CN107619022A - 一种利用太阳能热工制氧的装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于制氧技术领域，具体涉及一种利用太阳能热工制氧的装置，包括顺次通过管线连接的过滤器，压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元，以及分别与压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元电连接的控制器，控制器还连接有氧气浓度检测单元，用于检测环境的氧气浓度，还包括通过管线连接的冷凝器，液体存储单元，集热器以及压缩机通过管线连接，构成热工循环系统，控制器还分别与冷凝器和集热器电连接，用于控制冷凝器和集热器，利用太阳能热工制氧的装置不仅节省电能，而且结构更加简单，维护方便，使用可靠，具有更好的性价比。

Description

一种利用太阳能热工制氧的装置

技术领域

本发明属于制氧技术领域，具体涉及一种利用太阳能热工制氧的装置。

背景技术

近年来随着人们生活质量的不断提高,保健吸氧被广泛的认识和接受,使得各种家用制氧机越来越多的出现在人们的生活中。选择一台好的家用制氧机，坚持经常吸氧可以缓解神经疲劳、放松身心、保持旺盛精力、提高工作效率；改善大脑供氧状况，调节脑神经系统功能，提高记忆力和思维能力，和提高学习效率；减少污染和恶劣环境下对身体的危害；在一定程度上可延缓衰老、增强新陈代谢；减轻低氧血症，满足组织代谢的需要；缓解低氧引起的肺动脉高压，减轻红细胞增多症，降低血液黏稠度，减轻右心室负担，延缓肺心病的发生发展；吸氧可以缓解支气管痉挛、减轻呼吸困难，改善通气功能障碍；改善患者体质和大脑功能，提高运动耐力和生命质量；改善慢性阻塞性肺疾病，延长生命。

特别是在高原地区，空气稀薄，空气中的含氧量较低，家庭用的制氧机对于人体健康更显得意义重大。申请号为201410247245.4的专利方案公布了一种制氧系统，包括依次单项连接的进气口、进气过滤器、压缩机、进气消音器、散热除水装置、集成式吸附塔、氧气流量计、细菌过滤器、湿化瓶和出氧口，集成式吸附塔和散热除水装置分别连接排气消音器，还包括处理器，处理器分别与进气过滤器，进气消音器，压缩机，散热除水装置，集成式吸附塔，排气消音器和细菌过滤器电连接。该制氧系统具有结构简单，通过控制器控制，实现各部件自主运行和关闭，自动化化程度高等优点，但是对于电能的需求比较大，特别是压缩机。

另外，现有的技术采用太阳能发电，其转换效率很低，一般在19％左右，采用较新的技术也只能在30％左右，如果再将电能转换用于压缩空气还要打折扣，这浪费了大量的太阳能。

如果能利用太阳能直接对空气进行压缩，将会大大提高转换效率，对太阳能的利用大大提高。

发明内容

本发明的目的是克服现有制氧机技术中耗费电能，效率低的问题。

为此，本发明提供了一种利用太阳能热工制氧的装置，包括顺次通过管线连接的过滤器，压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元，以及分别与压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元电连接的控制器，所述控制器还连接有氧气浓度检测单元，用于检测环境的氧气浓度，还包括冷凝器，液体存储单元，集热器，所述压缩机为气动隔膜压缩机；所述冷凝器，液体存储单元，集热器以及气动隔膜压缩机通过管线连接，构成热工循环系统，该热工循环系统用于循环制冷液，以完成空气压缩的过程；所述控制器还分别与冷凝器和集热器电连接，用于控制冷凝器和集热器。

上述气动隔膜压缩机包括第一容体第二容体，第一隔挡，第二隔膜，连接杆，第一单向阀，第二单向阀，第三单向阀，第四单向阀，第一电磁阀，第二电磁阀，第三电磁阀，第四电磁阀，第五电磁阀，进气口，压缩空气口，制冷液进口，制冷液出口；

所述第一容体由第一隔挡分割为第一空气室和第一介质室，所述所述第二容体由第二隔挡分割为第二空气室和第一介质室所述连接杆的一端与第一隔挡中部处连接，另一端与第二隔挡中部处连接；

所述第一空气室上端进口处设置有第一单向阀，并且与进气口通过管线连接，下端出口处设置有第三单向阀，并且与压缩空气出口通过管线连接；

所述第二空气室上端进口处设置有第二单向阀，并且与进气口通过管线连接，下端出口处设置有第四单向阀，并且与压缩空气出口通过管线连接；

所述第一介质室上端进口处设置有第一电磁阀，并且与制冷液进口通过管线连接，下端出口处设置有第三电磁阀，并且与制冷液出口通过管线连接；

所述第二介质室上端进口处设置有第二电磁阀，并且与制冷液进口通过管线连接，下端出口处设置有第四电磁阀，并且与制冷液出口通过管线连接；所述制冷液出口处还设置有第五电磁阀。

上述制冷液为二氯一氟乙烷。

所述冷凝器与液体存储单元的连接管线处还设置有第一阀门；液体存储单元与集热器的连接管线处设置有第二阀门，集热器与气动隔膜压缩机的连接管线处设置有第三阀门。

本发明的有益效果：本发明提供的这种利用太阳能热工制氧的装置，包括顺次通过管线连接的过滤器，压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元，以及分别与压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元电连接的控制器，所述控制器还连接有氧气浓度检测单元，用于检测环境的氧气浓度，还包括冷凝器，液体存储单元，集热器，所述压缩机为气动隔膜压缩机；所述冷凝器，液体存储单元，集热器以及气动隔膜压缩机通过管线连接，构成热工循环系统，该热工循环系统用于循环制冷液，以完成空气压缩的过程；所述控制器还分别与冷凝器和集热器电连接，用于控制冷凝器和集热器，因此，利用太阳能热工制氧的装置不仅节省电能，而且能充分利用太阳能，相比于使用太阳能发电具有更高的能量使用效率，不仅能高效的制氧而且能充分利用太阳能，而且相比于传统使用电能压缩空气制氧的装置，结构更加简单，维护方便，使用可靠，具有更好的性价比，尤其适用于海拔较高、空气稀薄的地区，对于维持室内氧气浓度，确保人体健康尤为有意义。

以下将结合附图对本发明做进一步详细说明。

附图说明

图1是利用太阳能热工制氧的装置示意图

图2是气动隔膜压缩机示意图。

具体实施方式

为进一步阐述本发明达成预定目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及实施例对本发明的具体实施方式、结构特征及其功效，详细说明如下。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“坚直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

为了克服现有的制氧设备耗费电能，效率低，成本高的问题，本发明提供了一如图1所示的利用太阳能热工制氧的装置，包括顺次通过管线连接的过滤器，压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元，以及分别与压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元电连接的控制器，所述控制器还连接有氧气浓度检测单元，用于检测环境的氧气浓度，还包括冷凝器，液体存储单元，集热器，所述压缩机为气动隔膜压缩机；所述冷凝器，液体存储单元，集热器以及气动隔膜压缩机通过管线连接，构成热工循环系统，该热工循环系统用于循环制冷液，以完成空气压缩的过程；所述控制器还分别与冷凝器和集热器电连接，用于控制冷凝器和集热器。

上述冷凝器用来将压缩机排出的蒸气冷却再转化为液态，重新送入集热器以产生蒸汽；上述集热器为太阳能真空热管蒸发器，用来产生高压气体；蒸发器与冷凝器配合，从而连续驱动压缩机，不断产生压缩的空气。

如图2所示，上述实施例使用的气动隔膜压缩机包括第一容体1第二容体2，第一隔挡3，第二隔膜4，连接杆5，第一单向阀6，第二单向阀7，第三单向阀8，第四单向阀9，第一电磁阀10，第二电磁阀11，第三电磁阀12，第四电磁阀13，第五电磁阀14，进气口，压缩空气口，制冷液进口，制冷液出口；

所述第一容体1由第一隔挡3分割为第一空气室18和第一介质室19，所述所述第二容体2由第二隔挡4分割为第二空气室20和第一介质室21所述连接杆5的一端与第一隔挡3中部处连接，另一端与第二隔挡4中部处连接；

所述第一空气室18上端进口处设置有第一单向阀6，并且与进气口通过管线连接，下端出口处设置有第三单向阀8，并且与压缩空气出口通过管线连接；

所述第二空气室20上端进口处设置有第二单向阀7，并且与进气口通过管线连接，下端出口处设置有第四单向阀9，并且与压缩空气出口通过管线连接；

所述第一介质室19上端进口处设置有第一电磁阀10，并且与制冷液进口通过管线连接，下端出口处设置有第三电磁阀12，并且与制冷液出口通过管线连接；

所述第二介质室21上端进口处设置有第二电磁阀11，并且与制冷液进口通过管线连接，下端出口处设置有第四电磁阀13，并且与制冷液出口通过管线连接；所述制冷液出口处还设置有第五电磁阀14。

所述制冷液为二氯一氟乙烷。

所述冷凝器与液体存储单元的连接管线处还设置有第一阀门15；液体存储单元与集热器的连接管线处设置有第二阀门16，集热器与气动隔膜压缩机的连接管线处设置有第三阀门17。

上述气动隔膜压缩机的型号为FC-8040,其工作包括如下四个步骤：

第一步，打开第一电磁阀10，第四电磁阀13，第五电磁阀14，关闭第二电磁阀11，第三电磁阀12，这样第一介质室19，会有压缩后的介质气体(二氯一氟乙烷)进入。

第二步，在进行第一步的同时，由于第一介质室19的压力不断增大，第一空气室18内空气压缩后被挤出。

第三步，关闭第一电磁阀10，第五电磁阀14，打开第三电磁阀12，这样直到第一介质室19和第二介质室21的压力相等后，关闭第四电磁阀13，打开第五电磁阀(14)。

第四步，打开第二电磁阀(11)，这样第二介质室21内的压力不断增大，将第二空气室20内的气体压缩挤出去，同时带动连接杆5使得第一介质室19内的介质气体排出，第一空气室18内冲入空气。

这样，重复第一步至第四步，就不断的使得空气冲进然后被压缩排出，这个过程中，是通过控制器控制第一电磁阀10，第二电磁阀11，第三电磁阀12，第四电磁阀13，第五电磁阀14的打开与关闭状态实现，从而高效的制造氧气。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种利用太阳能热工制氧的装置，包括顺次通过管线连接的过滤器，压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元，以及分别与压缩机，过滤除湿器，分子筛吸附塔，氧气存储单元电连接的控制器，所述控制器还连接有氧气浓度检测单元，用于检测环境的氧气浓度，其特征在于：还包括冷凝器，液体存储单元，集热器，所述压缩机为气动隔膜压缩机；所述冷凝器，液体存储单元，集热器以及气动隔膜压缩机通过管线连接，构成热工循环系统，该热工循环系统用于循环制冷液，以完成空气压缩的过程；所述控制器还分别与冷凝器和集热器电连接，用于控制冷凝器和集热器。

2.如权利要求1所述的利用太阳能热工制氧的装置，其特征在于：所述气动隔膜压缩机包括第一容体，第二容体，第一隔挡，第二隔膜，连接杆，第一单向阀，第二单向阀，第三单向阀，第四单向阀，第一电磁阀，第二电磁阀，第三电磁阀，第四电磁阀，第五电磁阀，进气口，压缩空气口，制冷液进口，制冷液出口,所述第一容体由第一隔挡分割为第一空气室和第一介质室，所述所述第二容体由第二隔挡分割为第二空气室和第一介质室所述连接杆的一端与第一隔挡中部处连接，另一端与第二隔挡中部处连接,所述第一空气室上端进口处设置有第一单向阀，并且与进气口通过管线连接，下端出口处设置有第三单向阀，并且与压缩空气出口通过管线连接,所述第二空气室上端进口处设置有第二单向阀，并且与进气口通过管线连接，下端出口处设置有第四单向阀，并且与压缩空气出口通过管线连接。

3.如权利要求2所述的利用太阳能热工制氧的装置，其特征在于：所述第一介质室上端进口处设置有第一电磁阀，并且与制冷液进口通过管线连接，下端出口处设置有第三电磁阀)，并且与制冷液出口通过管线连接。

4.如权利要求3所述的利用太阳能热工制氧的装置，其特征在于：所述第二介质室上端进口处设置有第二电磁阀，并且与制冷液进口通过管线连接，下端出口处设置有第四电磁阀，并且与制冷液出口通过管线连接；所述制冷液出口处还设置有第五电磁阀。

5.如权利要求1所述的利用太阳能热工制氧的装置，其特征在于：所述冷凝器与液体存储单元的连接管线处还设置有第一阀门；液体存储单元与集热器的连接管线处设置有第二阀门，集热器与气动隔膜压缩机的连接管线处设置有第三阀门。