KR20220055113A - 반원형타입의 활성탄 필터가 적용된 에어클리너 - Google Patents

반원형타입의 활성탄 필터가 적용된 에어클리너 Download PDF

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Abstract

본 발명의 일 측면에 따르면, 수소차량용 에어클리너에 있어서 외기흡입구가 일측에 형성되며 상부에 상기 외기흡입구와 연통되는 먼지포집필터결합구가 형성되는 에어클리너하우징; 상기 에어클리너하우징의 먼지포집필터결합구에 결합되며 복수개의 주름구조로 형성되는 먼지포집필터; 상기 에어클리너하우징의 상부의 외측에 결합되며 엔진방향배출구가 형성되는 에어클리너외측커버; 및 상기 에어클리너외측커버에 결합되는 반구형가스포집필터를 포함하며 상기 반구형가스포집필터는 전면은 전후방으로 개구되고 원통형으로 형성된 형태의 에어출입구가 형성되고 후면은 필터결합면이 형성되는 엘리먼트베이스; 부직포가 절곡되어 일측이 반구형으로 형성되고 상기 필터결합면에 부착되어 결합되는 필터미디어; 우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스 및 상기 필터미디어의 하측에 결합되어 발포되는 하측우레탄; 및 우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스 및 상기 필터미디어의 상측에 결합되어 발포되는 상측우레탄; 을 포함하는 수소차량용에어클리너가 제공될 수 있다.

Description

반구형타입의 활성탄 필터가 적용된 에어클리너{Aircleaner for semi-spherical type active carbon filter}
본 발명은 반구형타입의 활성탄 필터가 적용된 에어클리너에 관한 것이다.
수소차에는 수소의 전기변환을 위하여 스텍이 적용되며 스텍 수명 향상 및 효율 증대를 위하여 에어클리너에 수소차 전용 필터가 추가로 필요하다. 수소 전용 필터는SO2 / 톨루엔 / N-부탄을 포집 하여 스텍 수명 및 효율을 증대 시킬 수 있으며 이는 기존 먼지만 포집 하는 에어클리너 보다 더욱 복잡한 구조로 이루어져 있다. 종래의 기술로는 활성탄포켓형, 필터절곡형, 필터일체형 등이 있으며 각각 가시프집충 교환불가, A/S 교환 비용 증대, 성능 육성 제한이라는 문제점이 야기될 수 있다.
본 발명의 실시예들은 화학 필터 개선구조를 통하여 A/S비용 절감 및 필터성능이 향상되는 에어클리너에 관한 것이다.
본 발명의 일 측면에 따르면, 수소차량용 에어클리너에 있어서 외기흡입구가 일측에 형성되며 상부에 상기 외기흡입구와 연통되는 먼지포집필터결합구가 형성되는 에어클리너하우징; 상기 에어클리너하우징의 먼지포집필터결합구에 결합되며 복수개의 주름구조로 형성되는 먼지포집필터; 상기 에어클리너하우징의 상부의 외측에 결합되며 엔진방향배출구가 형성되는 에어클리너외측커버; 및 상기 에어클리너외측커버에 결합되는 반구형가스포집필터를 포함하며 상기 반구형가스포집필터는 전면은 전후방으로 개구되고 원통형으로 형성된 형태의 에어출입구가 형성되고 후면은 필터결합면이 형성되는 엘리먼트베이스; 부직포가 절곡되어 일측이 반구형으로 형성되고 상기 필터결합면에 부착되어 결합되는 필터미디어; 우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스 및 상기 필터미디어의 하측에 결합되어 발포되는 하측우레탄; 및 우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스 및 상기 필터미디어의 상측에 결합되어 발포되는 상측우레탄; 을 포함하는 수소차량용에어클리너가 제공될 수 있다.
본 발명의 실시예들에 따른 에어클리너는 반구형 가스포집필터를 통해 교환가능하도록 분리가능한 구조가 될 수 있다. 특히, 측면이 반구형 및 평면형으로 형성되어 다방향으로 공기가 유입될 수 있어 공기 공급 효율성이 증대될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어클리너를 도시한 사시도이다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반구형포집필터를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 도시된 반구형포집필터의 분해사시도이다.
도 4는 일 실시예에 따른 필터미디어의 일측면을 나타낸 도면이다.
도 5는 반구형먼지필터의 제조공정을 나타내는 순서도이다.
이하, 본 발명의 실시예들을 첨부된 도면을 참조하여 설명하기로 한다. 다만, 이하의 실시예들은 본 발명의 이해를 돕기 위해 제공되는 것이며, 본 발명의 범위가 이하의 실시예들에 한정되는 것은 아님을 알려둔다. 이하의 실시예들은 해당 기술 분야에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해서 제공되는 것으로, 불필요하게 본 발명의 기술적 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 공지의 구성에 대해서는 상세한 기술을 생략하기로 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 에어클리너를 도시한 사시도이다. 도 1을 참고하면, 본 발명의 에어클리너는 외기흡입구(110)가 일측에 형성되며 상부에 외기흡입구(110)와 연통되는 먼지포집필터결합구(A1)가 형성되는 에어클리너하우징(100)과 에어클리너하우징(100)의 먼지포집필터결합구(A1)에 결합되며 복수개의 주름구조로 형성되는 먼지포집필터(120), 에어클리너하우징(100)의 상부의 외측에 결합되며 엔진방향배출구(210)가 형성되는 에어클리너외측커버(200); 및 상기 에어클리너외측커버(200)에 결합되는 반구형가스포집필터(300)를 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 자세히 설명하도록 한다.
본 실시예의 에어필터는 에어클리너하우징(100)을 포함할 수 있다.
에어클리너하우징(100)은 차량 엔진의 인접한 일측에 배치되는 에어클리너의 하부외관의 형태가 될 수 있다. 에어클리너하우징(100)은 외기흡입구(110)가 일측에 형성될 수 있다. 외기흡입구(110)는 차량의 배터리 및 엔진에 필요한 공기가 흡입되는 경로가 될 수 있다. 이에 따라, 외기흡입구(110)는 흡기가 용이한 위치에 배치될 수 있다.
또한, 에어클리너하우징(100)은 상측에(도면의 굵은점선부분) 먼지포집필터결합구(A1)가 형성될 수 있다. 먼지포집필터결합구(A1)는 외기흡입구(110)와 서로 연통되는 구조로 형성될 수 있다. 먼지포집필터결합구(A1)는 외기흡입구(110)로 흡기된 공기가 엔진방향으로 유동되기 위한 경로가 될 수 있다. 또한, 먼지포집필터결합구(A1)는 후술할 먼지포집필터(120)가 결합될 수 있는 크기와 형태로 형성될 수 있다.
한편, 본 실시예의 에어필터는 먼지포집필터(120)를 포함할 수 있다.
먼지포집필터(120)는 외기흡입구(110)로 유입되는 공기의 먼지를 포집할 수 있다. 이에 따라, 먼지포집필터(120)는 다공성의 소재가 될 수 있다. 또한, 먼지포집필터(120)의 투과정도는 0.3㎛~0.6㎛의 미세입자를 80%~99% 거르는 정도가 될 수 있다. 먼지포집필터(120)는 복수개의 주름구조로 형성되어 먼지입자와 접촉되는 면적이 넓게 형성될 수 있다. 이에 따라, 먼지를 필터링하는 효과가 향상될 수 있다.
본 실시예의 에어필터는 에어클리너외측커버(200)를 포함할 수 있다.
에어클리너외측커버(200)는 공기가 먼지포집필터(120)를 거쳐 배터리 및 엔진으로 향하는 경로가 될 수 있다. 에어클리너외측커버(200)는 에어클리너하우징(100)의 상부의 외측에 결합될 수 있다. 또한, 에어클리너외측커버(200)는 에어클리너하우징(100)의 상부면을 커버할 수 있도록 형태가 형성될 수 있다. 또한, 에어클리너외측커버(200)와 에어클리너하우징(100) 사이(도면의 가는점선부분)에는 공기유동공간(A2)이 형성될 수 있다. 공기유동공간(A2)은 먼지포집필터(120)와 엔진방향배출구(210)의 크기의 차이와 이격된 거리에 의해 형성될 수 있다. 이와 같은 공기유동공간(A2)은 외기흡입구(110)에서 흡입된 공기가 포집되는 공간이 될 수 있다.
또한, 에어클리너외측커버(200)는 엔진방향배출구(210)가 형성될 수 있다. 엔진방향배출구(210)는 원통형으로 형성될 수 있다. 또한, 엔진방향배출구(210)는 공기유동공간(A2)에 포집된 공기가 엔진방향으로 배출될 수 있는 방향으로 돌출된 형태로 형성될 수 있다.
한편, 에어클리너외측커버(200)에는 반구형가스포집필터(300)가 결합될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 반구형가스포집필터(300)를 개략적으로 나타낸 사시도이다.
도 2를 참고하면, 본 발명의 반구형가스포집필터(300)는 전면은 전후방으로 개구되고 원통형태로 형성된 에어출입구(311)가 형성되고 후면은 필터결합면(312)이 형성되는 엘리먼트베이스(310), 부직포가 절곡되어 일측이 반구형으로 형성되고 상기 필터결합면(312)에 부착되어 결합되는 필터미디어(320), 우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스(310) 및 상기 필터미디어(320)의 하측에 결합되어 발포되는 하측우레탄(330); 및 우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스(310) 및 상기 필터미디어(320)의 상측에결합되어 발포되는 상측우레탄(340)을 포함할 수 있다.
이하, 도면을 참조하여 반구형가스포집필터(300)를 자세히 설명하도록 한다.
도 3은 도 2에 도시된 반구형가스포집필터(300)의 분해사시도이다.
도 2 및 도 3을 참고하면, 반구형포집필터는 엘리먼트베이스(310)를 포함할 수 잇다. 엘리먼트베이스(310)는 반구형가스포집필터(300)가 에어클리너하우징(100)과 결합되는 부분이 될 수 있다. 또한, 엘리먼트베이스(310)는 원통형태로 형성된 에어출입구(311)가 형성될 수 있다. 에어출입구(311)는 에어클리너외측커버(200)에 형성된 엔진방향배출구(210)와 결합될 수 있다. 이에 따라 엘리먼트베이스(310)는 에어클리너외측커버(200)에 고정되어 지지될 수 있다.
반구형가스포집필터(300)는 필터미디어(320)를 포함할 수 있다. 필터미디어(320)는 가스포집측이형성된 부직포재질이 될 수 있다. 또한, 필터미디어(320)는 절곡되어 일측이 반구형으로 형성되는 곡면부(321) 및 상기 엘리먼트베이스(310)와 결합되며 절곡되는 부직포가 평면의 경로를 구획하는 평면부(322)가 형성될 수 있다. 곡면부(321) 및 평면부(322)는 공기와 접촉면적을 높이기위해 복수개의 돌기가 배열되어 형성될 수 있다.
도 4는 일 실시예에 따른 필터미디어(320)의 일측면을 나타낸 도면이다. 도 4를 참고하면, 평면부(322)에는 투과돌기(320a)가 형성될 수 있다. 투과돌기(320a)는 골과 마루형태로 형성된 파형형태가 형성될 수 있다. 또한 투과돌기(320a)는 복수개로 형성되어 평면부(322)에서 직선형태의 경로를 형성하여 균일하게 배치될 수 있다. 이에 따라, 공기유동공간(A2)에 포집된 공기가 투과돌기(320a) 투과되어 엔진방향배출구(210)방향으로 토출될 수 있다.
또한, 평면부(322)에는 고정돌기(320b)가 형성될 수 있다. 고정돌기(320b)는 파형형태로 형성되어 투과돌기에 비해 소정 큰 크기의 골과 마루로 형성될 수 있다. 고정돌기(320b)는 복수개로 형성되어 평면부(322)에 배치되어 투과돌기(320a)와 교번적으로 배치될 수 있다. 고정돌기(320b)는 투과돌기(320a)와 비율이 다른 동일한 형상으로 형성될 수 있으나 이에 한정되는 것은 아니다.
일 실시예로 도 4의 확대도를 참고하면, 고정돌기(320b)는 필터미디어(320)의 고정을 보완하기 위한 부분이 될 수 있다. 이에 따라, 고정돌기(320b)는 마루부분(T)이 중공형태의 원형단면의 형태로 형성될 수 있다. 마루부분(T)이 원형단면 형태로 형성된 고정돌기는 상하측면에 구비되는 후술할 하측우레탄 및 상측우레탄과 넓은면적으로 접촉되어 높은 지지력 및 높은 접착력이 형성될 수 있다.
또한, 고정돌기(320b)및 투과돌기(320a)는 평면부(322)에서 마루부분(T)간의 수평간격이 균일한 간격으로 이격되어 배치될 수 있다. 이에 따라, 공기유동공간(A2)에 포집된 공기가 반구형가스포집필터(300)의 측면방향으로 투과되어 엔진방향배출구(210)방향으로 토출될 수 있다.
반면, 곡면부(321)는 투과돌기(320a)가 복수개로 배치되어 형성될 수 있다. 또한, 곡면부(321)는 평면부(322)에 비해 조밀한 간격으로 투과돌기(320a)가 배치될 수 있다. 이와같은 투과돌기(320a)의 배치는 반구형가스포집필터(300)의 전단방향에 위치되는 곡면부(321)방향으로 공기가 쏠리게되는 현상이 방지될 수 있다. 또한, 필터미디어(320)의 곡면부(321) 및 평면부(322)로 공기의 유동이 균일하게 형성될 수 있다.
반구형가스포집필터(300)는 상측우레탄 및 하측우레탄을 포함할 수 있다. 하측우레탄(330) 및 상측우레탄(340)은 대응되는 형상으로 형성될 수 있다. 도 2 및3을 참고하면 하측우레탄(330)은 엘리먼트베이스(310) 및 필터미디어(320)의 하측에 겹합되어 필터미디어(320)의 하단면을 지지하게 될 수 있다. 또한, 하측우레탄(330)의 재질은 발포된 우레탄이 될 수 있다. 이와 같은 하측우레탄(330)은 필터미디어(320)의 형상과 대응되어 일측이 반원형으로 형성되고 반원형의 일측에 사각평면이 연장된 형태로 형성될 수 있다. 이에 따라, 필터미디어(320) 및 엘리먼트베이스(310)의 하측면을 덮는 형태로 결합될 수 있다.
또한, 상측우레탄(340)은 하측우레탄(330)과 대응되어 대칭으로 형성될 수 있다. 이와 같은 상측우레탄(340)은 하측우레탄(330)과 같이 엘리먼트베이스(310) 및 필터미디어(320)의 사측에 결합될 수 있다. 또한, 상측우레탄(340)은 하측우레탄(330)과 함께 발포된 우레탄으로 형성될 수 있다.
도 5는 반구형먼지필터의 제조공정을 나타내는 순서도이다.
도 5를 참고하면 먼저 반구형가스포집필터(300)는 먼저 가스포집측이 형성된 부직포를 절곡하여 상기 투과돌기(320a) 및 상기 고정돌기(320b) 형상으로 성형제작하고 전체외관을 상기평면부(322) 및 상기 곡면부(321)를 형성하는 필터미디어(320)를 형성하는 부직포절곡단계(S1)가 진행될 수 있다.
이와 같이 부직포절곡단계(S1)를 거쳐 성형제작된 필터미디어(320)는 엘리먼트베이스(310)에 본딩접착 또는 끼워 고정하는 부직포결합단계(S2)가 진행될 수 있다. 다음으로 부직포결합단계(S2)를 진행한 필터미디어(320)의 하단면에 하측우레탄(330)이 결합될 수 있다. 또한, 필터미디어(320)의 하단면에 결합된 하측우레탄(330)이 발포되는 하단우레탄발포단계(S3)가 진행될 수 있다. 이에 따라, 필터미디어(320)는 하측면이 고정 및 지지될 수 있다.
다음으로 하단우레반발포단계(S3)를 진행한 필터미디어(320)의 상단면에 우레탄을 하단우레탄발포단계(S3)와 같이 발포하는 상단우레탄발포단계(S4)가 진행될 수 있다. 이와 같이 제작된 반구형가스포집필터(300)는 상하측이 우레탄으로 고정되어 차량의 흔들림으로부터 탄성적으로 유동되어 내진성능이 높게 형성될 수 있다.
이상 설명한 바, 본 실시예들에 따른 에어클리너는 반구형 가스포집필터를 통해 교환가능하도록 분리가능한 구조가 될 수 있다. 특히, 측면이 반구형 및 평면형으로 형성되어 다방향으로 공기가 유입될 수 있어 공기의 공급 효율성이 증대될 수 있다.
이상, 본 발명의 실시예들에 대하여 설명하였으나, 해당 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 특허청구범위에 기재된 본 발명의 사상으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 구성 요소의 부가, 변경, 삭제 또는 추가 등에 의해 본 발명을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있을 것이며, 이 또한 본 발명의 권리범위내에 포함된다고 할 것이다.
100 : 에어클리너하우징 110 : 외기흡입구
120 : 먼지포집필터 200 : 에어클리너외측커버
210 : 엔진방향배출구 300 : 반구형가스포집필터
310 : 엘리먼트베이스 311 : 에어출입구
312 : 필터결합면 320 : 필터미디어
330 : 하측우레탄 340 : 상측우레탄
A1 : 먼지포집필터결합구

Claims (5)

  1. 수소차량용 에어클리너에 있어서
    외기흡입구(110)가 일측에 형성되며 상부에 상기 외기흡입구(110)와 연통되는 먼지포집필터결합구(A1)가 형성되는 에어클리너하우징(100);
    상기 에어클리너하우징(100)의 먼지포집필터결합구(A1)에 결합되며 복수개의 주름구조로 형성되는 먼지포집필터(120);
    상기 에어클리너하우징(100)의 상부의 외측에 결합되며 엔진방향배출구(210)가 형성되는 에어클리너외측커버(200); 및
    상기 에어클리너외측커버(200)에 결합되는 반구형가스포집필터(300)를 포함하며
    상기 반구형가스포집필터(300)는
    전면은 전후방으로 개구되고 원통형으로 형성된 형태의 에어출입구(311)가 형성되고 후면은 필터결합면(312)이 형성되는 엘리먼트베이스(310);
    부직포가 절곡되어 일측이 반구형으로 형성되고 상기 필터결합면(312)에 부착되어 결합되는 필터미디어(320);
    우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스(310) 및 상기 필터미디어(320)의 하측에 결합되어 발포되는 하측우레탄(330); 및
    우레탄으로 형성되어 상기 엘리먼트베이스(310) 및 상기 필터미디어(320)의 상측에 결합되어 발포되는 상측우레탄(340); 을 포함하는 수소차량용에어클리너.
  2. 청구항 1에 있어서
    상기 필터미디어(320)는
    상기 엘리먼트베이스(310)와 결합되며 절곡되는 부직포가 평면의 경로를 구획하는 평면부(322); 및
    절곡되는 부직포가 반구형의 경로를 구획하는 곡면부(321); 를 포함하고
    상기 평면부(322)는
    골의 크기가 작게 형성되는 파형형태로 형성되는 투과돌기(320a); 및
    골의 크기가 상기 투과돌기(320a)에 비해 크게 형성되는 파형형태의 고정돌기(320b);를 포함하고
    상기 곡면부(321)는
    상기 투과돌기(320a)가 복수개로 배치되며 상기 평면부의 투과돌기(320a)보다 소정 큰 파형형태로 형성되는 수소차량용에어클리너.
  3. 청구항 1에 있어서
    상기 필터미디어(320)는
    상기 곡면부(321)가 소정 각도의 테이퍼 형태로 형성되어 상기 평면부(322)와 공기순환경로가 형성되는 수소차량용에어클리너.
  4. 청구항 1에 있어서
    상기 에어클리너외측커버(200)는
    상기 반구형가스포집필터(300)의 필터미디어 형상과 대응되는 형태로 형성되는 수소차량용에어클리너.
  5. 청구항 2에 있어서
    상기 반구형가스포집필터(300)는
    가스포집측이 형성된 부직포를 절곡하여 상기 투과돌기(320a) 및 상기 고정돌기(320b) 형상으로 성형하고 전체외관을 상기평면부(322) 및 상기 곡면부(321)를 형성하는 필터미디어(320)를 형성하는 부직포절곡단계(S1);
    상기 부직포절곡단계(S1)를 진행한 필터미디어(320)를 상기 엘리먼트베이스(310)에 본딩접착 또는 끼워 고정하는 부직포결합단계(S2);
    상기 부직포결합단계(S2)를 진행한 상기 필터미디어(320)의 하단면에 우레탄을 발포하는 하단우레탄발포단계(S3);
    상기 하단우레반발포단계(S3)를 진행한 필터미디어(320)의 상단면에 우레탄을 발포하는 상단우레탄발포단계(S4); 로 제작되는 수소차량용에어클리너.
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