KR20110106867A - 멤브레인 기반 압축공기 호흡시스템 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일산화탄소 없는 스위프 스트림을 갖는 호흡공기정화장치 및 방법에 관한 것이다. 수증기는 침투부 및 비침투부를 갖는 멤브레인, 상기 멤브레인을 감싸는 멤브레인 하우징, 상기 멤브레인에 연결된 멤브레인 공급 주입 도관 및 상기 멤브레인의 비침투부에 유동적으로 연결된 비침투 가스 배출 도관을 포함하는 멤브레인 건조기를 이용하여 압축 공기 스트림으로부터 제거된다. 멤브레인 건조기의 외부 침투부를 세척하는 데 사용되는 스위프 스트림은 촉매 필터로부터 취해진다. 촉매 필터는 촉매 베드를 포함하는 카트리지, 촉매 베드 하우징 내에 장착되고 배출 구멍을 갖는 2개의 단부, 촉매 베드에 연결된 촉매 주입 도관 및 배출 구멍에 연결된 생성 가스 배출 도관을 포함한다. 스위프 주입 튜브는 촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부로 가스 연결을 제공한다.

Description

멤브레인 기반 압축공기 호흡시스템{MEMBRANE-BASED COMPRESSED AIR BREATHING SYSTEM}
본 발명은 대체로 멤브레인 기반 압축공기 호흡시스템 및 방법에 관한 것이다. 특히, 본 발명은 예를 들어 정화된 외부 스위프 스트림(sweep stream)을 이용한 멤브레인 분리장치에 관한 것이다.
선행기술에서, 공기호흡시스템, 식품 패키징, 약학 실험실 및 통합 회로 제조에 사용되는 압축 공기는 오염물질 및 수증기를 제거하기 위해 처리될 수 있다고 알려져 있다. 압축호흡공기(CBA)는 호흡공기정화시스템(BAPS)에 의해 제조될 수 있다. 호흡공기정화시스템은 i)처리되지 않은 공기로부터 잉여 수분을 제거하기 위한 탈수 및 ii) 처리되지 않은 공기로부터 고체 입자, 오일 에어로졸 및 탄화수소 증기를 제거하기 위한 정화의 두 주요 기능을 위해 사용될 수 있다. 호흡공기정화시스템의 정화 기능은 또한 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하도록 형성될 수 있다.
휴대용 및 고정 호흡공기정화시스템은 마스크, 헬멧 및 후드에 압축호흡공기를 제공하는 데 사용될 수 있다. 압축호흡공기 시스템은 소방, 샌드 블라스팅, 스프레이 페인팅, 화학물질 유출 청소, 용접, 그라인딩, 파이프 및 탱크 청소 및 비슷한 활동과 같이 건강을 위협할 수 있는 처리되지 않은 공기에 반복적으로 노출되는 일에 종사하는 사람에게 양질의 호흡공기를 제공하는 데 사용될 수 있다. 연방법규는 처리되지 않은 공기가 즉각적인 신체적 불편, 반복 노출 후의 만성 중독, 또는 장기적 노출 후의 극심한 부정적 생리적 증상을 초래할 수 있는 환경에서 압축호흡공기를 사용하도록 하고 있다.
종래의 호흡공기정화시스템은 전형적으로 압축 공기를 탈수하기 위하여 제습제 또는 냉장 건조기 기술을 이용한다. 상기 두 장치는 휴대가능하지도 않고 전기 또는 작동하기 복잡하고 값비싼 공기 제어를 필요로 한다. 압축 공기로부터 물, 액체 오일, 액체 오염물질, 유증기, 일산화탄소 및 탐지가능한 악취를 제거하고(압축 공기 외의) 모든 외부 유틸리티의 필요를 제거하는 동시에 강화된 휴대가능성을 갖고 제조비가 감소되는 호흡공기정화시스템을 제공할 필요가 있다.
또한, 제습 건조기를 사용하는 몇 종래의 호흡공기정화시스템은 효율적 작동을 위해 스위프(퍼지) 공기를 요구한다. 만약 이 스위프 공기가 공기의 정화 전에시스템의 포인트로부터 얻어진다면, 스위프 공기는 일산화탄소와 같은 치명적 오염물질을 포함할 수 있다. 그리고, 상기 스위프 공기는 시스템으로부터 인근의 환경(immediate environment)으로 배출되어 잠재적으로 주변을 오염시키게 된다. 시스템이 장착된 지역 또는 즉각적 환경을 오염시키지 않는 직업 안전 및 건강법(Occupational Safety and Health Act, OSHA)의 D등급 호흡 공기를 생산하는 호흡공기정화시스템을 제공할 필요가 있다.
전술한 필요는 한 실시예에서 호흡공기정화시스템이 장착된 지역을 오염시키지 않는 멤브레인 스위프 배출 가스로 직업 안전 및 건강법(OSHA)의 D등급 호흡 공기를 제공하는 데 사용될 수 있는 본 발명에 의해 크게 충족된다. 상기 증진된 호흡공기정화시스템은 정화된 외부 스위프 스트림을 갖는 멤브레인 건조기를 이용함으로써 달성된다. 스위프 주입구는 스위프 주입구 스트림으로부터 일산화탄소를 제거하는 촉매 필터에서의 처리 후에 멤브레인 건조기의 다운스트림으로 위치한다.
본 발명의 실시예에서, 일산화탄소 없는 스위프 스트림을 갖는 호흡공기정화 장치가 사용될 수 있다. 수증기는 침투부 및 비침투부를 갖는 멤브레인, 상기 멤브레인을 감싸는 멤브레인 하우징, 멤브레인에 연결된 멤브레인 공급 주입 도관 및 멤브레인의 비침투부에 유동적으로 연결된 비침투 가스 배출 도관을 포함하는 멤브레인 건조기를 이용하여 압축 기류로부터 제거된다. 멤브레인의 중앙부 내의 전달 튜브는 멤브레인의 비침투부로부터 비침투 기체 배출 도관으로 비침투 생성 가스를 전달하기 위해 사용될 수 있다. 몇 실시예에서, 멤브레인 분리 요소를 장착하기 위해 필터 장착 브래킷을 사용한다. 외부 스위프 스트림을 가능하게 하기 위하여, 멤브레인 하우징은 "T-스타일" 필터 하우징을 포함할 수 있다.
멤브레인 건조기의 외부 침투부를 세척하기 위해 사용하는 상기 스위프 스트림은 촉매 필터로부터 취해질 수 있다. 상기 촉매 필터는 촉매 베드를 포함하는 카트리지, 촉매 베드 하우징 내에 상기 카트리지를 유지하고 배출 구멍을 갖는 2개의 단부, 촉매 베드에 연결된 촉매 주입 도관 및 상기 배출 구멍에 연결된 생성 가스 배출 도관을 포함한다. 실시예에서, 상기 촉매 필터는 수분 표시 장치 및 사용자에 의한 일산화탄소 감시 장치의 선택적 추가를 위한 플러그드 포트(plugged port)를 포함한다.
실시예에서, 스위프 주입 튜브 또는 도관은 촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부로 가스 연결을 제공한다. 따라서, 일산화탄소가 거의 없는 스위프 가스 스트림은 촉매 필터 요소로부터 멤브레인 분리 요소로 흐른다. 호흡공기정화장치는 또한 멤브레인 하우징 내에 스위프 주입 도관을 포함할 수 있다. 호흡공기정화장치는 멤브레인의 침투부로 유입되는 가스의 양을 계량하기 위한 스위프 오리피스를 더 포함할 수 있다. 몇 실시예에서, 필터 장착 브래킷은 촉매 필터 요소를 장착하기 위해 사용된다. 본 발명의 실시예에서, 소결 청동 필터와 같은 스위프 필터는 스위프 주입 튜브에 유동적으로 연결된다. 실시예에서, 관용 나사(pipe-threaded)를 갖는 촉매 장착부는 촉매 장착부의 관용 나사와 스위프 주입 튜브 사이의 연결을 유지하는 어댑터 장착부 및 장착 시일을 생성하는 촉매 베드 하우징과 인터레이스(interlace)한다.
본 발명의 실시예에서, 전단필터(pre-filter)는 압축 공기가 멤브레인 건조기에서 처리되기 전에 처리하는 데에 사용될 수 있다. 이와 같이, 호흡공기정화시스템은 멤브레인 분리 요소의 업스트림에 위치한 적어도 하나의 전단필터를 포함할 수 있다. 호흡공기정화장치는 촉매 필터의 다운스트림에 위치한 활성 카본 필터 및 상기 활성 카본 필터의 다운스트림에 위치한 미립자 필터를 더 포함할 수 있다.
본 발명의 실시예에서, 비침투부로부터 침투부를 분리하기 위한 분리 수단, 상기 분리 수단을 감싸는 포위 수단, 장치로 공급 가스를 운반하는 공급 주입 수단 및 멤브레인 분리 수단으로부터의 비침투 생성 가스를 운반하기 위한 비침투 생성 가스 배출 수단을 포함하는 멤브레인 분리 수단을 포함하는 일산화탄소 없는 스위프 스트림을 갖는 호흡공기정화장치가 제공될 수 있다. 상기 장치는 촉매 베드를 감싸는 카트리지 수단, 촉매 베드 하우징 내에 카트리지를 유지하고 촉매 필터 수단으로부터의 촉매 처리 배출 가스를 운반하기 위한 배출 수단을 갖는 단부 수단 및 촉매 베드로 비침투 생성 가스를 도입하는 촉매 주입 수단을 갖는 촉매 주입 수단을 더 포함할 수 있다. 상기 장치는 촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부로 가스 연결을 제공하는 스위프 주입 수단을 또한 포함한다.
본 발명의 한 실시예에서, 호흡공기정화장치의 사용방법은 압축 공기 스트림을 장치로 운반하는 단계; 압축 공기 스트림의 비침투부로부터 침투부를 분리하는 단계; 및 멤브레인 분리 요소로부터의 비침투 가스를 운반하는 단계를 포함하는, 멤브레인 분리 요소를 이용한 압축 공기 스트림으로부터 수증기를 제거단계를 포함한다. 상기 방법은 또한 촉매 필터 요소로부터의 촉매 처리 가스를 운반하기 위한 배출 구멍을 갖는 단부를 이용하여 촉매 베드 하우징 내에 카트리지를 유지하고, 및 카트리지 내에 장착된 촉매 베드로 비침투 가스를 도입하는 것에 의해, 촉매 필터 요소를 이용하여 비침투 가스로부터 일산화탄소를 제거하는 것을 포함한다. 마지막으로, 상기 방법은 촉매 처리된 가스가 일산화탄소가 거의 없도록 스위프 주입 도관을 통하여 촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부로 촉매 처리된 가스를 전달하는 것을 포함할 수 있다.
본 발명의 상세한 설명을 더 잘 이해하고 본 발명의 기술에 대한 기여도를 더 잘 이해할 수 있기 위하여 본 발명의 특정 실시예의 개요를 넓게 서술하였다. 물론 청구항의 주제를 형성하는 본 발명의 추가적 실시예가 하기에 설명될 것이다.
이와 관련하여, 본 발명의 적어도 하나의 실시예를 자세하게 설명하기 전에, 본 발명은 하기 설명 또는 도면에 명시된 요소의 배열 및 구조의 상세에의 적용에만 국한되지 않는다는 것을 인지해야 한다. 본 발명은 설명된 실시예 뿐만 아니라 다양한 방법으로 실시할 수 있다. 또한, 여기서 사용된 어법 및 용어 뿐만 아니라 요약서에 사용된 어법 및 용어는 설명을 위한 것이지 제한하는 것으로 간주하지 않는다.
위와 같이, 당업자는 본 발명의 몇 목적을 수행하기 위한 다른 구조, 방법 및 시스템을 설계하는 데 기초로서 본 발명이 기초한 개념이 사용될 수 있다는 것을 인식할 것이다. 따라서, 이러한 동등한 구조가 본 발명의 요지 및 범위에서 벗어나지 않는 한 청구항은 이러한 동등한 구조를 포함하는 것으로 간주한다는 것이 중요하다.
본 발명은 압축 공기로부터 물, 액체 오일, 액체 오염물질, 유증기, 일산화탄소 및 탐지가능한 악취를 제거하고 (압축 공기 외의) 모든 외부 유틸리티의 필요를 없애는 동시에 강화된 휴대가능성을 갖고 제조비가 덜 드는 호흡공기정화시스템을 제공한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 호흡공기정화시스템의 평면도이다.
도 2는 도 1의 호흡공기정화시스템의 횡단면도이다.
본 발명의 실시예는 호흡공기정화시스템(BAPS)이 장착된 지역의 오염을 방지하는 데 사용될 수 있다. 본 발명에 따른 호흡공기정화시스템은 보다 콤팩트하고 전기를 절약하는 건조 과정을 가능하게 하는 멤브레인 기반일 수 있다. 본 발명의 실시예는 스위프 공기를 요구하는 제습제 또는 멤브레인을 사용한다. 예를 들어, 멤브레인 섬유로부터 수증기를 탈착하기 위하여, 멤브레인 건조기는 건조된 압축 공기의 일부를 사용하여 중공 섬유의 외측/침투측으로부터 수증기를 씻어 없애고 따라서 수증기의 멤브레인을 스위프한다. 본 발명의 실시예에서, 스위프 공기는 건조된 공기가 치명적인 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하는 촉매 베드에서 처리된 후 시스템의 포인트로부터 취해진다. 이 본질적으로 일산화탄소가 없는 스위프 공기는 주변환경을 오염시키지 않고 시스템으로부터 안전하게 배출되어 즉각적 환경으로 보내질 수 있다.
도면을 참고하여 본 발명을 설명한다. 도 1은 본 발명의 실시예에 따른 호흡공기정화시스템(10)의 평면도이다. 도 1에서 도시한 바와 같이, 멤브레인 기반 호흡공기정화시스템(10)의 실시예는 (i)벌크 리퀴드, 주로 물 및 오일을 제거하기 위한 2개의 주입 전단필터(12a,12b); (ii)압축 공기의 상대 습도를 감소시키기 위한 멤브레인 건조기(15)와 같은 멤브레인 분리 요소; (iii)존재하는 모든 일산화탄소를 이산화탄소로 전환하기 위한 촉매 필터(20); (iv)유증기 및 탐지가능한 악취를 흡수하기 위한 활성 카본 필터(25); (v) 작은 비말(飛沫) 동반 촉매(entrained catalyst) 또는 탄소 미분을 포획하기 위한 미립자 필터(30); 및 (vi)선택적 필터 장착 브래킷(32)을 포함할 수 있다.
도 2는 도 1의 멤브레인 기반 호흡공기정화시스템(10)의 횡단면도이다. 멤브레인 건조기(15)를 이용한 압축 공기 세척은 오염원 및 수증기를 제거하고, 또한 수증기 요소가 물로 응결되도록 하기 위해 일정한 기압에서 공기가 냉각되어야 하는 온도인 이슬점을 낮춘다. 멤브레인 건조기(15)는 상대습도를 3% 또는 더 낮게 낮추는 데 사용될 수 있다. 압축 공기는 수증기를 제거하기 위해 특별히 설계된 중공 섬유 다발을 포함하는 멤브레인(37)을 통하여 이동될 수 있다. 따라서, 압축 공기가 멤브레인(37)을 통과하면서, 수증기는 섬유의 내부로 흡수되고 멤브레인(37)의 외층으로 빠르게 지나간다. 멤브레인 다발 중앙 장착부(39)는 그 하우징(60) 내에 멤브레인(37) 다발을 중심에 두는 역할을 한다.
본 발명의 실시예에서, 수증기 및 다른 분순물을 포함하는 압축 공기는 주입 스트림(Is)을 통하여 호흡공기정화시스템으로 유입된다. 종래의 전단필터는 멤브레인 건조기(15)에서 처리되기 전에 압축 공기를 처리하기 위해 사용될 수 있다. 주입 스트림(Is)은 제 1전단필터(12a)에 유입되고, 상기 제 1전단필터(12a)는 벌크 리퀴드 및 미립자를 제거한다. 제 1전단필터(12a)는 높은 액체 부하를 견디기 위해 디자인된 거친 필터 요소(47a)를 포함한다. 액체는 플로우트 드레인(49a)을 통하여 전단필터(12a)로부터 배출된다. 그리고 스트림은 제 2전단필터(12b)로 유입되고, 제 2전단필터(12b)는 보다 높은 효율로 액체 및 미립자를 제거한다. 제 2전단필터(12b)는 에어로졸을 제거할 수 있는 보다 미세한 필터 요소(47b)를 포함한다. 더 많은 액체가 다른 플로우트 드레인(49b)을 통하여 전단필터(12b)로부터 배출된다. 모듈식 연결 키트(50)는 호흡공기정화시스템의 다른 요소 사이에, 예를 들어 제 1전단필터(12a) 및 제 2전단필터(12b) 사이에 시일을 형성하는 데 사용될 수 있다. 또한, 각 전단필터(12a,12b)는 언제 전단필터 요소(47a,47b)가 대체되어야 하는지를 가리키는 차압용 압력계(53)를 포함한다.
제 2전단필터에서 나가는 스트림은 건조기(15)의 멤브레인 헤드(55)에 유입된다. 압축 공기는 멤브레인 건조기 다발(37)을 통과하고, 멤브레인 건조기 다발(37)은 멤브레인 건조기 보울 또는 쉘(60) 안에 장착된다. 나선형으로 권취될 수 있고, 본 발명의 한 실시예에서 수증기를 제거하도록 특히 디자인된 상기 멤브레인 건조기 다발은 하나의 중공 섬유 다발로 구성될 수 있다.
수증기 부분압 차이는 멤브레인 건조기 중공 섬유(37) 내와 멤브레인 건조기 중공 섬유(37)의 외부 사이에 존재하고 따라서 수증기가 중공 섬유(37)의 외부로 이동한다. 따라서, 압축 공기가 멤브레인 섬유의 내부를 통과함에 따라, 수증기는 섬유 벽의 내부에 흡수되고 섬유의 벽을 빠르게 통과하여 멤브레인 섬유(37)의 외부로 간다. 건조기(15)는 중공 멤브레인 섬유의 내부 및 외부 사이의 수증기 부분압 차이에 의해 구동된다. 가스 스트림을 연속적으로 건조시키기 위하여, 멤브레인 섬유(37)의 외층은 스위프 스트림을 이용하여 수증기가 제거되는데(씻기는데), 이를 하기에 더 자세히 설명한다.
대부분의 건조 공기가 트랜스퍼 튜브(65)를 통하여 위로 올라가고 멤브레인 헤드(55)를 통하여 건조기(15)를 떠난다. 그 다음에 생성 건조 공기는 촉매 필터(20)로 유입된다. 촉매 필터(20)는 산소(O2)의 존재 하에 일산화탄소(CO)를 이산화탄소(CO2)로 전환한다. 상기 전환의 화학 반응은 2CO + O2 → 2CO2이다. 촉매 주입 스트림은 촉매 필터(20)가 스트림으로부터 CO를 제거하기 위해 건조되어야 한다. 주입을 모니터하기 위하여, 수분 표시장치(70)는 촉매 필터 하우징(74)의 헤드(73)에 위치한다. 수분 표시장치(70)는 스트림이 건조할 때는 녹색이고 수분의 존재 하에서는 노란색으로 변하는 표시장치 젤을 이용하여 촉매 필터(20) 주입 스트림을 시험한다. 건조 스트림은 촉매 베드(75)로 이어지고, 촉매 베드(75)는 CO를 제거한다. 단부(77)는 하우징(79) 내에 촉매 베드(75)를 감싸는 카트리지를 갖는다. 정제된 공기 스트림은 하부 단부(77)의 배출 구멍을 통하여 촉매 베드(75)를 나간다. 그 다음에 정제된 공기의 대부분은 촉매 필터(20)의 헤드(73)를 나간다. 본 발명의 몇 실시예에서, 플러그드 포트(93)는 종래의 CO 모니터 장치(도시하지 않음)의 선택적 추가를 위한 촉매 필터(20)의 헤드 내에 포함될 수 있다.
공기 스트림은 촉매 필터(20)의 헤드(73)를 나가고 활성화된 카본 필터(25)로 유입된다. 활성화된 카본 필터(25)는 과립의 활성화된 카본으로 채워진 필터 요소(85)를 포함한다. 이 필터(25)는 공기 스트림으로부터 탐지가능한 악취, 유증기 및 다른 유기 증기를 제거하도록 설계된다. 마지막으로, 스트림은 이전의 두 필터 단계에서 스트림으로 유입되었을 수 있는 촉매 또는 탄소 미분을 잡도록 설계되는 필터 요소(90)를 갖는 미립자 필터(30)로 유입된다. 미립자 필터(30)는 필터 요소(90)가 언제 대체되어야 하는지를 가리키는 차압용 압력계(53)를 포함한다. 생성 공기 스트림은 배출 스트림(Os)을 통하여 호흡공기정화시스템을 나간다.
멤브레인 건조기(15)와 같은 중공 섬유 멤브레인 가스 분리 장치에서, 스위프 가스는 시스템을 구동하고, 생성 공기의 건조성을 높이고 멤브레인 건조기(15)의 생산성을 증진시키는 압력 차이를 증가시키기 위해 사용될 수 있다. 멤브레인 건조기(15)의 탈수 성능을 유지하기 위해 필요한 스위프 공기는 촉매 필터(20)의 하우징의 하부로부터 취해진다. 생성 건조 공기의 적은 일부분은 스위프 주입 튜브(35)를 통하여 방향이 바뀌고, 상기 스위프 주입 튜브(35)는 멤브레인 건조기(15)의 제거가능한 하우징의 하부를 촉매 필터(20)의 하부에 연결한다.
본 발명의 실시예에서, 스위프 제어 오리피스(41)는 스위프 공기의 적절한 양을 계량하기 위해 사용될 수 있다. 소결 청동 필터(45)와 같은 스위프 필터는 고체 미립자가 스위프 공기 제어 오리피스(41)로 통과할 수 없게 보장하고, 잠재적으로 막는 스위프 주입 튜브(35)의 촉매 필터 단부에 설치될 수 있다. 스위프 중앙 장착부(95)는 하부 다발 캡(97)과 일직선으로 되게 설계된다. 스위프 공기는 장착부(95)를 통하여 흐르고 멤브레인 다발 섬유(37)의 외면(99)을 따라 정화된다. 촉매 장착부(102)는 장착된 시일(104)을 형성하는 촉매 필터(20)의 하우징(74)과 인터레이스한다. 어댑터 장착부(105)는 장착부(102)의 관용 나사와 스위프 주입 튜브(35) 사이의 연결을 유지하는 데 사용될 수 있다.
스위프 배출 가스는 구멍(100)을 통하여 다발(37)을 나가고 스위프 배출 가스를 배출하여 주변 환경으로 내보내는 통풍구(107)로 흘러들어간다. 본 발명의 실시예에서, 멤브레인 건조기(15)는 "T-스타일" 필터 하우징에 장착되는데, "T-스타일" 필터 하우징이라고 불리는 것은 하우징의 헤드에 주입 및 배출 도관을 갖고 하우징의 하부에 부착된 외부 소스로부터 스위프 공기를 사용할 능력이 있기 때문이다. 스위프 주입 스트림은 멤브레인 건조기(15)에 다시 들어가기 전에 정화되기 때문에, 스위프 배출 가스는 주변 환경으로 배출되었을 때 일산화탄소가 거의 없고 따라서 정제된 스위프 배출 가스는 환경을 오염시키지 않는다.
본 발명의 많은 특징 및 장점은 상세한 설명으로부터 확실해지고 따라서 첨부의 청구항은 본 발명의 요지 및 범위에 포함되는 본 발명의 이러한 특징 및 장점을 모두 커버한다. 또한, 많은 변경이 당업자에 의해 발생할 것이기 때문에, 본 발명을 설명된 대로의 구조 및 실행으로 한정하는 것은 바람직하지 않으며, 모든 적절한 변경 및 이에 동등한 것은 본 발명의 범위를 벗어나지 않는 것으로 간주될 수 있다.

Claims (25)

  1. 침투부 및 비침투부를 갖는 멤브레인; 상기 멤브레인을 감싸는 멤브레인 하우징; 및 상기 멤브레인에 연결된 멤브레인 공급 주입 도관 및 상기 멤브레인의 비침투부에 유동적으로 연결된 비침투 가스 배출 도관을 포함하는 멤브레인 분리 요소,
    촉매 베드를 포함하는 카트리지; 촉매 베드 하우징 내에 상기 카트리지를 유지하고 단부 배출 구멍을 갖는 2개의 단부; 및 상기 촉매 베드에 연결된 촉매 주입 도관 및 상기 배출 구멍에 연결된 생성 가스 배출 도관을 포함하는 촉매 필터 요소, 및
    상기 촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부에 가스 연결을 제공하는 스위프 주입 튜브를 포함하는 호흡공기정화장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인의 침투부에 유입되는 가스의 양을 계량하기 위한 스위프 오리피스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  3. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인 분리 요소의 업스트립에 위치하는 적어도 하나의 전단필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  4. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인 하우징 내에 스위프 주입 도관을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  5. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인의 비침투부로부터 비침투 가스 배출 도관으로 비침투 생성 가스의 일부를 전달하기 위한 전달 튜브를 멤브레인의 중앙부에 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  6. 제 1항에 있어서, 촉매 필터의 다운스트림에 위치한 활성 카본 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  7. 제 6항에 있어서, 상기 활성 카본 필터의 다운스트림에 위치한 미립자 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  8. 제 1항에 있어서, 상기 촉매 필터는 수분 표시 장치를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  9. 제 1항에 있어서, 상기 촉매 필터는 일산화탄소 감시 장치를 위한 플러그드 포트를 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  10. 제 1항에 있어서, 상기 박막 분리 요소에 부착된 필터 장착 브래킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  11. 제 1항에 있어서, 상기 촉매 필터 요소에 부착된 필터 장착 브래킷을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  12. 제 1항에 있어서, 상기 스위프 주입 튜브에 유동적으로 연결된 스위프 필터를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  13. 제 12항에 있어서, 상기 스위프 필터는 소결 청동 필터인 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  14. 제 1항에 있어서, 상기 멤브레인 하우징은 "T-스타일" 필터 하우징을 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  15. 제 1항에 있어서, 부착 시일을 생성하는 촉매 베드 하우징과 얽혀있는 관용 나사를 갖는 촉매 장착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  16. 제 15항에 있어서, 상기 촉매 장착부와 스위프 주입 튜브 사이의 연결을 유지하기 위한 어댑터 장착부를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  17. 제 1항에 있어서, 대체로 일산화탄소가 없는 스위프 가스 스트림이 상기 촉매 필터 요소로부터 멤브레인 분리 요소로 흐르는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  18. 침투부를 비침투부로부터 분리하는 분리 수단; 상기 분리 수단을 감싸는 용기 수단; 주입 가스를 장치로 운반하는 공급 주입 수단; 및 멤브레인 분리 수단으로부터의 비침투 생성 가스를 운반하는 비침투 생성 가스 배출 수단을 포함하는 멤브레인 분리 수단,
    촉매 베드를 감싸는 카트리지 수단; 카트리지를 촉매 베드 하우징 내에 유지하고 촉매 필터 수단으로부터의 촉매 처리된 배출 가스를 운반하기 위한 배출 수단을 갖는 단부; 비침투 생성 가스를 촉매 베드로 도입하는 촉매 주입 수단을 포함하는 촉매 필터 수단, 및
    촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부로 가스 연결을 제공하는 스위프 주입 수단을 포함하는 일산화탄소 없는 스위프 스트림을 갖는 호흡공기정화장치.
  19. 제 18항에 있어서, 상기 침투부에 유입되는 가스의 양을 계량하기 위한 스위프 오리피스 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  20. 제 19항에 있어서, 상기 스위프 주입 수단으로 유입되는 가스로부터 미립자를 제거하기 위한 스위프 필터 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  21. 제 18항에 있어서, 부착 시일을 형성하는 상기 촉매 베드 하우징과 얽히게 하기 위한 관용 나사를 갖는 촉매 부착 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  22. 제 21항에 있어서, 관용 나사를 갖는 촉매 부착 수단 및 스위프 주입 수단 사이에 연결을 유지하기 위한 어댑터 부착 수단을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 호흡공기정화장치.
  23. 장치로 압축 공기 스트림을 운반하는 단계; 압축 공기 스트림의 비침투부로부터 침투부를 분리하는 단계; 및 멤브레인 분리 요소로부터의 비침투 가스를 운반하는 단계를 포함하는 멤브레인 분리 요소를 이용하여 압축 공기 스트림으로부터 수증기를 제거하는 단계,
    촉매 필터 요소로부터의 촉매 처리 가스를 운반하기 위한 배출 구멍을 갖는 단부를 이용하여 촉매 베드 하우징 내에 카트리지를 유지하는 단계; 및 카트리지 내에 장착된 촉매 베드로 비침투 가스를 도입하는 단계를 포함하는 촉매 필터 요소를 이용하여 비침투 가스로부터 일산화탄소를 제거하는 단계, 및
    스위프 주입 관로를 통하여 촉매 필터 요소로부터 멤브레인의 침투부로 촉매 처리 가스를 전달하는 단계를 포함하는 호흡공기정화장치의 사용방법.
  24. 제 23항에 있어서, 스위프 주입 관로에 유입되는 가스의 양을 계량하는 것을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 상기 호흡공기정화장치의 사용방법.
  25. 제 23항에 있어서, 상기 촉매 처리 가스는 대체로 일산화탄소가 없는 것을 특징으로 하는 상기 호흡공기정화장치의 사용방법.
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