KR20230053502A

KR20230053502A - 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템

Info

Publication number: KR20230053502A
Application number: KR1020220103335A
Authority: KR
Inventors: 이승준
Original assignee: 이승준
Priority date: 2021-10-14
Filing date: 2022-08-18
Publication date: 2023-04-21
Also published as: KR20230053501A; KR102609493B1; KR102609496B1; KR102435149B1

Abstract

본 발명은 산소발생기를 이용한 산소 공급 시스템을 개시한다. 이러한 본 발명은 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 또는 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고루게 농축하는 에어포켓이 적용되는 산소 발생기를 포함하는 것이며, 이에 따라 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 함은 물론, 진공 펌프 가공시 발생하는 진동 소음이 산소 발생기 외부로 전달되는 것을 방지하고, 화재나 유독가스가 방출되는 긴급 상황 등에서 호흡 곤란 또는 질식을 효과적으로 방지하되, 평상시에도 언제든지 필요에 따라 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 한편, 용존 산소가 높은 산소수 음용이 이루어질 수 있는 것이다.

Description

산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템 {Water Purifier Combined Oxygen Supply System Using Oxygen Generator}

본 발명은 산소 발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고루게 농축할 수 있도록 하면서 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 산소 호흡기는 원활한 산소를 공급받기 어려운 상황에서 산소를 효과적으로 공급해 주기 위한 용도로 주로 사용되며, 이는 대용량의 산소저장탱크 및 상기 산소저장탱크의 산소를 공급받아 흡입할 수 있도록 된 산소흡입몸체를 갖는 형태로 구현되어 있었다.

이같은 산소 호흡기는 병원에서 사용되기도 하고, 스쿠버 다이빙 등 수중 활동을 위한 용도로 사용되기도 하며, 화재 현장 등에서 화재 진압 및 구조 활동을 위한 용도로 사용되기도 한다.

한편, 화재 현장이나 유독가스 누출 현장에서는 산소의 원활한 공급과 함께 신속한 대피가 이루어져야 질식사 등의 인명 피해를 최소화할 수 있다. 특히, 화재 발생 현장에서 인명 피해가 발생되는 주요 원인이 화염에 의한 것이 아니라 유독가스나 연기에 의한 질식인 것으로 알려져 있다. 조사된 바에 따르면, 화재 발생 후 1분 경과시마다 생존율이 7~10%씩 감소하여, 생존율은 5분 경과 시 25%, 10분 경과 시 5% 미만 정도까지 떨어지게 된다.

이러한 재난 상황에서 휴대용으로 신속하게 깨끗한 공기(즉 산소)를 호흡할 수 있도록 하는 것은 매우 중요하다.

그러나, 종래의 산소 호흡기는 휴대가 어려운 관계로, 긴급 상황이 발생하거나 또는 평상시 산소를 공급받고자 할 때 그 사용이 어려웠다.

즉, 공기중에 포함되는 먼지는 육안으로 확인이 가능한 10㎛ 이상의 먼지, 그리고 10㎛ 이하의 먼지 특히, 육안으로 확인이 어려운 2.5㎛ 이하의 초미세먼지(PM-2.5)가 존재하고, 현재 유행하는 전파력이 강한 코로나 바이러스가 공기중에 포함될 수 있는데, 상기와 같은 미세먼지 또는 바이러스는 인체의 호흡기를 통해 흡입되면서 건강을 위협하고 있는 실정이다.

이에, 종래에는 미세먼지 및/또는 바이러스의 침투를 방지하기 위한 수단으로서 다양한 형태와 구조를 지닌 마스크를 사용하고 있지만, 상기 마스크를 오래 착용하게 되면 산소 공급이 원활하지 못하면서 호흡 장애가 발생하는 문제가 있었다. 그러므로 마스크 착용의 생활화가 불가피한 최근 방역 상황에 있어서는 커다란 저해 요소로 작용하는 것이었다.

이에 종래에는 마스크에 압축 또는 액화된 산소 또는 공기가 수용되는 탱크를 결합시키거나 또는 산소 발생제를 적용하면서 산소 공급이 이루어지도록 하였으며, 상기 산소 발생제의 경우에는 사람의 날숨 속에 포함된 이산화탄소와 반응하여 산소를 발생시키는 물질로서 초과산화칼륨(KO₂)을 촉매인 이산화망간(MnO₂)과 조합한 물질로 이루어지는 것이다.

그러나, 상기와 같은 탱크 또는 상기 산소발생제는 주기적인 교체를 필요로 하는 것으로, 그 사용이 극히 제한적일 수 밖에 없는 것이다. 즉, 긴급 상황에서 상기와 같은 탱크 또는 산소 발생제는 그 사용이 제한적일 수 밖에 없고, 평상시에도 그 사용이 제한적이면서 탱크 또는 산소 발생제를 수시로 교체해야 하는 불편함이 있었다.

등록특허공보 제10-1340583호(공고일 2013.12.12.)

등록특허공보 제10-2091547호(공고일 2020.03.20.)

공개특허공보 제10-2007-0031489호(공개일 2007.03.20.)

공개특허공보 제10-2019-0074770호(공개일 2019.06.28.)

공개특허공보 제10-2021-0037768호(공개일 2021.04.07.)

본 발명이 해결하고자 하는 과제는, 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고르게 농축하도록 구성한 것이며, 이를 통해 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 산소발생기를 제공하려는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 다른 과제는, 에어포켓을 통해 진공 펌프 가공시 발생하는 진동 소음이 산소 발생기 외부로 전달되는 것을 방지할 수 있도록 하는 산소발생기를 제공하려는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 산소발생기에 산소 공급용 착용부재를 연결하면서, 화재나 유독가스가 방출되는 긴급 상황 등에서 호흡 곤란 또는 질식을 효과적으로 방지하는 한편, 평상시에도 언제든지 필요에 따라 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 산소 공급 시스템을 제공하려는 것이다.

본 발명이 해결하고자 하는 또 다른 과제는, 산소 발생기를 정수 장치에 연결하여 사용함으로서, 용존 산소가 높은 산소수 음용이 이루어질 수 있도록 하는 산소 공급 시스템을 제공하려는 것이다.

본 발명의 과제 해결수단인 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템은, 산소 토출구가 외부로 인출되는 하우징; 상기 하우징내에 형성되고, 내장 또는 외장 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 외부 공기 유입을 위해 가동되는 에어 공급팬; 상기 하우징내에서 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이루도록 형성되며, 진공 흡입 상태에서 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 외부 공기로부터 산소를 농축 포집하는 필터부재; 상기 하우징내에 형성되어 진공 흡입 압력을 제공하는 것으로 상기 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 상기 필터부재에 의해 농축 포집된 산소를 상기 산소 토출구를 통해 토출시키는 진공펌프; 로 이루어지고, 상기 필터부재는 다시, 내측 주연을 따라 돌출되는 링형의 안착턱과 결합구가 형성되는 필터 케이스; 링형을 이루는 상기 안착턱에 가장자리부위가 안착되는 것으로, 접촉영역인 다수의 접촉돌기, 그리고 상기 접촉돌기들 사이에 비접촉영역인 상기 포집 유로가 형성되는 막 고정 플레이트; 상기 막 고정 플레이트의 일면과 타면을 덮으면서 접촉영역인 상기 접촉돌기에 접촉되어 상기 포집유로를 밀폐시키는 것으로, 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 공기 중에 함유되어 있는 투과성이 낮은 질소는 흡착하여 분리하고, 상기 포집유로에 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키는 상기 폴리머 막; 및, 상기 필터 케이스에 형성되는 상기 결합구측에 결합되면서 상기 진공펌프와 연결되는 것으로, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 상기 진공펌프로 이송되도록 가이드하는 이송부재; 로 구성되는 것이며, 상기 막 고정 플레이트에는, 다수를 이루는 상기 접촉돌기의 사이에 각각 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하되, 상기 폴리머 막의 접촉부분에서 상기 폴리머 막의 접촉부분을 압박하여 상기 폴리머 막의 밀림을 잡아주는 제 1 가이드 유로가 형성되는 산소 발생기;를 포함하는 것으로서, 상기 산소 발생기의 산소 토출구가 출수라인에 연결되는 것으로, 적어도 하나 이상의 필터와 냉각부 및 히팅부를 포함하면서 냉각 또는 가열된 음용수를 출수하는 정수기; 를 더 포함하고, 상기 산소 토출구가 연결되는 상기 정수기의 출수라인에는 상기 산소 발생기에서 발생하는 산소를 냉각 또는 가열된 음용수에 용해시키면서 높은 용존 산소를 가지는 산소수를 출수시키는 용해기가 연결되는 것을 특징으로 한다.

또한, 상기 하우징에는 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프의 가동에 따른 진동이 상기 하우징의 외부로 전달되는 것을 방지하도록 상기 진동을 흡수하는 적어도 하나 또는 하나 이상의 에어포켓이 형성되는 것이다.

또한, 상기 필터 케이스의 일측 모서리 부위에는 상기 결합구를 형성하고, 상기 필터 케이스의 타측 모서리 부위에는 상기 필터 케이스가 적어도 하나 이상 적층시 그 적층 상태를 고정하는 결합돌기가 돌출 형성되는 것이다.

또한, 상기 결합구에는 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동 경로 기밀을 유지시키도록 엔드 캡(End Cap)이 결합되는 것이다.

또한, 상기 막 고정 플레이트의 일측 모서리 부위에는 테두리부를 관통하는 구조를 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하는 제 2 가이드 유로가 형성되는 것이다.

또한, 상기 이송부재는, 상기 필터 케이스의 안착턱에 안착되는 상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것으로 제 1 배출공을 가지며, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 이송되도록 가이드하는 멀티 연결구; 및, 상기 멀티 연결구에 회전 가능하게 결합되면서 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프에 연결되는 것으로, 상기 멀티 연결구에 의해 가이드되는 산소를 상기 진공펌프로 이송시키는 제 2 배출공을 가지는 어댑터; 를 포함하는 것이다.

또한, 상기 멀티 연결구는, 상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 제 1 몸체부; 및, 상기 제 1 몸체부로부터 돌출 형성되는 것으로 상기 산소를 진공 흡입 압력이 가해지는 상기 제 1 배출공을 통해 이송시키도록 제 1 연결구; 를 포함하고, 상기 제 1 배출공은 상기 제 1 몸체부와 상기 제 1 연결구의 중심부를 관통하는 것이다.

또한, 상기 어댑터는, 오링이 결합되어진 상기 제 1 연결구가 삽입 결합되는 제 2 몸체부; 및, 상기 제 2 몸체부로부터 직교되게 연장 형성되는 제 2 연결구; 를 포함하고, 상기 제 2 배출공은 상기 제 2 몸체부와 상기 제 2 연결구를 관통하는 것이다.

또한, 상기 필터부재가 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이룰 때, 최하단에 배치되는 상기 멀티 연결구의 상기 제 1 연결구는 인접하는 상단의 필터 케이스에 형성되는 결합구에 삽입 결합되는 것이다.

또한, 상기 폴리머 막에 의해 농축 투과되는 상기 공기 중에 함유된 산소 농도는 23∼30% 범위내이고, 상기 폴리머 막에 의해 흡착되는 상기 공기 중에 함유된 질소 농도는 81∼85% 범위내인 것이다.

또한, 적어도 하나 이상의 필터와 냉각부 및 히팅부를 포함하면서 냉각 또는 가열된 음용수를 출수하는 정수기의 출수라인에는 상기 산소 발생기에 포함되는 상기 하우징의 상기 산소 토출구, 그리고 상기 산소 발생기에서 발생하는 산소를 냉각 또는 가열된 음용수에 용해시키면서 높은 용존 산소를 가지는 산소수를 출수시키는 용해기가 연결되는 것이다.

또한, 상기 용해기 내부에는 지그 재그 방식의 유로를 형성하는 격막이 형성되고, 상기 용해기 입수단에는 상기 산소가 상기 음용수에 용해되도록 상기 음용수를 버블 형태로 통과시키는 메쉬망이 형성되는 것이다.

또한, 상기 산소 발생기는 상기 정수기에서 냉수 또는 온수의 음용수 출수 신호가 발생시 온 동작하여 상기 용해기에 산소를 공급하는 것이다.

이와 같이, 본 발명은 진공펌프에 의한 진공 흡입 상태에서 적어도 하나 이상의 산소 분리막을 통해 산소를 원활하게 포집하여 고루게 농축하는 에어포켓이 적용되는 산소 발생기를 포함하는 것이고, 이를 통해 상시 언제라도 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 함은 물론, 진공 펌프 가공시 발생하는 진동 소음이 산소 발생기 외부로 전달되는 것을 방지하는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

더불어, 본 발명은 산소발생기에 산소 공급용 착용부재 또는 정수장치를 연결하여, 화재나 유독가스가 방출되는 긴급 상황 등에서 호흡 곤란 또는 질식을 효과적으로 방지함은 물론, 평상시에도 언제든지 필요에 따라 사용자에게 깨끗하고 신선한 적정량의 산소 공급이 가능하도록 하는 한편, 용존 산소가 높은 산소수 음용이 이루어지는 효과를 기대할 수 있는 것이다.

본 발명의 효과들은 이상에서 언급한 효과들로 제한되지 않으며, 언급되지 않은 또 다른 효과들은 청구범위의 기재로부터 당업자에게 명확하게 이해될 수 있을 것이다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 산소발생기의 구조를 보인 부분 분해 사시도.
도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재의 구조를 보인 분해 사시도.
도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 막 고정 플레이트의 구조를 보인 사시도.
도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 A-A선 단면도.
도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 B-B선 단면도.
도 6은 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재가 2단 적층된 상태를 보인 사시도.
도 7은 본 발명의 제 1 실시예로 2단 적층된 필터부재의 구조를 보인 측면도.
도 8은 본 발명의 제 1 실시예로 2단 적층된 필터부재의 구조를 보인 확대 단면도.
도 9 및 도 10은 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재가 3단 적층된 상태를 보인 사시도.
도 11은 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재가 4단 적층된 상태를 보인 사시도.
도 12는 본 발명의 제 2 실시예로 산소 발생기와 착용부재가 연결되는 산소 공급 시스템의 구조도.
도 13은 본 발명의 제 3 실시예로 산소 발생기와 정수기가 연결되는 산소 공급 시스템의 구조도.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 실시예를 설명하기로 한다.

도 1은 본 발명의 제 1 실시예로 산소발생기의 구조를 보인 부분 분해 사시도이고, 도 2는 본 발명의 제 1 실시예로 필터부재의 구조를 보인 분해 사시도이며, 도 3은 본 발명의 제 1 실시예로 막 고정 플레이트의 구조를 보인 사시도이고, 도 4는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 A-A선 단면도이며, 도 5는 본 발명의 제 1 실시예로 도 3의 B-B선 단면도를 도시한 것이다.

첨부된 도 1 내지 도 5를 참조하면, 본 발명의 실시예에 따른 산소 발생기(SG)는, 하우징(10), 에어 공급팬(20), 필터부재(30), 진공펌프(40), 및/또는 에어포켓(50)을 포함하는 것이다.

상기 하우징(10)은 상부커버(10a)와 하부커버(10b) 및 측부커버(10c)의 결합 구조로 이루어지며, 상기 하부커버(10b)에는 산소 토출구(11)가 인출되도록 구성되는 것이다.

상기 에어 공급팬(20)은 상기 하우징(10)내의 배터리 수납부(12)에 수납되어 제어보드(미도시)에 전기적으로 연결되는 내장형의 배터리(BT) 또는 케이블을 통해 상기 하우징(10)내의 제어보드에 전기적으로 연결되는 외장형의 배터리(BT)를 통해 구동전원을 공급받아 구동하는 것으로, 외부 공기 유입을 위해 가동되는 것이다.

여기서, 상기 배터리(BT)는 상기 하우징(10)에 형성되는 미도시된 조작부의 신호 입력에 따른 상기 제어보드의 제어신호에 따라 상기 에어 공급팬(20), 그리고 후술하는 상기 진공 펌프(40)에 구동전원을 각각 공급하는 것이다.

한편, 도면에는 도시하지 않았지만, 상기 제어보드는 산소 발생기(SG)에 대한 사용 시간 설정, 안전 가동 시간 후 자동 정지, 먼지 센서 및 조작부를 통한 정상 작동 유무 확인, 상기 배터리(BT)에 대한 과열 감지 및 전원 차단, 상기 배터리(BT)에 대한 과충전 방지, 과전압 저전압 경고 및 차단 등의 기능을 수행하기 위한 제어프로그램이 탑재될 수 있는 것이다.

상기 필터부재(30)는 상기 하우징(10)내에서 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이루도록 형성되는 것으로, 상기 진공펌프(40)의 가동에 따른 진공 흡입 상태에서 상기 에어 공급팬(20)에 의해 유입되는 외부 공기로부터 산소를 농축 포집하는 것이며, 필터 케이스(31), 막 고정 플레이트(32), 폴리머 막(33), 이송부재(34)를 포함하는 것이다.

상기 필터 케이스(31)는 내측 주연을 따라 돌출되는 링형의 안착턱(31a)과 결합구(31b)가 형성되는 사각의 링형 구조물로서, 상기 필터 케이스(31)의 일측 모서리 부위에는 상기 결합구(31b)가 형성됨은 물론, 상기 필터 케이스(31)의 타측 모서리 부위에는 하나 이상의 필터 케이스(31)가 적층시 그 적층 상태를 고정하는 결합돌기(31c)가 돌출 형성되며, 상기 결합구(31b)에는 상기 포집유로(32b)에 포집되는 산소의 이동 경로 기밀을 유지시키도록 엔드 캡(End Cap)(31d)이 결합될 수 있는 것이다.

상기 막 고정 플레이트(32)는 링형을 이루는 상기 안착턱(31a)에 가장자리 부위가 안착되는 것으로, 접촉영역인 다수의 접촉돌기(32a), 그리고 상기 접촉돌기(32a)들 사이에 비접촉영역인 포집유로(32b)가 형성될 수 있는 것이다.

한편, 다수를 이루는 상기 접촉돌기(32a) 사이에는 각각 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막(33)과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하면서 상기 폴리머 막(33)의 처짐을 방지시키는 제 1 가이드 유로(32c)가 형성되며, 상기 막 고정 플레이트(32)의 일측 모서리 부위에는 테두리부를 관통하는 구조를 이루면서 상기 폴리머 막(33)과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하는 제 2 가이드 유로(32d)가 형성될 수 있는 것이다.

이때, 상기 포집유로(32b)는 연속되는 3개의 접촉돌기(32a) 사이에 돌기 하나 정도의 공간을 낮게 확보하여서 상기 폴리머 막(33)의 미접촉 부분을 형성하는 것으로, 이는 보다 확장된 유로를 확보하기 위함이다.

다만, 상기 폴리머 막(33)과의 미접촉 부분을 넓게 유지하는 경우 흡입되는 공기의 누름 압력으로 인하여 상기 폴리머 막(33)의 처짐이 특정영역에서 예외적으로 커지는 문제가 발생할 수 있고, 이로 인해 상기 폴리머 막(33)이 부분적으로 늘어나게 되면서 내구 수명을 단축시킬 수 있으므로, 이를 방지하도록 연속되는 3개의 상기 접촉돌기(32a) 내측에 상하 관통하는 유로, 즉 처짐 공간을 추가로 형성하기 위한 상기 제 1 가이드 유로(32c)를 형성하게 되는 것이다.

이는 포집된 산소의 이동을 가이드하는 상기 포집유로(32b)와 구별되는 새로운 기능이 부여되는 것이며, 흡입되는 공기의 누름 압력이 연속되는 3개의 상기 접촉돌기(32a) 내측을 상하로 관통하는 처짐공간 유로인 상기 제 1 가이드 유로(32c)에도 미치게 되는 것이어서, 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분에서 상기 폴리머 막(33)의 밀림을 여러차례 반복적으로 잡아줄 수 있게 되는 것이다.

이같이, 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분을 효과적으로 압박하여 줌으로서, 상기 폴리머 막(33)의 수평방향 이동 곧 밀림현상을 잡아줄 수 있고, 이로 인하여 넓게 확보된 상기 포집유로(32b)에 미치는 공기의 누름 압력에 의해 상기 폴리머 막(33)이 과도하게 처치는 현상을 또한 방지할 수 있는 것이다.

상기 폴리머 막(33)은 상기 막 고정 플레이트(32)의 일면과 타면을 덮으면서 접촉영역인 상기 접촉돌기(32a)에 접촉되어 상기 포집유로(32b)를 밀폐시키는 것으로, 상기 에어 공급팬(20)에 의해 유입되는 공기 중에 함유되어 있는 투과성이 낮은 질소는 흡착하여 분리하고, 상기 포집유로(32b)에 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키는 것이다.

여기서, 상기 폴리머 막(33)은 중공형으로서 농축 투과되어 포집되는 상기 공기 중에 함유된 산소 농도는 23∼30% 범위내이고, 흡착되는 상기 공기 중에 함유된 질소 농도는 81∼85% 범위내이며, 상기 폴리머 막(33)을 투과하지 않고 흡착되는 상기 질소는 상기 폴리머 막(33)의 표면에 흡착되어 용해된 후 상기 폴리머 막(33)의 내부로 확산되면서 상기 산소가 투과되는 방향과 직교되는 방향으로 분해되어 배출될 수 있는 것이다.

상기 이송부재(34)는 상기 필터 케이스(31)에 형성되는 상기 결합구(31b)측에 결합되면서 상기 진공펌프(40)와 연결되는 것으로, 상기 포집유로(32b)를 따라 포집되는 산소가 진공 흡입 압력에 의해 상기 진공펌프(40)로 이송되도록 가이드하는 것이며, 멀티 연결구(341)과 어댑터(342) 및 오링(343)을 포함하는 것이다.

상기 멀티 연결구(341)는 상기 필터 케이스(31)의 안착턱(31a)에 안착되는 상기 폴리머 막(33)의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것으로 제 1 배출공(T1)을 가지며, 상기 포집유로(32b)에서 포집되는 산소가 진공 흡입 압력에 의해 이송되도록 가이드하며, 제 1 몸체부(341a)와 제 1 연결구(341b)를 포함할 수 있는 것이다.

상기 제 1 몸체부(341a)는 상기 폴리머 막(33)의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것이다.

상기 제 1 연결구(341b)는 상기 제 1 몸체부(341a)로부터 돌출 형성되는 것으로 상기 산소를 진공 흡입 압력이 가해지는 상기 제 1 배출공(T1)을 통해 상기 진공펌프(40)로 이송되도록 가이드하는 것이다.

여기서, 상기 제 1 배출공(T1)은 상기 제 1 몸체부(341a)와 상기 제 1 연결구(341b)의 중심부를 관통될 수 있는 것이다.

상기 어댑터(342)는 상기 멀티 연결구(341)에 회전 가능하게 결합되면서 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프(40)에 연결되는 것으로, 상기 멀티 연결구(341)에 의해 가이드되는 산소를 상기 진공펌프(40)로 이송시키는 제 2 배출공(T2)을 가지는 것이고, 이는 제 2 몸체부(342a)와 제 2 연결구(342b)를 포함할 수 있는 것이다.

상기 제 2 몸체부(342a)는 상기 오링(343)이 결합되어진 상기 제 1 연결구(341b)가 삽입 결합되는 것이고, 상기 제 2 연결구(342b)는 상기 제 2 몸체부(342a)로부터 직교되게 연장 형성되는 것이며, 상기 제 2 배출공(T2)은 상기 제 2 몸체부(342a)와 상기 제 2 연결구(342b)를 관통할 수 있는 것이다.

상기 오링(343)은 상기 연결구(341b)의 외주면에 적어도 하나 또는 하나 이상이 결합되는 것으로, 이는 상기 어댑터(342)의 내주면에 밀착되면서 상기 제 1 배출공(T1)을 통해 이송되는 상기 산소가 누수되지 않도록 기밀을 유지시킬 수 있는 것이다.

상기 진공펌프(40)는 상기 하우징(10)내에 형성되어 진공 흡입 압력을 제공하는 것으로 상기 배터리(BT)로부터 구동전원을 공급받으며, 상기 필터부재(30)에 의해 농축 포집된 산소를 상기 산소 토출구(11)를 통해 토출시키는 것이다.

상기 에어포켓(50)은 상기 하우징(10)내에 적어도 하나 또는 하나 이상이 형성되는 것으로, 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프(40)의 가동에 따른 진동이 상기 하우징(10)의 외부로 전달되는 것을 방지하도록 상기 진동을 흡수할 수 있는 것이다.

한편, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산소 발생기(SG)에서 상기 필터부재(30)는 첨부된 도 2 내지 도 5에서와 같이 적어도 하나인 1단이 상기 하우징(10)내에 구성되지만, 첨부된 도 6 내지 도 8에서와 같이 2단의 적층 구조를 이루거나, 또는 첨부된 도 9 및 도 10에서와 같이 3단의 적층 구조, 또는 첨부된 도 11에서와 같이 4단의 적층 구조로 형성될 수도 있다. 이에 따라 최하단에 배치되는 것으로 오링(343)이 결합되어진 상기 멀티 연결구(341)의 상기 제 1 연결구(341b)는 인접하는 상단의 필터 케이스(31)에 형성되는 결합구(31b)에 삽입 결합되는 것이다.

이와 같이, 본 발명의 제 1 실시예에 따른 산소 발생기(SG)는 첨부된 도 1 내지 도 11에서와 같이, 우선 하우징(10)에 마련되는 조작부를 통해 신호를 제어보드에 입력하면, 상기 제어보드는 배터리(BT)를 통해 에어 공급팬(20)과 진공펌프(40)에 구동전원을 인가할 수 있는 것이다.

그러면, 상기 진공 펌프(40)의 가동에 따라 진공 흡입 압력이 발생함은 물론, 상기 에어 공급팬(20)이 가동하게 되면서 외부 공기가 상기 하우징(10)의 내부로 유입되며 이렇게 유입된 외부 공기는 상기 진공 흡입 압력에 따라 적어도 하나 또는 하나 이상이 적층되는 구조를 이루는 필터부재(30)에 포함되는 폴리머 막(33)에 도달하게 된다.

그러면, 상기 폴리머 막(33)은 상기 공기 중에 함유되는 투과성이 낮은 질소는 흡착 분리하고, 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키게 되면서, 상기 폴리머 막(33)을 지지하는 막 고정 플레이트(32)에 형성되는 비접촉영역인 포집유로(32b)에는 농축된 산소가 포집된다.

즉, 상기 폴리머 막(33)은 상기 막 고정 플레이트(32)에 형성되는 접촉영역인 접촉돌기(32a)에 접촉됨과 동시에 상기 접촉돌기(32a)보다 낮은 높이를 이루는 비접촉영역인 포집유로(32b)를 덮어 밀폐시키는 구조를 이루게 되므로, 상기 폴리머 막(33)을 투과한 농축된 산소는 상기 포집유로(32b)에 포집된 후 상기 포집유로(32b)를 따라 이송이 가능하게 되는 것이다.

이때, 상기 막 고정 플레이트(32)에는 관통 구조를 이루는 제 1 및 제 2 가이드 유로(32c, 32d)가 형성되어 있으므로, 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 상기 산소는 상기 포집유로(32b)를 따라 이송됨은 물론, 상기 막 고정 플레이트(32)를 기준으로 일면과 타면 방향으로 막힘없이 자유로운 이송이 가능하게 된다.

여기서, 다수를 이루는 상기 접촉돌기(32a)의 사이에 각각 관통 구조를 이루는 상기 제 1 가이드 유로(32c)는 상기 폴리머 막(33)와 비접촉하면서 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분에서 상기 폴리머 막(33)의 접촉부분을 압박하여 상기 폴리머 막(33)의 밀림을 잡아주게 되므로, 상기 폴리머 막(33)에 의한 산소의 농축, 그리고 상기 포집유로(32b)에 의한 농축된 산소의 포집 효율은 높아질 수 있는 것이다.

그러므로, 상기 포집유로(32b)에 농축 포집된 산소는 상기 진공펌프(40)의 가동에 따라 발생하는 진공 흡입 압력에 의해 이송부재(34)에 포함되는 멀티 연결구(341)와 어댑터(342)를 거쳐, 상기 어댑터(342)에 호스로 연결되는 상기 진공 펌프(40)로 이송될 수 있는 것이다.

이때, 상기 진공 펌프(40)의 가동에 따른 진동은 에어포켓(50)에 의해 흡수되면서 진동 소음이 외부로 전달되지 않음은 물론, 상기 진공펌프(40)의 출수단에 호스 등을 통해 연결되는 산소 토출구(11)에서는 농축 포집된 상기 산소를 외부로 토출하게 되는 것이다.

한편, 상기 산소 토출구(11)를 통해 토출되는 상기 산소는 본 발명의 제 2 실시예인 첨부된 도 12에서와 같이 사용자가 착용부재(100)를 통해 직접 흡입하거나 또는 본 발명의 제 3 실시예인 첨부된 도 13에서와 같이 정수기(200)의 정수된 음용수를 통해 음용할 수도 있는 것이다.

(제 2 실시예) 착용부재(헤드셋 구조물)에 결합 사용하는 적용.

본 발명의 제 2 실시예인 산소 공급 시스템은, 첨부된 도 12에서 예시하는 바와 같이, 상기 산소 발생기(SG)에 포함되는 상기 하우징(10)에 형성되는 상기 산소 토출구(11)에 사용자 호흡기로 산소를 공급하는 착용부재(100)를 호스 등을 통해 연결할 수 있도록 하는 것으로, 상기 착용부재(SG)는 상기 산소 토출구(11)와 호스(미도시)를 통해 연결되는 산소 흡입구(111)를 가지는 귀걸이 몸체(110), 그리고 상기 귀걸이 몸체(110)의 상기 산소 흡입구(111)에 연결되는 것으로 산소 유로를 가지는 막대형 마이크(120)를 포함하는 헤드셋 구조물인 것이다.

여기서, 상기 막대형 마이크(120)에는 상기 산소 유로를 통해 가이드되는 산소 함유 공기를 사용자 호흡기로 토출하기 위한 적어도 하나 이상의 산소 토출구(121)가 형성될 수 있으며, 이에 따라 사용자는 상기 산소 토출구(121)를 통해 농축 포집된 산소를 호흡기를 통해 흡입할 수 있는 것이다.

(제 3 실시예) 정수기에 결합 사용하는 적용.

본 발명의 제 3 실시예인 산소 공급 시스템은, 첨부된 도 13에서 예시하는 바와 같이, 적어도 하나 이상의 필터(F1, F2, F3)와 냉각부(210) 및 히팅부(220)를 포함하면서 냉각 또는 가열된 음용수를 출수하는 정수기(200)의 출수라인에 상기 산소 발생기(SG)에 포함되는 상기 하우징(10)의 상기 산소 토출구(11), 그리고 상기 산소 발생기(SG)에서 발생하는 산소를 냉각 또는 가열된 음용수에 용해시키면서 높은 용존 산소를 가지는 산소수를 출수시키는 용해기(400)를 연결하는 것이다.

이때, 상기 용해기(400)의 내부에는 지그 재그 방식의 유로를 형성하는 격막(401)이 형성되고, 상기 용해기(400)의 입수단에는 상기 산소가 상기 음용수에 용해되도록 하는 것이며, 상기 음용수는 버블 형태로 변환된다.

출수라인에 연결구로 연결 설치되어 음용수에 주입되는 산소 발생기(SG)로부터 생성된 산소는 공기 중에 노출되는 순간 소멸되는 까닭에 버블상태로 변환되어 잘게 쪼개어진 음용수 물입자 상태에서 주입하게 되는 것이며, 잘게 쪼개어져 물 입자 속에 산소가 더 효율적으로 녹아들게 되면서 산소 용존율을 크게 향상시키게 된다.

상기 산소 발생기(SG)는 상기 정수기(200)에서 냉수 또는 온수의 음용수 출수 신호가 인가될 때 대기시간 없이 바로 온 동작하게 되는 것인데, 이는 산소 발생기(SG)가 워밍업을 필요로 하지 아니하는 설비인 까닭이다.

그러므로 대기시간 없이 상기 용해기(400)에 산소를 즉시 공급할 수 있게 되는 것이며, 따라서 사용자는 냉수 또는 온수의 음용수를 선택하여 용존 산소가 높은 산소수를 음용할 수 있게 되는 것이다.

이상에서 본 발명의 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템에 대한 기술사상을 첨부도면과 함께 서술하였지만, 이는 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 예시적으로 설명한 것이지 본 발명을 한정하는 것은 아니다.

따라서, 본 발명은 상술한 특정의 실시예에 한정되지 아니하며, 청구범위에서 청구하는 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변형 실시가 가능한 것은 물론이고, 그와같은 변경은 청구범위 기재의 범위내에 있게 된다.

10; 하우징 10a; 상부커버
10b; 하부커버 10c; 측부커버
11; 산소 토출구 12; 배터리 수납부
20; 에어 공급팬 30; 필터부재
31; 필터 케이스 31a; 안착턱
31b; 결합구 31c; 결합돌기
31d; 엔드캡 32; 막 고정 플레이트
32a; 접촉돌기 32b; 포집유로
32c; 제 1 가이드 유로 32d; 제 2 가이드 유로
33; 폴리머 막 34; 이송부재
341; 멀티 연결구 341a; 제 1 몸체부
341b; 제 1 연결구 342; 어댑터
342a; 제 2 몸체부 342b; 제 2 연결구
343; 오링 40; 진공펌프
50; 에어포켓 BT; 배터리
T1; 제 1 배출공 T2; 제 2 배출공
SG1; 산소 발생기 100; 착용부재
110; 귀걸이 몸체 111; 산소 흡입구
120; 막대형 마이크 121; 산소 토출구
200; 정수기 F1, F2, F3; 필터
210; 냉각부 220; 히팅부
400; 용해기 401; 격막
402; 메쉬망

Claims

산소 토출구가 외부로 인출되는 하우징;
상기 하우징내에 형성되고, 내장 또는 외장 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 외부 공기 유입을 위해 가동되는 에어 공급팬;
상기 하우징내에서 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이루도록 형성되며, 진공 흡입 상태에서 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 외부 공기로부터 산소를 농축 포집하는 필터부재;
상기 하우징내에 형성되어 진공 흡입 압력을 제공하는 것으로 상기 배터리로부터 구동전원을 공급받으며, 상기 필터부재에 의해 농축 포집된 산소를 상기 산소 토출구를 통해 토출시키는 진공펌프; 로 이루어지고,
상기 필터부재는 다시,
내측 주연을 따라 돌출되는 링형의 안착턱과 결합구가 형성되는 필터 케이스;
링형을 이루는 상기 안착턱에 가장자리부위가 안착되는 것으로, 접촉영역인 다수의 접촉돌기, 그리고 상기 접촉돌기들 사이에 비접촉영역인 상기 포집 유로가 형성되는 막 고정 플레이트;
상기 막 고정 플레이트의 일면과 타면을 덮으면서 접촉영역인 상기 접촉돌기에 접촉되어 상기 포집유로를 밀폐시키는 것으로, 상기 에어 공급팬에 의해 유입되는 공기 중에 함유되어 있는 투과성이 낮은 질소는 흡착하여 분리하고, 상기 포집유로에 투과성이 높은 산소는 농축시키면서 투과시키는 상기 폴리머 막; 및,
상기 필터 케이스에 형성되는 상기 결합구측에 결합되면서 상기 진공펌프와 연결되는 것으로, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 상기 진공펌프로 이송되도록 가이드하는 이송부재; 로 구성되는 것이며,
상기 막 고정 플레이트에는,
다수를 이루는 상기 접촉돌기의 사이에 각각 관통 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하되, 상기 폴리머 막의 접촉부분에서 상기 폴리머 막의 접촉부분을 압박하여 상기 폴리머 막의 밀림을 잡아주는 제 1 가이드 유로가 형성되는 산소 발생기;를 포함하는 것으로서,
상기 산소 발생기의 산소 토출구가 출수라인에 연결되는 것으로, 적어도 하나 이상의 필터와 냉각부 및 히팅부를 포함하면서 냉각 또는 가열된 음용수를 출수하는 정수기; 를 더 포함하고,
상기 산소 토출구가 연결되는 상기 정수기의 출수라인에는 상기 산소 발생기에서 발생하는 산소를 냉각 또는 가열된 음용수에 용해시키면서 높은 용존 산소를 가지는 산소수를 출수시키는 용해기가 연결되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 하우징에는 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프의 가동에 따른 진동이 상기 하우징의 외부로 전달되는 것을 방지하도록 상기 진동을 흡수하는 적어도 하나 이상의 에어포켓이 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 2 항에 있어서,
상기 필터 케이스의 일측 모서리 부위에는 결합구를 형성하고,
상기 필터 케이스의 타측 모서리 부위에는 상기 필터 케이스 적층시 그 적층 상태를 고정하는 결합돌기를 돌출 형성하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 3 항에 있어서,
상기 결합구에는 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동 경로 기밀을 유지시키도록 엔드 캡(End Cap)이 결합되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 막 고정 플레이트의 일측 모서리 부위에는 테두리부를 관통하는 구조를 이루면서 상기 폴리머 막과 비접촉되는 것으로 상기 포집유로에 농축 포집된 산소의 이동을 가이드하는 제 2 가이드 유로가 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 5 항에 있어서,
상기 이송부재는,
상기 필터 케이스의 안착턱에 안착되는 상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 것으로 제 1 배출공을 가지며, 상기 포집유로에 농축 포집된 산소가 진공 흡입 압력에 의해 이송되도록 가이드하는 멀티 연결구; 및,
상기 멀티 연결구에 회전 가능하게 결합되면서 진공 흡입 압력을 가하는 상기 진공펌프에 연결되는 것으로, 상기 멀티 연결구에 의해 가이드되는 산소를 상기 진공펌프로 이송시키는 제 2 배출공을 가지는 어댑터; 를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 6 항에 있어서,
상기 멀티 연결구는,
상기 폴리머 막의 가장자리 부위를 가압 고정하는 제 1 몸체부; 및, 상기 제 1 몸체부로부터 돌출 형성되는 것으로 상기 산소를 진공 흡입 압력이 가해지는 상기 제 1 배출공을 통해 이송시키도록 제 1 연결구; 를 포함하고,
상기 제 1 배출공은 상기 제 1 몸체부와 상기 제 1 연결구의 중심부를 관통하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 7 항에 있어서,
상기 어댑터는,
오링이 결합되어진 상기 제 1 연결구가 삽입 결합되는 제 2 몸체부; 및, 상기 제 2 몸체부로부터 직교되게 연장 형성되는 제 2 연결구; 를 포함하고,
상기 제 2 배출공은 상기 제 2 몸체부와 상기 제 2 연결구를 관통하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 8 항에 있어서,
상기 필터부재가 적어도 하나 이상이 적층되는 구조를 이룰 때, 최하단에 배치되는 상기 멀티 연결구의 상기 제 1 연결구는 인접하는 상단의 필터 케이스에 형성되는 결합구에 삽입 결합되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 9 항에 있어서,
상기 폴리머 막에 의해 농축 투과되는 상기 공기 중에 함유된 산소 농도는 23∼30% 범위내이고, 상기 폴리머 막에 의해 흡착되는 상기 공기 중에 함유된 질소 농도는 81∼85% 범위내인 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 용해기 내부에는 지그 재그 방식의 유로를 형성하는 격막이 형성되고,
상기 용해기 입수단에는 상기 산소가 상기 음용수에 용해되도록 상기 음용수를 버블 형태로 통과시키는 메쉬망이 형성되는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.
제 1 항에 있어서,
상기 산소 발생기는, 상기 정수기에서 냉수 또는 온수의 음용수 출수 신호가 발생시 온 동작하여 상기 용해기에 산소를 공급하는 것을 특징으로 하는 산소 발생기를 이용한 정수기 결합형 산소 공급 시스템.