KR200459674Y1 - 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기 - Google Patents
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Abstract
본 고안은, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기에 관한 것으로, 종래, 기존의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기는 그 구조가 복잡하고, 그로 인해 그 크기를 축소하는데에도 한계가 있었던 문제점을 해결하여, 본 고안에 따르면, 종래의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기와 같이 습도조절제가 충전된 층 또는 가습판을 별도로 구비할 필요가 없이 간단한 구성을 가지며, 그것에 의해 종래의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기에 비해 그 크기도 더욱 축소할 수 있는, 새로운 구조의 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기가 제공된다.
Description
본 고안은, 오염된 공기를 호흡할 수 있도록 정화하여 주는 정화호흡기에 관한 것으로, 더 상세하게는, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기에 관한 것이다.
또한, 본 고안은, 본 고안의 출원인에 의해 한국 특허청에 출원된 특허출원 제2008-114218호에 기재된 모든 내용과, 참조로서 여기에 포함된 모든 내용을 포함한다.
종래, 오염된 공기를 호흡할 수 있도록 정화하여 주는 정화호흡기에 있어서는, 간단하게는 군대나 경찰 등에서 사용하는 방독면과 같은 것부터, 예를 들면, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기와 같이 특수한 경우에 이용되는 것들까지, 다양한 종류 및 용도의 정화호흡기가 이용되고 있다.
여기서, 일반적으로, 수소(H)의 대표적인 동위원소로는, 원자량이 2이고 통상적으로 원소기호 D로 표시하는 중수소(듀테리움, Deuterium)와, 원자량이 3이고 통상적으로 원소기호 T로 표시하는 삼중수소(트리튬, Tritium)가 있으며, 삼중수소수란, 물 분자(H2O)를 구성하는 두 개의 수소 중 어느 하나 또는 두 개 모두가 삼중수소로 치환된 물(HTO, T2O, DTO 등)을 의미한다.
아울러, 삼중수소는, 중수소와 달리, 베타선을 발산하는 방사성 동위원소이므로, 이를 포함하는 삼중수소수(tritiated water) 또한 방사선을 방출하는 방사성 물질이며, 현재 우리나라의 원자력 발전소 중, 특히 감속재 및 냉각재로 중수를 사용하는 가압 중수로형 원자로에서는, 필연적으로 삼중수소수(tritiated water)가 발생하게 된다.
또한, 우리나라의 연구형 원자로인 하나로 시설도, 원자로 반사체로 중수를 사용하므로 삼중수소수가 발생하고 있으며, 이러한 삼중수소수가 공기 중으로 누출되면, 공기와 접촉한 후 증발되어 공기중의 일반적인 물(경수, H2O) 증기와 쉽게 혼합되나, 이 상태의 공기를 사람이 호흡하면 인체에 매우 유해하므로, 따라서 삼중수소수에 오염된 공기는 적절한 방법에 의하여 삼중수소수를 제거 또는 정화한 다음 호흡하여야 한다.
이와 같이, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하여 호흡하기 위한 기술로서는, 대표적으로, 얼음을 이용하여 공기중의 삼중수소수를 제거하는 방법이 있다.
즉, 종래기술에 따른 삼중수소수 오염공기용 호흡기들은, 대부분이 정화통에 채워진 얼음을 이용하여 공기 중의 삼중수소수를 제거하는 원리를 활용하고 있으며, 이러한 얼음을 이용한 삼중수소수의 정화방식은, 사용이 간편하고 공기 중에 있는 삼중수소수에 대한 제거효율이 높은 것으로 알려져 있어 현재까지도 널리 이용되고 있다.
그러나 상기한 바와 같은 종래의 제거방식은, 아직까지도 그 제거 원리가 명확하게 확인되지 않고 있으며, 단지 삼중수소수에 오염된 공기가 얼음층을 통과하면서 공기의 노점 저하에 따른 삼중수소수의 응축과, 얼음표면에서의 동위원소 교환의 두 가지 작용에 의해 삼중수소수가 제거되는 것으로만 추정되고 있다.
또한, 상기한 바와 같은 종래의 제거방식은, 그 이용기간이 길어지면서 취급상의 단점들도 나타나고 있으며, 예를 들면, 얼음의 보충 및 교환이 용이하지 않음으로 인해 정화능력, 즉, 사용시간에 한계가 있다는 문제가 있었다.
이러한 단점을 해결하기 위해, 상기한 종래기술들은 각각 얼음이 최대한 녹지 않도록 하는 것으로 사용시간을 연장하고자 하였으나, 현재가지도 충분한 수준에 도달하지는 못하고 있다.
또한, 상기한 종래기술들은, 얼음이 녹은 물의 삼중수소수의 농도가 높으므로, 이를 방사성 폐기물로 분류하여 특별한 관리가 필요한 문제도 있었다.
상기한 종래기술의 내용과 다른 방법으로서, 자기 중량의 25 내지 40 중량%의 물을 함유하는 실리카겔 또는 활성탄을 사용하여 삼중수소수를 함유한 공기를 정화하는 방법이 있다.
이 방법은, 공기 중의 삼중수소수가 실리카겔 또는 활성탄소에 함유된 물과의 동위원소 교환에 의하여 고효율로 제거되는 것이나, 이와 같은 함수 실리카겔, 함수 활성탄, 함수 버미큘라이트 등을 사용한 동위원소 교환 원리에 의한 삼중수소수 제거 방법은, 매질의 함수량과 통과하는 공기 유량에 따라 그 효율이 크게 영향을 받으며, 그 수명을 예측하기가 쉽지 않은 문제점이 있으며, 또한, 사용 후 비교적 많은 방사성 폐기물이 발생할 수 있고, 재사용 또한 용이하지 않다는 단점도 있었다.
삼중수소수가 많이 발생하는 가압 중수로형 원자로나 연구시설 등에서 삼중수소수에 오염된 계통 내의 공기를 정화하는 기술로 현재 가장 널리 사용되는 방법은, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘 등의 수분 흡착제를 사용하여 고효율로 공기 중의 삼중수소수를 제거하는 방법이 있다.
이 방법은, 계통이나 장치 중에 존재하는 공기 중의 삼중수소수를 제거하는 데에는 유용하지만, 사람이 호흡하기 위한 호흡기에의 사용은 흡착제로부터 발생하는 분진의 호흡 가능성과, 흡착제를 통과한 공기는 호흡에 적당하지 않은 낮은 습도를 가진다는 점으로 인해, 최근까지 호흡기에는 사용되지 못하였으나, 본 고안의 고안자 등에 의해 이루어진 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘 등을 포함하는 수분 흡착제를 삼중수소수용 호흡기에 적용하는 방법의 연구를 통해, 흡착기와 분진여과기 및 습도조절기로 구성되는 삼중수소수 오염공기의 정화방법이 제안되었다.
상기 방법을 이용한 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기는, 특허출원 제2008-114218호에 나타낸 바와 같이, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘을 포함하는 수분 흡착제를 사용하여 삼중수소수에 오염된 공기 중의 수분과 삼중수소수를 동시에 제거한 후, 방진필터를 이용하여 수분 및 삼중수소수가 제거된 공기로부터 분진을 제거하고, 최종적으로 수분과 삼중수소수 및 분진이 제거된 공기에 신선한 수분을 공급하여 호흡에 적절한 습도를 유지시켜 주는 것을 특징으로 하는 것이다.
구체적으로는, 상기한 특허출원 제2008-114218호에 나타낸 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기(10)는, 도 1에 나타낸 바와 같이, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브, 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘을 포함하는 수분흡착제(110)를 그 내부에 수용하고, 외부의 삼중수소수 오염공기가 유입되는 유입구(140)를 구비한 흡착부(100)와, 제 1 연결부(150)에 의하여 흡착부(100)와 연결되고 제 1 연결부(150)를 통하여 상기 흡착부(100)로부터 유입된 공기에 포함된 분진을 제거하는 방진필터(210)를 그 내부에 수용하는 분진제거부(200) 및 제 2 연결부(250)에 의하여 상기 분진제거부(200)와 연결되고 상기 제2 연결부(250)를 통하여 상기 분진제거부(200)로부터 유입된 공기에 수분을 공급하며 정화 및 습도조절이 완료된 공기를 외부로 배출하는 배출구(320)를 구비한 습도조절부(300)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 상기한 흡착부(100)는, 삼중수소수에 오염된 공기 중에 존재하는 삼중수소수를 제거하는 부분으로서, 구체적으로는, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve)와 같은 수분 흡착제(110)를 사용하여 삼중수소수에 오염된 공기 중의 수분과 삼중수소수를 동시에 제거하며, 그리고 사용된 수분흡착제(110)는, 이를 가열하여 수분 및 삼중수소수를 제거한 후 다시 사용하는 것이 가능하다.
한편, 흡착부(100)에 구비된 수분 흡착제(110)의 전후에는 전처리 필터(120)와 후처리 필터(130)가 각각 구비될 수 있는데, 전처리 필터(120)는 외부공기에 포함된 비교적 큰 사이즈의 먼지 등을 걸러내고, 후처리 필터(130)는 분진제거부(200)의 방진필터(210)가 분진을 걸러내는 부하를 경감시킴으로써 방진필터(210)의 수명을 길게 하는 것을 주된 기능으로 하며, 이들 전처리 필터(120)와 후처리 필터(130)는, 수분흡착제(110)가 수용되는 공간을 한정하는 구조체로서의 역할도 담당한다.
분진제거부(200)는, 흡착부(100)를 통과하여 삼중수소수와 수분이 완전히 제거된 공기중에 존재하는 미량 분진을 방진필터(210)로 제거하는 부분으로, 방진필터(210)는 부직포 또는 유리섬유 등으로 제작된 방진필터 또는 헤파(HEPA) 필터를 사용하여 흡착부(100)에서 발생한 공기 중의 분진을 99.5～99.97% 제거하게 되며, 부직포 또는 유리섬유 등으로 제작된 방진필터로는, 예를 들면, 한국산업안전공단 특급 검정필 제품인 3M사의 제품번호 2091 또는 2097이 사용될 수 있고, 헤파 필터로는, 예를 들면, 호흡기용 시판 제품인 미국 Bullard사 PA3HE 등이 사용될 수 있다.
습도조절부(300)에는 수분을 함유한 습도조절제(310)로 충전된 층 또는 가습판(미도시)이 구비되어 있고, 흡착부(100)와 분진제거부(200)를 통과한 건조공기는 수분을 함유한 습도조절제(310)로 충전된 층 또는 가습판을 통과하면서 상대습도 40～60%를 가지는 호흡에 적합한 수분을 함유하게 되며, 이러한 습도조절제(310)로 충전된 층 또는 가습판은, 부차적으로 흡착부(100)와 분진제거부(200)를 통과한 공기중에 미처 제거되지 않은 삼중수소수 또는 분진이 있을 경우 이를 최종 제거하는 역할도 함께 담당한다.
여기서, 습도조절제(310)로는, 폴리유레탄계 폼(스펀지) 또는 시판중인 코오롱사의 K-SAM(등록상표)과 같은 폴리아크릴산 계통의 고흡수제가 봉입된 펄프재질의 물질도 사용될 수도 있으며, 이 외의 흡수제로는 섬유류, 종이류 등도 무방하다.
가습판은 초음파 가습기와 같이 미세한 물입자를 발생시키는 기구이거나 또는 단순하게 물이 흐르는 도관의 일부를 노출시킴으로써 자연증발을 일으키는 장치 등일 수 있으며, 수분을 공급하는 기구나 장치라면 습도조절부(300)에 다양하게 적용될 수 있다.
상기한 바와 같이, 본 고안의 출원인에 의하여 출원된 특허출원 2008-114218호에 기재된 바와 같은 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기를 이용하여 삼중수소수에 오염된 공기를 간편하면서도 고효율로 정화하여 호흡에 적합한 공기로 변화시킬 수 있으나, 본 출원인은 여기에도 다음과 같은 문제점이 있음을 발견하였다.
즉, 상기한 특허출원 2008-114218호에 기재된 바와 같은 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기에서는, 삼중수소가 제거된 건조한 공기가 필터에 의해 먼지가 제거된 다음 습도조절제가 충전된 층 또는 가습판을 통과하면서 호흡에 적절한 습도로 조절되는 것을 특징으로 하는 것이나, 이와 같이 습도조절제가 충전된 층 또는 가습판을 별도로 구비해야함으로 인해 정화호흡기의 구조가 복잡해지고, 그 크기 또한 일정 수준 이하로는 축소가 불가능한 한계가 있었다.
따라서 상기한 바와 같은 문제를 해결하기 위해, 습도조절제가 충전된 층 또는 가습판을 별도로 구비할 필요가 없이, 비교적 간단한 구성으로 보다 축소된 크기를 가지는 새로운 구조의 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기를 제공하는 것이 바람직하나, 아직까지 그러한 요구를 모두 만족시키는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기는 제공되지 못하고 있는 실정이다.
상기한 바와 같이, 본 고안의 목적은, 기존의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기의 구조가 복잡하여 그 크기를 축소하는데에도 한계가 있었던 문제점을 해결하여, 종래의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기와 같이 습도조절제가 충전된 층 또는 가습판을 별도로 구비할 필요가 없이 간단한 구성을 가지며, 그것에 의해 종래의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기에 비해 그 크기를 더욱 축소할 수 있는 새로운 구조의 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기를 제공하고자 하는 것이다.
상기한 바와 같은 과제를 달성하기 위해, 본 고안에 따르면, 삼중수소수에 오염된 공기를 호흡에 적합한 공기로 정화하기 위한 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기에 있어서, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 정화기와, 상기 정화기와 연결되어 상기 정화기를 통해 정화된 공기를 호흡하기 위한 호흡호스와, 상기 호흡호스 내에 설치되어 상기 정화기를 통해 정화된 공기에 수분을 공급하는 물을 함유한 스펀지로 이루어지는 함수스펀지 및 상기 호흡호스와 연결되고 사용자의 안면에 착용하는 호흡마스크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기가 제공된다.
여기서, 상기 정화기는, 상기 삼중수소수에 오염된 공기가 유입되는 유입구와, 상기 유입구를 통하여 유입된 상기 삼중수소수에 오염된 공기중의 수분과 삼중수소수를 제거하는 흡착부와, 상기 흡착부를 통과한 공기가 통과되는 제 1 연결부와, 상기 제 1 연결부를 통과한 공기중의 분진을 제거하는 방진필터가 설치된 분진제거부와, 상기 호흡호스와 연결되어 상기 분진제거부를 통과한 공기를 상기 호흡호스로 배출하는 제 2 연결부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 흡착부는, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘 등의 수분흡착제를 포함하여 구성된 것을 특징으로 한다.
여기서, 상기 수분흡착제는, 2 내지 5㎜ 크기의 입상 또는 펠릿 형태로 이루어지며, 또한, 사용 후 가열처리하여 수분 및 삼중수소수를 제거한 후 재사용되는 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 수분흡착제는, 수분이 포화되면 색깔이 변화하는 염화코발트가 함유된 실리카겔이나 무수황산칼슘을 더 포함하고, 그것에 의해 상기 수분흡착제의 수명을 쉽게 판별할 수 있도록 구성된 것을 특징으로 한다.
아울러, 상기 흡착부는, 외부공기에 포함된 비교적 입자가 큰 먼지를 걸러내기 위한 전처리 필터와, 미세먼지를 걸러내기 위한 후처리 필터를, 상기 수분흡착제를 사이에 두고 각각 더 포함하며, 그것에 의해, 상기 분진제거부의 상기 방진필터가 분진을 걸러내는 부하를 경감시킴으로써 상기 방진필터의 수명을 연장하도록 구성된 것을 특징으로 한다.
또한, 상기 방진필터는, 부직포 또는 유리섬유 등으로 제작된 방진필터 또는 헤파(HEPA) 필터인 것을 특징으로 한다.
더욱이, 상기 함수스펀지는, 상기 호흡호스의 내벽에 부착되는 튜브 형태로 설치되는 것을 특징으로 한다.
상기한 바와 같이, 본 고안에 따르면, 삼중수소수에 오염된 공기를 간편하면서도 고효율로 정화하여 호흡에 적합한 공기로 변화시킬 수 있으므로, 삼중수소수가 많이 발생하는 가압 중수로형 원자로나 관련 시설 등에 종사하는 작업자의 안전을 보호하는데 매우 적합한 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기를 제공할 수 있다.
또한, 본 고안에 따르면, 기존의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기의 구조가 복잡하여 그 크기를 축소하는데에도 한계가 있었던 문제점을 해결하여, 종래의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기와 같이 습도조절제가 충전된 층 또는 가습판을 별도로 구비할 필요가 없이 간단한 구성을 가지며, 그것에 의해 종래의 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기에 비해 그 크기를 더욱 축소할 수 있는 새로운 구조의 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기를 제공할 수 있다.
도 1은 종래의 삼중수소수 오염공기용 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 정화기의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 다른 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 2는 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 3은 도 2에 나타낸 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 정화기의 구체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
도 4는 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 다른 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 상세한 내용에 대하여 설명한다.
여기서, 이하에 설명하는 내용은 본 고안을 실시하기 위한 실시예로서, 본 고안은 이하에 설명하는 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니다.
또한, 설명을 간략히 하기 위해, 이하의 설명에서는, 상기한 특허출원 제2008-114218호에 대하여 설명한 내용과 동일한 부분은 그 상세한 설명 및 도시를 생략하고, 다른 점만 설명하는 것으로 한다.
먼저, 도 2를 참조하면, 도 2는 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기의 전체적인 구성을 개략적으로 나타내는 도면이다.
즉, 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기(20)는, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 정화기(21), 정화된 공기를 호흡하기 위한 호흡호스(22), 호흡호스(22) 내에 설치되어 정화된 공기에 수분을 공급하는 함수스펀지(23) 및 실제로 사용자의 안면에 착용하게 되는 호흡마스크(24)를 포함하여 이루어진다.
여기서, 삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 정화기(21)의 부분은 상기한 특허출원 제2008-114218호에서 설명한 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기(10)와 기본적인 구성이나 동작원리 등은 모두 동일하나, 본 고안의 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기(20)는, 수분을 함유한 습도조절제(310)로 충전된 층 또는 가습판을 구비하는 습도조절부(300) 대신에, 정화된 공기에 수분을 공급하는 함수스펀지(23)가 호흡호스(22) 내에 설치되어 있는 점이 다르다.
즉, 본 고안에 따른 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기(20)는, 습도조절부가 없이 흡착부와 분진제거부만으로 구성할 수 있으며, 습도조절부의 역할은 호흡호스(22) 내에 설치되어 있는 함수스펀지(23)를 통하여 호흡과정에서 자동적으로 수행될 수 있으므로, 따라서 정화기(21)의 구성을 보다 간단히 할 수 있고, 그것에 의해 소형화 및 경량화에 기여하여 휴대성 또한 높일 수 있다.
더 상세하게는, 도 3에 나타낸 바와 같이, 먼저 삼중수소수에 오염된 공기가 유입구(35)를 통하여 정화기(21)로 유입되면, 흡착부(31)에서, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘 등의 수분흡착제(32)를 통하여 삼중수소수에 오염된 공기 중의 수분과 삼중수소수를 동시에 제거한다.
여기서, 공기 중의 삼중수소수는 일반 수분과 동일한 화학적 성질을 가지므로 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘 등의 수분흡착제(32)를 사용하면 이론상 99.9% 이상 제거가 가능하다.
또한, 수분흡착제(32)의 크기와 모양은, 바람직하게는 2 내지 5㎜ 크기의 입상 또는 펠릿 형태가 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니며, 또, 수분이 포화되면 색깔이 변화하는 염화코발트가 함유된 실리카겔이나 무수황산칼슘을 수분흡착제에 소량 혼합하면, 흡착제의 수명을 쉽게 판별할 수 있다.
아울러, 이 단계에서 사용된 수분흡착제는 가열하여 수분 및 삼중수소수를 제거한 후 재사용할 수도 있다.
이와 같이, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브와 같은 수분흡착제(32)를 사용하여 삼중수소수를 제거하면, 삼중수소수와 화학적 성질이 동일한 공기중의 수분마저 함께 제거되므로, 사람이 호흡하기에는 부적절하다.
또한, 수분흡착제(32)로 유입되는 공기의 유속이 빠르면, 사용된 수분흡착제(32)의 성상이나 제조상태에 따라 미량의 분진이 발생할 수도 있고, 특히, 강제 송풍식 호흡기의 경우 이러한 분진의 발생 가능성이 매우 높으므로, 수분흡착제(32)를 통과하여 삼중수소수와 수분이 완전히 제거된 공기중에 존재하는 미량 분진을 제거하는 단계를 거치는 것이 바람직하다.
즉, 수분흡착제(32)에서 발생하는 분진은 그 자체로도 인체에 유해하지만, 삼중수소수를 흡착한 분진이 호흡을 통해 인체에 유입되면 농축된 삼중수소수를 호흡하는 결과가 되기 때문에 반드시 제거해야 한다.
이를 위해, 부직포 또는 유리섬유 등으로 제작된 방진필터(또는 헤파(HEPA) 필터)(38)를 사용하여, 즉, 제 1 연결부(36)를 통해 나오는 공기가 방진필터(38)가 설치된 분진제거부(37)를 통과하도록 하여, 상기 단계에서 발생한 공기중의 분진을 제거한다.
여기서, 부직포 또는 유리섬유 등으로 제작된 방진필터로는, 한국산업안전공단 특급 검정필 제품인 3M사의 제품번호 2091 또는 2097이 사용될 수 있으며, 또한, 헤파 필터로는 호흡기용 시판 제품인 미국 Bullard사 PA3HE 등이 사용될 수 있으나, 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 수분흡착제(32)가 수용되는 공간을 한정하는 구조체로서, 수분흡착제(32)의 전후에 전처리 필터(33)와 후처리 필터(34)를 각각 구비하여, 전처리 필터(33)로는 외부공기에 포함된 비교적 큰 먼지 등을 걸러내고, 후처리 필터(34)로는 미세먼지를 걸러내어 분진제거부(37)의 방진필터(38)가 분진을 걸러내는 부하를 경감시킴으로써 방진필터(38)의 수명을 연장하도록 할 수도 있다.
이와 같이 하여 정화기(21) 내에서 삼중수소수 및 미세먼지가 정화된 공기가 제 2 연결부(39)를 통하여 호흡호스(22)로 배출된다.
여기서, 상기한 특허출원 제2008-114218호에 나타낸 정화호흡기(10)에서는, 정화호흡기(10) 내부에서 삼중수소수와 수분 및 분진 등이 모두 제거된 공기가 습도조절제로 충전된 층 또는 가습판을 통과하면서 호흡에 적합한 수분을 함유하도록 조절하는 단계를 수행하도록 하고 있으나, 본 고안에 따른 정화기(21)는 삼중수소수 및 미세먼지가 정화된 공기가 제 2 연결부(39)를 통하여 호흡호스(22)로 배출되며, 호흡에 적합한 수분을 함유하는 공기로 바꾸어 주는 작용은 호흡호스(22) 내에 설치된 함수스펀지(23)를 통하여 이루어진다.
즉, 습도조절제로 충전된 층 또는 가습판 대신에, 도 2에 나타낸 바와 같이, 호흡호스(22) 내에 함수스펀지(23)를 설치하여 동일한 역할을 하는 것이며, 그것에 의해, 정화기(21)의 구조를 간단히 할 수 있다.
또한, 특허출원 제2008-114218호에 나타낸 종래의 정화호흡기(10)에서는, 습도조절제로서 폴리유레탄계 폼(스펀지) 또는 시판중인 코오롱사의 K-SAM(등록상표)과 같은 폴리아크릴산 계통의 고흡수제가 봉입된 펄프재질의 물질을 사용하고, 초음파 가습기와 같이 미세한 물입자를 발생시키거나 자연증발을 일으키는 기구나 장치를 이용하고 있으나, 본 고안에서는 이를 단순히 물을 함유한 스펀지로 대체할 수 있으므로, 정화기(21)의 구조를 간단히 하는 것에 더하여 비용감소에도 효과적이다.
따라서 상기한 바와 같은 구성을 통하여, 종래의 정화호흡기(10)에 비하여 간단한 구성만으로 동등한 성능의 정화기(21)를 구성할 수 있고, 그것에 의해, 정화기(21)의 소형화, 경량화, 휴대성과 사용자 편의성의 증대 및 제조비용의 감소에도 기여할 수 있다.
이상, 상기한 바와 같은 본 고안의 실시예를 통하여 본 고안을 설명하였으나, 본 고안은 상기한 바와 같은 실시예의 내용으로만 한정되는 것은 아니다.
즉, 예를 들면, 상기한 실시예에서는, 호흡호스(22)의 내부에 함수스펀지(23)를 설치하는 것으로 설명하였으나, 상기한 함수스펀지(23)는, 이러한 구성 이외에도, 도 4에 나타낸 바와 같이, 호흡호스(22)의 내벽에 부착되는 튜브와 같은 형태로 함수스펀지(41)를 설치하면, 호흡호스(22) 내에서의 공기의 흐름을 더욱 원활히 하여 사용자가 좀더 편하게 호흡을 하도록 할 수도 있다.
즉, 상기한 바와 같이, 본 고안은 상기한 바와 같은 본 고안에 따른 실시예에 기재된 내용으로만 한정되는 것은 아니며, 따라서 본 고안은, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 설계상의 필요 및 기타 다양한 요인에 따라 여러 가지 수정, 변경, 결합 및 대체 등이 가능한 것임은 당연한 일이라 하겠다.
10. 삼중수소수 오염공기용 정화호흡기 100. 흡착부
110. 수분흡착제 120. 전처리 필터
130. 후처리 필터 140. 유입구
150. 제 1 연결부 200. 분진제거부
210. 방진필터 250. 제 2 연결부
300. 습도조절부 310. 습도조절제
320. 배출구 330. 역류방지판
20. 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기 21. 정화기
22. 호흡호스 23. 함수스펀지
24. 호흡마스크 31. 흡착부
32. 수분흡착제 33. 전처리 필터
34. 후처리 필터 35. 유입구
36. 제 1 연결부 37. 분진제거부
38. 방진필터 39. 제 2 연결부
41. 함수스펀지
110. 수분흡착제 120. 전처리 필터
130. 후처리 필터 140. 유입구
150. 제 1 연결부 200. 분진제거부
210. 방진필터 250. 제 2 연결부
300. 습도조절부 310. 습도조절제
320. 배출구 330. 역류방지판
20. 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기 21. 정화기
22. 호흡호스 23. 함수스펀지
24. 호흡마스크 31. 흡착부
32. 수분흡착제 33. 전처리 필터
34. 후처리 필터 35. 유입구
36. 제 1 연결부 37. 분진제거부
38. 방진필터 39. 제 2 연결부
41. 함수스펀지
Claims (8)
- 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기에 있어서,
삼중수소수에 오염된 공기를 정화하는 정화기와,
상기 정화기와 연결되어 상기 정화기를 통해 정화된 공기를 호흡하기 위한 호흡호스와,
상기 호흡호스 내에 설치되어 상기 정화기를 통해 정화된 공기에 수분을 공급하는 물을 함유한 스펀지로 이루어지는 함수스펀지 및
상기 호흡호스와 연결되고 사용자의 안면에 착용하는 호흡마스크를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 1항에 있어서,
상기 정화기는,
상기 삼중수소수에 오염된 공기가 유입되는 유입구와,
상기 유입구를 통하여 유입된 상기 삼중수소수에 오염된 공기중의 수분과 삼중수소수를 제거하는 흡착부와,
상기 흡착부를 통과한 공기가 통과되는 제 1 연결부와,
상기 제 1 연결부를 통과한 공기중의 분진을 제거하는 방진필터가 설치된 분진제거부와,
상기 호흡호스와 연결되어 상기 분진제거부를 통과한 공기를 상기 호흡호스로 배출하는 제 2 연결부를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 2항에 있어서,
상기 흡착부는, 알루미노 실리케이트 계열의 제올라이트계 몰리큘라 시이브(molecular sieve), 실리카겔, 알루미나 또는 무수황산칼슘을 포함하는 수분흡착제를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 3항에 있어서,
상기 수분흡착제는, 2 내지 5㎜ 크기의 입상 또는 펠릿 형태로 이루어지며, 사용 후 가열처리하여 수분 및 삼중수소수를 제거한 후 재사용되는 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 4항에 있어서,
상기 수분흡착제는, 염화코발트가 함유된 실리카겔이나 무수황산칼슘을 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 3항에 있어서,
상기 흡착부는,
외부공기에 포함된 먼지를 걸러내기 위한 전처리 필터와, 미세먼지를 걸러내기 위한 후처리 필터를, 상기 수분흡착제를 사이에 두고 각각 더 포함하는 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 2항에 있어서,
상기 방진필터는, 부직포 또는 유리섬유로 제작된 방진필터 또는 헤파(HEPA) 필터인 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기. - 제 1항에 있어서,
상기 함수스펀지는, 상기 호흡호스의 내벽에 부착되는 튜브 형태로 설치되는 것을 특징으로 하는 삼중수소수 오염공기의 정화호흡기.
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