KR20210078657A - 수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터 - Google Patents

수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터 Download PDF

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KR20210078657A
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Abstract

본 발명은, 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 필터로서, 상기 로터의 외측면 일부를 감싸는 제1 컬렉터와, 상기 로터의 바깥 둘레면 일부를 감싸는 상부 컬렉터와, 상기 로터의 내측면 일부를 감싸는 제2 컬렉터를 포함하고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는, 사행(serpentine type) 형태로 배열된 리브들과, 리브와 리브 사이의 빈 공간을 이루는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 포집필터에 관한 것이다. 본 발명에 의하면, 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 효율적으로 포집할 수 있고, 수송기관의 제동시 발생하는 미세먼지를 줄여줌으로써 대기환경오염을 방지할 수 있다.

Description

수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터{Dust collecting filter for capturing dust generated in break apparatus of transportation means}
본 발명은 포집필터에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 필터에 관한 것이다.
수송기관의 증가로 인해 비배기관(비배기계)에 의해 방출된 입자들(미세먼지)이 증가하고 있다.
배기계 미세 먼지 규제가 강화되면서 수송기관의 비배기관(비배기계)에서 발생하는 미세먼지도 최근 이슈가 되고 있다. 비배기계에서 발생하는 미세먼지 발생원은 브레이크 마모, 타이어 마모 등이 있다. 브레이크 패드와 로터(rotor)의 마찰로 인해 미세한 분진과 인체에 해로운 물질이 발생한다. 브레이크 패드의 마모에 의해 발생되는 미세먼지는 입자의 크기가 작아 인체 및 환경에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 특히, 도시지역에서, 교통량의 증가로 인한 브레이크 장치에서 나오는 미립자의 양이 증가하고 있다.
자동차 등의 수송기관에는 브레이크 패드, 타이어 등의 마모에 의해 발생하는 미세먼지를 회수하는 장치가 구비되지 않아 대기환경이 오염되는 문제점이 있었고, 브레이크 패드, 타이어 등 수송기관의 비배기계에서 발생하는 미세먼지를 포집할 수 있는 필터의 개발이 요구되고 있다.
브레이크 패드, 타이어 등 수송기관의 비배기계에서 발생하는 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터는 관련 환경의 특수성(온도, 수분, 진동 등)으로 인해 새로운 개념의 필터 소재와 기술이 요구되고 있다.
특히, 브레이크 장치에서 발생하는 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터는 마찰에 의해 수백도 이상(최고 700℃) 표면 온도의 상승이 예상되는 브레이크 패드 주변에 설치되어야 하므로 내열성 확보가 요구되며, 도로변 빗물 및 먼지 등에 의한 필터의 오염과 차량 주행에 따른 진동 발생 등에 대한 내구성이 우수한 필터 소재의 개발이 필요하다.
NOx와 SOx는 촉매나 자체 발화에 의한 제거가 가능하지만, 비배기계에서 발생하는 미세먼지는 산화가 어려운 조성으로 효과적인 미세먼지 포집이 가능한 소재의 개발과 이를 적용한 부품의 개발, 포집먼지를 제거할 수 있는 차별화된 기술이 적용되어야 한다.
대한민국 공개특허공보 제10-2017-0085015호
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 필터를 제공함에 있다.
본 발명은, 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 필터로서, 상기 로터의 외측면 일부를 감싸는 제1 컬렉터와, 상기 로터의 바깥 둘레면 일부를 감싸는 상부 컬렉터와, 상기 로터의 내측면 일부를 감싸는 제2 컬렉터를 포함하고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는, 사행(serpentine type) 형태로 배열된 리브들과, 리브와 리브 사이의 빈 공간을 이루는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 포집필터를 제공한다.
상기 포집필터는 전체 외관상 U자형으로 구비되어 상기 U자형 내부로 상기 로터를 부분 수용하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터는 상기 로터의 외측면과 마주하게 구비될 수 있고, 상기 제2 컬렉터는 상기 로터의 내측면과 마주하게 구비될 수 있으며, 상기 제2 컬렉터는 디스크 형상의 로터를 기준으로 상기 제1 컬렉터가 있는 반대편에 위치될 수 있고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는 상기 로터를 기준으로 서로 마주하게 배치될 수 있다.
상기 리브들은 곡선형 형태를 이룰 수 있다.
곡선형 형태를 이루는 리브들의 곡률은 디스크 형상을 갖는 상기 로터의 디스크 곡률(curvature)과 동일할 수 있다.
리브와 리브 사이의 이격거리는 동일할 수 있다.
상기 리브들의 두께는 동일할 수 있다.
상기 제1 컬렉터 및 상기 제2 컬렉터의 리브들은 다공성의 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
상기 세라믹 재질은 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(cordierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2), 휘스커, 뮬라이트(mullite, 3Al2O3·2SiO2) 및 탄화규소(SiC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹 재질일 수 있다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들은 기공율이 40∼80%를 이루는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들에 분포하는 기공들은 0.5∼15㎛의 평균 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들은 소수성 코팅막으로 도포되어 있고 소수성을 나타낼 수 있다. 상기 소수성 코팅막은 100㎚∼2㎛의 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들 표면에 침상형의 휘스커(whisker)가 코팅 또는 접착되어 있을 수 있다.
상기 포집필터는 상기 제1 컬렉터를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제1 컬렉터 커버와, 상기 제2 컬렉터를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제2 컬렉터 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 컬렉터를 보호하기 위한 상부 컬렉터 커버가 상기 상부 컬렉터 상부에 더 구비될 수 있다.
상기 상부 컬렉터에서 걸러진 깨끗한 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 상기 상부 컬렉터 커버에 구멍들이 형성되어 있을 수 있다.
상기 상부 컬렉터는 세라믹 섬유가 네트워크 형태로 얽혀있는 세라믹 섬유 필터로 이루어질 수 있다. 상기 상부 컬렉터의 기공율은 40∼80%를 이루는 것이 바람직하다. 상기 상부 컬렉터에 분포하는 기공들은 50∼400㎚의 평균 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 리브들은 제1 리브, 제2 리브, 제3 리브, 제4 리브, 제5 리브 및 제6 리브를 포함할 수 있고, 제1 리브와 제2 리브는 일단에서 연결되어 있을 수 있고, 제2 리브와 제3 리브는 타단에서 연결되어 있을 수 있으며, 제3 리브와 제4 리브는 일단에서 연결되어 있을 수 있고, 제4 리브와 제5 리브는 타단에서 연결되어 있을 수 있으며, 제5 리브와 제6 리브는 일단에서 연결되어 있을 수 있다.
리브의 단부에는 리브블럭이 구비되고, 상기 리브블럭은 리브와 리브를 연결하는 매개체이며, 상기 로터와 상기 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상기 채널의 유입구를 통해 유입되고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터에서, 로터의 회전축인 X축에 수직한 Y축 방향으로는 상기 유입구와 상기 리브블럭 사이의 빈 공간이 상기 채널을 이루는 영역일 수 있고, 상기 X축 및 Y축에 수직한 Z축 방향으로는 리브와 리브 사이의 빈 공간이 상기 채널을 이루는 영역일 수 있다.
상기 로터와 상기 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상기 채널의 유입구를 통해 유입되고, 상기 유입구는 상기 브레이크 패드를 향해 있는 것이 바람직하다.
상기 포집필터는 교체가 가능할 수 있다.
본 발명에 의하면, 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 효율적으로 포집할 수 있다. 수송기관의 제동시 발생하는 미세먼지를 줄여줌으로써 대기환경오염을 방지할 수 있다.
도 1은 수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터의 일 예를 도시한 도면이다.
도 2는 제1 컬렉터의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 3은 포집필터가 브레이크 장치에 결합되는 모습의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 4는 포집필터의 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 5는 브레이크 장치의 일 예를 보여주는 도면이다.
도 6은 도 5의 브레이크 장치에 포집필터가 결합된 다른 예를 보여주는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다. 그러나, 이하의 실시예는 이 기술분야에서 통상적인 지식을 가진 자에게 본 발명이 충분히 이해되도록 제공되는 것으로서 여러 가지 다른 형태로 변형될 수 있으며, 본 발명의 범위가 다음에 기술되는 실시예에 한정되는 것은 아니다.
발명의 상세한 설명 또는 청구범위에서 어느 하나의 구성요소가 다른 구성요소를 "포함"한다고 할 때, 이는 특별히 반대되는 기재가 없는 한 당해 구성요소만으로 이루어지는 것으로 한정되어 해석되지 아니하며, 다른 구성요소를 더 포함할 수 있는 것으로 이해되어야 한다.
이하에서, 수송기관이라 함은 자동차, 트럭, 버스, 철도차량 뿐만 아니라, 오토바이크 등의 2륜차도 포함하는 의미로 사용한다.
본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포집필터는, 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 필터로서, 상기 로터의 외측면 일부를 감싸는 제1 컬렉터와, 상기 로터의 바깥 둘레면 일부를 감싸는 상부 컬렉터와, 상기 로터의 내측면 일부를 감싸는 제2 컬렉터를 포함하고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는, 사행(serpentine type) 형태로 배열된 리브들과, 리브와 리브 사이의 빈 공간을 이루는 채널을 포함한다.
상기 포집필터는 전체 외관상 U자형으로 구비되어 상기 U자형 내부로 상기 로터를 부분 수용하도록 구성되는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터는 상기 로터의 외측면과 마주하게 구비될 수 있고, 상기 제2 컬렉터는 상기 로터의 내측면과 마주하게 구비될 수 있으며, 상기 제2 컬렉터는 디스크 형상의 로터를 기준으로 상기 제1 컬렉터가 있는 반대편에 위치될 수 있고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는 상기 로터를 기준으로 서로 마주하게 배치될 수 있다.
상기 리브들은 곡선형 형태를 이룰 수 있다.
곡선형 형태를 이루는 리브들의 곡률은 디스크 형상을 갖는 상기 로터의 디스크 곡률(curvature)과 동일할 수 있다.
리브와 리브 사이의 이격거리는 동일할 수 있다.
상기 리브들의 두께는 동일할 수 있다.
상기 제1 컬렉터 및 상기 제2 컬렉터의 리브들은 다공성의 세라믹 재질로 이루어질 수 있다.
상기 세라믹 재질은 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(cordierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2), 휘스커(whisker), 뮬라이트(mullite, 3Al2O3·2SiO2) 및 탄화규소(SiC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹 재질일 수 있다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들은 기공율이 40∼80%를 이루는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들에 분포하는 기공들은 0.5∼15㎛의 평균 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들은 소수성 코팅막으로 도포되어 있고 소수성을 나타낼 수 있다. 상기 소수성 코팅막은 100㎚∼2㎛의 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들 표면에 침상형의 휘스커(whisker)가 코팅 또는 접착되어 있을 수 있다.
상기 포집필터는 상기 제1 컬렉터를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제1 컬렉터 커버와, 상기 제2 컬렉터를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제2 컬렉터 커버를 더 포함할 수 있다.
상기 상부 컬렉터를 보호하기 위한 상부 컬렉터 커버가 상기 상부 컬렉터 상부에 더 구비될 수 있다.
상기 상부 컬렉터에서 걸러진 깨끗한 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 상기 상부 컬렉터 커버에 구멍들이 형성되어 있을 수 있다.
상기 상부 컬렉터는 세라믹 섬유가 네트워크 형태로 얽혀있는 세라믹 섬유 필터로 이루어질 수 있다. 상기 상부 컬렉터의 기공율은 40∼80%를 이루는 것이 바람직하다. 상기 상부 컬렉터에 분포하는 기공들은 50∼400㎚의 평균 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 리브들은 제1 리브, 제2 리브, 제3 리브, 제4 리브, 제5 리브 및 제6 리브를 포함할 수 있고, 제1 리브와 제2 리브는 일단에서 연결되어 있을 수 있고, 제2 리브와 제3 리브는 타단에서 연결되어 있을 수 있으며, 제3 리브와 제4 리브는 일단에서 연결되어 있을 수 있고, 제4 리브와 제5 리브는 타단에서 연결되어 있을 수 있으며, 제5 리브와 제6 리브는 일단에서 연결되어 있을 수 있다.
상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터에서, 리브의 단부에는 리브블럭이 구비되고, 상기 리브블럭은 리브와 리브를 연결하는 매개체이며, 상기 로터와 상기 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상기 채널의 유입구를 통해 유입되고, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터에서, 로터의 회전축인 X축에 수직한 Y축 방향으로는 상기 유입구와 상기 리브블럭 사이의 빈 공간이 상기 채널을 이루는 영역일 수 있고, 상기 X축 및 Y축에 수직한 Z축 방향으로는 리브와 리브 사이의 빈 공간이 상기 채널을 이루는 영역일 수 있다.
상기 로터와 상기 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상기 채널의 유입구를 통해 유입되고, 상기 유입구는 상기 브레이크 패드를 향해 있는 것이 바람직하다.
상기 포집필터는 교체가 가능할 수 있다.
이하에서, 수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터를 더욱 구체적으로 설명한다.
도 1은 수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터의 일 예를 도시한 도면이다. 도 2는 제1 컬렉터의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 3은 포집필터가 브레이크 장치에 결합되는 모습의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 4는 포집필터의 다른 예를 보여주는 도면이다. 도 5는 브레이크 장치의 일 예를 보여주는 도면이다. 도 6은 도 5의 브레이크 장치에 포집필터가 결합된 다른 예를 보여주는 도면이다.
도 1 내지 도 6을 참조하면, 브레이크 장치는 브레이크 패드(brake pad)(20)와 로터(rotor)(10) 사이에 발생하는 마찰에 의해 제동을 수행하는 장치이다. 상기 브레이크 장치는 차축에 연결되어 회전하는 디스크 형상의 로터(10)와, 상기 로터(10)의 회전을 제동하기 위해서 상기 로터(10)에 축 방향(X)(디스크 형상을 이루는 면에 수직한 방향)으로 압력을 가하기 위한 브레이크 패드(20)와, 상기 브레이크 패드(20)를 상기 로터(10)에 밀착시키거나 상기 로터(10)와 접촉된 브레이크 패드(20)를 상기 로터(10)로부터 이격시켜 상기 로터(10)의 회전을 제어하기 위한 브레이크 캘리퍼(brake caliper)(30)를 포함한다.
로터(rotor)(10)는 차축에 연결되어 회전하는 디스크 형상의 장치이다. 상기 로터(10)는 X축에 수직인 제1 디스크면(10a)과, 제1 디스크면에 평행한 제2 디스크면(10b)을 포함할 수 있다. 제1 디스크면(10a)과 제2 디스크면(10b)은 림(rim) 등에 의해 결합되어 있을 수 있다.
브레이크 패드(brake pad)(20)는 상기 로터(10)에 축 방향(X 방향)(디스크 형상을 이루는 면에 수직한 방향)으로 압력을 가하여 상기 로터(10)의 회전을 제동하기 위한 장치이다. 상기 브레이크 패드(20)는 제1 디스크면(10a)에 압력을 가하기 위한 제1 패드와, 제2 디스크면(10b)에 압력을 가하기 위한 제2 패드를 포함할 수 있다. 상기 브레이크 패드(20)는 축 방향(X 방향)을 따라 이동할 수 있도록 상기 브레이크 캘리퍼에 실장된다.
브레이크 캘리퍼(brake caliper)(30)는 브레이크 패드(20)를 로터(10)에 밀착시키거나 로터(10)와 접촉된 브레이크 패드(20)를 로터(10)로부터 이격시켜 상기 로터(10)의 회전을 제어하기 위한 장치이다. 브레이크 패드(20)는 브레이크 캘리퍼(30) 내부에 수용되고, 제 1 디스크면(10a)을 바라보며 로터(10)와 마주하게 구비되는 제1 패드와, 제 2 디스크면(10b)을 바라보며 로터(10)와 마주하게 구비되는 제2 패드를 포함할 수 있다. 상기 브레이크 캘리퍼(30)는 로터(10)의 일부를 감싸도록 전체 외관상 U자형으로 구비될 수 있다.
브레이크 패드(20)와 로터(rotor)(10)의 마찰로 인해 인체에 해로운 미세먼지(이산화탄소, 이산화질소, 일산화탄소 등의 미세먼지)이 발생한다. 특히, 브레이크 패드(20)의 마모에 의해 발생되는 미세먼지는 입자의 크기가 작아 인체 및 환경에 직접적인 영향을 미칠 수 있다. 특히, 도시지역에서, 교통량의 증가로 인한 브레이크 장치에서 나오는 미립자의 양이 증가하고 있다.
수송기관의 브레이크 장치에서 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 포집필터는 마찰에 의해 수백도 이상 표면 온도의 상승이 예상되는 브레이크 패드(20) 주변에 설치되어야 하므로 내열성 확보가 요구되며, 도로변 빗물 및 먼지 등에 의한 필터의 오염과 차량 주행에 따른 진동 발생 등에 대한 내구성이 우수한 필터 소재의 개발이 필요하다.
NOx와 SOx는 촉매나 자체 발화에 의한 제거가 가능하지만, 브레이크 장치에서 발생하는 미세먼지는 산화가 어려운 조성으로 효과적인 미세먼지 포집이 가능한 소재의 개발과 이를 적용한 부품의 개발, 포집먼지를 제거할 수 있는 차별화된 기술이 적용되어야 한다.
본 발명의 미세먼지 포집필터는 브레이크 패드(20)와 로터(10)의 마찰에 의해 발생한 미세먼지(분진)를 포집하는 필터이다. 상기 포집필터는 자동차의 주행 중 브레이킹 시 로터(10)와 브레이크 패드(20)가 접촉되면서 상기 브레이크 패드(20)나 로터(10)가 마모되어 발생되는 미세먼지(분진)을 흡입하여 포집한다. 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 포집필터는 교체가 가능하도록 구비될 수 있다.
브레이크 패드(20)와 로터(10) 사이의 마찰에서 발생하는 미세먼지를 흡입하기 위해서 포집필터는 브레이크 패드(20)와 브레이크 캘리퍼(30)의 위치에 따라 형상, 설치 위치 등이 변할 수 있다.
바람직하게는, 상기 포집필터는 수송기관의 정주행 방향에서 바라볼 때 브레이크 패드(20)의 위치보다 후방(로터의 회전방향에서 볼 때 브페이크 패드 보다 후방)에 설치된다. 브레이크 패드(20)의 위치보다 후방에 포집필터를 설치하는 것은, 수송기관이 정주행 할 때, 브레이크 패드(20)와 로터(10) 사이의 마찰에 의해 발생하는 미세먼지(분진)가 바람 등에 포집필터로 유입되기가 유리하고 더욱 많은 미세먼지를 포집할 수가 있기 때문이다. 수송기관이 정주행 할 때, 브레이크 패드(20)와 로터(10) 사이의 마찰에 의해 발생된 미세먼지(분진)의 대부분은 바람 등에 의해 후방으로 이동하게 되고 브레이크 패드(20)의 위치보다 후방에 설치된 포집필터로 유입되어 포집될 수가 있다. 상기 포집필터는 전원이 없이도 미세먼지를 포집할 수 있게 구비될 수 있다. 자동차가 주행 중 흐르는 공기의 방향(공기의 흐름)에 의해 자연스럽게 미세먼지(분진)가 포집필터로 효율적으로 흡입될 수가 있다.
상기 포집필터는 로터(10)의 일부를 감싸는 형태로 구비될 수 있다. 상기 포집필터는 로터(10)의 일부를 감싸도록 전체 외관상 U자형으로 구비될 수 있다. 포집필터는 U자형 내부로 로터(10)를 부분 수용하도록 구성된다.
상기 포집필터는 로터(10)의 외측면(제1 디스크면(10a)) 일부를 감싸는 제1 컬렉터(collector)(110), 상기 로터(10)의 바깥 둘레면 일부를 감싸는 상부 컬렉터(130), 상기 로터(10)의 내측면(제2 디스크면(10b)) 일부를 감싸는 제2 컬렉터(collector)(120)를 포함할 수 있다. 제1 컬렉터(110)는 로터(10)의 외측면(제1 디스크면(10a))과 마주하게 구비된다. 제2 컬렉터(120)는 로터(10)의 내측면(제2 디스크면(10b))과 마주하게 구비된다. 제2 컬렉터(120)는 디스크 형상의 로터(10)를 기준으로 제1 컬렉터(110)가 있는 반대편에 위치되게 설치된다. 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)는 로터(10)를 기준으로 서로 마주하게 배치된다. 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)는 로터(10)와 이격되게 배치된다.
상부 컬렉터(130)는 로터(10)의 바깥 둘레면 일부를 감싸도록 구비된다. 상부 컬렉터(130)는 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)에 연결되어 있을 수 있다. 상기 상부 컬렉터(130)도 로터(10)와 이격되게 설치된다.
제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)는 사행(serpentine type) 형태로 배열된 리브(140)들과, 리브와 리브 사이의 빈 공간을 이루는 채널(150)을 포함한다.
리브(rib)(140)들은 일렬로 반듯하게 배열되는 것보다 도 1, 도 2, 도 4, 도 6 등에 도시된 것처럼 서로 지그재그로 엇갈리면서 배열된다. 리브(140)들은 사행(serpentine type) 형태로서 구불구불하게 배열된다.
상기 리브(140)들은 일단에서 타단까지가 직선형인 것으로 이루어질 수도 있고, 더욱 바람직하게는 일단에서 타단까지 곡선형인 것으로 이루어지는 것이 바람직하다. 더욱 바람직하게는 리브(140)들은 디스크 형상을 갖는 로터(10)의 디스크 곡률과 동일하게 곡선형 형상으로 배열되는 것이 바람직하다. 곡선형 형태를 이루는 리브들의 곡률은 디스크 형상을 갖는 로터(10)의 디스크 곡률(curvature)과 동일한 것이 바람직하다. 리브와 리브 사이의 이격거리는 동일한 것이 바람직하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
브레이크 패드(20)와 로터(10) 사이의 마찰에 의해 발생하는 미세먼지(분진)는 유입구(155)를 통해 채널(150)을 따라 유입된다. 상기 채널(150)은 리브와 리브 사이는 빈 공간으로서 미세먼지가 유입되는 경로를 제공한다. 상기 채널(150)은 미세먼지가 유입되는 유입구(155)를 통해 개방되어 있고 리브와 리브를 연결하는 리브블럭에 의해 막혀진 형태를 이룬다. Y축방향(로터의 외측면 또는 내측면과 평행하고 X축에 수직한 방향)으로는 유입구(155)와 리브블럭(145) 사이의 빈 공간이 채널을 이루는 영역이고, Z축 방향(X축 및 Y축에 수직한 방행)으로는 리브와 리브 사이의 빈 공간이 채널을 이루는 영역이다. 상기 유입구(155)는 상기 브레이크 패드(20)를 향해 있다.
도 4 및 도 6은 6개의 리브(제1 리브, 제2 리브, 제3 리브, 제4 리브, 제5 리브 및 제6 리브)를 포함하는 제1 컬렉터(110)의 일 예를 보여준다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 리브(140a)와 제2 리브(140b)는 일단에서 연결되어 있고, 제2 리브(140b)와 제3 리브(140c)는 타단에서 연결되어 있으며, 제3 리브(140c)와 제4 리브(140d)는 일단에서 연결되어 있고, 제4 리브(140d)와 제5 리브(140e)는 타단에서 연결되어 있고, 제5 리브(140e)와 제6 리브(140f)는 일단에서 연결되어 있다. 제1 리브(140a)와 제2 리브(140b) 사이의 이격거리, 제2 리브(140b)와 제3 리브(140c) 사이의 이격거리, 제3 리브(140c)와 제4 리브(140d) 사이의 이격거리, 제4 리브(140d)와 제5 리브(140e)의 이격거리, 제5 리브(140e)와 제6 리브(140f)의 이격거리는 동일하게 구성되어 있다. 상기 리브(140)들의 두께는 동일(일정)할 수 있다.
리브(140)의 단부에는 리브블럭(145)이 구비되고, 리브블럭(145)은 리브와 리브를 연결하는 매개체이다. 예컨대, 제1 리브(140a)의 일단과 제2 리브(140b)의 일단은 제1 리브블럭(145a)에 의해 연결되어 있고, 제2 리브(140b)의 타단과 제3 리브(140c)의 타단은 제2 리브블럭(145b)에 의해 연결되어 있으며, 제3 리브(140c)의 일단과 제4 리브(140d)의 일단은 제3 리브블럭(145c)에 의해 연결되어 있고, 제4 리브(140d)의 타단과 제5 리브(140e)의 타단은 제4 리브블럭(145d)에 의해 연결되어 있으며, 제5 리브(140e)의 일단과 제6 리브(140f)의 일단은 제5 리브블럭(145e)에 의해 연결되어 있다. 제1 리브블럭(145a), 제3 리브블럭(145c) 및 제5 리브블럭(145e)은 제1 컬렉터(110)의 좌측단에 위치되고, 반면에 제2 리브블럭(145b)과 제4 리브블럭(145d)은 제1 컬렉터(110)의 우측단에 위치된 형태로 구성되어 있다. 리브(140)와 리브블럭(145)은 동일한 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
제1 리브(140a)와 제2 리브(140b) 사이의 빈 공간은 제1 채널(150a)을 구성하고, 제3 리브(140c)와 제4 리브(140d) 사이의 빈 공간은 제2 채널(150b)을 구성하며, 제5 리브(140e)와 제6 리브(140f) 사이의 빈 공간은 제3 채널(150c)을 구성한다.
리브(140)들은 다공성의 세라믹 재질로 이루어진다. 로터(10)와 브레이크 패드(20)의 마찰에 의해 수백도 이상 표면 온도의 상승이 예상되는 로터(10) 주변에 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)가 설치되므로 내열성 확보가 요구되고, 빗물이나 먼지 등에 의한 오염과 차량 주행에 따른 진동 발생 등에 대하여 내구성이 요구된다. 이러한 점들을 고려하여 상기 제1 컬렉터(110)와 상기 제2 컬렉터(120)의 리브들은 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(cordierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2), 휘스커(whisker), 뮬라이트(mullite, 3Al2O3·2SiO2), 탄화규소(SiC) 또는 이들의 혼합물과 같이 내열성을 갖는 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 상기 제1 컬렉터(110)와 상기 제2 컬렉터(120)의 리브(140)들은 기공율이 40∼80%, 더욱 바람직하게는 50∼65% 정도의 다공성 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 기공율이 너무 낮을 경우에는 미세먼지 필터링 효율이 낮을 수 있고, 기공율이 너무 높을 경우에는 진동 충격 등에 쉽게 크랙 등의 생기거나 깨지거나 하여 내구성이 저하될 수 있다. 상기 제1 컬렉터(110)와 상기 제2 컬렉터(120)의 리브(140)들에 분포하는 기공들은 15㎛ 이하(예컨대, 0.5∼15㎛), 더욱 바람직하게는 0.5∼10㎛, 가장 바람직하게는 0.5∼8㎛ 정도의 평균 크기를 갖는 것이 바람직하다.
상기 제1 컬렉터(110)와 상기 제2 컬렉터(120)의 리브(140)들은 표면에 물방울이 맺히는 것을 억제하기 위하여 소수성(hydrophobic)을 갖는 재질로 이루어지는 것이 바람직하다. 소수성을 갖게 하기 위하여 다공성 세라믹 재질에 소수성을 갖는 물질을 코팅하여 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)를 제조할 수 있다. 친수성(hydorphilic)을 갖는 재질로 이루어질 경우에 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)의 리브(140)들 표면에 물방울이 다량으로 맺힐 수 있어서 필터링 효과가 저하될 수 있다. 소수성 코팅막은 100㎚∼2㎛ 정도의 두께로 구비되는 것이 바람직하다.
제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)의 리브들 표면에는 침상형의 휘스커(whisker)가 코팅 또는 접착되어 있을 수도 있다. 제1 컬렉터와 제2 컬렉터의 표면이나 기공에 코팅되거나 접착된 침상형의 휘스커는 제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(112)의 리브 표면에 물방울이 맺히는 것을 억제하여 제1 컬렉터와 제2 컬렉터가 소수성을 갖게 하는 역할을 할 수 있다.
상부 컬렉터(130)는 내열성을 갖는 다공성의 세라믹 재질로 이루어질 수 있으며, 바람직하게는 세라믹 섬유를 포함하는 재질로 이루어질 수 있다. 더욱 구체적으로는, 상기 상부 컬렉터는 세라믹 섬유가 네트워크 형태로 얽혀있는 세라믹 섬유 필터로 이루어질 수 있다. 상기 상부 컬렉터(130)는 로터(10)의 바깥 둘레면에 배치되어 로터(10)로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할도 한다. 상기 상부 컬렉터(130)의 기공율은 40∼80% 정도를 이루는 것이 바람직하다. 상기 상부 컬렉터(130)에 분포하는 기공들은 50∼400㎚의 평균 크기를 갖는 것이 바람직하다. 상기 세라믹 섬유는 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(cordierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2), 휘스커, 뮬라이트(mullite, 3Al2O3·2SiO2), 탄화규소(SiC) 또는 이들의 혼합물과 같이 내열성을 갖는 세라믹 재질로 이루어지는 것이 바람직하다.
상기 상부 컬렉터(130)는 세라믹 섬유를 전기방사하여 제조하는 등의 방법으로 제조할 수 있다. 예컨대, 세라믹 섬유를 포함하는 용액을 전압차 1∼100kV, 방사 유속 0.1∼10㎖/hr, 방사 거리 2∼50㎝, 노즐의 구멍 크기 0.01∼2.0㎜의 조건으로 전기방사를 실시하여 세라믹 섬유가 네트워크 형태로 얽혀있는 세라믹 섬유 필터를 제조할 수 있다.
제1 컬렉터(110)와 제2 컬렉터(120)를 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 컬렉터 커버(160, 170)가 더 구비될 수도 있다. 상기 컬렉터 커버(160, 170)는 가공성이 양호하고 무게가 가벼운 합성수지, 예컨대 열경화성 합성수지 등의 재질로 이루어질 수 있으나, 금속, 금속합금 등과 같이 내구성이 양호하고 충격에 견딜 수 있는 재료가 사용될 수도 있다. 상기 컬렉터 커버는 제1 컬렉터(110)를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제1 컬렉터 커버(160)와, 제2 컬렉터(120)를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제2 컬렉터 커버(170)를 포함할 수 있다. 제1 컬렉터 커버(160)는 제1 컬렉터(110)를 기준으로 로터(10)의 반대편에 구비되고, 제2 컬렉터 커버(170)는 제2 컬렉터(120)를 기준으로 로터(10)의 반대편에 구비된다. 컬렉터 커버(160, 170)는 로터(10)로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 할 수도 있다.
도 4 및 도 6은 6개의 리브(제1 리브, 제2 리브, 제3 리브, 제4 리브, 제5 리브 및 제6 리브)를 포함하는 제1 컬렉터(110)와 제1 컬렉터 커버(160)의 일 예를 보여준다.
도 4 및 도 6을 참조하면, 제1 컬렉터 커버(160)는 리브들(제1 리브, 제2 리브, 제3 리브, 제4 리브, 제5 리브 및 제6 리브)의 측면을 완전히 덮는 형태로 구성되어 있고, 리브들의 측면과 밀착되게 구성되어 있다.
상기 상부 컬렉터(130)를 보호하기 위한 상부 컬렉터 커버(180)가 더 구비될 수도 있다. 상기 상부 컬렉터 커버(180)는 가공성이 양호하고 무게가 가벼운 합성수지, 예컨대 열경화성 합성수지 등의 재질로 이루어질 수 있으나, 금속, 금속합금 등과 같이 내구성이 양호하고 충격에 견딜 수 있는 재료가 사용될 수도 있다. 상기 상부 컬렉터 커버(180)는 상기 상부 컬렉터(130) 상부에 구비될 수 있다. 상기 상부 컬렉터 커버(180)는 로터(10)의 바깥 둘레면에 배치되어 로터(10)로 먼지 등의 이물질이 유입되는 것을 방지하는 역할을 할 수도 있다. 상부 컬렉터 커버(180)에는 상부 컬렉터(130)에서 걸러진 깨끗한 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 구멍들이 형성되어 있을 수 있다. 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상부 컬렉터(130)에서 포집되고, 상부 컬렉터(130)를 통과한 깨끗한 공기는 상부 컬렉터 커버(180)의 구멍들을 통해서 배출되도록 함으로써 로터(10)의 주변의 온도가 상승하는 것을 억제할 수 있다.
상술한 포집필터는 어느 정도의 시간 동안 사용 후에 교체하거나 미세먼지를 제거한 후에 재사용이 가능하다.
이하에서, 제1 컬렉터 및 제2 컬렉터를 제조하는 방법을 구체적으로 설명한다.
제1 컬렉터 및 제2 컬렉터를 제조하기 위하여 세라믹 원료, 바인더 및 기공형성제를 포함하는 출발원료를 준비한다.
상기 세라믹 원료는 알루미나(Al2O3) 분말, 코디어라이트(cordierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2) 분말, 휘스커 분말, 뮬라이트(mullite, 3Al2O3·2SiO2) 분말, 탄화규소(SiC) 분말 또는 이들의 혼합분말인 것이 바람직하다. 제조되는 제1 컬렉터 및 제2 컬렉터의 기공율, 기공 크기, 강도 등을 고려하여 상기 세라믹 원료는 100㎚∼40㎛, 더욱 바람직하게는 300㎚∼30㎛인 정도의 평균입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다.
상기 바인더는 폴리비닐알콜(polyvinyl alchol; PVA), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol; PEG) 등을 사용할 수 있다. 상기 바인더는 상기 출발원료에 상기 세라믹 원료 100중량부에 대하여 1∼20중량부 정도 함유되는 것이 바람직하다.
상기 기공형성제로는 셀룰로오스(cellulose), 폴리메틸메타크릴레이트(polymethylmethacrylate; PMMA), 이들의 혼합물 등의 유기물을 사용할 수 있다. 상기 기공형성제는 출발원료에 상기 세라믹 원료 100중량부에 대하여 5∼50중량부 함유되는 것이 바람직하다.
제조되는 제1 컬렉터 및 제2 컬렉터가 높은 기공율을 가지면서도 고강도 특성을 갖게 하기 위하여 상기 출발원료는 카올리나이트(kaolinite) 분말을 더 포함할 수 있다. 상기 카올리나이트 분말은 100㎚∼40㎛, 더욱 바람직하게는 300㎚∼30㎛인 정도의 평균입경을 갖는 분말을 사용하는 것이 바람직하다. 상기 카올리나이트 분말은 상기 출발원료에 상기 세라믹 원료 100중량부에 대하여 0.5∼45중량부, 더욱 바람직하게는 5∼30중량부 정도 함유되는 것이 바람직하다.
제1 컬렉터 및 제2 컬렉터가 높은 기공율을 가지면서도 고강도 특성을 갖게 하기 위하여 상기 출발원료는 유리 프릿(glass frit)을 더 포함할 수 있다. 상기 유리 프릿은 상기 출발원료에 상기 세라믹 원료 100중량부에 대하여 0.5∼45중량부, 더욱 바람직하게는 5∼30중량부 정도 함유되는 것이 바람직하다.
제1 컬렉터 및 제2 컬렉터의 기공율을 높이기 위하여 상기 출발원료는 조공제를 더 포함할 수 있다. 상기 조공제는 볏짚, 쌀겨, 흑연(graphite)과 같은 탄소계 소재 또는 이들의 혼합물 등을 포함할 수 있다. 상기 조공제는 상기 출발원료에 상기 세라믹 원료 100중량부에 대하여 0.5∼45중량부, 더욱 바람직하게는 5∼30중량부 정도 함유되는 것이 바람직하다.
상기 출발원료를 혼합한다. 상기 혼합은 볼밀링 등의 공정을 이용할 수 있다. 이하 볼밀링에 의한 혼합 공정을 구체적으로 설명한다. 출발원료를 용매와 함께 볼 밀링기(ball milling machine)에 장입하여 혼합한다. 볼 밀링기를 이용하여 일정 속도로 회전시켜 상기 출발원료를 기계적으로 혼합한다. 상기 볼 밀링에 사용되는 볼은 알루미나, 지르코니아와 같은 세라믹 재질의 볼을 사용할 수 있으며, 볼은 모두 같은 크기의 것일 수도 있고 2가지 이상의 크기를 갖는 볼을 함께 사용할 수도 있다. 볼의 크기, 밀링 시간, 볼 밀링기의 분당 회전속도 등을 조절한다. 예를 들면, 볼의 크기는 1㎜∼50㎜ 정도의 범위로 설정하고, 볼 밀링기의 회전속도는 50∼2000rpm 정도의 범위로 설정할 수 있다. 볼 밀링은 10분∼48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다. 볼 밀링에 의해 출발원료는 균일하게 혼합되게 된다.
혼합이 이루어진 출발원료를 원하는 형태로 성형하고 건조한다. 상기 성형은 제1 컬렉터와 제2 컬렉터의 복잡 형상(도 2, 도 4 등에 도시된 구불구불하거나 지그재그로 배열된 형태의 사행(serpentine type) 형상) 등을 고려하여 가압 성형, 압출 성형 등을 이용할 수 있다. 상기 성형에 의해 제1 컬렉터와 제2 컬렉터가 사행(serpentine type) 형상(구불구불하거나 지그재그로 배열된 형태)을 갖도록 한다. 상기 건조는 60∼150℃ 오븐에서 1∼48시간 동안 실시하는 것이 바람직하다.
성형된 결과물을 전기로와 같은 퍼니스(furnace)에 장입하고 소성 공정을 수행한다. 상기 소성 공정은 1100∼1600℃ 정도의 소성 온도에서 10분∼48시간 정도 수행하는 것이 바람직하다. 상기 소성 온도까지는 1∼50℃/min의 승온속도로 상승시키는 것이 바람직한데, 승온 속도가 너무 느린 경우에는 시간이 오래 걸려 생산성이 떨어지고 승온 속도가 너무 빠른 경우에는 급격한 온도 상승에 의해 열적 스트레스가 가해질 수 있으므로 상기 범위의 승온 속도로 온도를 올리는 것이 바람직하다. 상기 소성은 산화 분위기(예컨대, 산소(O2) 또는 공기(air) 분위기)에서 실시하는 것이 바람직하다. 소성 공정을 수행한 후, 퍼니스 온도를 하강시켜 소성된 결과물을 언로딩한다. 상기 퍼니스 냉각은 퍼니스 전원을 차단하여 자연적인 상태로 냉각되게 하거나, 임의적으로 온도 하강률(예컨대, 10℃/min)을 설정하여 냉각되게 할 수도 있다. 퍼니스 온도를 하강시키는 동안에도 퍼니스 내부의 압력은 일정하게 유지하는 것이 바람직하다. 상기 소성 공정에서 유기물 성분은 300∼400℃의 온도가 되면 태워져 없어지게 되며, 소성 온도는 유기물 성분이 타는 온도보다 높은 온도에서 이루어지므로 소성 공정이 완료되면 유기물 성분은 모두 제거되게 되며, 기공형성제가 위치하는 공간, 그리고 분말과 분말 사이의 공간은 기공을 이루고 소성 공정을 거친 소성체는 다공성을 띠게 된다.
이와 같이 제조된 제1 컬렉터와 제2 컬렉터에 대하여 소수성 등을 위해 표면에 코팅막(30)을 형성할 수 있다. 소수성 코팅막은 페이스트, 현탁액(suspension) 또는 콜로이드(colloid)를 소성체의 외곽 표면에 코팅하고 400∼1000℃ 정도의 온도에서 열처리하여 형성할 수 있다. 소수성 코팅막은 100㎚∼2㎛ 정도의 두께로 형성하는 것이 바람직하다. 소수성 코팅막을 형성하기 위한 예로서 보에마이트-TiO2 졸을 코팅하는 경우를 예로 들수 있다.
보에마이트-TiO2 졸은 다음과 같이 제조할 수 있다.
보에마이트(boehmite)를 증류수 등의 용매에 첨가하고 60℃ 정도의 온도에서 가수분해(hydrolysis) 시키고, 여기에 질산(HNO3) 등의 산(acid)을 첨가하여 용액화(peptization)하여 보에마이트 졸을 형성한다.
TiO2 전구체를 증류수 등의 용매에 첨가하고 50℃ 정도의 온도에서 가수분해(hydrolysis) 시키고, 여기에 질산(HNO3) 등의 산(acid)을 첨가하여 용액화(peptization)하여 TiO2 졸을 형성한다. 상기 TiO2 전구체는 TTIP(Titanium isopropoxide) 등일 수 있다.
상기 보에마이트 졸과 상기 TiO2 졸을 혼합하여 보에마이트-TiO2 졸을 수득한다.
제1 컬렉터와 제2 컬렉터에 대하여 소수성 등을 위해 표면에 침상형의 휘스커(whisker)를 코팅하거나 접착할 수도 있다. 예컨대, 침상형의 휘스커와 바인더를 포함하는 페이스트 또는 현탁액을 소성체의 외곽 표면에 코팅하고 400∼1000℃ 정도의 온도에서 열처리하여 형성할 수 있다. 상기 바인더는 폴리비닐알콜(polyvinyl alchol; PVA), 폴리에틸렌글리콜(polyethylene glycol; PEG) 등을 사용할 수 있다. 상기 바인더는 상기 침상형의 휘스커 100중량부에 대하여 1∼20중량부 정도 혼합하는 것이 바람직하다. 상기 열처리 공정에서 유기물 성분은 300∼400℃의 온도가 되면 태워져 없어지게 되며, 열처리 온도는 유기물 성분이 타는 온도보다 높은 온도에서 이루어지므로 열처리 공정이 완료되면 유기물 성분은 모두 제거되게 된다. 제1 컬렉터와 제2 컬렉터를 구성하는 리브들과 리브블럭들의 표면이나 기공에 침상형의 휘스커가 코팅되거나 부착되게 되며, 침상형의 휘스커는 제1 컬렉터와 제2 컬렉터의 표면에 물방울이 맺히는 것을 억제하여 제1 컬렉터와 제2 컬렉터가 소수성을 갖게 하는 역할을 할 수 있다.
이상, 본 발명의 바람직한 실시예를 들어 상세하게 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것은 아니며, 당 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의하여 여러 가지 변형이 가능하다.
10: 로터(rotor)
20: 브레이크 패드
30: 브레이크 캘리퍼
110: 제1 컬렉터
120: 제2 컬렉터
130: 상부 컬렉터
140: 리브
150: 채널
155: 유입구
160: 제1 컬렉터 커버
170: 제2 컬렉터 커버
180: 상부 컬렉터 커버

Claims (24)

  1. 수송기관의 브레이크 장치에서 로터와 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지를 포집하기 위한 필터로서,
    상기 로터의 외측면 일부를 감싸는 제1 컬렉터;
    상기 로터의 바깥 둘레면 일부를 감싸는 상부 컬렉터; 및
    상기 로터의 내측면 일부를 감싸는 제2 컬렉터를 포함하고,
    상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는,
    사행(serpentine type) 형태로 배열된 리브들과, 리브와 리브 사이의 빈 공간을 이루는 채널을 포함하는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  2. 제1항에 있어서, 상기 포집필터는 전체 외관상 U자형으로 구비되어 상기 U자형 내부로 상기 로터를 부분 수용하도록 구성되는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬렉터는 상기 로터의 외측면과 마주하게 구비되고,
    상기 제2 컬렉터는 상기 로터의 내측면과 마주하게 구비되며,
    상기 제2 컬렉터는 디스크 형상의 로터를 기준으로 상기 제1 컬렉터가 있는 반대편에 위치되고,
    상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터는 상기 로터를 기준으로 서로 마주하게 배치되는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  4. 제1항에 있어서, 상기 리브들은 곡선형 형태를 이루는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  5. 제4항에 있어서, 곡선형 형태를 이루는 리브들의 곡률은 디스크 형상을 갖는 상기 로터의 디스크 곡률(curvature)과 동일한 것을 특징으로 하는 포집필터.
  6. 제1항에 있어서, 리브와 리브 사이의 이격거리는 동일한 것을 특징으로 하는 포집필터.
  7. 제1항에 있어서, 상기 리브들의 두께는 동일한 것을 특징으로 하는 포집필터.
  8. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬렉터 및 상기 제2 컬렉터의 리브들은 다공성의 세라믹 재질로 이루어진 것을 특징으로 하는 포집필터.
  9. 제8항에 있어서, 상기 세라믹 재질은 알루미나(Al2O3), 코디어라이트(cordierite, 2MgO·2Al2O3·5SiO2), 휘스커, 뮬라이트(mullite, 3Al2O3·2SiO2) 및 탄화규소(SiC)로 이루어진 군으로부터 선택된 1종 이상의 세라믹 재질인 것을 특징으로 하는 포집필터.
  10. 제8항에 있어서, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들은 기공율이 40∼80%를 이루는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  11. 제8항에 있어서, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들에 분포하는 기공들은 0.5∼15㎛의 평균 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  12. 제8항에 있어서, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들은 소수성 코팅막으로 도포되어 있고 소수성을 나타내는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  13. 제12항에 있어서, 상기 소수성 코팅막은 100㎚∼2㎛의 두께로 구비되는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  14. 제8항에 있어서, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터의 리브들 표면에 침상형의 휘스커(whisker)가 코팅 또는 접착되어 있는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  15. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬렉터를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제1 컬렉터 커버; 및
    상기 제2 컬렉터를 덮어 보호하고 채널로 유입된 미세먼지가 외부로 유출되는 것을 억제하기 위한 제2 컬렉터 커버를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  16. 제1항에 있어서, 상기 상부 컬렉터를 보호하기 위한 상부 컬렉터 커버가 상기 상부 컬렉터 상부에 더 구비되어 있는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  17. 제16항에 있어서, 상기 상부 컬렉터에서 걸러진 깨끗한 공기가 외부로 빠져나갈 수 있도록 상기 상부 컬렉터 커버에 구멍들이 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  18. 제1항에 있어서, 상기 상부 컬렉터는 세라믹 섬유가 네트워크 형태로 얽혀있는 세라믹 섬유 필터로 이루어진 것을 특징으로 하는 포집필터.
  19. 제18항에 있어서, 상기 상부 컬렉터의 기공율은 40∼80%를 이루는 것을 특징으로 하는 포집필터
  20. 제17항에 있어서, 상기 상부 컬렉터에 분포하는 기공들은 50∼400㎚의 평균 크기를 갖는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  21. 제1항에 있어서, 상기 리브들은 제1 리브, 제2 리브, 제3 리브, 제4 리브, 제5 리브 및 제6 리브를 포함하고,
    제1 리브와 제2 리브는 일단에서 연결되어 있고, 제2 리브와 제3 리브는 타단에서 연결되어 있으며, 제3 리브와 제4 리브는 일단에서 연결되어 있고, 제4 리브와 제5 리브는 타단에서 연결되어 있으며, 제5 리브와 제6 리브는 일단에서 연결되어 있는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  22. 제1항에 있어서, 상기 제1 컬렉터와 상기 제2 컬렉터에서,
    리브의 단부에는 리브블럭이 구비되고, 상기 리브블럭은 리브와 리브를 연결하는 매개체이며,
    상기 로터와 상기 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상기 채널의 유입구를 통해 유입되고,
    상기 로터의 회전축인 X축에 수직한 Y축 방향으로는 상기 채널의 유입구와 리브블럭 사이의 빈 공간이 상기 채널을 이루는 영역이고, 상기 X축 및 Y축에 수직한 Z축 방향으로는 리브와 리브 사이의 빈 공간이 상기 채널을 이루는 영역인 것을 특징으로 하는 포집필터.
  23. 제1항에 있어서, 상기 로터와 상기 브레이크 패드의 마찰에 의해 발생한 미세먼지는 상기 채널의 유입구를 통해 유입되고, 상기 유입구는 상기 브레이크 패드를 향해 있는 것을 특징으로 하는 포집필터.
  24. 제1항에 있어서, 상기 포집필터는 교체가 가능한 것을 특징으로 하는 포집필터.
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