으로 프리 필터를 형성하도록 할 수 있다.

상기 베이스 시트(2)는 통상적으로 음 전하로 대전될 수 있는 기재 또는 소재로 이루어지며, 이러한 모든 소재는 본 발명에 해당되며, 예를 들어, 폴리에틸렌, 폴리우레탄, 폴리프로필렌, 아크릴, (염화) 비닐, 폴리테트라플루오르에틸렌 등으로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들은 통상적으로 섬유 형태로 제공되어 부직포로 형성된다.

본 발명의 일 실시예에 따른 정전기 유도 시트(1)는 상기 베이스 시트(2)와 마찰되어 상기 베이스 시트(2)가 음전하를 띄도록 하는 기재 또는 소재는 모두 본 발명에 해당되며, 예를 들어, 나일론, 폴리에스테르, 폴리아세테이트 등으로 이루어진다. 즉 상기 정전기 유도 시트(1)의 대전서열이 베이스 시트(2)의 대전서열보다 높은 것이 바람직하다.

상기 정전기 유도 시트(1)는 상기 베이스 시트(2)은 같이 부직포 소재로 이루어질 수도 있지만, 상기 베이스 시트(2)와는 달리 필름 등의 다른 구조로 이루어질수도 있으며, 필름 형태로 사용되는 경우 셀룰로오스, 면, 모, 또는 종이 기재도 가능하다.

도 2는 도 1의 정전기 유도 시트를 구비한 베이스 시트로 이루어진 프리 필터가 동작하는 과정을 예시한 도면이다.

통상적으로, 전열 교환기 등의 공조기 등이 빌딩의 외기를 유입시킬 때는 강제 구동 수단, 예컨대 모터를 구동하여 프리 필터, 헤파 필터(미도시), 선택적으로는 냉각 장치, 가열 장치, 또는 열 교환 소자등을 통해 공기를 유입한다. 이러한 경로를 거쳐서 유입 공기는 프리필터를 거쳐서 유입되는 과정에 이어 헤파 필터를 거쳐야 하는데, 이때 헤파 필터와 맞부딪히게 된다. 이러한 일련의 과정을 통해서 프리 필터와 헤파 필터 사이에서는 유동 공기가 난류로서 생성된다.

본 발명에서는 외부 유입 공기는 베이스 시트(2)를 제일 먼저 거치고, 이어서 정전기 유도 시트(1)를 통해서 유동된다. 그리고 헤파 필터와 상기 정전기 유도 시트(1) 사이에서 유입 공기가 난류로 형성되는데, 이 난류는 상기 정전기 유도 시트(1)가 상기 스페이서(3)를 중심으로 상기 베이스 시트(2)와 마찰 운동을 일으키게 한다.

이러한 과정을 거쳐 공기가 유입되면서, 상기 정전기 유도 시트(1)와 베이스 시트(2)가 지속적으로 마찰이 생성되게 된다. 이러한 마찰에 의해 베이스 시트(2)는 음전하로 대전 상태가 지속되게 된다.

이러한 음전하를 띈 베이스 시트(2)는 양전하를 띈 입자 들을 필터링하게 되어 프리 필터로서 작동되게 한다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 따른 정전기 유도 시트를 갖춘 베이스 시트로 이루어진 프로 필터를 분리하여 예시한 도면이다.

도 3의 정전기 유도 시트(1)에는 그 둘레에 플레임 형태의 이격 수단(15)이 제공되어 있다. 선택적으로는 베이스 시트(2)에도 플레임이 제공될 수도 있다(미도시).

상기 이격 수단(15)은 음전하를 띌수 있는 기재 또는 소재로 이루어지며, 베이스 시트(2)와 다르거나 또는 동일한 기재로 이루어질 수 있다.

도 4는 도 3의 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터의 작동을 예시한 도면이다.

도 2에 예시된 바와 같은 구동 방식으로 공기가 모터에 의해 베이스 시트(2), 정전기 유도 시트(1)를 통해 유동되면서 난류가 발생되면서 정전기 유도 시트(1)가 스페이서(3)를 중앙에 두고 베이스 시트(1)와 마찰이 이루어지게 된다.

이격 수단(15)이 정전기 유도 시트(1)에 제공되는데, 상기 이격 수단(15)은 상기 정전기 유도 시트(1)와 동일 평면 상에 동일한 각도로 위치될 수도 있다. 그러나, 도 4에 예시된 바와 같이, 정전기 유도 시트(1)의 면에 대해서 경사진 형태로 이루어질 수 있다. 이러한 이격 수단(15)이 제공됨에 따라 상기 정전기 유도 시트(1)가 상기 베이스 시트(2)에서 이격이 용이하게 이루어지도록 할 수 있다.

도 1 내지 4에 예시된 본 발명의 실시예에 따른 프리 필터가 제공됨에 따라, 베이스 시트(2)는 음전하로 지속적으로 대전되도록 하여 유입 공기를 필터링하게 된다.

정전기를 제공하기 위해서, 전원 또는 기타 에너지원이 제공되지 않고서, 정전기 유도 시트(1)와 베이스 시트(2)의 마찰에 의해 정전 성능을 지속적으로 유지되도록 할 수 있다.

반면, 베이스 시트(2)와 정전기 유도 시트(1)는 부직포 또는 필름으로 이루어져 있어서, 유연 특성 또는 변형이 가능한 소재이므로 도 2 및 도 4에 예시된 바와 같이, 정전기 유도 시트(1)와 베이스 시트(2)가 보다 큰 면적으로 접촉되어 많은 정전능이 생성될 수 있도록 한다.

도 5는 베이스 시트(2)와 정전기 유도 시트(1)가 과도하게 마찰되어 이격되지 않는 것을 방지하기 위해서 유연성 소재를 보강하기 위한 압력 지지 수단(5, 5')이 제공되어 베이스 시트(2)와 정전기 유도 시트(1)의 이격이 용이하게 이루어지도록 한다.

1 : 정전기 유도 시트
2 : 베이스 시트
3 : 스페이서
5, 5' : 압력 지지 수단
15 : 이격 수단

Claims (3)

1. 음전하를 띄도록 하는 기재로 이루어진 베이스 시트와,
   상기 베이스 시트와 접촉하여 상기 베이스 시트가 음전하를 띄도록 하는 소재로 이루어진 정전기 유도 시트와, 그리고
   상기 베이스 시트와 상기 정전기 유도 시트 사이에 개재되어, 상기 베이스 시트와 상기 정전기 유도 시트를 이격시키도록 하는 스페이서를 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터.
2. 제 1 항에 있어서,
   상기 정전기 유도 시트의 둘레 플레임에 제공되는 이격 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터.
3. 제 2 항 중 어느 한 항에 있어서,
   상기 이격 수단이 음전하를 띄는 기재로 이루어지거나 또는 베이스 시트와 동일한 기재로 이루어지는 것을 특징으로 하는 정전기 유도 시트를 갖춘 프리 필터.
   

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