KR102457774B1 - Carbon dioxide removal apparatus - Google Patents
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Abstract
본 발명은 이산화탄소 제거 장치에 관한 것으로, 산소를 저장하는 산소 저장소; 내부에 구비된 이동벽에 의해 산소 구역과 흡착 구역으로 구획되는 메인 실린더; 상기 메인 실린더의 상기 흡착 구역에 구비되는 이산화탄소 흡착제; 상기 산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 산소 구역으로 유입시키거나, 상기 산소 구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 산소 출입구; 상기 흡착 구역에 구비되며, 상기 흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 공기 출입구;를 포함하며, 상기 산소 저장소에서 상기 산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 산소 구역의 압력이 증가하여 상기 이동벽이 흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention relates to an apparatus for removing carbon dioxide, comprising: an oxygen storage for storing oxygen; a main cylinder divided into an oxygen zone and an adsorption zone by a moving wall provided therein; a carbon dioxide adsorbent provided in the adsorption zone of the main cylinder; an oxygen inlet provided in the oxygen zone and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the oxygen zone or discharging oxygen introduced into the oxygen zone; an air inlet provided in the adsorption zone and capable of introducing air containing carbon dioxide into the adsorption zone or discharging the air introduced into the adsorption zone; As it flows in, the pressure of the oxygen zone increases so that the moving wall moves in the direction of the adsorption zone, increasing the pressure of the adsorption zone, so that carbon dioxide in the air is adsorbed to the carbon dioxide adsorbent in the adsorption zone. will do
Description
본 발명은 이산화탄소 제거 장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 전기 분해할 수 있는 전기 분해부에서 생성된 산소를 통해 압력을 높여 이산화탄소의 흡착력을 향상시켜 공기 중 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있는 이산화탄소 제거 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon dioxide removal device, and more particularly, to a carbon dioxide removal device capable of reducing the concentration of carbon dioxide in the air by increasing the pressure through oxygen generated in an electrolysis unit capable of electrolyzing water to improve the adsorption power of carbon dioxide It's about the device.
압력의 변화로 흡착제 표면에 가스 성분의 흡탈착을 유도하는 공정인 가압 교대흡착 공정(pressure swing adsorption)은 가스의 분리 및 정제에 널리 사용되는 방법이다. 천연가스 혹은 석탄 등의 화석연료를 원료로 사용하여 메탄 혹은 수소 등의 연료가스를 추출할 때 이산화탄소 등 불순물을 제거하는데 상기와 같은 방법이 주로 사용되고 있다. Pressure swing adsorption, which is a process for inducing adsorption and desorption of gas components on the surface of an adsorbent by a change in pressure, is a widely used method for gas separation and purification. When a fuel gas such as methane or hydrogen is extracted using fossil fuels such as natural gas or coal as a raw material, the above method is mainly used to remove impurities such as carbon dioxide.
구체적으로, 이산화탄소가 섞인 수소 가스를 활성탄(activated carbon) 혹은 실리카겔(silica gel)과 같은 흡착제 표면으로 높은 압력으로 공급하면 이산화탄소가 우호적으로 흡착된다. 흡착제와 접하는 가스의 압력을 줄이면 흡착된 이산화탄소가 탈착되며, 흡착 및 탈착을 반복하면서 이산화탄소를 제거하여 메탄 혹은 수소 등의 연료가스의 순도를 높일 수 있게 된다. Specifically, when hydrogen gas mixed with carbon dioxide is supplied to the surface of an adsorbent such as activated carbon or silica gel at a high pressure, the carbon dioxide is favorably adsorbed. When the pressure of the gas in contact with the adsorbent is reduced, the adsorbed carbon dioxide is desorbed, and the purity of fuel gas such as methane or hydrogen can be increased by removing carbon dioxide while repeating adsorption and desorption.
천연가스 혹은 석탄 등의 화석연료를 원료로 사용하여 메탄 혹은 수소 등의 연료가스를 추출하는 공정에서 공급되는 가스는, 일반적으로 고압의 상태이기 때문에 가스의 압력을 높이는 별도의 장치가 필요하지 않게 된다. Since the gas supplied in the process of extracting fuel gas such as methane or hydrogen using fossil fuels such as natural gas or coal as a raw material is generally in a high pressure state, a separate device for increasing the gas pressure is not required. .
그러나 공기 중에서 이산화탄소를 제거하는 경우에는 소형의 압력원(源)이 필요하기 때문에 상기의 가압 교대흡착 공정(pressure swing adsorption)을 통해서 공기 중의 이산화탄소를 제거하기 어려운 문제점이 있다. 특히, 실내 공기에서 이산화탄소를 제거할 때 상기의 가압 교대흡착 공정(pressure swing adsorption)을 적용하기 어려운 문제점이 있어, 실내 공기에서 이산화탄소를 제거하기 위한 기술개발이 진행되고 있다. However, when removing carbon dioxide from the air, there is a problem in that it is difficult to remove carbon dioxide from the air through the pressure swing adsorption process because a small pressure source is required. In particular, there is a problem in that it is difficult to apply the pressure swing adsorption process when removing carbon dioxide from indoor air, so technology development for removing carbon dioxide from indoor air is in progress.
현재, 가압 교대흡착 공정(pressure swing adsorption)을 사용하지 않으면서 상압에서 이산화탄소의 흡착이 가능하면서 물이 존재할 때 탈착되는 특수 흡착제(ion exchange resin)를 사용하는 방법이나, 특수 소재 전극으로 이산화탄소를 분해하는 전기화학 방법 등이 알려져 있다. 그러나 이러한 방법에 사용되는 소재는 현재 개발 중이고 성능과 경제성이 보장되기 까지는 긴 시간이 필요할 것으로 예상된다. Currently, carbon dioxide can be adsorbed at atmospheric pressure without using pressure swing adsorption, and a method using a special ion exchange resin that desorbs when water is present, or a special material electrode to decompose carbon dioxide Electrochemical methods and the like are known. However, the materials used in this method are currently under development and it is expected that it will take a long time before performance and economic efficiency are guaranteed.
본 발명은 상술한 문제점을 해결하기 위한 것으로, 더욱 상세하게는 물을 전기 분해할 수 있는 전기 분해부에서 생성된 산소를 통해 압력을 높여 이산화탄소의 흡착력을 향상시켜 공기 중 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있는 이산화탄소 제거 장치에 관한 것이다. The present invention is to solve the above-mentioned problems, and more specifically, by increasing the pressure through the oxygen generated in the electrolysis unit capable of electrolyzing water to improve the adsorption power of carbon dioxide to reduce the concentration of carbon dioxide in the air. It relates to a carbon dioxide removal device.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치는, 산소를 저장하는 산소 저장소; 내부에 구비된 이동벽에 의해 산소 구역과 흡착 구역으로 구획되는 메인 실린더; 상기 메인 실린더의 상기 흡착 구역에 구비되는 이산화탄소 흡착제; 상기 산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 산소 구역으로 유입시키거나, 상기 산소 구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 산소 출입구; 상기 흡착 구역에 구비되며, 상기 흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 공기 출입구;를 포함하며, 상기 산소 저장소에서 상기 산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 산소 구역의 압력이 증가하여 상기 이동벽이 흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다. Carbon dioxide removal apparatus of the present invention for solving the above-described problems, an oxygen storage for storing oxygen; a main cylinder divided into an oxygen zone and an adsorption zone by a moving wall provided therein; a carbon dioxide adsorbent provided in the adsorption zone of the main cylinder; an oxygen inlet provided in the oxygen zone and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the oxygen zone or discharging oxygen introduced into the oxygen zone; an air inlet provided in the adsorption zone and capable of introducing air containing carbon dioxide into the adsorption zone or discharging the air introduced into the adsorption zone; As it flows in, the pressure of the oxygen zone increases so that the moving wall moves in the direction of the adsorption zone, increasing the pressure of the adsorption zone, so that carbon dioxide in the air is adsorbed to the carbon dioxide adsorbent in the adsorption zone. will do
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치는 물을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기 분해부를 더 포함하며, 상기 산소 저장소는 상기 전기 분해부에서 발생된 산소를 저장할 수 있다. The carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above problems further includes an electrolysis unit for generating oxygen and hydrogen by electrolyzing water, and the oxygen storage may store the oxygen generated by the electrolysis unit.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 산소 출입구는, 상기 산소 저장소와 연결되는 산소 유입부와, 실내와 연결되는 산소 배출부를 포함하며, 상기 공기 출입구는, 실내와 연결되는 공기 유입부와, 실외와 연결되는 공기 배출부를 포함할 수 있다. The oxygen inlet of the carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above-described problems includes an oxygen inlet connected to the oxygen storage and an oxygen outlet connected to the room, and the air inlet is air connected to the room It may include an inlet and an air outlet connected to the outdoors.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 이산화탄소 흡착제는, 지오라이트, 분자체(molecular sieve), 활성탄(activated carbon), 알루미나, 실리카겔, 다공성 흡착제 중 어느 하나로 이루어질 수 있다. The carbon dioxide adsorbent of the carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above problems may be made of any one of geolite, molecular sieve, activated carbon, alumina, silica gel, and a porous adsorbent.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 전기 분해부에서 발생된 수소가 공급되는 전기 방전부를 더 포함하며, 상기 전기 방전부는, 수소를 전기 방전시킨 생성물을 통해 공기를 정화할 수 있다. Further comprising an electric discharge unit to which hydrogen generated from the electrolysis unit of the carbon dioxide removal device of the present invention is supplied to solve the above-described problems, the electric discharge unit, the hydrogen can be purified through the product of the electric discharge have.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 산소 저장소는, 1기압 내지 100기압 또는 1기압 내지 20기압으로 산소를 저장할 수 있다. The oxygen storage of the carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above-described problems, it is possible to store oxygen at a pressure of 1 to 100 atm or 1 to 20 atm.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치는 산소를 저장하는 산소 저장소; 내부에 구비된 고정벽에 의해 제1구역과 제2구역으로 구획되는 메인 실린더;를 포함하며, 상기 제1구역은, 상기 제1구역에 구비된 제1이동벽에 의해 제1산소 구역과 제1흡착 구역으로 구획되고, 상기 제2구역은, 상기 제2구역에 구비된 제2이동벽에 의해 제2산소 구역과 제2흡착 구역으로 구획되며, 상기 메인 실린더의 상기 제1흡착 구역에 구비되는 제1이산화탄소 흡착제; 상기 메인 실린더의 상기 제2흡착 구역에 구비되는 제2이산화탄소 흡착제; 상기 제1구역의 상기 제1산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 제1구역으로 유입시키거나, 상기 제1구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 제1산소 출입구; 상기 제1구역의 상기 제1흡착 구역에 구비되며, 상기 제1흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 제1흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 제1공기 출입구; 상기 제2구역의 상기 제2산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 제2구역으로 유입시키거나, 상기 제2구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 제2산소 출입구; 상기 제2구역의 상기 제2흡착 구역에 구비되며, 상기 제2흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 제2흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 제2공기 출입구; 상기 고정벽을 관통하면서 상기 제1이동벽과 상기 제2이동벽을 연결하는 로드;를 포함하며, 상기 산소 저장소에서 상기 제1산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 제1산소 구역의 압력이 증가하여 상기 제1이동벽이 제1흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 제1흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제1흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 제1이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하며, 상기 산소 저장소에서 상기 제2산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 제2산소 구역의 압력이 증가하여 상기 제2이동벽이 제2흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 제2흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제2흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 제2이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하는 것을 특징으로 하는 것이다. Carbon dioxide removal apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems is an oxygen storage for storing oxygen; a main cylinder divided into a first zone and a second zone by a fixed wall provided therein, wherein the first zone includes a first oxygen zone and a second zone by a first moving wall provided in the first zone It is divided into one adsorption area, and the second area is divided into a second oxygen area and a second adsorption area by a second moving wall provided in the second area, and is provided in the first adsorption area of the main cylinder a first carbon dioxide adsorbent; a second carbon dioxide adsorbent provided in the second adsorption section of the main cylinder; a first oxygen inlet provided in the first oxygen section of the first section and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the first section or discharging oxygen introduced into the first section; a first air inlet that is provided in the first adsorption zone of the first zone and is capable of introducing air containing carbon dioxide into the first adsorption zone or discharging the air introduced into the first adsorption zone; a second oxygen inlet provided in the second oxygen section of the second section and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the second section or discharging oxygen introduced into the second section; a second air inlet provided in the second adsorption section of the second section and capable of introducing air containing carbon dioxide into the second adsorption section or discharging the air introduced into the second adsorption section; a rod passing through the fixed wall and connecting the first moving wall and the second moving wall; and, as oxygen flows from the oxygen storage into the first oxygen region, the pressure of the first oxygen region increases so that the first moving wall moves in the direction of the first adsorption zone to increase the pressure of the first adsorption zone, so that carbon dioxide in the air is adsorbed to the first carbon dioxide adsorbent in the first adsorption zone, and the oxygen As oxygen flows from the reservoir into the second oxygen zone, the pressure in the second oxygen zone increases so that the second moving wall moves toward the second adsorption zone, thereby increasing the pressure in the second adsorption zone, It is characterized in that the carbon dioxide in the air is adsorbed to the second carbon dioxide adsorbent in the second adsorption zone.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치는 물을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기 분해부를 더 포함하며, 상기 산소 저장소는 상기 전기 분해부에서 발생된 산소를 저장할 수 있다. The carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above problems further includes an electrolysis unit for generating oxygen and hydrogen by electrolyzing water, and the oxygen storage may store the oxygen generated by the electrolysis unit.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 제1이동벽이 상기 제1흡착 구역 방향으로 이동할 때, 상기 로드에 의해 상기 제2이동벽은 상기 제2산소 구역 방향으로 이동하며, 상기 제2이동벽이 상기 제2흡착 구역 방향으로 이동할 때, 상기 로드에 의해 상기 제1이동벽은 상기 제1산소 구역 방향으로 이동할 수 있다. When the first moving wall of the carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above problems moves in the direction of the first adsorption zone, the second moving wall moves in the direction of the second oxygen zone by the rod, When the second moving wall moves in the direction of the second adsorption region, the first moving wall may move in the direction of the first oxygen region by the rod.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 산소 저장소는, 고압 산소 저장소와 상기 고압 산소 저장소에 보다 낮은 압력으로 유지되는 저압 산소 저장소를 포함할 수 있다. The oxygen storage of the carbon dioxide removal apparatus of the present invention for solving the above problems may include a high-pressure oxygen storage and a low-pressure oxygen storage maintained at a lower pressure in the high-pressure oxygen storage.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 제1산소 출입구는, 상기 고압 산소 저장소와 연결되는 제1산소 유입부와, 상기 저압 산소 저장소와 연결되는 제1산소 배출부를 포함하고, 상기 제2산소 출입구는, 상기 고압 산소 저장소와 연결되는 제2산소 유입부와, 상기 저압 산소 저장소와 연결되는 제2산소 배출부를 포함하며, 상기 제1공기 출입구는, 실내와 연결되는 제1공기 유입부와, 실외와 연결되는 제1공기 배출부를 포함하고, 상기 제2공기 출입구는, 실내와 연결되는 제2공기 유입부와, 실외와 연결되는 제2공기 배출부를 포함할 수 있다. The first oxygen inlet and outlet of the carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above-described problems include a first oxygen inlet connected to the high-pressure oxygen storage and a first oxygen exhaust connected to the low-pressure oxygen storage, The second oxygen inlet includes a second oxygen inlet connected to the high-pressure oxygen storage, and a second oxygen exhaust connected to the low-pressure oxygen storage, wherein the first air inlet includes first air connected to the room. It may include an inlet and a first air outlet connected to the outdoors, and the second air inlet may include a second air inlet connected to the room and a second air outlet connected to the outdoors.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 제1구역의 상기 제1산소 구역의 단부에 구비되는 제1보조 실린더와, 상기 제2구역의 상기 제2산소 구역의 단부에 구비되는 제2보조 실린더를 포함하며, 상기 제1산소 출입구는 상기 제1보조 실린더에 구비되고, 상기 제1보조 실린더에는 제1로드를 통해 상기 제1이동벽과 연결되는 제1보조 이동벽이 구비되며, 상기 제2산소 출입구는 상기 제2보조 실린더에 구비되고, 상기 제2보조 실린더에는 제2로드를 통해 상기 제2이동벽과 연결되는 제2보조 이동벽이 구비될 수 있다. A first auxiliary cylinder provided at an end of the first oxygen section of the first section of the carbon dioxide removal apparatus of the present invention for solving the above-mentioned problems, and a first auxiliary cylinder provided at an end of the second oxygen section of the second section a second auxiliary cylinder, wherein the first oxygen inlet is provided in the first auxiliary cylinder, the first auxiliary cylinder is provided with a first auxiliary moving wall connected to the first moving wall through a first rod; , The second oxygen inlet may be provided in the second auxiliary cylinder, and the second auxiliary cylinder may include a second auxiliary moving wall connected to the second moving wall through a second rod.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 제1이동벽, 상기 제1보조 이동벽, 상기 제2이동벽, 상기 제2보조 이동벽은 일체로 움직이며, 상기 제1보조 실린더와 상기 제2보조 실린더의 직경은 상기 메인 실린더의 직경보다 작을 수 있다. The first moving wall, the first auxiliary moving wall, the second moving wall, and the second auxiliary moving wall of the carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above-described problems move integrally, and the first auxiliary cylinder and a diameter of the second auxiliary cylinder may be smaller than a diameter of the main cylinder.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치의 상기 메인 실린더는 복수 개가 구비되면서 병렬로 연결될 수 있다. The main cylinder of the carbon dioxide removal apparatus of the present invention for solving the above-described problems may be connected in parallel while being provided with a plurality.
상술한 문제점을 해결하기 위한 본 발명의 이산화탄소 제거 장치는, 하나의 메인 실린더의 제1산소 구역과 다른 하나의 메인 실린더의 제1산소 구역을 연결하는 제1연결부와, 하나의 메인 실린더의 제2산소 구역과 다른 하나의 메인 실린더의 제2산소 구역을 연결하는 제2연결부를 포함할 수 있다. The carbon dioxide removal device of the present invention for solving the above-described problems includes a first connection part connecting a first oxygen section of one main cylinder and a first oxygen section of another main cylinder, and a second of one main cylinder It may include a second connection part connecting the oxygen zone and the second oxygen zone of the other main cylinder.
본 발명은 이산화탄소 제거 장치에 관한 것으로, 물을 전기 분해할 수 있는 전기 분해부에서 생성된 산소를 실내 공기의 압축에 사용하여 이산화탄소의 흡착력을 향상시킬 수 있으며, 산소의 압력을 조절하여 이산화탄소를 탈착시켜 실외 공간으로 이산화탄소를 방출할 수 있는 장점이 있다. The present invention relates to a carbon dioxide removal device, which can improve the adsorption power of carbon dioxide by using oxygen generated in an electrolysis unit capable of electrolyzing water to compress indoor air, and to desorb carbon dioxide by controlling the pressure of oxygen This has the advantage of releasing carbon dioxide into the outdoor space.
또한, 본 발명은 전기 분해부에서 생성된 수소를 전기 방전부로 전기 방전시켜 형성된 생성물을 통해 실내 공기를 탈취, 살균, 미세먼지 제거, 제연시킴에 따라 실내 공기를 정화시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the present invention has the advantage of being able to purify indoor air by deodorizing, sterilizing, removing fine dust, and deodorizing indoor air through a product formed by electrically discharging hydrogen generated in the electrolysis unit to the electric discharge unit.
도 1은 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치의 전기 분해부에서 산소와 수소가 공급되는 것을 나타내는 도면이다.
도 2(a), 도 2(b), 도 3(a), 도 3(b)는 본 발명의 일 실시 예에 따라 이동벽의 일측 산소 구역에서 산소가 유입, 방출되고, 이동벽의 타측 흡착 구역에서 공기가 유입, 방출되는 이산화탄소 제거 장치의 작동 상태도이다.
도 4(a), 도 4(b), 도 5(a), 도 5(b)는 본 발명의 다른 실시 예에 따라 고정벽을 통해 메인 실린더를 제1구역과 제2구역으로 구획하고, 로드를 통해 제1이동벽과 제2이동벽을 연결하면서, 메인 실린더의 한쪽 구역에서는 이산화탄소를 흡착하고, 다른 한쪽 구역에서는 이산화탄소의 탈착을 동시에 수행할 수 있는 이산화탄소 제거 장치의 작동 상태도이다.
도 6 및 도 7은 본 발명의 실시 예에 따라 제1보조 실린더, 제2보조 실린더가 구비되면서, 복수 개의 메인 실린더가 구비된 이산화탄소 제거 장치의 작동 상태도이다. 1 is a view showing that oxygen and hydrogen are supplied from an electrolysis unit of a carbon dioxide removal device according to an embodiment of the present invention.
2(a), 2(b), 3(a), and 3(b) show that oxygen is introduced and discharged from the oxygen zone on one side of the moving wall, and the other side of the moving wall according to an embodiment of the present invention. It is an operation state diagram of the carbon dioxide removal device in which air is introduced and discharged from the adsorption zone.
4(a), 4(b), 5(a), and 5(b) divide the main cylinder into a first zone and a second zone through a fixed wall according to another embodiment of the present invention, It is an operation state diagram of a carbon dioxide removal device capable of simultaneously adsorbing carbon dioxide in one section of the main cylinder and desorbing carbon dioxide in the other section while connecting the first moving wall and the second moving wall through a rod.
6 and 7 are diagrams of an operating state of a carbon dioxide removal device having a plurality of main cylinders while a first auxiliary cylinder and a second auxiliary cylinder are provided according to an embodiment of the present invention.
본 명세서는 본 발명의 권리범위를 명확히 하고, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 본 발명을 실시할 수 있도록, 본 발명의 원리를 설명하고, 실시 예들을 개시한다. 개시된 실시 예들은 다양한 형태로 구현될 수 있다.This specification clarifies the scope of the present invention, explains the principles of the present invention, and discloses embodiments so that those of ordinary skill in the art to which the present invention pertains can practice the present invention. The disclosed embodiments may be implemented in various forms.
본 발명의 다양한 실시 예에서 사용될 수 있는 "포함한다" 또는 "포함할 수 있다" 등의 표현은 발명(disclosure)된 해당 기능, 동작 또는 구성요소 등의 존재를 가리키며, 추가적인 하나 이상의 기능, 동작 또는 구성요소 등을 제한하지 않는다. 또한, 본 발명의 다양한 실시예에서, "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.Expressions such as “comprises” or “may include” that may be used in various embodiments of the present invention indicate the existence of a corresponding disclosed function, operation, or component, and may include one or more additional functions, operations, or components, etc. are not limited. In addition, in various embodiments of the present invention, terms such as "comprise" or "have" are intended to designate that a feature, number, step, action, component, part, or combination thereof described in the specification is present, It should be understood that it does not preclude the possibility of addition or existence of one or more other features or numbers, steps, operations, components, parts, or combinations thereof.
어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "연결되어, 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소가 상기 다른 구성요소에 직접적으로 연결 또는 결합되어 있을 수도 있지만, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재할 수도 있다고 이해되어야 할 것이다. 반면에, 어떤 구성요소가 다른 구성요소에 "직접 연결되어" 있다거나 "직접 결합되어" 있다고 언급된 때에는, 상기 어떤 구성요소와 상기 다른 구성요소 사이에 새로운 다른 구성요소가 존재하지 않는 것으로 이해될 수 있어야 할 것이다.When a component is referred to as being “connected to and coupled to” another component, the component may be directly connected or coupled to the other component, but between the component and the other component. It should be understood that there may be other new components in the On the other hand, when it is said that an element is "directly connected" or "directly coupled" to another element, it will be understood that no new element exists between the element and the other element. should be able to
본 명세서에서 사용되는 제1, 제2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소들은 용어들에 의해 한정되어서는 안 된다. 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다. The terms first, second, etc. used herein may be used to describe various elements, but the elements should not be limited by the terms. The terms are used only for the purpose of distinguishing one component from another.
본 발명은 이산화탄소 제거 장치에 관한 것으로, 물을 전기 분해할 수 있는 전기 분해부에서 생성된 산소를 통해 압력을 높여 이산화탄소의 흡착력을 향상시켜 공기 중 이산화탄소 농도를 감소시킬 수 있는 이산화탄소 제거 장치에 관한 것이다. The present invention relates to a carbon dioxide removal device, and to a carbon dioxide removal device capable of reducing the concentration of carbon dioxide in the air by increasing the pressure through oxygen generated in an electrolysis unit capable of electrolyzing water to improve the adsorption power of carbon dioxide .
본 발명은 가압 교대흡착 공정(pressure swing adsorption)과 전기 방전을 통해 실내 공기 중의 이산화탄소 농도 절감하면서 실내 공기를 탈취, 살균, 미세먼지 제거, 제연시킬 수 있는 것으로, 종합적인 실내 공기정화를 가능케 하는 이산화탄소 제거 장치에 관한 것이다. 이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 상세하게 설명하기로 한다. The present invention is capable of deodorizing, sterilizing, removing fine dust, and deodorizing indoor air while reducing the concentration of carbon dioxide in the indoor air through a pressure swing adsorption process and electric discharge. It relates to the removal device. Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 도 2를 참조하면, 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는, 전기 분해부(110), 산소 저장소(120), 메인 실린더(130), 이산화탄소 흡착제(151), 산소 출입구(160), 공기 출입구(170)를 포함한다. 1 and 2 , the carbon dioxide removal device according to an embodiment of the present invention includes an
상기 전기 분해부(110)는 물을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시킬 수 있는 것이다. 상기 산소 저장소(120)는 상기 전기 분해부(110)에서 발생된 산소를 저장하는 것이다. The
도 1을 참조하면, 상기 전기 분해부(110)에서 발생된 산소는 상기 산소 저장소(120)에 저장되며, 상기 전기 분해부(110)에서 발생된 수소는 전기 방전부(111)로 공급될 수 있다. Referring to FIG. 1 , oxygen generated in the
상기 전기 방전부(111)는 상기 전기 분해부(110)에서 발생된 수소를 공급받아 수소를 전기 방전시키는 것이다. 상기 전기 방전부(111)는 교류 전기 방전으로 수소를 전기 방전시켜 생성된 생성물을 통해 실내 공기를 탈취, 살균, 미세먼지 제거, 제연시킴에 따라 실내 공기를 정화시킬 수 있는 것이다. 여기서, 수소를 전기 방전시켜 생성된 생성물은 전자, 음이온, 자유 라디칼 같은 활성종일 수 있다. The
수소와 산소 혼합가스의 전기 방전 생성물을 통해 실내 공기를 탈취, 살균, 미세먼지 제거, 제연시킬 수 있으며, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 전기 방전부(111)는 상기 전기 분해부(110)로부터 수소를 공급받아 수소와 산소의 혼합가스를 전기 방전시키는 것이다. It is possible to deodorize, sterilize, remove fine dust, and smoke indoor air through an electric discharge product of a hydrogen and oxygen mixed gas, and the
상기 전기 방전부(111)에서 수소와 산소의 혼합가스를 전기 방전 시킬 때 수소와 산소는 적정 혼합 비율만 만족하면 된다. 따라서, 본 발명의 실시 예에 따른 상기 전기 방전부(111)는 상기 전기 분해부(110)로부터 산소를 공급받는 대신 공기 중의 산소를 사용하여 수소와 산소의 혼합가스를 전기 방전시킬 수 있다. When the mixed gas of hydrogen and oxygen is electrically discharged by the
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 전기 분해부(110)에서 발생된 산소는 상기 산소 저장소(120)에 저장된 이후 이산화탄소의 흡착을 돕기 위한 실내 공기 압축용으로 사용될 수 있다. 이하에서는 상기 전기 분해부(110)에서 발생된 산소의 압력을 통해 이산화탄소를 흡착하는 과정을 상세하게 설명하기로 한다. According to an embodiment of the present invention, the oxygen generated by the
도 2(a), 도 2(b), 도 3(a), 도 3(b)를 참조하면, 상기 메인 실린더(130)는 내부에 이동벽(131)이 구비되는 것으로, 상기 이동벽(131)에 의해 상기 메인 실린더(130)는 산소 구역(140)과 흡착 구역(150)으로 구획된다. 2(a), 2(b), 3(a), and 3(b), the
상기 이동벽(131)은 상기 메인 실린더(130)를 슬라이드 이동할 수 있는 것으로, 상기 이동벽(131)을 기준으로 일측에는 산소가 유입되는 상기 산소 구역(140)이 형성되며, 상기 이동벽(131)을 기준으로 타측에는 이산화탄소 흡착제(151)가 배치되는 상기 흡착 구역(150)이 형성된다. The moving
상기 이산화탄소 흡착제(151)는 상기 메인 실린더(130)의 상기 흡착 구역(150)에 배치되는 것으로, 상기 흡착 구역(150)의 압력에 따라 이산화탄소를 흡착하거나 탈착할 수 있는 것이다. 상기 이산화탄소 흡착제(151)는 상기 흡착 구역(150)의 압력이 높아지면 이산화탄소를 흡착하게 되며, 상기 흡착 구역(150)의 압력이 낮아지면 이산화탄소를 탈착하게 된다. The
상기 이산화탄소 흡착제(151)는, 지오라이트, 분자체(molecular sieve), 활성탄(activated carbon), 알루미나, 실리카겔, 다공성 흡착제 중 어느 하나로 이루어질 수 있으며, 상기 흡착 구역(150)의 압력에 따라 이산화탄소를 흡착하거나 탈착할 수 있다면 상기 이산화탄소 흡착제(151)는 다양한 물질로 이루어질 수 있다. The
상기 산소 출입구(160)는 상기 산소 구역(140)에 구비되는 것으로, 상기 산소 저장소(120)에 저장된 산소를 상기 산소 구역(140)으로 유입시키거나, 상기 산소 구역(140)에 유입된 산소를 배출할 수 있는 것이다.The
상기 공기 출입구(170)는 상기 흡착 구역(150)에 구비되는 것으로, 상기 흡착 구역(150)으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나 상기 흡착 구역(150)에 유입된 공기를 배출할 수 있는 것이다. The
도 2(a), 도 2(b), 도 3(a), 도 3(b)를 참조하면, 상기 산소 출입구(160)는 상기 산소 저장소(120)와 연결되는 산소 유입부(161)와 실내와 연결되는 산소 배출부(162)를 포함한다. 상기 공기 출입구(170)는 실내와 연결되는 공기 유입부(171)와 실외와 연결되는 공기 배출부(172)를 포함한다. 상기 산소 유입부(161), 상기 산소 배출부(162), 상기 공기 유입부(171), 상기 공기 배출부(172)에는 산소 또는 공기의 흐름을 조절할 수 있는 밸브가 구비될 수 있다. 2(a), 2(b), 3(a), and 3(b) , the
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 산소 저장소(120)에서 상기 산소 구역(140)으로 산소가 유입됨에 따라 상기 산소 구역(140)의 압력이 증가하여 상기 이동벽(131)이 상기 흡착 구역(150) 방향으로 이동할 수 있다. According to an embodiment of the present invention, as oxygen flows into the
상기 이동벽(131)이 상기 흡착 구역(150) 방향으로 이동함에 따라 상기 흡착 구역(150)의 압력이 증가될 수 있으며, 이를 통해 상기 흡착 구역(150) 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 이산화탄소 흡착제(151)에 흡착될 수 있다. As the moving
구체적으로, 도 2(a)를 참조하면, 상기 산소 저장소(120)와 연결되어 있는 상기 산소 유입부(161)의 밸브를 열어서, 상기 산소 구역(140)으로 산소를 공급한다. 이때, 상기 산소 배출부(162)의 밸브는 닫혀 있게 된다. Specifically, referring to FIG. 2A , the valve of the
상기 산소 구역(140)으로 산소를 공급하기 이전에, 상기 공기 유입부(171)의 밸브가 열리면서 상기 흡착 구역(150)으로 이산화탄소를 포함하는 실내의 공기가 유입될 수 있다. 이때, 상기 공기 배출부(172)의 밸브는 닫혀 있게 된다. Before oxygen is supplied to the
도 2(b)를 참조하면, 상기 산소 구역(140)으로 산소가 공급되면, 상기 산소 구역(140)의 압력이 높아짐에 따라 상기 이동벽(131)이 상기 흡착 구역(150) 방향으로 이동하게 되면서, 상기 흡착 구역(150)의 압력이 상승하게 된다. 상기 흡착 구역(150)의 압력이 상승함에 따라 상기 이산화탄소 흡착제(151)를 통해 유입된 실내 공기에서 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. Referring to FIG. 2B , when oxygen is supplied to the
여기서, 상기 이동벽(131)에는 가스의 누출을 막기 위해 O링과 같은 실링제가 구비될 수 있으며, 상기 이동벽(131)에 구비된 실링제에 의해 상기 산소 구역(140)과 상기 흡착 구역(150) 사이에서 가스의 이동이 차단된다. Here, the moving
상기 메인 실린더(130)에는 상기 이동벽(131)의 이동을 제한할 수 있는 걸림부(132)가 구비될 수 있으며, 상기 걸림부(132)는 상기 이동벽(131)의 이동 경로에 구비되면서 상기 이동벽(131)과 접촉될 수 있는 것이다. 상기 이동벽(131)이 상기 걸림부(132)에 접촉되면, 상기 이동벽(131)의 이동이 제한될 수 있다. The
상기 산소 구역(140)의 압력이 높아짐에 따라 상기 이동벽(131)이 상기 흡착 구역(150) 방향으로 이동하게 될때, 상기 이동벽(131)이 상기 걸림부(132)에 접촉되면서 지정된 거리만큼만 상기 이동벽(131)이 이동될 수 있다. When the moving
도 3(a)를 참조하면, 상기 이동벽(131)의 움직임이 상기 걸림부(132)에 의해 정지되면, 상기 공기 배출부(172)의 밸브를 열어 공기를 실외로 방출시킨다. 이때, 상기 흡착 구역(150)의 압력은 대기압으로 환원되며, 이에 따라 상기 이산화탄소 흡착제(151)로부터 이산화탄소가 탈착되면서 공기와 함께 실외로 방출된다. Referring to FIG. 3A , when the movement of the moving
도 3(b)를 참조하면, 이산화탄소가 탈착되면서 공기와 함께 실외로 방출된 이후에는, 상기 산소 유입부(161)의 밸브를 닫고, 상기 산소 배출부(162)의 밸브와 상기 공기 유입부(171)의 밸브를 열어 상기 이동벽(131)을 상기 산소 구역(140) 방향으로 이동하도록 상기 산소 구역(140)을 감압시킨다. Referring to FIG. 3B , after carbon dioxide is desorbed and released together with air to the outdoors, the valve of the
이와 같이 상기 이동벽(131)이 상기 산소 구역(140)으로 이동하면, 도 2(a)와 같은 상태가 될 수 있으며, 이후 상기의 과정을 반복하면서 이산화탄소를 제거할 수 있게 된다. When the moving
본 발명의 실시 예에 따르면, 도 3(b)의 상태에서 도 2(a)의 상태로 상기 이동벽(131)을 신속하게 이동시키기 위해 외부 펌프를 사용할 수도 있으며, 기타 다른 동력 장치를 사용할 수도 있다. According to an embodiment of the present invention, an external pump may be used to quickly move the
상기 산소 배출부(162)는 실내와 연결될 수 있다. 상기 산소 구역(140)을 감압시키기 위해 상기 산소 배출부(162)를 열게 되면, 상기 산소 구역(140)에 배치된 산소는 실내로 유입될 수 있다. The
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 산소 저장소(120)는 1기압 내지 100기압으로, 더욱 바람직하게는 1기압 내지 20기압으로 산소를 저장할 수 있다. 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치를 작동시키기 위해서는, 상기 산소 구역(140)의 산소 압력이 상한치와 하한치 사이에서 상승 하강을 할 수 있도록 압력 조정이 필요하다. According to an embodiment of the present invention, the
산소 압력의 상한치는 상기 이동벽(131)으로 공기를 최대로 압축시켰을 때의 공기 압력 값이며, 산소 압력의 하한치는 대기압 값일 수 있다. 여기서, 산소 압력의 상한치가 너무 높으면, 상기 이동벽(131)이 원위치(도 2(a))로 복귀 시 실내로 많은 양의 산소가 방출되므로 에너지 활용 측면에서 효율적이지 못하게 된다. The upper limit of the oxygen pressure may be an air pressure value when the air is maximally compressed by the moving
따라서, 산소 압력의 상한치는 에너지 활용 측면에서 적정한 값인 것이 바람직하며, 상기 산소 구역(140)의 산소 압력 상한치는 10기압 보다 작은 것이 바람직하다. 상기 산소 구역(140)의 산소 압력은 상기 산소 유입부(161)에 구비된 밸브를 통해 상기 산소 저장소(120)에서 상기 산소 구역(140)으로 공급되는 산소의 양을 조절함에 따라 결정될 수 있다. Therefore, the upper limit of the oxygen pressure is preferably an appropriate value in terms of energy utilization, and the upper limit of the oxygen pressure of the
상기 산소 구역(140)의 산소 압력을 적정한 값으로 결정하기 위해 상기 산소 저장소(120)는 1기압 내지 20기압으로 산소를 저장할 수 있으며, 상기 산소 유입부(161)에 구비된 밸브의 작동을 통해 상기 산소 구역(140)의 산소 압력을 적정한 값으로 조절할 수 있다. In order to determine the oxygen pressure of the
본 발명의 다른 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 전기 분해부(210), 산소 저장소(220), 메인 실린더(230), 제1이산화탄소 흡착제(244), 제2이산화탄소 흡착제(254), 제1산소 출입구(260), 제1공기 출입구(270), 제2산소 출입구(280), 제2공기 출입구(290), 로드(232)를 포함할 수 있다. Carbon dioxide removal apparatus according to another embodiment of the present invention is an electrolysis unit 210, an
상기 전기 분해부(210)는 물을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시킬 수 있는 것이다. 상기 전기 분해부(210)는 상술한 전기 분해부(110)와 동일한 것이므로, 그 상세한 설명은 생략한다. 상기 전기 분해부(210)에서 발생한 산소는 상기 메인 실린더(230)로 공급될 수 있으며, 상기 전기 분해부(210)에서 발생한 수소는 전기 방전부로 공급될 수 있다. The electrolysis unit 210 may electrolyze water to generate oxygen and hydrogen. Since the electrolysis unit 210 is the same as the above-described
상기 산소 저장소(220)는 상기 전기 분해부(210)에서 발생된 산소를 저장할 수 있는 것이다. 도 4(a)를 참조하면, 상기 산소 저장소(220)는 상기 전기 분해부(210)에서 발생된 산소가 저장될 수 있는 고압 산소 저장소(221)와 상기 고압 산소 저장소(221)보다 낮은 압력으로 유지되는 저압 산소 저장소(222)를 포함할 수 있다. The
도 4(a), 도 4(b), 도 5(a), 도 5(b)를 참조하면, 상기 메인 실린더(230)는 내부에 고정벽(231)이 구비되는 것으로, 상기 고정벽(231)에 의해 상기 메인 실린더(230)는 제1구역(240)과 제2구역(250)으로 구획될 수 있다. 상기 고정벽(231)은 상기 메인 실린더(230) 내부에서 움직이지 않는 것이다. 4(a), 4(b), 5(a), and 5(b), the
상기 고정벽(231)을 기준으로, 상기 고정벽(231)의 일측이 상기 제1구역(240)이 될 수 있으며, 상기 고정벽(231)의 타측이 상기 제2구역(250)이 될 수 있다. Based on the fixed
상기 제1구역(240)은 내부에 제1이동벽(241)이 구비되는 것으로, 상기 제1구역(240)은 상기 고정벽(231)을 기준으로 상기 고정벽(231)의 일측에 형성될 수 있다. The
상기 제1구역(240)은 상기 제1이동벽(241)에 의해 제1산소 구역(242)과 제1흡착 구역(243)으로 구획될 수 있으며, 상기 제1이동벽(241)을 기준으로 일측에는 산소가 유입되는 상기 제1산소 구역(242)이 형성되며, 상기 제1이동벽(241)을 기준으로 타측에는 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)가 배치되는 상기 제1흡착 구역(243)이 형성된다. The
상기 제1이산화탄소 흡착제(244)는 상기 제1구역(240)의 상기 제1흡착 구역(243)에 배치되는 것으로, 상기 제1흡착 구역(243)의 압력에 따라 이산화탄소를 흡착하거나 탈착할 수 있는 것이다. 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)는 상기 제1흡착 구역(243)의 압력이 높아지면 이산화탄소를 흡착하게 되며, 상기 제1흡착 구역(243)의 압력이 낮아지면 이산화탄소를 탈착하게 된다. The first
상기 제2구역(250)은 내부에 제2이동벽(251)이 구비되는 것으로, 상기 제2구역(250)은 상기 고정벽(231)을 기준으로 상기 고정벽(231)의 타측에 형성될 수 있다. The
상기 제2구역(250)은 상기 제2이동벽(251)에 의해 제2산소 구역(252)과 제2흡착 구역(253)으로 구획될 수 있으며, 상기 제2이동벽(251)을 기준으로 타측에는 산소가 유입되는 상기 제2산소 구역(252)이 형성되며, 상기 제2이동벽(251)을 기준으로 일측에는 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)가 배치되는 상기 제2흡착 구역(253)이 형성된다. The
상기 제2이산화탄소 흡착제(254)는 상기 제2구역(250)의 상기 제2흡착 구역(253)에 배치되는 것으로, 상기 제2흡착 구역(253)의 압력에 따라 이산화탄소를 흡착하거나 탈착할 수 있는 것이다. 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)는 상기 제2흡착 구역(253)의 압력이 높아지면 이산화탄소를 흡착하게 되며, 상기 제2흡착 구역(253)의 압력이 낮아지면 이산화탄소를 탈착하게 된다. The second
여기서, 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)와 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)는 상술한 이산화탄소 흡착제(151)와 동일한 것일 수 있으며, 그 상세한 설명은 생략한다. Here, the first
상기 제1산소 출입구(260)는 상기 제1산소 구역(242)에 구비되며, 상기 산소 저장소(220)에서 저장된 산소를 상기 제1구역(240)으로 유입시키거나 상기 제1구역(240)에 유입된 산소를 배출할 수 있는 것이다. The
상기 제2산소 출입구(280)는 상기 제2산소 구역(252)에 구비되며, 상기 산소 저장소(220)에서 저장된 산소를 상기 제2구역(250)으로 유입시키거나 상기 제2구역(250)에 유입된 산소를 배출할 수 있는 것이다. The
상기 제1공기 출입구(270)는 상기 제1흡착 구역(243)에 구비되는 것으로, 상기 제1흡착 구역(243)으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나 상기 제1흡착 구역(243)에 유입된 공기를 배출할 수 있는 것이다. The
상기 제2공기 출입구(290)는 상기 제2흡착 구역(253)에 구비되는 것으로, 상기 제2흡착 구역(253)으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나 상기 제2흡착 구역(253)에 유입된 공기를 배출할 수 있는 것이다. The
상기 제1산소 출입구(260)는 상기 고압 산소 저장소(221)와 연결되는 제1산소 유입부(261)와 상기 저압 산소 저장소(222)와 연결되는 제1산소 배출부(262)를 포함할 수 있다. 상기 제2산소 출입구(280)는 상기 고압 산소 저장소(221)와 연결되는 제2산소 유입부(281)와 상기 저압 산소 저장소(222)와 연결되는 제2산소 배출부(282)를 포함할 수 있다. The
상기 제1공기 출입구(270)는, 실내와 연결되는 제1공기 유입부(271)와 실외와 연결되는 제1공기 배출부(272)를 포함할 수 있다. 상기 제2공기 출입구(290)는, 실내와 연결되는 제2공기 유입부(291)와 실외와 연결되는 제2공기 배출부(292)를 포함할 수 있다. The
도 4(a), 도 4(b), 도 5(a), 도 5(b)를 참조하면, 상기 제1산소 유입부(261), 상기 제1산소 배출부(262), 상기 제2산소 유입부(281), 상기 제2산소 배출부(282), 상기 제1공기 유입부(271), 상기 제1공기 배출부(272), 상기 제2공기 유입부(291), 상기 제2공기 배출부(292)에는 산소 또는 공기의 흐름을 조절할 수 있는 밸브가 구비될 수 있다. 4(a), 4(b), 5(a), and 5(b), the
상기 로드(232)는 상기 고정벽(231)을 관통하면서 상기 제1이동벽(241)과 상기 제2이동벽(251)을 연결할 수 있는 것이다. The
상기 로드(232)에 의해 상기 제1이동벽(241)과 상기 제2이동벽(251)은 일체로 움직일 수 있는 것으로, 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1흡착 구역(243)으로 이동할 때, 상기 로드(232)에 의해 상기 제2이동벽(251)은 상기 제2산소 구역(252) 방향으로 이동할 수 있다. The first moving
또한, 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2흡착 구역(253)으로 이동할 때, 상기 로드(232)에 의해 상기 제1이동벽(241)은 상기 제1산소 구역(242) 방향으로 이동할 수 있다. Also, when the second moving
본 발명의 실시 예에 따르면, 상기 산소 저장소(220)에서 상기 제1산소 구역(242)으로 산소가 유입됨에 따라 상기 제1산소 구역(242)의 압력이 증가하여 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1흡착 구역(243) 방향으로 이동하여 상기 제1흡착 구역(243)의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제1흡착 구역(243) 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)에 흡착될 수 있다. According to an embodiment of the present invention, as oxygen flows from the
또한, 상기 산소 저장소(220)에서 상기 제2산소 구역(252)으로 산소가 유입됨에 따라 상기 제2산소 구역(252)의 압력이 증가하여 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2흡착 구역(253) 방향으로 이동하여 상기 제2흡착 구역(253)의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제2흡착 구역(253) 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)에 흡착될 수 있다. In addition, as oxygen flows from the
도 4(a), 도 4(b), 도 5(a), 도 5(b)와 같이 상기 메인 실린더(230)에 상기 제1구역(240)과 상기 제2구역(250)을 구비하면, 산소 압력의 상한치와 하한치의 차이를 단일 메인 실린더(130)를 사용하는 작동(도 2(a), 도 2(b), 도 3(a), 도 3(b))에 비하여 현저하게 줄이면서도 시간 당 이산화탄소 방출량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. When the
도 4(a), 도 4(b), 도 5(a), 도 5(b)의 이산화탄소 제거 장치는, 서로 다른 압력을 갖는 상기 고압 산소 저장소(221)와 상기 저압 산소 저장소(222)를 사용하면서, 상기 로드(232)를 통해 일체로 이동하는 상기 제1이동벽(241)과 상기 제2이동벽(251)을 사용하는 것으로, 이를 통해 상기 제1구역(240)과 상기 제2구역(250)에서 공기의 압축과 팽창이 동시에 일어날 수 있게 된다. The carbon dioxide removal apparatus of FIGS. 4(a), 4(b), 5(a), and 5(b) includes the high-
이를 통해 상기 메인 실린더(230)의 한쪽 구역(상기 제1구역(140) 또는 상기 제2구역(150))에서는 이산화탄소를 흡착하고, 다른 한쪽 구역(상기 제2구역(150) 또는 상기 제1구역(140))에서는 이산화탄소의 탈착을 동시에 수행할 수 있게 된다. Through this, carbon dioxide is adsorbed in one section (the
여기서, 상기 고압 산소 저장소(221)와 상기 저압 산소 저장소(222)의 압력 차이는 크지 않을 수 있으나, 상기 고압 산소 저장소(221)의 압력이 상기 저압 산소 저장소(222)의 압력보다 높을 수 있다. 상기 제1이동벽(241)과 상기 제2이동벽(251)의 일체 이동은 상기 고압 산소 저장소(221)와 상기 저압 산소 저장소(222)의 압력차에 일어날 수 있다. Here, the pressure difference between the high-
본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치의 작동 과정을 살펴보면 다음과 같다. 도 4(a)를 참조하면, 상기 고압 산소 저장소(221)와 연결되는 상기 제1산소 유입부(261)의 밸브가 열리면서, 상기 제1산소 구역(242)으로 산소가 이동된다. 이때, 상기 제1산소 배출부(262)의 밸브는 닫혀 있다. An operation process of the carbon dioxide removal device according to an embodiment of the present invention will be described as follows. Referring to FIG. 4A , the valve of the
동시에 상기 제2산소 배출부(282)의 밸브가 열리면서 상기 제2산소 구역(252)의 산소가 상기 저압 산소 저장소(222)로 이동된다. 이때, 상기 제2산소 유입부(281)의 밸브는 닫혀 있다. At the same time, the valve of the
상기 제1산소 구역(242)으로 산소가 공급되기 이전에, 상기 제1공기 유입부(271)의 밸브가 열리면서 상기 제1흡착 구역(243)으로 이산화탄소를 포함하는 실내의 공기가 유입될 수 있다. 이 때, 상기 제1공기 배출부(272)의 밸브는 닫혀 있다. Before oxygen is supplied to the
도 4(a) 및 도 4(b)를 참조하면, 상기 제1산소 구역(242)으로 산소가 공급되면, 상기 제1산소 구역(242)의 압력이 높아짐에 따라 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1흡착 구역(243)의 방향으로 이동하게 되면서, 상기 제1흡착 구역(243)의 압력이 상승하게 된다. 상기 제1흡착 구역(243)의 압력이 상승함에 따라 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)를 통해 유입된 실내 공기에서 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. Referring to FIGS. 4A and 4B , when oxygen is supplied to the
이와 동시에 상기 제2이동벽(251)은 상기 제2산소 구역(252) 방향으로 이동하게 된다. 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2산소 구역(252) 방향으로 이동됨에 따라 상기 제2산소 구역(252)에 있던 산소는 상기 저압 산소 저장소(222)로 이동된다. At the same time, the second moving
이때, 상기 제2공기 유입부(291)가 열리게 되면서, 상기 제2흡착 구역(253)으로 이산화탄소를 포함하는 공기가 유입되며, 상기 제2공기 배출부(292)는 닫혀 있는 상태이다. At this time, as the
도 5(a)를 참조하면, 상기의 상태에서 상기 제1공기 배출부(272)를 열어 상기 제1흡착 구역(243)의 공기를 실외로 방출시킨다. 이때, 상기 제1흡착 구역(243)의 압력은 대기압으로 환원되며, 이에 따라 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)로부터 이산화탄소가 탈착되면서 공기와 함께 실외로 방출된다. Referring to FIG. 5A , in the above state, the
도 5(b)를 참조하면, 상기 제1흡착 구역(243)에서 이산화탄소가 탈착되면서 공기와 함께 실외로 방출되면, 상기 제1산소 유입부(261)의 밸브를 닫고, 상기 제1산소 배출부(262)의 밸브를 열게 된다. Referring to FIG. 5B , when carbon dioxide is desorbed from the
동시에 상기 제2산소 유입부(281)의 밸브를 열고, 상기 제2산소 배출부(282)의 밸브를 닫아, 상기 고압 산소 저장소(221)에서 상기 제2산소 구역(252)으로 산소를 공급한다. At the same time, the valve of the
상기 제2산소 구역(252)으로 산소를 공급함에 따라 상기 제2이동벽(251)은 상기 제2흡착 구역(253)으로 이동하게 되고, 상기 제1이동벽(241)은 상기 제1산소 구역(242)으로 이동하게 된다. 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1산소 구역(242)으로 이동함에 따라 상기 제1산소 배출부(262)를 통해 상기 제1산소 구역(242)의 산소가 상기 저압 산소 저장소(222)로 이동 된다. As oxygen is supplied to the
이때, 상기 제1공기 유입부(271)의 밸브는 열리게 되고, 상기 제1공기 배출부(272)의 밸브는 닫히면서 상기 제1흡착 구역(243)으로 이산화탄소를 포함하는 공기가 유입된다. At this time, the valve of the
상기 제2산소 구역(252)으로 산소가 공급되면, 상기 제2산소 구역(252)의 압력이 높아짐에 따라 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2흡착 구역(253) 방향으로 이동하게 되면서, 상기 제2흡착 구역(253)의 압력이 상승하게 된다. 상기 제2흡착 구역(253)의 압력이 상승함에 따라 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)를 통해 유입된 실내 공기의 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. When oxygen is supplied to the
상기의 상태에서 상기 제2공기 배출부(292)를 열어 상기 제2흡착 구역(253)의 공기를 실외로 방출시킨다. 이때, 상기 제2흡착 구역(253)의 압력은 대기압으로 환원되며, 이에 따라 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)로부터 이산화탄소가 탈착되면서 공기와 함께 실외로 방출된다. In the above state, the
상기 제2흡착 구역(253)에서 이산화탄소가 탈착되면서 공기와 함께 실외로 방출되면, 도 4(a)와 같이 상기 제2산소 유입부(281)의 밸브를 닫고, 상기 제2산소 배출부(282)의 밸브를 열게 된다. When carbon dioxide is desorbed from the
동시에 상기 제1산소 유입부(261)의 밸브를 열고, 상기 제1산소 배출부(262)의 밸브를 닫아, 상기 고압 산소 저장소(221)에서 상기 제1산소 구역(242)으로 산소를 공급한다. At the same time, the valve of the
이와 같은 상태는 도 4(a)와 같은 상태로 다시 돌아온 것이며, 상술한 과정을 반복하면서 상기 제1구역(240)과 상기 제2구역(250)에서 이산화탄소가 제거될 수 있게 된다. This state returns to the state shown in FIG. 4(a), and carbon dioxide can be removed from the
상기와 같이 서로 다른 압력을 갖는 상기 고압 산소 저장소(221)와 상기 저압 산소 저장소(222)를 사용하면서, 상기 로드(232)를 통해 일체로 이동하는 상기 제1이동벽(241)과 상기 제2이동벽(251)을 사용하면, 하나의 이동벽(131)을 사용할 때보다 이산화탄소의 방출량이 증가하면서 사용되는 산소의 양을 줄일 수 있는 장점이 있다. As described above, while using the high-
또한, 상기 메인 실린더(230)의 한쪽 구역(상기 제1구역(140) 또는 상기 제2구역(150))에서는 이산화탄소를 흡착하고, 다른 한쪽 구역(상기 제2구역(150) 또는 상기 제1구역(140))에서는 이산화탄소의 탈착을 동시에 수행할 수 있게 된다. In addition, one section of the main cylinder 230 (the
본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 복수의 메인 실린더(230,230a)를 사용하면서 보조 실린더를 사용하여 에너지 효율을 더 증가시킬 수도 있다. The carbon dioxide removal apparatus according to an embodiment of the present invention may further increase energy efficiency by using an auxiliary cylinder while using the plurality of
도 6 및 도 7을 참조하면, 상기 제1구역(240)의 상기 제1산소 구역(242)의 단부에는 제1보조 실린더(245)가 구비될 수 있으며, 상기 제2구역(250)의 상기 제2산소 구역(252)의 단부에는 제2보조 실린더(255)가 구비될 수 있다. 6 and 7 , a first
상기 제1보조 실린더(245)와 상기 제2보조 실린더(255)가 구비되면, 상기 제1산소 출입구(260)는 상기 제1보조 실린더(245)에 구비될 수 있으며, 상기 제2산소 출입구(280)는 상기 제2보조 실린더(255)에 구비될 수 있다. When the first
상기 제1보조 실린더(245)에는 제1로드(247)를 통해 상기 제1이동벽(241)과 연결되는 제1보조 이동벽(246)이 구비될 수 있으며, 상기 제2보조 실린더(255)에는 제2로드(257)를 통해 상기 제2이동벽(251)과 연결되는 제2보조 이동벽(256)이 구비될 수 있다. A first
상기 제1이동벽(241), 상기 제1보조 이동벽(246), 상기 제2이동벽(251), 상기 제2보조 이동벽(256)은 상기 제1로드(247), 상기 로드(232), 상기 제2로드(257)를 통해 서로 연결됨에 따라 상기 제1이동벽(241), 상기 제1보조 이동벽(246), 상기 제2이동벽(251), 상기 제2보조 이동벽(256)은 일체로 움직일 수 있게 된다. The first moving
즉, 상기 제1이동벽(241), 상기 제1보조 이동벽(246), 상기 제2이동벽(251), 상기 제2보조 이동벽(256)은 동일한 방향으로 동시에 움직이게 된다. 여기서, 상기 제1보조 실린더(245)와 상기 제2보조 실린더(255)의 직경은 상기 메인 실린더(230)의 직경보다 작을 수 있다. That is, the first moving
상기 메인 실린더(230)는 복수 개가 구비되면서 병렬로 연결될 수 있다. 복수 개의 메인 실린더(230,230a)에 구비된 제1이동벽(241,241a)과 제2이동벽(251,251a)을, 상기 제1보조 실린더(245)와 상기 제2보조 실린더(255)에 공급되는 산소의 압력으로 이동시키기 위해 상기 제1보조 실린더(245)와 상기 제2보조 실린더(255)의 직경은 상기 메인 실린더(230)의 직경보다 작은 것이 바람직하다. A plurality of the
구체적으로, 직경이 작아져서 실린더의 부피가 작을 수록 적은 양의 산소로 높은 압력을 발생시킬 수 있기 때문에, 상기 제1보조 실린더(245)와 상기 제2보조 실린더(255)의 직경은 상기 메인 실린더(230)의 직경보다 작은 것이 바람직하다. Specifically, the diameter of the first
본 발명의 실시 예에 따른 상기 메인 실린더(230)는 복수 개가 구비되면서 병렬로 연결될 수 있으며, 제1연결부(233)와 제2연결부(234)를 포함할 수 있다. 이하의 설명에서는 하나의 메인 실린더(230)와 다른 하나의 메인 실린더(230a)가 병렬로 연결된 것을 중심으로 설명한다. 다만, 이에 한정되는 것은 아니며, 메인 실린더의 개수는 2개 이상이 병렬로 연결될 수도 있다. A plurality of the
하나의 메인 실린더(230)와 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 구성은 동일할 수 있으며, 상기 제1보조 실린더(245) 및 상기 제2보조 실린더(255)가 구비되어 있는지 여부와, 상기 제1산소 출입구(260) 및 상기 제2산소 출입구(280)가 구비되어 있는지 여부만 다를 수 있다. The configuration of one
상기 제1연결부(233)는 하나의 메인 실린더(230)의 상기 제1산소 구역(242)과 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제1산소 구역(242a)을 연결하는 것이며, 상기 제2연결부(234)는 하나의 메인 실린더(230)의 상기 제2산소 구역(252)과 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제2산소 구역(252a)을 연결하는 것이다. The
도 6을 참조하면, 하나의 메인 실린더(230)에는 상기 제1보조 실린더(245)와 상기 제2보조 실린더(255)가 연결되어 있으며, 상기 제1보조 실린더(245)에는 상기 제1산소 출입구(260)가 구비되어 있으며, 상기 제2보조 실린더(255)에는 상기 제2산소 출입구(280)가 구비되어 있다. 하나의 상기 메인 실린더(230)에는 상기 제1공기 출입구(270)와 상기 제2공기 출입구(290)도 형성되어 있다. Referring to FIG. 6 , the first
상기 제1산소 출입구(260)는 상기 산소 저장소(220)와 연결되면서 상기 제1산소 구역(242)으로 산소를 유입시킬 수 있는 상기 제1산소 유입부(261)와 실내와 연결되어 있는 제1산소 배출부(262)를 포함할 수 있다. 상기 제2산소 출입구(280)는 상기 산소 저장소(220)와 연결되면서 상기 제2산소 구역(252)으로 산소를 유입시킬 수 있는 상기 제2산소 유입부(281)와 실내와 연결되어 있는 제2산소 배출부(282)를 포함할 수 있다. The
하나의 메인 실린더(230)에는 상기 제1공기 출입구(270)와 상기 제2공기 출입구(290)가 구비되어 있다. 상기 제1공기 출입구(270)는 실내와 연결되는 상기 제1공기 유입부(271)와 실외와 연결되는 상기 제1공기 배출부(272)를 포함하며, 상기 제2공기 출입구(290)는 실내와 연결되는 상기 제2공기 유입부(291)와 실외와 연결되는 상기 제2공기 배출부(292)를 포함할 수 있다. One
상기 산소 저장소(220)로부터 상기 제1산소 구역(242)과 상기 제2산소 구역(252)으로 산소가 공급되면서 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)와 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)를 통해 이산화탄소를 배출할 수 있게 된다. As oxygen is supplied from the
다른 하나의 메인 실린더(230a)는 상기 제1산소 출입구(260)와 상기 제2산소 출입구(280) 대신 상기 제1연결부(233)와 상기 제2연결부(234)가 연결될 수 있다. 다른 하나의 메인 실린더(230a)는 상기 제1연결부(233)와 상기 제2연결부(234)를 통해 제1산소 구역(242a)과 제2산소 구역(252a)으로 산소가 공급될 수 있으며, 상기 제1연결부(233)와 상기 제2연결부(234)를 통해 제1산소 구역(242a)과 제2산소 구역(252a)의 산소가 배출될 수 있다. In the other
다른 하나의 메인 실린더(230a)에는 제1공기 유입부(271a)와 제1공기 배출부(272a)를 포함하는 제1공기 출입구(270a)와, 제2공기 유입부(291a)와 제2공기 배출부(292a)를 포함하는제2공기 출입구(290a)가 구비될 수 있다. The other
구체적인 작동 방법을 살펴보면 다음과 같다. 하나의 상기 메인 실린더(230)에 구비된 제1이동벽(241) 및 제2이동벽(251)과 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)에 구비된 제1이동벽(241a) 및 제2이동벽(251a)으로 인해 형성된 4개의 산소 구역은, 모두 동일 압력을 갖는 평형 상태에 놓이게 되므로 외부의 힘이 작용하지 않으면 이동되지 않을 수 있다. The detailed operation method is as follows. The first moving
하나의 상기 메인 실린더(230)에 구비된 제1이동벽(241) 및 제2이동벽(251)과 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)에 구비된 제1이동벽(241a) 및 제2이동벽(251a)의 이동은 상기 제1보조 이동벽(246)과 상기 제2보조 이동벽(256)을 통해 진행될 수 있다. The first moving
도 6을 참조하면, 상기 제1산소 유입부(261)의 밸브를 열어 상기 제1보조 실린더(245)에 산소를 공급하면, 상기 제1보조 이동벽(246)이 상기 제1흡착 구역(243) 방향으로 이동하게 된다. 상기 제1보조 이동벽(246)이 이동하게 됨에 따라 상기 제1이동벽(241)도 상기 제1흡착 구역(243) 방향으로 이동하게 된다.Referring to FIG. 6 , when the valve of the
상기 제1이동벽(241)이 이동함에 따라 상기 제2이동벽(251)도 상기 제2산소 구역(252) 방향으로 이동하게 되면서, 상기 제2보조 이동벽(256)도 함께 이동하게 된다. 이때, 상기 제2산소 배출부(282)에 구비된 밸브가 열리면서, 상기 제2보조 실린더(255)의 산소가 실내로 배출될 수 있다. As the first moving
도 7을 참조하면, 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1흡착 구역(243) 방향으로 이동함에 따라, 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)의 제1이동벽(241a)은 제1산소 구역(242a) 방향으로 이동하게 된다. Referring to FIG. 7 , as the first moving
구체적으로, 상기 제1연결부(233)를 통해 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제1산소 구역(242a)에서 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제1산소 구역(242)으로 산소가 이동되면서 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)의 제1이동벽(241a)은 제1산소 구역(242a) 방향으로 이동하게 된다. Specifically, oxygen moves from the
이와 동시에, 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2산소 구역(252) 방향으로 이동함에 따라, 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제2이동벽(251a)은 제2흡착 구역(253a) 방향으로 이동하게 된다. At the same time, as the second moving
구체적으로, 상기 제2연결부(234)를 통해 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제2산소 구역(252)에서 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제2산소 구역(252a)으로 산소가 이동되면서 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제2이동벽(251a)은 제2흡착 구역(253a) 방향으로 이동하게 된다. Specifically, oxygen moves from the
제2이동벽(251a)이 제2흡착 구역(253a)으로 이동함에 따라 제2흡착 구역(253a)의 압력이 높아지면서 제2이산화탄소 흡착제(254a)를 통해 실내 중의 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. 이후 제2공기 배출부(292a)를 열면서 이산화탄소를 탈착시켜 외부로 배출할 수 있게 된다. As the second moving
또한, 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1흡착 구역(243)으로 이동함에 따라 상기 제1흡착 구역(243)의 압력이 높아지면서 상기 제1이산화탄소 흡착제(244)를 통해 실내 공기 중의 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. 이후, 상기 제1공기 배출부(272)를 열면서 이산화탄소를 탈착시켜 외부로 배출할 수 있게 된다. In addition, as the first moving
이후, 상기 제1산소 유입부(261)의 밸브를 닫으면서 상기 제1산소 배출부(262)의 밸브를 열고, 상기 제2산소 유입부(281)의 밸브를 열면서 상기 제2보조 실린더(255)에 산소를 공급한다. Thereafter, the second auxiliary cylinder ( 255) to supply oxygen.
상기 제2보조 실린더(255)에 산소가 공급됨에 따라 상기 제2보조 이동벽(256)이 상기 제2흡착 구역(253) 방향으로 이동하게 되면서 상기 제2이동벽(251)도 상기 제2흡착 구역(253) 방향으로 이동하게 된다. As oxygen is supplied to the second
상기 제2이동벽(251)이 이동함에 따라 상기 제1이동벽(241)도 상기 제1산소 구역(242) 방향으로 이동하게 되면서, 상기 제1보조 이동벽(246)도 함께 이동하게 된다. 이때, 상기 제1산소 배출부(262)에 구비된 밸브가 열리면서, 상기 제1보조 실린더(245)의 산소가 실내로 배출될 수 있다. As the second moving
하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2흡착 구역(253) 방향으로 이동함에 따라, 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)의 제2이동벽(251a)은 제2산소 구역(252a) 방향으로 이동하게 된다. As the second moving
구체적으로, 상기 제2연결부(234)를 통해 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)의 제2산소 구역(252a)에서 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제2산소 구역(252)으로 산소가 이동되면서 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제2이동벽(251a)은 제2산소 구역(252a) 방향으로 이동하게 된다. Specifically, oxygen flows from the
이와 동시에, 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제1이동벽(241)이 상기 제1산소 구역(242) 방향으로 이동함에 따라, 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제1이동벽(241a)은 제1흡착 구역(243a) 방향으로 이동하게 된다. At the same time, as the first moving
구체적으로, 상기 제1연결부(233)를 통해 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제1산소 구역(242)에서 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제1산소 구역(242a)으로 산소가 이동되면서 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제1이동벽(241a)은 제1흡착 구역(243a) 방향으로 이동하게 된다. Specifically, oxygen moves from the
제1이동벽(241a)이 제1흡착 구역(243a)으로 이동함에 따라 제1흡착 구역(243a)의 압력이 높아지면서 제1이산화탄소 흡착제(244a)를 통해 실내 중의 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. 이후 제1공기 배출부(272a)를 열면서 이산화탄소를 탈착시켜 외부로 배출할 수 있게 된다. As the first moving
또한, 상기 제2이동벽(251)이 상기 제2흡착 구역(253)으로 이동함에 따라 상기 제2흡착 구역(253)의 압력이 높아지면서 상기 제2이산화탄소 흡착제(254)를 통해 실내 공기 중의 이산화탄소를 흡착할 수 있게 된다. 이후, 상기 제2공기 배출부(292)를 열면서 이산화탄소를 탈착시켜 외부로 배출할 수 있게 된다. In addition, as the second moving
이와 같은 방법으로 하나의 사이클이 완성될 수 있으며, 상기의 사이클이 반복되면서 이산화탄소를 배출할 수 있게 된다. In this way, one cycle can be completed, and carbon dioxide can be discharged while the cycle is repeated.
상술한 설명에서는 상기 제1이동벽(241), 상기 제1보조 이동벽(246), 상기 제2이동벽(251), 상기 제2보조 이동벽(256)은 상기 제1로드(247), 상기 로드(232), 상기 제2로드(257)를 통해 서로 연결됨에 따라 상기 제1이동벽(241), 상기 제1보조 이동벽(246), 상기 제2이동벽(251), 상기 제2보조 이동벽(256)은 일체로 움직일 수 있다. In the above description, the first moving
상기와 같이 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제1이동벽(241)과 다른 하나의 상기 메인 실린더(230a)의 제1이동벽(241a)의 이동 방향은 서로 반대가 되며, 하나의 상기 메인 실린더(230)의 상기 제2이동벽(251)과 다른 하나의 메인 실린더(230a)의 제2이동벽(251a)의 이동 방향은 서로 반대가 될 수 있다. As described above, the moving directions of the first moving
이와 같이 메인 실린더를 복수 개 구비하면, 이산화탄소의 방출 횟수를 늘릴 수 있으며(메인 실린더 하나에 2회씩 증가), 이를 통해 산소의 소모량을 감소시키면서 이산화탄소의 배출량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. When a plurality of main cylinders are provided as described above, the number of carbon dioxide emissions can be increased (increased twice per one main cylinder), thereby reducing oxygen consumption and increasing carbon dioxide emissions.
도 6 및 도 7에는 상기 제1산소 배출부(262)와 상기 제2산소 배출부(282)는 실내와 연결되어 있는 것으로 설명하였으나, 이에 한정되는 것은 아니다. 상기 제1산소 배출부(262)와 상기 제2산소 배출부(282)는 저압 산소 저장소(222)에 연결될 수 있으며, 상기 제1산소 유입부(261)와 상기 제2산소 유입부(281)는 고압 산소 저장소(221)에 연결될 수도 있다. 6 and 7, the first
상술한 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 다음과 같은 효과가 있다. The carbon dioxide removal apparatus according to the embodiment of the present invention described above has the following effects.
본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 물을 전기 분해할 수 있는 전기 분해부에서 생성된 산소를 실내 공기의 압축에 사용하여 이산화탄소의 흡착력을 향상시킬 수 있으며, 산소의 압력을 조절하여 이산화탄소를 탈착시켜 실외 공간으로 이산화탄소를 방출할 수 있는 장점이 있다. The carbon dioxide removal device according to an embodiment of the present invention can improve the adsorption power of carbon dioxide by using oxygen generated by the electrolysis unit capable of electrolyzing water to compress indoor air, and control the pressure of oxygen to remove carbon dioxide. It has the advantage of being able to release carbon dioxide into the outdoor space by desorption.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 전기 분해부에서 생성된 수소를 전기 방전부로 전기 방전시켜 형성된 생성물을 통해 실내 공기를 탈취, 살균, 미세먼지 제거, 제연시킴에 따라 실내 공기를 정화시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the carbon dioxide removal device according to an embodiment of the present invention deodorizes, sterilizes, removes fine dust, and smokes indoor air through a product formed by electrically discharging hydrogen generated in the electrolysis unit to the electric discharge unit, thereby removing indoor air. It has the advantage of being able to purify it.
이와 함께, 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는, 고정벽을 통해 메인 실린더를 구획하면서 로드를 통해 제1이동벽과 제2이동벽을 연결하여 제1구역과 제2구역에서 이산화탄소를 배출할 수 있는 것이다. In addition, the carbon dioxide removal apparatus according to an embodiment of the present invention discharges carbon dioxide from the first and second zones by connecting the first and second movable walls through a rod while partitioning the main cylinder through the fixed wall. it can be done
본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 메인 실린더의 한쪽 구역(제1구역 또는 제2구여)에서는 이산화탄소를 흡착하고, 다른 한쪽 구역(제2구역 또는 제1구역)에서는 이산화탄소의 탈착을 동시에 수행할 수 있는 장점이 있다. The carbon dioxide removal device according to an embodiment of the present invention adsorbs carbon dioxide in one section (first section or second section) of the main cylinder, and simultaneously performs desorption of carbon dioxide in the other section (second section or first section) There are advantages to doing.
이와 동시에 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 고압 산소 저장소와 저압 산소 저장소를 사용하여 산소를 공급하거나 산소를 저장함에 따라 산소의 소모량을 줄이면서 이산화탄소의 배출량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. At the same time, the carbon dioxide removal apparatus according to an embodiment of the present invention has the advantage of reducing the consumption of oxygen and increasing the emission of carbon dioxide by supplying oxygen or storing oxygen using the high-pressure oxygen storage and the low-pressure oxygen storage.
또한, 본 발명의 실시 예에 따른 이산화탄소 제거 장치는 제1보조 실린더와 제2보조 실린더를 사용하면서 복수 개의 메인 실린더를 사용함에 따라 산소의 소모량을 줄이면서 이산화탄소의 배출량을 증가시킬 수 있는 장점이 있다. In addition, the carbon dioxide removal apparatus according to an embodiment of the present invention has an advantage in that it is possible to increase the emission of carbon dioxide while reducing the consumption of oxygen by using a plurality of main cylinders while using the first and second auxiliary cylinders. .
이와 같이 본 발명은 도면에 도시된 일 실시예를 참고로 하여 설명하였으나, 이는 예시적인 것에 불과하며 당해 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이로부터 다양한 변형 및 실시예의 변형이 가능하다는 점을 이해할 것이다. 따라서 본 발명의 진정한 기술적 보호 범위는 첨부된 특허청구범위의 기술적 사상에 의하여 정해져야 할 것이다.As described above, the present invention has been described with reference to one embodiment shown in the drawings, but it will be understood by those skilled in the art that various modifications and variations of the embodiments are possible therefrom. . Therefore, the true technical protection scope of the present invention should be determined by the technical spirit of the appended claims.
110...전기 분해부 111...전기 방전부
120...산소 저장소 130...메인 실린더
131...이동벽 132...걸림부
140...산소 구역 150...흡착 구역
151...이산화탄소 흡착제 160...산소 출입구
161...산소 유입부 162...산소 배출부
170...공기 출입구 171...공기 유입부
172...공기 배출부 210...전기 분해부
220...산소 저장소 221...고압 산소 저장소
222...저압 산소 저장소 230...메인 실린더
231...고정벽 232...로드
233...제1연결부 234...제2연결부
240...제1구역 241...제1이동벽
242...제1산소 구역 243...제1흡착 구역
244...제1이산화탄소 흡착제 245...제1보조 실린더
246...제1보조 이동벽 247...제1로드
250...제2구역 251...제2이동벽
252...제2산소 구역 253...제2흡착 구역
254...제2이산화탄소 흡착제 255...제2보조 실린더
256...제2보조 이동벽 257...제2로드
260...제1산소 출입구 261...제1산소 유입부
262...제1산소 배출부 270...제1공기 출입구
271...제1공기 유입부 272...제1공기 배출부
280...제2산소 출입구 281...제2산소 유입부
282...제2산소 배출부 290...제2공기 출입구
291...제2공기 유입부 292...제2공기 배출부110...
120...
131...moving
140...
151...
161...
170...
172...Air outlet 210...Electrolysis
220...
222...low
231...Fixed
233...
240...
242...
244...first
246...first
250...
252...
254...Second
256...Second
260...
262...
271...
280...
282...
291...
Claims (15)
산소를 저장하는 산소 저장소;
내부에 구비된 이동벽에 의해 산소 구역과 흡착 구역으로 구획되는 메인 실린더;
상기 메인 실린더의 상기 흡착 구역에 구비되는 이산화탄소 흡착제;
상기 산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 산소 구역으로 유입시키거나, 상기 산소 구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 산소 출입구;
상기 흡착 구역에 구비되며, 상기 흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 공기 출입구;를 포함하며,
상기 산소 저장소에서 상기 산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 산소 구역의 압력이 증가하여 상기 이동벽이 흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하며,
물을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기 분해부를 더 포함하며,
상기 산소 저장소는 상기 전기 분해부에서 발생된 산소를 저장하며,
상기 전기 분해부에서 발생된 수소가 공급되는 전기 방전부를 더 포함하며,
상기 전기 방전부는, 수소를 전기 방전시킨 생성물을 통해 공기를 정화하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.In the device capable of removing carbon dioxide,
oxygen storage to store oxygen;
a main cylinder divided into an oxygen zone and an adsorption zone by a moving wall provided therein;
a carbon dioxide adsorbent provided in the adsorption zone of the main cylinder;
an oxygen inlet provided in the oxygen zone and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the oxygen zone or discharging oxygen introduced into the oxygen zone;
It is provided in the adsorption zone, and an air inlet capable of introducing air containing carbon dioxide into the adsorption zone or discharging the air introduced into the adsorption zone; includes;
As oxygen flows from the oxygen reservoir into the oxygen zone, the pressure in the oxygen zone increases and the moving wall moves in the direction of the adsorption zone to increase the pressure in the adsorption zone, whereby carbon dioxide in the air in the adsorption zone is released. to be adsorbed to the carbon dioxide adsorbent,
It further includes an electrolysis unit that electrolyzes water to generate oxygen and hydrogen,
The oxygen storage stores the oxygen generated in the electrolysis unit,
Further comprising an electric discharge unit to which hydrogen generated in the electrolysis unit is supplied,
The electric discharge unit, carbon dioxide removal device, characterized in that for purifying the air through a product obtained by electric discharge of hydrogen.
상기 산소 출입구는, 상기 산소 저장소와 연결되는 산소 유입부와, 실내와 연결되는 산소 배출부를 포함하며,
상기 공기 출입구는, 실내와 연결되는 공기 유입부와, 실외와 연결되는 공기 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.According to claim 1,
The oxygen inlet includes an oxygen inlet connected to the oxygen storage and an oxygen outlet connected to the room,
The air inlet, carbon dioxide removal device, characterized in that it comprises an air inlet connected to the room and the air outlet connected to the outdoor.
상기 이산화탄소 흡착제는, 지오라이트, 분자체(molecular sieve), 활성탄(activated carbon), 알루미나, 실리카겔, 다공성 흡착제 중 어느 하나로 이루어지는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.According to claim 1,
The carbon dioxide adsorbent, geolite, molecular sieve (molecular sieve), activated carbon (activated carbon), alumina, silica gel, carbon dioxide removal device, characterized in that consisting of any one of a porous adsorbent.
상기 산소 저장소는, 1기압 내지 100기압 또는 1기압 내지 20기압으로 산소를 저장하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.According to claim 1,
The oxygen storage, carbon dioxide removal device, characterized in that for storing oxygen at 1 atm to 100 atm or 1 atm to 20 atm.
산소를 저장하는 산소 저장소;
내부에 구비된 고정벽에 의해 제1구역과 제2구역으로 구획되는 메인 실린더;를 포함하며,
상기 제1구역은, 상기 제1구역에 구비된 제1이동벽에 의해 제1산소 구역과 제1흡착 구역으로 구획되고, 상기 제2구역은, 상기 제2구역에 구비된 제2이동벽에 의해 제2산소 구역과 제2흡착 구역으로 구획되며,
상기 메인 실린더의 상기 제1흡착 구역에 구비되는 제1이산화탄소 흡착제;
상기 메인 실린더의 상기 제2흡착 구역에 구비되는 제2이산화탄소 흡착제;
상기 제1구역의 상기 제1산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 제1구역으로 유입시키거나, 상기 제1구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 제1산소 출입구;
상기 제1구역의 상기 제1흡착 구역에 구비되며, 상기 제1흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 제1흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 제1공기 출입구;
상기 제2구역의 상기 제2산소 구역에 구비되며, 상기 산소 저장소에 저장된 산소를 상기 제2구역으로 유입시키거나, 상기 제2구역에 유입된 산소를 배출할 수 있는 제2산소 출입구;
상기 제2구역의 상기 제2흡착 구역에 구비되며, 상기 제2흡착 구역으로 이산화탄소를 포함하는 공기를 유입시키거나, 상기 제2흡착 구역에 유입된 공기를 배출할 수 있는 제2공기 출입구;
상기 고정벽을 관통하면서 상기 제1이동벽과 상기 제2이동벽을 연결하는 로드;를 포함하며,
상기 산소 저장소에서 상기 제1산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 제1산소 구역의 압력이 증가하여 상기 제1이동벽이 제1흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 제1흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제1흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 제1이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하며,
상기 산소 저장소에서 상기 제2산소 구역으로 산소가 유입됨에 따라 상기 제2산소 구역의 압력이 증가하여 상기 제2이동벽이 제2흡착 구역 방향으로 이동하여, 상기 제2흡착 구역의 압력을 증가시킴으로써, 상기 제2흡착 구역 내에서 공기 중의 이산화탄소가 상기 제2이산화탄소 흡착제에 흡착되도록 하며,
상기 산소 저장소는, 고압 산소 저장소와 상기 고압 산소 저장소에 보다 낮은 압력으로 유지되는 저압 산소 저장소를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치. In the device capable of removing carbon dioxide,
oxygen storage to store oxygen;
It includes; a main cylinder divided into a first zone and a second zone by a fixed wall provided therein;
The first zone is divided into a first oxygen zone and a first adsorption zone by a first movable wall provided in the first zone, and the second zone is located on a second movable wall provided in the second zone. divided into a second oxygen zone and a second adsorption zone by
a first carbon dioxide adsorbent provided in the first adsorption zone of the main cylinder;
a second carbon dioxide adsorbent provided in the second adsorption section of the main cylinder;
a first oxygen inlet provided in the first oxygen section of the first section and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the first section or discharging oxygen introduced into the first section;
a first air inlet that is provided in the first adsorption zone of the first zone and is capable of introducing air containing carbon dioxide into the first adsorption zone or discharging the air introduced into the first adsorption zone;
a second oxygen inlet provided in the second oxygen section of the second section and capable of introducing oxygen stored in the oxygen storage into the second section or discharging oxygen introduced into the second section;
a second air inlet provided in the second adsorption section of the second section and capable of introducing air containing carbon dioxide into the second adsorption section or discharging the air introduced into the second adsorption section;
and a rod connecting the first movable wall and the second movable wall while penetrating the fixed wall.
As oxygen flows from the oxygen reservoir into the first oxygen zone, the pressure in the first oxygen zone increases, so that the first moving wall moves in the direction of the first adsorption zone, thereby increasing the pressure of the first adsorption zone , so that carbon dioxide in the air is adsorbed to the first carbon dioxide adsorbent in the first adsorption zone,
As oxygen flows from the oxygen reservoir into the second oxygen zone, the pressure in the second oxygen zone increases so that the second moving wall moves in the direction of the second adsorption zone, thereby increasing the pressure in the second adsorption zone , so that carbon dioxide in the air is adsorbed to the second carbon dioxide adsorbent in the second adsorption zone,
wherein the oxygen reservoir comprises a high-pressure oxygen reservoir and a low-pressure oxygen reservoir maintained at a lower pressure in the hyperbaric oxygen reservoir.
물을 전기 분해하여 산소와 수소를 발생시키는 전기 분해부를 더 포함하며,
상기 산소 저장소는 상기 전기 분해부에서 발생된 산소를 저장하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치. 8. The method of claim 7,
It further includes an electrolysis unit that electrolyzes water to generate oxygen and hydrogen,
The oxygen storage is a carbon dioxide removal device, characterized in that for storing the oxygen generated in the electrolysis unit.
상기 제1이동벽이 상기 제1흡착 구역 방향으로 이동할 때, 상기 로드에 의해 상기 제2이동벽은 상기 제2산소 구역 방향으로 이동하며,
상기 제2이동벽이 상기 제2흡착 구역 방향으로 이동할 때, 상기 로드에 의해 상기 제1이동벽은 상기 제1산소 구역 방향으로 이동하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치. 8. The method of claim 7,
When the first movable wall moves in the direction of the first adsorption zone, the second movable wall moves in the direction of the second oxygen zone by the rod;
When the second moving wall moves in the direction of the second adsorption zone, the carbon dioxide removal device characterized in that the first moving wall moves in the direction of the first oxygen zone by the rod.
상기 제1산소 출입구는, 상기 고압 산소 저장소와 연결되는 제1산소 유입부와, 상기 저압 산소 저장소와 연결되는 제1산소 배출부를 포함하고,
상기 제2산소 출입구는, 상기 고압 산소 저장소와 연결되는 제2산소 유입부와, 상기 저압 산소 저장소와 연결되는 제2산소 배출부를 포함하며,
상기 제1공기 출입구는, 실내와 연결되는 제1공기 유입부와, 실외와 연결되는 제1공기 배출부를 포함하고,
상기 제2공기 출입구는, 실내와 연결되는 제2공기 유입부와, 실외와 연결되는 제2공기 배출부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.8. The method of claim 7,
The first oxygen inlet includes a first oxygen inlet connected to the high-pressure oxygen storage and a first oxygen exhaust connected to the low-pressure oxygen storage,
The second oxygen inlet includes a second oxygen inlet connected to the high-pressure oxygen storage and a second oxygen exhaust connected to the low-pressure oxygen storage,
The first air inlet includes a first air inlet connected to the indoor and a first air outlet connected to the outdoor,
The second air outlet, carbon dioxide removal device, characterized in that it comprises a second air inlet connected to the indoor and a second air outlet connected to the outdoor.
상기 제1구역의 상기 제1산소 구역의 단부에 구비되는 제1보조 실린더와, 상기 제2구역의 상기 제2산소 구역의 단부에 구비되는 제2보조 실린더를 포함하며,
상기 제1산소 출입구는 상기 제1보조 실린더에 구비되고, 상기 제1보조 실린더에는 제1로드를 통해 상기 제1이동벽과 연결되는 제1보조 이동벽이 구비되며,
상기 제2산소 출입구는 상기 제2보조 실린더에 구비되고, 상기 제2보조 실린더에는 제2로드를 통해 상기 제2이동벽과 연결되는 제2보조 이동벽이 구비되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.8. The method of claim 7,
a first auxiliary cylinder provided at an end of the first oxygen section of the first section, and a second auxiliary cylinder provided at an end of the second oxygen section of the second section;
The first oxygen inlet is provided in the first auxiliary cylinder, and the first auxiliary cylinder is provided with a first auxiliary moving wall connected to the first moving wall through a first rod,
The second oxygen inlet is provided in the second auxiliary cylinder, the carbon dioxide removal device characterized in that the second auxiliary cylinder is provided with a second auxiliary moving wall connected to the second moving wall through a second rod.
상기 제1이동벽, 상기 제1보조 이동벽, 상기 제2이동벽, 상기 제2보조 이동벽은 일체로 움직이며,
상기 제1보조 실린더와 상기 제2보조 실린더의 직경은 상기 메인 실린더의 직경보다 작은 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.13. The method of claim 12,
The first movable wall, the first auxiliary movable wall, the second movable wall, and the second auxiliary movable wall move integrally,
The carbon dioxide removal device, characterized in that the diameter of the first auxiliary cylinder and the second auxiliary cylinder is smaller than the diameter of the main cylinder.
상기 메인 실린더는 복수 개가 구비되면서 병렬로 연결되는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.8. The method of claim 7,
The main cylinder is provided with a plurality of carbon dioxide removal device, characterized in that connected in parallel.
하나의 메인 실린더의 제1산소 구역과 다른 하나의 메인 실린더의 제1산소 구역을 연결하는 제1연결부와,
하나의 메인 실린더의 제2산소 구역과 다른 하나의 메인 실린더의 제2산소 구역을 연결하는 제2연결부를 포함하는 것을 특징으로 하는 이산화탄소 제거 장치.
15. The method of claim 14,
a first connecting portion connecting the first oxygen section of one main cylinder and the first oxygen section of the other main cylinder;
Carbon dioxide removal device comprising a second connection portion connecting the second oxygen section of one main cylinder and the second oxygen section of the other main cylinder.
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