KR20230074348A - 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 미세먼지를 포집할 수 있는 세로로 주름진 부직포(11)를 포함하는 제1 부직포 필터부(10), 직경과 길이가 각기 다른 복수의 플라스틱 파이프(21)가 유체가 흐르는 방향으로 배치된 플라스틱 파이프 필터부(20), 대각선 방향으로 같은 크기와 모양의 플라스틱 회전체(31)를 갖는 플라스틱 판 구조체로 구성되는 플라스틱 판 구조체 필터부(30), 부직포에 인쇄된 가로, 세로 1～2 ㎜ 간격의 동(Cu)망(41)을 포함하는 동망 필터부(40) 및 미세먼지를 포집할 수 있는 가로로 주름진 부직포(51)를 포함하는 제2 부직포 필터부(50)가 순차적으로 적층되어 결합된 것을 특징으로 한다.

Description

에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터{filter for air purifier using eco dust collection method}
본 발명은 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 플라스틱 파이프와 플라스틱 회전체를 갖는 플라스틱 판 구조체를 포함하여 구성된 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터에 관한 것이다.
최근 코로나 19 바이러스의 급속한 확산으로 인해 중국, 한국, 일본 등의 아시아는 물론이고, 유럽, 북미, 남미, 호주 등 전 세계적으로 수백만 명의 확진자는 발생하는 것은 물론이고 수십만 명의 사망자가 나오고 있다. 또한, 이로 인해 각 국가가 인적 및 물적 자원의 이동을 엄격하게 제한함으로써, 전 세계는 경제적으로 큰 위기에 직면하고 있다.
이에 각 국가는 진단 키트 및 백신을 비롯을 치료제 개발에 총력을 기울이고 있다. 즉, 코로나 19 백신개발은 적어도 2년 이상 걸릴 수 있고, 백신 개발에 성공한다고 해도 그 때는 다른 변종이 나올 가능성이 높다. 따라서, 코로나 19 바이러스 사멸법에 대한 연구가 대단히 중요한 과제로 대두되고, 그 중에서도 코로나 19 바이러스의 사멸과 효율적인 관리를 위한 집진기 필터에 대한 연구와 개발이 요구되어 있다.
상기한 바와 같은 연구 및 개발의 필요에 따라 본 발명은, 코로나 19 바이러스 등과 같은 바이러스의 사멸 및 이를 포함하는 미세먼지의 포집할 수 있는 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터를 제공하는데 그 목적이 있다.
상기한 바와 같은 목적은, 미세먼지를 포집할 수 있는 세로로 주름진 부직포를 포함하는 제1 부직포 필터부; 직경과 길이가 각기 다른 복수의 플라스틱 파이프가 유체가 흐르는 방향으로 배치된 플라스틱 파이프 필터부; 대각선 방향으로 같은 크기와 모양의 플라스틱 회전체를 갖는 플라스틱 판 구조체로 구성되는 플라스틱 판 구조체 필터부; 부직포에 인쇄된 가로, 세로 1～2 ㎜ 간격의 동(Cu)망을 포함하는 동망 필터부; 및 미세먼지를 포집할 수 있는 가로로 주름진 부직포를 포함하는 제2 부직포 필터부가 순차적으로 적층되어 결합된 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터에 의해 달성된다.
본 발명의 하나의 측면에 의하면, 상기 제1, 2 부직포 필터부는, 상기 부직포가 2～3 ㎛의 미세먼지를 포집할 수 있는 부직포인 것을 특징으로 한다.
본 발명의 다른 측면에 의하면, 상기 플라스틱 파이프 필터부는, 상기 복수의 플라스틱 파이프가 직경과 길이의 크기순으로 정렬되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 복수의 플라스틱 파이프는, 직경 또는 길이가 일정각도마다 점진적으로 커지거나 작아지도록 원주를 따라 정렬되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 복수의 플라스틱 파이프는, 중심으로부터 방사 방향으로 직경 또는 길이가 점진적으로 커지거나 작아지도록 정렬되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 플라스틱 판 구조체 필터부는, 상기 플라스틱 회전체를 갖는 플라스틱 판 구조체가 부분적으로 금속으로 코팅될 수 있으며, 상기 플라스틱 회전체를 구비한 상기 플라스틱 판 구조체에 고전압이 걸려 전기 집진기로서의 기능을 수행하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 또 다른 측면에 의하면, 상기 동망 필터부는, 상기 동(Cu)망에 0.01～0.02 ㎜의 직경의 동입자가 분포되는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 플라스틱 파이프, 플라스틱 회전체를 구비한 플라스틱 판 구조체 및 동입자가 분포된 동망을 포함하는 다단의 필터를 순차적으로 적층 결합하여 다단의 필터를 구성함으로써, 코로나 19 바이러스 등과 같은 바이러스의 사멸 및 이를 포함하는 미세먼지의 포집할 수 있는 효과가 있다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1에 개시된 제1 부직포 필터부, 플라스틱 파이프 필터부, 플라스틱 구조체 필터부, 동망 필터부 및 제2 부직포 필터부의 상세한 구조의 사시도이다.
도 3a 내지 도 3d는 도 1 및 도 2c에 개시된 플라스틱 구조체 필터부에서의 미생물을 죽이는 원리를 보여주는 도면이다.
이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 예시도면과 함께 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 의한 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터의 사시도이다.
도 1을 참조하면, 본 발명의 실시예에 의한 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터(1)는,
코로나19 바이러스를 갖는 미세먼지를 효과적으로 포집하기 위한 대면적 복합5단계구조 필터에 관한 것으로서, 전체적으로 5단 구조로 되어 있으며, 제1 부직포 필터부(10), 플라스틱 파이프 필터부(20), 플라스틱 구조체 필터부(30), 동망 필터부(40) 및 제2 부직포 필터부(50)가 순차적으로 적층되어 일체형으로 결합된 다단의 필터이다. 각 필터부(10)(20)(30)(40)(50)는 사각틀 형태를 유지하기 위해 별도의 틀을 이용할 수도 있다.
도 2a 내지 도 2e는 도 1에 개시된 제1 부직포 필터부, 플라스틱 파이프 필터부, 플라스틱 구조체 필터부, 동망 필터부 및 제2 부직포 필터부의 상세한 구조의 사시도이다.
도 2a 내지 도 2e를 참조하면, 제1 부직포 필터부(10)는 미세먼지를 포집할 수 있는 세로로 주름진 부직포(11)를 포함하여 구성된다. 제1, 부직포 필터부(10)는 부직포(11)가 2～3 ㎛의 미세먼지를 포집할 수 있는 부직포이다.
위의 플라스틱 파이프 필터부(20)는 직경과 길이가 각기 다른 복수의 플라스틱 파이프(21)가 유체가 흐르는 방향으로 배치된 구조를 갖는다. 플라스틱 파이프 필터부(20)는 복수의 플라스틱 파이프(21)가 직경과 길이의 크기순으로 정렬된다. 여기서, 복수의 플라스틱 파이프(21)는 직경 또는 길이가 일정각도마다 점진적으로 커지거나 작아지도록 원주를 따라 정렬될 수 있다. 또는 복수의 플라스틱 파이프(21)는 중심으로부터 방사 방향으로 직경 또는 길이가 점진적으로 커지거나 작아지도록 정렬될 수 있다.
다시 말하면, 플라스틱 파이프 필터부(20)는 플라스틱 파이프(21)의 직경과 길이의 크기에 따라서 미세먼지 유체의 속도가 달라지고(직경이 크고 길이가 짧은 파이프를 통과하는 유체는 속도가 느리고, 직경이 작고 길이가 긴 파이프를 통과하는 유체는 속도가 빠름: 벤츄리 효과), 이는 플라스틱 파이프 필터부(20)를 통과하는 유체의 플라스틱 파이프의 배열에 따른 속도의 차이를 유발하여 이후 플라스틱 구조체 필터부(30)에서 회전체(회전날개)에 회전을 유도할 수 있다. 이때 플라스틱 파이프 필터부(20)에서는 플라스틱 파이프(21)와 그 외 부분에 미세먼지가 포집된다.
예를 들면, 원형 파이프에서 원형의 각도를 0도에서 360도 나눌 때, 0도에서 시작하여 90도까지 원형으로 파이프의 직경이 크고 길이가 작은 것부터 배열하여 순차적으로 파이프의 직경이 작고 길이가 큰 것을 배열해 나가고, 90도에서 시작하여 180도까지 원형으로 마찬가지로 배열해 나가고, 180도에서 시작하여 270도 까지 원형으로 마찬가지로 배열해 나가고, 270도에서 시작하여 360도까지 원형으로 마찬가지로 배열해 나갈 수 있다.
또한, 플라스틱 구조체 필터부(30)는 대각선 방향으로 같은 크기와 모양의 플라스틱 회전체(31)를 갖는 플라스틱 판 구조체로 구성된다. 플라스틱 판 구조체 필터부(30)는 플라스틱 회전체(31)를 갖는 플라스틱 판 구조체가 부분적으로 금속으로 코팅될 수 있으며, 플라스틱 회전체(31)를 구비한 상기 플라스틱 판 구조체에 고전압이 걸려 전기 집진기로서의 기능을 수행할 수 있다.
이때, 플라스틱 파이프 필터부(20)를 통과하는 유체는 플라스틱 파이프(21)의 배열에 따른 속도의 차이를 유발하여 위의 플라스틱 구조체 필터부(30)에서 회전체(31)에 회전을 유도하는데, 이때 플라스틱 구조체 필터부(30)에서 회전체(31)를 대각선으로 정렬하면 더욱 효과적이다.
위의 플라스틱 구조체 필터부(30)의 회전체(31)가 4개의 날개가 달린 선풍기와 같은 원리이고, 유체의 흐름에 의해서도 회전체는 회전할 것이고, 더욱이 플라스틱 파이프 필터부(20)에서 플라스틱 파이프(21)의 배열에 따른 유체 속도의 차이를 유발하여 플라스틱 구조체 필터부(30)에서 회전체의 회전을 유도할 수 있다.
또한, 동망 필터부(40)는 부직포(42)에 인쇄된 가로, 세로 1～2 ㎜ 간격의 동(Cu)망(41)을 포함하여 구성된다. 동망 필터부(40)는 동(Cu)망(41)에 0.01～0.02 ㎜의 직경의 동입자가 분포될 수 있다.
여기서, 동(Cu)은 박테리아나 바이러스(코로나 19 포함) 등 미생물을 필터링한다. 원리는 구리 표면의 박테리아는 구리 이온을 필수 영양소로 인식해 세포 안으로 흡수한다. 하지만 흡수된 구리 이온으로 박테리아 세포막에 구멍이 나고 바이러스는 영양분과 수분을 잃게 된다. 이어 구리 이온이 세포막 구멍을 통해 활성 산소를 끌어당기면 박테리아가 완전히 사멸하는 과정을 거치게 된다.
그리고, 제2 부직포 필터부(50)는 미세먼지를 포집할 수 있는 가로로 주름진 부직포(51)를 포함하여 구성된다. 제2 부직포 필터부(50)는 부직포(51)가 2～3 ㎛의 미세먼지를 포집할 수 있는 부직포이다.
위와 같이 구성된 본 발명의 필터(1)에 의한 필터링 과정을 설명한다.
입사된 미세먼지는 우선 제1 단의 제1 부직포 필터부(10)에서 주름진 부직포(11)를 통과하면서 2.5μm이상의 크기를 갖는 것들이 포집되고, 나머지 미세먼지들은 제 2단의 플라스틱 파이프 필터부(20)에서 플라스틱 파이프(21)를 통과하며 포집되고,제 3단의 플라스틱 구조체 필터부(30)의 플라스틱 회전체(31)를 회전시키면서 플라스틱 회전체에 부착되면서 포집되고, 또한 대다수의 코로나19 바이러스는 제4단의 동망 필터부(40)에서 부직포(42)에 인쇄된 직경 0.01mm의 무수한 동입자에 의해 사멸된다. 마지막으로 제 4단의 부직포 필터부(50)에서 나머지 2.5μm이상의 크기를 갖는 미세먼지들이 포집된다.
특히, 제 4단의 동망 필터부(40)에서 도 3a 내지 도 3d에 도시한 바와 같이, 사용되는 구리는 구리와 접촉한 모든 미생물의 대사작용을 교란시켜서 죽이는 강력한 항균 능력을 지닌 금속으로 구리가 미생물을 죽이는 원리는 호흡과 대사작용을 방해하는 것으로 박테리아는 구리 표면에 있는 구리이온을 영양소로 인식해서 흡수하는데 흡수된 구리이온은 세포막에 구멍을 내고 박테리아는 수분과 영양분을 잃게 되면서 결국은 호흡과 대사곤란으로 죽게 된다.
위의 실시예에서 제1, 2 부직포 필터부(10)(50)를 구성하는 부직포(11)(51)가 가로 또는 세로로 주름진 것만을 예로 설명하였으나, 그외도 유체와의 접촉면적을 확장할 수 있는 다양한 형태로 변형되거나 다른 재질로 구성될 수 있음은 당연하다.
본 발명은 상기의 실시 예에 한정되는 것은 아니며, 이는 본 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이러한 기재로부터 다양한 수정 및 변형이 가능하다. 따라서, 본 발명 사상은 아래에 기재된 청구범위에 의해서만 파악되어야 하고, 이의 균등 또는 등가적 변형 모두는 본 발명 사상의 범주에 속한다고 할 것이다.
10 : 제1 부직포 필터부 11, 51 : 부직포
20 : 플라스틱 파이프 필터부 21 : 플라스틱 파이프
30 : 플라스틱 구조체 필터부 31 : 플라스틱 회전체
40 : 동망 필터부 41 : 동망
42 : 부직포 50 : 제2 부직포 필터부

Claims (7)

  1. 미세먼지를 포집할 수 있는 세로로 주름진 부직포(11)를 포함하는 제1 부직포 필터부(10);
    직경과 길이가 각기 다른 복수의 플라스틱 파이프(21)가 유체가 흐르는 방향으로 배치된 플라스틱 파이프 필터부(20);
    대각선 방향으로 같은 크기와 모양의 플라스틱 회전체(31)를 갖는 플라스틱 판 구조체로 구성되는 플라스틱 판 구조체 필터부(30);
    부직포(42)에 인쇄된 가로, 세로 1～2 ㎜ 간격의 동(Cu)망(41)을 포함하는 동망 필터부(40); 및
    미세먼지를 포집할 수 있는 가로로 주름진 부직포(51)를 포함하는 제2 부직포 필터부(50)가 순차적으로 적층되어 결합된 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
  2. 제1항에 있어서,
    상기 제1, 2 부직포 필터부(10)(50)는, 상기 부직포(11)(51)가 2～3 ㎛의 미세먼지를 포집할 수 있는 부직포인 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
  3. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 파이프 필터부(20)는, 상기 복수의 플라스틱 파이프(21)가 직경과 길이의 크기순으로 정렬되는 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
  4. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 플라스틱 파이프(21)는, 직경 또는 길이가 일정각도마다 점진적으로 커지거나 작아지도록 원주를 따라 정렬되는 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
  5. 제3항에 있어서,
    상기 복수의 플라스틱 파이프(21)는, 중심으로부터 방사 방향으로 직경 또는 길이가 점진적으로 커지거나 작아지도록 정렬되는 것을 특징으로 하는 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
  6. 제1항에 있어서,
    상기 플라스틱 판 구조체 필터부(30)는, 상기 플라스틱 회전체(31)를 갖는 플라스틱 판 구조체가 부분적으로 금속으로 코팅될 수 있으며, 상기 플라스틱 회전체(31)를 구비한 상기 플라스틱 판 구조체에 고전압이 걸려 전기 집진기로서의 기능을 수행하는 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
  7. 제1항에 있어서,
    상기 동망 필터부(40)는, 상기 동(Cu)망(41)에 0.01～0.02 ㎜의 직경의 동입자가 분포되는 것을 특징으로 하는, 에코 집진방식을 이용한 공기 청정기용 필터.
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