KR20190019720A - 공기정화장치 및 공기정화시스템 - Google Patents

Abstract

공기정화장치 및 공기정화시스템이 제공된다. 공기정화장치는, 유로 내 공기의 유동방향과 교차하여 배치되고 일단부는 공기의 유동방향으로 전진되어 경사를 이루는 경사프레임, 경사프레임에 설치되어 경사면을 형성하며 내측에 수용공간이 형성된 다공성 통기구조로 이루어진 경사면지지체, 수용공간에 삽입되어 경사면지지체를 통과하는 공기 내 이산화탄소는 흡수하고 수분을 배출하는 흡수부재, 및 경사프레임의 일단부에 배치되어 경사면지지체의 경사면을 따라 경사프레임으로 이동된 수분을 수집하는 워터캐쳐(water catcher)를 포함한다.

Description

공기정화장치 및 공기정화시스템 {Air purifying apparatus and air purifying system}

본 발명은 공기정화장치 및 공기정화시스템에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는, 공기 내 함유된 이산화탄소를 효과적으로 제거하는 공기정화장치, 및 이러한 공기정화장치를 이용하여 밀폐된 공간 내 정화된 공기를 공급하는 공기정화시스템에 관한 것이다.

사람이 있는 공간에는 공기가 필요하다. 그러나 고층 건물의 구획된 공간이나 대형 선박의 선실 등은 상대적인 거주 밀도가 높고 밀집되어 있어 구조적으로 충분한 양의 공기를 공급받기 어려울 수 있다. 따라서 천정 등을 이용하여 공기가 유동하는 유로를 형성하고 유로를 통해 이러한 공간에 공기를 순환시킨다.

특히, 선박의 선실은 비상상황 등에 대비하기 위해 밀폐된 구조로 형성되는 경우가 많다. 유해가스 등이 유출되거나 해상에서 해적 등이 침입하는 등의 예기치 못한 상황이 도래하는 경우, 선실 일부를 대피소나 피난처로 사용할 수 있다. 또한, 이를 위해 의도적으로 외부와 격리된 피난구역을 설치하기도 한다.

이러한 경우, 밀폐된 공간에 다수의 인원이 밀집되면 기중 산소량이 저하되어 원활한 호흡이 어려울 수 있다. 특히, 다수의 호흡으로 밀폐된 공간 내 이산화탄소량이 급격히 증가하면 현기증, 구토, 쇼크, 질식 등을 유발할 수 있어 사실상 원활한 피난이나 대피는 어렵게 된다.

따라서, 이와 같이 밀폐된 공간 내 특히 이산화탄소량을 효과적으로 조절할 수 있는 정화구조가 필요하다. 또한, 이산화탄소량을 효과적으로 조절하는 동시에 밀폐된 공간 내부로 적정량의 산소를 공급하기 위한 정화구조도 요구된다. 그러나 종래 이에 적합한 구조가 개발되지 않고 있다. 예를 들어, 이산화탄소는 통상의 산업용 스크러버와 같은 장치로 제거할 수도 있으나, 장치가 불필요하게 복잡하고 소음도 커 매우 부적절하였다.

대한민국등록특허공보 제10-1201426호, (2012. 11. 14)

본 발명의 기술적 과제는, 이러한 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 공기 내 함유된 이산화탄소를 효과적으로 제거하는 공기정화장치를 제공하는 것이며, 또한, 이러한 공기정화장치를 이용하여 밀폐된 공간 내 정화된 공기를 공급하는 공기정화시스템을 제공하는 것이다.

본 발명의 기술적 과제는 이상에서 언급한 과제들로 제한되지 않으며 언급되지 않은 또 다른 기술적 과제들은 아래의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

본 발명에 의한 공기정화장치는, 유로 내 공기의 유동방향과 교차하여 배치되고 일단부는 공기의 유동방향으로 전진되어 경사를 이루는 경사프레임; 상기 경사프레임에 설치되어 경사면을 형성하며 내측에 수용공간이 형성된 다공성 통기구조로 이루어진 경사면지지체; 상기 수용공간에 삽입되어 상기 경사면지지체를 통과하는 공기 내 이산화탄소는 흡수하고 수분을 배출하는 흡수부재; 및 상기 경사프레임의 일단부에 배치되어 상기 경사면지지체의 경사면을 따라 상기 경사프레임으로 이동된 수분을 수집하는 워터캐쳐(water catcher)를 포함한다.

상기 공기정화장치는, 상기 경사면지지체의 경사면으로 공기가 가하는 압력을 분배하여, 상기 경사면지지체에 부착된 수분을 상기 워터캐쳐를 향하는 방향으로 가압하여 수집할 수 있다.

상기 워터캐쳐는 상기 경사프레임의 일단부를 따라서 돌출된 판 형상의 저항체로 이루어질 수 있다.

상기 공기정화장치는, 상기 유로 내 공기의 유동방향과 교차하여 배치되되, 상기 경사프레임 외측의 유동공간을 차폐하여, 상기 경사프레임으로 공기를 유도하는 가이드판을 더 포함할 수 있다.

상기 경사프레임은 상기 가이드판에 착탈 가능하게 결합될 수 있다.

상기 가이드판은, 수평방향으로 배치되되 일단부가 중력방향으로 경사져 상기 워터캐쳐에 수집된 수분을 자중에 의해 배출시킬 수 있다.

상기 공기정화장치는, 상기 워터캐쳐와 연통되어 상기 워터캐쳐에 수집된 수분을 외부로 배출시키는 드레인관을 더 포함할 수 있다.

상기 경사면지지체는 상기 경사프레임에 탄성적으로 지지되고 일 측에 상기 수용공간과 연통되는 투입구가 형성된 메쉬부재로 형성되며, 상기 흡수부재는 상기 투입구를 통해 상기 수용공간으로 입출되는 강염기성 고체물질로 이루어질 수 있다.

본 발명에 의한 공기정화시스템은, 상기 공기정화장치; 상기 공기정화장치의 양단을 밀폐된 공간과 연결하는 순환유로; 상기 순환유로의 상기 공기정화장치 전단에 설치되어 공기를 순환시키는 공기순환장치; 및 상기 순환유로의 상기 공기정화장치 또는 상기 공기정화장치 후단에 산소를 주입하는 산소공급장치를 포함한다.

상기 공기순환장치는 상기 순환유로에 설치된 패키지형 공기조화기(packaged air conditioner)일 수 있다.

상기 공기정화시스템은, 상기 순환유로에 상기 공기정화장치를 우회하여 연결된 바이패스유로를 더 포함할 수 있다.

본 발명에 의하면, 간결하고 컴팩트한 처리구조로 매우 효과적으로 공기를 정화할 수 있다. 특히, 유동하는 공기 흐름을 이용하여 매우 효율적으로 동작하는 장치의 구조적 특징으로 장치의 소음을 최소화하면서도 이산화탄소를 매우 효과적으로 제거할 수 있다. 따라서, 피난처나 대피소 등 은닉되거나 밀폐된 공간의 공기를 정화하는 데 공기정화장치를 매우 유용하게 사용할 수 있다. 또한, 이러한 공기정화장치를 포함하는 공기정화시스템으로 피난처나 대피소 등 은닉되거나 밀폐된 공간의 이산화탄소를 효과적으로 제거할 수 있으며 충분한 양의 산소를 공급할 수 있다. 따라서 밀폐된 공간 내에 다수의 인원이 밀집되어 있더라도 매우 쾌적한 상태로 원활한 호흡이 가능하도록 할 수 있다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화장치의 사시도이다.
도 2는 도 1의 공기정화장치의 평면도이다.
도 3은 도 1의 공기정화장치의 정면도이다.
도 4 및 도 5는 도 1의 공기정화장치 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기정화장치의 사시도이다.
도 7은 도 6의 공기정화장치의 정면도이다.
도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화시스템을 도시한 구성도이다.

본 발명의 이점 및 특징 그리고 그것들을 달성하기 위한 방법들은 첨부되는 도면과 함께 상세하게 후술되어 있는 실시예들을 참조하면 명확해질 것이다. 그러한 본 발명은 이하에서 개시되는 실시예들에 한정되는 것이 아니라 서로 다른 다양한 형태로 구현될 수 있으며, 단지 본 실시예들은 본 발명의 개시가 완전하도록 하고 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에게 발명의 범주를 완전하게 알려주기 위해 제공되는 것이며, 본 발명은 단지 청구항에 의해 정의될 뿐이다. 명세서 전체에 걸쳐 동일 참조부호는 동일 구성요소를 지칭한다.

이하, 도 1 내지 도 8을 참조하여 본 발명에 의한 공기정화장치 및 공기정화시스템에 대해서 상세히 설명한다. 먼저 도 1 내지 도 7을 참조하여 공기정화장치의 실시예들에 대해서 상세히 설명하고, 이를 바탕으로 도 8의 공기정화시스템에 대해 상세히 설명한다.

먼저 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화장치에 대해서 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화장치의 사시도이고, 도 2는 도 1의 공기정화장치의 평면도이며, 도 3은 도 1의 공기정화장치의 정면도이다.

도 1 내지 도 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화장치(10)는 일단부가 공기의 유동방향으로 전진되어 경사를 이루는 경사프레임(100), 경사프레임(100)에 설치되어 경사면(도 2의 201참조)을 형성하는 경사면지지체(200), 경사면지지체(200) 내에 삽입되어 이산화탄소를 흡수하는 흡수부재(도 4 및 도 5의 300참조), 및 흡수부재(300)의 화학반응에 의해 생성된 수분을 경사프레임(100)의 일단부에서 수집하는 워터캐쳐(water catcher)(110)를 포함한다.

즉, 본 발명에 의한 공기정화장치(1)는 경사프레임(100)과 경사면지지체(200)로 이루어진 경사구조 내에 공기 중 이산화탄소를 화학 반응으로 제거하는 흡수부재(300)가 배치된 구조이다. 또한, 경사구조의 일단부에는 화학 반응에 의해 생성된 부산물을 수집할 수 있는 수집구조[워터 캐쳐(110)]가 함께 형성되어 있다.

이러한 구조는 경사프레임(100)과 경사면지지체(200)를 이용하여 유로 내 유체의 유동압력을 경사면을 향하는 방향으로 분배할 수 있는 구조이다. 따라서 경사면을 향하는 압력성분에 의해 흡수부재(300)에서 생성된 수분이 워터캐쳐(110)에 도달하여 효과적으로 수집된다. 즉, 흡수부재(300)를 이용하여 화학적인 방법으로 이산화탄소를 제거하되, 경사구조와 워터캐쳐(110)를 이용하여 별도의 동력 없이도 부산물인 수분까지 매우 용이하게 처리할 수 있다.

또한, 경사구조는 한정된 공간에서 경사면지지체(200) 내에 삽입된 흡수부재(300)와 공기와의 접촉면적을 증가시키므로 처리효율을 높일 수 있는 장점도 갖는다. 또한, 이러한 처리구조는 별도의 동력 없이도 유로 내부를 이동하는 공기의 흐름을 이용하여 자연스럽게 작동하도록 설계된 것이므로, 매우 간결한 구조로 소음 없이 동작하는 장점이 있다. 따라서 은닉된 피난처와 같은 밀폐된 공간에 매우 용이하게 적용할 수 있다.

공기정화장치(10)는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 하우징(500)의 내부에 설치될 수 있다. 하우징(500)은 공간을 구획하여 내부에 공기가 유동하는 유로를 형성하는 것으로 예를 들어, 덕트와 같은 구조일 수 있다. 그 밖에도 공기가 유동하는 관로를 하우징(500)으로 하여 공기정화장치(10)를 설치할 수 있다. 다양한 형태로 공기가 유동하는 유로를 구성할 수 있으며 그러한 유로 내에 공기정화장치(10)를 설치할 수 있다. 본 발명의 일 실시예에서는 덕트 형태의 하우징(500) 내에 공기정화장치(10)가 적용된 예를 기준으로 설명을 진행한다.

경사프레임(100)은 유로 내 공기의 유동방향(즉, 유입구로부터 배출구를 향하는 방향)과 교차하여 배치되고 일단부(워터캐쳐가 형성된 단부)는 공기의 유동방향으로 전진되어 경사를 이룬다(도 2참조). 경사프레임(100)은 전체적으로 두께가 얇은 판 형상의 구조를 형성하나 내부는 빈 골격으로 이루어질 수 있다. 경사프레임(100)은 부식에 강한 금속재로 이루어질 수 있으며, 유로 내에 복수 개가 설치될 수 있다.

경사면지지체(200)는 경사프레임(100)에 설치되어 경사면(도 2의 201참조)을 형성한다. 경사면지지체(200)는 내측에 수용공간(도 5의 200a참조)이 형성된 다공성 통기구조로 이루어진다. 즉, 경사면지지체(200)는 내측에 흡수부재(300)를 채워 넣을 수 있는 구조이며 내측의 흡수부재(300)는 통기구조를 통해 외부와 연통 가능하게 형성된다. 경사면지지체(200)는 예를 들어, 부식에 강하며 탄성을 갖는 섬유재로 직조된 메쉬부재 등으로 이루어질 수 있다. 또한, 이러한 메쉬부재 둘레에 합성수지를 성형하여 전체적으로 판 형상을 유지하도록 형성할 수도 있다. 여러 가지 다양한 방식으로 통기구조가 형성된 경사면지지체(200)를 형성할 수 있다. 경사면지지체(200)는 경사프레임(100)에 슬라이딩 방식으로 삽입되거나, 적어도 일부가 접착되거나, 볼트와 같은 결합부재를 이용하여 착탈 가능하게 고정될 수 있다.

흡수부재(도 4 및 도 5의 300참조)는 경사면지지체(200)의 수용공간(도 5의 200a참조)에 삽입된다. 흡수부재(300)는 경사프레임(100)의 두께나 경사프레임(100)에 지지된 경사면지지체(200)의 두께 등을 고려하여 적절한 양을 삽입할 수 있다. 흡수부재(300)는 경사면지지체(200) 내측에서 경사면지지체(200)의 통기구조를 통해 외기와 접촉한다. 즉, 흡수부재(300)는 경사면지지체(200)의 통기구조를 통해 유동하는 공기와 접촉하며 공기 중의 이산화탄소를 흡수하여 제거할 수 있다. 흡수부재(300)는 강염기성 고체물질로 이루어져 이산화탄소화 화학반응하며 이산화탄소를 흡수하고 수분을 배출할 수 있다. 흡수부재(300)는 예를 들어, 수산화나트륨이나 수산화칼륨 등의 물질을 포함하는 것일 수 있다.

워터캐쳐(110)는 도 1 내지 도 3에 도시된 것처럼 경사프레임(100)의 일단부에 배치된다. 워터캐쳐(110)가 배치된 일단부는 경사프레임(100)의 공기의 유동방향으로 전진된 단부이다(도 2참조). 즉, 워터캐쳐(110)는 경사면(201)과 평행한 공기 유동경로의 말단에 위치하여 경사면(201)을 따라 이동하는 수분(A)을 용이하게 수집하도록 형성된다. 워터캐쳐(110)는 특히, 경사프레임(100)의 일단부를 따라서 돌출된 판 형상의 저항체로 이루어질 수 있다. 즉, 도시된 바와 같이 경사프레임(100)의 일단부에 이와 교차하는 방향으로 돌출된 판 형상의 구조물을 형성하여 수분의 이동을 저지할 수 있다. 워터캐쳐(110)는 경사프레임(100)의 하단부 구조에 대응하여 그 일부가 대응하는 형태로 굴절될 수 있다(도 3참조).

이와 같은 경사프레임(100), 경사면지지체(200), 흡수부재(도 4 및 도 5의 300참조), 및 워터캐쳐(110)로 이루어진 처리구조는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 유로 내에 복수 개 배치할 수 있다. 이를 통해 공기 중에 이산화탄소가 과량 함유된 경우에도 복수의 처리구조로 이산화탄소를 반복적으로 흡수하여 제거하도록 형성할 수 있다. 이하, 도 4 및 도 5을 참조하여 경사프레임(100), 경사면지지체(200), 흡수부재(300), 워터캐쳐(110)의 결합구조에 대해서 보다 상세히 설명한다.

도 4 및 도 5는 도 1의 공기정화장치 일부를 확대하여 도시한 사시도이다.

경사프레임(100)은 도 4 및 도 5에 도시된 바와 같이 전체적으로 판 형상의 구조이나 내부는 비어있을 수 있다. 이러한 경사프레임(100) 상에 경사면지지체(200)가 설치되어 경사면(도 2의 201참조)을 형성한다. 즉, 경사프레임(100)에 경사면지지체(200)가 결합되어 경사프레임(100)의 골격 사이를 채우는 면 구조를 형성할 수 있다. 경사면지지체(200)는 전술한 바와 같이 경사프레임(100)에 탄성적으로 지지되며 일 측에 수용공간(200a)과 연통되는 투입구(200b)가 형성된 메쉬부재로 형성될 수 있다. 투입구(200b)는 예를 들어, 지퍼 등을 이용하여 개폐가 용이하게 형성될 수 있으며 도 5에 도시된 바와 같이 개방되며 내부의 수용공간(200a)을 노출시킬 수 있다.

흡수부재(300)는 이러한 투입구(200b)를 통해 수용공간(200a)으로 입출되는 강염기성의 고체물질로 이루어진다. 즉, 흡수부재(300)는 도 5에 도시된 바와 같이 투입구(200b)를 이용하여 경사면지지체(200) 내에 용이하게 삽입되고, 다시 배출될 수 있다. 또한 삽입된 상태에서는 도 4에 도시된 바와 같이 경사면지지체(200) 내측에서 판 형상의 배열상태를 유지할 수 있다. 따라서 경사면지지체(200)를 통과하는 공기와 보다 효과적으로 접촉하며 이산화탄소를 제거할 수 있다. 또한 투입구(200b)를 통해 입출이 가능하므로, 흡수부재(300)를 필요에 따라 적절히 교환하여 사용할 수 있다.

흡수부재(300)는 전술한 바와 같이 공기 중의 이산화탄소는 흡수하고 수분을 배출하는 강염기성 물질로 이루어진다. 바람직하게는, 흡수부재(300)는 수산화나트륨이나, 수산화칼륨 등을 포함하여 형성될 수 있다. 흡수부재(300)는 이산화탄소를 흡수하는 흡수반응을 통해 공기 중의 이산화탄소를 제거하며 부산물로 수분을 생성한다. 이와 같이 생성된 수분은 통기구조를 통해 경사면지지체(200)의 외측으로 빠져나가며 다시 경사면을 따라 이동되어 워터캐쳐(110)에서 수집된다.

워터캐쳐(110)는 전술한 바와 같이 경사프레임(100)의 일단부를 따라 돌출된 판 형상의 저항체로 형성된다. 워터캐쳐(110)는 경사프레임(100)의 일단부에서 돌출되어 수분의 이동을 저지하는 저항체로 기능한다. 또한, 도시된 바와 같이 경사프레임(100)의 일단부를 따라서 연장되어 있어 수집된 수분이 자중에 의해 이동하는 이동경로로도 기능한다. 이러한 워터캐쳐(110)를 이용하여 이산화탄소 제거 시에 생성되는 수분을 수집하고 외부로 용이하게 배출할 수 있다. 수분은 워터캐쳐(110)의 끝단부와 연결되어 워터캐쳐(110)와 연통되는 드레인관(도 1 내지 도 3의 510참조)을 통해 외부로 배출될 수 있다.

즉, 이와 같은 경사프레임(100), 경사면지지체(200), 흡수부재(300), 워터캐쳐(110)의 구조를 이용하여 보다 효과적으로 이산화탄소를 제거할 수 있으며, 이산화탄소를 제거하는 화학반응에 의해 생성된 부산물도 매우 용이하게 처리할 수 있다. 이하, 도 1 내지 도 3을 참조하여 공기정화장치(10)의 나머지 구조를 설명하고 공기정화장치(10)의 작동과정에 대해서도 보다 상세히 설명한다.

유로 내에는 도 1 내지 도 3에 도시된 바와 같이 가이드판(400)이 설치된다. 가이드판(400)은 유로 내 공기의 유동방향과 교차하여 배치되되, 도시된 바와 같이 경사프레임(100) 외측의 유동공간을 차폐하여 경사프레임(100)으로 공기를 유도한다. 가이드판(400)은 평판이나 경사판 또는 적어도 일부가 굴절되거나 곡면으로 이루어진 굴절판 등 다양한 형태로 형성될 수 있다. 가이드판(400) 역시 경사프레임(100)에 대응하여 복수 개가 설치될 수 있다.

경사프레임(100)은 이러한 가이드판(400)에 착탈 가능하게 결합될 수 있다. 예를 들어, 가이드판(400)과 경사프레임(100)의 연결부위에 슬라이딩 가능한 홈(미도시) 등의 결합구조를 형성하여 슬라이딩 방식으로 결합할 수 있다. 이를 통해 가이드판(400)과 경사프레임(100) 사이에 이격된 공간을 없애고 보다 유기적인 결합구조를 형성할 수 있다. 또한, 이를 통해 경사프레임(100)도 보다 안정적으로 고정할 수 있다. 가이드판(400)에 의해 경사프레임(100) 외측의 공간이 차폐되는바 공기는 가이드판(400)으로부터 경사프레임(100)을 향하는 방향으로 매우 효과적으로 유도된다.

하우징(500) 하부에는 앞서 설명한 드레인관(510)이 연결될 수 있다. 드레인관(510)은 도 3에 도시된 바와 같이 워터캐쳐(110)의 하단부와 접하여 워터캐쳐(110)와 연통되며 워터캐쳐(110)에 수집된 수분(A)을 외부로 배출한다. 수분의 원활한 배출을 위해 하우징(500) 하부는 드레인관(510)을 향하는 방향으로 점차 좁아지게 형성될 수 있다. 도시되지 않았지만, 필요에 따라 적절한 위치에 하나 또는 하나 이상의 드레인관(510)을 설치하는 것도 얼마든지 가능하다.

이와 같은 공기정화장치(10)는 경사프레임(100) 및 경사면지지체(200)를 이용한 경사구조로 유로 내 유체 유동압력을 경사면(201)을 향하는 방향으로 분배한다. 즉, 도 2에 도시된 바와 같이 공기가 유입되어 경사면지지체(200)를 통과할 때 경사면지지체(200)의 경사면(201)에 의해 경사면(201)을 향하는 유체 흐름이 조성되고 이로 인해 유체의 유동압력이 경사면(201)을 향하는 방향으로 분배된다. 즉, 경사면지지체(200)의 경사면(201)에 의해 지속적으로 경사면(201)과 평행한 방향의 압력성분이 유도된다. 따라서 경사면지지체(200) 외측으로 토출된 수분(A)이 압력에 의해 워터캐쳐(110)로 이동되어 매우 용이하게 수집될 수 있다.

즉, 공기정화장치(10)는 경사면지지체(200)의 경사면(201)으로 공기가 가하는 압력을 분배하여, 경사면지지체(200)에 부착된 수분을 워터캐쳐(110)를 향하는 방향으로 가압하여 수집한다. 이는 공기의 유동방향으로 일단부가 전진되어 경사를 향하는 경사프레임(100)과, 경사프레임(100)에 설치되어 경사면(201)을 형성하는 경사면지지체(200)와, 경사프레임(100)의 일단부에 배치된 워터캐쳐(110)의 유기적인 구조에 의해 나타나는 효과로서 경사구조와 워터캐쳐(110)를 함께 활용하는 이러한 구조로 별도의 동력 없이도 공기 중의 이산화탄소와 이산화탄소 발생하는 부산물까지 모두 효과적으로 제거하는 것이 가능하다.

이하, 도 6 및 도 7을 참조하여 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기정화장치에 대해서 상세히 설명한다. 설명이 간결하고 명확하도록 전술한 실시예와 차이나는 부분에 대해 중점적으로 설명하며 별도로 언급되지 않는 나머지 부분에 대한 설명은 전술한 설명으로 대신한다.

도 6은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기정화장치의 사시도이고, 도 7은 도 6의 공기정화장치의 정면도이다.

도 6 및 도 7을 참조하면, 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기정화장치(1-1)는 하우징(500)이 또 다른 형태로 형성된다. 본 발명의 다른 실시예에 따라 하우징(500)은 유입구(501)와 배출구(502)가 상부에 배치된 직립구조로 형성될 수 있다. 이러한 하우징(500) 내에 도 6 및 도 7에 도시된 바와 같이 처리구조를 형성할 수 있다. 이러한 경우 유입구(501)와 배출구(502)가 상부에 위치함으로써 공기는 유입구(501)를 통해 하우징(500) 하부로 유입되었다가 다시 하우징(500) 하부에서 상부의 배출구(502)로 이동하는 수직방향 이동을 하게 된다. 따라서 공기 유동방향과 교차하는 수평방향으로 경사프레임(100)이 배치되고 그에 대응하여 경사구조도 도시된 바와 같은 형태로 변경될 수 있다.

특히, 가이드판(400)은 수평방향으로 배치되되 일단부가 중력방향으로 경사져 워터캐쳐(110)에 수집된 수분을 자중에 의해 배출시킬 수 있다. 즉, 가이드판(400)은 유로 내부를 차폐하여 경사프레임(100)을 향해 공기 흐름을 유도할 뿐만 아니라, 워터캐쳐(110)에 수집된 수분이 배출되는 배출경로의 역할도 할 수 있다. 이러한 경우, 하우징(500) 중앙부에 가이드판(400)과 연결되고 수직방향으로 연장된 드레인모듈(410)을 형성하여 수분이 최종적으로 드레인모듈(410)을 통해 배출되도록 할 수 있다. 드레인모듈(410)은 드레인관(510)과 수직방향으로 대응하는 위치에 배치될 수 있고 내부에는 수분(A)이 이동할 수 있는 관로 등이 형성될 수 있다. 드레인모듈(410)은 도시된 바와 같이 한정될 필요 없이 수분을 이동시켜 배출할 수 있는 다양한 형태로 변형될 수 있다.

이와 같은 구조를 이용하여 역시 공기 중의 이산화탄소를 용이하게 제거하고, 동시에 화학반응에 의해 발생하는 수분도 용이하게 처리할 수 있다. 특히, 덕트 등의 구조를 직접 활용하여 설치하기 어려운 경우에도 하우징(500)의 유입구(501)와 배출구(502)를 공기를 순환시키는 관로와 연결하여 하우징(500) 내부로 공기를 유동시킬 수 있으며 하우징(500) 내부에서 공기 중의 이산화탄소를 효과적으로 제거할 수 있다. 필요에 따라 하우징(500) 하방에 받침대 등을 설치하여 고정하는 것도 얼마든지 가능하다.

이하, 도 8을 참조하여 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화시스템에 대해서 상세히 설명한다. 특히 공기정화장치의 구성과 작용 등에 대한 구체적인 설명은 별도의 언급이 없는 한 모두 전술한 설명으로 대신한다.

도 8은 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화시스템을 도시한 구성도이다.

도 8을 참조하면 본 발명의 일 실시예에 의한 공기정화시스템(1)은 밀폐된 공간(B) 내부의 공기를 순환시키며 정화하는 구조이다. 공기정화시스템(1)은 특히 전술한 공기정화장치(10)를 공기 순환경로 내에 적용하여 이산화탄소를 효과적으로 제거할 수 있도록 형성된다. 또한 산소공급장치(40)를 이용하여 공기 순환경로 내에 충분한 산소를 공급하는바, 밀폐된 공간(B) 내 다수의 인원이 밀집된 경우라 하더라도 쾌적하게 호흡하며 피난상황이나 각종 위험상황에 효과적으로 대처하는 것이 가능하다.

구체적으로 공기정화시스템(1)은, 전술한 공기정화장치(10)와, 공기정화장치(10)의 양단을 밀폐된 공간(B)과 연결하는 순환유로(20), 순환유로(20)의 공기정화장치(10) 전단에 설치되어 공기를 순환시키는 공기순환장치(50), 및 순환유로(20)의 공기정화장치(10) 또는 공기정화장치(10) 후단에 산소를 주입하는 산소공급장치(40)를 포함한다. 추가적으로, 순환유로(20)에는 공기정화장치(10)를 우회하여 연결된 바이패스유로(30)를 형성하여 피난상황이나 위험상황이 아닌 경우에도 시스템의 일부를 사용 가능하도록 구성할 수 있다.

공기정화장치(10)는 전술한 일 실시예에 해당하는 형태로 구성될 수 있다. 이러한 공기정화장치(10)의 양단을 도 8에 도시된 바와 같이 밀폐된 공간(B)과 연결하여 공기정화장치(10)를 경유하는 공기 순환경로를 형성한다. 공간(B)은 예를 들어 선박의 피난처나 선실 등일 수 있으며 그 밖에도 사람이 있을 수 있는 다양한 형태의 거주구역이 공기정화시스템(1)이 설치된 공간(B)이 될 수 있다. 도시되지 않았지만, 이러한 공간(B) 일 측에는 출입문 등이 있어 사람이 드나들 수 있고 출입문이 닫히면 공간(B)이 폐쇄될 수 있다.

공기순환장치(50)는 밀폐된 공간(B) 내부의 공기를 순환유로(20)로 유입하여 순환시킨다. 공기순환장치(50)는 이러한 순환유로(20)에 설치된 패키지형 공기조화기(packaged air conditioner)일 수 있다. 즉, 별도의 공기 순환장치를 설치하지 않고도 선실 등 거주구역에 연결된 공기 조화기를 이용하여 순환유로(20)로 공기를 순환시킬 수 있다. 즉, 본 발명의 공기정화시스템(1)은 종래 공기조화기가 설치된 설치구조를 활용하여 매우 편리하고 효율적으로 구현할 수 있다.

산소공급장치(40)는 순환유로(20)로 산소를 주입한다. 산소공급장치(40)는 산소공급관(42)과 산소탱크(43)를 포함하며, 산소공급관(42)의 일단부는 산소탱크(43)에 타단부는 공기정화장치(10)에 연결될 수 있다. 예를 들어, 전술한 하우징(도 1의 500참조) 일 측에 산소공급관(42)을 연결하여 산소를 주입할 수 있다. 그러나 필요에 따라 공기정화장치(10) 후단의 순환유로(20)에 산소공급관(42)을 연결하여 산소를 주입하도록 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.

한편 바이패스유로(30)는 도시된 바와 같이 공기정화장치(10)를 우회하여 순환유로(20)와 연결된다. 따라서 필요한 경우, 유로의 개폐상태를 조절하여 공기정화장치(10)를 거치지 않고 바이패스유로(30)를 경유하여 공기가 순환되도록 할 수 있다. 이러한 경우는 전술한 출입문 등을 자유롭게 개방하여 공간(B) 내 외부를 출입할 수 있는 상황으로 피난상황 등의 위험상황이 아닌 경우일 수 있다. 즉, 밀폐된 공간(B) 내 다수의 인원이 밀집된 경우가 아니라면 이산화탄소와 산소의 농도를 제어하는 것이 불필요할 수 있으므로 바이패스유로(30)를 통해 공기정화장치(10)를 우회하여 공기를 순환시킬 수 있다.

도시된 바와 같이, 순환유로(20), 바이패스유로(30), 산소공급관(42) 등에는 각각의 관로를 개폐할 수 있는 밸브(21, 31, 41)가 형성될 수 있다. 도 8에 도시된 바와 같이 바이패스유로(30)의 밸브(31)를 폐쇄하고, 순환유로(20), 및 산소공급관(42)의 밸브(21, 41)를 개방하면, 공간(B) 내 공기가 순환유로(20)를 따라 순환되며 정화된다. 공기는 공기정화장치(10)를 통과하며 전술한 바와 같은 과정을 통해서 이산화탄소가 제거된다. 또한, 이때 발생되는 수분도 드레인관(510)을 통해 용이하게 배출된다. 또한, 산소공급관(42)을 통해 산소가 지속적으로 공급되는바, 공기 중의 산소 농도는 증가한다. 즉, 순환유로(20)를 순환시켜 공기 중의 이산화탄소 농도는 감소시키고, 산소 농도는 증가시켜, 밀폐된 공간(B) 내 쾌적한 공기를 공급할 수 있다.

특히, 공기정화장치(10)는 전술한 바와 같이 별도의 동력 없이 저소음으로 구동되는 구조이므로, 피난상황에서 은닉이 필요한 경우에도 공기정화시스템(1)을 무리 없이 구동할 수 있다. 따라서 피난처에 대피한 다수의 인원이 밀폐된 공간(B) 내부에서 매우 쾌적한 상태로 호흡하며 위난상황에 대처할 수 있다. 또한, 전술한 것처럼, 피난상황 등이 아닌 경우에는 불필요하게 공기정화장치(10)를 가동할 필요가 없으므로 도면과 반대로 바이패스유로(30)의 밸브(31)는 개방하고, 순환유로(20) 및 산소공급관(42)의 밸브(21, 41)는 폐쇄하여 공기를 바이패스유로(30)로 우회하여 순환시킬 수도 있다. 또한, 도시되지 않았지만, 공기정화장치(10)의 전단과 후단에 이산화탄소 농도를 감지하는 센서를 설치하고 처리율을 분석하여, 공기정화장치(10)의 흡착물질(도 4 및 도 5의 300참조)을 적절한 시점에 교환하도록 형성하는 것도 얼마든지 가능하다.

이상 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예들을 설명하였지만, 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자는 본 발명이 그 기술적 사상이나 필수적인 특징을 변경하지 않고서 다른 구체적인 형태로 실시될 수 있다는 것을 이해할 수 있을 것이다. 그러므로 이상에서 기술한 실시예들은 모든 면에서 예시적인 것이며 한정적이 아닌 것으로 이해해야만 한다.

1: 공기정화시스템 10, 10-1: 공기정화장치
20: 순환유로 21, 31, 41: 밸브
30: 바이패스유로 40: 산소공급장치
42: 산소공급관 43: 산소탱크
50: 공기순환장치 100: 경사프레임
110: 워터캐쳐 200: 경사면지지체
201: 경사면 200a: 수용공간
200b: 투입구 300: 흡수부재
400: 가이드판 410: 드레인모듈
500: 하우징 501: 유입구
502: 배출구 510: 드레인관
A: 수분 B: 공간

Claims (11)

1. 유로 내 공기의 유동방향과 교차하여 배치되고 일단부는 공기의 유동방향으로 전진되어 경사를 이루는 경사프레임;
   상기 경사프레임에 설치되어 경사면을 형성하며 내측에 수용공간이 형성된 다공성 통기구조로 이루어진 경사면지지체;
   상기 수용공간에 삽입되어 상기 경사면지지체를 통과하는 공기 내 이산화탄소는 흡수하고 수분을 배출하는 흡수부재; 및
   상기 경사프레임의 일단부에 배치되어 상기 경사면지지체의 경사면을 따라 상기 경사프레임으로 이동된 수분을 수집하는 워터캐쳐(water catcher)를 포함하는 공기정화장치.
2. 제1항에 있어서, 상기 경사면지지체의 경사면으로 공기가 가하는 압력을 분배하여, 상기 경사면지지체에 부착된 수분을 상기 워터캐쳐를 향하는 방향으로 가압하여 수집하는 공기정화장치.
3. 제1항에 있어서, 상기 워터캐쳐는 상기 경사프레임의 일단부를 따라서 돌출된 판 형상의 저항체로 이루어진 공기정화장치.
4. 제1항에 있어서, 상기 유로 내 공기의 유동방향과 교차하여 배치되되, 상기 경사프레임 외측의 유동공간을 차폐하여, 상기 경사프레임으로 공기를 유도하는 가이드판을 더 포함하는 공기정화장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 경사프레임은 상기 가이드판에 착탈 가능하게 결합되는 공기정화장치.
6. 제5항에 있어서, 상기 가이드판은, 수평방향으로 배치되되 일단부가 중력방향으로 경사져 상기 워터캐쳐에 수집된 수분을 자중에 의해 배출시키는 공기정화장치.
7. 제1항에 있어서, 상기 워터캐쳐와 연통되어 상기 워터캐쳐에 수집된 수분을 외부로 배출시키는 드레인관을 더 포함하는 공기정화장치.
8. 제1항에 있어서, 상기 경사면지지체는 상기 경사프레임에 탄성적으로 지지되고 일 측에 상기 수용공간과 연통되는 투입구가 형성된 메쉬부재로 형성되며,
   상기 흡수부재는 상기 투입구를 통해 상기 수용공간으로 입출되는 강염기성 고체물질로 이루어진 공기정화장치.
9. 제1항 내지 제8항 중 어느 한 항의 공기정화장치;
   상기 공기정화장치의 양단을 밀폐된 공간과 연결하는 순환유로;
   상기 순환유로의 상기 공기정화장치 전단에 설치되어 공기를 순환시키는 공기순환장치; 및
   상기 순환유로의 상기 공기정화장치 또는 상기 공기정화장치 후단에 산소를 주입하는 산소공급장치를 포함하는 공기정화시스템.
10. 제9항에 있어서, 상기 공기순환장치는 상기 순환유로에 설치된 패키지형 공기조화기(packaged air conditioner)인 공기정화시스템.
11. 제9항에 있어서, 상기 순환유로에 상기 공기정화장치를 우회하여 연결된 바이패스유로를 더 포함하는 공기정화시스템.

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