KR20210067074A - 공기정화용 고효율 필터장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 차량용이나 가정용 또는 산업용으로 사용되는 각종 공기정화기에 설치되어 공기를 정화시킬 수 있도록 한 공기정화용 고효율 필터장치(1)를 제공코자 하는 것으로서, 상기 본 발명은 내측에 상하로 관통되면서 가장자리의 테두리가 지지되게 형성된 외부케이스부(2)와, 외부케이스부(2)의 내측에 고정 설치되어 상하로 공기가 흐르도록 다수의 통풍홀(30)이 관통 형성되어 공기를 탈취토록 활성탄으로 표면 처리된 탈취필터부(3)와, 탈취필터부(3)의 각 통풍홀(30)에 소정의 양으로 다수가 내입되도록 항균 처리된 규조토볼로 이루어진 항균탈취볼(4)과, 통풍홀(30)에서 항균탈취볼(4)이 이탈되는 것을 차단토록 탈취필터부(3)의 상하에 각각 접하면서 가장자리가 외부케이스부(2)와 탈취필터부(3) 사이에 개재되게 설치된 여과망부(5)가 포함되거나, 더불어 외부케이스부(2)의 내측에 탈취필터부(3)와 함께 고정 설치되어 탈취필터부(3) 상부의 여과망부(5)에 일측이 접하여 미세먼지까지 차단토록 여과지를 지그재그로 절곡하여 구성된 헤파필터부(6)가 더 포함된 것을 특징으로 하며, 이에 의하면 단순한 구조로 각종 이물질 및 미세먼지의 제거 및 항균, 탈취, 유해가스 흡착 등의 다양한 기능성을 갖는 것이다.

Description

공기정화용 고효율 필터장치{High efficiency filter device for air purification}

본 발명은 공기정화용 고효율 필터장치로서, 이를 보다 상세히 설명하면 차량용이나 가정용 또는 산업용으로 사용되는 각종 공기정화기에 설치되어 공기를 정화시키면서 미세먼지 및 악취의 제거까지 가능토록 한 공기정화용 고효율 필터장치에 관한 것이다.

일반적으로 자동차의 내부에서 엔진으로 들어오는 공기의 먼지와 불순물을 걸러서 완전연소를 도와주도록 하는 자동차용 에어필터나, 각 가정에서 실내의 먼지나 악취를 제거하기 위해서 사용하는 가정용 공기정화기의 필터나, 각 산업현장에서 분진 등을 차단하기 위해 사용하는 산업용 공기정화기의 필터는 다양한 구조로 이루어져서 분진이나 미세먼지 등의 제거와 탈취 및 항균 등의 다양한 기능을 갖도록 개발되어 생산 및 판매되고 있었으며, 이를 구체적으로 종류별로 살펴보면 종래 공기정화용 필터로는 입자가 상대적으로 큰 먼지를 잡아주는 프리필터와, 각종 악취를 잡아서 제거해 주는 탈취필터와, 합성섬유로 된 필터메디아를 지그재그 절곡시켜서 공기 중의 미세먼지와 곰팡이 등의 입자가 작은 이물질을 걸러주는 헤파(HEPA; High Efficiency Particulate Air)필터와, 여기에 다양한 기능을 하도록 각종 항균필터, 바이오 살균촉매필터 등 다양한 기능성 맞춤필터가 개발되어 사용되고 있었던 실정이다.

종래에 대한민국 공개특허 2004년 제29696호(2004년 4월 8일자 공개)에 게재된 바와 같이 합성섬유인 필터메디아를 절곡과 동시에 열가소성수지를 용융 후 분사 접착하는 핫멜트 접착방식을 이용하여 주름부의 간격을 일정하게 유지토록 하여 필터메디아의 휨, 뒤틀림, 쏠림현상 등을 방지하며, 포집효율의 균일화 및 극대화에 기여하고, 에어필터의 소음 저하와 공기청정기의 팬이나 모터의 수명도 연장토록 할 수 있었으나, 단순히 먼지나 이물질을 차단하는 정도였으므로 탈취나 항균 등의 기능을 갖지 못하여서 기능성이 낮다는 문제점을 가지고 있었으며, 이에 상기 프리필터와 헤파필터를 같이 설치하거나, 탈취필터를 같이 설치하는 등으로 복합적으로 구성하고 있었으며, 일례로 대한민국 등록실용신안 제296823호(2002년 12월 5일자 공고)에 게재된 바와 같이 하우징에 프리필터부재와 광촉매필터부재로 이루어진 광촉매 필터 및 이에 더하여 흡착성 광촉매 필터를 서로 적층하여 구성토록 하는 공기정화용 필터가 개발되어 기능성을 향상시키도록 하고 있었으나, 이러한 광촉매 필터 및 흡착성 광촉매 필터는 필터 자체의 가격이 고가이고, 전원과 함께 램프가 설치되어 사용 시에도 유지비가 많이 소요되는 등의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

더불어서 근자에 대한민국 등록특허 제1962356호(2019년 3월 26일자 공고)에 게재된 바와 같이 공기정화기에 다양한 필터가 복합적으로 적용된 기술이 개발되어 있었으나, 이에 의하면 다양한 필터가 복합적으로 적용되어 제조원가가 상승하는 문제점과 함께 소형화하기 곤란하여 자동차 등의 에어필터나 가정용 소형 공기청정기에 적용하기 어려운 등 다수의 문제점을 가지고 있었던 것이다.

KR 10-2004-0029696 A 2004. 4. 8. KR 20-0296828 Y1 2002. 12. 5. KR 10-1962356 B1 2019. 3. 26.

본 발명에서는 상기한 종래 기술의 제반 문제점들을 해결코자 새로운 기술을 창안한 것으로서, 본 발명은 프리필터와 탈취필터가 결합되거나 이에 헤파필터가 부가되는 정도의 단순한 구조만으로도 미세먼지 제거 및 공기청정 및 탈취와 항균 및 항곰팡이 성능 등의 다양한 기능성을 가지면서 공기정화기 등에 사용 시 정화효율을 극대화시킬 수 있도록 한 공기정화용 고효율 필터장치를 제공코자 함에 발명에서 해결하고자 하는 과제를 두고 완성한 것이다.

또한 별도로 기술하지는 않았으나, 본 발명의 공기정화용 고효율 필터장치을 상세하게 기술한 하기의 발명을 실시하기 위한 구체적인 내용과 청구범위 및 도면 등을 감안하여 유추할 수 있는 범위 내의 또 다른 목적들도 본 발명의 전체 해결과제에 포함되는 것이다.

상기한 발명의 과제를 해결하기 위한 구체적인 수단으로 본 발명에서는 공기정화용 고효율 필터장치를 구성하되, 상기 본 발명의 공기정화용 고효율 필터장치는 전후 너비가 전체 필터장치의 두께가 되도록 상하로 관통되면서 가장자리의 테두리가 지지되게 형성된 외부케이스부가 구비되며, 외부케이스부의 내측에 고정 설치되어 상하로 공기가 흐르도록 다수의 통풍홀이 관통 형성되어 통풍홀로 공기가 흐를 시 공기를 탈취토록 활성탄으로 표면 처리된 탈취필터부가 구비되며, 탈취필터부의 각 통풍홀로 소정의 양으로 통풍홀을 가득 채우지 않거나 통풍홀 내부에 고정되지 않도록 다수(多數)가 내입되어 은나노입자에 의해서 항균 처리된 규조토볼로 이루어진 항균탈취볼이 구비되며, 통풍홀에서 항균탈취볼이 이탈되는 것을 차단토록 탈취필터부의 상하에 각각 접하면서 가장자리가 외부케이스부와 탈취필터부 사이에 개재되게 설치된 여과망부가 구비된 것을 특징으로 한다.

이에 더불어서 상기 외부케이스부의 내측에 탈취필터부와 함께 고정 설치되되, 탈취필터부 상부의 여과망부에 일측이 접하여 유입되는 공기 중의 미세먼지까지 차단토록 여과지를 지그재그로 절곡하여 구성된 헤파필터부가 더 구비된 것을 특징으로 할 수 있다.

상술한 과제 해결을 위한 구체적인 수단에 의하면, 본 발명의 공기정화용 고효율 필터장치는 여과지 사이에 위치하는 활성탄으로 표면 처리된 여과지로 이루어진 탈취필터부의 각 통풍홀에 항균 처리된 다수의 규조토볼로 이루어진 항균탈취볼이 통풍홀과의 사이에 공간이 형성되도록 소정 양만큼 내입되어 통풍이 원활하게 이루어져 탈취 및 항균 효능을 가지면서 규조토볼에 의해 항곰팡이 및 유해가스 흡착 효능까지 가지며, 상기 탈취필터부의 상하에 접하게 고정되어 통풍홀 내부에 내입된 항균탈취볼이 이탈되지 않도록 구성된 여과망부에 의해서 공기 중의 각종 먼지와 이물질을 걸러주며, 이의 상부에 여과지를 지그재그로 절곡하여 구성된 헤파필터부에 의해서 공기 중의 미세먼지까지 차단토록 하는 효능을 가지므로 단순한 기능 1~2개만을 가지는 게 아니라, 다양한 기능을 복합적으로 가지도록 하는 효과를 제공하는 것이다.

이에 더불어서 탈취필터부의 각 통풍홀에 소정의 양으로 내입되는 규조토로 이루어진 항균탈취볼이 통풍홀을 가득 채우거나 통풍홀 내부에 고정되어 공기의 흐름을 차단하지 않도록 해서 본 발명의 필터장치가 설치되는 각종 공기 정화기의 정화효율을 떨어뜨리는 것을 예방하는 효과와 함께 통풍홀이 차단되어 공기의 흐름이 멈추어서 습기가 생성되는 것을 방지하는 효과를 제공하는 등 그 기대되는 효과가 다대한 발명인 것이다.

도 1은 본 발명의 바람직한 일례를 보인 입체도
도 2는 도 1의 분리된 입체도
도 3은 도 1의 일부분을 발췌한 단면도
도 4는 본 발명의 다른 실례를 보인 입체도
도 5는 도 4의 분리된 입체도
도 6은 도 4의 일부분을 발췌한 단면도

본 발명은 차량용이나 가정용 또는 산업용으로 사용되는 각종 공기정화기에 설치되어 공기를 정화시키면서 미세먼지 및 악취의 제거는 물론이고 항균 및 항곰팡이, 유해가스 흡착까지 가능토록 한 공기정화용 고효율 필터장치를 제공코자 하는 것으로서, 이를 하기에서 도면들과 함께 보다 구체적으로 설명토록 하되, 첨부된 도면은 본 발명의 기술적 사상의 내용과 범위를 쉽게 설명하기 위한 예시일 뿐 이에 한정되는 것은 아니며, 사용되는 용어들 역시 실시 예를 구체적으로 설명하기 위한 것일 뿐 해당 용어에 국한되게 해석되어서는 아니 된다.

상기 본 발명의 공기정화용 고효율 필터장치(1)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 외부케이스부(2)의 내측으로 탈취필터부(3)와 이의 상하 여과망부(5)가 설치된 일례로 구성될 수도 있고, 도 4 내지 도 6에 도시된 바와 같이 외부케이스부(2)의 내측으로 탈취필터부(3)와 함께 헤파필터부(6)가 더 설치되면서 탈취필터부(3)의 상하로 여과망부(5)가 설치된 다른 실례로 구성될 수도 있는 것이다.

본 발명 필터장치(1)의 일례로는 도 1 내지 도 2에서 보는 바와 같이 외곽으로 외부케이스부(2)가 위치하여 내측으로 탈취필터부(3) 위치하면서 탈취필터부(3)의 상하로 여과망부(5)가 설치되는 구조로서, 상기 외부케이스부(2)는 내측으로 상하로 관통되면서 가장자리 테두리가 지지되게 구성되며, 이러한 외부케이스부(2)는 상하 너비가 전체 필터장치(1)의 두께가 되는 것이다.

본 발명의 일례에서 상기 탈취필터부(3)는 외부케이스부(2)의 내측에 고정 설치되어 상하로 공기가 흐르도록 다수의 통풍홀(30)이 관통 형성되며, 이러한 통풍홀(30)로 공기가 흐를 시 공기 내의 악취를 탈취토록 활성탄으로 표면 처리가 되어 있으며, 탈취필터부(3)는 도 2의 확대 평면도에서처럼 지류로 이루어지며, 일자형태의 지지벽체(31) 사이에 지그재그 절곡된 형상벽체(32)를 접착 구성하여 사다리꼴 형태의 통풍홀(30)이 연속되도록 형성되거나, 지류로 이루어져 지그재그형태의 복합벽체(33)를 상호 접착 구성 또는 일체로 사출 성형하여 육각형태(또는 허니콤형태)의 통풍홀(30)이 연속되도록 형성되게 할 수 있다.

이때 상기 탈취필터부(3)의 각 통풍홀(30)에는 소정의 양으로 통풍홀(30)을 가득 채우지 않거나, 통풍홀(30) 내부에 고정되지 않도록 항균탈취볼(4)을 다수(多數)의 개수가 내입되도록 하며, 이러한 항균탈취볼(4)은 규조토를 볼형태로 성형하여 규조토볼의 표면으로 은나노입자가 분사 도포되도록 해서 항균 처리되도록 한 것이다.

상기 여과망부(5)는 탈취필터부(3)의 상하에 각각 접하면서 가장자리가 외부케이스부(2)와 탈취필터부(3) 사이에 개재되게 설치되며, 이러한 여과망부(5)는 기본적으로 부직포로 이루어져서 공기는 관통하되 공기 중의 먼지나 각종 이물질은 차단되며, 이때 여과망부(5)가 탈취필터부(3)의 상하에 접하도록 설치하여 탈취필터부(3)의 통풍홀(30)에 내입되어 자유롭게 움직이는 항균탈취볼(4)이 통풍홀(30)에서 이탈되지 않도록 차단하는 기능을 하도록 구성된다.

상기와 같이 외부케이스부(2)의 내측으로 항균탈취볼(4)이 내입되는 통풍홀(30)이 형성된 탈취필터부(3)와 더불어 헤파필터부(6)가 함께 설치된 본 발명의 다른 실례로는 도 4 및 도 5에서 보는 바와 같이 상기 본 발명의 일례에서와 같이 외곽으로 외부케이스부(2)가 위치하여 외부케이스부(2)의 내측으로 상하로 여과망부(5)가 접하게 설치된 탈취필터부(3)와 함께 외부케이스부(2)의 내측 상부, 즉 필터장치(1)에서 공기가 유입되는 일측으로 헤파필터부(6)가 부가될 수 있다.

상기 헤파필터부(6)는 탈취필터부(3) 상부의 여과망부(5)에 일측이 접하여 유입되는 공기 중의 미세먼지까지 차단토록 여과지를 지그재그로 절곡하여 구성되는 것이며, 이때 동일한 두께의 외부케이스부(2) 내측에 도 1 내지 3의 일례에서와 같이 탈취필터부(3)가 설치될 때의 탈취필터부(3) 상하폭보다 도 4 내지 6의 다른 실례에서와 같이 탈취필터부(3)가 헤파필터부(6)와 함께 설치될 때의 탈취필터부(3) 상하폭이 더 좁아지게 되는 것임을 알 수 있다.

이와 같이 도 3에서처럼 외부케이스부(2) 내측으로 탈취필터부(3)가 설치될 때보다 도 6에서처럼 외부케이스부(2) 내측으로 탈취필터부(3)와 헤파필터부(6)가 함께 설치될 때 탈취필터부(3)의 각 통풍홀(30)이 짧아지므로 도 3 및 도 6을 대비하여 보면 동일한 입자 크기의 항균탈취볼(4)을 투입할 시 도 3의 일례의 통풍홀(30)에 내입되는 항균탈취볼(4)보다 도 6의 다른 실례의 통풍홀(30)에 내입되는 항균탈취볼(4)의 양이 적어지며, 통상 자동차 에어필터 크기를 기준으로 하면 도 1 내지 3의 일례의 탈취필터부(3) 전체 통풍홀(30)에 투입되는 양이 80g이라면, 도 4 내지 6의 다른 실례의 탈취필터부(3) 전체 통풍홀(30)에 투입되는 양이 40g으로 절반 정도의 양으로 투입하여 탈취필터부(3)의 상하폭에 따라서 통풍홀(30)에 내입되는 항균탈취볼(4)의 양을 조절해서 탈취필터부(3)의 통풍홀(30)로 공기의 흐름이 원활하게 이루어지도록 함이 바람직한 것이다.

상기와 같이 구성된 본 발명의 공기정화용 고효율 필터장치(1)는 도면상에서 상부, 즉 지그재그의 헤파필터부(6)가 설치된 쪽으로 공기가 유입되면서 헤파필터부(6)에 의해서 공기 중의 각종 분진이나 이물질은 물론이고, 미세먼지까지 걸러지게 되며, 헤파필터부(6)에 의해서 1차 정화된 공기는 이후 상하 여과망부(5)가 설치된 탈취필터부(3)의 통풍홀(30)을 통과하면서 여과망부(5)에 의해서 재차 먼지 등이 걸러지면서 통풍홀(30) 내부에서 활성탄에 의해서 표면 처리된 탈취필터부(3)로 인하여 공기 중의 악취를 탈취토록 하며, 이에 더하여 공기가 통풍홀(30)을 통과하면서 통풍홀(30)에 내입되어 있던 항균탈취볼(4)에 의해서 공기 중의 미생물과 세균 등을 제거하면서 항균탈취볼(4)이 규조토볼로 이루어져서 항곰팡이 및 유해가스 흡착 등의 미세한 악취까지도 탈취할 수 있도록 할 수 있으며, 헤파필터부(6)가 없이 탈취필터부(3)와 상하 여과망부(5)로 이루어진 경우에도 여과망부(5)가 부직포로 이루어져서 먼지 제거가 가능하므로 먼지 제거 기능과 탈취 및 항균 기능을 동시에 수행하게 되는 것이다.

따라서 본 발명에 의하면 항균탈취볼(4)이 내입된 탈취필터부(3)와 여과망부(5)로 이루어지거나, 항균탈취볼(4)이 내입된 탈취필터부(3)와 헤파필터부(6)가 여과망부(5)와 함께 이루어지는 단순한 구조만으로도 먼지와 각종 이물질 또는 미세먼지 제거 기능과 더불어서 탈취와 항균 및 항곰팡이 기능에 유해가스 흡착 등을 동시에 가지므로 다양한 기능성을 발휘하게 되는 것이다.

또한 구조가 단순하여 제조가 쉽고 제조원가를 절감할 수 있으며, 신속한 제조로 인하여 대량생산에 적합한 등 다양한 효과를 발휘할 수 있는 것이다.

이상과 같이 본 발명의 상세한 설명에는 본 발명의 가장 바람직한 실시 예에 관하여 설명하였으나, 본 발명의 기술범위에 벗어나지 않는 범위 내에서는 다양한 변형실시도 가능하다 할 것이며, 따라서 본 발명의 보호범위는 상기 실시 예에 한정하여 정해지는 것이 아니라, 후술하는 특허청구범위의 기술들과 이들 기술로부터 균등한 기술수단들에까지 보호범위가 인정되어야 할 것이다.

1:필터장치
2:외부케이스부
3:탈취필터부 30:통풍홀 31:지지벽체 32:형상벽체 33:복합벽체
4:항균탈취볼
5:여과망부
6:헤파필터부

Claims (2)

1. 상하 너비가 전체 필터장치(1)의 두께가 되도록 상하로 관통되면서 가장자리의 테두리가 지지되게 형성된 외부케이스부(2);
   외부케이스부(2)의 내측에 고정 설치되며, 상하로 공기가 흐르도록 다수의 통풍홀(30)이 관통 형성되어 통풍홀(30)로 공기가 흐를 시 공기를 탈취토록 활성탄으로 표면 처리된 탈취필터부(3);
   탈취필터부(3)의 각 통풍홀(30)로 소정의 양으로 다수(多數)가 내입되어 항균 처리된 규조토볼로 이루어진 항균탈취볼(4);
   통풍홀(30)에서 항균탈취볼(4)이 이탈되는 것을 차단토록 탈취필터부(3)의 상하에 각각 접하면서 가장자리가 외부케이스부(2)와 탈취필터부(3) 사이에 개재되게 설치된 여과망부(5);
   가 포함된 것을 특징으로 하는 공기정화용 고효율 필터장치.
   
2. 청구항 1에 있어서;
   외부케이스부(2)의 내측에 탈취필터부(3)와 함께 고정 설치되되, 탈취필터부(3) 상부의 여과망부(5)에 일측이 접하여 유입되는 공기 중의 미세먼지까지 차단토록 여과지를 지그재그로 절곡하여 구성된 헤파필터부(6);
   가 더 포함된 것을 특징으로 하는 공기정화용 고효율 필터장치.

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