KR20080050552A - 인명보호용 다기능챔버 - Google Patents

Abstract

본 발명은 인명보호용 다기능챔버에 관한 것으로, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시에 발생될 수 있는 유독가스 내지 화생방 등 오염물질에 의한 직접적인 접촉을 막으면서, 대기를 통해 전파되는 오염물질의 각종 유해가스나 미생물이 정화되어 인체에 유해되지 않은 상태로 챔버 내부로 유입될 수 있도록 하여 챔버 안에서 인명을 안전하게 보호할 수 있으며, 또한 챔버가 밀폐공간으로서 대기중의 공기(산소농도; 19.5- 20.5％)와의 접촉을 차단 함으로써 산소발생기로부터 공급되는 산소에 의한 챔버 내부에 고농도산소 (30-35％)를 유지할 수 있으며, 한편으로 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진, 냄새 등을 제거 함으로써, 인명을 보호하고 휴게 및 업무를 할 수 있는 인명보호용 다기능챔버에 관한 것이다.

이를 위하여 본 발명은, 외부 대기중의 공기와의 접촉을 차단하기 위하여 밀폐된 챔버를 제공하며, 외부로부터 유입되는 오염물질이 헤파필터 및 카본필터로 구성된 화생방 방호장치를 통해 정화되어 인체에 유해하지 않은 상태의 공기로 챔버 내부로 공급되며, 산소발생기로부터 공급되는 산소를 산소농도콘트롤러에 의해 설정된 필요농도의 산소를 챔버 안에 유지하는 한편, 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진,냄새 등은 이산화탄소콘트롤러에 의해 화생방 방호장치 내의 헤파필터 및 카본필터를 통하여 제거하며, 챔버 내부의 온습도는 튜닝쿨러 또는 항온항습기로 콘트롤하는 것을 특징으로 한다.

인명보호용 다기능챔버, 산소발생기, 화생방 방호장치, 밀폐공간, 산소농도콘트롤러, 이산화탄소콘트롤러, 헤파필터, 카본필터

Description

인명보호용 다기능챔버{Multifunction Chamber for human life protection}

본 발명은 인명보호용 다기능챔버에 관한 것으로, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시에 대기중의 오염된 공기와는 접촉을 막으면서 밀폐된 챔버를 형성하고, 헤파필터 및 카본필터로 구성된 화생방 방호장치를 통하여 유입공기를 정화하여 밀폐된 챔버 안에서 인명을 보호하고, 유입 공기중에 산소농도가 부족시에는 산소를 공급하여 주며, 밀폐된 챔버에 의한 대기중의 공기(산소농도; 19.5-20.5％)와의 접촉을 차단하고 산소발생기로부터 공급되는 산소를 산소농도콘트롤러에 의해 챔버 내부에 고농도산소(30-35％ )를 유지하고, 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진, 냄새 등을 이산화탄소콘트롤러에 의해 화생방 방호장치 내의 헤파필터 및 카본필터를 통하여 제거함으로써, 인명을 보호하고 휴게 및 업무를 할 수 있는 인명보호용 다기능 챔버에 관한 것이다.

일반적으로 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시 대형빌딩이나 공공시설의 인명보호용 방호시설은 국내 및 국외에 일부 나와 있으나, 다수(수십명이상)가 사용하는 공동용 방호시설로서, 가정 및 빌딩 사무실에서 소수인원의 인명보호용 방호시설은 국내외에 전무한 상황이다. 또한, 상기 공동용 방호 시설은 화생방 정화 장치가 대부분 설치되어 있지 않으며, 일부가 설치되어 있더라도 화재시 주위의 대기 공기중에 산소 부족 현상이나 화생방시 신기술 무기인 진공폭탄 사용으로 대기중에 산소가 일시적으로 소멸할 경우에는 오염물질이 화생방 정화장치로 정화되어 유해되지 않은 공기가 유입 되더라도 그 유입 공기중에는 산소가 부족(대기중 산소가 8％이하 4분이상은 생명 위험)할 경우가 있다고 할 수 있기 때문에 이러한 상태에서는 인명보호에 한계점이 있다고 할 것이다.

또한, 상기 공동용 방호시설들은 대피시설 안에서 호흡기질환, 고혈압 등 고농도산소로 치료 처치할 환자가 발생시에는 해결책이 없었다.

더구나, 상기 공동용 방호시설들은 일반인이 잘 알지 못하는 지하 등 특정지역에만 설치되어 있기에 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시에 대피할 시간이 촉박할 경우는 이용하는데 한계가 있다할 것이다.

또한, 산소를 이용한 건강 증진을 위한 시설인 산소스프레이, 산소카페, 산소바 등은 산소의 특수한 특성으로 흡입마스크, 호스 코투입으로 산소를 직접 흡입 사용하고 있는 실정이기에 이용자의 불편함이 있으며, 이는 원시적인 산소공급 방법으로 적정량의 산소를 공급받을 수 없을 뿐더러 도리어 산소 과다흡입으로 산소중독 등 역효과를 불러 올 수 있는 한계가 있다할 것이다. 즉, 위와같이 산소를 직접 흡입하는 이유는 산소의 특성상 고농도(예; 농도 80％이상)의 다량의 산소를 산소발생기를 통하여 발생시켜도 대기중의 공기와 접촉하는 순간, 그 즉시 대기중의 산소농도(19.5-20.5％)로 분포(소멸) 되는 특성이 있기 때문이다.

피로를 회복하고 건강을 증진시키기 위한 차원에서 이용하는 개인용 산소 캡 슐들이 국내 및 국외에 일부 나와 있으나, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시 인명보호용 화생방 정화장치가 없으며, 이용자가 배출하는 이산화탄소와 분진, 냄새 등을 제거하는 기능이 없기에 밀폐 공간에서 이용자가 이산화탄소(실내기준; 1000ppm)를 흡입하는 상황으로 이는, 이용자의 건강에 도리어 해가 될 것이기에 이용에 한계가 있으며,

또한, 기존의 산소캡슐들은 누워서 이용하는 좁은 공간(수평형)이기에 짧은 수면외에 업무는 할 수가 없다고 할 것이다. 더욱이 기존의 산소캡슐들은 장비공간 (길이; 2.1m x 폭;1m 이상)이 평균 2.1㎡ 이상으로서 장착 및 출입공간(길이;2.5m x 폭;2.1 m)이 5.25㎡이상으로 개인이 이용하는 장치 공간으로서는 상당한 낭비적일 것이라 할 수 있기에 기존의 산소캡슐들은 기능적인 뿐 아니라 경제적이고 실용적인 면에서도 한계가 있다고 할 것이다.

종래기술의 문헌정보

[문헌 1] 특허 제0502725호

본 발명은 대기공기와의 차단을 하고자 밀폐된 챔버을 제공하며, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시 외부의 오염물질을 헤파필터 및 카본필터로 구성된 화생방 정화장치로 정화하고, 산소발생기로부터 공급되는 산소를 챔버 내의 산소농도콘트롤러를 이용하여 적정 필요량의 산소농도(30-35％)를 조절하는 방법과 챔버 내의 이용자로부터 발생되는 이산화탄소(배출량의 약 4％ )와 분진,냄새 등을 이산화탄소콘트롤러에 의하여 화생방 정화장치 내의 헤파필터 및 카본필터를 통하여 제거하며, 챔버를 수직박스형(Vertical Box type)으로 하여 장착공간을 최소화 하면서, 다수(예;6-7명) 인원이 휴게 및 업무를 할 수 있는 등 다기능챔버(Multifunction Chamber)화 하는데 그 목적이 있다.

본 발명은 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시 챔버 내부의 공기압력에 의한 환기를 위한 일방향의 역지밸브, 챔버 내부의 산소농도를 유지하기 위하여 대기공기와의 차단을 하고자 솔로레이드밸브, 밀폐문 등을 제공하는 단계, 외부의 오염물질을 헤파필터 및 카본필터로 구성된 화생방 정화장치를 통해 정화하는 단계, 산소발생기로부터 공급되는 산소를 챔버 내부의 필요 산소농도(30-35％)를 위해 산소농도콘트롤회로를 제공하는 단계, 이용자로부터 배출되는 이산화탄소와 분진, 냄새 등을 화생방 정화장치 내의 헤파필터 및 카본필터를 통하여 제거하는 단계, 이산화탄소로 인한 상승된 캡슐내부의 온습도를 조절하기 위한 튜닝쿨러 또는 항온항습기를 제공하는 단계로, 이용자의 인명보호와 휴게 및 업무의 이용에 최대한 적합하도록 다기능하여 경제적이고 실용적으로 이루어진 것에 특징이 있다.

본 발명에 따른 인명보호용 다기능챔버에 의하면, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시에 발생될 수 있는 유독가스 내지 화생방 등 오염물질에 의한 직접적인 접촉을 막으면서, 대기를 통해 전파되는 오염물질의 각종 유해가스나 미생물이 헤 파필터 및 카본필터로 구성된 화생방 정화장치를 통해 인체에 유해하지 않은 상태로 챔버 내부로 정화 유입되게 하고, 유입되는 정화된 공기중에 산소농도가 부족시에는 산소를 공급하여 줌으로써 챔버 안의 이용자를 위험으로부터 인명을 적극적으로 보호 할 수 있을 것으로 기대되며, 또한 인명보호용 다기능챔버는, 개인 외에 다수가 이용할 수가 있기에, 다수가 이용하는 방호설비는 가정 또는 사무실 주위에 흔하지 않으며 건물 지하 등 특정지역에 설치되어 있기에 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시 촌각을 다투는 위급한 상황시에는 유독가스나 오염물질을 피해 긴급히 이동이 원활하지 않으나, 본 인명보호용 다기능챔버는 평소에 이용자가 휴게 및 업무를 위해 항시 곁에 두고 이용할 수 있기에 언제든 하시라도 이용하여 적극적으로 인명을 보호할 수 있을 것으로 기대되며,

또한, 인명보호용 다기능챔버는, 대기공기와의 차단이 되어 챔버 안에서 고농도산소(30-35％) 환경을 유지할 수 있기에 흡입마스크, 호스 코투입이 필요 없으며, 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진,냄새 등을 화생방 정화장치 내의 헤파필터 및 카본필터로 제거함으로써, 산소를 이용한 건강 유지, 회복 공간으로서 이용자가 하시라도 휴게 및 업무를 할 수 있을 것으로 기대되며,

본 발명의 인명보호용 다기능챔버는, 개인용(길이;2m x 폭;0.9m)부터 다수의 이용자가 함께 이용할 수 있는 다인용(6-7명)(길이;2.4m x 폭;2.4m) 등으로 크기가 다양하기에 이용자의 주문용도에 따라 챔버의 크기를 조절할 수 있으며, 챔버 하부의 바퀴에 의해 이동이 용이하는 등 이용자의 주문에 의한 휴게 및 업무를 할 수 있는 다기능 주문형 구조로서, 직장에서든 가정에서든 어떠한 환경, 조건에서도 실 용적이며 경제적일 것이라 기대된다.

본 발명은 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명하면 다음과 같다.

도 1은, 본 발명의 다기능챔버의 밀폐도어(35)가 장착된 구조로 챔버의 측면 일부 절결한 내외부구조를 도시한 것으로, 대기공기와 직접적인 접촉을 차단시킨 밀폐된 챔버(30)로서 외부로부터 유입되는 오염 물질이 헤파필터(12) 및 카본필터(15)로 구성된 화생방 정화장치(10)를 통해 정화되어 인체에 유해하지 않은 상태의 공기로 챔버 내부(31)로 공급되면서 챔버(30) 안에 있는 이용자를 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시의 유해물질로부터 인명을 보호될 수 있도록 구성된다.

아울러, 챔버(30)의 한쪽면에는 챔버을 밀폐하면서 열고 닫을 수 있는 밀폐 도어(밀폐문)(35)이 설치되고, 밀폐도어 일측 상단에는 공기흐름이 일방향으로만 진행될 수 있도록하여 챔버 내부(31)공기는 외부로 배출되면서 외부로부터의 오염공기는 챔버 내부(31)로 유입되는 것을 구조적으로 차단할 수 있는 역지밸브(44)가 설치되며, 챔버 내부의 고농도산소 환경조건을 위한 대기공기와의 차단을 위하여 솔로레이드밸브(36)가 역지밸브(44)와 직렬로 설치 구성된다.

그 외, 챔버 내부(31)에 산소를 공급하게 될 산소발생기(40)가 외부에 장착되어 산소공급호스(45)를 통해 챔버 내부(31)와 방호정화장치(10)의 솔로레이드밸브(39)를 통해 산소가 공급된다. 별도로, 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진,냄새는 이산화탄소솔로레이드밸브(37)를 통해 흡입되며 헤파필터(12)와 카본필터(15)가 내장된 화생방 정화장치(10)를 통해 제거된 후 챔버 내부(31)로 공급된 다. 또한 이산화탄소로 인한 상승된 챔버 내부(31)의 온습도는 튜닝쿨러 또는 항온항습기(28)로 콘트롤한다. 기타, 챔버 내부(31)에서 업무를 할 수 있게끔 컴퓨터 노트북(33)과 책상 테이블(46)이 설치 된다.

도 2는, 본 발명의 다기능챔버의 화생방 정화장치(10)의 외부구조를 도시한 것이고, 도 3은, 화생방 정화장치(10)의 내부구조를 도시한 것으로, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시 외부로부터 유입되는 유독가스나 오염물질이 헤파필터(12) 및 카본필터(15)를 통해 정화되어 인체에 유해하지 않은 상태의 공기로 팬하우징(20)의 배기구(21)를 통해 챔버 내부(31)로 공급될 수 있도록 하는 화생방 정화장치가 구성된다.

휴게 및 업무에 사용할시의 챔버는, 챔버 내부(31)의 산소농도센서에 의한 콘트롤회로에 의하여 산소발생기(40)가 작동하여 산소공급호스(45)를 통해 챔버 내부(31)로 공급되나, 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시에는 산소발생기로부터 공급되는 산소도 오염물질로 오염될 수 있기에 화생방 정화장치로 정화를 하여야 하기 때문에, 화생방 정화장치의 흡입구(11)의 외기 모타담파(38)가 외부공기를 차단하며 동시에 산소발생기(40)가 작동하여 솔로레이드밸브(39)가 열리어 산소가 화생방 정화장치로 공급되며, 또한 챔버 내부(31)의 이산화탄소콘트롤러에 의한 화생방 정화장치(10) 흡입측의 이산화탄소솔로레이드밸브(37)가 열리어 챔버 내의 이용자로부터 배출되는 이산화탄소와 분진, 냄새 등을 헤파필터(12) 및 카본필터(15)로 제거후 팬하우징(20)의 배기구(21)를 통해 챔버 내부(31)로 공급되어진다.

본 발명의 다기능챔버는, 전원 공급이 끊겼을 경우에는 사용하지 않으나, 화 재 및 화생방시나 기타 천재지변시에 본 발명의 다기능 챔버는 반드시 사용할 수 있어야 하기 때문에, 전원공급이 끊기는 경우에는 화생방 정화장치(10)의 클러치(18)를 작동레버(19)로 구동모터(17)와 구동축(23)간의 동력연결을 차단한 후 수동핸들(26)로 흡기팬(22)을 회전 시킬 수 있다.

이때, 정전시에는 산소발생기(40)가 작동할 수가 없으나, 오염물질이 정화된 후에 챔버 내부(31)로 유입된 공기중에 산소농도가 낮을 경우에는 슬라이딩 레일(41)장착 공간에 카세트형 고체산소를 별도로 장착하여 수동핸들(26)에 의한 흡기팬(22)을 회전시켜 챔버 내부(31)로 산소를 공급할 수 있는 구조로 되어 있다.

도 4는, 본 발명의 다기능챔버의 기능을 최대한 발휘하고자 로직다이어그램 (LOGIC DIAGRAM) 콘트롤회로를 구성하는 것으로서, 화재 및 화생방시 기타 천재지변시 화생방 정화장치를 이용하여 인명을 보호하고, 챔버 내부(31)에 적정량의 고농도산소(30-35％)를 유지시키며, 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진,냄새 등을 효율적으로 제거하기 위한 콘트롤시스템인 것이다.

구성 및 동작을 살펴보면, 챔버 내부(31)의 산소농도가 30％이하로 낮아질 경우, 산소농도감지센서(O2S.) 시그날에 의한 콘트롤변환기(일명 트랜듀서, CTD)의 리레이동작에 의해 대기차단용 솔로레이드밸브(36)(PRESS.V.)가 닫히어 대기 공기와는 차단하고 산소발생기(40)(O2G.)에 전원이 공급되어 챔버 내에 산소가 공급 되어지며, 챔버 내부의 산소농도가 40％가 될 경우에는 산소농도 감지센서(02S.)의 의해 상기 콘트롤변환기(CTD)의 리레이 동작에 의해 전원이 차단되어 산소발생기(40)(O2G.)가 작동을 멈추게 된다.

챔버 내부의 이산화탄소농도가 1,000ppm이상이 될 경우, 이산화탄소콘트롤러(CO2C.)에 의한 리레이 동작에 의해 정화기의 출입구(11)의 외기모타 밸브(38)(O/A V.)가 외기공기를 차단하고 이산화탄소솔로레이드밸브(37)(CO2.V.)가 열리어 챔버 내부의 공기를 흡입하여 이용자로부터 발생되는 이산화탄소와 분진, 냄새 등을 화생방 정화장치를 통해 제거한다. 또한 이산화탄소로 인한 상승된 챔버 내부의 온습도는 튜닝쿨러 또는 항온항습기(28)가 작동하여 콘트롤 하여주며,

챔버 내부의 산소농도와 이산화탄소는 산소계기(O2I)와 이산화탄소콘트롤 계기(CO2C.)로 측정되어 항시 육안으로 감지할 수 있기에, 이용자가 수동으로도 산소발생기(40) 및 화생방 정화장치(10)를 작동할 수 있다. 화재 및 화생방시나 기타 천재지변시의 오염물질이 화생방 정화장치로 정화되어 챔버 내부로 공급되어도 정화된 공기중의 산소가 부족시에는 산소공급 솔로레이드밸브(39)(O V.)를 작동하여 산소발생기(40)(O2G.)로부터 산소공급을 할 수 있게 한다.

도 5는, 본 발명의 화생방 정화장치(10)의 헤파필터(HEPA Filter; High Eifficiency Partical Air Filter)(12)및 카본필터(Carbon Filter)(15)의 내부구조 단면도이며, 헤파필터는 고성능 미립자필터로서 0.3마이크론입자를 99.9％이상 제거하는 것으로 방사능과 미생물,분진등을 제거하며, 카본필터는 화학필터(Chemical)로서 헤파필터가 정화하지 못한 미생물과 이산화탄소, 냄새 등 유해가스들을 정화 처리한다.

상기 상술한 실시예는 본 발명의 작동원리에서 벗어남이 없이 여러 가지로 실시될 수 있으며, 본 발명의 작동원리에서 벗어남이 없이 실시 가능한 모든 실시 예와 실시예의 수정은 본 발명의 권리범위에 속한다는 것은 이해되어야 할 것이다.

본 발명의 인명보호용 다기능챔버는, 고층빌딩, 사무실,아파트,가정, 스포츠 분야 등 우리의 일상생활 어디에서든 사용할 수 있기에 국내외 시장의 활성화는 이미 시작하였다고 본다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명

10; 화생방 정화장치 11; 흡입구

12; 헤파필터 13; 통기구

14; 필터케이스 15; 카본필터

16; 모터하우징 17; 구동모터

18; 클러치 19; 작동레버

20; 팬하우징 21; 배기구

22; 흡기팬 23; 구동축

24; 기어박스 25; 회전축

26; 수동핸들 27; 변속기하우징

29; 지지대 30; 챔버 31; 챔버 내부

32; 의자 또는 마시지의자 33; 컴퓨터 노트북

35; 챔버문(밀폐도어) 36; 대기차단 솔로레이드밸브

37; 이산화탄소 솔로레이드밸브 38; 외기 모타밸브

39; 산소공급 솔로레이드밸브 40; 산소발생기

41; 고체산소 장착레일 42; 콘트롤박스

44; 역지밸브 45; 산소공급호스

46; 책상테이블

도 1은 본 발명의 다기능챔버구조 사시도

도 2는 본 발명의 화생방 정화장치의 외부구조 사시도

도 3은 본 발명의 화생방 정화장치의 내부구조 단면도

도 4는 본 발명의 로직다이아그램 콘트롤회로

도 5는 본 발명의 화생방 정화장치 헤파필터 및 카본필터 내부구조 단면도

Claims (1)

1. 밀폐도어(35)를 열고 닫으면서 출입되도록 된 밀폐된 챔버(30)를 형성하고, 외부로부터 유입되는 유독가스나 오염물질이 헤파필터(12) 및 카본필터(15)를 통해 정화되어 인체에 유해하지 않은 상태의 공기로 챔버 내부로 공급될 수 있도록 화생방 정화장치(10)가 챔버 내부벽 일측에 설치되고, 밀폐도어가 설치된 챔버 일측 상단에는 챔버 내부의 산소농도를 유지하기 위한 대기공기를 차단하는 솔로레이드밸브(36)와 내부 환기를 위한 공기흐름이 외부 일방향으로 진행될 수 있도록 역지밸브(44)가 직렬로 설치되고, 전원 공급이 끊기는 정전시에 사용되는 고체산소 장착용 슬라이딩카세트레일(41)이 화생방 정화장치(10) 측면에 설치되며, 이산화탄소와 분진, 냄새의 제거를 위해 화생방 정화장치(10)의 흡입구에 내부공기 흡입용 솔로레이드밸브(37)가 설치되고, 챔버 내부에 산소공급을 위한 산소발생기는 챔버 외부에 설치되고, 이산화탄소로 인한 온도콘트롤을 위한 튜닝쿨러 또는 항온항습기(28)는 챔버 내부에 설치되고, 상기 장치들의 자동 및 수동 작동을 위한 로직다이아그램(도4) 콘트롤박스(42)가 챔버 내부에 설치되고, 이용자가 휴게 및 업무를 할 수 있게끔 의자와 컴퓨터 노트북(33), 책상테이블(46)이 상기 챔버 내부에 장착 되는 것을 특징으로 하는 인명보호용 다기능챔버.

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