KR200458469Y1

KR200458469Y1 - 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터

Info

Publication number: KR200458469Y1
Application number: KR2020090013449U
Authority: KR
Inventors: 김태호; 고종현
Original assignee: 대전광역시 도시철도공사; 주식회사 리박산업기계
Priority date: 2009-10-15
Filing date: 2009-10-15
Publication date: 2012-02-22
Also published as: KR20110003961U

Abstract

본 고안은 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 관한 것이다. 이러한 무전원 정전필터는, 프레임과; 상기 프레임에 결합되며, 통기공을 형성하도록 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제1 필터망과; 상기 프레임에 결합되며, 상기 제1 필터망과 이격배치되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제2 필터망과; 상기 제1 필터망과 상기 제2 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제1 폴리에스터폼과; 상기 프레임에 결합되며, 상기 제1,2 필터망의 외측에 결합되는 금속소재의 제1,2 스크린망을 포함하여서, 공기유동에 의한 마찰에 의해 상기 제1,2 필터망은 동일한 극성으로 대전되고, 상기 제1 폴리에스터폼은 상기 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되며, 미세먼지가 상기 제1 필터망으로부터 상기 제2 필터망을 경유하면서 포집되는 것을 특징으로 한다.

Description

전동차 공조시스템용 무전원 정전필터{Electrostatic airfilter for elctric rail car}

본 고안은 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 관한 것으로, 특히 공기유동(air flow)에 의해 대전되는 제1,2 필터망과, 상기 제1,2 필터망 사이에 그 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되는 폴리에스터폼을 삽입하여, 공기 중에 포함된 미세먼지를 정전기력에 의해 포집할 수 있도록 한 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 관한 것이다.

오늘날, 지하철이나 도시철도용 철도차량으로 사용되는 전동차(electric rail car)는, 수송능력이 탁월하고, 오염배출이 적으며, 도심의 토지이용률을 극대화하고, 간선도로의 소통을 원할하게 하는 등 많은 장점에 기인하여 도심교통의 핵심수단으로 자리잡았다.

도시철도 시설물은 지하터널과 지하정거장 등으로 구성되고, 터널환기는 기압차에 의한 자연환기와, 열차의 운행에 따른 피스톤효과에 의한 환기, 또는 대형 송풍기를 설치하여 강제로 급기/배기/제연기능 등을 수행하도록 규정되어 있다.

또한, 도시철도의 지하정거장의 대합실과 승강장은 미세먼지, 이산화탄소, 포름알데히드, 일산화탄소 등의 오염물질에 대한 실내공기질(IAQ:Indoor Air Quality)이 관리되어야 한다. 특히, 환경부에서는 2003년부터 기존의 지하생활공간 뿐만 아니라 불특정 다수인이 이용하는 모든 다중이용시설의 실내공기질을 관리하기 위해 "다중이용시설등의 실내공기질 관리법"을 제정하여 실내오염 관리대상을 확대하여 관리하도록 정비하였다.

또한, 도시철도 전동차의 실내공기질은 아직 구체적인 규제기준은 마련되지 않았으나, "대중교통수단 실내공기질 관리 가이드라인"을 정하여 모니터링하고, 정거장과 터널의 공기질을 개선하기 위하여 다양한 대책이 추진되고 있는 실정이다.

이와 같은 추세속에서, 비교적 폐쇄된 공간내의 실내공기질을 양호하게 관리하기 위하여, 전동차의 공조시스템도 이러한 실내공기질에 부합하는 시스템을 구축할 필요가 있다.

도1 내지 도4는 종래 전동차의 공조시스템에 사용되는 정화필터의 일례를 도시한 것이다. 구체적으로, 도1은 전동차의 개략적인 측면도이고, 도2는 도1의 단면도이다. 도3은 도1의 전동차량의 지하터널 운행시 비산되는 분진을 개략적으로 도시한 도면이며, 도4는 종래 정화필터의 분리사시도이다.

도2에 도시된 바와 같이, 종래 정화필터(10)는 전동차의 외부로부터 흡입되는 공기를 여과하는 외기용 필터와, 전동차의 내부로 공급되는 공기를 여과하는 실내용 필터로 사용된다.

도4를 참조하면, 종래 정화필터(10)는 프레임(1)과, 상기 프레임(1)에 결합되는 복수개의 수세미망(2)과, 상기 수세미망(2)의 최외측에 각각 결합되는 금속소 재의 스크린망(3)으로 구성된다. 상기 수세미망(2)은 금속소재로 이루어진 선재(element)를 공기가 통기될 수 있는 통기공이 형성되도록 촘촘하게 엮어서 제조된다. 공기 내에 포함된 먼지는 정화필터(10)를 통과하면서 수세미망(2)의 통기공에 흡착되어 걸러지게 된다.

그러나, 종래 정화필터(10)는 미세먼지(약 10㎛ 이하)를 저감시킬 수 있을 정도의 조밀한 구조를 갖지 못하며, 다소 큰 먼지(Coarse particle)도 제거할 수 없는 구조이므로, 전동차의 외부에서 도입되는 외기에 포함된 미세먼지를 여과시키기 미흡하다. 특히, 도3에 도시된 바와 같이, 지하터널을 통과하는 전동차는 지하터널 내부의 외기를 전동차 내부로 도입시키는데, 전동차의 주행선로에서 발생하는 분진, 터널내 흡착되어 있던 분진, 타이어 마모 분진, 시멘트 회분가루, 레일 마모에 의한 철성분의 분진 등은 매우 미세한 미세먼지로 종래 정화필터(10)에 의한 미세먼지 저감효과는 현저히 떨어진다. 금속재의 수세미망(2) 및 스크린망(3)의 세척 후 초기와, 상당시간이 경과한 후에 정화필터(10)를 통과하는 정압/풍량값의 변동이 거의 없다. 즉, 먼지를 효과적으로 포집하지 못하기 때문에, 시간의 경과하더라도 정압/풍량값이 거의 일정하게 측정된다.

또한, 종래 정화필터(10)는 금속재의 스크린망(3) 또는 수세미망(2)의 일측면에서 집중적으로 여과가 발생되므로, 스크린망(3) 또는 수세미망(2)의 일부면적에 대한 분진포집율이 심하게 편중되어 나타나게 된다.

또한, 종래 정화필터(10)의 수세미망(2)을 세척하기 위해서, 스크린망(3)을 분리한 상태에서 고압의 세척수를 분사하면 프레임(1)에 삽입결합된 수세미망(2)이 고압의 세척수에 의해 프레임(1)으로부터 밀려날 수 있으므로, 필터의 기능이 크게 떨어질 수 있고, 세척작업이 매우 불편한 단점이 있다.

또한, 도1 내지 도3에 도시된 바와 같이, 종래 정화필터(10)가 전동차의 냉방장치(100)에 외기용 필터로 사용시, 미세먼지(약 10㎛ 이하)의 여과효율이 낮기 때문에, 냉방장치(100)를 구성하는 증발기에 미세먼지가 부착, 축척되어 냉방장치(100)의 냉방효율을 현저히 떨어뜨리고, 증발기의 코일에 누적된 미세먼지는 악취 등의 냄새발생의 요인이 된다.

전동차 공조시스템의 송풍기(Fan)는 냉방장치의 열교환기(증발기, 응축기)와 일체로 구성되어 있기 때문에, 실내외를 통기시키는 공기통과, 필터의 크기(필터의 면적을 말함)에 따라 송풍량이 변화할 수 있기 때문에 외기용 필터와 실내용 필터를 적용하기 위해서는 기존 시스템에 관한 정확한 진단이 필요하다. 즉, 지하터널에서 실제로 운행중인 전동차에 외기용 필터와 실내용 필터를 장착한 다음 충분한 시험을 거쳐야 한다. 필터를 청소한 직후 측정한 송풍량과 공기온도, 및 필터 청소후 오염되어 필터가 막힌 상태에서 측정한 송풍량 및 공기온도는 공조시스템을 효율적으로 작동시키고, 공조시스템의 효율을 개선할 수 있는 범위 내에 있어야 할 것이다.

본 고안은 상술한 바와 같은 문제점 및 여러 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 공기유동에 의한 마찰에 의해 대전되는 제1,2 필터망과, 상기 제1,2 필터망 사이에 그 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되는 폴리에스터폼을 삽입하여, 공기 중에 포함된 미세먼지를 정전기력에 의해 포집하여 여과시키고, 정전기력에 의해 미세먼지가 흡착되므로 제1,2 필터밍 및 폴리에스터폼 전면적에 걸쳐 미세먼지를 포집하여 분진포집율을 향상시키도록 구조가 개선된 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터를 제공함을 그 목적으로 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터는, 프레임과; 상기 프레임에 결합되며, 통기공을 형성하도록 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제1 필터망과; 상기 프레임에 결합되며, 상기 제1 필터망과 이격배치되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제2 필터망과; 상기 제1 필터망과 상기 제2 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제1 폴리에스터폼과; 상기 프레임에 결합되며, 상기 제1,2 필터망의 외측에 결합되는 금속소재의 제1,2 스크린망을 포함하여서, 공기유동에 의한 마찰에 의해 상기 제1,2 필터망은 동일한 극성으로 대전되고, 상 기 제1 폴리에스터폼은 상기 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되며, 미세먼지가 상기 제1 필터망으로부터 상기 제2 필터망을 경유하면서 포집되는 것을 특징으로 한다.

여기서, 상기 제1 필터망의 상단부와 하단부에 각각 결합되며, 그 양단부 각각이 상기 프레임에 결합되는 제1 지지봉을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 프레임에는 상기 제1,2 필터망의 가장자리가 삽입되는 삽입홈과, 세척잔류수가 제거되도록, 상기 프레임의 외주면을 관통하는 복수의 드레인홀이 형성된 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2 필터망의 상단부와 하단부에 각각 결합되며, 그 양단부 각각이 상기 프레임에 결합되는 제2 지지봉을 구비하는 것이 바람직하다.

여기서, 상기 제2 필터망과 이격되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제3 필터망과, 상기 제2 필터망과 상기 제3 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제2 폴리에스터폼을 더 구비하는 것이 바람직하다.

본 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터는, 공기유동에 의한 마찰에 의해 스스로 대전되는 제1,2 필터망과, 상기 제1,2 필터망 사이에 배치되며 그 제1,2 필터망과는 다른 극성으로 대전되는 폴리에스터폼을 구비하므로, 별도의 전원공급없이도 미세먼지를 정전기력에 의해 효과적으로 흡착 포집하여 여과시킨 다.

또한, 제1,2 필터망과 폴리에스터폼의 전면적에 걸쳐 미세분진이 흡착 포집되므로, 분진포집을 위해 제1,2 필터망과 폴리에스터폼의 전면적을 활용할 수 있는 장점이 있다.

또한, 제1,2 필터망에 각각 제1,2 지지봉이 결합되며, 상기 1,2 지지봉은 프레임에 삽입되어 고정되므로, 상기 제1,2 필터망의 세척시 고압의 세척수가 분사되더라도 지지봉의 지지력에 의해 제1,2 필터망이 프레임으로부터 분리되지 않는 효과를 제공한다.

또한, 프레임에는 세척 후 세척잔류수가 배출될 수 있도록 드레인홀이 형성되므로, 특히 프레임에 삽입되는 제1,2 필터망의 가장자리에 세척잔류수에 의한 악취발생을 미연에 방지하고, 제1,2 필터망 및 폴리에스터폼의 손상을 미연에 방지하는 효과를 제공한다.

또한, 수명이 반영구적이며, 운영비용 측면에서 경제적이다.

또한, 본 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터는, 전동차의 냉방장치에 사용하는 경우에 있어서, 미세분진의 포집율을 향상시켜 증발기의 코일에 미세분진이 누적되지 않게 하여 냉방장치의 냉방효율을 향상시킨다. 구체적으로, 본 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터는 종래 정화필터에 비하여, 미세분진 포집율이 향상되어 송풍량은 4.1% 감소하며, 공기공급온도는 1.7℃ 낮아진다. 이렇게 본 고안은 공조시스템을 개량하지 않고 최대한 미세먼지를 포집할 수 있는 최선의 펄터성능 범위를 갖는 무전원 정전필터를 제공한다.

본 고안은 전동차 공조시스템에 사용되는 무전원 정전필터에 관한 것이다. 예컨대, 도1에 도시된 바와 같이 전동차의 냉방장치(100)에 사용된다. 전동차의 냉방장치(100)는 압축기, 증발기, 응축기, 증발기 팬, 및 모터 등을 포함하여 구성되며, 상기 냉방장치(100)로 유입되는 공기를 여과시키기 위해서 본 고안에 따른 무전원 정전필터가 사용된다. 또한, 도2에 도시된 바와 같이, 본 고안에 따른 무전원 정전필터는 전동차의 외부로부터 유입되는 공기를 여과시키기 위한 외기용 필터, 또는 전동차의 실내로 공급되는 공기를 여과시키는 실내용 필터로서 사용될 수 있다.

이하, 본 고안에 따른 바람직한 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.

도5는 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터의 분리사시도이고, 도6은 도5의 개략적인 단면도이다. 도7은 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터의 포집과정을 개략적으로 도시한 도면이고, 도8은 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 의한 미세분진 입경에 따른 포집효율을 도시한 그래프이다.

먼저, 도5를 참조하면, 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)는, 프레임(20), 제1,2 필터망(30,40), 제1 폴리에스터폼(50), 제1,2 스크린망(60,70)을 포함한다.

상기 프레임(20)은 제1,2 필터망(30,40)을 지지하는 부분으로, 스테인레스 스틸로 이루어진다. 상기 프레임(20)에는 상기 제1,2 필터망(30,40)의 가장자리가 삽입되는 삽입홈(22)이 형성되고, 세척잔류수가 제거되도록 프레임(20)의 외주면을 관통하는 드레인홀(21)이 복수개 형성된다.

상기 제1,2 필터망(30,40)은 프레임(20)에 결합되며, 통기공(31,41)을 형성하도록 폴리프로필렌(Polypropylene;P.P) 또는 폴리에틸렌(Polyethylene;P.E) 소재의 선재(element)에 의해 직조된다. 또한 상기 제1,2 필터망(30,40)은 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되게 된다. 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌은 공기의 유속이 2.5 m/s 이상에서 정전기력을 갖기 쉬운 성질을 지지며, 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌의 고유물성에 의해 음극 또는 양극으로 대전된다. 공기 중에 포함된 분진 등은 공기 유동에 의해 음극 또는 양극으로 대전되게 되며, 이러한 극성을 갖는 분진이 제1,2 필터망(30,40)에 협착되게 함으로써, 미세분진을 여과시키게 된다.

제1,2 필터망(30,40)을 이루는 폴리프로필렌 면포는, "직물 및 편성물의 대전성 시험방법"을 규정한 KS K 0555 규격 중 마찰대전압 측정법인 KS K 0555 B법에 의해 마찰대전압을 측정하여 그 측정시가 +300V ~ - 200V 범위 내의 전하량을 갖는 것이 바람직하다. 본 실시예에 채용된 제1,2 필터망(30,40)을 이루는 폴리프로필렌 면포는 한국원사직물시험연구원의 시험결과 200V의 전하량을 갖는 것으로 평가되었다.

상기 제1 폴리에스터폼(50)은, 상기 제1,2 필터망(30,40)의 사이에 배치되며, 불규칙한 미세구멍(51)이 다수개 형성된 폴리에스터(Polyester;P.E.T) 소재로 이루어진다. 상기 제1 폴리에스터폼(50)의 형성방법은 일반적으로 공지된 방법에 의해 제조되므로, 그 구체적인 설명은 생략한다. 도5의 확대된 부분을 참조하면, 폴리에스터폼은 오픈 셀 타입(Open Cell Type)으로 수십 만개의 미세한 공기 구멍이 형성되어 벌집모양의 3차원 입체구조로 되어 있으며, 공기통과율이 97~98%로서 매우 우수한 흡기력을 가지고, 미세먼지를 여과시킬 수 있다.

상기 제1,2 스크린망(60,70)은 상기 제1 필터망(30), 제2 필터망(40), 및 제1 폴리에스터폼(50)을 보호하기 위하여, 상기 제1,2 필터망(30,40)의 각 외측에서 프레임(20)에 결합된다. 상기 제1 스크린망(60) 및 제2 스크린망(70)은 스테인리스 스틸 재질의 일명 메탈라스망 또는 크램프 철망으로 이루어진다.

또한, 본 고안의 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)는 제1,2 지지봉(80,90)을 구비한다.

도5 및 도6을 참조하면, 상기 제1 지지봉(80)은 상기 제1 필터망(30)의 상단부 및 하단부에 결합되고, 상기 제2 지지봉(90)은 상기 제2 필터망(40)의 상단부 및 하단부에 결합된다. 도5의 확대된 부분을 참조하면, 상기 제1,2 지지봉(80,90)은 환형으로 상기 제1,2 필터망(30,40)의 길이방향으로 연장되며, 상기 프레임(20)에 그 양단부 각각이 삽입되어 결합된다. 상기 제1,2 지지봉(80,90)은 상기 제1,2 필터망(30,40)의 상단부 및 하단부를 말아서 P1지점에서 재봉하여 고정된다.

이하, 상기 구성에 의한 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)의 작용 및 효과를 구체적으로 설명한다.

공기의 유속이 2.5 m/s 이상이면, 제1,2 필터망(30,40)이 공기유동에 의한 마찰에 의해 대전된다. 도7을 참조하면, 본 실시예에서 제1,2 필터망(30,40)이 음극으로 대전된 상태를 도시하였다. 그리고, 제1,2 필터망(30,40)이 음극으로 대전되면, 상기 제1,2 필터망(30,40) 사이에 배치된 제1 폴리에스터폼(50)은 정전기가 유도되어 상기 제1,2 필터망(30,40)과는 다른 양극으로 대전되게 된다. 이해의 편의를 위해서, 도7은 상기 제1 필터망(30)과, 제1 폴리에스터폼(50)과, 제2 필터망(40)과의 거리를 과장하여 이격시켜 도시하였다.

한편, 공기 유동에 의해 공기 중에 포함된 미세먼지(11,12)는 양극 또는 음극으로 대전되게 되며, 대전된 미세먼지(11,12)가 제1 필터망(30)과, 제1 폴리에스터폼(50)과, 제2 필터망(40)을 순차적으로 통과하면서 흡착되어 여과되게 된다. 따라서, 별도의 전원을 요하지 않는 무전원방식으로 미세먼지를 여과시킨다.

구체적으로, 공기 중에 포함된 분진 중에서 양극으로 대전된 미세먼지(11)는 음극으로 대전된 제1 필터망(30)에 1차적으로 흡착된다. 양극의 미세먼지(11)가 제1 필터망(30)에 흡착되지 않고 제1 필터망(30)을 통과하더라도, 양극의 미세먼지(11)는 순간적으로 제1 필터망(30)의 인력에 의해 제1 필터망(30)에 재흡착되게 된다. 따라서 제1 필터망(30)을 기준으로 공기가 유입되는 측과, 배출되는 측의 양측면 모두에서 미세분진이 흡착되게 된다.

이어서, 제1 필터망(30)을 통과한 음극으로 대전된 미세먼지(12)는 양극으로 대전된 제1 폴리에스터폼(50)에 즉시 흡착되게 된다. 상기 폴리에스터폼은 벌집 모양의 3차원 입체구조를 가지므로, 그 공간부에 음극의 미세먼지(12)가 효과적으로 흡착되어 포집되게 된다. 음극의 미세먼지(12) 중 일부가 상기 제1 폴리에스터 폼(50)을 통과하더라도, 음극의 미세먼지(12)는 양극으로 대전된 제1 폴리에스터폼(50)의 인력에 의해 다시 제1 폴리에스터폼(50)에 재흡착되므로, 상기 제1 필터망(30)과 마찬가지로 제1 폴리에스터폼(50)의 양측면에서 음극의 미세분진이 흡착되게 된다. 또한, 상기 제1 폴리에스터폼(50)은 벌집모양의 3차원 입체구조로 인하여, 미세먼지 뿐만 아니라 꽃가루, 냄새 등을 흡착 및 흡수하게 된다.

이어서, 제1 필터망(30)과 제1 폴리에스터폼(50)을 통과한 양극의 미세먼지(11)는, 최종적으로 음극으로 대전된 제2 필터망(40)에 흡착된다. 양극의 미세먼지(11)가 상기 제2 필터망(40)을 통과하더라도, 음극으로 대전된 제2 필터망(40)의 인력에 의해 양극의 미세먼지(11)는 순간적으로 제2 필터망(40)에 재흡착되게 된다. 그러므로, 상기 제1 필터망(30)과 마찬가지로 제2 필터망(40)의 양측면에서 양극의 미세먼지(11)가 흡착되게 된다.

상기와 같은 과정을 통하여 미세먼지를 여과시키는 본 고안에 따른 무전원 정전필터(200)는, 한국원사직물시험연구원으로부터 객관적인 시험성적서를 통보받았다. 한국원사직물시험연구원은 본 고안에 따른 무전원 정전필터(200)에 대하여, 시험풍속 2.5 m/s에서 시험한 결과, 중량법에 의한 분진포집효율은 90.7%(도8 참조)에 달했으며, 무전원 정전필터(200)의 세척 직후의 초기압력손실은 7.9 mmAq이며, 상당시간 경과후의 말기압력손실은 20 mmAq인 것으로 평가되었다.

상기 한국원사직물시험연구원의 시험성적서에 근거하여, 본 고안의 무전원 정전필터(200)의 효과를 종래 정화필터(10)와 비교한 아래 [표1]를 참조하여 보다 상세히 설명한다.

구 분	종래 정화필터	본 고안의 무전원 정전필터
분진포집효율	20~23%	90% 이상
통과풍속	2.5 m/s	2.5 m/s
정압(압력손실) (초기~ 말기)	1.2 ~ 4 ㎜Aq	7.9 ~ 20 ㎜Aq
전동차 실내냄새요인	많음	적음
증발기 열교환효율	오염으로 열교환효율 낮음	오염을 줄여 열교환효율 높음
필터세척주기	매1회/2000km	매1회/2000km

[표1]

상기 [표1]과 도8을 참조하면, 본 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)는 미세분진의 입경이 10㎛ 이하의 입자(PM-10)의 경우에 포집효율이 90% 이상인 것으로 나타났다. 종래 정화필터(10)의 경우, 10㎛ 이하의 입자(PM-10)의 분진포집효율이 20~30%인 것에 비하여 현저히 상승된 포집효율을 보인다.

또한, 필터를 세척한 직후에, 종래 정화필터(10)를 통과하는 공기압의 초기압력손실은 1.2 mmAq이며, 상당시간이 경과하여 미세먼지가 여과된 후 말기압력손실은 4 mmAq인 것으로 나타났다. 반면에, 본원 고안의 초기압력손실은 7.9 mmAq이며, 말기압력손실은 20 mmAq인 것으로 평가되었다. 본원 고안에 따른 무전원 정전필터(200)의 초기압력손실이 종래 정화필터(10)보다 큰 것은, 제1,2 필터망(30,40)및 제1 폴리에스터폼(50)이 그 만큼 더 조밀하게 구성되며, 말기압력손실이 종래 정화필터(10)보다 현저하게 크다는 것은 미세먼지가 여과되어 미세먼지에 의한 압력손실이 그 만큼 더 발생된 것을 의미하므로, 미세먼지의 포집효율이 현저히 상승된 것을 의미한다. 상기 [표1]은 동일한 필터세척주기를 기준으로 초기 및 말기의 압력손실을 측정한 것이므로, 동일한 주기 동안에 본원고안에 따른 무전원 정전필터(200)의 포집효율이 현저함을 증명한다. 물론, 한국원사직물시험연구원의 시험결과에 의하면, 본원 고안의 초기 및 말기의 압력손실이 종래 정화필터(10)보다 증가 되었지만, 이러한 압력손실이 공기 순환에 지장을 초래할 만큼은 아닌 것으로 평가되었다.

또한, 상기 [표1]에서 보듯이, 본원 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)는 종래 정화필터(10)에 비하여, 전동차 내부의 실내냄새 발생요인이 적다. 본 고안에 따른 무전원 정전필터(200)를 전동차의 냉방장치(100)에 사용하는 경우에, 향상된 미세먼지 포집율에 의해 냉방장치(100)를 구성하는 증발기의 코일에 미세먼지가 누적되는 것을 방지하며, 증발기 코일 등에 미세먼지가 누적되지 않으므로 악취 등의 냄새발생요인을 효과적으로 제거한다.

또한, 본원 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)는, 세척 후에 세척수가 배출되는 드레인홀(21)을 구비하므로, 전동차 실내 악취 등의 발생을 줄이는 효과를 제공한다. 프레임(20)의 삽입홈(22)에 제1,2 필터망(30,40)의 가장자리가 삽입된 상태이므로, 제1,2 필터망(30,40)의 가장자리는 원할하게 세척이 이루어지지 않을 수 있으나, 드레인홀(21)을 통하여도 세척수가 투입되어 제1,2 필터망(30,40)의 가장자리 및 제1 폴리에스터폼(50)의 가장지리도 용이하게 세척을 수행하게 한다. 그리고, 세척 후에는 드레인홀(21)을 통하여 세척잔류수가 배출되어 냄새 발생을 방지하고, 박테리아, 곰팡이, 병원균 등의 증식을 억제하며, 전동차를 이용하는 탑승객의 호흡기 질환을 예방할 수 있는 효과도 갖게 된다. 현재, 지하철의 전동차를 이용하는 승객은 매년 증가추세에 있으며, 특히 65세 이상의 무임승차인원은 2003년 1억5천만 명에서 2008년에는 2억1천만명으로 크게 증가하고 있다. 미세먼지는 호흡기계통을 통하여 폐 등에 흡착될 수 있으므로, 노약자와 어 린이를 포함한 민감집단 및 호흡기계통의 만성질환자에게 매우 유해하므로, 미세먼지를 효과적으로 제거하는 것이 무엇보다도 중요하다. 본 고안에 따른 무전원 정전필터는 이러한 민감층에게 양호한 실내공기를 제공하는 효과를 제공한다. 2008년 1월부터 적용하는 "대중교통수단 실내공기질 가이드라인"에 따른 전동차 내부 미세먼지 농도는 평상시 200㎍/㎥, 혼잡시 250㎍/㎥ 이하로 관리되어야 하는데, 본 고안에 따른 무전원 정전필터(200)는 상기와 같은 가이드라인에 부합하도록 성능이 개선된다.

또한, 본원 고안에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(200)는, 제1,2 필터망(30,40)이 제1,2 지지봉(80,90)에 의해 프레임(20)에 지지되므로, 고압의 물을 분사하는 세척장치(130)에 의해 제1,2 필터망(30,40) 또는 제1 폴리에스터폼(50)이 프레임(20)으로부터 분리되는 것을 방지하는 효과를 제공한다.

한편, 도9은 본 고안의 다른 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터(300)의 분리사시도를 도시한다. 도9에 있어서, 도5와 동일한 기능을 수행하는 구성요소에 대하여는 동일한 참조번호를 부여하고, 그 구체적인 설명은 생략한다.

도9의 실시예는, 도5와 달리 제3 필터망(120)과, 제2 폴리에스터폼(110)을 구비한다.

상기 제3 필터망(120)은 상기 제2 필터망(40)과 이격되어 배치되고, 제1,2 필터망(30,40)과 마찬가지로 통기공을 형성하도록 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 소재의 선재로 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도된다.

상기 제2 폴리에스터폼(110)은 상기 제2 필터망(40)과 상기 제3 필터망(120) 사이에 배치되며, 제1 폴리에스터폼(50)과 마찬가지로 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재로 이루어진다.

본 실시예에 채용된 제3 필터망(120)은 제1,2 필터망(30,40)과 동일한 극성으로 대전되고, 제2 폴리에스터폼(110)은 상기 제1 폴리에스터폼(50)과 동일한 극성으로 대전된다. 미세먼지는 상기 제2 폴리에스터폼(110)과, 제3 필터망(120)을 더 경유하면서 흡착되어 여과된다. 본 실시예의 작용효과는 도5의 실시예에 따른 작용효과와 유사하므로, 그 구체적인 설명은 생략한다.

이상, 본 고안의 바람직한 실시예들에 대하여 상세하게 설명하였으나, 본 고안은 상기 실시예들에 한정되지 않으며, 본 고안의 범주를 벗어나지 않는 범위 내에서 여러 가지 많은 변형이 제공될 수 있다. 따라서, 본 고안의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 실용신안등록청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.

도1은 전동차량의 개략적인 측면도,

도2는 도1의 개략적인 단면도,

도3은 도1의 전동차량의 지하터널 운행시 비산되는 분진을 개략적으로 도시한 도면,

도4는 종래 정화필터의 분리사시도,

도5는 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터의 분리사시도,

도6은 도5의 단면도,

도7은 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터의 포집과정을 개략적으로 도시한 도면,

도8은 본 고안 일 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 의한 미세분진 입경에 따른 포집효율을 도시한 그래프,

도9은 본 고안 다른 실시예에 따른 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터의 분리사시도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10... 종래 정화필터 20... 프레임

21... 드레인홀 30... 제1 필터망

31,41... 통기공 40... 제2 필터망

50... 폴리에스터폼 60... 제1 스크린망

70... 제2 스크린망 80... 제1 지지봉

90... 제2 지지봉 130... 세척장치

Claims

전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 있어서,

프레임;

상기 프레임에 결합되며, 통기공을 형성하도록 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제1 필터망;

상기 프레임에 결합되며, 상기 제1 필터망과 이격배치되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제2 필터망;

상기 제1 필터망과 상기 제2 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제1 폴리에스터폼; 및

상기 프레임에 결합되며, 상기 제1,2 필터망의 외측에 결합되는 금속소재의 제1,2 스크린망을 포함하여서,

공기유동에 의한 마찰에 의해 상기 제1,2 필터망은 동일한 극성으로 대전되고, 상기 제1 폴리에스터폼은 상기 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되며, 미세먼지가 상기 제1 필터망으로부터 상기 제2 필터망을 경유하면서 포집되고,

상기 제1 필터망의 상단부와 하단부에 각각 결합되며, 그 양단부 각각이 상기 프레임에 결합되는 제1 지지봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터.
삭제
전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 있어서,

프레임;

상기 프레임에 결합되며, 통기공을 형성하도록 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제1 필터망;

상기 프레임에 결합되며, 상기 제1 필터망과 이격배치되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제2 필터망;

상기 제1 필터망과 상기 제2 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제1 폴리에스터폼; 및

상기 프레임에 결합되며, 상기 제1,2 필터망의 외측에 결합되는 금속소재의 제1,2 스크린망을 포함하여서,

공기유동에 의한 마찰에 의해 상기 제1,2 필터망은 동일한 극성으로 대전되고, 상기 제1 폴리에스터폼은 상기 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되며, 미세먼지가 상기 제1 필터망으로부터 상기 제2 필터망을 경유하면서 포집되고,

상기 프레임에는 상기 제1,2 필터망의 가장자리가 삽입되는 삽입홈과,

세척잔류수가 제거되도록, 상기 프레임의 외주면을 관통하는 복수의 드레인홀이 형성된 것을 특징으로 하는 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터.
제1항에 있어서,

상기 제2 필터망의 상단부와 하단부에 각각 결합되며, 그 양단부 각각이 상기 프레임에 결합되는 제2 지지봉을 구비하는 것을 특징으로 하는 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터.
전동차 공조시스템용 무전원 정전필터에 있어서,

프레임;

상기 프레임에 결합되며, 통기공을 형성하도록 폴리프로필렌 또는 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제1 필터망;

상기 프레임에 결합되며, 상기 제1 필터망과 이격배치되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제2 필터망;

상기 제1 필터망과 상기 제2 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제1 폴리에스터폼; 및

상기 프레임에 결합되며, 상기 제1,2 필터망의 외측에 결합되는 금속소재의 제1,2 스크린망을 포함하여서,

공기유동에 의한 마찰에 의해 상기 제1,2 필터망은 동일한 극성으로 대전되고, 상기 제1 폴리에스터폼은 상기 제1,2 필터망과 다른 극성으로 대전되며, 미세먼지가 상기 제1 필터망으로부터 상기 제2 필터망을 경유하면서 포집되고,

상기 제2 필터망과 이격되며, 통기공을 형성하도록 상기 폴리프로필렌 또는 상기 폴리에틸렌 소재의 선재에 의해 직조되며, 공기유동에 의한 마찰에 의해 정전기가 유도되는 제3 필터망과,

상기 제2 필터망과 상기 제3 필터망 사이에 배치되며, 다수의 불규칙한 미세구멍이 형성된 폴리에스터 소재의 제2 폴리에스터폼을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 전동차 공조시스템용 무전원 정전필터.