KR102609493B1 - Headset type oxygen supply system using oxygen generator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산소발생기를 이용한 산소 공급 시스템을 개시한다. 이러한 본 발명은 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고루게 농축하는 에어포켓이 적용되는 산소 발생기를 포함하는 것이며, 이에 따라 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 함은 물론, 진공 펌프 가공시 발생하는 진동 소음이 산소 발생기 외부로 전달되는 것을 방지하고, 화재나 유독가스가 방출되는 긴급 상황 등에서 호흡 곤란 또는 질식을 효과적으로 방지하되, 평상시에도 언제든지 필요에 따라 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 한편, 용존 산소가 높은 산소수 음용이 이루어질 수 있는 것이다.The present invention discloses an oxygen supply system using an oxygen generator. The present invention includes an oxygen generator equipped with an air pocket that smoothly collects and evenly concentrates oxygen through at least one or more oxygen separation membranes in a vacuum suction state by a vacuum pump, and thus provides an oxygen generator to the user at any time. It not only ensures the supply of clean and fresh oxygen in an appropriate amount, but also prevents vibration noise generated during vacuum pump processing from being transmitted outside the oxygen generator, and effectively prevents breathing difficulties or suffocation in emergency situations such as fire or toxic gas emissions. However, even in normal times, it is possible to supply an appropriate amount of clean and fresh oxygen to the user at any time as needed, while drinking oxygenated water with high dissolved oxygen is possible.
Description
본 발명은 산소 발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고루게 농축할 수 있도록 하면서 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템에 관한 것이다. The present invention relates to an oxygen generator, and more specifically, to smoothly collect and evenly concentrate oxygen through at least one oxygen separation membrane under vacuum suction by a vacuum pump, while providing a clean and fresh appropriate amount to the user at any time. This relates to a headset-type oxygen supply system using an oxygen generator that enables oxygen supply.
일반적으로, 산소 호흡기는 원활한 산소를 공급받기 어려운 상황에서 산소를 효과적으로 공급해 주기 위한 용도로 주로 사용되며, 이는 대용량의 산소저장탱크 및 상기 산소저장탱크의 산소를 공급받아 흡입할 수 있도록 된 산소흡입몸체를 갖는 형태로 구현되어 있었다.In general, oxygen respirators are mainly used to effectively supply oxygen in situations where it is difficult to receive oxygen smoothly. It consists of a large-capacity oxygen storage tank and an oxygen intake body that can receive and inhale oxygen from the oxygen storage tank. It was implemented in a form with .
이같은 산소 호흡기는 병원에서 사용되기도 하고, 스쿠버 다이빙 등 수중 활동을 위한 용도로 사용되기도 하며, 화재 현장 등에서 화재 진압 및 구조 활동을 위한 용도로 사용되기도 한다. Such oxygen respirators are sometimes used in hospitals, for underwater activities such as scuba diving, and for fire suppression and rescue activities at fire sites.
한편, 화재 현장이나 유독가스 누출 현장에서는 산소의 원활한 공급과 함께 신속한 대피가 이루어져야 질식사 등의 인명 피해를 최소화할 수 있다. 특히, 화재 발생 현장에서 인명 피해가 발생되는 주요 원인이 화염에 의한 것이 아니라 유독가스나 연기에 의한 질식인 것으로 알려져 있다. 조사된 바에 따르면, 화재 발생 후 1분 경과시마다 생존율이 7~10%씩 감소하여, 생존율은 5분 경과 시 25%, 10분 경과 시 5% 미만 정도까지 떨어지게 된다.Meanwhile, at a fire site or toxic gas leak site, rapid evacuation along with a smooth supply of oxygen can be used to minimize human damage such as suffocation. In particular, it is known that the main cause of casualties at fire sites is not flames but suffocation due to toxic gases or smoke. According to research, the survival rate decreases by 7 to 10% every minute after a fire occurs, dropping to 25% after 5 minutes and less than 5% after 10 minutes.
이러한 재난 상황에서 휴대용으로 신속하게 깨끗한 공기(즉 산소)를 호흡할 수 있도록 하는 것은 매우 중요하다.In these disaster situations, it is very important to be able to breathe clean air (i.e. oxygen) quickly and portablely.
그러나, 종래의 산소 호흡기는 휴대가 어려운 관계로, 긴급 상황이 발생하거나 또는 평상시 산소를 공급받고자 할 때 그 사용이 어려웠다.However, since conventional oxygen respirators are difficult to carry, it is difficult to use them in emergency situations or when receiving oxygen on a daily basis.
즉, 공기중에 포함되는 먼지는 육안으로 확인이 가능한 10㎛ 이상의 먼지, 그리고 10㎛ 이하의 먼지 특히, 육안으로 확인이 어려운 2.5㎛ 이하의 초미세먼지(PM-2.5)가 존재하고, 현재 유행하는 전파력이 강한 코로나 바이러스가 공기중에 포함될 수 있는데, 상기와 같은 미세먼지 또는 바이러스는 인체의 호흡기를 통해 흡입되면서 건강을 위협하고 있는 실정이다. In other words, the dust contained in the air includes dust larger than 10㎛ that can be detected with the naked eye, and dust smaller than 10㎛, especially ultrafine dust (PM-2.5) smaller than 2.5㎛, which is difficult to detect with the naked eye. The highly contagious coronavirus may be contained in the air, and such fine dust or virus is inhaled through the human respiratory tract, threatening health.
이에, 종래에는 미세먼지 및/또는 바이러스의 침투를 방지하기 위한 수단으로서 다양한 형태와 구조를 지닌 마스크를 사용하고 있지만, 상기 마스크를 오래 착용하게 되면 산소 공급이 원활하지 못하면서 호흡 장애가 발생하는 문제가 있었다. 그러므로 마스크 착용의 생활화가 불가피한 최근 방역 상황에 있어서는 커다란 저해 요소로 작용하는 것이었다.Accordingly, in the past, masks with various shapes and structures have been used as a means to prevent the infiltration of fine dust and/or viruses, but when the masks are worn for a long time, there is a problem of breathing problems due to poor oxygen supply. . Therefore, in the recent quarantine situation where wearing a mask has become an inevitable habit, it has served as a major hindering factor.
이에 종래에는 마스크에 압축 또는 액화된 산소 또는 공기가 수용되는 탱크를 결합시키거나 또는 산소 발생제를 적용하면서 산소 공급이 이루어지도록 하였으며, 상기 산소 발생제의 경우에는 사람의 날숨 속에 포함된 이산화탄소와 반응하여 산소를 발생시키는 물질로서 초과산화칼륨(KO2)을 촉매인 이산화망간(MnO2)과 조합한 물질로 이루어지는 것이다.Accordingly, in the past, oxygen was supplied by combining a tank containing compressed or liquefied oxygen or air with the mask, or by applying an oxygen generator. In the case of the oxygen generator, it reacts with carbon dioxide contained in the person's exhaled breath. As a material that generates oxygen, it is made of a material that combines potassium superoxide (KO 2 ) with manganese dioxide (MnO 2 ) as a catalyst.
그러나, 상기와 같은 탱크 또는 상기 산소발생제는 주기적인 교체를 필요로 하는 것으로, 그 사용이 극히 제한적일 수 밖에 없는 것이다. 즉, 긴급 상황에서 상기와 같은 탱크 또는 산소 발생제는 그 사용이 제한적일 수 밖에 없고, 평상시에도 그 사용이 제한적이면서 탱크 또는 산소 발생제를 수시로 교체해야 하는 불편함이 있었다.However, such a tank or the oxygen generator requires periodic replacement, so its use is inevitably limited. In other words, in emergency situations, the use of the tank or oxygen generator as described above is bound to be limited, and in normal times, the use is limited and there is the inconvenience of having to frequently replace the tank or oxygen generator.
등록특허공보 제10-1340583호(공고일 2013.12.12.)Registered Patent Publication No. 10-1340583 (announcement date 2013.12.12.)
등록특허공보 제10-2091547호(공고일 2020.03.20.)Registered Patent Publication No. 10-2091547 (announcement date 2020.03.20.)
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공개특허공보 제10-2021-0037768호(공개일 2021.04.07.)Public Patent Publication No. 10-2021-0037768 (publication date 2021.04.07.)
본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고르게 농축하도록 구성한 것이며, 이를 통해 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 산소발생기를 제공하려는 것이다.The problem to be solved by the present invention is to smoothly collect and evenly concentrate oxygen through at least one oxygen separation membrane under vacuum suction by a vacuum pump, thereby supplying an appropriate amount of clean and fresh oxygen to the user at any time. The goal is to provide an oxygen generator that makes this possible.
본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 에어포켓을 통해 진공 펌프 가공시 발생하는 진동 소음이 산소 발생기 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하는 산소발생기를 제공하려는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an oxygen generator that prevents vibration noise generated during vacuum pump processing from being transmitted to the outside of the oxygen generator through air pockets.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 산소발생기에 산소 공급용 착용부재를 연결하면서, 화재나 유독가스가 방출되는 긴급 상황 등에서 호흡 곤란 또는 질식을 효과적으로 방지하는 한편, 평상시에도 언제든지 필요에 따라 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 산소 공급 시스템을 제공하려는 것이다.Another problem that the present invention aims to solve is to effectively prevent breathing difficulties or suffocation in emergency situations such as fires or toxic gases by connecting a wearing member for supplying oxygen to an oxygen generator, while also allowing the user to use it at any time as needed even in normal times. The goal is to provide an oxygen supply system that enables the supply of clean, fresh, and appropriate amounts of oxygen to people.
본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 산소 발생기를 정수 장치에 연결하여 사용함으로서, 용존 산소가 높은 산소수 음용이 이루어질 수 있도록 하는 산소 공급 시스템을 제공하려는 것이다.Another problem to be solved by the present invention is to provide an oxygen supply system that allows drinking oxygenated water with high dissolved oxygen by connecting an oxygen generator to a water purification device.
본 발명의 과제 해결수단인 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템은, 산소 토출구가 외부로 인출되는 하우징; 상기 하우징내에 형성되고, 내장 또는 외장 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 외부 공기 유입을 위해 가동되는 에어 공급팬; 상기 하우징내에서 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이루도록 형성되며, 진공 흡입 상태에서 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 외부 공기로부터 산소를 농축 포집하는 필터부재; 상기 하우징내에 형성되어 진공 흡입 압력을 제공하는 것으로 상기 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 상기 필터부재에 의해 농축 포집된 산소를 상기 산소 토출구를 통해 토출시키는 진공펌프; 로 이루어지고, 상기 필터부재는 다시, 내측 주연을 따라 돌출되는 링형의 안착턱과 결합구가 형성되는 필터 케이스; 링형을 이루는 상기 안착턱에 가장자리부위가 안착되는 것으로, 접촉영역인 다수의 접촉돌기, 그리고 상기 접촉돌기들 사이에 비접촉영역인 포집 유로가 형성되는 막 고정 플레이트; 상기 막 고정 플레이트의 일면과 타면을 덮으면서 접촉영역인 상기 접촉돌기에 접촉되어 상기 포집유로를 밀폐시키는 것으로, 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 공기 중에 함유되어 있는 투과성이 낮은 질소는 흡착하여 분리하고, 상기 포집유로에 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키는 폴리머 막; 및, 상기 필터 케이스에 형성되는 상기 결합구측에 결합되면서 상기 진공펌프와 연결되는 것으로, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 상기 진공펌프로 이송되도록 가이드하는 이송부재; 로 구성되는 것이며, 상기 막 고정 플레이트에는, 다수를 이루는 상기 접촉돌기의 사이에 각각 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하되, 상기 폴리머 막의 접촉부분에서 상기 폴리머 막의 접촉부분을 압박하여 상기 폴리머 막의 밀림을 잡아주는 제 1 가이드 유로가 형성되는 산소 발생기;를 포함하는 것으로서, 상기 산소 발생기에 연결되어 사용자의 호흡기로 산소를 공급하는 착용부재; 를 더 포함하며, 상기 착용부재는 상기 산소 발생기에 포함되는 상기 하우징으로부터 인출되는 상기 산소 토출구에 연결되는 것을 특징으로 한다. A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, which is a means of solving the problem of the present invention, includes a housing through which an oxygen discharge port is brought out to the outside; an air supply fan formed within the housing, supplied with driving power from an internal or external battery, and operated to introduce external air; At least one filter member is formed to form a stacked structure within the housing and concentrates and collects oxygen from external air introduced by the air supply fan in a vacuum suction state; A vacuum pump formed in the housing to provide vacuum suction pressure, receives driving power from the battery, and discharges oxygen concentrated and collected by the filter member through the oxygen discharge port; It consists of a filter case, wherein the filter member again has a ring-shaped seating protrusion protruding along the inner periphery and a coupling port is formed; A membrane fixing plate whose edge is seated on the ring-shaped seating protrusion, has a plurality of contact protrusions as a contact area, and a collection flow path as a non-contact area is formed between the contact protrusions; By covering one side and the other side of the membrane fixing plate and contacting the contact protrusion, which is a contact area, to seal the collection flow path, nitrogen with low permeability contained in the air introduced by the air supply fan is adsorbed and separated. , a polymer membrane that concentrates and transmits highly permeable oxygen to the collection flow path; And, a transfer member that is coupled to the coupler formed in the filter case and connected to the vacuum pump, and guides the oxygen concentrated and collected in the collection passage to be transferred to the vacuum pump by vacuum suction pressure; It is composed of a membrane fixing plate that forms a penetrating structure between the plurality of contact protrusions and guides the movement of oxygen concentrated and collected in the collection passage by being in non-contact with the polymer membrane, but contacting the polymer membrane. An oxygen generator in which a first guide passage is formed that presses the contact portion of the polymer membrane to prevent the polymer membrane from being pushed, comprising: a wearing member connected to the oxygen generator to supply oxygen to the user's respiratory tract; It further includes, wherein the wearing member is connected to the oxygen discharge port drawn out from the housing included in the oxygen generator.
또한, 상기 하우징에는 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프의 가동에 따른 진동이 상기 하우징의 외부로 전달되는 것을 방지하도록 상기 진동을 흡수하는 적어도 하나 또는 하나 이상의 에어포켓이 형성되는 것이다.In addition, at least one or more air pockets are formed in the housing to absorb vibration caused by the operation of the vacuum pump that applies vacuum suction pressure to prevent the vibration from being transmitted to the outside of the housing.
또한, 상기 필터 케이스의 일측 모서리 부위에는 상기 결합구를 형성하고, 상기 필터 케이스의 타측 모서리 부위에는 상기 필터 케이스가 적어도 하나 이상 적층시 그 적층 상태를 고정하는 결합돌기가 돌출 형성되는 것이다.In addition, the coupling hole is formed on one edge of the filter case, and a coupling protrusion is formed protruding on the other edge of the filter case to fix the stacked state when at least one filter case is stacked.
또한, 상기 결합구에는 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동 경로 기밀을 유지시키도록 엔드 캡(End Cap)이 결합되는 것이다.In addition, an end cap is coupled to the coupler to maintain the airtightness of the movement path of oxygen concentrated and collected in the collection passage.
또한, 상기 막 고정 플레이트의 일측 모서리 부위에는 테두리부를 관통하는 구조를 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하는 제 2 가이드 유로가 형성되는 것이다.In addition, a second guide passage is formed at one edge of the membrane fixing plate to guide the movement of oxygen concentrated and collected in the collection passage by forming a penetrating structure that penetrates the edge portion and is not in contact with the polymer membrane.
또한, 상기 이송부재는, 상기 필터 케이스의 안착턱에 안착되는 상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것으로 제 1 배출공을 가지며, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 이송되도록 가이드하는 멀티 연결구; 및, 상기 멀티 연결구에 회전 가능하게 결합되면서 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프에 연결되는 것으로, 상기 멀티 연결구에 의해 가이드되는 산소를 상기 진공펌프로 이송시키는 제 2 배출공을 가지는 어댑터; 를 포함하는 것이다.In addition, the transfer member has a first discharge hole for pressurizing and fixing the edge portion of the polymer membrane seated on the seating ridge of the filter case, and guides the oxygen concentrated and collected in the collection passage to be transferred by vacuum suction pressure. multi connector; And, an adapter rotatably coupled to the multi-connector and connected to the vacuum pump that applies vacuum suction pressure, and having a second discharge hole for transferring oxygen guided by the multi-connector to the vacuum pump. It includes.
또한, 상기 멀티 연결구는, 상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 제 1 몸체부; 및, 상기 제 1 몸체부로부터 돌출 형성되는 것으로 상기 산소를 진공 흡입 압력이 가해지는 상기 제 1 배출공을 통해 이송시키도록 제 1 연결구; 를 포함하고, 상기 제 1 배출공은 상기 제 1 몸체부와 상기 제 1 연결구의 중심부를 관통하는 것이다.In addition, the multi-connector includes a first body portion that pressurizes and secures an edge portion of the polymer membrane; and a first connector protruding from the first body to transport the oxygen through the first discharge hole to which vacuum suction pressure is applied. It includes, and the first discharge hole penetrates the center of the first body portion and the first connector.
또한, 상기 어댑터는, 오링이 결합되어진 상기 제 1 연결구가 삽입 결합되는 제 2 몸체부; 및, 상기 제 2 몸체부로부터 직교되게 연장 형성되는 제 2 연결구; 를 포함하고, 상기 제 2 배출공은 상기 제 2 몸체부와 상기 제 2 연결구를 관통하는 것이다.In addition, the adapter includes a second body portion into which the first connector to which the O-ring is coupled is inserted and coupled; And, a second connector extending orthogonally from the second body portion; It includes, and the second discharge hole penetrates the second body portion and the second connector.
또한, 상기 필터부재가 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이룰 때, 최하단에 배치되는 상기 멀티 연결구의 상기 제 1 연결구는 인접하는 상단의 필터 케이스에 형성되는 결합구에 삽입 결합되는 것이다.In addition, when the filter member forms a structure in which at least one or more filter members are stacked, the first connector of the multi-connector disposed at the bottom is inserted and coupled to a connector formed on the adjacent upper filter case.
또한, 상기 폴리머 막에 의해 농축 투과되는 상기 공기 중에 함유된 산소 농도는 23∼30% 범위내이고, 상기 폴리머 막에 의해 흡착되는 상기 공기 중에 함유된 질소 농도는 81∼85% 범위내인 것이다.Additionally, the oxygen concentration contained in the air concentrated and transmitted through the polymer membrane is within the range of 23 to 30%, and the nitrogen concentration contained in the air adsorbed by the polymer membrane is within the range of 81 to 85%.
또한, 상기 착용부재는, 상기 산소 토출구와 호스를 통해 연결되는 산소 흡입구를 가지는 귀걸이 몸체; 및, 상기 귀걸이 몸체의 상기 산소 흡입구에 연결되는 것으로 산소 유로를 가지는 막대형 마이크; 를 포함하는 헤드셋 구조물이고, 상기 막대형 마이크에는 상기 산소 유로를 통해 가이드되는 산소 함유 공기를 사용자 호흡기로 토출하기 위한 적어도 하나 이상의 산소 토출구가 형성되는 것이다. Additionally, the wearing member may include an earring body having an oxygen inlet connected to the oxygen outlet through a hose; And, a rod-shaped microphone connected to the oxygen inlet of the earring body and having an oxygen flow path; It is a headset structure including, and the rod-shaped microphone is formed with at least one oxygen outlet for discharging oxygen-containing air guided through the oxygen passage to the user's respiratory tract.
이와 같이, 본 발명은 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고루게 농축하는 에어포켓이 적용되는 산소 발생기를 포함하는 것이고, 이를 통해 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 함은 물론, 진공 펌프 가공시 발생하는 진동 소음이 산소 발생기 외부로 전달되는 것을 방지하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.As such, the present invention includes an oxygen generator equipped with an air pocket that smoothly collects and evenly concentrates oxygen through at least one oxygen separation membrane under vacuum suction by a vacuum pump, and through which it is provided to the user at any time. In addition to enabling the supply of clean, fresh oxygen in an appropriate amount, it can also be expected to prevent vibration noise generated during vacuum pump processing from being transmitted to the outside of the oxygen generator.
더불어, 본 발명은 산소발생기에 산소 공급용 착용부재 또는 정수장치를 연결하여, 화재나 유독가스가 방출되는 긴급 상황 등에서 호흡 곤란 또는 질식을 효과적으로 방지함은 물론, 평상시에도 언제든지 필요에 따라 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 한편, 용존 산소가 높은 산소수 음용이 이루어지는 효과를 기대할 수 있는 것이다.In addition, the present invention connects an oxygen supply wearable member or a water purification device to an oxygen generator, which effectively prevents breathing difficulties or suffocation in emergency situations such as fires or toxic gases, and provides cleanliness to the user at any time as needed even in everyday life. It is possible to supply an appropriate amount of fresh oxygen, while drinking oxygenated water with high dissolved oxygen can be expected.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.The effects of the present invention are not limited to the effects mentioned above, and other effects not mentioned will be clearly understood by those skilled in the art from the description of the claims.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 산소발생기의 구조를 보인 부분 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재의 구조를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 막 고정 플레이트의 구조를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 B-B선 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재가 2단 적층된 상태를 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예로 2단 적층된 필터부재의 구조를 보인 측면도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예로 2단 적층된 필터부재의 구조를 보인 확대 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재가 3단 적층된 상태를 보인 사시도.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재가 4단 적층된 상태를 보인 사시도.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예로 산소 발생기와 착용부재가 연결되는 산소 공급 시스템의 구조도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예로 산소 발생기와 정수기가 연결되는 산소 공급 시스템의 구조도.Figure 1 is a partially exploded perspective view showing the structure of an oxygen generator in a first embodiment of the present invention.
Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of a filter member in the first embodiment of the present invention.
Figure 3 is a perspective view showing the structure of a membrane fixing plate in the first embodiment of the present invention.
Figure 4 is a cross-sectional view taken along line AA of Figure 3 of the first embodiment of the present invention.
Figure 5 is a cross-sectional view taken along line BB of Figure 3 according to the first embodiment of the present invention.
Figure 6 is a perspective view showing the filter member in a two-stage stacked state in the first embodiment of the present invention.
Figure 7 is a side view showing the structure of a two-stage laminated filter member in the first embodiment of the present invention.
Figure 8 is an enlarged cross-sectional view showing the structure of a two-stage laminated filter member in the first embodiment of the present invention.
Figures 9 and 10 are perspective views showing a state in which filter members are stacked in three stages according to the first embodiment of the present invention.
Figure 11 is a perspective view showing a state in which filter members are stacked in four stages in the first embodiment of the present invention.
Figure 12 is a structural diagram of an oxygen supply system in which an oxygen generator and a wearing member are connected in a second embodiment of the present invention.
Figure 13 is a structural diagram of an oxygen supply system in which an oxygen generator and a water purifier are connected in a third embodiment of the present invention.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the attached drawings.
도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 산소발생기의 구조를 보인 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재의 구조를 보인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 막 고정 플레이트의 구조를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 B-B선 단면도를 도시한 것이다.Figure 1 is a partially exploded perspective view showing the structure of an oxygen generator in the first embodiment of the present invention, Figure 2 is an exploded perspective view showing the structure of the filter member in the first embodiment of the present invention, and Figure 3 is a partial exploded perspective view showing the structure of the filter member in the first embodiment of the present invention. It is a perspective view showing the structure of the membrane fixing plate in one embodiment, Figure 4 is a cross-sectional view taken along line A-A of Figure 3 in the first embodiment of the present invention, and Figure 5 is a cross-sectional view taken along line B-B in Figure 3 in the first embodiment of the present invention. It shows.
첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산소 발생기(SG)는, 하우징(10), 에어 공급팬(20), 필터부재(30), 진공펌프(40), 및/또는 에어포켓(50)을 포함하는 것이다.Referring to the attached FIGS. 1 to 5, the oxygen generator (SG) according to an embodiment of the present invention includes a housing 10, an air supply fan 20, a filter member 30, a vacuum pump 40, and /or includes an air pocket (50).
상기 하우징(10)은 상부커버(10a)와 하부커버(10b) 및 측부커버(10c)의 결합 구조로 이루어지며, 상기 하부커버(10b)에는 산소 토출구(11)가 인출되도록 구성되는 것이다.The housing 10 is composed of a combined structure of an upper cover 10a, a lower cover 10b, and a side cover 10c, and the oxygen outlet 11 is drawn out of the lower cover 10b.
상기 에어 공급팬(20)은 상기 하우징(10)내의 배터리 수납부(12)에 수납되어 제어보드(미도시)에 전기적으로 연결되는 내장형의 배터리(BT) 또는 케이블을 통해 상기 하우징(10)내의 제어보드에 전기적으로 연결되는 외장형의 배터리(BT)를 통해 구동전원을 공급받아 구동하는 것으로, 외부 공기 유입을 위해 가동되는 것이다.The air supply fan 20 is stored in the battery compartment 12 in the housing 10 and is connected to the housing 10 through a built-in battery (BT) or cable electrically connected to the control board (not shown). It is driven by receiving driving power through an external battery (BT) electrically connected to the control board, and is operated to bring in external air.
여기서, 상기 배터리(BT)는 상기 하우징(10)에 형성되는 미도시된 조작부의 신호 입력에 따른 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 에어 공급팬(20), 그리고 후술하는 상기 진공 펌프(40)에 구동전원을 각각 공급하는 것이다.Here, the battery BT is connected to the air supply fan 20 and the vacuum pump 40, which will be described later, according to a control signal from the control board according to a signal input from an operation unit (not shown) formed on the housing 10. It supplies driving power to each.
한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제어보드는 산소 발생기(SG)에 대한 사용 시간 설정, 안전 가동 시간 후 자동 정지, 먼지 센서 및 조작부를 통한 정상 작동 유무 확인, 상기 배터리(BT)에 대한 과열 감지 및 전원 차단, 상기 배터리(BT)에 대한 과충전 방지, 과전압 저전압 경고 및 차단 등의 기능을 수행하기 위한 제어프로그램이 탑재될 수 있는 것이다.Meanwhile, although not shown in the drawing, the control board sets the usage time for the oxygen generator (SG), automatically stops after the safe operation time, checks whether normal operation occurs through the dust sensor and control panel, and detects overheating of the battery (BT). And a control program may be installed to perform functions such as power off, overcharge prevention for the battery (BT), overvoltage and low voltage warning and blocking, etc.
상기 필터부재(30)는 상기 하우징(10)내에서 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이루도록 형성되는 것으로, 상기 진공펌프(40)의 가동에 따른 진공 흡입 상태에서 상기 에어 공급팬(20)에 의해 유입되는 외부 공기로부터 산소를 농축 포집하는 것이며, 필터 케이스(31), 막 고정 플레이트(32), 폴리머 막(33), 이송부재(34)를 포함하는 것이다.The filter member 30 is formed to form a structure in which at least one layer is stacked within the housing 10, and is supplied by the air supply fan 20 in a vacuum suction state according to the operation of the vacuum pump 40. It concentrates and collects oxygen from incoming external air, and includes a filter case 31, a membrane fixing plate 32, a polymer membrane 33, and a transfer member 34.
상기 필터 케이스(31)는 내측 주연을 따라 돌출되는 링형의 안착턱(31a)과 결합구(31b)가 형성되는 사각의 링형 구조물로서, 상기 필터 케이스(31)의 일측 모서리 부위에는 상기 결합구(31b)가 형성됨은 물론, 상기 필터 케이스(31)의 타측 모서리 부위에는 하나 이상의 필터 케이스(31)가 적층시 그 적층 상태를 고정하는 결합돌기(31c)가 돌출 형성되며, 상기 결합구(31b)에는 상기 포집유로(32b)에 포집되는 산소의 이동 경로 기밀을 유지시키도록 엔드 캡(End Cap)(31d)이 결합될 수 있는 것이다.The filter case 31 is a square ring-shaped structure in which a ring-shaped seating protrusion 31a protruding along the inner periphery and a coupling port 31b are formed, and the coupling port ( 31b) is formed, and a coupling protrusion 31c is formed to protrude on the other edge of the filter case 31 to fix the stacked state when one or more filter cases 31 are stacked, and the coupling hole 31b An end cap (31d) may be coupled to maintain the airtightness of the movement path of oxygen collected in the collection passage (32b).
상기 막 고정 플레이트(32)는 링형을 이루는 상기 안착턱(31a)에 가장자리 부위가 안착되는 것으로, 접촉영역인 다수의 접촉돌기(32a), 그리고 상기 접촉돌기(32a)들 사이에 비접촉영역인 포집유로(32b)가 형성될 수 있는 것이다.The membrane fixing plate 32 has an edge seated on the ring-shaped seating ridge 31a, and has a plurality of contact protrusions 32a, which are contact areas, and a non-contact area between the contact protrusions 32a. A flow path 32b can be formed.
한편, 다수를 이루는 상기 접촉돌기(32a) 사이에는 각각 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막(33)과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하면서 상기 폴리머 막(33)의 처짐을 방지시키는 제 1 가이드 유로(32c)가 형성되며, 상기 막 고정 플레이트(32)의 일측 모서리 부위에는 테두리부를 관통하는 구조를 이루면서 상기 폴리머 막(33)과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하는 제 2 가이드 유로(32d)가 형성될 수 있는 것이다. Meanwhile, between the plurality of contact protrusions (32a), each of them forms a penetrating structure and is in non-contact with the polymer film (33), thereby guiding the movement of oxygen concentrated and collected in the collection passage (32b) and forming the polymer film (33). A first guide passage 32c is formed to prevent sagging, and a first guide passage 32c is formed at one corner of the membrane fixing plate 32, and has a structure that penetrates the edge portion and is in non-contact with the polymer membrane 33, so that the collection passage 32b is formed. ) A second guide passage 32d can be formed to guide the movement of concentrated and collected oxygen.
이때, 상기 포집유로(32b)는 연속되는 3개의 접촉돌기(32a) 사이에 돌기 하나 정도의 공간을 낮게 확보하여서 상기 폴리머 막(33)의 미접촉 부분을 형성하는 것으로, 이는 보다 확장된 유로를 확보하기 위함이다.At this time, the collection flow path (32b) forms a non-contact portion of the polymer film 33 by ensuring a space of about one protrusion between the three consecutive contact protrusions (32a), which secures a more expanded flow path. This is to do it.
다만, 상기 폴리머 막(33)과의 미접촉 부분을 넓게 유지하는 경우 흡입되는 공기의 누름 압력으로 인하여 상기 폴리머 막(33)의 처짐이 특정영역에서 예외적으로 커지는 문제가 발생할 수 있고, 이로 인해 상기 폴리머 막(33)이 부분적으로 늘어나게 되면서 내구 수명을 단축시킬 수 있으므로, 이를 방지하도록 연속되는 3개의 상기 접촉돌기(32a) 내측에 상하 관통하는 유로, 즉 처짐 공간을 추가로 형성하기 위한 상기 제 1 가이드 유로(32c)를 형성하게 되는 것이다.However, if the non-contact portion with the polymer film 33 is kept wide, a problem may occur in which the sagging of the polymer film 33 becomes exceptionally large in a specific area due to the pressing pressure of the inhaled air, which may cause the polymer film 33 to become extremely large in a specific area. As the membrane 33 is partially stretched, its durability may be shortened, so to prevent this, the first guide is used to additionally form a passage penetrating up and down inside the three successive contact protrusions 32a, that is, a sagging space. A flow path (32c) is formed.
이는 포집된 산소의 이동을 가이드하는 상기 포집유로(32b)와 구별되는 새로운 기능이 부여되는 것이며, 흡입되는 공기의 누름 압력이 연속되는 3개의 상기 접촉돌기(32a) 내측을 상하로 관통하는 처짐공간 유로인 상기 제 1 가이드 유로(32c)에도 미치게 되는 것이어서, 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분에서 상기 폴리머 막(33)의 밀림을 여러차례 반복적으로 잡아줄 수 있게 되는 것이다. This is given a new function that is distinct from the collection passage (32b) that guides the movement of the captured oxygen, and is a sagging space that penetrates up and down inside the three continuous contact protrusions (32a) where the pressure of the inhaled air is pressed. Since it also extends to the first guide passage 32c, which is a flow path, it is possible to repeatedly hold the polymer film 33 from being pushed at the contact portion of the polymer film 33 several times.
이같이, 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분을 효과적으로 압박하여 줌으로서, 상기 폴리머 막(33)의 수평방향 이동 곧 밀림현상을 잡아줄 수 있고, 이로 인하여 넓게 확보된 상기 포집유로(32b)에 미치는 공기의 누름 압력에 의해 상기 폴리머 막(33)이 과도하게 처치는 현상을 또한 방지할 수 있는 것이다.In this way, by effectively pressing the contact portion of the polymer membrane 33, it is possible to prevent the horizontal movement of the polymer membrane 33, that is, the sliding phenomenon, and thereby reduce the impact on the widely secured collection passage 32b. It is also possible to prevent the polymer film 33 from being excessively treated due to the pressing pressure of air.
상기 폴리머 막(33)은 상기 막 고정 플레이트(32)의 일면과 타면을 덮으면서 접촉영역인 상기 접촉돌기(32a)에 접촉되어 상기 포집유로(32b)를 밀폐시키는 것으로, 상기 에어 공급팬(20)에 의해 유입되는 공기 중에 함유되어 있는 투과성이 낮은 질소는 흡착하여 분리하고, 상기 포집유로(32b)에 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키는 것이다.The polymer film 33 covers one side and the other side of the membrane fixing plate 32 and is in contact with the contact protrusion 32a, which is a contact area, to seal the collection passage 32b, and the air supply fan 20 ) Nitrogen with low permeability contained in the air flowing in is adsorbed and separated, and oxygen with high permeability is concentrated and permeated through the collection passage (32b).
여기서, 상기 폴리머 막(33)은 중공형으로서 농축 투과되어 포집되는 상기 공기 중에 함유된 산소 농도는 23∼30% 범위내이고, 흡착되는 상기 공기 중에 함유된 질소 농도는 81∼85% 범위내이며, 상기 폴리머 막(33)을 투과하지 않고 흡착되는 상기 질소는 상기 폴리머 막(33)의 표면에 흡착되어 용해된 후 상기 폴리머 막(33)의 내부로 확산되면서 상기 산소가 투과되는 방향과 직교되는 방향으로 분해되어 배출될 수 있는 것이다.Here, the polymer membrane 33 is hollow, and the oxygen concentration contained in the air that is concentrated, permeated, and captured is within the range of 23 to 30%, and the nitrogen concentration contained in the adsorbed air is within the range of 81 to 85%. , the nitrogen that is adsorbed without penetrating the polymer film 33 is adsorbed and dissolved on the surface of the polymer film 33 and then diffuses into the interior of the polymer film 33 in a direction permeable to the oxygen. It can be decomposed and discharged in any direction.
상기 이송부재(34)는 상기 필터 케이스(31)에 형성되는 상기 결합구(31b)측에 결합되면서 상기 진공펌프(40)와 연결되는 것으로, 상기 포집유로(32b)를 따라 포집되는 산소가 진공 흡입 압력에 의해 상기 진공펌프(40)로 이송되도록 가이드하는 것이며, 멀티 연결구(341)과 어댑터(342) 및 오링(343)을 포함하는 것이다.The transfer member 34 is coupled to the coupling port 31b formed on the filter case 31 and connected to the vacuum pump 40, and the oxygen collected along the collection passage 32b is vacuum It is guided to be transferred to the vacuum pump 40 by suction pressure, and includes a multi connector 341, an adapter 342, and an O-ring 343.
상기 멀티 연결구(341)는 상기 필터 케이스(31)의 안착턱(31a)에 안착되는 상기 폴리머 막(33)의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것으로 제 1 배출공(T1)을 가지며, 상기 포집유로(32b)에서 포집되는 산소가 진공 흡입 압력에 의해 이송되도록 가이드하며, 제 1 몸체부(341a)와 제 1 연결구(341b)를 포함할 수 있는 것이다.The multi-connector 341 is for pressurizing and fixing the edge portion of the polymer membrane 33 seated on the seating shoulder 31a of the filter case 31, has a first discharge hole T1, and has a first discharge hole T1, and the collection flow path ( It guides the oxygen collected in 32b) to be transported by vacuum suction pressure, and may include a first body portion 341a and a first connector 341b.
상기 제 1 몸체부(341a)는 상기 폴리머 막(33)의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것이다.The first body portion 341a presses and fixes the edge portion of the polymer film 33.
상기 제 1 연결구(341b)는 상기 제 1 몸체부(341a)로부터 돌출 형성되는 것으로 상기 산소를 진공 흡입 압력이 가해지는 상기 제 1 배출공(T1)을 통해 상기 진공펌프(40)로 이송되도록 가이드하는 것이다.The first connector 341b protrudes from the first body 341a and guides the oxygen to be transferred to the vacuum pump 40 through the first discharge hole T1 where vacuum suction pressure is applied. It is done.
여기서, 상기 제 1 배출공(T1)은 상기 제 1 몸체부(341a)와 상기 제 1 연결구(341b)의 중심부를 관통될 수 있는 것이다.Here, the first discharge hole T1 may pass through the center of the first body portion 341a and the first connector 341b.
상기 어댑터(342)는 상기 멀티 연결구(341)에 회전 가능하게 결합되면서 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프(40)에 연결되는 것으로, 상기 멀티 연결구(341)에 의해 가이드되는 산소를 상기 진공펌프(40)로 이송시키는 제 2 배출공(T2)을 가지는 것이고, 이는 제 2 몸체부(342a)와 제 2 연결구(342b)를 포함할 수 있는 것이다.The adapter 342 is rotatably coupled to the multi-connector 341 and connected to the vacuum pump 40 that applies vacuum suction pressure, and supplies oxygen guided by the multi-connector 341 to the vacuum pump ( 40), and has a second discharge hole (T2), which may include a second body portion (342a) and a second connector (342b).
상기 제 2 몸체부(342a)는 상기 오링(343)이 결합되어진 상기 제 1 연결구(341b)가 삽입 결합되는 것이고, 상기 제 2 연결구(342b)는 상기 제 2 몸체부(342a)로부터 직교되게 연장 형성되는 것이며, 상기 제 2 배출공(T2)은 상기 제 2 몸체부(342a)와 상기 제 2 연결구(342b)를 관통할 수 있는 것이다.The second body portion 342a is into which the first connector 341b to which the O-ring 343 is coupled is inserted and coupled, and the second connector 342b extends perpendicularly from the second body portion 342a. is formed, and the second discharge hole (T2) can penetrate the second body portion (342a) and the second connector (342b).
상기 오링(343)은 상기 연결구(341b)의 외주면에 적어도 하나 또는 하나 이상이 결합되는 것으로, 이는 상기 어댑터(342)의 내주면에 밀착되면서 상기 제 1 배출공(T1)을 통해 이송되는 상기 산소가 누수되지 않도록 기밀을 유지시킬 수 있는 것이다.The O-ring 343 is one or more connected to the outer peripheral surface of the connector 341b, which is in close contact with the inner peripheral surface of the adapter 342 and allows the oxygen transported through the first discharge hole (T1) to be released. It is possible to maintain confidentiality to prevent leaks.
상기 진공펌프(40)는 상기 하우징(10)내에 형성되어 진공 흡입 압력을 제공하는 것으로 상기 배터리(BT)로부터 구동전원을 공급받으며, 상기 필터부재(30)에 의해 농축 포집된 산소를 상기 산소 토출구(11)를 통해 토출시키는 것이다.The vacuum pump 40 is formed within the housing 10 to provide vacuum suction pressure, receives driving power from the battery BT, and supplies oxygen concentrated and collected by the filter member 30 to the oxygen outlet. It is discharged through (11).
상기 에어포켓(50)은 상기 하우징(10)내에 적어도 하나 또는 하나 이상이 형성되는 것으로, 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프(40)의 가동에 따른 진동이 상기 하우징(10)의 외부로 전달되는 것을 방지하도록 상기 진동을 흡수할 수 있는 것이다.The air pocket 50 is formed at least one or more than one within the housing 10, and the vibration caused by the operation of the vacuum pump 40 that applies vacuum suction pressure is transmitted to the outside of the housing 10. It is capable of absorbing the vibration to prevent it from happening.
한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산소 발생기(SG)에서 상기 필터부재(30)는 첨부된 도 2 내지 도 5에서와 같이 적어도 하나인 1단이 상기 하우징(10)내에 구성되지만, 첨부된 도 6 내지 도 8에서와 같이 2단의 적층 구조를 이루거나, 또는 첨부된 도 9 및 도 10에서와 같이 3단의 적층 구조, 또는 첨부된 도 11에서와 같이 4단의 적층 구조로 형성될 수도 있다. 이에 따라 최하단에 배치되는 것으로 오링(343)이 결합되어진 상기 멀티 연결구(341)의 상기 제 1 연결구(341b)는 인접하는 상단의 필터 케이스(31)에 형성되는 결합구(31b)에 삽입 결합되는 것이다.Meanwhile, in the oxygen generator (SG) according to the first embodiment of the present invention, the filter member 30 has at least one first stage configured within the housing 10 as shown in FIGS. 2 to 5 attached. It has a two-stage stacked structure as shown in FIGS. 6 to 8, a three-stage stacked structure as shown in Figures 9 and 10, or a four-stage stacked structure as shown in Figure 11. It could be. Accordingly, the first connector 341b of the multi connector 341, which is disposed at the bottom and is coupled with the O-ring 343, is inserted and coupled to the coupling port 31b formed on the filter case 31 at the adjacent upper end. will be.
이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산소 발생기(SG)는 첨부된 도 1 내지 도 11에서와 같이, 우선 하우징(10)에 마련되는 조작부를 통해 신호를 제어보드에 입력하면, 상기 제어보드는 배터리(BT)를 통해 에어 공급팬(20)과 진공펌프(40)에 구동전원을 인가할 수 있는 것이다.In this way, the oxygen generator (SG) according to the first embodiment of the present invention performs the control by first inputting a signal to the control board through the operation unit provided in the housing 10, as shown in Figures 1 to 11 attached. The board can apply driving power to the air supply fan 20 and the vacuum pump 40 through the battery (BT).
그러면, 상기 진공 펌프(40)의 가동에 따라 진공 흡입 압력이 발생함은 물론, 상기 에어 공급팬(20)이 가동하게 되면서 외부 공기가 상기 하우징(10)의 내부로 유입되며 이렇게 유입된 외부 공기는 상기 진공 흡입 압력에 따라 적어도 하나 또는 하나 이상이 적층되는 구조를 이루는 필터부재(30)에 포함되는 폴리머 막(33)에 도달하게 된다.Then, as the vacuum pump 40 is operated, vacuum suction pressure is generated, and the air supply fan 20 is operated, so that external air flows into the housing 10, and the introduced external air reaches the polymer membrane 33 included in the filter member 30, which has a structure in which at least one or more layers are stacked according to the vacuum suction pressure.
그러면, 상기 폴리머 막(33)은 상기 공기 중에 함유되는 투과성이 낮은 질소는 흡착 분리하고, 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키게 되면서, 상기 폴리머 막(33)을 지지하는 막 고정 플레이트(32)에 형성되는 비접촉영역인 포집유로(32b)에는 농축된 산소가 포집된다.Then, the polymer membrane 33 adsorbs and separates nitrogen with low permeability contained in the air, concentrates and transmits oxygen with high permeability, and is attached to the membrane fixing plate 32 that supports the polymer membrane 33. Concentrated oxygen is collected in the collection flow path 32b, which is a non-contact area formed.
즉, 상기 폴리머 막(33)은 상기 막 고정 플레이트(32)에 형성되는 접촉영역인 접촉돌기(32a)에 접촉됨과 동시에 상기 접촉돌기(32a)보다 낮은 높이를 이루는 비접촉영역인 포집유로(32b)를 덮어 밀폐시키는 구조를 이루게 되므로, 상기 폴리머 막(33)을 투과한 농축된 산소는 상기 포집유로(32b)에 포집된 후 상기 포집유로(32b)를 따라 이송이 가능하게 되는 것이다.That is, the polymer film 33 is in contact with the contact protrusion 32a, which is a contact area formed on the membrane fixing plate 32, and at the same time, the collection channel 32b is a non-contact area forming a lower height than the contact protrusion 32a. Since it forms a structure that covers and seals, the concentrated oxygen that has passed through the polymer membrane 33 is collected in the collection passage (32b) and then can be transported along the collection passage (32b).
이때, 상기 막 고정 플레이트(32)에는 관통 구조를 이루는 제 1 및 제 2 가이드 유로(32c, 32d)가 형성되어 있으므로, 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 상기 산소는 상기 포집유로(32b)를 따라 이송됨은 물론, 상기 막 고정 플레이트(32)를 기준으로 일면과 타면 방향으로 막힘없이 자유로운 이송이 가능하게 된다.At this time, since the membrane fixing plate 32 is formed with first and second guide passages 32c and 32d forming a penetrating structure, the oxygen concentrated and collected in the collection passage 32b flows into the collection passage 32b. Not only is it transported along, but it is also possible to freely transport without blockage in the direction of one side and the other side based on the membrane fixing plate 32.
여기서, 다수를 이루는 상기 접촉돌기(32a)의 사이에 각각 관통 구조를 이루는 상기 제 1 가이드 유로(32c)는 상기 폴리머 막(33)와 비접촉하면서 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분에서 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분을 압박하여 상기 폴리머 막(33)의 밀림을 잡아주게 되므로, 상기 폴리머 막(33)에 의한 산소의 농축, 그리고 상기 포집유로(32b)에 의한 농축된 산소의 포집 효율은 높아질 수 있는 것이다.Here, the first guide passage 32c, which forms a penetrating structure between the plurality of contact protrusions 32a, is in non-contact with the polymer film 33 and is in contact with the polymer film 33 at the contact portion. Since the contact portion of (33) is pressed to prevent the polymer film (33) from being pushed, the concentration of oxygen by the polymer film (33) and the collection efficiency of the concentrated oxygen by the collection channel (32b) are It can be raised.
그러므로, 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 산소는 상기 진공펌프(40)의 가동에 따라 발생하는 진공 흡입 압력에 의해 이송부재(34)에 포함되는 멀티 연결구(341)와 어댑터(342)를 거쳐, 상기 어댑터(342)에 호스로 연결되는 상기 진공 펌프(40)로 이송될 수 있는 것이다.Therefore, the oxygen concentrated and collected in the collection passage 32b is connected to the multi-connector 341 and adapter 342 included in the transfer member 34 by the vacuum suction pressure generated according to the operation of the vacuum pump 40. Afterwards, it can be transferred to the vacuum pump 40, which is connected to the adapter 342 with a hose.
이때, 상기 진공 펌프(40)의 가동에 따른 진동은 에어포켓(50)에 의해 흡수되면서 진동 소음이 외부로 전달되지 않음은 물론, 상기 진공펌프(40)의 출수단에 호스 등을 통해 연결되는 산소 토출구(11)에서는 농축 포집된 상기 산소를 외부로 토출하게 되는 것이다.At this time, the vibration caused by the operation of the vacuum pump 40 is absorbed by the air pocket 50, so that the vibration noise is not transmitted to the outside, and is connected to the outlet of the vacuum pump 40 through a hose, etc. The oxygen discharge port 11 discharges the concentrated and collected oxygen to the outside.
한편, 상기 산소 토출구(11)를 통해 토출되는 상기 산소는 본 발명의 제 2 실시예인 첨부된 도 12에서와 같이 사용자가 착용부재(100)를 통해 직접 흡입하거나 또는 본 발명의 제 3 실시예인 첨부된 도 13에서와 같이 정수기(200)의 정수된 음용수를 통해 음용할 수도 있는 것이다.Meanwhile, the oxygen discharged through the oxygen outlet 11 can be directly inhaled by the user through the wearing member 100 as shown in Figure 12, which is the second embodiment of the present invention, or as shown in Figure 12, which is the third embodiment of the present invention. As shown in FIG. 13, it can also be consumed through purified drinking water from the water purifier 200.
(제 2 실시예) 착용부재(헤드셋 구조물)에 결합 사용하는 적용.(Second Embodiment) Application for use in conjunction with a wearing member (headset structure).
본 발명의 제 2 실시예인 산소 공급 시스템은, 첨부된 도 12에서 예시하는 바와 같이, 상기 산소 발생기(SG)에 포함되는 상기 하우징(10)에 형성되는 상기 산소 토출구(11)에 사용자 호흡기로 산소를 공급하는 착용부재(100)를 호스 등을 통해 연결할 수 있도록 하는 것으로, 상기 착용부재(SG)는 상기 산소 토출구(11)와 호스(미도시)를 통해 연결되는 산소 흡입구(111)를 가지는 귀걸이 몸체(110), 그리고 상기 귀걸이 몸체(110)의 상기 산소 흡입구(111)에 연결되는 것으로 산소 유로를 가지는 막대형 마이크(120)를 포함하는 헤드셋 구조물인 것이다.As illustrated in the attached FIG. 12, the oxygen supply system of the second embodiment of the present invention supplies oxygen to the user's respiratory system through the oxygen outlet 11 formed in the housing 10 included in the oxygen generator (SG). The wearing member 100 that supplies oxygen can be connected through a hose, etc., and the wearing member SG is an earring having an oxygen inlet 111 connected to the oxygen outlet 11 and a hose (not shown). It is a headset structure including a body 110 and a rod-shaped microphone 120 having an oxygen flow path connected to the oxygen inlet 111 of the earring body 110.
여기서, 상기 막대형 마이크(120)에는 상기 산소 유로를 통해 가이드되는 산소 함유 공기를 사용자 호흡기로 토출하기 위한 적어도 하나 이상의 산소 토출구(121)가 형성될 수 있으며, 이에 따라 사용자는 상기 산소 토출구(121)를 통해 농축 포집된 산소를 호흡기를 통해 흡입할 수 있는 것이다.Here, the rod-shaped microphone 120 may be provided with at least one oxygen outlet 121 for discharging oxygen-containing air guided through the oxygen passage to the user's respiratory tract, and thus the user may be provided with the oxygen outlet 121. ), the concentrated oxygen can be inhaled through the respiratory tract.
(제 3 실시예) 정수기에 결합 사용하는 적용. (Third Embodiment) Application for use in conjunction with a water purifier.
본 발명의 제 3 실시예인 산소 공급 시스템은, 첨부된 도 13에서 예시하는 바와 같이, 적어도 하나 이상의 필터(F1, F2, F3)와 냉각부(210) 및 히팅부(220)를 포함하면서 냉각 또는 가열된 음용수를 출수하는 정수기(200)의 출수라인에 상기 산소 발생기(SG)에 포함되는 상기 하우징(10)의 상기 산소 토출구(11), 그리고 상기 산소 발생기(SG)에서 발생하는 산소를 냉각 또는 가열된 음용수에 용해시키면서 높은 용존 산소를 가지는 산소수를 출수시키는 용해기(400)를 연결하는 것이다.As illustrated in the attached Figure 13, the oxygen supply system, which is a third embodiment of the present invention, includes at least one filter (F1, F2, F3), a cooling unit 210, and a heating unit 220, and provides cooling or The oxygen discharge port 11 of the housing 10 included in the oxygen generator (SG) is cooled or cooled in the water discharge line of the water purifier 200 that discharges heated drinking water, and the oxygen generated from the oxygen generator (SG) is cooled or cooled. It is connected to a dissolver 400 that discharges oxygenated water with high dissolved oxygen while dissolving it in heated drinking water.
이때, 상기 용해기(400)의 내부에는 지그 재그 방식의 유로를 형성하는 격막(401)이 형성되고, 상기 용해기(400)의 입수단에는 상기 산소가 상기 음용수에 용해되도록 하는 것이며, 상기 음용수는 버블 형태로 변환된다. At this time, a diaphragm 401 forming a zigzag flow path is formed inside the dissolver 400, and at the inlet end of the dissolver 400, the oxygen is dissolved in the drinking water. is converted to bubble form.
출수라인에 연결구로 연결 설치되어 음용수에 주입되는 산소 발생기(SG)로부터 생성된 산소는 공기 중에 노출되는 순간 소멸되는 까닭에 버블상태로 변환되어 잘게 쪼개어진 음용수 물입자 상태에서 주입하게 되는 것이며, 잘게 쪼개어져 물 입자 속에 산소가 더 효율적으로 녹아들게 되면서 산소 용존율을 크게 향상시키게 된다. The oxygen generated from the oxygen generator (SG), which is connected to the water outlet line and injected into the drinking water, is destroyed the moment it is exposed to the air, so it is converted into a bubble state and injected in the form of finely divided drinking water particles. As it breaks down, oxygen dissolves more efficiently in the water particles, greatly improving the oxygen dissolution rate.
상기 산소 발생기(SG)는 상기 정수기(200)에서 냉수 또는 온수의 음용수 출수 신호가 인가될 때 대기시간 없이 바로 온 동작하게 되는 것인데, 이는 산소 발생기(SG)가 워밍업을 필요로 하지 아니하는 설비인 까닭이다. The oxygen generator (SG) turns on immediately without waiting time when a signal for discharging cold or hot drinking water is applied from the water purifier 200. This means that the oxygen generator (SG) is a facility that does not require warm-up. That's why.
그러므로 대기시간 없이 상기 용해기(400)에 산소를 즉시 공급할 수 있게 되는 것이며, 따라서 사용자는 냉수 또는 온수의 음용수를 선택하여 용존 산소가 높은 산소수를 음용할 수 있게 되는 것이다.Therefore, oxygen can be immediately supplied to the dissolver 400 without waiting time, and thus the user can drink oxygenated water with high dissolved oxygen by selecting cold or hot drinking water.
이상에서 본 발명의 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.In the above, the technical idea of the headset-type oxygen supply system using the oxygen generator of the present invention has been described along with the accompanying drawings, but this is an illustrative description of the most preferred embodiment of the present invention and does not limit the present invention.
따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.Therefore, the present invention is not limited to the specific embodiments described above, and various modifications can be made by anyone skilled in the art without departing from the gist of the invention as claimed in the claims. Of course, such changes fall within the scope of the claims.
10; 하우징 10a; 상부커버
10b; 하부커버 10c; 측부커버
11; 산소 토출구 12; 배터리 수납부
20; 에어 공급팬 30; 필터부재
31; 필터 케이스 31a; 안착턱
31b; 결합구 31c; 결합돌기
31d; 엔드캡 32; 막 고정 플레이트
32a; 접촉돌기 32b; 포집유로
32c; 제 1 가이드 유로 32d; 제 2 가이드 유로
33; 폴리머 막 34; 이송부재
341; 멀티 연결구 341a; 제 1 몸체부
341b; 제 1 연결구 342; 어댑터
342a; 제 2 몸체부 342b; 제 2 연결구
343; 오링 40; 진공펌프
50; 에어포켓 BT; 배터리
T1; 제 1 배출공 T2; 제 2 배출공
SG1; 산소 발생기 100; 착용부재
110; 귀걸이 몸체 111; 산소 흡입구
120; 막대형 마이크 121; 산소 토출구
200; 정수기 F1, F2, F3; 필터
210; 냉각부 220; 히팅부
400; 용해기 401; 격막
402; 메쉬망10; housing 10a; Top cover
10b; lower cover 10c; side cover
11; Oxygen outlet 12; Battery compartment
20; Air supply fan 30; filter member
31; filter case 31a; Seating jaw
31b; Binding sphere 31c; combination protrusion
31d; end cap 32; membrane fixation plate
32a; Contact protrusion 32b; Collection flow path
32c; 1st Guide Euro 32d; 2nd guide euro
33; polymer membrane 34; transfer member
341; Multi connector 341a; first body part
341b; first connector 342; adapter
342a; second body 342b; 2nd connector
343; O-ring 40; vacuum pump
50; Air pocket BT; battery
T1; First discharge hole T2; 2nd discharge hole
SG1; oxygen generator 100; Wearing member
110; earring body 111; oxygen intake
120; bar microphone 121; oxygen outlet
200; Water purifiers F1, F2, F3; filter
210; Cooling unit 220; Heating part
400; dissolver 401; diaphragm
402; mesh net
Claims (11)
상기 하우징내에 형성되고, 내장 또는 외장 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 외부 공기 유입을 위해 가동되는 에어 공급팬;
상기 하우징내에서 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이루도록 형성되며, 진공 흡입 상태에서 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 외부 공기로부터 산소를 농축 포집하는 필터부재;
상기 하우징내에 형성되어 진공 흡입 압력을 제공하는 것으로 상기 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 상기 필터부재에 의해 농축 포집된 산소를 상기 산소 토출구를 통해 토출시키는 진공펌프; 로 이루어지고,
상기 필터부재는 다시,
내측 주연을 따라 돌출되는 링형의 안착턱과 결합구가 형성되는 필터 케이스;
링형을 이루는 상기 안착턱에 가장자리부위가 안착되는 것으로, 접촉영역인 다수의 접촉돌기, 그리고 상기 접촉돌기들 사이에 비접촉영역인 포집 유로가 형성되는 막 고정 플레이트;
상기 막 고정 플레이트의 일면과 타면을 덮으면서 접촉영역인 상기 접촉돌기에 접촉되어 상기 포집유로를 밀폐시키는 것으로, 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 공기 중에 함유되어 있는 투과성이 낮은 질소는 흡착하여 분리하고, 상기 포집유로에 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키는 폴리머 막; 및,
상기 필터 케이스에 형성되는 상기 결합구측에 결합되면서 상기 진공펌프와 연결되는 것으로, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 상기 진공펌프로 이송되도록 가이드하는 이송부재; 로 구성되는 것이며,
상기 막 고정 플레이트에는,
다수를 이루는 상기 접촉돌기의 사이에 각각 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하되, 상기 폴리머 막의 접촉부분에서 상기 폴리머 막의 접촉부분을 압박하여 상기 폴리머 막의 밀림을 잡아주는 제 1 가이드 유로가 형성되는 산소 발생기;를 포함하는 것으로서,
상기 산소 발생기에 연결되어 사용자의 호흡기로 산소를 공급하는 착용부재; 를 더 포함하며,
상기 착용부재는 상기 산소 발생기에 포함되는 상기 하우징으로부터 인출되는 상기 산소 토출구에 연결되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.a housing through which the oxygen outlet is drawn out;
an air supply fan formed within the housing, supplied with driving power from an internal or external battery, and operated to introduce external air;
At least one filter member is formed to form a stacked structure within the housing and concentrates and collects oxygen from external air introduced by the air supply fan in a vacuum suction state;
A vacuum pump formed in the housing to provide vacuum suction pressure, receives driving power from the battery, and discharges oxygen concentrated and collected by the filter member through the oxygen discharge port; It consists of
The filter member is again,
A filter case in which a ring-shaped seating protrusion protruding along the inner periphery and a coupling port are formed;
A membrane fixing plate whose edge is seated on the ring-shaped seating protrusion, has a plurality of contact protrusions as a contact area, and a collection flow path as a non-contact area is formed between the contact protrusions;
By covering one side and the other side of the membrane fixing plate and contacting the contact protrusion, which is a contact area, to seal the collection flow path, nitrogen with low permeability contained in the air introduced by the air supply fan is adsorbed and separated. , a polymer membrane that concentrates and transmits highly permeable oxygen to the collection flow path; and,
A transfer member coupled to the coupler formed in the filter case and connected to the vacuum pump, guides the oxygen concentrated and collected in the collection passage to be transferred to the vacuum pump by vacuum suction pressure; It consists of
In the membrane fixing plate,
A penetrating structure is formed between the plurality of contact protrusions, which are not in contact with the polymer membrane, thereby guiding the movement of oxygen concentrated and collected in the collection passage, and pressing the contact portion of the polymer membrane at the contact portion of the polymer membrane. It includes an oxygen generator in which a first guide passage is formed to prevent the polymer film from being pushed,
A wearing member connected to the oxygen generator to supply oxygen to the user's respiratory system; It further includes,
A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, characterized in that the wearing member is connected to the oxygen outlet drawn out from the housing included in the oxygen generator.
상기 하우징에는 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프의 가동에 따른 진동이 상기 하우징의 외부로 전달되는 것을 방지하도록 상기 진동을 흡수하는 적어도 하나 이상의 에어포켓이 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 1,
A headset type using an oxygen generator, wherein at least one air pocket is formed in the housing to absorb the vibration caused by the operation of the vacuum pump that applies vacuum suction pressure to prevent the vibration from being transmitted to the outside of the housing. oxygen supply system.
상기 필터 케이스의 일측 모서리 부위에는 결합구를 형성하고,
상기 필터 케이스의 타측 모서리 부위에는 상기 필터 케이스 적층시 그 적층 상태를 고정하는 결합돌기를 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 2,
A coupler is formed at one corner of the filter case,
A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, characterized in that a coupling protrusion is formed on the other edge of the filter case to protrude and fix the stacked state when the filter case is stacked.
상기 결합구에는 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동 경로 기밀을 유지시키도록 엔드 캡(End Cap)이 결합되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 3,
A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, characterized in that an end cap is coupled to the coupler to maintain the airtightness of the movement path of oxygen concentrated and collected in the collection passage.
상기 막 고정 플레이트의 일측 모서리 부위에는 테두리부를 관통하는 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하는 제 2 가이드 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 1,
An oxygen generator characterized in that a second guide passage is formed at one corner of the membrane fixing plate, forming a structure that penetrates the edge and does not contact the polymer membrane, and guides the movement of oxygen concentrated and collected in the collection passage. Headset-type oxygen supply system used.
상기 이송부재는,
상기 필터 케이스의 안착턱에 안착되는 상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것으로 제 1 배출공을 가지며, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 이송되도록 가이드하는 멀티 연결구; 및,
상기 멀티 연결구에 회전 가능하게 결합되면서 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프에 연결되는 것으로, 상기 멀티 연결구에 의해 가이드되는 산소를 상기 진공펌프로 이송시키는 제 2 배출공을 가지는 어댑터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 5,
The transfer member is,
A multi-connector that pressurizes and fixes an edge of the polymer membrane seated on the seat of the filter case, has a first discharge hole, and guides the oxygen concentrated and collected in the collection passage to be transported by vacuum suction pressure; and,
An adapter rotatably coupled to the multi-connector and connected to the vacuum pump that applies vacuum suction pressure, and having a second discharge hole for transferring oxygen guided by the multi-connector to the vacuum pump; A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, comprising:
상기 멀티 연결구는,
상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 제 1 몸체부; 및, 상기 제 1 몸체부로부터 돌출 형성되는 것으로 상기 산소를 진공 흡입 압력이 가해지는 상기 제 1 배출공을 통해 이송시키도록 제 1 연결구; 를 포함하고,
상기 제 1 배출공은 상기 제 1 몸체부와 상기 제 1 연결구의 중심부를 관통하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 6,
The multi connector is,
a first body portion that pressurizes and fixes an edge portion of the polymer membrane; and a first connector protruding from the first body to transport the oxygen through the first discharge hole to which vacuum suction pressure is applied. Including,
A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, wherein the first discharge hole penetrates the center of the first body and the first connector.
상기 어댑터는,
오링이 결합되어진 상기 제 1 연결구가 삽입 결합되는 제 2 몸체부; 및, 상기 제 2 몸체부로부터 직교되게 연장 형성되는 제 2 연결구; 를 포함하고,
상기 제 2 배출공은 상기 제 2 몸체부와 상기 제 2 연결구를 관통하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 7,
The adapter is,
a second body portion into which the first connector to which the O-ring is coupled is inserted and coupled; And, a second connector extending orthogonally from the second body portion; Including,
A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, wherein the second discharge hole passes through the second body and the second connector.
상기 필터부재가 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이룰 때, 최하단에 배치되는 상기 멀티 연결구의 상기 제 1 연결구는 인접하는 상단의 필터 케이스에 형성되는 결합구에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to claim 8,
When forming a structure in which at least one filter member is stacked, the first connector of the multi-connector disposed at the bottom is inserted into and coupled to a coupling port formed on the filter case at the adjacent upper end. Headset-type oxygen supply system used.
상기 폴리머 막에 의해 농축 투과되는 상기 공기 중에 함유된 산소 농도는 23∼30% 범위내이고, 상기 폴리머 막에 의해 흡착되는 상기 공기 중에 함유된 질소 농도는 81∼85% 범위내인 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템.According to clause 9,
The concentration of oxygen contained in the air concentrated and permeated by the polymer membrane is in the range of 23 to 30%, and the concentration of nitrogen contained in the air adsorbed by the polymer membrane is in the range of 81 to 85%. Headset-type oxygen supply system using an oxygen generator.
상기 착용부재는,
상기 산소 토출구와 호스를 통해 연결되는 산소 흡입구를 가지는 귀걸이 몸체; 및, 상기 귀걸이 몸체의 상기 산소 흡입구에 연결되는 것으로 산소 유로를 가지는 막대형 마이크; 를 포함하는 헤드셋 구조물이고,
상기 막대형 마이크에는 상기 산소 유로를 통해 가이드되는 산소 함유 공기를 사용자 호흡기로 토출하기 위한 적어도 하나 이상의 산소 토출구가 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 헤드셋 타입의 산소 공급 시스템. According to claim 1,
The wearing member is,
an earring body having an oxygen inlet connected to the oxygen outlet through a hose; And, a rod-shaped microphone connected to the oxygen inlet of the earring body and having an oxygen flow path; A headset structure including,
A headset-type oxygen supply system using an oxygen generator, characterized in that the rod-shaped microphone is formed with at least one oxygen outlet for discharging oxygen-containing air guided through the oxygen passage to the user's respiratory tract.
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