KR101683064B1 - 항미세먼지창 - Google Patents

Abstract

본 발명은 항미세먼지창에 관한 것으로, 보다 상세하게는 음전하 하전부와 상기 하전부의 후방에 집진부가 일체형으로 배열되고, 상기 음전하 하전부는 제1 프레임부재 및; 상기 제1 프레임부재의 내측에 구비되어 공기 중의 미세먼지를 음전하로 하전하기 위한 영구자석;을 포함하고, 상기 집진부는 내측에 고정홈이 형성된 제2 프레임부재 및; 상기 제2 프레임부재의 고정홈에 삽입 고정되고 표면에 양전하 물질이 코팅된 필터;를 포함함으로써 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 유입되기 전에 원천 차단할 수 있는 항미세먼지창에 관한 것이다.

Description

항미세먼지창 {PARTICULATE MATTER PROOF WINDOW}

본 발명은 실내 공간으로 미세먼지와 해충이 유입되는 것을 동시에 차단할 수 있는 항미세먼지창에 관한 것이다.

공기 중에 포함된 미세먼지는 창문을 통해서 실내 공간으로 다량 유입되고, 유입된 미세먼지는 실내 공간에서 별도의 제거장치를 이용하여 제거하는 것이 일반적이다.

현재 창문 자체에 부가적인 기능을 갖는 것은 거의 전무한 실정이며, 일례로 부가적인 기능으로 해충의 침입을 방지하기 위하여 창문에 방충창을 설치한다.

통상 방충창은 창문의 외측에 설치되어, 주로 하절기에 실내로 통풍이 가능하도록 하고 외부로부터 유해 해충이 실내로 침입하는 것을 방지하기 위한 것으로, 그 종류로는 고정형과 이동형이 있다.

이러한 방충창은 사각 형상의 프레임에 방충망이 고정되어 창문의 최외측에 설치되는 형태이며 창문의 개폐와 관계없이 항상 일정한 위치를 유지한다.

도 1은 종래 방충창의 평면도이다. [한국등록실용 제419,500호]

도 1과 같이, 방충창(100)은 방충망(200), 상기 방충망(200)을 고정하는 프레임들 및 상기 프레임들 간의 모서리 부분을 연결하는 모서리연결구(300)을 포함하고, 상기 프레임은 수평프레임(400a, 400b)과 수직프레임(400c, 400d)이 사각 형상으로 형성된다.

상기 방충창(100)은 개공의 크기가 미세하게 형성된 직조물로, 상기 개공을 통해 모기와 같은 작은 해충의 침입은 차단할 수는 있으나 입자 크기가 작은 미세먼지의 유입은 차단하기가 어려우므로 여전히 실내 공간에서 별도로 미세먼지를 제거해야 하는 단점이 있다.

상기한 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 유입되기 전에 원천 차단할 수 있는 항미세먼지창을 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 음전하 하전부와 상기 하전부의 후방에 집진부가 일체형으로 배열되고, 상기 음전하 하전부는 제1 프레임부재 및; 상기 제1 프레임부재의 내측에 구비되어 공기 중의 미세먼지를 음전하로 하전하기 위한 영구자석;을 포함하고, 상기 집진부는 내측에 고정홈이 형성된 제2 프레임부재 및; 상기 제2 프레임부재의 고정홈에 삽입 고정되고, 표면에 양전하 물질이 코팅된 필터;를 포함하는 것임을 특징으로 하는 항미세먼지창을 제공하고자 한다.

상기 영구자석은 표면극성 N극이 서로 마주보도록 배열되는 것일 수 있다.

상기 양전하 물질은 키토산, 폴리아크릴아마이드계 고분자 및 폴리아마이드계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것일 수 있다.

상기 제1 및 제2 프레임부재는 각각 고무, 합성고무, 목재 및 절연성 플라스틱 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것일 수 있다.

상기 집진부의 필터는 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것일 수 있다.

상기 제1 프레임부재 또는 제2 프레임부재는 필터에 포함된 미세먼지의 농도를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것일 수 있다.

본 발명에 따른 항미세먼지창은 해충의 침입을 방지하고 동시에 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 들어오기 전에 원천 차단할 수 있어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있는 이점이 있다.

또한 본 발명은 별도의 전원공급 없이 영구자석에 의해 미세먼지의 자화를 유도할 수 있으므로 장치의 구성이 단순하고 가벼우며 설치공간에 제약을 덜 받는 이점이 있다.

또한 본 발명은 필터에 포함된 미세먼지의 농도를 시각적으로 확인할 수 있어 사용자에게 직관적으로 동작 성능을 표시할 수 있는 이점이 있다.

도 1은 종래 항미세먼지창의 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 항미세먼지창의 분리 사시도이다.

본 발명은 실내 공간으로 미세먼지와 해충이 유입되는 것을 동시에 차단할 수 있는 항미세먼지창에 관한 것이다.

이하, 본 발명에 따른 항미세먼지창을 첨부된 도면을 참조하여 보다 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2는 본 발명에 따른 항미세먼지창의 분리 사시도이다.

도 2와 같이 본 발명에 따른 항미세먼지창(10)은 창문의 외측에 형성되어 실내로 해충과 미세먼지의 유입을 동시에 차단하기 위한 것으로, 음전하 하전부(20)와 상기 하전부(20)의 후방에 집진부(30)가 일체형으로 배열된다.

보다 상세하게는, 상기 음전하 하전부(20)는 제1 프레임부재(21) 및; 상기 제1 프레임부재(21)의 내측에 구비되어 공기 중의 미세먼지를 음전하로 하전하기 위한 영구자석(22);을 포함하고, 상기 집진부(30)는 내측에 고정홈(31a)이 형성된 제2 프레임부재(31) 및; 상기 제2 프레임부재(31)의 고정홈(31a)에 삽입 고정되고 표면에 양전하 물질이 코팅된 필터(32);를 포함한다.

항미세먼지창(10)을 구성하는 음전하 하전부(20)는 공기 중에 포함된 미세먼지를 하전시키기 위한 것으로, 제1 프레임부재(21) 및 영구자석(22)을 포함한다.

상기 제1 프레임부재(21)는 상하부 가로프레임과 세로프레임이 맞물려서 통상 사각 형상을 이룬다. 제1 프레임부재(21)는 그 내측에 영구자석(22)이 구비된다.

상기 영구자석(22)은 자력선(자기장)을 발생하여 공기 중에 포함된 미세먼지를 음전하로 하전(자화)시켜 후술할 집진부(30)에 집진할 수 있도록 하는 역할을 한다.

일반적으로 영구자석(22)은 외부로부터 전기에너지를 공급받지 않아도 강한 자화 상태를 안정되게 오래 보존하는 자석으로, N극에서 S극 방향으로 자력선이 형성된다. 이렇게 형성된 자력선에 의해 항미세먼지창(10) 내부로 유입되는 미세먼지를 음전하로 하전시킬 수 있다.

여기서 상기 영구자석(22)은 당해분야에서 통상적으로 사용되는 것을 제한 없이 적용할 수 있으며, 일례로 페라이트(ferrite) 영구자석, 알리코(alico) 영구자석 및 희토류 영구자석으로부터 선택된 1종 이상일 수 있으며, 바람직하게는 보자력이 높은 희토류 영구자석인 것이 좋다.

상기 영구자석(22)은 미세먼지의 음전하화를 유도하기 위해 표면극성 N극이 서로 마주보도록 배열되는 것이 바람직하다.

일례로 도 2와 같이 2개의 영구자석(22)이 세로프레임의 내측에 각각 구비되는 것을 예시하였으나, 보다 큰 자기력이 균일하게 작용되도록 여러 개의 영구자석(22)이 세로프레임의 길이방향을 따라 일정간격 이격된 상태로 가로프레임에 고정되어 구비될 수 있다.

마찬가지로 상기 영구자석(22)은 가로프레임에도 구비될 수 있으며, 다만 자기력의 세기를 고려하여 세로프레임과 가로프레임에 동시에 구비되지 않는 것이 바람직하다.

또한 영구자석(22)의 길이, 너비 및 두께도 특별히 한정하지는 않으며, 설치하고자 하는 창문의 크기에 따라 적절히 변경 가능하다.

항미세먼지창(10)을 구성하는 집진부(30)는 음전하 하전부(20)에서 하전된 미세먼지를 집진하기 위한 것으로, 제2 프레임부재(31) 및 필터(32)을 포함한다.

상기 제2 프레임부재(31)는 상하부 가로프레임과 세로프레임이 맞물려서 통상 사각 형상을 이룬다. 제2 프레임부재(31)는 그 내측에 고정홈(31a)이 형성된다.

상기 고정홈(31a)은 제2 프레임부재(31)의 두께 방향으로 소정 깊이 파여진 형상으로, 고정홈(31a)에 필터(32)가 삽입 고정된다.

상기 필터(32)는 공극을 제공하여 공기 중의 미세먼지를 걸러내는 얇은 막으로, 후술할 양전하 물질을 코팅할 수 있는 담체로서의 역할을 수행한다.

필터(32)의 공극은 입자 크기가 작은 미세먼지가 들어가지 못할 정도의 크기를 갖도록 형성된다.

또한 필터(32)의 재질은 특별히 한정하지는 않으나, 일례로 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 형성될 수 있다.

이와 같은 필터(32)는 그 표면에 양전하 물질이 코팅된다. 따라서 필터(32) 전체에 양전하가 고르게 띄게 됨으로써 상기 하전부(20)에 의해 음전하를 갖는 미세먼지가 전위차법에 의해 필터(32) 표면에 달라붙어 집진이 이루어지게 된다.

결과적으로 공기 중에 포함된 미세먼지가 실내 공간으로 유입되기 전에 항미세먼지창(10)에서 원천 차단할 수 있어, 실내 공간에서 별도의 제거장치를 이용하여 미세먼지를 제거할 필요가 없게 된다.

본 발명에 따른 상기 양전하 물질은 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것으로 특별히 한정하지는 않으나, 일례로 키토산, 폴리아크릴아마이드계 고분자 및 폴리아마이드계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

특히 양전하 물질로 사용되는 키토산은 새우, 게, 가재에 함유된 키틴을 60% 이상, 바람직하게는 65 내지 98% 범위로 탈아세틸화하여 얻어낸 물질을 사용할 수 있다. 이때 상기 키토산의 분자량은 10,000 내지 250,000범위, 바람직하게는 10,000 내지 100,000범위, 보다 바람직하게는 30,000 내지 70,000범위를 유지하는 것이 좋다.

상기 분자량이 10,000 미만이면 필터에 코팅할 때 접착력이 부족할 뿐만 아니라 양전하의 전위가 낮아지기 때문에 음전하로 하전된 미세먼지를 포집하기가 어려우며, 분자량이 250,000 초과하면 용매로 용해하는 과정 중에 점도증가(swelling)가 되어 작업성의 효율이 떨어지는 문제점이 발생할 수 있다.

또한 필터(32) 표면에 양전하 물질을 코팅하는 방법은 당해분야에서 일반적으로 사용되는 코팅 방법을 제한 없이 적용할 수 있다. 일례로 양전하 물질을 용매에 용해시키고 필터(32)를 침적시킨 다음 용매의 건조 과정을 통하여 표면에 양전하 물질이 코팅된 필터(32)를 제조할 수 있다.

상기한 양전하 물질 이외에, 필터(32) 표면에 은계물질 및 흡착제가 결합제에 의해 추가로 코팅될 수 있다.

은계물질은 필터(32)에 부착된 해충, 세균 또는 바이러스를 사멸하기 위한 것으로 나노실버, 질산은, 황산은, 불산은, 염화은 등을 사용할 수 있다. 흡착제는 필터(32)의 포집성을 향상시키기 위한 것으로 활성탄, 활성탄소섬유, 제올라이트, 실리케이트 등을 사용할 수 있다.

결합제는 필터(32) 표면에 은계물질 및 흡착제를 코팅하기 위한 것으로, 코팅과정에서 필터(32) 효율을 저하시키지 않는 범위 내에서 당해분야에서 일반적으로 사용되는 것을 제한 없이 적용할 수 있다.

상기 결합제는 수용성결합제, 수분산성결합제, 천연수지계 결합제, 합성수지계 결합제 및 올리고머계 결합제로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다.

구체적으로 수용성결합제로는 전분, 셀룰로우즈 또는 그 유도체, 알긴산, 젤라틴, 폴리비닐알콜(PVA) 등이 포함되고, 수분산성결합제로는 수분산성아크릴수지 또는 그 유도체와 수분산성 비닐아세테이트수지 등이 포함되고, 천연수지계 결합제로는 크로만인덴계 수지, 테르펜계 수지, 테르펜페놀계 수지, 방향족탄화수소 변성테르펜계 수지, 테르펜계 수소첨가계 수지, 테르펜페놀계 수소첨가계 수지, 로진계 수지, 수소첨가 로진에스테르계 수지, 로진변성페놀계 수지, 알킬페놀계 수지 등이 포함되고, 합성수지계 결합제로는 알킬페놀아세틸렌계 수지, 알킬페놀포름알데히드계 수지, 스티렌계 수지, 지방족계 석유수지, 지환족계 석유수지, 공중합계 석유수지, 방향족계 석유수지, 자일렌계 수지, 자일렌포름알데히드계 수지 등이 포함되고, 올리고머계 결합제로는 폴리부텐, 액상계 고무 등이 포함된다.

여기서 본 발명에 따른 제1 프레임부재(21) 및 제2 프레임부재(31)는 각각 전기 또는 열을 전달하지 않는 부도체인 것이 바람직하며, 일례로 고무, 합성고무, 목재 및 절연성 플라스틱 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상일 수 있다. 상기 절연성 플라스틱 수지는 에폭시 계열의 플라스틱 수지일 수 있다.

또한, 상기 제1 프레임부재(21) 또는 제2 프레임부재(31)에는 필터(32)에 포함된 미세먼지의 농도를 표시하는 표시부(미도시)를 더 포함할 수 있다. 바람직하기로는, 필터(32)와 근접하게 위치한 제2 프레임부재(31)에 표시부를 더 포함하는 것이 좋다.

따라서 상기 표시부에 표시된 미세먼지 농도를 시각적으로 확인할 수 있어 사용자에게 직관적으로 동작 성능을 표시할 수 있다.

이하, 상기와 같이 구성된 본 발명에 따른 항미세먼지창(10)의 집진 기능을 설명하면 다음과 같다.

먼저 공기 중에 포함된 미세먼지가 음전하 하전부(20)에 통과하게 되면 영구자석(22)으로부터 발생된 자력선에 의해 미세먼지는 전기적으로 음전하로 하전된 대전체로 바뀌게 된다. 이렇게 음전하로 하전된 미세먼지는, 집진부(30)를 계속해서 통과하여 전위차법에 의해 양전하 물질이 코팅된 필터(32) 표면에 달라붙어 집진이 이루어진다. 따라서 상기 집진부(30)를 통과한 공기는 미세먼지 등이 제거된 깨끗한 상태로 실내 공간에 유입되게 된다.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 항미세먼지창(10)은 해충의 침입을 방지할 뿐만 아니라 공기 중에 포함된 각종 미세먼지가 실내 공간으로 들어오기 전에 항미세먼지창(10)에서 원천 차단할 수 있어 쾌적한 실내 환경을 조성할 수 있다.

또한 본 발명은 별도의 전원공급 없이 영구자석(22)에 의해 미세먼지의 자화를 유도할 수 있으므로 장치의 구성이 단순하고 가벼우며 설치공간에 제약을 덜 받는다.

이상으로 본 발명 내용의 특정한 부분을 상세히 기술하였는바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시양태일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것은 아니며, 본 발명의 범주 및 기술사상 범위 내에서 다양한 변경 및 수정이 가능함은 당업자에게 있어서 명백한 것이며, 이러한 변형 및 수정이 첨부된 특허청구범위에 속하는 것도 당연하다.

10: 항미세먼지창
20: 음전하 하전부
21: 제1 프레임부재
22: 영구자석
30: 집진부
31: 제2 프레임부재
31a: 고정홈
32: 필터
100: 방충창
200: 방충망
300: 모서리연결구
400a, 400b: 수평프레임
400c, 400d: 수직프레임

Claims (6)

1. 음전하 하전부와 상기 하전부의 후방에 집진부가 일체형으로 배열되고,
   상기 음전하 하전부는 제1 프레임부재 및; 상기 제1 프레임부재의 내측에 구비되어 공기 중의 미세먼지를 음전하로 하전하기 위한 영구자석;을 포함하며,
   상기 집진부는 내측에 고정홈이 형성된 제2 프레임부재 및; 상기 제2 프레임 부재의 고정홈에 삽입 고정되고, 표면에 양전하 물질이 코팅된 필터;를 포함하며,
   상기 영구자석은 표면극성 N극이 서로 마주보도록 배열되고,
   상기 양전하 물질은 키토산, 폴리아크릴아마이드계 고분자 및 폴리아마이드계 고분자로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상인 것이며,
   상기 제1 및 제2 프레임부재는 각각 고무, 합성고무, 목재 및 절연성 플라스틱 수지로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것이고,
   상기 집진부의 필터는 폴리에틸렌나프탈레이트, 폴리에스테르, 폴리프로필렌, 폴리스타이렌, 폴리에틸렌, 폴리비닐클로라이드, 에틸렌비닐아세테이트, 폴리에틸렌테레프탈레이트, 폴리카보네이트, 폴리부틸렌테레프탈레이트, 폴리아세탈 및 폴리아마이드로 이루어진 군에서 선택된 1종 이상으로 형성된 것이며,
   상기 제1 프레임부재 또는 제2 프레임부재는 필터에 포함된 미세먼지의 농도를 표시하는 표시부를 더 포함하는 것임을 특징으로 하는 항미세먼지창.
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