KR20210021680A - 필터 및 이를 포함하는 공기 청정 장치 - Google Patents

필터 및 이를 포함하는 공기 청정 장치 Download PDF

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Abstract

본 발명은 중금속 등을 포함한 공기에 대한 여과효율을 향상시킬 수 있는 필터를 제공하는 것이 그 기술적 과제이다. 이를 위해, 본 발명의 필터는, 지력을 가지며 공기에 포함된 중금속을 여과하는 자력 필터층; 및 상기 자력 필터층에 적층되며 공기에 포함된 먼지를 여과하거나 냄새를 탈취하는 비자력 필터부;를 포함한다.

Description

필터 및 이를 포함하는 공기 청정 장치{Filter and air cleaning apparatus including the same}
본 발명은 공기 청정 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 공기 청정 장치는, 공기 속의 먼지나 오염물 등(이하, "먼지"로 통칭 함)을 제거하는 장치로, 헤파 필터(HEPA: High Efficiency Particulate Absorber) 등의 필터가 사용된다.
기존의 공기 청정 장치는, 공기를 강제 유동시키는 팬과, 이에 의해 강제 유동되는 공기를 통과시키면서 공기에 포함된 먼지를 제거하는 필터 등을 포함한다. 따라서, 공기가 필터를 통과하면서 공기에 포함된 먼지가 제거된다.
하지만, 기존의 공기 청정 장치는, 강제 유동되는 공기의 빠른 유속에 의해 초미세 먼지 중 상대적으로 질량이 큰 초미세 중금속이 필터에 제대로 포집되지 못하고 그 관성력에 의해 공기와 함께 필터를 통과하면서 여과효율이 떨어지는 문제가 있다.
본 발명의 기술적 과제는, 중금속 등을 포함한 공기에 대한 여과효율을 향상시킬 수 있는 필터 및 이를 포함하는 공기 청정 장치를 제공하는 것이다.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명의 일 실시예에 따른 필터는, 지력을 가지며 공기에 포함된 중금속을 여과하는 자력 필터층; 및 상기 자력 필터층에 적층되며 공기에 포함된 먼지를 여과하거나 냄새를 탈취하는 비자력 필터부;를 포함한다.
상기 자력 필터층과 상기 비자력 필터부는, 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 구비될 수 있다.
상기 자력 필터층은, 상기 비자력 필터부에 접하는 일면을 가지는 금속판; 상기 금속판에 형성되며 공기가 통하는 통기부; 및 상기 금속판에 구비되며 상기 금속판을 자화시키는 자석부;을 포함할 수 있다.
상기 자석부는, 상기 금속판의 타면에 돌출되게 구비되며 원판 형상을 가지는 제1 자석을 포함할 수 있고, 상기 통기부는, 상기 제1 자석을 동심원으로 하여 상기 제1 자석의 반경 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수의 제1 환형 배치 통기공을 포함할 수 있다.
상기 각각의 제1 환형 배치 통기공은, 그 원주 방향으로 간격을 두고 복수 개로 나뉘어지며 환형으로 배치된 형상을 가질 수 있다.
상기 자석부는, 상기 금속판의 타면에 돌출되게 구비되되 상기 제1 자석과 간격을 두고 구비되는 제2 자석을 더 포함할 수 있고, 상기 통기부는, 상기 제2 자석을 동심원으로 하여 상기 제2 자석의 반경 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수의 제2 환형 배치 통기공; 및 상기 복수의 제1 환형 배치 통기공의 최외곽 제1 환형 배치 통기공과 상기 복수의 제2 환형 배치 통기공의 최외곽 제2 환형 배치 통기공 사이에 배치되며 다각 형상과 원 형상과 그리고 타원 형상 중 적어도 어느 하나의 형상을 가지는 복수의 주변 배치 통기공;을 더 포함할 수 있다.
상기 각각의 제2 환형 배치 통기공은, 그 원주 방향으로 간격을 두고 복수 개로 나뉘어지며 환형으로 배치된 형상을 가질 수 있다.
상기 비자력 필터부는, 상기 자력 필터층에 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 적층되며 공기에 포함된 먼지 중 상대적으로 큰 크기의 먼지를 흡착하는 부직포 필터층; 상기 부직포 필터층에 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 적층되며 냄새를 탈취하는 탈취 필터층; 및 상기 탈취 필터층에 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 적층되며 공기에 포함된 먼지 중 상대적으로 작은 크기의 먼지를 흡착하는 헤파 필터층;을 포함할 수 있다.
상기 금속판은, 은으로 이루어지거나 은으로 도금될 수 있다.
한편, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 청정 장치는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 사용하는 공기 청정 장치로, 공기 유입공이 형성된 공기 유입면과 이에 대향하며 닫힌 구조를 가지는 공기 차단면과 그리고 상기 공기 유입면과 상기 공기 차단면 사이를 이루며 공기 배출공이 형성된 상면을 포함하는 케이스; 상기 케이스의 내부에 구비되며 상기 필터를 장착하는 필터 장착부; 및 상기 공기 유입공에서 상기 공기 배출공으로 공기를 강제 유동시키며 상기 공기의 유동 방향을 기준으로 상기 필터 보다 후단에 구비되는 송풍부;를 포함한다.
이상에서와 같이, 본 발명의 실시예에 따른 필터 및 이를 포함하는 공기 청정 장치는 다음과 같은 효과를 가질 수 있다.
본 발명의 실시예에 의하면, 자력 필터층과 비자력 필터부를 포함하고, 자력 필터층은 자력을 가지는 기술구성을 제공하므로, 강제 유동되는 공기의 빠른 유속에 의해 먼지(초미세 먼지 포함) 중 상대적으로 질량이 큰 중금속(초미세 중금속 포함)이 자력 필터층의 자력에 의해 자력 필터층에 우선 포집된 후 나머지 먼지나 냄새가 비자력 필터부를 통해 포집될 수 있어, 중금속(초미세 중금속 포함) 등을 포함한 공기에 대한 여과효율을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 자력 필터층과 비자력 필터부는 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 구비되는 기술구성을 제공하므로, 공기에 포함된 중금속(초미세 중금속 포함)이 자력 필터층에 의해 우선 여과됨에 따라, 비자력 필터부로의 중금속의 이동이 최소화되어 비자력 필터부에 대한 중금속의 오염을 최소화할 수 있고, 비자력 필터부의 여과용량이나 여과효율 등을 개선할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 자력 필터층은, 금속판, 통기부, 그리고 자석부를 포함하는 기술구성을 제공하므로, 자력 필터층의 대부분을 차지하며 자석부에 비해 상대적으로 저렴한 금속판이 자석부에 의해 자화되면서 전체적으로 자력을 가질 수 있어, 자력 필터층 전체가 자석으로 이루어지는 것이 비해 자력 필터층의 단가를 낮출 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 자석부는 금속판의 타면(비자력 필터부가 적층되는 일면의 반대면)에 돌출되게 구비되며 원판 형상을 가지는 제1 자석을 포함하고, 통기부는 제1 자석을 동심원으로 하여 제1 자석의 반경 방향으로 간격을 두고 배치되는 복수의 제1 환형 배치 통기공을 포함하는 기술구성을 제공하므로, 강제 유동되는 공기가 돌출된 원판 형상의 제1 자석에 부딪힌 후 사방으로 갈라져 제1 자석과 동심을 이루는 환형의 기류가 형성되면서 각각의 제1 환형 배치 통기공으로 원활하게 유입될 있어, 공기에 포함된 중금속(초미세 중금속 포함)이 자화된 금속판에 원활하게 포집될 뿐만 아니라 공기의 유동 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 통기부는, 복수의 제1 환형 배치 통기공의 최외곽 제1 환형 배치 통기공과 복수의 제2 환형 배치 통기공의 최외곽 제2 환형 배치 통기공 사이에 배치되는 복수의 주변 배치 통기공을 더 포함하는 기술구성을 제공하므로, 복수의 주변 배치 통기공을 통해 공기의 유동 저항을 더욱 줄일 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 금속판은 은으로 이루어지거나 은으로 도금되는 기술구성을 제공하므로, 은이 가지는 항균 효과로 인해 공기에 포함된 세균이나 미생물 등의 발육을 막거나 대사 기능을 억제할 수 있다.
또한, 본 발명의 실시예에 의하면, 비자력 필터부는, 부직포 필터층, 탈취 필터층, 그리고 헤파 필터층을 포함하는 기술구성을 제공하므로, 공기가 자력 필터층을 통과한 후 이에 포함된 먼지 중 상대적으로 큰 크기의 먼지가 부직포 필터층에서 흡착된 후, 공기에 포함된 냄새가 탈취 필터층에서 탈취되고, 그리고 나서 상대적으로 작은 크기의 먼지가 헤파 필터층에서 흡착될 수 있어, 크기에 무관하게 먼지에 포함된 대부분의 먼지 및 냄새 등을 제거할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2는 도 1의 필터를 개략적으로 나타낸 평면도이다.
도 3은 도 1의 필터를 측면에서 바라본 도면이다.
도 4는 도 1의 필터 중 "A"부에 대한 확대 단면도이다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 청정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
이하, 첨부한 도면을 참고로 하여 본 발명의 실시예에 대하여 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 상세히 설명한다. 그러나 본 발명은 여러 가지 상이한 형태로 구현될 수 있으며 여기에서 설명하는 실시예에 한정되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 필터를 개략적으로 나타낸 사시도이고, 도 2는 도 1의 필터를 개략적으로 나타낸 평면도이며, 그리고 도 3은 도 1의 필터를 측면에서 바라본 도면이다. 도 4는 도 1의 필터 중 "A"부에 대한 확대 단면도이다.
본 발명의 일 실시예에 따른 필터(100)는, 도 1 내지 도 4에 도시된 바와 같이, 자력 필터층(110)과 비자력 필터부(120)를 포함할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 4를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
자력 필터층(110)은, 공기 중에 포함된 중금속을 여과하기 위한 구성요소이다. 이러한 자력 필터층(110)은, 중금속을 끌어 당기는 힘인 자력을 가질 수 있다.
비자력 필터부(120)는, 공기에 포함된 먼지를 여과하거나 냄새를 탈취하기 위한 구성요소이다. 이러한 비자력 필터부(120)는, 도 4에 도시된 바와 같이, 자력 필터층(110)에 적층될 수 있다.
따라서, 위와 같은 구성요소들이 제공되므로, 송풍부(도 5의 "230" 참조)를 통해 강제 유동되는 공기의 빠른 유속에 의해 먼지(초미세 먼지 포함) 중 상대적으로 질량이 큰 중금속(초미세 중금속 포함)이 자력 필터층(110)의 자력에 의해 자력 필터층(110)에 우선 포집된 후 나머지 먼지나 냄새가 비자력 필터부(120)를 통해 포집될 수 있어, 중금속(초미세 중금속 포함) 등을 포함한 공기에 대한 여과효율을 향상시킬 수 있다.
나아가, 자력 필터층(110)과 비자력 필터부(120)는, 도 3에 도시된 바와 같이, 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 구비될 수 있다. 따라서, 공기에 포함된 중금속(초미세 중금속 포함)이 자력 필터층(110)에 의해 우선 여과됨에 따라, 비자력 필터부(120)로의 중금속의 이동이 최소화되어 비자력 필터부(120)에 대한 중금속의 오염을 최소화할 수 있고, 비자력 필터부(120)의 여과용량이나 여과효율 등을 개선할 수 있다.
이하, 도 1 내지 도 4를 계속 참조하여, 자력 필터층(110)을 보다 상세히 설명한다.
자력 필터층(110)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 금속판(111), 통기부(112), 그리고 자석부(113)를 포함할 수 있다. 금속판(111)은, 도 3에 도시된 바와 같이, 비자력 필터부(120)에 접하는 일면과 공기의 유동 방향에 대향하는 타면을 가질 수 있다. 통기부(112)는, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 금속판(111)에 형성되며 공기를 통과시킬 수 있다. 자석부(113)는, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 금속판(111)에 구비될 수 있으며 금속판(111)을 자화(磁化)시킬 수 있다.
따라서, 자력 필터층(110)의 대부분을 차지하며 자석부(113)에 비해 상대적으로 저렴한 금속판(111)이 자석부(113)에 의해 자화되면서 전체적으로 자력을 가질 수 있어, 자력 필터층 전체가 자석으로 이루어지는 것이 비해 자력 필터층(110)의 단가를 낮출 수 있다.
또한, 금속판(111)은, 은으로 이루어지거나 은으로 도금될 수 있다. 따라서, 은이 가지는 항균 효과로 인해 공기에 포함된 세균이나 미생물 등의 발육을 막거나 대사 기능을 억제할 수 있다.
나아가, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 자석부(113)는 제1 자석(113a)을 포함할 수 있고, 통기부(112)는 복수의 제1 환형 배치 통기공(112a)을 포함할 수 있다. 즉, 제1 자석(113a)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 금속판(111)의 타면[비자력 필터부(120)가 적층되는 일면의 반대면]에 돌출되게 구비될 수 있으며 원판 형상을 가질 수 있다. 각각의 제1 환형 배치 통기공(112a)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제1 자석(113a)을 동심원으로 하여 제1 자석(113a)의 반경 방향으로 간격을 두고 배치될 수 있다.
따라서, 도 3에 도시된 바와 같이, 강제 유동되는 공기가 돌출된 원판 형상의 제1 자석(113a)에 부딪힌 후 사방으로 갈라져 제1 자석(113a)과 동심을 이루는 환형의 기류가 형성되면서 각각의 제1 환형 배치 통기공(112a)으로 원활하게 유입될 있어, 공기에 포함된 중금속(초미세 중금속 포함)이 자화된 금속판(111)에 원활하게 포집될 뿐만 아니라 공기의 유동 저항을 감소시킬 수 있다.
또한, 각각의 제1 환형 배치 통기공(112a)은, 그 원주 방향으로 간격을 두고 복수 개로 나뉘어지며 환형으로 배치된 형상을 가질 수 있다. 따라서, 나뉘어진 복수의 부분이 브릿지(bridge) 역할을 하게 되므로, 금속판(111)이 각각의 제1 환형 배치 통기공(112a)에 의해 쪼개져 분리되지 않고, 각각의 제1 환형 배치 통기공(112a)을 금속판(111)에 견고하게 형성할 수 있다.
나아가, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 자석부(113)는 제2 자석(113b)을 더 포함할 수 있고, 통기부는 복수의 제2 환형 배치 통기공(112b)과 복수의 주변 배치 통기공(112c)을 더 포함할 수 있다. 즉, 제2 자석(113b)은, 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이, 금속판(111)의 타면[비자력 필터부(120)가 적층되는 일면의 반대면]에 돌출되게 구비되되 제1 자석(113a)과 간격을 두고 구비될 수 있다. 각각의 제2 환형 배치 통기공(112b)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 제2 자석(113b)을 동심원으로 하여 제2 자석의 반경 방향으로 간격을 두고 배치될 수 있다. 각각의 주변 배치 통기공(112c)은, 도 1 및 도 2에 도시된 바와 같이, 복수의 제1 환형 배치 통기공(112a)의 최외곽 제1 환형 배치 통기공과 복수의 제2 환형 배치 통기공(112b)의 최외곽 제2 환형 배치 통기공 사이에 배치될 수 있다. 또한, 각각의 주변 배치 통기공(112c)은, 일 예로 도 2에 도시된 바와 같이 삼각 형상을 가질 수도 있고, 다른 예로 도시되지는 않았지만 사각형 등의 다각 형상과 원 형상과 그리고 타원 형상 등을 가질 수도 있고, 이들 형상이 조합된 형상을 가질 수도 있을 것이다. 따라서, 복수의 주변 배치 통기공(112c)을 통해 공기의 유동 저항을 더욱 줄일 수 있다.
또한, 각각의 제2 환형 배치 통기공(112b)은, 그 원주 방향으로 간격을 두고 복수 개로 나뉘어지며 환형으로 배치된 형상을 가질 수 있다. 따라서, 나뉘어진 복수의 부분이 브릿지 역할을 하게 되므로, 금속판(111)이 각각의 제2 환형 배치 통기공(112b)에 의해 쪼개져 분리되지 않고, 각각의 제2 환형 배치 통기공(112b)을 금속판(111)에 견고하게 형성할 수 있다.
이하, 도 3 및 4를 참조하여, 비자력 필터부(120)에 대해 보다 상세히 설명한다.
비자력 필터부(120)는, 도 3 및 4에 도시된 바와 같이, 부직포 필터층(121), 탈취 필터층(122), 그리고 헤파 필터층(123)을 포함할 수 있다. 부직포 필터층(121)은 자력 필터층(110)에 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 적층되며 공기에 포함된 먼지 중 상대적으로 큰 크기의 먼지를 흡착할 수 있고, 탈취 필터층(122)은 부직포 필터층(121)에 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 적층되며 냄새를 탈취할 수 있으며, 그리고 헤파 필터층(123)은 탈취 필터층(122)에 공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 적층되며 공기에 포함된 먼지 중 상대적으로 작은 크기의 먼지를 흡착할 수 있다.
따라서, 공기가 자력 필터층(110)을 통과한 후 이에 포함된 먼지 중 상대적으로 큰 크기의 먼지가 부직포 필터층(121)에서 흡착된 후, 공기에 포함된 냄새가 탈취 필터층(122)에서 탈취되고, 그리고 나서 상대적으로 작은 크기의 먼지가 헤파 필터층(123)에서 흡착될 수 있어, 크기에 무관하게 먼지에 포함된 대부분의 먼지 및 냄새 등을 제거할 수 있다.
이하, 도 5를 참조하여, 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 청정 장치(200)에 대해 설명한다.
도 5는 본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 청정 장치를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
본 발명의 다른 실시예에 따른 공기 청정 장치(200)는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(100)를 사용하는 공기 청정 장치로, 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(210)와, 필터 장착부(220)와, 그리고 송풍부(230)를 포함할 수 있다. 이하, 도 5를 계속 참조하여, 각 구성요소에 대해 상세히 설명한다.
케이스(210)는, 본 발명의 공기 청정 장치(200)의 외장을 이루는 구성요소이다. 이러한 케이스(210)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 공기 유입면(211), 공기 차단면(212), 그리고 상면(213)을 포함할 수 있다.
공기 유입면(211)에는 공기를 유입시키기 위한 공기 유입공(211a)이 복수 개 형성될 수 있고, 공기 차단면(212)은 공기 유입면(211)과 대향하며 공기를 차단하기 위해 닫힌 구조를 가질 수 있다. 상면(213)은 공기 유입면(211)과 공기 차단면(212) 사이를 이룰 수 있으며 이에 공기 배출공(213a)이 형성될 수 있다. 따라서, 공기 유입공(211a)을 통해 유입된 공기는 이에 대향하는 방향에 놓인 공기 차단면(212)에 막혀 방향이 전환된 후 상면(213)에 형성된 공기 배출공(213a)을 통해 외부로 배출될 수 있다.
필터 장착부(220)는, 상술한 본 발명의 일 실시예에 따른 필터(100)를 장착하기 위한 구성요소이다. 이러한 필터 장착부(220)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(210)의 내부에 단차진 리브 형태(rib shape)로 구비될 수 있다.
송풍부(230)는, 공기를 강제 유동시키는 구성요소이다. 이러한 송풍부(230)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 케이스(210)의 내부에 구비되되 필터 보다 후단에 구비될 수 있으며 공기 유입공(211a)에서 공기 배출공(213a)으로 공기를 강제 유동시킬 수 있다.
이상에서 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 상세하게 설명하였지만 본 발명의 권리범위는 이에 한정되는 것은 아니고 다음의 청구범위에서 정의하고 있는 본 발명의 기본 개념을 이용한 당업자의 여러 변형 및 개량 형태 또한 본 발명의 권리범위에 속하는 것이다.
100: 필터 110: 자력 필터층
111: 금속판 112: 통기부
112a: 제1 환형 배치 통기공 112b: 제2 환형 배치 통기공
112c: 주변 배치 통기공 113: 자석부
113a: 제1 자석 113b: 제2 자석
120: 비자력 필터부 121: 부직포 필터층
122: 탈취 필터층 123: 헤파 필터층
200: 공기 청정 장치 210: 케이스
211: 공기 유입면 211a: 공기 유입공
212: 공기 차단면 213: 상면
213a: 공기 배출공 220: 필터 장착부
230: 송풍부

Claims (4)

  1. 자력을 가지며 공기에 포함된 중금속을 여과하는 자력 필터층; 및
    상기 자력 필터층에 적층되며 공기에 포함된 먼지를 여과하거나 냄새를 탈취하는 비자력 필터부;
    를 포함하는
    필터.
  2. 제1항에서,
    상기 자력 필터층과 상기 비자력 필터부는,
    공기의 유동 방향을 기준으로 순차적으로 구비되는
    필터.
  3. 제1항에서,
    상기 자력 필터층은,
    상기 비자력 필터부에 접하는 일면을 가지는 금속판;
    상기 금속판에 형성되며 공기가 통하는 통기부; 및
    상기 금속판에 구비되며 상기 금속판을 자화시키는 자석부;
    을 포함하는
    필터.
  4. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항의 필터를 사용하는 공기 청정 장치로,
    공기 유입공이 형성된 공기 유입면과 이에 대향하며 닫힌 구조를 가지는 공기 차단면과 그리고 상기 공기 유입면과 상기 공기 차단면 사이를 이루며 공기 배출공이 형성된 상면을 포함하는 케이스;
    상기 케이스의 내부에 구비되며 상기 필터를 장착하는 필터 장착부; 및
    상기 공기 유입공에서 상기 공기 배출공으로 공기를 강제 유동시키며 상기 공기의 유동 방향을 기준으로 상기 필터 보다 후단에 구비되는 송풍부;
    를 포함하는
    공기 청정 장치.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2023069636A (ja) * 2021-11-08 2023-05-18 仁孝 福井 粉塵回収装置

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