KR20200130306A - 에어 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 직물 및 나노섬유 필라멘트로 만들어진 고성능 에어 필터에 관한 것이다. 에어 필터는 프레임 어셈블리(10), 프레임 어셈블리(10)에 부착된 필터 어셈블리(11)를 포함한다. 필터 어셈블리(11)는 프레임 어셈블리(10) 내에 배치되며, 캘리브레이션된 직조 가닥을 포함하는 직조 필터링 직물(1), 및 직조 필터링 직물(1)의 일 측면에 배치되며, 직조 필터링 직물(1)의 가닥 사이의 개방 영역에 나노섬유 필라멘트(2)의 웹을 형성하는 나노섬유 필라멘트(2) 층을 더 포함한다.

Description

에어 필터
본 발명은 직물 및 나노섬유 필라멘트로 만들어진 고성능 에어 필터에 관한 것이다.
종래 기술은 공기 여과가 부직포 및 상이한 나노섬유 필라멘트의 오버레이를 포함하는 필터에 의해 수행되는 다양한 에어 필터를 개시한다. 종래의 에어 필터는 고성능 공기 여과에 사용하려는 경우, 여러 가지 단점이 있다. 단점 중 하나는 앞서 언급한 필터가 성능을 저하시키는 상당한 압력 강하를 가진다는 것이다.
본 발명의 목적은 부직포 필터의 단점을 갖지 않을뿐만 아니라, 종래 기술로부터 알려진 직조 필터보다 더 효과적인 고성능 에어 필터를 설계하는 것이다.
본 발명의 목적은 나노섬유 필라멘트가 오버레이된 직물을 포함하는 에어 필터의 설계에 의해 달성된다. 가장 작은 크기의 오염 물질도 걸러 내고 압력 강하를 최소화하기 위해, 폴리에스테르 직물의 일 측면에 나노섬유 필라멘트 층이 적용되었다. 직조 필터링 직물은 필터의 성능이 필요한 여과에 적응될 수 있도록 캘리브레이션된(calibrated) 간격을 갖는 직물 가닥(strand)을 포함한다. 그 결과, 여과율이 매우 높고 압력 강하가 적은 에어 필터를 얻을 수 있다.
본 발명의 중요한 측면은 필터 구조로 형성된 이러한 마이크로섬유 또는 나노섬유 재료의 유용성이다. 이러한 구조에서, 본 발명의 미세 섬유 재료는 필터 기질(substrate) 상에 형성되고 부착된다.
나노섬유 필라멘트를 갖는 폴리에스테르 직물은 보호 필터링 직물로 보호될 수 있다. 보호 필터링 직물은 부직포 또는 직포일 수 있으며, 임의의 종류의 직물, 바람직하게는 폴리에스테르 또는 나일론으로 만들어 질 수 있다. 보호 필터링 직물은 나노섬유 필라멘트가 놓인 직조 필터링 직물의 측면에 배치되어, 이러한 나노섬유 필라멘트가 여과될 큰 입자로 인해 손상되는 것으로부터 보호한다. 보호 필터링 직물은 공기 흐름 방향으로 나노섬유 필라멘트 앞쪽에 배치된다.
보호 직물 덕분에, 나노섬유는 나노입자를 손상시켜 필터링 능력을 감소시키는 공기압 하에서 이동하는 큰 입자로부터 보호되고, 그와 동시에 전술한 특징은 나노섬유 웹 내에 더스트 케이크(dust cake) 생성을 방지하여, 필터 수명을 연장시키고, 압력 강하를 감소시킨다.
일 실시 예에서, 직조 필터링 직물의 가닥들 사이의 간격은 55 마이크로미터 또는 미크론이다. 오버레이된 나노섬유 필라멘트의 길이는 0.015 마이크로미터 또는 미크론이다. 보호 필터링 직물의 가닥들 사이의 간격은 40 마이크로미터 또는 미크론으로서, 나노섬유를 손상시킬 수 있는 오염을 방지한다. 이 실시 예에서, 40 미크론 크기를 초과하는 모든 오염물은 보호 필터링 직물에 의해 차단될 것이며, 모든 가장 작은 오염물 입자(이 경우, 40 미크론 미만)는 나노섬유 웹 또는 나노섬유 필라멘트를 갖는 직조 필터링 직물에 의해 차단될 것이다. 이러한 방식으로, 나노섬유는 나노섬유를 손상하여 필터링 능력을 감소시키는 공기압 하에서 이동하는 큰 입자로부터 보호될 것이고, 그와 동시에 나노섬유 웹 내부에 더스트 케이크가 생성되는 것을 방지하여, 필터 수명을 연장하고 압력 강하를 감소시킨다.
다른 실시 예에서, 필터 어셈블리는 공기 흐름 방향으로 보호 필터링 직물의 앞쪽에 배치된 메시, 및 공기 흐름 방향으로 직조 필터링 직물의 뒤쪽에 배치된 또 다른 메시를 추가로 포함하며, 그 결과 샌드위치형 에어 필터 어셈블리가 형성된다.
직물의 크기와 나노섬유의 밀도, 그리고 필요한 경우, 나노섬유의 보호 직물의 크기를 변경하면, 계산된 매우 높은 에어플로와 계산된 높은 여과를 생성할 수 있다.
다음의 발명은 다음의 도면을 사용하여 더 자세히 설명된다.
도 1은 캘리브레이션된 간격(4)을 갖는 직조 가닥을 구비한 직조 필터링 직물(1) 및 직조 필터링 직물(1) 상에 배치된 나노섬유 필라멘트(2)를 포함하는 에어 필터를 도시한다.
도 2는 직조 필터링 직물(1), 나노섬유 필라멘트(2) 및 보호 필터링 직물(3)을 포함하는 에어 필터의 개략도를 도시한다.
도 3은 프레임 어셈블리(10) 및 필터 어셈블리(11)를 포함하는 에어 필터의 단면도를 도시한다.
도 4는 도 3에 도시된 에어 필터의 단면을 도시한다.
도 5는 양쪽에 메시(6)를 갖도록 조립된 필터 어셈블리(11)를 도시한다.
도 1은 캘리브레이션된 간격(4)을 갖는 직조 가닥을 구비한 직조 필터링 직물(1)과 직조 필터링 직물(1) 위에 무작위로 배치된 나노섬유 필라멘트(2)를 도시한다. 직조 필터링 직물(1)은 추가로 보호 필터링 직물(3)을 수반한다(도 2 참조). 보호 필터링 직물(3)은 나노섬유 필라멘트(2)가 배치된 직조 필터링 직물(1)의 측면, 및 공기 흐름 방향으로 직조 필터링 직물(1)의 앞쪽에 배치된다. 또한, 나노섬유 필라멘트(2)는 직조 필터링 직물(1)의 일 측면에만 배치 또는 적층된다. 샌드위치형 직조 필터링 직물(1), 나노섬유 필라멘트(2) 및 보호 필터링 직물(3)을 포함하는 다음의 에어 필터는 메쉬(6)로 양쪽 측면에서 덮여있다(도 5 참조). 다음의 순서[메쉬(6), 직조 필터링 직물(1), 나노섬유 필라멘트(2), 보호 필터링 직물(3) 및 메쉬(6)]인 층들을 포함하는 에어 필터는 벤딩되어, 프레임 어셈블리(10) 내에 설치된다(도 3 및 4 참조). 마지막에는, 차량 공기 여과 시스템에 설치할 준비가 된 에어 필터가 형성된다.
주어진 발명은 여기에 설명된 발명의 실시 예에 의해 제한되지 않는다. 당업자는 본 발명의 사상 및 범위를 벗어나지 않으면서, 주어진 실시 예를 변경하거나 수정할 수 있다.

Claims (8)

  1. 에어 필터로서,
    프레임 어셈블리(10);
    상기 프레임 어셈블리(10)에 부착된 필터 어셈블리(11)를 포함하고,
    상기 필터 어셈블리(11)는,
    상기 프레임 어셈블리(10) 내에 배치되며, 캘리브레이션된 직조 가닥을 포함하는 직조 필터링 직물(1); 및
    상기 직조 필터링 직물(1)의 일 측면에 배치되며, 상기 직조 필터링 직물(1)의 가닥 사이의 개방 영역에 나노섬유 필라멘트(2)의 웹을 형성하는 나노섬유 필라멘트(2) 층;
    를 더 포함하는 에어 필터.
  2. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 어셈블리(11)는 상기 나노섬유 필라멘트(2)가 배치되는 상기 직조 필터링 직물(1)의 측면에 배치된 보호 필터링 직물(3)을 더 포함하는 에어 필터.
  3. 제 1 항에 있어서, 상기 직조 필터링 직물(1)이 폴리에스테르 직조 필터링 직물(1)인 에어 필터.
  4. 제 1 항에 있어서, 상기 직조 필터링 직물(1)이 나일론 직조 필터링 직물(1)인 에어 필터.
  5. 제 5 항에 있어서, 상기 직조 필터링 직물(1)의 가닥들 사이의 간격(4)은 55 마이크론이고, 상기 보호 필터링 직물(3)의 가닥들 사이의 간격(4)은 40 마이크론인 에어 필터.
  6. 제 2 항에 있어서, 상기 필터 어셈블리(11)는 공기 흐름(5)의 방향으로 상기 보호 필터링 직물(3)의 앞쪽에 배치된 메쉬(6)를 더 포함하는 에어 필터.
  7. 제 6 항에 있어서, 상기 필터 어셈블리(11)는 공기 흐름(5)의 방향으로 직조 필터링 직물(1)의 뒤쪽에 배치된 또 다른 메시(6)를 더 포함하고, 그 결과 샌드위치형 에어 필터 어셈블리(11)가 형성되는 에어 필터.
  8. 제 1 항에 있어서, 상기 필터 어셈블리(11)는,
    상기 나노섬유 필라멘트(2)가 배치되는 상기 직조 필터링 직물(1)의 일 측면에 배치된 보호 필터링 직물(3);
    공기 흐름(5)의 방향으로 상기 보호 필터링 직물(3)의 앞쪽에 배치된 메쉬(6); 및
    공기 흐름(5)의 방향으로 상기 보호 필터링 직물(3)의 뒤쪽에 배치된 메쉬(6);를 더 포함하고,
    프레임 어셈블리(10);
    상기 직조 필터링 직물(1)의 가닥들 사이의 간격(4)은 55 마이크론이고, 상기 보호 필터링 직물(3)의 가닥들 사이의 간격(4)은 40 마이크론인 에어 필터.
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