KR20220106296A - Electric dust collector - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 집진 필터에 관한 것으로, 보다 상세하게는 확산 대전기를 포함하는 집진 필터에 관한 것이다.The present invention relates to a dust collecting filter, and more particularly, to a dust collecting filter including a diffusion charger.
일반적으로 공기조화기의 실내기 또는 공기청정기는 쾌적한 실내 환경을 조성하기 위하여 에어필터를 포함한다. 에어필터는 먼지, 세균 등의 오염물질이 포함된 공기를 청정된 공기로 정화시키기 위한 구성이다.In general, an indoor unit or an air purifier of an air conditioner includes an air filter to create a comfortable indoor environment. The air filter is a configuration for purifying air containing contaminants such as dust and bacteria into clean air.
최근에는 초미세 먼지 등을 여과할 수 있을 정도로 청정력이 뛰어난 멜트블로운(Melt Blown) 필터와 같은 에어필터가 이용되고 있다. Recently, an air filter, such as a melt blown filter, which is excellent in cleanliness enough to filter ultra-fine dust, etc. has been used.
멜트블로운(Melt Blown) 필터는 일반적인 재질의 필터에 비해, 극세 섬유로 제작이 가능하다. 때문에 유연성이 우수하여 다양한 형상으로 변형이 가능하며, 동일 부피의 다른 일반적인 필터에 비해 필터링 성능이 뛰어나다는 장점이 있다.Melt blown filters can be made of ultrafine fibers compared to filters made of general materials. Therefore, it has excellent flexibility and can be transformed into various shapes, and has the advantage of superior filtering performance compared to other general filters of the same volume.
공기조화기나 공기청정기의 경우, 공기 청정 성능이 보장되어야 할 뿐만 아니라, 공기의 유동도 원활해야 한다. 공기의 유동이 원활하게 형성되려면 필터에서 발생하는 압력손실이 줄어들어야 한다.In the case of an air conditioner or an air purifier, not only the air cleaning performance must be guaranteed, but also the flow of air must be smooth. In order for the air to flow smoothly, the pressure loss occurring in the filter must be reduced.
종래 기술(KR 10-2014-0038157)은 멜트블로운(Melt Blown) 필터와 같은 섬유상 필터에 관한 것이다. 섬유상 필터의 경우, 섬유의 굵기나 섬유량에 따라 여과효율이 달라진다. 섬유가 얇아질수록 또는 섬유량이 많아질수록 여과효율은 증가한다. 그러나, 여과효율이 높아지면 필터의 두께도 함께 증가하여 압력손실이 증가한다는 문제가 발생한다. 또한, 압력손실을 줄이는 경우에도 여과효율이 떨어진다는 문제가 발생한다. The prior art (KR 10-2014-0038157) relates to a fibrous filter, such as a Melt Blown filter. In the case of a fibrous filter, the filtration efficiency varies depending on the thickness of the fiber or the amount of fiber. As the fiber becomes thinner or the amount of fiber increases, the filtration efficiency increases. However, when the filtration efficiency increases, the thickness of the filter also increases, which causes a problem that pressure loss increases. In addition, even when reducing the pressure loss, there is a problem that the filtration efficiency is reduced.
본 발명이 해결하고자 하는 과제는 여과효율을 보장하면서 동시에 압력손실이 낮은 집진 필터를 제공하는 것이다. The problem to be solved by the present invention is to provide a dust collecting filter with low pressure loss while ensuring filtration efficiency.
본 발명의 또 다른 과제는 정전기력이 강화되어 집진 성능이 향상된 집진 필터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a dust collecting filter with improved dust collecting performance due to enhanced electrostatic force.
본 발명의 또 다른 과제는 간단한 구조로 압력손실을 효과적으로 감소시킬 수 있는 집진 필터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide a dust collecting filter capable of effectively reducing pressure loss with a simple structure.
본 발명의 또 다른 과제는 효율적인 생산과정을 통해 생산비용과 생산시간을 절감시켜 경제적인 집진 필터를 제공하는 것이다.Another object of the present invention is to provide an economical dust collecting filter by reducing production cost and production time through an efficient production process.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The problems of the present invention are not limited to the problems mentioned above, and other problems not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the following description.
본 발명의 일측면에 따르면, 공기 유동 경로의 상류에 배치되고, 고전압발생기와 연결된 확산 대전기; 및 공기 유동 경로의 하류에 배치되고, 공기 중의 먼지를 여과하는 여과 필터를 포함하고, 상기 확산 대전기는 이온을 발생시켜 공기 중의 먼지를 대전시키며, 대전된 먼지는 정전기력에 의해 상기 여과 필터에 집진되고, 상기 여과 필터는 복수 개의 타공홀이 형성된 집진 필터가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, a diffusion charger disposed upstream of the air flow path and connected to the high voltage generator; and a filtration filter disposed downstream of the air flow path to filter dust in the air, wherein the diffusion charger generates ions to charge dust in the air, and the charged dust is collected in the filtration filter by electrostatic force , The filtration filter may be provided with a dust collecting filter having a plurality of perforated holes.
또한, 상기 여과 필터는, 공기가 유입되는 제 1 면과 공기가 토출되는 제 2 면이 형성되고, 상기 제 1 면은 상기 확산 대전기와 이격된 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the filtration filter, a first surface through which air is introduced and a second surface through which air is discharged, the first surface may be provided with a dust collecting filter spaced apart from the diffusion charger.
또한, 상기 여과 필터는, 공기 중의 먼지를 여과하는 메인필터레이어와, 상기 메인필터레이어를 지지하는 서포트필터레이어를 포함하는 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the filtration filter may be provided with a dust collection filter including a main filter layer for filtering dust in the air, and a support filter layer for supporting the main filter layer.
또한, 상기 메인필터레이어는, 멜트블로운(Melt blown) 필터인 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the main filter layer may be provided with a dust collecting filter that is a melt blown filter.
또한, 상기 복수 개의 타공홀은, 상기 서포트필터레이어에 형성된 복수 개의 제 1 타공홀과, 상기 메인필터레이어에 형성된 복수 개의 제 2 타공홀을 포함하며, 상기 제 1 타공홀과 제 2 타공홀은 개수, 형상 및 위치가 서로 대응되도록 형성된 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the plurality of perforated holes includes a plurality of first perforated holes formed in the support filter layer and a plurality of second perforated holes formed in the main filter layer, wherein the first perforated hole and the second perforated hole are The number, shape, and location of the dust collecting filter formed to correspond to each other may be provided.
또한, 상기 복수 개의 타공홀은, 직경이 0.4mm 이상인 원형으로 형성된 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the plurality of perforated holes may be provided with a dust collecting filter formed in a circular shape having a diameter of 0.4 mm or more.
또한, 상기 복수 개의 타공홀은, 서로 등간격으로 이격되어 배치된 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the plurality of perforated holes may be provided with a dust collecting filter disposed to be spaced apart from each other at equal intervals.
또한, 상기 복수 개의 타공홀은, 상기 여과 필터의 일측면이 차지하는 면적에 대한 상기 복수 개의 타공홀들이 차지하는 면적의 비율이 2.5% 내지 6.0%로 형성되는 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the plurality of perforated holes may be provided with a dust collecting filter in which a ratio of an area occupied by the plurality of perforated holes to an area occupied by one side of the filtering filter is 2.5% to 6.0%.
또한, 상기 여과 필터는, 섬유가닥이 랜덤하게 배치되어 필터 원단을 형성하는 원단 형성 단계, 및 상기 원단 형성 단계 이후 복수 개의 핀에 의해 상기 복수 개의 타공홀이 타공되어 형성되는 타공홀 형성 단계를 포함하는 공정에 의해 제작되고, 상기 타공홀 형성 단계에서, 상기 복수 개의 핀과 상기 복수 개의 타공홀 사이의 마찰에 의해, 상기 복수 개의 타공홀에 정전기력이 형성되는 집진 필터가 제공될 수 있다.In addition, the filter filter comprises a fabric forming step in which fiber strands are randomly arranged to form a filter fabric, and a perforated hole forming step in which the plurality of perforated holes are perforated by a plurality of pins after the fabric forming step A dust collecting filter in which an electrostatic force is formed in the plurality of perforated holes by friction between the plurality of pins and the plurality of perforated holes in the perforated hole forming step may be provided.
본 발명의 일측면에 따르면, 제 1 항에 따른 집진 필터를 포함하는 공기청정기가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, there may be provided an air purifier comprising the dust collecting filter according to claim 1 .
본 발명의 일측면에 따르면, 제 1 항에 따른 집진 필터를 포함하는 공기조화기가 제공될 수 있다.According to one aspect of the present invention, an air conditioner including the dust collecting filter according to claim 1 may be provided.
본 발명의 에 따르면 다음과 같은 효과가 하나 혹은 그 이상 있다.According to the present invention, there are one or more of the following effects.
첫째, 확산 대전기를 포함하여 공기 중의 먼지를 효과적으로 집진할 수 있는 집진 필터를 제공할 수 있다는 장점이 있다.First, there is an advantage in that it is possible to provide a dust collecting filter capable of effectively collecting dust in the air including a diffusion charger.
둘째, 여과 필터에 복수 개의 타공홀이 형성되어 압력손실이 현저히 줄어든 집진 필터를 제공할 수 있다는 장점도 있다.Second, there is an advantage in that a plurality of perforated holes are formed in the filtration filter to provide a dust collecting filter with significantly reduced pressure loss.
셋째, 복수 개의 타공홀이 여과 필터를 생산한 다음에 형성되도록 하여 경제적인 집진 필터를 제공할 수 있다는 장점도 있다.Third, there is an advantage in that it is possible to provide an economical dust collecting filter by allowing a plurality of perforated holes to be formed after the filtration filter is produced.
넷째, 복수 개의 타공홀이 차지하는 면적을 최적화하여 여과성을 보장함과 동시에 압력손실은 감소시킨 집진 필터를 제공할 수 있다는 장점도있다.Fourth, there is an advantage in that it is possible to provide a dust collecting filter with reduced pressure loss while ensuring filtration by optimizing the area occupied by a plurality of perforated holes.
다섯째, 복수 개의 타공홀을 형성하는 과정에서 정전기력이 강화되어 여과성능을 보장된 집진 필터를 제공할 수 있다는 장점도 있다. Fifth, there is an advantage in that the electrostatic force is strengthened in the process of forming a plurality of perforated holes to provide a dust collecting filter with guaranteed filtration performance.
본 발명의 효과는 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.Effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 집진 필터를 나타낸 개념도이다.
도 2는 집진 필터의 여과 필터를 나타낸 사시도이다.
도 3은 도 2에 나타난 여과 필터를 확대하여 나타낸 것이다.
도 4는 여과 필터가 복수 개의 산과 골을 포함하여, 수회 절곡되어 형성된 것을 나타낸 것이다.
도 5는 실제 여과필터에 있어서, 타공홀의 직경이 0.4mm인 경우와, 타공홀의 직경이 0.3mm인 경우를 나타낸 것이다.
도 6은 여과 필터에 타공홀을 형성하는 과정에서 타공홀의 모서리 부분에 정전기력이 강화되는 것을 나타낸 것이다.
도 7은 다공홀 면적비에 따른 집진 효율을 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다.
도 8은 타공홀이 형성되지 않은 필터와 타공홀 면적비가 3%인 여과 필터의 집진 효율을 실험을 통해 측정하고 비교한 그래프이다.
도 9는 집진 필터의 여과 필터를 생산하는 공정을 나타낸 것이다.1 is a conceptual diagram illustrating a dust collecting filter according to an embodiment of the present invention.
2 is a perspective view showing the filtration filter of the dust collecting filter.
3 is an enlarged view of the filtration filter shown in FIG. 2 .
4 shows that the filtering filter is formed by bending several times, including a plurality of mountains and valleys.
5 shows a case in which the diameter of the perforated hole is 0.4 mm and the case in which the diameter of the perforated hole is 0.3 mm in an actual filtration filter.
6 shows that the electrostatic force is strengthened at the edge of the perforated hole in the process of forming the perforated hole in the filtration filter.
7 shows the experimental results of measuring the dust collection efficiency according to the porous hole area ratio.
8 is a graph comparing the dust collection efficiency of a filter having no perforated hole and a filtration filter having a perforated hole area ratio of 3% through an experiment.
9 shows a process for producing a filtration filter of the dust collection filter.
본 발명의 이점 및 특징, 그리고 그것들을 달성하는 방법은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러나 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 청구항의 범주에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조 부호는 동일 구성 요소를 지칭한다. 도면에서 표시되는 전(F), 후(R), 좌(Le), 우(Ri), 상(U), 하(D)의 표시는 본 실시예에 따른 집진 필터의 설명을 위한 것이다. 따라서, 기준이 달라지면, 상기의 방향 설정은 달리 파악될 수 있다.Advantages and features of the present invention and methods of achieving them will become apparent with reference to the embodiments described below in detail in conjunction with the accompanying drawings. However, the present invention is not limited to the embodiments disclosed below, but can be implemented in various different forms, and only these embodiments allow the disclosure of the present invention to be complete, and common knowledge in the art to which the present invention pertains It is provided to fully inform those who have the scope of the invention, and the present invention is only defined by the scope of the claims. Like reference numerals refer to like elements throughout. The front (F), after (R), left (Le), right (Ri), upper (U), and lower (D) marks shown in the drawings are for explanation of the dust collecting filter according to the present embodiment. Accordingly, if the reference is changed, the direction setting may be differently grasped.
이하, 첨부된 도면을 참조하여, 본 발명의 일 실시예에 의한 집진 필터를 설명한다.Hereinafter, a dust collecting filter according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 집진 필터는 확산 대전기(100) 및 여과 필터(200)를 포함한다. Referring to FIG. 1 , a dust collecting filter according to an embodiment of the present invention includes a
확산 대전기(100) 및 여과 필터(200)는 공기 유동 경로에 배치된다. 확산 대전기(100)는 공기 유동 경로의 상류에 배치될 수 있다. 확산 대전기(100)는 고전압발생기(HV)와 연결된다. 고전압발생기(HV)는 고전압을 발생시킨다. 고전압발생기(HV)에서 발생한 고전압이 확산 대전기(100)에 인가되고, 확산 대전기(100)는 음이온(e)을 발생시킨다. 확산 대전기(100)에서 발생한 음이온(e)은 공기 유동 경로의 상류에서 공기 중의 먼지입자(P)에 달라붙어 먼지입자(P)를 대전시킨다. A
이와 같은 확산 대전기(100)와 여과 필터(200)는 공기조화기(10) 또는 공기청정기(20)에 배치될 수 있다. 이 경우, 확산 대전기(100)는 공기조화기(10) 또는 공기청정기(20)의 공기 유입구 측에 배치될 수 있고, 여과 필터(200)는 확산 대전기(100)와 이격된 채로 공기 유입측 측에 배치되되, 확산 대전기(100)보다 공기 토출구와 더 가까운 측에 배치될수 있다. The
여과 필터(200)는 공기 유동 경로의 하류에 배치될 수 있다. 여과 필터(200)에는 정전기력이 작용한다. 여과 필터(200)의 정전기력에 의해 확산 대전기(100)에 의해 대전된 먼지입자(P)가 여과 필터(200)에 달라붙게 되고, 먼지입자(P)는 여과 필터(200)에 집진될 수 있다.The
도 1을 참조하면, 여과 필터(200)는 공기 유동 경로 상에 배치되어, 공기가 유입되는 제 1 면(230)과 공기가 토출되는 제 2 면(240)이 형성될 수 있다. 이 때, 공기가 유입되는 제 1 면(230)은 확산 대전기(100)와 이격되도록, 여과 필터(200)가 확산 대전기(100)와 이격되어 배치될 수 있다. 제 1 면(230)은 후술하는 서포트필터레이어(210) 상에 형성될 수 있고, 제 2 면(240)은 후술하는 메인필터레이어(220) 상에 형성될 수 있다. 제 1 면(230)은 후술하는 여과 필터(200)의 골(270)에 형성될 수 있고, 제 2 면(240)은 후술하는 여과 필터(200)의 산(260)에 형성될 수 있다.(도 4)Referring to FIG. 1 , the
도 2를 참조하면, 여과 필터(200)는 확산 대전기(100)에서 발생한 음이온(e)에 의해 대전된 공기 중의 먼지입자(P)를 여과하는 메인필터레이어(220)를 포함할 수 있다. 여과 필터(200)는 메인필터레이어(220)를 지지하는 서포트필터레이어(210)를 포함할 수 있다. 이 때, 서포트필터레이어(210)는 메인필터레이어(220) 보다 공기 유동 경로의 상류에 배치될 수 있다.Referring to FIG. 2 , the
메인필터레이어(220)는 섬유로 형성된 섬유상 필터일 수 있다. 섬유의 재질, 굵기, 밀도, 기공의 크기 등의 특성은 달라질 수 있다. 메인필터레이어(220)는 멜트블로운(melt blown) 필터일 수 있다. 멜트블로운(melt blown) 필터는 일반적인 재질의 필터에 비해, 극세 섬유로 제작이 가능하다. 따라서, 멜트블로운(melt blown) 필터를 적용할 경우, 유연성이 우수하여 다양한 형상으로 변형이 용이하며, 동일 부피 및 밀도의 다른 일반적인 필터 대비 여과 성능이 뛰어나다는 장점이 있다.The
서포트필터레이어(210)는 메인필터레이어(220)에 합지될 수 있다. 서포트필터레이어(210)는 메인필터레이어(220)에 접착 또는 융착 방식으로 합지될 수 있다. 서포트필터레이어(210)는 직포 또는 부직포 재질로 형성될 수 있다. 서포트필터레이어(210)는 메인필터레이어(220)를 지지하여, 메인필터레이어(220)의 위치와 형상을 안정적으로 고정시킬 수 있다. 서포트필터레이어(210)의 기공은 메인필터레이어(220)의 기공보다 크게 형성되어, 공기 중의 큰 먼지입자(P)를 일차적으로 거르는 프리필터로 구비될 수 있다.The
도 2를 참조하면, 여과 필터(200)에는 복수 개의 타공홀(250)이 형성된다. 여과 필터(200)가 서포트필터레이어(210)와 메인필터레이어(220)를 포함하는 경우, 복수 개의 타공홀은 제 1 타공홀(251)과 제 2 타공홀(252)을 포함할 수 있다. 제 1 타공홀(251)은 서포트필터레이어(210)에 형성된다. 제 2 타공홀(252)은 메인필터레이어(220)에 형성된다. 복수 개의 제 1 타공홀(251)과 복수 개의 제 2 타공홀(252)은 서로 개수, 형상 및 위치 등이 대응되도록 형성될 수 있다. 즉, 서포트필터레이어(210) 측 또는 메인필터레이어(220) 측에서 바라볼 때, 제 1 타공홀(251)과 제 2 타공홀(252)은 연속된 하나의 타공홀(250)로 보일 수 있도록 형성될 수 있다. Referring to FIG. 2 , a plurality of
도 2를 참조하면, 여과 필터(200)의 복수 개의 타공홀(250)은 각각 이격되어 배치된다. 이 때, 복수 개의 타공홀(250)은 서로 동일한 타공홀 간격(L)으로 이격되어 배치될 수 있다. 또한, 복수 개의 제 1 타공홀(251)과 복수 개의 제 2 타공홀(252)도 서로 각각 동일한 제 1 타공홀 간격(L1) 및 제 2 타공홀 간격(L2)으로 이격되어 배치될 수 있다. 이 때, 제 1 타공홀 간격(L1)과 제 2 타공홀 간격(L2)은 서로 동일할 수 있다.Referring to FIG. 2 , a plurality of
도 3은 도 2에 나타난 여과 필터(200)를 확대하여 나타낸 것이다. 여과 필터(200)의 타공홀(250)은 단면이 원형인 홀로 형성될 수 있다. 타공홀(250)의 타공홀 직경(D)을 갖는 원형의 홀로 형성될 수 있다. 이 때, 제 2 타공홀(252)의 제 1 타공홀 직경(D1)과 제 2 타공홀(252)의 제 2 타공홀 직경(D2)은 서로 동일하게 형성될 수 있다. 3 is an enlarged view of the
도 5는 타공홀(250)의 타공홀 직경(D)이 0.4mm인 경우(좌측)와, 타공홀 직경(D)이 0.3mm인 경우(우측)를 나타낸 것이다. 5 shows a case in which the perforated hole diameter (D) of the
도 5를 참조하면, 우측의 타공홀 직경(D)이 0.3mm로 형성된 경우, 타공홀(250)은 섬유에 의해 막히게 되고, 이에 따라 타공홀(250)이 제대로 형성되지 않음을 알 수 있다. 반면에, 좌측의 타공홀 직경(D)이 0.4mm로 형성된 경우, 타공홀(250)은 섬유의 막힘 현상 없이 균일한 크기와 형상을 유지한 채 형성됨을 알 수 있다. 따라서, 타공홀 직경(D)은 0.4mm 이상으로 형성되는 것이 바람직할 수 있다.Referring to FIG. 5 , when the diameter D of the right side of the perforated hole is formed to be 0.3 mm, the
도 4를 참조하면, 여과 필터(200)는 산(260)과 골(270)이 반복되어 수회 절곡된 형상으로 형성될 수 있다. 산(260)은 서포트필터레이어 산(261)과 메인필터레이어 산(262)을 포함할 수 있다. 골(270)은 서포트필터레이러 골(271)과 메인필터레이어 골(272)을 포함할 수 있다. 이 때, 복수 개의 골(270)을 포함하는 평면은 공기가 유입되는 제 1 면(230)을 형성할 수 있고, 복수 개의 산(260)을 포함하는 평면은 공기가 토출되는 제 2 면(240)을 형성할 수 있다. 산(260) 및 골(270)은 타공홀(250)이 형성되지 않은 여과 필터(200)의 나머지 부분에 형성될 수 있다.Referring to FIG. 4 , the
도 3을 참조하면, 공기 유동 경로에서 여과 필터(200)를 향해 통과하는 총 유량이Referring to FIG. 3 , the total flow rate passing toward the
총 통과 유량(Qtotal)이다. 총 통과 유량(Qtotal)은 섬유 통과 유량(Qfiber)과 타공홀 통과 유량(Qhole)으로 바이패스되어 유동한다. 섬유 통과 유량(Qfiber)은 여과 필터(200)의 섬유 부분을 통과하는 유량이며, 타공홀 통과 유량(Qhole)은 여과 필터(200)의 섬유부분이 아닌 타공홀(250)을 통과하는 유량을 의미한다. Total flow through flow (Qtotal). The total flow rate (Qtotal) flows by bypassing the fiber flow rate (Qfiber) and the perforation hole flow rate (Qhole). The flow rate through the fiber (Qfiber) is the flow rate through the fiber portion of the
섬유 통과 유량(Qfiber)과 타공홀 통과 유량(Qhole)은 여과 필터(200)에서 필터 전체 면적에 대한 복수 개의 타공홀(250)이 차지하는 면적의 비율(R)에 따라 달라질 수 있다. 실험 결과에 따르면, 타공홀 면적비(R)가 일정하다고 가정하였을 때, 타공홀 직경(D)이 변하거나, 타공홀 간격(L)이 변하더라도, 섬유 통과 유량(Qfiber)과 타공홀 통과 유량(Qhole)의 값이 유의미하게 변화하진 않은 것으로 측정되었다. 따라서, 섬유 통과 유량(Qfiber)과 타공홀 통과 유량(Qhole)을 결정하는 것은 타공홀 면적비(R)이라고 할 수 있다.The fiber flow rate Qfiber and the perforated hole flow rate Qhole may vary according to the ratio R of the area occupied by the plurality of
한편, 타공홀 면적비(R)의 경우, 타공홀(250)은 단면이 원형으로 형성되고, 타공홀 직경(D) 및 타공홀 간격(L)이 일정하다고 가정하면, 타공홀 면적비(R)는 (πD2)/(4L2)일 수 있다. On the other hand, in the case of the perforated hole area ratio (R), assuming that the
섬유 통과 유량(Qfiber)이 증가할수록 물리적 여과효율은 증가할 수 있지만, 압력손실도 증가할 수 있다. 타공홀 통과 유량(Qhole)이 증가할수록 압력손실은 감소하지만, 물리적 여과효율도 감소할 수 있다. 이 때 물리적 여과효율은 여과 필터(200)의 정전기력을 배제한 상태에서, 여과 필터(200)를 통과하기 전 후의 공기 중의 먼지입자(P)의 농도를 통해 측정된다. 즉, 여과 필터(200)에 복수 개의 타공홀(250)이 형성된 경우, 여과 필터(200)의 압력 손실은 감소하지만, 물리적 여과효율 또한 감소하는 것을 알 수 있다. 그러나, 후술하는 바와 같이, 여과 필터(200)의 타공 과정에서 정전기력이 강화되어 정전기에 의한 여과효율이 증가하여, 여과 필터(200)의 전체적인 여과효율(집진 효율)의 감소폭은 물리적 여과효율의 감소폭보다 상당히 낮게 형성됨을 알 수 있다.As the flow rate through the fiber (Qfiber) increases, the physical filtration efficiency may increase, but the pressure loss may also increase. As the flow rate (Qhole) increases, the pressure loss decreases, but the physical filtration efficiency may also decrease. At this time, the physical filtration efficiency is measured through the concentration of dust particles (P) in the air before and after passing through the
도 6은 여과 필터(200)에 타공홀(250)을 형성하는 과정에서 타공홀(250)의 모서리 부분에 정전기력이 강화되는 것을 나타낸 것이다.6 shows that the electrostatic force is strengthened at the edge of the
도 6을 참조하면, 핀(T)은 일단이 뾰족하게 형성된 것을 알 수 있다. 핀(T)은 여과 필터(200)를 통과하게 되고, 이 과정에서 핀(T)과 여과 필터(200) 사이에 마찰이 발생한다. 핀(T)과 여과 필터(200) 사이의 마찰에 의해서 핀(T)과 여과 필터(200) 사이에는 대전이 발생하게 되고, 타공홀(250)의 내주면 내지는 모서리 부분에 양전하가 대전되게 된다. 핀(T)은 여과 필터(200)를 복수 회에 걸쳐 여과 필터(200) 전후로 이동하며, 복수 회 마찰을 발생시킬 수 있다. 이러한 과정을 통해서, 여과 필터(200)에는 정전기력이 강화될 수 있다. Referring to FIG. 6 , it can be seen that the pin T has a pointed end. The fin T passes through the
도 7은 타공홀 면적비(R)에 따른 집진 효율을 측정한 실험 결과를 나타낸 것이다. 가로축은 압력 손실을 나타내며, 세로축은 집진 효율을 나타낸다. 집진 효율은 물리적 여과효율 뿐만 아니라, 정전기력에 의한 여과효율을 모두 고려하여 측정된 효율이다. 도 7의 그래프에 따르면, 타공홀 면적비(R)가 5.85%, 2.6%, 1.46%으로 갈수록, 집진효율은 대략 20% 정도밖에 차이가 안나지만, 압력손실은 6Pa에서 12Pa로 거의 두배나 차이가 나는 것을 알 수 있다.7 shows the experimental results of measuring the dust collection efficiency according to the perforated hole area ratio (R). The horizontal axis represents pressure loss, and the vertical axis represents dust collection efficiency. The dust collection efficiency is the measured efficiency considering not only the physical filtration efficiency but also the filtration efficiency by electrostatic force. According to the graph of FIG. 7, as the perforated hole area ratio (R) increases to 5.85%, 2.6%, and 1.46%, the dust collection efficiency differs only by about 20%, but the pressure loss is almost doubled from 6Pa to 12Pa. it can be seen that
도 8은 타공이 되지 않은 필터와 타공홀 면적비(R)가 3%인 여과 필터(200)의 집진 효율을 실험을 통해 측정하고 비교한 그래프이다. 가로축은 필터의 종류를 나타내며, 세로축은 집진 효율을 나타낸다. 도 8의 그래프를 참조하면, 타공홀(250)이 형성된 여과 필터(200)의 경우, 타공이 되지 않은 필터에 비해, 물리적 여과효율은 8.1%가 감소하지만, 정전기력에 의한 여과효율은 5.3% 상승하여, 총 집진 효율은 2.8%만 감소한 것을 알 수 있다. 따라서, 타공홀(250)이 여과 필터(200)에 형성된 경우, 압력손실은 크게 감소시키면서, 집진 효율은 소폭 감소시켜, 전체적으로 충분한 집진 효율을 확보하면서 동시에 압력손일을 크게 줄일 수 있다는 것을 알 수 있다. 8 is a graph comparing the dust collection efficiency of the non-perforated filter and the
그러나, 타공홀 면적비(R)가 지나치게 커지면, 물리적 여과효율이 지나치게 감소할 수 있으므로, 충분한 집진 효율을 보장하기 위하여, 최적의 타공홀 면적비(R)를 채택할 필요가 있다. 이에 따라, 최소한의 집진 효율(40%)을 설정한 채, 타공홀 면적비(R)의 변화에 따른 압력손실을 측정한 결과, 타공홀 면적비(R)가 2.5%에서 6.0%로 형성될 때, 최소한의 집진 효율을 유지하면서도 압력손실의 감소폭은 최대가 되는 것으로 나타났다.However, if the perforated hole area ratio (R) is excessively large, the physical filtration efficiency may be excessively reduced, and in order to ensure sufficient dust collection efficiency, it is necessary to adopt the optimal perforated hole area ratio (R). Accordingly, as a result of measuring the pressure loss according to the change of the perforated hole area ratio (R) while setting the minimum dust collection efficiency (40%), when the perforated hole area ratio (R) is formed from 2.5% to 6.0%, It was found that the reduction of the pressure loss was maximized while maintaining the minimum dust collection efficiency.
도 9는 집진 필터의 여과 필터(200)를 생산하는 공정을 나타낸 것이다. 여과 필터(200)는 원단을 형성하는 원단 형성 단계(S1)를 거친 후, 후공정에서 타공홀(250)이 형성되는 타공홀 형성 단계(S2)를 거치게 된다. 9 shows a process for producing the
여과 필터(200)가 메인필터레이어(220)와 서포트필터레이어(210)를 포함하고 메인필터레이어(220)가 멜트블로운 필터인 경우, 원단 형성 단계(S1)는 다음과 같다. 원단 형성 단계(S1)에서는 녹은 상태의 원재료를 분사하여 섬유가닥을 형성하여 판 형태의 멜트블로운 필터를 형성한다. 그리고, 직포 또는 부직포 재질의 서포트필터레이어(210)를 메인필터레이어(220)에 접착 또는 융착하여, 서포트필터레이어(210)와 메인필터레이어(220)를 합지하여, 여과 필터(200)를 생산한다. 원단 형성 단계(S1) 이후, 타공홀 형성 단계(S2)를 거친다. 타공홀 형성 단계(S2)에서는 합지된 여과 필터(200)를 핀(T)으로 한번에 타공하여 타공홀(250)을 형성한다. 이 때, 복수 개의 핀(T)이 돌출된 롤러가 구비되고, 롤러가 회전하면서 여과 필터(200)를 이동시키며 타공홀(250)을 형성할 수 있다. 이 때, 롤러에 형성된 복수 개의 핀(T)은 등간격으로 복수 개가 배치될 수 있다.When the
타공홀 형성 단계(S2)에서, 타공홀(250)을 형성할 때, 여과 필터(200)의 섬유는 손실되지 않는다. 타공홀(250)의 크기에 대응하는 여과 필터(200)를 제거하여 타공홀(250)을 형성하는 것이 아닌, 여과 필터(200)의 섬유 가닥을 타공홀(250)의 가장자리 측으로 밀어내면서 타공홀(250)이 형성되기 때문이다. 일반적으로, 여과 필터(200)의 집진 수명은 먼지입자(P)를 수용하는 양에 따라 달라질 수 있다. 여과 필터(200)가 먼지입자(P)를 수용하는 양은 섬유의 양에 비례한다. 따라서, 타공홀(250) 형성 과정에서 섬유의 양이 유지되므로, 여과 필터(200)의 집진 수명은 유지될 수 있다.In the perforated hole forming step (S2), when the
이상에서는 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 도시하고 설명하였지만, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 특허청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형실시가 가능한 것은 물론이고, 이러한 변형실시들은 본 발명의 기술적 사상이나 전망으로부터 개별적으로 이해되어서는 안될것이다.In the above, preferred embodiments of the present invention have been illustrated and described, but the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and in the technical field to which the present invention pertains without departing from the gist of the present invention as claimed in the claims. Various modifications may be made by those of ordinary skill in the art, and these modifications should not be individually understood from the technical spirit or perspective of the present invention.
10 : 공기조화기
100 : 확산 대전기
20 : 공기청정기
200 : 여과 필터
210 : 서포트필터레이어
220 : 메인필터레이어
230 : 제 1 면
240 : 제 2 면
250 : 타공홀
251 : 제 1 타공홀
252 : 제 2 타공홀
260 : 산
261 : 서포트필터레이어 산
262 : 메인필터레이어 산
270 : 골
271 : 서포트필터레이러 골
272 : 메인필터레이어 골
D : 타공홀 직경
D1 : 제 1 타공홀 직경
D2 : 제 2 타공홀 직경
e : 음이온
HV : 고전압발생기
L : 타공홀 간격
L1 : 제 1 타공홀 간격
L2 : 제 2 타공홀 간격
P : 먼지입자
Qfiber : 섬유 통과 유량
Qhole : 타공홀 통과 유량
Qtotal : 총 통과 유량
R : 타공홀 면적비
S1 : 원단 형성 단계
S2 : 타공홀 형성 단계
T : 핀10: air conditioner
100: diffusion charger
20: air purifier
200: filtration filter
210: support filter layer
220: main filter layer
230: first side
240: second side
250: perforated hole
251: first perforated hole
252: second perforated hole
260: acid
261: support filter layer acid
262: main filter layer acid
270 : Goal
271: support filter layerer goal
272: main filter layer goal
D: hole diameter
D1: diameter of the first perforated hole
D2: 2nd hole diameter
e: anion
HV : high voltage generator
L : Perforated hole spacing
L1: first perforated hole spacing
L2: 2nd hole spacing
P : dust particles
Qfiber: Flow Through Fiber
Qhole : Flow rate through the perforated hole
Qtotal: total flow through
R: Perforated hole area ratio
S1: Fabric forming step
S2: Perforated hole formation step
T: pin
Claims (11)
공기 유동 경로의 하류에 배치되고, 공기 중의 먼지를 여과하는 여과 필터를 포함하고,
상기 확산 대전기는 이온을 발생시켜 공기 중의 먼지를 대전시키며, 대전된 먼지는 정전기력에 의해 상기 여과 필터에 집진되고,
상기 여과 필터는 복수 개의 타공홀이 형성된 집진 필터.a diffusion charger disposed upstream of the air flow path and connected to the high voltage generator; and
a filtration filter disposed downstream of the air flow path and configured to filter dust in the air;
The diffusion charger generates ions to charge dust in the air, and the charged dust is collected in the filtration filter by electrostatic force,
The filtration filter is a dust collecting filter having a plurality of perforated holes.
상기 여과 필터는,
공기가 유입되는 제 1 면과 공기가 토출되는 제 2 면이 형성되고,
상기 제 1 면은 상기 확산 대전기와 이격된 집진 필터.The method of claim 1,
The filtration filter is
A first surface through which air is introduced and a second surface through which air is discharged are formed,
The first surface is a dust collecting filter spaced apart from the diffusion charger.
상기 여과 필터는,
공기 중의 먼지를 여과하는 메인필터레이어와,
상기 메인필터레이어를 지지하는 서포트필터레이어를 포함하는 집진 필터.The method of claim 1,
The filtration filter is
A main filter layer that filters dust in the air,
A dust collection filter comprising a support filter layer supporting the main filter layer.
상기 메인필터레이어는,
멜트블로운(Melt blown) 필터인 집진 필터.4. The method of claim 3,
The main filter layer,
A dust collecting filter that is a melt blown filter.
상기 복수 개의 타공홀은,
상기 서포트필터레이어에 형성된 복수 개의 제 1 타공홀과,
상기 메인필터레이어에 형성된 복수 개의 제 2 타공홀을 포함하며,
상기 제 1 타공홀과 제 2 타공홀은 개수, 형상 및 위치가 서로 대응되도록 형성된 집진 필터.4. The method of claim 3,
The plurality of perforated holes,
a plurality of first perforated holes formed in the support filter layer;
and a plurality of second perforated holes formed in the main filter layer,
The first perforated hole and the second perforated hole are formed such that the number, shape, and position correspond to each other.
상기 복수 개의 타공홀은,
직경이 0.4mm 이상인 원형으로 형성된 집진 필터.The method of claim 1,
The plurality of perforated holes,
A dust collecting filter formed in a circle with a diameter of 0.4 mm or more.
상기 복수 개의 타공홀은,
서로 등간격으로 이격되어 배치된 집진 필터.The method of claim 1,
The plurality of perforated holes,
Dust collection filters arranged at equal intervals from each other.
상기 복수 개의 타공홀은,
상기 여과 필터의 일측면이 차지하는 면적에 대한
상기 복수 개의 타공홀들이 차지하는 면적의 비율이 2.5% 내지 6.0%로 형성되는 집진 필터.The method of claim 1,
The plurality of perforated holes,
For the area occupied by one side of the filtration filter,
A dust collecting filter in which the ratio of the area occupied by the plurality of perforated holes is 2.5% to 6.0%.
상기 여과 필터는,
섬유가닥이 랜덤하게 배치되어 필터 원단을 형성하는 원단 형성 단계, 및
상기 원단 형성 단계 이후 복수 개의 핀에 의해 상기 복수 개의 타공홀이 타공되어 형성되는 타공홀 형성 단계를 포함하는 공정에 의해 제작되고,
상기 타공홀 형성 단계에서,
상기 복수 개의 핀과 상기 복수 개의 타공홀 사이의 마찰에 의해, 상기 복수 개의 타공홀에 정전기력이 형성되는 집진 필터.The method of claim 1,
The filtration filter is
A fabric forming step in which fiber strands are randomly arranged to form a filter fabric, and
Manufactured by a process including a perforated hole forming step in which the plurality of perforated holes are perforated by a plurality of pins after the fabric forming step,
In the perforated hole forming step,
A dust collecting filter in which an electrostatic force is formed in the plurality of perforated holes by friction between the plurality of pins and the plurality of perforated holes.
Priority Applications (1)
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---|---|---|---|
KR1020210009070A KR20220106296A (en) | 2021-01-22 | 2021-01-22 | Electric dust collector |
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---|---|---|---|---|
KR20140038157A (en) | 2012-09-20 | 2014-03-28 | 한국과학기술연구원 | Fiber-based filter with nanonet layer and preparation method thereof |
-
2021
- 2021-01-22 KR KR1020210009070A patent/KR20220106296A/en unknown
Patent Citations (1)
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