KR100365046B1 - 산소발생기능을 가지는 공기조화기 - Google Patents

Abstract

산소발생기능을 가지는 공기조화기에 관한 것으로, 실외기와 실내기로 이루어지면서, 상기 실외기의 내부에 압축기, 응축기가 갖추어지고, 실내기의 내부에 증발기가 갖추어져 있는 통상의 공기조화기에 있어서, 상기 실외기의 내부에 별도의 산소발생모쥴과 공기압축기를 구비하고, 상기 산소발생모쥴은 배관을 통해 실내기안에 진입되는 배관의 단부측에 각각 산소발생노즐과 전자밸브를 갖추어지도록 한 것으로, 실내에 적절한 산소량을 공급하여 실내분위기를 쾌적한 환경으로 조성하고, 이를통해 실내 거주자의 건강에 이바지할 수 있도록 한 것이다.

Description

산소발생기능을 가지는 공기조화기{An Airconditioner and An Air Handling Unit with Oxygen Generation Funtion}

본 발명은 산소발생기능을 가지는 공기조화기에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 에어컨디셔너의 작동으로 냉난방이 이루어질때, 실내공기의 산소량을 적절히 공급조절하여 실내의 공기질을 향상시켜 거주자의 쾌적감을 높이고 건강한 생활을 유지할 수 있도록 한 산소발생기능을 가지는 공기조화기에 관한 것이다.

일반적으로, 공기조화기는 벽을 사이에 두고 실외측에 설치되어 냉매의 순환시 외부의 대기중으로부터 공기를 흡입하는 실외기(Outdoor Unit)와, 공기조화의 대상공간이 되는 실내에 설치되어 실내의 공기를 냉각 또는 정화시키는 실내기(Indoor Unit)로 이루어진다.

즉, 실외기에는 냉매가스를 흡입,압축하여 고온,고압의 가스상태로 만드는 압축기(Compressor)와, 이 압축기로부터 이송되는 냉매가스를 강제로 냉각,액화시키는 응축기(Condenser)와, 이 응축기에 대하여 외부의 찬공기를 공급하는 응축기 팬으로 이루어져 있다.

한편, 상기 실내기에는 실외기의 응축기에 냉매파이프를 매개로 연통되어 응축기로부터 이송되는 냉매를 저온,저압의 안개상태로 하는 팽창밸브와, 이 팽창밸브로부터의 냉매가 주위에서 열을 빼앗아 가스상태로 되도록 하는 증발기(Evaporator)와, 실내의 공기가 실내기내로 유입되는 통로인 흡입그릴(Inlet Grill)과, 이 흡입그릴을 통과하는 공기중의 이물질 및 오염물질을 여과하기 위한 것으로 통상적으로 철망 또는 섬유질로 이루어진 에어필터(Air Filter)와, 실내기의 상단부에 구비되는 토출그릴(Outlet Grill)과, 상기 흡입그릴로부터 흡입되는 공기가 상기 에어필터와 증발기를 거쳐 토출그릴로 토출되도록 강제송풍시키는 블로워(Blower)가 구비되어 있다.

이러한 구성을 가지는 통상의 공기조화기는 실내기와 실외기를 가동하면, 압축기에 의해 냉매가스가 흡입,압축되어 고온,고압의 가스상태로 만들어져 응축기로 보내어지고, 이어서 응축기는 응축기팬으로부터 공급되는 외부의 찬공기를 이용하여 냉매가스를 강제로 냉각,액화시켜 냉매파이프를 통해 팽창밸브로 이송, 팽창밸브에 의해 냉매는 저온,저압의 안개상태로 된 다음, 증발기로 들어가게 된다. 이때 블로워모터의 작동에 따라 블로워가 회전하여 흡입그릴을 통해 실내의 공기가 에어필터에 의해 여과된 후, 상기 증발기의 표면을 지날때 증발기에 의해 냉각된 후, 토출그릴 외부로 토출되어 실내공기가 정화 및 냉각되는 것이다.

그런데, 종래의 공기조화기는 실내의 공기를 정화하는 목적 보다는 냉각시키는 기능에 주안점을 두고 개발된 것으로, 어느 정도의 공기정화기능은 있지만, 만족할 만한 상태로 볼 수 없다. 더욱이 실내기를 일반가정 또는 각종 건물등에서 가동중일때(주로 하절기)에는 창문등을 모두 닫아 실내에 형성된 찬공기가 외부로 빠져나가지 못하도록 하기때문에, 장시간 이런 상태로 있는 경우, 실내의 공기가 제대로 순환되지 못해 실내의 거주자가 많은 경우에는 산소부족을 느껴 머리가 아프고, 건강에 좋지 않은 영향을 미치는 문제점이 있었다.

이에 본 발명은 상기와 같은 종래의 제반 문제점을 해소하기 위해 안출된 것으로, 산소발생기를 구비하여 실내공기의 산소량을 적절하게 조절하여 실내공기의 질을 향상시키며, 거주자의 건강에 일조할 수 있도록 한 산소발생기능을 가지는 공기조화기를 제공함에 발명의 목적이 있다.

도 1은 본 발명의 실내기와 실외기의 구성을 나타낸 도면

도 2는 본 발명에 따른 실외기에 산소발생장치가 부착된 상태를 나타낸 정면도

도 3은 본 발명에 따른 다른실시예를 나타낸 구성도

도 4는 도 3의 실시예에서의 실외기에 장착된 산소발생기를 도시한 일부절개도

도 5는 도 3의 실시예에서의 압력용기를 일부절개한 도면

도 6은 본 발명에 따른 또 다른 실시예를 나타낸 일부절개도

* 도면의 주요부분에 대한 부호설명 *

100 : 실외기

110 : 압축기

111,121,131,141,151a,152a,211 : 배관

120 : 응축기

130 : 산소발생모쥴

140 : 공기압축기

150 : 산소발생기

151,152 : 압력용기

160 : 몰리큘러시브

200 : 실내기

210 : 증발기

230 : 산소발생노즐

232,250 : 전자밸브

240 : 산소캔 또는 산소병

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 실외기와 실내기로 이루어지면서 상기 실외기의 내부에 압축기, 응축기가 갖추어지고, 실내기의 내부에 증발기가 갖추어져 있는 통상의 공기조화기에 있어서, 상기 실외기의 내부에 별도의 산소발생모쥴과 공기압축기를 구비하고, 상기 산소발생모쥴은 배관을 통해 실내기안에 진입되는 배관의 단부측에 각각 산소발생노즐과 배관을 통해 공급되는 산소량을 조절하도록 하는 전자밸브를 갖추어지도록 한 것을 기술적 특징으로 한다.또한, 본 발명은 상기 실외기의 내부에 2개의 압력용기로 구성되어 흡착식으로 구동되는 산소발생기를 설치하되, 상기 한쪽 압력용기는 공기압축기와 배관을 통해 연결되면서 실내기로 유입되는 배관과 연결되고, 다른쪽 압력용기의 상부는 실내기로 유입되는 배관과 연결되며, 하부는 공기압축기와 한쪽 압력용기와 연결되는 배관과 연결되도록 한 구조를 통해 실내의 공기정화를 적절하게 조절하여 쾌적한 실내환경을 조성할 수 있도록 한 점에 기술적 특징이 있다.

이하 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부된 예시도면에 의거 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 따른 실내기와 실외기의 연관관계를 설명하기 위한 개략도이고, 도 2는 실외기의 모습을 나타낸 것으로, 본 발명에 따른 산소발생모쥴과, 공기압축기의 설치상태를 도시한 것이다.

도시된 바와 같이, 공기조화기는 실외기(100)와 실내기(200)로 구분되는데, 상기 실외기(100)의 내부에는 기본적인 구성요소로서, 냉매가스를 흡입,압축하여 고온,고압의 가스상태로 만드는 압축기(110)와, 이 압축기(110)로부터 이송되는 냉매가스를 강제로 냉각,액화시키는 응축기(120)가 설치되어 있다.

상기 압축기(110)는 배관(111)을 통해 응축기(120)와 연통되게 연결되어 있고, 이 응축기(120)는 다시 배관(121)을 통해 모세관(220)과 연통되게 연결되어 있다. 또한, 실내기(200)의 증발기(210)와 배관(211)을 통해 다시 실외기(100)의 압축기(110)와 연통되게 연결되어 있다.

여기서, 본 발명은 실외기(100)의 내부 일측에 산소발생모쥴(130)과, 배관(141)을 통해 상기 산소발생모쥴(130)과 연결되는 공기압축기(140)로 구성되어 있다.

상기 산소발생장치를 이루는 산소발생모쥴(130)은 아주 가는 멤브레인으로 가스의 선택적인 침투성의 원리를 이용한 것으로, 가스는 경막을 통하여 용해되고 확산될 수 있는 기능의 침투율을 가지고 있어 중간침투속도를 갖는 산소(O₂)를 질소의 분리시킬 수 있는 것이다. 이러한 산소발생장치는 이물질 제거용 전필터(pre-filter), 수분제거용 에어드라이어(air dryer), 이물질 제거용 후필터(after-filter), 오일제거용 오일필터(oil filter), 압력설정용 레귤레이터(regulator), 산소 센서(O₂sensor), 분석기(analyzer), 온도조절용 히터(heater), 산소모쥴을 갖추고 있다.

상기 별도 설치된 공기압축기(140)는 공기중의 산소구성비율이 대략 21%정도인데, 필요한 산소량을 실내로 공급하기 위해서는 많은 양의 공기가 요구된다. 따라서,산소발생모쥴(130)에 많은 공기를 확보하기 위해 상기 공기압축기(140)가 필요하게 되며, 더욱이 산소발생모쥴(130)을 이루는 멤브레인은 다공질이므로 이를 통과하기 위해서는 일정수준 이상의 압력이 필요하다.

또한, 상기 실내기(200)에는 증발기(210)가 설치되고, 이 증발기(210)의 일측에는 캐필러리 튜브(Capillary Tube)(220)가 갖추어져 있다. 여기서, 상기 산소발생모쥴(130)과 배관(131)을 통해 연결되는 산소분사노즐(230)이 설치되어 있다.

상기 배관(131)에는 일측 즉, 실내기(200)안에 배치되는 배관(131)의 일부에는 산소공급을 개폐시키는 전자밸브(232)가 갖추어져 있다. 이 전자밸브(232)는 산소분석기(미도시)에서의 실내공기 분석치와 사용자 또는 제조자가 설정한 최적의 산소농도와 비교하여 그때의 실내공기의 산소량이 적을 경우, 산소분석기로부터 신호를 받아 최적의 상태가 될때까지 동작시킬 수 있도록 하는 역할을 하는 것이다.

또한, 유체가 노즐이나 오리피스와 같이 유로의 단면적이 적어지는 부분을 통과할때에는 외부와 열량이나 일량의 교환없이 압력이 감소하게 되는데, 이 현상을 교축현상이라 하며, 상기 캐필러리 튜브(220)와 같은 가는관을 통과시켜 저온, 저압의 냉매액(실제로는 습증기)으로 만들어 증발이 쉽게 이루어지도록 하며, 냉매의 유량도 조절한다.

또한, 실외기(100)안에 구비된 상기 산소발생모쥴(130)은 공기압축기(140)과 배관(141)을 통해 연결되어 압축공기가 공급되도록 되어 있다.

또한, 본 발명은 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 흡착식의 산소발생기능을 발휘하는 산소발생기(150)를 상기 산소발생모쥴 대신에 구비할 수 있다. 상기 산소발생기(150)는 2개의 압력용기(151)(152)로 구성되고, 압력용기(151)(152)의 내부에는 각각 몰리큘러시브(molecular sieve) 또는 지올라이트재의 충전재(160)가 각각 구비되어 있다. 또한, 상기 압력용기(151)는 공기압축기(140)와 배관(141)을 통해 연결되어 있고, 다른 압력용기(152)는 배관(131)을통해 실내기(200)안으로 연결되어 전자밸브(232)의 개폐에 의해 산소가 공급되도록 되어 있다. 이때 상기 압력용기(151)는 배관(151a)를 통해 배관(131)과 연결되어 있다. 또한, 상기 압력용기(152)는 배관(152a)을 통해 다시 배관(141)과 연통되게 연결되어 있다.

상기 한쪽 압력용기(151)에 압축기(140)로부터 발생되는 압축공기가 배관(141)을 통해 공급되면, 몰리큘러 시브(160)에 질소가 포집되고, 잔류한 산소를 송출하도록 한 것이다. 이 한쪽 압력용기(151)의 몰리큘러시브(160)에 질소가 포화되기전에 다른쪽 압력용기(152)로 배관(152a)을 통해 압축공기를 절환하여 공급하므로써 연속적인 산소발생이 가능해진다. 이외의 나머지 구성은 상기 첫번째 실시예에서의 실내기와 실외기의 구성과 동일하다.

또한, 본 발명은 또 다른 실시예로서, 도 6에 도시된 바와 같이, 실내기(200)의 소정위치에 산소캔 또는 산소병(240)을 설치하고, 이 산소캔 또는 산소병(240)의 상부에 전자밸브(250)를 설치하여 일정시간 및 주기마다 전자밸브(250)를 개폐시켜 실내기의 작동에 따라 산소가 포함된 냉기를 실내로 공급되도록 한 것이다. 즉, 산소발생모쥴에서 생성된 산소를 산소병 또는 산소캔에 저장한 후 필요한 만큼 산소를 취출하도록 한 것이다. 이때 실외기(100)에는 산소발생장치를 별도로 설치하지 않은 상태이다.

도면중 미설명부호 122는 응축기팬이다.

이와 같이 구성된 본 발명에 따른 공기조화기는 실외기(100)와 실내기(200)를 가동하면, 통상의 기능을 발휘한다. 즉, 실외기(100)의 압축기(110)를 통해 냉매가스를 흡입,압축하여 고온,고압의 가스상태로 만든 다음, 이 압축기(110)로부터이송되는 냉매가스를 강제로 냉각,액화시키는 응축기(120)로 보내어져 응축된 다음, 응축기팬(122)로부터 공급되는 외부의 찬공기를 이용하여 냉각,액화시켜 냉매파이프를 통해 팽창밸브(미도시)로 이송된다. 이후 이 팽창밸브에 의해 냉매는 저온, 저압의 상태로 된 다음, 실내기(200)안에 비치된 증발기(21)로 보내어진다. 이때 블로워모터(미도시)의 작동에 따라 블로워(미도시)의 회전으로 흡입그릴(미도시)을 통해 실내의 공기가 에어필터(미도시)에 의해 여과된후, 상기 증발기(21)표면을 지날때 증발기에 의해 냉각된 후, 토출그릴(미도시)을 통해 외부로 토출되어 실내공기를 냉각시킨다.

여기서, 본 발명은 실외기(100)의 내부에 산소발생모쥴(130) 및 공기압축기(140)가 갖추어져 있어 배관(131)를 경유하여 배관(131)의 단부 즉, 실내기(200)안에 구비된 산소발생노즐(230)을 통해 산소가 공급된다. 이 공급된 산소는 실내기(200)안에 있으면서 토출그릴을 통해 냉각된 공기가 실내로 토출될때, 함께 토출되어 실내의 공기를 정화시켜, 항상 적정한 산소량을 공급하는 것이다.

또한, 배관(131)의 단부에는 전자밸브(232)가 구비되어 있어 산소공급을 개폐시키는데, 이 전자밸브(232)의 작동에 따라 실내공기의 산소량을 적절히 공급,조절하여 실내의 공기질을 향상시킬 수 있다.

또한, 산소발생모쥴(130)의 하부의 배관(132)으로는 질소가 배출된다.

한편, 본 발명은 다른 실시예로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 산소발생모쥴(130)대신에 몰리큘러시브 또는 지올라이트재의 충전재(160)가 내장된 산소발생기(150)를 구비하여 산소발생기능을 발휘할 수 있다.

상기 산소발생기(150)는 2개의 압력용기(151)(152)로 구성되어 있으면서, 공기압축기(140)로부터 발생된 압축공기를 받아 질소를 포집하고, 산소를 송출하는 것이다. 이 송출되는 산소는 배관(131)을 통해 실내기(200)안으로 공급된다. 이러므로써 산소발생기능을 할 수 있는 것이다.

또한, 도 6에 도시된 바와 같이, 실외기(100)안에는 별도의 산소발생장치를 구비하지 않고, 실내기(200)안에만 산소병 또는 산소캔(240)를 구비하여 실내기(200)의 작동에 따라 상기 산소병 또는 산소캔(240)으로부터 산소를 발생시켜 실내로 토출되게 하는 것이다. 산소의 공급을 조절하는 것은 산소병 또는 산소캔(240)의 상부에 구비된 전자밸브(250)를 통해 개폐되어 주기적으로 가능하도록 되어 있다.

이와 같이 본 발명은 실내공기의 질을 향상시켜 실내에 거주하는 사람에게 쾌적한 환경을 제공할 수 있는 효과가 있다.

상기 공기조화기는 에어컨디셔너, 에어핸들링유닛(Air Handling Unit), 팬코일유닛(Fan Coil Unit)등 다양한 형태의 장치를 의미하는 것으로, 본 발명에 따른 산소발생장치가 모두 적용가능함은 물론이다.

Claims (6)

1. 실외기와 실내기로 이루어지면서 상기 실외기의 내부에 압축기, 응축기가 갖추어지고, 실내기의 내부에 증발기가 갖추어져 있는 통상의 공기조화기에 있어서,

   상기 실외기의 내부에 별도의 산소발생모쥴과 공기압축기를 구비하고, 상기 산소발생모쥴은 배관을 통해 실내기안에 진입되는 배관의 단부측에 각각 산소발생노즐과 배관을 통해 공급되는 산소량을 조절할 수 있도록 하는 전자밸브를 갖추어지도록 한 것을 특징으로 하는 산소발생기능을 가지는 공기조화기.
2. 삭제
3. 제 1항에 있어서,

   상기 산소발생모쥴 대신에 흡착식으로 구동되는 2개의 압력용기로 이루어지는 산소발생기를 설치하되, 상기 한쪽 압력용기는 공기압축기와 배관을 통해 연결되면서 실내기로 유입되는 배관과 연결되고, 다른쪽 압력용기의 상부는 실내기로 유입되는 배관과 연결되며, 하부는 공기압축기와 한쪽 압력용기와 연결되는 배관과 연결되는 것을 특징으로 하는 산소발생기능을 가지는 공기조화기.
4. 삭제
5. 삭제
6. 실외기와 실내기로 이루어지면서, 상기 실외기의 내부에 압축기, 응축기가 갖추어지고, 실내기의 내부에 증발기가 갖추어져 있는 통상의 공기조화기에 있어서,

   상기 실내기안에 산소병 또는 산소캔을 구비하고, 이 산소병 또는 산소캔의 상부에 산소의 개폐가 이루어지도록 하는 전자밸브가 설치된 것을 특징으로 하는 산소발생기능을 가지는 공기조화기.