KR20190015673A - 공기 정화용 산소 발생 장치 - Google Patents

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KR20190015673A
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이정기
최철준
임채영
유란희
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전자부품연구원
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Abstract

공기정화용 산소 발생 장치가 개시된다. 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 내기를 흡입하여, 흡입된 내기로부터 이물질을 분리하여 실내로 공급하는 실내기 및 외기를 흡입하여, 흡입된 외기로부터 이물질, 질소 및 이산화탄소를 분리하여 발생시킨 산소를 상기 실내기를 통하여 실내로 공급하고 분리된 질소 및 이산화탄소는 외부로 배출하는 실외기를 포함한다.

Description

공기 정화용 산소 발생 장치{Oxygen Generator for Air Cleaning}
본 발명은 공기정화용 산소 발생 장치에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 실내 공기 상태에 맞는 기능을 선택적으로 사용함으로써 불필요한 에너지 소비를 제한할 수 있는 공기정화용 산소 발생 장치에 관한 것이다.
일반적으로, 산소발생기는 대기중에서 산소를 분리농축하는 장치로, 이러한 산소발생기의 작동원리는 제올라이트(Zeolite)라 불리는 흡착제가 소정의 기체분자를 흡착시키는 성질을 이용한다. 대기중 약 80%를 차지하는 질소는 산소보다 제올라이트에 잘 흡착되므로 공기를 흡착제가 충전된 흡착베드에 유입시키게 되면 질소성분은 흡착되고, 질소성분이 줄어든 기체는 베드상단 출구로 배출된다. 그럼으로써 이렇게 배출된 기체의 주성분으로 산소를 얻게 된다.
위의 질소흡착과정은 가압기체를 소정의 흡착제로 통과시킴으로써 질소만이 흡착되고 나머지 기체는 통과시켜 공기중의 산소를 분리하여 얻는 과정으로, 이때 흡착제인 제올라이트는 질소를 흡착하여 성능이 격감함으로 질소를 그로부터 분리(탈착)하여 원래의 성능을 회복시켜 주어야 된다. 이 과정이 세정과정으로 흡착제에 흡착된 질소를 생산되는 산소를 저압상태에서 재순환시켜 탈착함으로써 흡착제를 세정하여 흡착성능을 회복시키게 된다.
종래에는 상술한 것과 같은 산소발생기를 공기정화기, 제습기 등에 일체로 형성하여 실내로 산소를 공급하였으나, 산소발생기가 추가됨으로 인하여 공기정화기, 제습기의 부피가 증가하여 이동성 및 설치의 용이성이 떨어지는 단점이 있다.
대한민국 등록실용신안공보 제20-0337086호
본 발명은 상기한 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 본 발명의 목적은 다음과 같다.
첫째, 본 발명은 에너지를 효율적으로 사용할 수 있는 공기 정화용 산소 발생 장치를 제공하고자 한다.
둘째, 본 발명은 실내 이산화탄소 농도 및 미세먼지 농도 관리에 효과적인 공기 정화용 산소 발생 장치를 제공하고자 한다.
셋째, 본 발명은 공기 청정 기능을 극대화하고, 실내기의 이동 및 설치를 비교적 자유롭게 할 수 있는 공기정화용 산소 발생 장치를 제공하고자 한다.
넷째, 본 발명은 집진부 세척에 따른 번거로움을 줄일 수 있는 공기정화용 산소 발생 장치를 제공하고자 한다.
본 발명의 과제들은 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며, 언급되지 않는 또 다른 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
상기한 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 실내기, 실외기 및 제어부를 포함한다.
상기 실내기는 내기를 흡입하여, 흡입된 내기로부터 이물질을 분리하여 실내로 공급한다.
상기 실외기는 외기를 흡입하여, 흡입된 외기로부터 이물질, 질소 및 이산화탄소를 분리하여 발생시킨 산소를 상기 실내기를 통하여 실내로 공급하고, 분리된 질소 및 이산화탄소는 외부로 배출한다.
상기 실내기는 흡입된 내기로부터 이산화탄소를 분리하여 정화된 공기를 실내로 공급할 수 있다.
상기 실내기는 흡입된 내기에서 이물질만 필터링하여 실내로 배출하거나, 흡입된 내기에서 이물질을 필터링하고 이산화탄소를 제거하여 실내로 배출하거나, 흡입된 내기 중 일부는 이물질만 분리된 상태로 실내로 배출하고 나머지 일부는 이산화탄소를 제거하여 실내로 배출할 수 있다.
본 실시예의 공기정화용 산소 발생 장치는 실내의 공기 질에 따라 상기 실내기 및 상기 실외기가 선택적으로 작동할 수 있다.
또한, 본 실시예의 공기정화용 산소 발생 장치는 상기 이산화탄소 및 상기 질소를 압축한 압축공기를 이용하여 상기 실외기에서 분리된 이물질을 청소할 수 있다.
한편, 상기 실내기는 흡입구를 통해 흡입된 내기가 이동하는 제 1 흡입유로, 상기 제 1 흡입유로 상에 배치되어 흡입되는 내기로부터 이물질을 분리하는 제 1 집진부, 상기 제 1 흡입유로의 말단부와 연결되어 흡입되는 내기로부터 이산화탄소를 분리하는 공기청정부, 일단이 상기 공기청정부와 연결되어 타단이 배출구와 연결되어 상기 공기청정부를 경유한 공기가 이동하는 실내 배출유로, 양단이 상기 제 1 흡입유로 및 상기 실내 배출유로와 각각 연결되어 상기 제 1 집진부에서 필터링된 공기가 상기 공기청정부를 바이패스하여 상기 배출유로로 이동하는 바이패스 유로를 포함한다.
상기 실외기는 흡입구를 통해 흡입된 외기가 이동하는 제 2 흡입유로, 상기 제 2 흡입유로 상에 배치되어 흡입되는 외기로부터 이물질을 분리하는 제 2 집진부, 상기 제 2 흡입유로의 말단과 연결되어 흡입되는 외기로부터 질소 및 이산화탄소가 분리된 산소를 발생시키는 산소발생부, 상기 산소발생부에서 발생된 산소가 상기 실내기를 통하여 실내로 공급될 수 있도록 상기 실내기와 연결되는 산소 배출유로를 포함한다.
상기 제어부는 상기 실내기 및 상기 실외기의 작동을 제어한다.
상기 산소 배출유로는 상기 실내 배출유로와 연결되어 상기 산소발생부에서 발생된 산소를 실내로 공급할 수 있다.
상기 공기청정부에서 분리된 이산화탄소는 제 1 분리유로를 통해 외부로 배출되며, 상기 제 1 분리유로는 상기 실외기를 통해 이산화탄소를 외부로 배출하도록 구성되고, 상기 산소발생부에서 분리된 질소 및 이산화탄소는 제 2 분리유로를 통해 외부로 배출될 수 있다.
상기 실외기에는 상기 제 1 분리유로 및 상기 제 2 분리유로가 경유하는 컴프레서가 마련되어 상기 제 1 분리유로 및 상기 제 2 분리유로를 통해 이동하는 질소 및 이산화탄소는 상기 컴프레서에서 압축되어 외부로 배출될 수 있다.
상기 산소발생부는 흡입되는 외기로부터 질소 및 이산화탄소가 분리된 산소를 발생시키는 흡착타워를 포함할 수 있다.
상기 실내기에는 실내의 공기 질을 측정하는 측정센서가 마련되며, 상기 제어부는 상기 측정센서로부터 입력된 실내 공기의 이산화탄소 농도에 따라 기 설정되어 있는 복수의 모드 중 하나를 선택하여 상기 실내기를 작동시키며, 상기 측정센서로부터 입력된 실내 공기의 산소 농도에 따라 실외기의 산소발생기능을 선택적으로 작동시키되, 상기 복수의 모드 중 하나와 상기 산소발생기능은 별도로 작동할 수 있다.
상기 제어부는 상기 복수의 모드 중 하나와 상기 산소발생기능을 사용자로부터 입력받아 작동시킬 수 있다.
상기 실내기는 상기 측정센서에서 측정된 값을 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 표시부를 더 포함할 수 있다.
상기와 같이 구성된 본 발명의 효과에 대하여 설명하면 다음과 같다.
첫째, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 측정센서 및 제어부에 의해 실내 공기의 상태에 따라 필요한 기능만을 선택적으로 작동시킴으로써 불필요한 에너지 소비를 최소화할 수 있다.
둘째, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 실내기에서 실내공기에 포함된 이물질 및 이산화탄소를 분리하여 다시 실내로 공급함으로써 실내 이산화탄소 농도 및 미세먼지 농도 관리에 효과적이다.
셋째, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 실내공기의 정화는 실내기에서 담당하고, 산소 발생을 실외기에서 담당하여 공기 청정 기능을 극대화할 수 있으며, 이에 따라 실내기의 이동 및 설치를 비교적 자유롭게 할 수 있다.
넷째, 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 외부로 배출되는 공기를 압축하여 집진부의 세척에 활용함으로써 사용자의 편의성을 증대할 수 있다.
본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.
아래에서 설명하는 본 출원의 바람직한 실시예의 상세한 설명뿐만 아니라 위에서 설명한 요약은 첨부된 도면과 관련해서 읽을 때에 더 잘 이해될 수 있을 것이다. 본 발명을 예시하기 위한 목적으로 도면에는 바람직한 실시예들이 도시되어 있다. 그러나, 본 출원은 도시된 정확한 배치와 수단에 한정되는 것이 아님을 이해해야 한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 실내기를 나타내는 도면;
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 제 1 집진부를 나타내는 도면;
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 실외기를 나타내는 도면;
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 제 2 집진부를 나타내는 도면;
도 5는 실내 공기 상태가 양호하고, 산소 농도가 낮은 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 작동을 나타내는 도면; 및
도 6은 실내 공기 상태가 나쁨이고, 산소 농도가 낮은 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
이하 본 발명의 실시예에 대하여 첨부한 도면을 참조하여 상세하게 설명하기로 한다. 다만, 첨부된 도면은 본 발명의 내용을 보다 쉽게 개시하기 위하여 설명되는 것일 뿐, 본 발명의 범위가 첨부된 도면의 범위로 한정되는 것이 아님은 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 자라면 용이하게 알 수 있을 것이다.
그리고, 본 발명의 실시예를 설명함에 있어서, 동일 기능을 갖는 구성요소에 대해서는 동일 명칭 및 동일부호를 사용할 뿐 실질적으론 종래기술의 구성요소와 완전히 동일하지 않음을 미리 밝힌다.
또한, 본 출원에서 사용한 용어는 단지 특정한 실시예를 설명하기 위해 사용된 것으로, 본 발명을 한정하려는 의도가 아니다. 단수의 표현은 문맥상 명백하게 다르게 뜻하지 않는 한, 복수의 표현을 포함한다. 본 출원에서, "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.
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치에 대하여 설명한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치는 실내기(100), 실외기(200) 및 제어부(180)를 포함한다.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 실내기를 나타내는 도면이다.
실내기(100)는 집, 사무실, 학교 등의 실내에 설치되어 내기를 흡입하여 흡입된 내기로부터 이물질을 분리하여 실내로 공급하는 것으로서, 보다 상세하게는 도 1에 도시된 바와 같이 실내기(100)는 제 1 흡입유로(110), 제 1 집진부(120), 공기청정부(140), 실내 배출유로(150) 및 바이패스 유로(160)를 포함한다.
실내기(100)에서 공기가 이동하는 유로는 공기청정부(140)를 사이에 두고 제 1 흡입유로(110)와 실내 배출유로(150)로 구분될 수 있다. 제 1 흡입유로(110)는 흡입구(102)와 연결되어 실내 공기가 공기청정부(140) 측으로 이동하는 통로가 될 수 있다.
제 1 흡입유로(110) 상의 상류에는 흡입되는 내기로부터 먼지와 같은 이물질을 분리하는 제 1 집진부(120)가 마련될 수 있다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 제 1 집진부를 나타내는 도면이다.
도 2에 도시된 바와 같이, 제 1 집진부(120)는 직류의 고전압에 의하여 코로나 방전을 일으키는 방전극(122)에 의해 주위의 공기를 이온화하여, 미립자를 음으로 대전하여서 집진전극(124)에 끌어당겨서 집진할 수 있다. 그리고, 집진전극(124)의 하부에는 먼지받이(126)가 마련되어 집진전극(124)로부터 떨어질 이물질이 먼지받이(126)에 수용될 수 있다.
이와 같은 전기식 집진은 집진효율이 매우 뛰어나기 때문에 실내 공기의 정화에 탁월한 효과를 나타낼 수 있다. 특히, 최근 미세먼지가 큰 문제가 되고 있는데, 외부의 미세먼지뿐만 아니라 실내에서 발생하는 미세먼지도 무시할 수 없는 수준이며, 외부의 미세먼지 때문에 실내 환기를 제대로 시킬 수 없어 실내 미세먼지 농도가 높아질 수 있다. 따라서, 실내기(100)의 제 1 집진부(120)를 이용하여 내기에 포함된 이물질을 분리함으로써 실내 미세먼지 농도를 현저히 낮추는 효과를 기대할 수 있다.
제 1 집진부(120)의 하류에는 흡기를 위한 송풍팬(106)이 마련될 수 있다.
송풍팬(106)의 하류에는 흡입된 내기를 압축하는 제 1 컴프레서(130)가 배치될 수 있다. 그리고, 제 1 컴프레서(130)에서 압축된 내기는 제 1 흡입유로(110)를 통해 공기청정부(140)로 이동할 수 있다.
공기청정부(140)는 제 1 컴프레서(130)로부터 공급받은 압축공기로부터 이산화탄소를 분리할 수 있다. 보다 상세하게는, 공기청정부(140)는 제 1 수분제거기(142) 및 이산화탄소 제거기(144)를 포함할 수 있다.
제 1 수분제거기(142)는 제 1 컴프레서(130)에서 압축된 압축공기에 포함된 수분을 제거하여 이산화탄소 제거기(144)로 공급할 수 있다. 예를 들면, 제 1 수분제거기(142)는 응축 또는 증발의 방법으로 산소에 포함된 수분을 제거할 수 있다. 후술할 이산화탄소 제거기(144)는 멤브레인 또는 흡착타워로 구성될 수 있는데, 이산화탄소 제거기(144)가 흡착타워로 구성되는 경우, 흡착타워에 포함된 제올라이트는 수분에 취약하기 때문에 제 1 수분제거기(142)를 이산화탄소 제거기(144)의 전방에 배치함으로써 이산화탄소 제거기(144)의 흡착 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. 그리고, 제 1 수분제거기(142)에서 분리된 수분은 제 1 수분배출유로(146)를 통해 실외기(200)를 거쳐 외부로 배출될 수 있다.
이산화탄소 제거기(144)는 멤브레인 또는 흡착타워로 구성되어 압축공기로부터 이산화탄소를 분리할 수 있다. 이로써, 압축공기에 포함된 이산화탄소의 농도가 낮아질 수 있다. 이산화탄소가 분리된 공기는 실내 배출유로(150)를 통해 배출구(104)로 이동하여 실내로 공급될 수 있다. 이산화탄소 제거기(144)에는 분리된 이산화탄소를 외부로 분리 배출하는 제 1 분리유로(148)가 연결될 수 있다. 즉, 공기청정부(140)에서 이산화탄소가 분리된 공기는 실내 배출유로(150)를 통해 이동하고, 공기청정부(140)에서 분리된 이산화탄소는 제 1 분리유로(148)로 이동할 수 있다. 제 1 분리유로(148)는 실외기(200)를 거쳐 외부로 연장되어 이산화탄소를 외부로 배출할 수 있다. 그리고, 실내 배출유로(150)의 하류, 즉 배출구(104) 측에는 배기를 위한 송풍팬(108)이 마련될 수 있다.
다시 말하면, 실내의 공기는 흡입구(102)를 통해 실내기(100)로 흡입되어 이물질 및 이산화탄소가 분리된 후 다시 실내로 공급됨으로써 실내 공기의 정화가 이루어질 수 있다.
바이패스 유로(160)는 일단이 제 1 흡입유로(110)와 연결되고, 타단이 실내 배출유로(150)와 연결되어, 제 1 집진부(120)를 통과한 공기는 선택적으로 공기청정부(140)를 바이패스 할 수 있다. 흡입된 내기가 공기청정부(140)를 바이패스 하는 경우, 공기는 제 1 집진부(120)에 의해 이물질만 제거된 상태로 실내로 재공급될 수 있다.
실내기(100)에는 실내의 공기 질을 측정하는 측정센서(170)가 마련되며, 제어부(180)는 측정센서(170)로부터 입력된 실내 공기의 질에 따라 실내기(100) 및 실외기(200)를 작동시킬 수 있다. 측정센서(170) 및 실외기(200)에 대해서는 자세히 후술하기로 한다.
이상으로, 본 실시예의 공기정화용 산소 발생 장치의 실내기(100)에 대하여 설명하였다.
이하, 도 3 및 도 4를 참조하여 본 실시예의 공기정화용 산소 발생 장치의 실외기(200)에 대하여 설명한다.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 실외기를 나타내는 도면이다.
본 실시예의 실외기(200)는 옥외에 설치되어 외기를 흡입하고, 흡입된 외기로부터 이물질, 질소 및 이산화탄소를 분리하여 발생시킨 산소를 상기 실내기(100)를 통하여 실내로 공급하는 역할을 하는 것으로서, 도 3에 도시된 바와 같이 제 2 흡입유로(210), 제 2 집진부(220), 산소발생부(240) 및 산소 배출유로(245)를 포함한다.
제 2 흡입유로(210)는 실외기(200)의 흡입구(202)를 통해 흡입된 외기가 이동하는 통로가 된다.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 제 2 집진부를 나타내는 도면이다.
제 2 흡입유로(210) 상의 상류에는 흡입되는 내기로부터 먼지와 같은 이물질을 분리하는 제 2 집진부(220)가 마련될 수 있다. 도 4에 도시된 바와 같이 제 2 집진부(220)는 복수의 필터를 중첩하여 구성한 것으로, 외기가 복수의 필터를 통과하며 외기에 포함된 이물질이 분리될 수 있다.
제 2 집진부(220)의 하류에는 흡기를 위한 송풍팬(204)이 마련될 수 있다. 그리고, 송풍팬(204)과 산소발생부(240) 사이에는 흡입된 공기를 압축하는 제 2 컴프레서(230)가 마련될 수 있다.
제 2 집진부(220)에서 이물질이 제거된 외기는 제 2 컴프레서(230)에 의해 압축되어 제 2 흡입유로(210)를 통해 산소발생부(240)로 유입된다. 산소발생부(240)는 흡입된 외기로부터 질소와 이산화탄소가 분리된 공기, 즉 산소를 발생시킨다. 보다 상세하게는 산소발생부(240)는 제 2 수분제거기(241) 및 흡착타워(243)를 포함할 수 있다.
제 2 컴프레서(230)에서 압축된 공기는 제 2 수분제거기(241)를 통과하며 수분이 제거될 수 있다. 예를 들면, 제 2 수분제거기(241)는 응축 또는 증발의 방법으로 산소에 포함된 수분을 제거할 수 있다. 후술할 흡착타워(243)에 포함된 제올라이트는 수분에 취약하기 때문에 제 2 수분제거기(241)를 흡착타워(243)의 전방에 배치함으로써 흡착타워(243)의 흡착 효율 및 수명을 향상시킬 수 있다. 그리고, 제 2 수분제거기(241)에서 분리된 수분은 제 2 수분배출유로(249)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 제 2 수분배출유로(249)는 도면에 도시된 바와 같이 제 1 수분배출유로(146)와 연결될 수도 있고, 도면에 도시되지는 않았지만 서로 합류하지 않을 수도 있다.
앞서 설명한 바와 같이 흡착타워(243)에는 제올라이트가 포함된 베드가 마련될 수 있다. 따라서, 제올라이트에 의해 질소 및 이산화탄소가 흡착되어 산소가 발생될 수 있다. 다시 말하면, 제 2 집진부(220)를 거쳐 흡입된 외기는 제 2 컴프레서(230)에 의해 압축되어 제 2 수분제거기(241)를 통과하며 수분이 제거되고, 수분이 제거된 압축공기가 흡착타워(243)로 유입되어 질소 및 이산화탄소가 분리된 산소가 발생할 수 있다. 그리고, 흡착타워(243)를 통과한 산소는 산소 배출유로(245)를 통해 실내기(100)로 공급되되, 산소 배출유로(245)는 실내 배출유로(150) 상에 연결되어 산소가 실내기(100)에서 정화된 공기와 함께 실내로 공급될 수 있다.
한편, 흡착타워(243)에서 분리된 질소 및 이산화탄소는 제 2 분리유로(247)를 통해 외부로 배출될 수 있다. 도면에 도시된 바와 같이 제 2 분리유로(247)는 실외기(200) 내에서 제 1 분리유로(148)와 연결될 수도 있고, 서로 합류하지 않을 수도 있다.
실외기(200) 내에는 분리 배출되는 질소 및 이산화탄소를 압축하는 제 3 컴프레서(250)가 마련될 수 있다. 보다 상세하게는, 제 3 컴프레서(250)는 제 1 분리유로(148) 및 제 2 분리유로(247) 상에 배치되어 제 1 분리유로(148) 및 제 2 분리유로(247)를 통해 이동하는 이산화탄소 및 질소를 압축할 수 있다. 제 3 컴프레서(250)에서 압축된 압축공기는 제 2 흡입유로(210)를 통한 흡기가 이루어지지 않는 상태에서 제 2 집진부(220)에 분사되어 제 2 집진부(220)의 이물질을 청소할 수 있다. 이로써, 유지 및 관리의 편리성이 증대될 수 있다.
이상으로, 본 실시예의 실외기(200)에 대하여 설명하였다.
이하, 본 실시예의 공기정화용 산소 발생 장치의 측정센서(170) 및 제어부(180)의 기능에 대하여 설명한다.
측정센서(170)는 실내기(100)에 설치되어 실내공기의 질을 측정하고, 제어부(180)와 전기적으로 연결되어 측정값을 제어부(180)로 출력할 수 있다. 예를 들면, 측정센서(170)는 실내 공기의 이산화탄소 농도, 산소 농도, 미세먼지 농도를 측정할 수 있다.
제어부(180)는 측정센서(170)로부터 측정값을 입력받아 실내공기의 상태를 판단할 수 있다. 예를 들면, 제어부(180)는 측정센서(170)로부터 입력된 실내 공기의 이산화탄소 농도, 미세먼지 농도를 종합하여 실내공기의 상태를 지수로 산출할 수 있다.
도 5는 실내 공기 상태가 양호하고, 산소 농도가 낮은 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 작동을 나타내는 도면이고, 도 6은 실내 공기 상태가 나쁨이고, 산소 농도가 낮은 경우 본 발명의 일 실시예에 따른 공기정화용 산소 발생 장치의 작동을 나타내는 도면이다.
제어부(180)에서 산출된 실내공기 지수에 따라 실내공기의 상태를 양호, 나쁨으로 판단하여 실내공기 상태가 양호한 경우에는 제 1 집진부(120) 및 바이패스 유로(160)를 통과하도록 하여 이물질만 제거된 공기를 실내로 재공급하고, 실내공기의 상태가 나쁨인 경우에는 제 1 집진부(120)와 공기청정부(140)를 통과하여 이물질과 이산화탄소가 모두 제거된 공기를 실내로 재공급할 수 있다.
또는, 산출된 실내공기 지수에 따라 실내공기의 상태를 양호, 보통, 나쁨으로 판단하여 실내공기 상태가 양호한 경우에는 제 1 집진부(120) 및 바이패스 유로(160)를 통과하도록 하여 이물질만 제거된 공기를 실내로 재공급하고, 실내공기가 보통인 경우에는 실내공기의 상태가 나쁨인 경우에는 공기의 일부는 바이패스 유로(160)로 보내고 나머지 일부는 공기청정부(140)를 통과하도록 하여 실내로 재공급하고, 제 1 집진부(120)와 공기청정부(140)를 통과하여 이물질과 이산화탄소가 모두 제거된 공기를 실내로 재공급할 수 있다.
또한, 제어부(180)는 측정센서(170)로부터 입력된 실내공기의 산소 농도에 따라 실외기(200)의 산소발생기능을 선택적으로 온, 오프 할 수 있다. 예를 들면, 입력된 산소 농도가 기 설정된 값 이상이면 실외기(200)의 산소 발생 기능을 오프하고, 입력된 산소 농도가 기 설정된 값 이하이면 실외기(200)의 산소 발생 기능, 즉 외기를 흡기하여 산소발생부(240)를 통해 산소를 발생시켜 실내기(100)로 공급하는 기능 작동시킬 수 있다.
즉, 실내 공기의 상태에 따른 실내기(100)의 작동과 실외기(200)의 작동은 서로 연동되지 않고 별도로 이루어질 수 있다.
이와 같이 기본적으로는 제어부(180)의 판단에 의해 실내기(100) 및 실외기(200)가 자동으로 작동되되, 외부로부터 사용자의 입력이 있는 경우에는 사용자가 입력한 기능을 수행하도록 실내기(100) 및 실외기(200)를 작동시킬 수 있다.
이를 위하여 실내기(100)의 외측에는 측정센서(170)에서 측정된 값을 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 표시부(미도시)가 더 마련될 수 있다. 예를 들면, 표시부(미도시)는 램프로서, 실내공기의 상태 및 산소 농도에 따라 빨간색, 노란색, 초록색 빛을 낼 수 있다. 또는, 표시부(미도시)는 디스플레이로서, 제어부(180)가 판단한 실내공기 지수 및 산소 농도를 표시할 수도 있다.
이로써, 실내 공기의 상태에 따라 필요한 기능만 사용함으로써 불필요한 에너지의 낭비를 줄일 수 있다.
이상과 같이 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 살펴보았으며, 앞서 설명된 실시예 이외에도 본 발명이 그 취지나 범주에서 벗어남이 없이 다른 특정 형태로 구체화 될 수 있다는 사실은 해당 기술에 통상의 지식을 가진 이들에게는 자명한 것이다. 그러므로, 상술된 실시예는 제한적인 것이 아니라 예시적인 것으로 여겨져야 하고, 이에 따라 본 발명은 상술한 설명에 한정되지 않고 첨부된 청구항의 범주 및 그 동등 범위 내에서 변경될 수도 있다.
100: 실내기 110: 제 1 흡입유로
120: 제 1 집진부 140: 공기청정부
150: 실내배출유로 160: 바이패스유로
170: 측정센서 200: 실외기
210: 제 2 흡입유로 220: 제 2 집진부
240: 산소발생부 250: 제 3 컴프레서

Claims (13)

  1. 내기를 흡입하여, 흡입된 내기로부터 이물질을 분리하여 실내로 공급하는 실내기; 및
    외기를 흡입하여, 흡입된 외기로부터 이물질, 질소 및 이산화탄소를 분리하여 발생시킨 산소를 상기 실내기를 통하여 실내로 공급하고, 분리된 질소 및 이산화탄소는 외부로 배출하는 실외기;
    를 포함하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  2. 제 1항에 있어서,
    상기 실내기는,
    흡입된 내기로부터 이산화탄소를 분리하여 정화된 공기를 실내로 공급하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  3. 제 2항에 있어서,
    상기 실내기는,
    흡입된 내기에서 이물질만 필터링하여 실내로 배출하거나, 흡입된 내기에서 이물질을 필터링하고 이산화탄소를 제거하여 실내로 배출하거나, 흡입된 내기 중 일부는 이물질만 분리된 상태로 실내로 배출하고 나머지 일부는 이산화탄소를 제거하여 실내로 배출하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  4. 제 1항 내지 제 3항 중 어느 한 항에 있어서,
    실내의 공기 질에 따라 상기 실내기 및 상기 실외기가 선택적으로 작동하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  5. 제 2항에 있어서,
    상기 이산화탄소 및 상기 질소를 압축한 압축공기를 이용하여 상기 실외기에서 분리된 이물질을 청소하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  6. 흡입구를 통해 흡입된 내기가 이동하는 제 1 흡입유로, 상기 제 1 흡입유로 상에 배치되어 흡입되는 내기로부터 이물질을 분리하는 제 1 집진부, 상기 제 1 흡입유로의 말단부와 연결되어 흡입되는 내기로부터 이산화탄소를 분리하는 공기청정부, 일단이 상기 공기청정부와 연결되어 타단이 배출구와 연결되어 상기 공기청정부를 경유한 공기가 이동하는 실내 배출유로, 양단이 상기 제 1 흡입유로 및 상기 실내 배출유로와 각각 연결되어 상기 제 1 집진부에서 필터링된 공기가 상기 공기청정부를 바이패스하여 상기 배출유로로 이동하는 바이패스 유로를 포함하는 실내기;
    흡입구를 통해 흡입된 외기가 이동하는 제 2 흡입유로, 상기 제 2 흡입유로 상에 배치되어 흡입되는 외기로부터 이물질을 분리하는 제 2 집진부, 상기 제 2 흡입유로의 말단과 연결되어 흡입되는 외기로부터 질소 및 이산화탄소가 분리된 산소를 발생시키는 산소발생부, 상기 산소발생부에서 발생된 산소가 상기 실내기를 통하여 실내로 공급될 수 있도록 상기 실내기와 연결되는 산소 배출유로를 포함하는 실외기; 및
    상기 실내기 및 상기 실외기의 작동을 제어하는 제어부;
    를 포함하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  7. 제 6항에 있어서,
    상기 산소 배출유로는,
    상기 실내 배출유로와 연결되어 상기 산소발생부에서 발생된 산소를 실내로 공급하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  8. 제 6항에 있어서,
    상기 공기청정부에서 분리된 이산화탄소는 제 1 분리유로를 통해 외부로 배출되며, 상기 제 1 분리유로는 상기 실외기를 통해 이산화탄소를 외부로 배출하도록 구성되고,
    상기 산소발생부에서 분리된 질소 및 이산화탄소는 제 2 분리유로를 통해 외부로 배출되는 공기정화용 산소 발생 장치.
  9. 제 8항에 있어서,
    상기 실외기에는,
    상기 제 1 분리유로 및 상기 제 2 분리유로가 경유하는 컴프레서가 마련되어 상기 제 1 분리유로 및 상기 제 2 분리유로를 통해 이동하는 질소 및 이산화탄소는 상기 컴프레서에서 압축되어 외부로 배출되는 공기정화용 산소 발생 장치.
  10. 제 6항에 있어서,
    상기 산소발생부는,
    흡입되는 외기로부터 질소 및 이산화탄소가 분리된 산소를 발생시키는 흡착타워를 포함하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  11. 제 6항에 있어서,
    상기 실내기에는 실내의 공기 질을 측정하는 측정센서가 마련되며, 상기 제어부는 상기 측정센서로부터 입력된 실내 공기의 이산화탄소 농도에 따라 기 설정되어 있는 복수의 모드 중 하나를 선택하여 상기 실내기를 작동시키며, 상기 측정센서로부터 입력된 실내 공기의 산소 농도에 따라 실외기의 산소발생기능을 선택적으로 작동시키되,
    상기 복수의 모드 중 하나와 상기 산소발생기능은 별도로 작동하는 공기정화용 산소 발생 장치.
  12. 제 11항에 있어서,
    상기 제어부는,
    상기 복수의 모드 중 하나와 상기 산소발생기능을 사용자로부터 입력받아 작동시키는 공기정화용 산소 발생 장치.
  13. 제 11항 또는 제 12항에 있어서,
    상기 실내기는,
    상기 측정센서에서 측정된 값을 사용자가 육안으로 확인할 수 있는 표시부를 더 포함하는 공기정화용 산소 발생 장치.
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CN116078062A (zh) * 2023-02-10 2023-05-09 山东大学 一种二氧化碳和氧气平衡装置

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