KR102267283B1 - 건물 산소공급시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 건물 산소공급시스템으로서, 더욱 상세하게는 복수의 층을 갖는 건물에서 세대 내의 소음을 저감시키면서, 건물 전체적으로 통합제어가 가능하며, 오랜 기간 동안의 유지보수를 편리하게 수행할 수 있고, 각층에 균일하게 산소공급을 수행할 수 있는, 건물 산소공급시스템에 관한 것이다.

Description

건물 산소공급시스템 {Building Oxygen Supply System}
본 발명은 건물 산소공급시스템으로서, 더욱 상세하게는 복수의 층을 갖는 건물에서 세대 내의 소음을 저감시키면서, 건물 전체적으로 통합제어가 가능하며, 오랜 기간 동안의 유지보수를 편리하게 수행할 수 있고, 각층에 균일하게 산소공급을 수행할 수 있는, 건물 산소공급시스템에 관한 것이다.
일반적으로, 아파트, 공장, 사업장 등의 건물에서 생산활동이나 냉난방, 취사 등의 일상 생활을 포함한 각종 인간활동에 의해 이산화탄소가 발생하고, 상대적으로 산소가 부족해져 답답함을 느끼거나 심한 경우 호흡 곤란을 느끼게 되는 등의 문제점이 있다.
또한, 최근 증가한 미세먼지 때문에, 건물에서의 창을 개방하지 못하고, 내부의 실내 공기청정기를 가동하는 형태로 실내의 공기를 조절하는 경우가 많은데, 이 경우, 호흡에 의하여 내부적으로 산소의 함량이 지속적으로 줄어드는 경우가 상당수 존재한다. 따라서, 최근 실내에서 보다 신선한 산소를 마시면서 보다 쾌적하고 안락한 삶을 살고자 하는 사람들의 욕구도 커지고 있는 실정이다.
특히, 최근에는 웰빙 열풍이 불면서 이러한 욕구가 더욱 커지고 있다. 따라서, 빌딩이나 아파트 또는 빌라 등의 건물 내부에 산소발생기를 설치하여 부족한 산소를 공급하는 경우가 있다.
한편, 이와 같은 산소발생기는 대부분 세대 내부에서 배치되어, 세대 내부에서의 산소발생기의 산소발생을 통하여 내부에 산소를 공급하는 것이 일반적이었다.
그러나, 이와 같은 산소발생기는 소음이 다수 발생할 뿐만 아니라, 개별적인 소비전력이 높다는 문제점이 있다. 또한, 산소발생기가 세대 내부에서 상당한 공간을 차지하기 때문에, 사용자의 공간활용에 있어서 제약을 준다는 ㅈ문제점이 있다.
한편, 이와 같은 개별적인 산소발생기가 아닌 건물에서 통합적으로 산소공급을 수행하는 기술에 대하여 한국등록특허 제0719833호(선행문헌 1)가 건물용 산소공급시스템을 개시하고 있다. 그러나, 이와 같은 산소공급시스템에서는 10층 이상의 고층의 아파트 등의 건물에서는 세대내에 균일하게 산소공급이 어렵다는 문제점이 있고, 공급시스템의 위생관리 등에 있어서 어려움이 있다.
또한, 일부 세대에서의 산소공급장치에서 문제가 생긴다면 전체적인 산소공급에 대한 전력 등이 급격하게 증가하거나, 혹은 다른 세대에서의 원활한 산소 공급을 저해할 수 있는 문제점이 있다.
1. 한국등록특허 10-0719833 “건물용 산소공급시스템” 2. 한국등록특허 10-1969263 “산소 챔버용 산소 공급 장치” 3. 한국공개특허 10-2019-0022133 “산소 집중 공급장치”
본 발명은 복수의 층을 갖는 건물에서 세대 내의 소음을 저감시키면서, 건물 전체적으로 통합제어가 가능하며, 오랜 기간 동안의 유지보수를 편리하게 수행할 수 있고, 각층에 균일하게 산소공급을 수행할 수 있는, 건물 산소공급시스템을 그 목적으로 한다.
상기와 같은 과제를 해결하기 위하여 본 발명은, 복수의 층을 갖는 건물의 각층에 산소공급을 수행하는 산소공급시스템으로서, 상기 건물의 세대 외부에 위치하는 산소발생기; 상기 산소발생기에서 발생한 산소를 압력을 높여서 외부로 배출하는 제1펌프부; 상기 제1펌프부에 일단이 연결되어 있고, 상기 복수의 층을 갖는 건물의 높이 방향을 따라 연장되는 제1산소탱크; 상기 제1산소탱크의 각각의 지점에 연결되고, 각각의 세대에 상기 제1산소탱크에 보유된 산소를 공급하는 복수의 산소공급모듈; 및 상기 제1산소탱크의 타단에 연결되어 있고, 상기 제1산소탱크의 압력의 안정화를 도모하는 제2산소탱크;를 포함하고, 상기 제1산소탱크의 압력은 대기압 보다 높은 압력으로 유지되는, 산소공급시스템을 제공한다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1산소탱크는 상기 건물의 높이 방향으로 적어도 상기 산소공급모듈이 설치되는 복수의 세대의 높이 이상으로 연장되고, 내부에 산소를 보유하는 수직연장부를 포함하고, 상기 제1산소탱크는 상기 수직연장부 상측에 형성되고, 개폐가 가능한 탱크개폐구를 포함하고, 상기 탱크개폐구로 세척액을 주입하여, 상기 수직연장부 내부를 세척할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2산소탱크는 상기 수직연장부 보다 낮은 위치에 상기 제1산소탱크에 연결되어 있고 연장되어 있고, 상기 산소공급시스템은 상기 제2산소탱크에 저장된 세척액을 외부로 배출할 수 있는 드레인펌프를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 산소공급시스템은 제1산소탱크의 상기 산소발생기측에 설치되는 제1압력센서; 및 상기 제1산소탱크의 상기 제2산소탱크측에 설치되는 제2압력센서를 포함하고, 상기 산소발생기의 제어부는 상기 제1압력센서에서 센싱된 압력 및 상기 제2압력센서에서 센싱된 압력이 기설정된 범위 내에 유지되도록 상기 산소발생기 및 상기 제1펌프부를 제어할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제2압력센서에서 센싱된 압력이 기설정된 범위 이하에 해당하고, 상기 제1압력센서에서 센싱된 기설정된 임계압력 이상인 경우에는, 상기 제1펌프부의 동작의 세기를 감소시킬 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 산소공급모듈부는, 상기 제1산소탱크에 연결되는 산소탱크연결관; 상기 산소탱크연결관에 직접적 혹은 간접적으로 연결되는 감압밸브부; 상기 감압밸브부에 연결되는 제3산소탱크; 상기 제3산소탱크 내부의 압력을 센싱하는 제3압력센서; 상기 제3산소탱크의 상기 감압밸브측의 반대측에 배치되고, 사용자의 입력 혹은 홈네트워크의 제어에 따라 개폐가 제어되는 개폐밸브; 및 상기 개폐밸브에서 공급되는 산소를 세대 내부로 공급하는 산소공급부;를 포함할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1산소탱크는 제1압력범위로 유지되도록 상기 산소발생기 및 상기 제1펌프부가 제어되고, 상기 제3산소탱크는 상기 제1압력범위보다 낮은 제2압력범위로 유지되도록 상기 감압밸브부가 제어될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 감압밸브부의 제어부는, 상기 감압밸브부의 개폐조절에 따른 상기 제3산소탱크의 응답성이 기설정된 범위를 벗어나거나 혹은 상기 제3산소탱크의 압력이 기설정된 수치 이하인 경우에는 상기 감압밸브를 닫을 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 세대 내부에 별도의 산소발생기를 설치하지 않고, 산소를 공급받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 대량의 산소를 하나의 통합된 장치에서 생산하고, 이를 각각의 세대로 공급함으로써, 산소발생에 대한 자원 효율을 높일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 고층의 건물에서도 통합적으로 산소를 세대에 공급하면서, 산소발생기에서 멀리 떨어진 세대에서도 균질한 압력으로 산소를 공급받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 일부 세대에서의 산소가 세어나가더라도 전체적인 세대에서의 산소 공급에 문제가 발생하지 않도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 전체적인 관련 탱크의 세척을 용이하게 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부의 연결구성을 개략적으로 도시한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서의 동작 싸이클을 개략적으로 도시한다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부의 제어 동작을 개략적으로 도시한다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소공급모듈의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 감압밸브부의 제2제어부의 제어단계를 개략적으로 도시한다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1산소탱크의 일예를 개략적으로 도시한다.
다양한 실시예들 및/또는 양상들이 이제 도면들을 참조하여 개시된다. 하기 설명에서는 설명을 목적으로, 하나이상의 양상들의 전반적 이해를 돕기 위해 다수의 구체적인 세부사항들이 개시된다. 그러나, 이러한 양상(들)은 이러한 구체적인 세부사항들 없이도 실행될 수 있다는 점 또한 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 인식될 수 있을 것이다. 이후의 기재 및 첨부된 도면들은 하나 이상의 양상들의 특정한 예시적인 양상들을 상세하게 기술한다. 하지만, 이러한 양상들은 예시적인 것이고 다양한 양상들의 원리들에서의 다양한 방법들 중 일부가 이용될 수 있으며, 기술되는 설명들은 그러한 양상들 및 그들의 균등물들을 모두 포함하고자 하는 의도이다.
본 명세서에서 사용되는 "실시예", "예", "양상", "예시" 등은 기술되는 임의의 양상 또는 설계가 다른 양상 또는 설계들보다 양호하다거나, 이점이 있는 것으로 해석되지 않을 수도 있다.
더불어, 용어 "또는"은 배타적 "또는"이 아니라 내포적 "또는"을 의미하는 것으로 의도된다. 즉, 달리 특정되지 않거나 문맥상 명확하지 않은 경우에, "X는 A 또는 B를 이용한다"는 자연적인 내포적 치환 중 하나를 의미하는 것으로 의도된다. 즉, X가 A를 이용하거나; X가 B를 이용하거나; 또는 X가 A 및 B 모두를 이용하는 경우, "X는A 또는 B를 이용한다"가 이들 경우들 어느 것으로도 적용될 수 있다. 또한, 본 명세서에 사용된 "및/또는"이라는 용어는 열거된 관련 아이템들 중 하나 이상의 아이템의 가능한 모든 조합을 지칭하고 포함하는 것으로 이해되어야 한다.
또한, "포함한다" 및/또는 "포함하는"이라는 용어는, 해당 특징 및/또는 구성요소가 존재함을 의미하지만, 하나이상의 다른 특징, 구성요소 및/또는 이들의 그룹의 존재 또는 추가를 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 제1, 제2 등과 같이 서수를 포함하는 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 상기 구성요소들은 상기 용어들에 의해 한정되지는 않는다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. 예를 들어, 본 발명의 권리 범위를 벗어나지 않으면서 제1 구성요소는 제2 구성요소로 명명될 수 있고, 유사하게 제2 구성요소도 제1 구성요소로 명명될 수 있다. 및/또는 이라는 용어는 복수의 관련된 기재된 항목들의 조합 또는 복수의 관련된 기재된 항목들 중의 어느 항목을 포함한다.
또한, 본 명세서에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시 예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 명세서에서, "포함하다" 또는 "가지다" 등의 용어는 명세서상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
또한, 본 발명의 실시예들에서, 별도로 다르게 정의되지 않는 한, 기술적이거나 과학적인 용어를 포함해서 여기서 사용되는 모든 용어들은 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미를 가지고 있다. 일반적으로 사용되는 사전에 정의되어 있는 것과 같은 용어들은 관련 기술의 문맥 상 가지는 의미와 일치하는 의미를 가지는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명의 실시예에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템의 전체적인 구성을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템은 복수의 층을 갖는 건물의 각층에 산소공급을 수행하는 산소공급시스템이다.
여기서 건물은 아파트, 상업용 건물, 혹은 공장형 건물에 해당할 수 있다. 후술하는 용어 “세대”는 일반적인 아파트에서의 세대를 의미할 뿐만 아니라, 일반적인 고층 건물에서 수평적 위치 혹은 수직적 위치가 상이한 구분된 공간 영역을 의미하는 최광의로 해석되어야 할 것입니다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산소공급시스템은 주요 구성으로 상기 건물의 세대 외부에 위치하는 산소발생기(100); 상기 산소발생기(100)에서 발생한 산소를 압력을 높여서 외부로 배출하는 제1펌프부(200); 상기 제1펌프부(200)에 의하여 공급되는 산소에서의 이물질을 필터링 하는 제1필터부(300); 상기 제1펌프부(200)에 일단이 연결되어 있고, 상기 복수의 층을 갖는 건물의 높이 방향을 따라 연장되는 제1산소탱크(1000); 상기 제1산소탱크(1000)의 각각의 지점에 연결되고, 각각의 세대에 상기 제1산소탱크(1000)에 보유된 산소를 공급하는 복수의 산소공급모듈(4000); 상기 제1산소탱크(1000)의 타단에 연결되어 있고, 상기 제1산소탱크(1000)의 압력의 안정화를 도모하는 제2산소탱크(2000);를 포함한다.
상기 산소발생기(100)는 바람직하게는, 외기를 흡입하여, 이로부터 산소를 추출하는 장치이고, 본 발명의 실시예들의 산소발생기(100)는 이에 한정되지 않고, 다양한 방식의 산소발생기(100)가 적용될 수 있다.
바람직하게는, 상기 제1산소탱크(1000)의 압력은 대기압 보다 높은 압력으로 유지되고, 더욱 바람직하게는, 7 내지 10 bar로 유지되도록 상기 산소발생기(100) 및/또는 제1펌프부(200)가 제어된다.
도 1에 도시된 바와 같이, 건물은 복수의 층을 가지고 있다. 본 발명에서는 산소발생기(100)에서 산소를 발생하여 각각의 세대로 개별적으로 공급하는 형태가 아니라, 제1산소탱크(1000)를 건물의 높이방향으로 전개하고, 제1산소탱크(1000)에서 일정압력을 유지하는 상태에서 각각의 세대로 제1산소탱크(1000)에서 산소를 공급하는 형태이다.
선행문헌 1에서와 같이, 건물의 특정 위치에서 산소를 발생하여 이를 각각의 공급처로 공급하는 방식의 경우, 10층 이상의 고층 아파트에서는 산소발생기(100)로부터 멀어지는 경우에 균일하게 산소가 공급되기 어렵다는 문제점이 있다.
이를 해결하기 위하여, 본 발명에서는 1차적인 산소탱크인 제1산소탱크(1000)를 건물의 높이방향으로 연장하고, 제1산소탱크(1000)의 각각의 지점에서 복수의 산소공급모듈(4000) 각각으로 산소를 공급함으로써, 상기 산소발생기(100)로부터 멀리 떨어진 영역, 예를들어 도 1에서의 저층의 세대에도 균일하게 산소를 공급할 수 있다.
한편, 다수의 세대에서 산소를 순간적으로 많이 사용하는 경우에 산소발생기(100)에 가까운 측의 제1산소탱크(1000)의 지점(도 1에서의 고층부)에 비하여 상 산소발생기(100)로부터 먼 측의 제1산소탱크(1000)의 지점(도 1에서의 저층부)에서의 산소공급이 원활하지 않을 수 있다.
본 발명에서는 이와 경우에도, 산소발생기(100)로부터 먼 측의 제1산소탱크(1000)의 지점에서도 균일한 산소 공급을 하기 위하여, 상기 제2산소탱크(2000)를 구비한다.
바람직하게는, 상기 제2산소탱크(2000)와 상기 제1산소탱크(1000) 사이에는 이물질을 필터링하는 제2필터부(1500)가 포함될 수 있다.
한편, 상기 제1산소탱크(1000)는 상기 건물의 높이 방향으로 적어도 상기 산소공급모듈(4000)이 설치되는 복수의 세대의 높이 이상으로 연장되고, 내부에 산소를 보유하는 수직연장부(1100)를 포함한다. 즉, 상기 수직연장부(1100)는 건물의 높이방향으로 직선 형태로 연장된 내부 공간을 갖는다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템은 일부 구성요소들이 건물 내부에 설치되는 구성이다. 바람직하게는, 상기 제1산소탱크(1000)는 외부로부터의 충격에 의한 위험을 최소화하기 위하여, 건물의 벽체 내부에 매립되는 형태가 바람직하다.
또한, 상기 제1산소탱크(1000)는 거대한 구조체에 해당하기 때문에, 이에 대한 세척, 유지 및 보수가 어려울 수 있다. 이에 대해, 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1산소탱크(1000)는 상기 수직연장부(1100) 상측에 형성되고, 개폐가 가능한 탱크개폐구(1200)를 포함하고, 상기 탱크개폐구(1200)로 세척액을 주입하여, 상기 수직연장부(1100) 내부를 세척할 수 있다. 혹은 상기 탱크개폐구(1200)으로 청소용 로봇, 혹은 청소용 공구가 삽입되어, 상기 수직연장부 내부를 세척할 수 있다.
이 경우, 작업자는 상기 탱크개폐구(1200)를 열고 세척액을 주입하여 상기 제1산소탱크(1000) 내부 공간을 세척할 수 있다. 이와 같은 세척액은 상기 제2산소탱크(2000)으로 떨어지게 된다. 혹은 상기 탱크개폐구(1200)에 원형 배관을 청소하는 자동 청소로봇, 혹은 청소 도구가 상기 탱크개폐구에 삽입될 수도 있다.
바람직하게는, 상기 제2산소탱크(2000)는 상기 수직연장부(1100) 보다 낮은 위치에 상기 제1산소탱크(1000)에 연결되어 있고 연장되어 있고,
상기 산소공급시스템은 상기 제2산소탱크(2000)에 저장된 세척액을 외부로 배출할 수 있는 드레인펌프(3000)를 더 포함한다.
한편, 상기 산소공급시스템은 제1산소탱크(1000)의 상기 산소발생기(100)측에 설치되는 제1압력센서(1300); 및 상기 제1산소탱크(1000)의 상기 제2산소탱크(2000)측에 설치되는 제2압력센서(1400)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서는 제2압력센서(1400)는 상기 제2산소탱크(2000) 내부에 배치될 수도 있다.
상기 산소발생기(100) 및/또는 상기 제1펌프부(200)의 제1제어부(5000)는 상기 제1압력센서(1300)에서 센싱된 압력 및 상기 제2압력센서(1400)에서 센싱된 압력이 기설정된 범위 내에 유지되도록 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 제어한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 산소공급시스템은 상기 산소발생기(100)에 동작전원을 공급하는 ESD모듈(5100), 상기 ESD모듈에 전력선으로부터 전원을 공급하는 전원공급부(5200); 및 태양광으로부터 전기에너지를 생성하고, 상기 건물의 외부에 배치되며 상기 ESD모듈에 전력을 공급하는 태양광패널(5300)을 더 포함할 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부(5000)의 연결구성을 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 상기 산소공급시스템은 제1산소탱크(1000)의 상기 산소발생기(100)측에 설치되는 제1압력센서(1300); 및 상기 제1산소탱크(1000)의 상기 제2산소탱크(2000)측에 설치되는 제2압력센서(1400)를 포함한다.
상기 제1제어부(5000)는 메모리 및 프로세서를 포함하는 컴퓨팅 장치에 해당하고, 상기 제1압력센서(1300), 제2압력센서(1400)에서 수신한 압력값에 기초하여, 상기 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)를 제어한다. 즉, 상기 제1제어부(5000)가 제1압력센서(1300) 및 제2압력센서(1400) 위치의 압력을 높이고자 하는 경우에, 상기 산소발생기(100)에서의 산소발생량을 높이거나 및/또는 상기 제1펌프부(200)의 압력을 높이는 제어를 수행할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1제어부(5000)는 상기 제1압력센서(1300)에서 센싱된 압력 및 상기 제2압력센서(1400)에서 센싱된 압력이 기설정된 범위 내에 유지되도록 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 제어한다. 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)의 초기 동작값이 주어지고, 상기 제1압력센서(1300) 및 제2압력센서(1400)에서 센싱된 압력정보에 대한 피드백 제어로 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)가 제어될 수 있따.
더욱 바람직한 본 발명의 일 실시예에서는, 상기 제1제어부(5000)는 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 통하여 공급되는 기본 산소량을 각각의 산소공급모듈(4000)에서 공급되는 산소량에 따라 결정한다.
이에 대해, 후술하는 바와 같이, 각각의 상기 산소공급모듈(4000)의 제2제어부(4400)는 상기 제1산소탱크(1000)로부터 산소공급모듈(4000)의 제3산소탱크(4500)로 공급되는 산소의 양을 감압밸브부(4300)에 의하여 제어한다.
이 경우, 상기 제1제어부(5000)는 각각의 산소공급모듈(4000)의 제2제어부(4400)로부터 상기 감압밸브부(4300)의 개도정보 혹은 감압밸브부(4300)를 통하여 흐르는 유량에 대한 정보를 수신할 수 있고, 수신된 1 이상의 산소공급모듈(4000)의 개도정보 혹은 유량에 대한 정보에 기초하여 기본 산소량을 실시간으로 결정한다.
이후, 상기 제1제어부(5000)는 기본적으로 상기 기본 산소량을 상기 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)가 공급할 수 있도록, 상기 산소발생기(100)의 산소발생량 및 제1펌프부(200)의 동작세기를 제어하고, 추가적으로 제1압력센서(1300) 및 제2압력센서(1400)로부터 센싱된 값에 기초하여, 상기 기본 산소량을 가변한다.
예를들어, 복수의 산소공급모듈(4000)에서 수신한 각 세대로 공급된 산소의 양이 10이라고 하는 경우, 상기 제1제어부(5000)는 기본적으로 10의 산소를 공급할 수 있도록 상기 제1펌프부(200) 및 상기 산소발생기(100)를 제어한다.
이 상태에서, 상기 제1압력센서(1300) 및 제2압력센서(1400)의 압력이 7~10bar 로 유지되어야 하는 경우에, 만약 제2압력센서(1400)의 압력이 6bar인 경우에는 10(세대에 공급된 산소에 의하여 산출된 기본 산소량) + 추가분의 산소량를 공급할 수 있도록 상기 제1펌프부(200) 및 상기 산소발생부를 제어한다. 상기 추가분의 산소량은 기설정된 압력범위(위의 예에서는 7~10bar) 및 센싱된 제1압력센서(1300) 혹은 제2압력센서(1400)에서의 센싱된 압력값의 차이에 기초하여 정해질 수 있다.
즉, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 상기 제1제어부(5000)는 목표산소공급량을 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)가 상기 제1산소탱크(1000)에 공급하도록 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 제어하고, 상기 목표산소공급량은 하기와 같은 규칙에 의하여 결정될 수 있다.
(1) 제1산소탱크(1000)의 압력(제1압력센서(1300) 및 제2압력센서(1400))이 기설정된 범위(7~10bar)에 존재하는 경우: 목표산소공급량은 각각의 산소공급모듈(4000)에서 사용 혹은 제1산소탱크(1000)로부터 공급된 산소의 양과 관련된 정보로부터 결정됨
-목표산소공급량 = f1(각각의 산소공급모듈(4000)에서 사용 혹은 공급된 산소의 양과 관련된 정보(감압밸브부(4300)의 밸브개도 혹은 유량센서)
(2) 제1산소탱크(1000)의 압력(제1압력센서(1300) 및 제2압력센서(1400))이 기설정된 범위(7~10bar)에 존재하지 않는 경우: 목표산소공급량은 각각의 산소공급모듈(4000)에서 사용 혹은 제1산소탱크(1000)로부터 공급된 산소의 양과 관련된 정보; 및 센싱된 압력(제1압력센서(1300) 및/또는 제2압력센서(1400))와 상기 기설정된 범위와의 차이에 의하여 결정됨
-목표산소공급량 = f1(각각의 산소공급모듈(4000)에서 사용 혹은 공급된 산소의 양과 관련된 정보(감압밸브부(4300)의 밸브개도 혹은 유량센서) + f2(센싱된 압력(제1압력센서(1300) 및/또는 제2압력센서(1400))와 상기 기설정된 범위와의 차이)
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서의 동작 싸이클을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1제어부(5000)는 특정 시간대(도 3에서는 0시 내지 2시)에는 탱크압력회복모드로 동작하도록 상기 산소발생기(100), 제1펌프부(200), 및 각각의 제2제어부(4400)를 제어한다.
상기 탱크압력회복모드에서는 제1산소탱크(1000)에서 각각의 산소공급모듈(4000)로 산소가 공급되지 않도록 상기 제1제어부(5000)는 각각의 제2제어부(4400)를 제어한다. 구체적으로 각각의 산소공급모듈(4000)에서의 감압밸브부(4300)가 강제적으로 닫히도록 상기 제1제어부(5000)는 상기 제2제어부(4400)를 제어한다.
이 상태에서, 상기 탱크압력회복모드에서는 상기 제1제어부(5000)는 상기 제1압력센서(1300) 및 상기 제2압력센서(1400)가 7 내지 10bar 범위로 압력이 센싱되도록 상기 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)의 동작을 제어한다.
본 발명의 일 실시예에서는 상기 제1제어부(5000)는 특정 시간대(도 3에서는 2시 내지 24시)에는 정상동작모드로 동작하도록 상기 산소발생기(100), 제1펌프부(200), 및 각각의 제2제어부(4400)를 제어한다.
정상동작모드는 전술한 바와 같이, 상기 제2제어부(4400)의 동작에 의하여, 상기 제1산소탱크(1000)로부터 각각의 산소공급모듈(4000)로 산소가 공급되는 상태에서, 상기 제1산소탱크(1000)가 기설정된 범위의 압력을 유지하도록 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 제어하는 것이다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1제어부(5000)의 제어 동작을 개략적으로 도시한다.
전술한 바와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 제1제어부(5000)는 각각의 세대의 산소공급모듈(4000)에서의 산소공급량에 대한 정보를 합산하여 도출된 기본 산소량 을 공급하도록 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)를 제어한다.
이후, 도 4의 제1구간에서와 같이 제1압력센서(1300) 혹은 제2압력센서(1400)에서의 압력이 기설정된 범위 이하로 떨어지는 경우에는 상기 기본 산소량에서 추가적으로 산소공급량을 증가시키도록, 상기 제1제어부(5000)는 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 제어한다.
또한, 도 4의 제2구간에서와 같이 제1압력센서(1300) 혹은 제2압력센서(1400)에서의 압력이 기설정된 범위 이상인 경우에는 상기 기본 산소량에서 추가적으로 산소공급량을 감소시키도록, 상기 제1제어부(5000)는 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)를 제어한다.
바람직하게는, 제1제어부(5000)는 상기 제2압력센서(1400)에서 센싱된 압력이 상기 기설정된 범위 이하에 해당하고, 상기 제1압력센서(1300)에서 센싱된 기설정된 임계압력 이상인 경우에는, 산소공급기 및 제1펌프부(200)로부터 공급되는 산소의 유량 혹은 더욱 바람직하게는 제1펌프부(200)의 동작의 세기를 감소시킨다.
이는 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)로부터 멀리 떨어진 제2압력센서(1400)의 위치에서의 산소압력은 낮으나, 상기 제1펌프부(200)에 가까운 제1압력센서(1300)의 위치에서의 산소압력이 높은 경우, 산소공급을 증가시키는 경우에는 제1압력센서(1300)가 위치하는 제1산소탱크(1000)의 압력이 급격하게 증가하여, 제1산소탱크(1000)의 일부분에 이상이 발생하는 것을 방지하기 위함이다.
반면, 제1제어부(5000)는 상기 제1압력센서(1300)에서 센싱된 압력이 상기 기설정된 범위 이하에 해당하고, 상기 제2압력센서(1400)에서 센싱된 기설정된 임계압력 이상인 경우에는, 산소공급기 및 제1펌프부(200)로부터 공급되는 산소의 유량 혹은 더욱 바람직하게는 제1펌프부(200)의 동작의 세기를 증가시킨다.
이와 같이, 본 발명의 일 실시예에서는 단순 배관의 개념이 아닌 건물의 높이에 걸친 제1산소탱크(1000) 및 이에 대한 압력버퍼의 기능을 수행하는 제2산소탱크(2000)를 사용하면서, 기본적으로 세대에서의 산소사용량에 기초하여, 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)의 동작을 제어하고, 센싱된 복수의 지점의 압력에 기초하여 추가적으로 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)의 동작을 제어함으로써, 전체 시스템의 안정성을 높이면서 동시에 전체 높이의 세대에 균질하게 산소공급을 수행할 수 있는 이점이 있다.
도 5은 본 발명의 일 실시예에 따른 산소공급모듈(4000)의 내부 구성을 개략적으로 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 상기 산소공급모듈(4000)은, 상기 제1산소탱크(1000)에 연결되는 산소탱크연결관(4100); 상기 산소탱크연결관(4100)을 통과하는 산소유량에서의 이물질을 필터링하는 제3필터부(4200); 상기 산소탱크연결관(4100)에 직접적 혹은 간접적으로 연결되는 감압밸브부(4300); 상기 감압밸브부(4300)에 연결되는 제3산소탱크(4500); 상기 제3산소탱크(4500) 내부의 압력을 센싱하는 제3압력센서(4800); 상기 제3산소탱크(4500)의 상기 감압밸브측의 반대측에 배치되고, 사용자의 입력 혹은 홈네트워크의 제어에 따라 개폐가 제어되는 개폐밸브(4600); 및 상기 개폐밸브(4600)에서 공급되는 산소를 세대 내부로 공급하는 산소공급부(4700); 및 상기 제2압력센서(1400) 및 상기 감압밸브부(4300)에 연결된 제2제어부(4400)를 포함한다.
전술한 바와 같이, 각각의 상기 제2제어부(4400)는 직접적으로 혹은 간접적으로(다른 통신망을 통하여) 상기 제1제어부(5000)와 통신할 수 있고, 도 5에 도시된 바와 같이 화재감지부 혹은 홈네트워크에 연결될 수도 있다.
전술한 바와 같이, 상기 제1산소탱크(1000)는 제1압력범위로 유지되도록 상기 산소발생기(100) 및 상기 제1펌프부(200)가 제어된다. 상기 제1압력범위는 바람직하게는 5 내지 10bar에 해당할 수 있고, 더욱 바람직하게는 7 내지 10bar에 해당할 수 있다.
한편, 상기 제3산소탱크(4500)는 상기 제1압력범위보다 낮은 제2압력범위로 유지되도록 상기 감압밸브부(4300)가 제어된다. 상기 제2압력범위는 바람직하게는 1 내지 3bar에 해당할 수 있고, 더욱 바람직하게는 2 내지 3bar에 해당할 수 있다.
상기 제2제어부(4400)는 기본적으로, 상기 제3압력센서(4800)에서 센싱된 압력값이 상기 제2압력범위 혹은 상기 제2압력범위 내의 특정 압력수치가 되도록 상기 감압밸브부(4300)를 제어한다.
상기 감압밸브부(4300)는 상기 제2제어부(4400)의 제어에 따라 상기 제1산소탱크(1000)로부터 상기 제3산소탱크(4500)로 흐르는 산소의 유량을 제어한다.
이와 같은 감압밸브부(4300)의 동작에 의하여 제3산소탱크(4500)에는 일정량의 산소가 저장되어 있고, 사용자의 입력 혹은 조작에 따라 상기 개폐밸브(4600)가 제어됨으로써, 상기 제3산소탱크(4500)에 저장된 산소가 상기 산소공급부(4700)(예를들어 전동 디퓨져 형태로 구현 가능)을 통하여 세대내로 공급될 수 있다.
본 발명에서는 제1산소탱크(1000)가 세대 전체의 높이로 연장되어 있고, 이 상태에서, 상기 제1산소탱크(1000)에서 산소가 감압공급되어 제3산소탱크(4500)에 일정 범위의 압력으로 저장되어 있다. 이 상태에서 세대내의 개폐밸브(4600)가 조절됨으로써, 단일의 산소발생기(100) 및 제1펌프부(200)로부터 공급된 산소를 세대내에 안정적으로 공급할 수 있다.
도 6는 본 발명의 일 실시예에 따른 감압밸브부(4300)의 제2제어부(4400)의 제어단계를 개략적으로 도시한다.
단계 S10에서는 감압밸브부(4300)의 제어에 따른 제3산소탱크(4500)의 압력의 응갑성이 기설정된 범위 이내인지 여부를 판별한다.
즉, 제3산소탱크(4500), 개폐밸브(4600), 산소공급부(4700) 중에 구멍이 나거나 혹은 이상이 생기는 경우에, 제3산소탱크(4500)에서의 산소가 지속적으로 샐 수 있다. 이 경우, 상기 감압밸브부(4300)의 동작을 통해 제3산소탱크(4500)로 산소공급을 하는 경우, 정상상태와 다른 응답성을 보일 수 있다.
예를들어, 감압밸브부(4300)의 밸브개도를 10만큼 높일 때, 상기 제3산소탱크(4500)의 압력이 초당 10~15정도씩 오르는 것이 정상상태인데, 제3산소탱크(4500)의 압력이 오르지 않거나 혹은 초당 2~5정도씩 오르는 경우에는 세대 내부에 위치하는 상기 제3산소탱크(4500)에 구멍 등의 흠집이 났다고 추론할 수 있다.
특히, 제3산소탱크(4500)는 세대 내부에 위치하여, 건물 벽체에 매립된 상기 제1산소탱크(1000)에 비하여 다른 충격에 노출이 될 수 있기 때문에, 본 발명의 바람직한 실시예에서는 S10 및 S20의 과정을 통하여, 이상이 발생하는 경우에, 상기 감압밸브부(4300)를 강제적으로 닫어, 산소의 불필요한 손실을 방지한다. 바람직하게는, 상기 제2제어부(4400)는 연결된 표시패널을 통하여 사용자에게 이런 이상상태를 통지한다.
단계 S20에서는 제3산소탱크(4500)의 압력이 기설정된 수치 이하인지 여부를 판단한다. 즉, 단계 S10에서는 응답성에 기초하여 이상이 있는지 여부를 판별하고, 단계 S20에서는 상기 제2제어부(4400)는 절대적인 압력수치가 낮은 경우에는, 상기 제3산소탱크(4500), 개폐밸브(4600), 및 상기 산소공급부(4700)에 이상이 있다고 판단하여, 상기 감압밸브부(4300)를 닫는다.
즉, 본 발명의 일 실시예에서는 상기 제2제어부(4400)는 상기 감압밸브부(4300)의 개폐조절에 따른 상기 제3산소탱크(4500)의 응답성이 기설정된 범위를 벗어나거나 혹은 상기 제3산소탱크(4500)의 압력이 기설정된 수치 이하인 경우에는 상기 감압밸브를 닫는다. 이와 같은 제2제어부(4400)의 동작에 의하여 일부 세대에서의 오작동이 다른 세대 혹은 전체 시스템의 이상으로 이어지는 것을 방지할 수 있다.
더욱 바람직하게는, 상기 제2제어부(4400)는 화재감지부 혹은 홈네트워크에 연결되고, 상기 제2제어부(4400)는 화재경보신호를 수신하는 경우에, 상기 감압밸브부(4300)를 강제적으로 닫는다. 이는 화재 위험이 있는 경우에, 산소공급을 차단하여 화재의 번짐을 방지하고, 상기 산소공급시스템을 보호하기 위함이다.
도 7는 본 발명의 일 실시예에 따른 제1산소탱크(1000)의 일예를 개략적으로 도시한다.
도 7에 도시된 실시예에서는, 상기 제1산소탱크(1000)는 상기 수직연장부(1100) 상측에 배치되는 세척액노즐(6100) 및 상기 세척액노즐에 세척액을 공급하는 세척액공급부(6200)를 포함한다.
이와 같은 상태에서는 주기적으로 세척액공급부의 동작에 의하여 상기 제1산소탱크(1000)의 수직연장부(1100) 내의 공간이 세척이 될 수 있는 효과가 발휘될 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 세대 내부에 별도의 산소발생기를 설치하지 않고, 산소를 공급받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 대량의 산소를 하나의 통합된 장치에서 생산하고, 이를 각각의 세대로 공급함으로써, 산소발생에 대한 자원 효율을 높일 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 고층의 건물에서도 통합적으로 산소를 세대에 공급하면서, 산소발생기에서 멀리 떨어진 세대에서도 균질한 압력으로 산소를 공급받을 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 일부 세대에서의 산소가 세어나가더라도 전체적인 세대에서의 산소 공급에 문제가 발생하지 않도록 하는 효과를 발휘할 수 있다.
본 발명의 일 실시예에 따른 건물 산소공급시스템에서는 전체적인 관련 탱크의 세척을 용이하게 할 수 있는 효과를 발휘할 수 있다.
제시된 실시예들에 대한 설명은 임의의 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 이용하거나 또는 실시할 수 있도록 제공된다. 이러한 실시예들에 대한 다양한 변형들은 본 발명의 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 명백할 것이며, 여기에 정의된 일반적인 원리들은 본 발명의 범위를 벗어남이 없이 다른 실시예들에 적용될 수 있다. 그리하여, 본 발명은 여기에 제시된 실시예들로 한정되는 것이 아니라, 여기에 제시된 원리들 및 신규한 특징들과 일관되는 최광의의 범위에서 해석되어야 할 것이다.

Claims (8)

  1. 삭제
  2. 삭제
  3. 복수의 층을 갖는 건물의 각층에 산소공급을 수행하는 산소공급시스템으로서,
    상기 건물의 세대 외부에 위치하는 산소발생기;
    상기 산소발생기에서 발생한 산소를 압력을 높여서 외부로 배출하는 제1펌프부;
    상기 제1펌프부에 일단이 연결되어 있고, 상기 복수의 층을 갖는 건물의 높이 방향을 따라 연장되는 제1산소탱크;
    상기 제1산소탱크의 각각의 지점에 연결되고, 각각의 세대에 상기 제1산소탱크에 보유된 산소를 공급하는 복수의 산소공급모듈; 및
    상기 제1산소탱크의 타단에 연결되어 있고, 상기 제1산소탱크의 압력의 안정화를 도모하는 제2산소탱크;를 포함하고,
    상기 제1산소탱크의 압력은 대기압 보다 높은 압력으로 유지되고,
    상기 제1산소탱크는 상기 건물의 높이 방향으로 적어도 상기 산소공급모듈이 설치되는 복수의 세대의 높이 이상으로 연장되고, 내부에 산소를 보유하는 수직연장부를 포함하고,
    상기 제1산소탱크는 상기 수직연장부 상측에 형성되고, 개폐가 가능한 탱크개폐구를 포함하고, 상기 탱크개폐구로 세척액, 청소용 공구, 혹은 청소용 로봇을 삽입하여, 상기 수직연장부 내부를 세척할 수 있고,
    상기 제2산소탱크는 상기 수직연장부 보다 낮은 위치에 상기 제1산소탱크에 연결되어 있고 연장되어 있고,
    상기 산소공급시스템은 상기 제2산소탱크에 저장된 세척액을 외부로 배출할 수 있는 드레인펌프를 더 포함하는, 산소공급시스템.
  4. 복수의 층을 갖는 건물의 각층에 산소공급을 수행하는 산소공급시스템으로서,
    상기 건물의 세대 외부에 위치하는 산소발생기;
    상기 산소발생기에서 발생한 산소를 압력을 높여서 외부로 배출하는 제1펌프부;
    상기 제1펌프부에 일단이 연결되어 있고, 상기 복수의 층을 갖는 건물의 높이 방향을 따라 연장되는 제1산소탱크;
    상기 제1산소탱크의 각각의 지점에 연결되고, 각각의 세대에 상기 제1산소탱크에 보유된 산소를 공급하는 복수의 산소공급모듈; 및
    상기 제1산소탱크의 타단에 연결되어 있고, 상기 제1산소탱크의 압력의 안정화를 도모하는 제2산소탱크;를 포함하고,
    상기 제1산소탱크의 압력은 대기압 보다 높은 압력으로 유지되고,
    상기 산소공급시스템은 제1산소탱크의 상기 산소발생기측에 설치되는 제1압력센서; 및 상기 제1산소탱크의 상기 제2산소탱크측에 설치되는 제2압력센서를 포함하고,
    상기 제1압력센서에서 센싱된 압력 및 상기 제2압력센서에서 센싱된 압력이 기설정된 범위 내에 유지되도록 상기 산소발생기 및 상기 제1펌프부가 제어되는, 산소공급시스템.
  5. 청구항 4에 있어서,
    상기 제2압력센서에서 센싱된 압력이 상기 기설정된 범위 이하에 해당하고, 상기 제1압력센서에서 센싱된 기설정된 임계압력 이상인 경우에는, 상기 제1펌프부의 동작의 세기를 감소시키는, 산소공급시스템.
  6. 복수의 층을 갖는 건물의 각층에 산소공급을 수행하는 산소공급시스템으로서,
    상기 건물의 세대 외부에 위치하는 산소발생기;
    상기 산소발생기에서 발생한 산소를 압력을 높여서 외부로 배출하는 제1펌프부;
    상기 제1펌프부에 일단이 연결되어 있고, 상기 복수의 층을 갖는 건물의 높이 방향을 따라 연장되는 제1산소탱크;
    상기 제1산소탱크의 각각의 지점에 연결되고, 각각의 세대에 상기 제1산소탱크에 보유된 산소를 공급하는 복수의 산소공급모듈; 및
    상기 제1산소탱크의 타단에 연결되어 있고, 상기 제1산소탱크의 압력의 안정화를 도모하는 제2산소탱크;를 포함하고,
    상기 제1산소탱크의 압력은 대기압 보다 높은 압력으로 유지되고,
    상기 산소공급모듈은,
    상기 제1산소탱크에 연결되는 산소탱크연결관;
    상기 산소탱크연결관에 직접적 혹은 간접적으로 연결되는 감압밸브부;
    상기 감압밸브부에 연결되는 제3산소탱크;
    상기 제3산소탱크 내부의 압력을 센싱하는 제3압력센서;
    상기 제3산소탱크의 상기 감압밸브부 측의 반대측에 배치되고, 사용자의 입력 혹은 홈네트워크의 제어에 따라 개폐가 제어되는 개폐밸브; 및
    상기 개폐밸브에서 공급되는 산소를 세대 내부로 공급하는 산소공급부;를 포함하는, 산소공급시스템.
  7. 청구항 6에 있어서,
    상기 제1산소탱크는 제1압력범위로 유지되도록 상기 산소발생기 및 상기 제1펌프부가 제어되고,
    상기 제3산소탱크는 상기 제1압력범위보다 낮은 제2압력범위로 유지되도록 상기 감압밸브부가 제어되는, 산소공급시스템.
  8. 청구항 6에 있어서,
    상기 감압밸브부의 제어부는,
    상기 감압밸브부의 개폐조절에 따른 상기 제3산소탱크의 응답성이 기설정된 범위를 벗어나거나 혹은 상기 제3산소탱크의 압력이 기설정된 수치 이하인 경우에는 상기 감압밸브를 닫는, 산소공급시스템.





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