KR200406805Y1 - 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템 - Google Patents

Abstract

바람직한 실내공기의 관리 방법인 환기로 각종 실내 오염공기로 인해 발생하는 새집증후군과 같은 환경문제를 해소하고 예방할 수 있는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템이 개시되어 있다. 이를 위하여 구동모터, 제1 다이어프램펌프, 제2 다이어프램펌프, 실외공기급기관, 실내급기관, 실내공기배기관, 및 실외배기관을 가지는 환기시스템을 제공한다. 이러한 환기시스템에 열교환기나 공기정화기, 또는 산소발생기 등을 추가하면 보다 경제적이고, 효과적으로 실내공기를 정화할 수 있게 된다. 본 고안에 의하면, 적은 부피의 관을 통하여도 효율적으로 실내공기의 환기를 할 수 있다. 따라서 신규 건설되는 시설 뿐 아니라, 기존의 시설에도 간단하게 시공할 수 있다. 따라서 새집증후군 등을 신속히 완화시킬 수 있고 공기오염에 따라 발생되는 아토피 등의 각종 질환을 효과적으로 예방할 수 있어 건강증진에 큰 역할을 할 수 있다.

Description

다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템{Ventilation system using diaphragm pump}

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

도 2는 본 고안의 다른 실시예에 의한 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 설명하기 위한 구성도이다.

도 3은 상기 도 2에 도시된 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.

* 도면의 주요 부분에 대한 간단한 설명 *

10 : 구동모터 11 : 제1 동력전달장치

12 : 제2 동력전달장치 20 : 제1 다이어프램펌프

30 : 실외공기급기관 32 : 예비필터

40 : 실내급기관 42 : 공기정화기

44 : 산소발생기 50 : 제2 다이어프램펌프

60 : 실내공기배기관 70 : 실외배기관

80 : 구동모터 공냉부 90 : 열교환기

본 고안은 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 다이어프램펌프를 이용하여 형성된 압축공기를 이용하는 시공성과 사용편의성 및 열효율성이 현저히 개선된 공기 환기시스템에 대한 것이다.

최근에 실내공기오염 발생원의 증가로 인해 새집증후군, 화학물질과민증과 같은 신규 질환이 발생하고 있다. 일반적으로 실내공기 오염원으로는 미세먼지, 생물학적 오염물질인 집먼지 진드기, 건축자재에서 방출하는 포름알데히드와 같은 휘발성유기화합물(Volatile Organic Compounds: VOCs)이 있다. 이러한 물질들은 특히, 신체 저항력이 약한 어린아이에게 천식과 같은 호흡기 질환과 아토피성 피부염 등을 유발하며, 유기물질의 부패로 인해 발생 되는 불쾌한 냄새는 현기증과 무기력증 등의 증상을 유발하여 건강에 나쁜 영향을 끼친다.

이러한 문제점을 해결하기 위하여 실내공기 오염원의 제거를 위한 여러 가지 방법이나 장치 등이 제시되고 있다.

먼저, 실내공기를 정화하기 위하여 널리 사용되는 방법 중의 하나로 오염된 실내공기를 정화하기 위한 다양한 종류의 공기청정기를 예로 들 수 있다. 일반적 으로 사용되고 있는 공기청정기는 필터방식, 습식, 전기분해 방식을 이용하여 실내공기의 오염원을 제거한다. 그러나 이러한 방법은 제한된 공간의 공기를 계속 재활용해야 하므로 실내 공기 중 이산화탄소의 증가로 산소결핍을 초래하는 문제점이 있다. 또한, 오염된 공기를 정화하는 필터 등의 성능에 따라 공기정화능력에 현저한 차이가 나며, 더구나 필터 등을 제때 교환하지 않는 경우 오히려 공기오염을 가중시킬 수 있는 문제점이 있다.

이러한 밀폐된 공간 내의 공기를 자체 정화하는 방법의 문제점을 해결하기 위하여 실내공기와 실외공기를 교환시키는 방법에 의하여 실내공기질을 향상시키기 위한 방법이 제안되고 있다.

예를 들어, 대한민국 공개특허공보 제10-2001-0076478호(2001년 8월 16일 공개)에는 외기유인 기능을 갖는 슬래브 하부 설치형 공기조화기 및 이를 이용한 공조 시스템이 개시되어 있다.

상기 공조시스템에 따라 폐쇄된 공간에 일방적으로 외부공기를 유입하면, 실내 공기의 배출이 원활하지 못해 오염공기의 완전한 외부 배출이라는 효과가 반감된다. 그리고 내부공기와 외부공기를 교환함에 따른 열손실을 방지할 수 없는 문제점이 있다. 무엇보다, 부피가 큰 덕트를 사용해야 하기 때문에 기존 건물이나 각종 시설물에 적용하는 경우 건물의 실내외 미관을 해칠 수 있다. 또한, 기존 건물에 이러한 시공을 하기 위해서는 천정을 개조해야 하는 등의 작업이 동반되어야 하기 때문에 시공이 복잡하고, 설치비용이 과다하게 소요되며 송풍기에서 발생하는 소음의 문제점이 있다.

따라서, 본 고안의 제1 목적은 기존의 건물에도 손쉽게 시공할 수 있으며 환기 효율성도 우수한 공기 환기 시스템을 제공하는 것이다.

본 고안의 제2 목적은 시공성 및 환기 효율성이 우수할 뿐만 아니라 내·외부 공기 교환으로 인해 발생하는 열에너지 손실도 최소화 할 수 있는 공기환기 시스템을 제공하는 것이다.

상기 본 고안의 제1 목적을 달성하기 위해 본 고안의 일 실시예에 의하면, 제1 동력전달장치 및 제2 동력전달장치를 포함하는 구동모터, 상기 제1 동력전달장치에 연결되어 상기 제1 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실외공기의 압축배출을 반복하는 제1 다이어프램펌프, 상기 제2 동력전달장치에 연결되어 상기 제2 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실내공기의 압축배출을 반복하는 제2 다이어프램펌프, 상기 제1 다이어프램펌프에 실외공기를 공급하는 실외공기급기관, 상기 실외공기급기관을 통하여 공급된 실외공기가 상기 제1 다이어프램펌프에서 압축된 실외압축공기를 실내에 공급하는 실내급기관, 상기 제2 다이어프램펌프에 실내공기를 공급하는 실내공기배기관, 및 상기 실내공기배기관을 통하여 공급된 실내공기가 상기 제2 다이어프램펌프에서 압축된 실내압축공기를 실외로 배기하는 실외배기관을 가지는 환기시스템을 제공한다.

또한, 상기 본 고안의 제2 목적을 달성하기 위해 본 고안의 다른 실시예에 의하면, 제1 동력전달장치 및 제2 동력전달장치를 포함하는 구동모터, 상기 제1 동력전달장치에 연결되어 상기 제1 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실외공기의 압축배출을 반복하는 제1 다이어프램펌프, 상기 제2 동력전달장치에 연결되어 상기 제2 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실내공기의 압축배출을 반복하는 제2 다이어프램펌프, 상기 제1 다이어프램펌프에 실외공기를 공급하는 실외공기급기관, 상기 실외공기급기관을 통하여 공급된 실외공기가 상기 제1 다이어프램펌프에서 압축된 실외압축공기를 실내에 공급하는 실내급기관, 상기 제2 다이어프램펌프에 실내공기를 공급하는 실내공기배기관, 상기 실내공기배기관을 통하여 공급된 실내공기가 상기 제2 다이어프램펌프에서 압축된 실내압축공기를 실외로 배기하는 실외배기관, 및 상기 실내급기관을 통하여 실내에 공급되는 실외압축공기와 상기 실외배기관을 통하여 실외로 배기되는 실내압축공기의 열교환하는 열교환기를 포함하는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 제공한다.

본 고안에 의하면 구동모터에 의해 다이어프램펌프가 작동하면서 외부공기를 흡입압축하여 상기 압축된 공기를 실내로 공급하고, 동시에 실내공기를 흡입압축하여 실외로 배출함으로써, 적은 부피의 관을 통하여도 효율적으로 실내공기의 환기를 할 수 있다. 따라서 신규 건설되는 시설 뿐 아니라, 기존의 시설에도 간단하게 시공할 수 있다. 또한, 배출되는 실내공기와 흡입되는 실외공기를 서로 열 교환시키기 때문에 실내공기의 난방이나 냉방에 소요되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.

결국, 다양한 시설물에 적용하여 효율적으로 환기를 시킬 수 있기 때문에 실 내공기를 효과적으로 정화할 수 있고, 새집증후군 등을 신속히 완화시킬 수 있고 공기오염에 따라 발생되는 아토피 등의 각종 질환을 효과적으로 예방할 수 있어 건강증진에 큰 역할을 할 수 있다.

이하, 첨부도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예들에 의한 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 일 실시예에 의한 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템(1)을 설명하기 위한 구성도이다.

도 1을 참조하면, 본 실시예에 의한 환기 시스템은 구동모터(10), 제1 다이어프램펌프(20), 제2 다이어프램펌프(50), 실외배기관(70), 실내공기배기관(60), 실내급기관(40), 및 실외공기급기관(30)을 가진다.

상기 구동모터(10)는 피스톤 운동을 반복하면서, 예를 들면, 커넥팅로드 등의 제1 동력전달장치(11)와 제2 동력전달장치(12)를 통하여 각각 상기 제1 다이어프램펌프(20)와 제2 다이어프램펌프(50)를 구동한다. 구체적으로, 효율적인 환기를 위하여 본 실시예에서는 복수 개의 제1 다이어프램펌프 및 복수 개의 제2 다이어프램펌프를 사용하는 것이 바람직하다. 상기 복수 개의 다이어프램펌프를 상기 구동모터로 구동시키기 위해서는 복수 개의 다이어프램펌프를 방사상으로 위치시키고, 그 중심축에 상기 동력전달장치가 연결될 수 있도록 하되, 상기 다이어프램펌프의 에어밸브의 개폐가 가능하도록 중심축이 편회전할 수 있도록 구성하는 것이 바람직하다. 상기 구동모터는 환기대상이 되는 공간의 크기에 따라 다양하게 변형 하여 사용할 수 있다.

구체적으로, 상기 제1 동력전달장치에 결합된 제1 다이어프램펌프(20)는 내부에 위치하고 신축성 소재로 이루어진 다이어프램(격막; 도시되지 않음)을 가진다. 상기 제1 동력전달장치를 통하여 구동력이 전달되어 상기 제1 다이어프램펌프(20)에 일정 수치이상으로 공기를 가압하면, 압력을 받은 상기 다이어프램의 스트로크가 한계에 이르면 에어밸브는 압력을 반대쪽 다이어프램의 에어 쪽으로 이동시켜 가한다. 이로 인해 흡입이 발생하면 펌프 흡입구를 통하여 공기를 챔버쪽으로 끌어당긴다. 상기 제1 다이어프램펌프(20)는 흡입측 밸브와 토출측 밸브가 함께 있어서 한쪽 방향으로만 공기를 이동시킨다. 이때 토출 시킬 때 흡입측 밸브는 닫히며, 반대로 흡입 시에는 토출측 밸브는 닫힌다.

상기 실외공기급기관(30)을 통하여 상기 제1 다이어프램펌프(20)에 제공된 외부공기는 상기 제1 다이어프램펌프(20)가 작동함으로써 압축된 후 상기 실내급기관(40)을 통하여 실내(환기대상이 되는 공간)로 공급된다. 상기 압축된 외부공기를실내에 공급하기 위하여 건물이나 방 등의 벽을 천공하거나, 천정의 공기조화용 통로에 상기 실내급기관(40)의 실내 측 말단을 연결하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 실내공기배기관(60)으로 흡입된 실내공기는 상기 제2 다이어프램펌프(50)에 의해 흡입된 후, 압축되어 실외배기관(70)을 통해 배출된다. 상기 제2 동력전달장치에 결합된 제2 다이어프램펌프(30)는 상술한 제1 다이어프램과 동일한 방식으로 작동하면서, 실내공기를 압축하여 압축공기 형태로 실외로 배출한다.

상기 실내급기관(40)이나 상기 실내공기배기관(60)은 압축공기를 이동통로가 되므로 압축되지 않은 공기를 이동시키는 경우보다 현저히 적은 부피의 관을 사용하여도 우수한 환기효율을 가질 수 있게 된다. 또한 현저히 적은 부피의 관을 사용할 수 있어서 외부로 드러나는 경우라도 미관상 문제를 일으키지 않기 때문에, 기존 건물에 시공하는 경우 덕트를 설치하기 위하여 천정공사를 별도로 하지 않아도 된다.

그리고 상기 제1 다이어프램펌프(20)에 연결되며 외부의 공기를 급기하기 위한 실외공기급기관(30)에는 예비필터(32)를 더 설치할 수 있다. 상기 예비필터(32)는 실외에서 유입되는 이물질을 차단하여 이물질의 흡입으로 인한 상기 제1 다이어프램펌프(20)의 손상이나 환기효율의 저하 및 공기질 저하를 방지한다.

또한, 상기 실내급기관(40)에는 공기정화기(42) 또는 산소발생기(44), 또는 이들을 함께 설치할 수 있다. 상기 공기정화기(42)로는 예를 들면 헤파필터 및 활성탄소필터를 사용할 수 있다. 상기 산소발생기(44)로는 다양한 방식의 산소발생기를 사용할 수 있는데, 예를 들면 촉매로 사용되는 제올라이트가 압력이 올라감에 따라 질소와의 친화력이 커지는 것을 이용하여 압력을 높이는 PSA(pressure swing absorption)방식, 또는 압력을 낮추는 방식인 VSA(vaccum swing absorption)방식 등을 사용할 수 있으며, 매우 미세한 구멍이 뚫린 관다발(중공사막)에 공기를 고속 통과시키면, 질소와 산소사이의 질량차이로 분리가 일어나는 성질을 이용하는 방식인 맴브레인 방식, 및 분자크기의 미세한 구멍이 뚫린 막에 공기를 통과시켜, 질소와 산소의 분자의 크기차이에 의해 분리가 일어나도록 하는 방식인 분자 분리막 방식을 사용할 수 있다. 또한, 상기 실내급기관(40)은 실내로 공급되는 공기의 풍량 을 조절하기 위한 디퓨저를 포함할 수 있다.

또한, 상기 실외배기관(70)을 통하여 실외로 배출되는 공기는 일반적으로 작동중인 상기 구동모터(10)의 온도보다 낮기 때문에, 배출되는 공기를 상기 구동모터(10)와 접촉시키면 구동모터를 공냉하여 구동모터의 과열에 의한 모터 손상이나 시스템의 효율저하 등의 문제를 해결할 수 있다. 효율적인 냉각이 이루어지기 위해서는 별도의 밀폐된 공냉실 등의 구동모터 공냉부(80)를 가지는 것이 바람직하다.

그리고 본 발명은 에너지손실을 절감할 수 있는 다이어프램펌프를 이용한 환기시스템을 제공한다. 도 2는 본 고안의 다른 실시예에 의한 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 설명하기 위한 구성도이고, 도 3은 상기 도 2에 도시된 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템을 설명하기 위한 사시도이다.

도 2 및 도 3을 참조하면, 환기 시스템은 구동모터(10), 제1 다이어프램펌프(20), 실외공기급기관(30), 실내급기관(40), 제2 다이어프램펌프(50), 실내공기배기관(60), 실외배기관(70), 및 열교환기(90)를 가진다. 이하, 상기 도 1을 참조하여 설명한 실시예와 중복되는 구성요소에 대한 반복설명은 생략하도록 한다.

상기 환기 시스템은 상기 실내급기관(40)을 통하여 실내에 공급되는 실외압축공기와 실외배기관(70)을 통하여 실외로 배기되는 실내압축공기의 열을 서로 교환하는 열교환기(90)를 포함한다. 여름이나 겨울에는 냉방이나 난방을 하기 때문에 일반적으로 실내공기 온도와 실외공기 온도가 서로 차이가 난다. 환기를 통한 실내공기 정화는 매우 효과적인 공기정화 방법이지만, 이미 냉각되었거나 가열된 공기를 외부로 배출하고 새로 유입된 실외공기를 다시 냉각하거나 가열한다면 에너지 손실이 매우 클 것이다. 따라서, 상기 열교환기에서 배출되는 실내공기와 유입되는 실외공기 사이에 열교환이 가능하게 함으로써 에너지를 재활용할 수 있고, 본 실시예에 의한 환기시스템을 경제적으로 운용할 수 있게 된다.

구체적으로 예를 들면, 상기 열교환기(90)는 공기의 현열 및 잠열을 동시에 전열하는 구조로서 열 교환 소자에 의해 공기는 통과하되 열은 회수되어 실내에 공기를 주입하고 에너지 손실을 최소화 하여 온도를 유지하며, 실내의 습기가 실외로 유출되지 않아 습도가 일정하게 유지할 수 있다.

상술한 환기시스템(1)은 환기 대상이 되는 실내의 크기에 따라 상기 구동모터(10)의 용량이나 사용되는 다이어프램펌프의 개수를 조절하여 구성하고, 예를 들면 에어콘의 실외기와 같은 형태로 제작하여 아파트의 베란다 등에 설치하여 사용할 수도 있다 .

본 고안에 의하면 구동모터에 의해 다이어프램펌프가 작동하면서 외부공기를 흡입압축하여 상기 압축된 공기를 실내로 공급하고, 동시에 실내공기를 흡입압축하여 실외로 배출함으로써, 적은 부피의 관을 통하여도 효율적으로 실내공기의 환기를 할 수 있다. 따라서 신규 건설되는 시설 뿐 아니라, 기존의 시설에도 간단하게 시공할 수 있다. 또한, 배출되는 실내공기와 흡입되는 실외공기를 서로 열 교환시키기 때문에 실내공기의 난방이나 냉방에 소요되는 에너지를 절감할 수 있게 된다.

결국, 다양한 시설물에 적용하여 효율적으로 환기를 시킬 수 있기 때문에 실내공기를 효과적으로 정화할 수 있고, 새집증후군 등을 신속히 완화시킬 수 있고 공기오염에 따라 발생되는 아토피 등의 각종 질환을 효과적으로 예방할 수 있어 건강증진에 큰 역할을 할 수 있다.

상기에서는 본 고안의 바람직한 실시예를 참조하여 설명하였지만, 해당 기술분야의 숙련된 당업자는 하기의 실용신안등록청구범위에 기재된 본 고안의 사상 및 영역으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서 본 고안을 다양하게 수정 및 변경시킬 수 있음을 이해할 수 있을 것이다.

Claims (5)

1. 제1 동력전달장치 및 제2 동력전달장치를 포함하는 구동모터;

   상기 제1 동력전달장치에 연결되어 상기 제1 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실외공기의 압축배출을 반복하는 제1 다이어프램펌프;

   상기 제1 다이어프램펌프에 실외공기를 공급하는 실외공기급기관;

   상기 실외공기급기관을 통하여 공급된 실외공기가 상기 제1 다이어프램펌프에서 압축된 실외압축공기를 실내에 공급하는 실내급기관;

   상기 제2 동력전달장치에 연결되어 상기 제2 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실내공기의 압축배출을 반복하는 제2 다이어프램펌프;

   상기 제2 다이어프램펌프에 실내공기를 공급하는 실내공기배기관; 및

   상기 실내공기배기관을 통하여 공급된 실내공기가 상기 제2 다이어프램펌프에서 압축된 실내압축공기를 실외로 배기하는 실외배기관을 포함하는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템.
2. 제 1항에 있어서, 상기 실외공기급기관에 설치되어 실외에서 유입되는 이물질을 차단하는 예비필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템.
3. 제 1항에 있어서, 상기 실내급기관에 설치되어 상기 실외압축공기를 정화하여 실내에 공급하는 공기정화장치; 및

   상기 실외압축공기에 산소를 공급하는 산소발생기를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템.
4. 제 1항에 있어서, 상기 실내배기관으로 배출되는 공기를 이용하여 상기 구동모터의 발생열을 냉각시키는 구동모터 공냉부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템.
5. 제1 동력전달장치 및 제2 동력전달장치를 포함하는 구동모터;

   상기 제1 동력전달장치에 연결되어 상기 제1 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실외공기의 압축배출을 반복하는 제1 다이어프램펌프;

   상기 제2 동력전달장치에 연결되어 상기 제2 동력전달장치에 의한 구동력을 사용하여 흡입된 실내공기의 압축배출을 반복하는 제2 다이어프램펌프;

   상기 제1 다이어프램펌프에 실외공기를 공급하는 실외공기급기관;

   상기 실외공기급기관을 통하여 공급된 실외공기가 상기 제1 다이어프램펌프에서 압축된 실외압축공기를 실내에 공급하는 실내급기관;

   상기 제2 다이어프램펌프에 실내공기를 공급하는 실내공기배기관;

   상기 실내공기배기관을 통하여 공급된 실내공기가 상기 제2 다이어프램펌프 에서 압축된 실내압축공기를 실외로 배기하는 실외배기관; 및

   상기 실내급기관을 통하여 실내에 공급되는 실외압축공기와 상기 실외배기관을 통하여 실외로 배기되는 실내압축공기의 열교환하는 열교환기를 포함하는 다이어프램펌프를 이용한 환기 시스템.

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