KR20030043132A - 산소 공급장치가 구비된 자동차 - Google Patents

산소 공급장치가 구비된 자동차 Download PDF

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김영석
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Abstract

본 발명은 장소와 사용시간에 제한 받지 않고 외부로부터 신선한 공기를 차량 내부로 항상 공급할 수 있도록 하므로써 편리성과 효율성이 보다 향상되게 하고, 또한 산소부족으로 인하여 발생할 수 있는 호흡곤란증세를 사전에 방지할 수 있게 하는 데에 그 목적이 있는 것으로서, 그 구조는 엔진룸(2)내에 설치되는 벤틸레이터(4)와, 상기 벤틸레이터(4)에 연결되면서 선단부가 인스트루먼트패널(16)에 결합되는 덕트(14)와, 상기 덕트(14)에 연결되는 산소공급장치(20)와, 상기 산소공급장치(20)에 연결되는 점화스위치(48)와, 상기 점화스위치(48)에 연결되는 배터리(50)로 구성되는 산소 공급장치가 구비된 자동차에 관한 것이다.

Description

산소 공급장치가 구비된 자동차{Car have oxygen supply device}
본 발명은 산소 공급장치가 구비된 자동차에 관한 것으로서, 특히 장소와 사용시간에 제한받지 않고 외부로부터 신선한 공기를 항상 차량 내부로 항상 공급할 수 있도록 하므로써 편리성과 효율성이 보다 향상되게 하고, 또한 산소부족으로 인하여 발생할 수 있는 호흡곤란증세를 사전에 방지할 수 있게 한 산소 공급장치가 구비된 자동차에 관한 것이다.
일반적으로 차량의 실내는 도어로 밀폐되어 있어서 외부로부터 항상 신선한 공기를 공급받아야만 탑승자가 호흡하는 데에 불편함을 느끼지 않게 되고, 또한 운행중에는 주기적으로 창문을 열고 환기를 시켜야만 쾌적한 실내환경을 유지시킬 수 있게 된다.
그러나 운전자가 정차를 한 상태에서 창문을 오픈시킨 상태에서 휴면을 취하면, 외부로부터 신선한 공기가 유입되어 호흡을 하는 데에는 별다른 문제가 발생하지 않으나, 창문을 닫아 밀폐된 상태에서 휴면을 취하게 되면 벤틸레이터를 통하여 외부로부터 공기가 공급되더라도 실내는 점차적으로 산소농도가 감소하게 되는데, 이로 인하여 차량내에서 휴면을 취하게 되면 산소부족 증세를 유발하게 된다.
따라서 본원발명은 자동차의 실내에서 휴면을 취하게 될 때 발생할 수 있는 산소부족 증세를 해결하기 위하여, 항상 외부로부터 농도가 높은 산소를 공급할 수 있도록 하므로써, 운전자가 차량내에서 항상 쾌적한 상태에서 휴면을 취할 수 있게 하는데에 있다.
한편 종래의 기술은 선 출원된 공개실용신안 공개번호 제98-39143호(자동차 실내 산소공급장치)를 도 7 에서 살펴보면 다음과 같다.
먼저 미 도시된 배터리와 연결된 점화스위치(sw1)가 구성되고, 상기 점화스위치(sw1)에 작동명령을 전달하는 마이컴(20)이 연결되며, 상기 마이컴(20)에는 사용자가 신선한 공기를 공급할지 결정하기 위한 키 신호를 입력하는 산소모드스위치(10)가 연결된다.
또한 마이컴(20)에는 모터구동부(30)와 모터(40)가 순차적으로 연결되고, 상기 모터(40)에는 편심캠(41)이 설치되며, 상기 편심캠(41) 측면에는 분무레버(51)가 위치하면서 면 접촉하여 설치되고, 상기 분무레버(51)에는 산소가 압축되어진 산소통(50)과 도 8 에 도시된 바와 같이 차량의 천정에 설치되는 노즐(53)이 각각 연결되어 결합된다.
상기와 같이 구성되는 종래의 기술을 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 엔진이 구동된 상태에서만 산소가 분사될 수 있도록 점화스위치(sw1)(도7참조)와 마이컴(20)이 접속되어 있고, 또한 산소모드스위치(10)에서 입력된 키 신호에 따라 산소분사 여부를 상기 마이컴(20)이 결정하게 된다.
상기와 같은 상태에서 사용자가 산소모드스위치(10)를 온 시키면 마이컴(20)은 모터구동부(30)에 명령을 전달하여 모터(40)를 작동시키므로써 편심캠(41)이 180도 회전되게 하는데, 이로 인하여 분무레버(51)가 가압되면서 산소통(50)에 압축되어져 저장된 산소가 노즐(53)(도8참조)을 통하여 차량의 실내로 배기 된다.
상기와는 달리 산소모드스위치(10)(도7참조)를 오프시키면 마이컴(20)은 모터구동부(30)에 작동명령을 전달하여 모터(40)가 재차 180도 회전하게 하므로써, 상기 편심캠(41)이 분무레버(51)에 가하였던 외력을 제거하게 되는데, 이로 인하여 노즐(53)을 통하여 배기되는 산소공급은 중단되어진다.
상기한 종래의 기술은 산소통에 저장된 산소량이 한정되어 있어, 일정한 시간내에서만 사용이 가능하여 장소와 사용시간에 제한을 갖고 있으므로 효율성이 떨어지는 결점을 지니고 있다.
이에 본 발명은 장소와 사용시간에 제한받지 않고 외부로부터 신선한 공기를 차량 내부로 항상 공급할 수 있도록 하므로써 편리성과 효율성이 보다 향상되게 하고, 또한 산소부족으로 인하여 발생할 수 있는 호흡곤란증세를 사전에 방지할 수 있게 하는 데에 그 목적이 있다.
이를 실현하기 위한 본 발명은 엔진룸내에 설치되는 벤틸레이터와, 상기 벤틸레이터에 연결되면서 선단부가 인스트루먼트패널에 결합되는 덕트와, 상기 덕트에 연결되는 산소공급장치와, 상기 산소공급장치에 연결되는 점화스위치와, 상기 점화스위치에 연결되는 배터리로 구성된다.
도 1 은 본 발명의 제 1 실시 예가 차량에 설치된 상태도.
도 2 는 본 발명의 제 1 실시 예인 산소공급장치의 세부 블록도.
도 3 은 본 발명의 제 1 실시 예인 농축 산소 발생수단의 세부 블록도.
도 4 는 본 발명의 제 1 실시 예인 농축 산소 공급장치의 작동 순서도.
도 5 는 본 발명의 제 2 실시 예가 설치된 상태의 단면도.
도 6 은 본 발명의 제 3 실시 예가 설치된 상태의 단면도.
도 7 은 종래의 산소공급장치를 나타낸 블록 회로도.
도 8 은 종래의 산소공급장치로부터 산소가 공급되는 상태도.
<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>
2,62,82:엔진룸 4:벤틸레이터 6:하우징
8:블로어 10:증발기 12:히터
14:덕트 16,66,88:인스트루먼트패널 18,72:공급관
20,70:산소공급장치 22:제어수단 24:농축산소발생수단
26:농도조절수단 28:표시수단 29,76,94:실내
30:농축산소배출수단 32:센서 34:압축기
36:밸브 38:압력제어부 40:흡착탑
42:저장탱크 44:제어부 46:산소센서
48,68:점화스위치 50,64,84:배터리 74,96:에어벤트
86:조정스위치 90:자동제어밸브 92:산소탱크
이하 본 발명이 차량에 설치되는 구조를 도 1에서 살펴보면 다음과 같다.
먼저 엔진룸(2)(도1참조) 내부에는 외부로부터 신선한 공기를 유입시키는 벤틸레이터(4)가 설치되는데, 상기 벤틸레이터(4)를 구성하는 하우징(6) 내부에는 차량 외부로부터 신선한 공기를 강제로 유입시키는 블로어(8)와, 냉방을 위한 증발기(10), 난방을 위한 히터(12) 등이 설치되고, 상기 하우징(6) 출구 측에는 공기의 흐름을 안내하는 덕트(14) 후미가 결합되며, 상기 덕트(14) 선단부는 인스트루먼트패널(16)에 결합된다.
그리고 상기 덕트(14) 중간부 위치에 산소농도가 높은 공기의 흐름을 안내하는 공급관(18) 선단부가 결합되고, 상기 공급관(18) 후미에는 외부 공기 중에 내포된 산소를 분리하여 농축된 산소를 공급하는 산소공급장치(20)가 설치된다.
이때 상기 산소공급장치(20)는 선 출원되어 등록된 실용신안등록번호 제206882호(농축산소공급장치)(주식회사 옥시테크의 제조모델명:데스크탑 일반형)를 이용하여 본 발명에 적용하였는바, 그 구조를 도 2 에서 살펴보면 다음과 같다.
먼저 상기한 산소공급장치(20)에는 명령을 전달하여 산소공급을 조정하는 제어수단(22)이 구성되고, 상기 제어수단(22)에는 외부로부터 공기를 흡입하여 질소를 분리한 후 순수한 산소만을 농축하여 공급하는 농축산소발생수단(24)과, 상기 농축산소발생수단(24)으로부터 공급되는 산소농도를 항상 일정하게 유지시키는 농도조절수단(26)과, 공급되는 현재의 산소농도를 나타내어 주는 표시수단(28)과, 차량의 실내(29)로 농축된 산소가 공급될 수 있게 하는 농축산소배출수단(30)이 각각 연결된다.
그리고 상기 농축산소배출수단(30)에는 현재 공급되는 산소농도를 체크하는 센서(32)가 연결된다.
상기와 같이 설치되는 농축산소발생수단(24)은 도 3 에 도시된 바와 같이 상기 제어수단(22)에 연결되어 작동명령을 전달받으면서 외부로부터 신선한 공기를 유입시키는 압축기(34)가 구성되고, 상기 압축기(34)에는 공기의 흐름을 제어하는 밸브(36)가 연결되며, 상기 밸브(36)에는 통과하는 공기가 일정한 압력을 유지할 수 있도록 조정하는 압력제어부(38)가 설치된다.
또한 상기 밸브(36) 출구측에는 유입되는 공기중에 내포된 질소를 제거하여 80%의 산소 순도(주식회사 옥시테크의 제조모델명:데스크탑 일반형)로 통과시키는 흡착탑(40)이 연결되고, 상기 흡착탑(40)에는 이동하여 온 산소를 저장하는 저장탱크(42)가 연결되며, 상기 저장탱크(42)에는 상기한 압력제어부(38)와 상기한 제어수단(22)(도2참조)이 연결되어 위치하게 된다.
한편 상기 제어수단(22)에는 산소공급장치(20)의 작동을 통제하기 위한 제어부(44)(도1참조)가 연결되고, 상기 제어부(44)에는 차량의 실내(29) 산소농도를 체크하기 위한 센서(46)가 인스트루먼크패널(16)에 설치되면서 연결되며, 또한 상기 제어부(44)에는 엔진을 시동하기 위하여 인스트루먼트패널(16)에 설치된 점화스위치(48)가 연결된다.
이와 함께 상기 점화스위치(48)에는 전류를 공급하는 배터리(50)가 연결된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 작용을 설명하면 다음과 같다.
먼저 사용자가 엔진을 시동시키기 위하여 점화스위치(48)(도1참조)를 온 시킨다.(S1)
상기와 같이 점화스위치(48)를 온 시키면 미 도시한 엔진이 작동하게 되고, 동시에 블로어(8)가 작동하면서 외부로부터 신선한 공기를 하우징(6) 내부로 유입시키게 되는데, 이때 운전자가 증발기(10)와 히터(12)를 필요에 따라서 운전석에서 모드를 선택하여 작동시킬 수 있다.
상기와 같이 하우징(6)으로 유입된 공기는 덕트(14)를 따라 이동하면서 실내로 이동하게 되고, 동시에 상기한 산소센서(46)가 실내(29)에 머물러 있는 공기중의 산소농도를 체크하여 이에 대한 정보를 제어부(44)에 전달하게 된다.
상기 S1 이후로 제어부(44)는 산소센서(46)로부터 전달받은 정보를 바탕으로 실내(29)에 머물러 있는 공기중 산소농도가 70% 이하인가를 판단한다.(S2)
상기와 같이 제어부(44)는 산소센서(46)로부터 제공되는 정보를 바탕으로, 차량의 실내(29) 공기 중에서 산소농도가 70% 이상일 경우에는 산소공급장치(20)를 정지시킨 상태로 있게 한다.
계속하여 상기 S2 이후로 제어부(44)는 현재 실내(29)에 머물러 있는 공기의 산소농도가 70% 이하일 경우에는 상기한 산소공급장치(20)를 작동시킨다.(S3)
상기와 같이 제어부(44)로부터 산소공급장치(20)가 명령을 전달받아 작동하게 되면, 먼저 제어수단(22)(도2참조)이 압축기(34)(도3참조)에 작동명령을 전달하게 된다.
따라서 상기 압축기(34)가 작동하면서 공기를 밸브(36)를 통하여 흡착탑(40)으로 공급하게 되는데, 이때 상기 밸브(36)는 압력제어부(38)에 의해 제어되므로 일정한 압력으로 공기를 통과시키게 된다.
상기 흡착탑(40)에 도달한 공기는 통과하면서 질소는 대기로 배기되고, 순수한 산소는 저장탱크(42)로 이동하여 저장되는데, 이때 상기 압력제어부(38)에 의해 공급되는 산소는 일정한 압력을 유지하면서 저장되어진다.
계속하여 상기 저장탱크(42)에 저장된 산소는 제어부(44)(도2참조)로부터 전달받은 명령에 의해 작동하는 제어수단(22)을 통과하면서, 상기 농축산소배출수단(30)을 통하여 실내(29)(도1참조)로 배기되고, 동시에 배기되는 산소농도는 센서(32)(도2참조)에 의해 체크되어 제어수단(22)으로 정보가 보내어진다.
이때 상기 제어수단(22)을 통과하는 산소의 농도는 표시수단(28)에 표시되어지고, 이와 함께 센서(32)로부터 전달받은 정보를 바탕으로 농도조절수단(26)이 작동하면서 통과하는 산소농도를 일정하게 유지시켜 준다.
상기와 같이 산소공급장치(20)(도1참조)로부터 공급되는 산소는 공급관(18)을 통하여 덕트(14)로 유입되면서, 상기한 벤틸레이터(4)로부터 이동하여 온 외부공기와 합류하며 실내(29)로 공급되어진다.
상기 S3 이후로 제어부(44)는 산소센서(46)로부터 실내(29)에 머물러 있는 공기중의 산소농도에 대한 정보를 전달받아 현재의 산소농도가 70% 이하인가를 재차 판단한다.(S4)
상기와 같이 차량의 실내(29)중에 머물러 있는 산소농도가 70% 이하일 경우라고 제어부(44)가 판단하면 전술한 바와 같이 산소공급장치(20)를 계속하여 작동시킨다.
상기 S4 이후로 제어부(44)는 실내 산소농도가 70% 이상이라고 판단되면 산소공급장치(20)를 정지시킨다.(S5)
상기와 같이 산소공급장치(20)가 정지되면 압축기(34)(도3참조)가 정지되므로 외부로부터의 공기 유입이 중단되는데, 이로 인하여 농축산소발생수단(24)의 작업은 정지가 되어 전체적으로 산소공급장치(20)(도1참조)의 작동은 중지 된다.
따라서 상기한 공급관(18)을 통하여 더 이상의 산소공급이 중단되어, 상기 벤틸레이터(4)를 통하여 공급되는 공기만이 덕트(14)를 통하여 계속 실내로 공급된다.
상기와 같이 산소농도가 낮은 공기로 이루어진 실내(29)에 다량의 산소를 공급하여 주게되면, 산소부족으로 인하여 발생할 수 있는 심폐기능저하와, 호흡기능장애, 호흡산소량부족 등의 문제를 해결하여 주게 되므로써, 차량내에서 수면을 취하고 있는 탑승자는 항상 쾌적한 수면과, 심폐기능강화, 편안한 실내생활(갑갑증 제거)등을 할 수 있게 된다.
한편 본 발명의 제 2 실시예를 도 5 에서 살펴보면 다음과 같다.
먼저 상기 엔진룸(62) 내부에 충전된 전류를 공급하여 주는 배터리(64)가 설치되고, 상기 배터리(64)에는 인스트루먼트패널(66)에 설치되면서 엔진을 시동시키는 점화스위치(68)가 연결되며, 상기 점화스위치(68)에는 전술한 본 발명의 제 1 실시 예와 동일한 구조를 갖는 산소공급장치(70)가 연결된다.
그리고 상기 산소공급장치(70)에는 산소의 흐름을 안내하는 공급관(72)이 연결되고, 상기 공급관(72)에는 인스트루먼트패널(66)에 설치되면서 실내로 산소가 배기될 수 있도록 한 에어벤트(74)가 결합된다.
미설명부호는 76:실내
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 2 실시 예를 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 운전자가 점화스위치(68)를 온 시키면 배터리(64)로부터 전류가 공급되면서 산소공급장치(70)에 전달되는데, 이때 상기 산소공급장치(70)는 전술한 본원발명의 제 1 실시 예와 같이 동일한 방법으로 작동하면서 농축된 산소를 공급하게 된다.
상기와 같이 산소공급장치(70)를 통하여 공급되는 산소는 공급관(72)을 지나 에어벤트(74)를 통하여 실내(76)로 공급되는데, 이와 같이 공급되는 농축된 산소는 농도가 낮은 차량의 실내(76) 공기와 혼합하게 된다.
상기와는 달리 운전자가 점화스위치(68)를 오프시키면, 상기 배터리(64)로부터의 전류공급이 차단되어 산소공급장치(70)의 작동은 중지되는데, 이로 인하여 상기 에어벤트(74)를 통한 산소공급은 중단된다.
한편 본원발명의 제 3 실시 예를 도 6에서 살펴보면 다음과 같다.
먼저 엔진룸(82)내에 충전된 전류를 공급하여 주는 배터리(84)가 설치되고, 상기 배터리(84)에 온/오프 기능을 갖는 조정스위치(86)가 인스트루먼트패널(88)에 설치되면서 연결되며, 상기 조정스위치(86)에는 산소의 흐름을 단속하는 자동제어밸브(90)가 연결된다.
그리고 상기 자동제어밸브(90) 입구 측에는 산소를 고압으로 압축하여 저장한 산소탱크(92)가 설치되고, 상기 자동제어밸브(90) 출구측에는 실내(94)로 산소가 배기될 수 있도록 안내하는 에어벤트(96)가 인스트루먼트패널(88)에 설치되면서 결합된다.
상기와 같이 구성되는 본 발명의 제 3 실시 예를 작용에 대하여 설명하면 다음과 같다.
먼저 운전자가 주차하여 휴면을 취하는 상태이거나 주행하는 도중에 산소부족감을 느끼게 되면, 상기한 조정스위치(86)를 오픈모드에 위치시킨다.
따라서 배터리(84)로부터 전류가 공급되면서 자동제어밸브(90)가 작동하며 통로를 개방하게 되는데, 이로 인하여 산소탱크(92)에 압축되어 저장된 산소가 소량씩 자동제어밸브(90)를 지나 에어벤트(96)를 통하여 실내(94)로 공급되면서 산소농도가 낮은 공기와 혼합하게 된다.
상기와는 달리 조정스위치(86)를 클로즈 모드에 위치시키면, 자동제어밸브(90)가 배터리(84)로부터 공급되는 전류에 의하여 재차 작동하면서 통로를 폐쇄하게 되는데, 이로 인하여 산소탱크(92)로부터 공급되는 산소의 흐름은 차단되어 에어벤트(96)를 통한 실내(94)로의 산소공급은 중단되는 상태가 된다.
본원발명은 장소와 사용시간에 제한 받지 않고 외부로부터 신선한 공기를 차량 내부로 항상 공급할 수 있어 편리성과 효율성이 보다 향상되는 장점이 있고, 또한 산소부족으로 인하여 발생할 수 있는 호흡곤란증세를 사전에 방지하는 효과가 있습니다.

Claims (8)

  1. 엔진룸(2)내에 설치되는 벤틸레이터(4)와,
    상기 벤틸레이터(4)에 연결되면서 선단부가 인스트루먼트패널(16)에 결합되는 덕트(14)와,
    상기 덕트(14)에 연결되는 산소공급장치(20)와,
    상기 산소공급장치(20)에 연결되는 점화스위치(48)와,
    상기 점화스위치(48)에 연결되는 배터리(50)로 구성됨을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 점화스위치(48)와 산소공급장치(20) 사이에 제어부(44)가 설치됨을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(44)에 산소센서(46)가 설치됨을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 제어부(44)는 점화스위치(48)가 온 되면 산소공급장치(20)가 작동되게함을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  5. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부(44)는 산소센서(46)로부터 제공되는 정보를 바탕으로 실내(29) 산소농도가 70% 이하일 경우에, 상기 산소공급장치(20)가 작동되게 함을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  6. 제 3 항에 있어서,
    상기 제어부(44)는 산소센서(46)로부터 제공되는 정보를 바탕으로 실내(29) 산소농도가 70% 이상일 경우에, 상기 산소공급장치(20)가 정지되게 함을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  7. 배터리(64)와,
    상기 배터리(64)에 연결되는 점화스위치(68)와,
    상기 점화스위치(68)에 연결되는 산소공급장치(70)와,
    상기 산소공급장치(70)에 연결되면서 인스트루먼트패널(66)에 설치되는 에어벤트(74)로 구성됨을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
  8. 배터리(84)와,
    상기 배터리(84)에 연결되는 조정스위치(86)와,
    상기 조정스위치(86)에 연결되는 자동제어밸브(90)와,
    상기 자동제어밸브(90) 입구에 설치되는 산소탱크(92)와,
    상기 자동제어밸브(90) 출구측에 연결되면서 인스트루먼트패널(88)에 설치되는 에어벤트(96)로 이루어짐을 특징으로 한 산소 공급장치가 구비된 자동차.
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