KR100444921B1 - 산소부화공기를 공급할 수 있는 공기조화기의산소부화공기 분리 장치 - Google Patents

산소부화공기를 공급할 수 있는 공기조화기의산소부화공기 분리 장치

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Abstract

본 발명은 산소부화공기를 공급할 수 있는 공기조화기의 산소부화공기 분리 장치에 관한 것이다. 본 발명에 따른 산소부화공기 분리 장치는, 몸체와 분리막 부재에 더하여 분리막 부재의 산소에 대한 선택적 투과성이 향상되도록 분리막 부재를 소정 온도로 가열하기 위한 가열부를 포함한다. 가열부는 몸체 둘레에 배치되는 전열선; 몸체 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 온도 센서; 및 전열선에 인가되는 전원을 단속하며, 온도 센서로부터 검출된 값이 소정치 이하이면 온되고, 소정치 이상이면 오프되는 스위치를 가진다. 이에 따라, 겨울철과 같이 추운 날씨에는 분리막 부재가 가열부에 의해 가열되므로 산소부화공기 분리 장치의 산소부화공기 분리 효율이 저하되지 않는다.

Description

산소부화공기를 공급할 수 있는 공기조화기의 산소부화공기 분리 장치{Apparatus for separating oxygen-rich air in an air conditioner capable of supplying oxygen-rich air}
본 발명은 예를 들어 본 출원인의 동일자 특허출원(명칭 "산소부화공기를 공급할 수 있는 공기조화기")에 개시된 공기조화기에 있어서 실외 공기로부터 산소부화공기를 분리하는 장치에 관한 것이다.
실내를 쾌적한 환경으로 유지하고자 하는 노력의 결과로 공기 조화기의 보급이 늘어나면서, 실내가 밀폐된 환경에서 생활하는 경우가 늘고 있다. 그러나, 실내가 밀폐된 상태로 지속되는 경우 실내 공기 중의 산소 농도가 저하되며, 이에 따라 호흡 곤란, 두통, 기억력 감퇴 등의 각종 부작용이 발생될 뿐만 아니라 심하면 성인병을 비롯한 각종 질병으로 진행된다.
이에 따라 실내 공기 중으로 산소를 공급하여 실내 공기 중의 산소 농도를 높이기 위한 장치들이 제안되었으며, 본 출원인도 동일자 특허출원에서 공기부화공기를 공급할 수 있는 공기조화기를 개시하였다.
공기조화기와 결합되어 실내 공기 중으로 산소를 공급하는 구성으로 여러 가지가 고려될 수 있지만, 구성의 간단함과 경제적인 관점에서 산소를 선택적으로 투과시키는 분리막을 이용한 방법이 주로 사용되고 있다.
도 1은 분리막을 이용하여 공기로부터 산소 농도가 높은 산소부화공기를 분리하는 장치의 일 예를 도시한다.
도시된 바와 같이, 산소부화공기 분리 장치는 내부가 빈 몸체(10) 내부에 원통관 형상을 가지는 다수의 분리막 부재(20)가 수용된 구성으로 이루어져 있다. 분리막 부재(20)와 분리막 부재(20)를 고정하는 격벽(12)에 의해 몸체(10)의 내부는 두 개의 공간(11a, 11b)으로 구획되어 있다. 분리막 부재(20)는 공기 중의 여러 원소들 중 특히 산소에 대한 선택적 투과성이 높은 성질을 가지는 재질로 이루어져 있다. 이러한 성질을 가지는 재질에는 여러 가지가 있으며, 예를 들면폴리이미드(polyimide)이다.
압축된 공기가 몸체(10)의 일측에 형성된 입구(14)를 통해 분리막 부재(20)의 내부와 소통되는 제 1 공간(11a)으로 유입되면, 제 1 공간(11a)과 제 2 공간(11b)의 압력차에 의해 제 1 공간(11a)의 공기는 분리막 부재(20)를 투과하여 제 2 공간(11b)으로 이동된다. 분리막 부재(20)가 산소에 대한 선택적 투과성이 높은 성질을 가지기 때문에, 제 2 공간(11b)으로 이동된 공기는 산소 농도가 대략 30 내지 45% 정도로 높은 공기(이하, 산소부화공기라 한다)로 된다.
제 2 공간(11b)의 산소부화공기는 몸체(10)의 외주면 일측에 형성된 산소부화공기 출구(16)를 통해 공기조화기의 실내기로 안내되고, 실내기의 일측에 설치된 산소부화공기 토출구(미도시)를 통해 실내로 토출된다. 제 1 공간(11a)에 남은 공기(이 공기는 상대적으로 질소 농도가 높기 때문에 질소부화공기라 한다)는 몸체(10)의 타측면에 형성된 질소부화공기 출구(17)를 통해 실외로 배출된다.
그러나, 상기와 같은 종래의 산소부화공기 분리 장치는 다음과 같은 단점이 있었다.
즉, 산소부화공기 분리 장치는 산소에 대한 선택적인 투과성이 우수한 분리막 부재를 이용하여 유입된 공기를 산소부화공기와 질소부화공기로 분리하는데, 온도에 따라 분리막 부재의 산소에 대한 선택적인 투과성이 달라지는 단점이 있다. 이에 따라, 겨울철과 같이 기온이 낮을 경우에는 분리막 부재의 산소에 대한 선택적인 투과성이 저하됨으로써 산소부화공기 분리 장치를 사용할 수 없는 단점이 있다.
본 발명은, 상기와 같은 점을 감안하여 안출된 것으로, 외기 온도에 관계없이 분리막 부재의 산소에 대한 선택적인 투과성이 우수하게 유지될 수 있는 산소부화공기 분리 장치를 제공하는데 그 목적이 있다.
도 1은 종래의 공기 조화기의 산소부화공기 분리 장치를 도시한 사시도.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소부화공기 분리 장치를 도시한 사시도.
* 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 *
110 : 몸체 111a : 제 1 공간
111b : 제 2 공간 112 : 격벽
120 : 분리막 부재 130 : 가열부
132 ; 전열선 134 : 온도 센서
136 : 외부 케이스
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따른 산소부화공기 분리 장치는, 하나의 입구와 제 1 및 제 2 출구를 가지며, 내부가 빈 몸체;상기 몸체 내부를 입구 및 제 1 출구와 소통되는 제 1 공간 및 제 2 출구와 소통되는 제 2 공간으로 구획하며, 공기 중의 산소에 대한 선택적 투과성을 가져 제 1 공간 및 제 2 공간의 공기를 각각 질소부화공기 및 산소부화공기로 분리하는 분리막 부재; 및상기 몸체 둘레에 배치되는 전열선과 몸체 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 전열선에 인가되는 전원을 단속하며 상기 온도 센서로부터 검출된 값이 제 1 기준치 이하면 온되고 상기 제 1 기준치보다 높은 제 2 기준치 이상이면 오프되는 스위치를 가지는 가열부를 포함한다.바람직하게는 전열선이 외부로 노출되는 것을 방지하도록 전열선과 몸체를 수용하는 외부 케이스를 더 포함할 수도 있다.
이에 따라, 겨울철과 같이 추운 날씨에는 분리막 부재가 가열부에 의해 가열되므로 산소부화공기 분리 장치의 산소부화공기 분리 효율이 저하되지 않는다.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예를 상세하게 설명한다.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 산소부화공기 분리 장치를 도시한다.
본 발명의 일 실시예에 따른 산소부화공기 분리 장치는 몸체(110)와 분리막 부재(120)와 가열부(130)를 포함한다.
몸체(110)는 내부가 빈 원통형의 부재이며, 양단이 개방된 원통관 형상을 가지는 다수의 분리막 부재(120)가 한 쌍의 격벽(112)에 의해 몸체(110)의 내부에 수용되어 있다. 분리막 부재(120)는 공기 중의 여러 원소들 중 특히 산소에 대한 선택적 투과성이 높은 성질을 가지는 재질로 이루어져 있으며, 예를 들면 폴리이미드(polyimid) 재질로 이루어져 있다. 격벽들(112)과 분리막 부재들(120)에 의해 몸체(110)의 내부는 분리막 부재(120)의 내부와 소통되는 제 1 공간(111a)과 분리막 부재(120)의 외부와 소통되는 제 2 공간(111b)으로 구획되어 있다. 몸체(110)의 입구와 질소부화공기 출구(117)는 제 1 공간(111a)과 소통되고, 산소부화공기 출구는 제 2 공간(111b)과 소통된다.
그리고, 가열부(130)는 몸체(110)를 감싸도록 몸체(110)의 외측에 설치되어 있으며, 전열선(132)과, 전원 스위치(미도시)와, 온도 센서(134)와, 외부 케이스(136)를 가진다. 전열선(132)은 몸체(110)의 둘레에 배치되어 있으며, 전원 스위치를 통해 전원과 접속되어 있다. 바람직하게는, 전열선(132)은 몸체(110)의 외주면 둘레에 나선형으로 감겨져 있다. 온도 센서(134)는 몸체(110)의 제 1 공간(111a) 또는 제 2 공간(111b) 중 어느 일측에 설치되어 있다. 전원 스위치는온도 센서(134)에서 검출된 온도에 따라 전열선(132)에 전원을 인가하거나 차단한다. 외부 케이스(136)는 몸체(110)의 외부에서 몸체(110)와 몸체(110)의 둘레에 배치된 전열선(132)을 수용하고 있다. 이에 따라 전열선(132)은 외부로 노출되지 않는다.
입구를 통해 유입되는 압축 공기는 그 중 일부가 분리막 부재(120)를 투과하여 몸체(110)의 제 1 공간(111a)으로부터 제 2 공간(111b)으로 이동된다. 제 2 공간(111b)으로 이동된 공기는 산소 농도가 높은 산소부화공기이고, 제 1 공간(111a)에 남은 공기는 질소농도가 높은 질소부화공기이다. 산소부화공기는 산소부화공기 출구와 연결된 산소부화공기 토출구를 통해 실내로 토출되며, 질소부화공기는 질소부화공기 출구(117)를 통해 실외로 배출된다.
한편, 온도 센서(134)에서 검출되는 몸체(110) 내부의 온도가 기준치, 예를 들어 10℃ 이상이면 전원 스위치는 오프(Off) 상태로 유지된다. 만약, 온도 센서(134)에서 검출되는 몸체(110) 내부의 온도가 기준치 이하이면, 전원 스위치는 온(On) 상태로 되어 전열선(132)에 전원이 인가된다. 전열선(132)에 전원이 인가되면 전열선(132)으로부터 열이 발생되며, 몸체(110)와 몸체(110) 내에 설치된 분리막 부재들(120)은 이 열에 의해 가열된다. 분리막 부재(120)가 효과적으로 작용할 수 있을 정도로 충분히 가열되면, 즉 몸체(110) 내부가 또다른 기준치, 예를 들어 60℃ 이상으로 가열되면 전원 스위치는 다시 오프된다.
상기된 바와 같은 본 발명에 따른 산소부화공기 분리 장치는 가열부를 포함하고 있으므로, 겨울철과 같이 추운 날씨에도 분리막 부재가 효과적으로 작용할 수 있도록 분리막 부재를 가열할 수 있는 장점이 있다. 이에 따라, 본 발명에 따른 산소 부화기를 채용한 산소부화공기 공급 기능을 가지는 공기 조화기는 외부의 기온에 관계없이 산소부화공기 공급 기능을 이용할 수 있는 장점이 있다.
이상에서는, 본 발명을 특정의 바람직한 실시예에 대해서 도시하고 설명하였다. 그러나, 본 발명은 상술한 실시예에만 한정되는 것은 아니며, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 이하의 특허청구범위에 기재된 본 발명의 기술적 사상의 요지를 벗어남이 없이 얼마든지 다양하게 변경실시할 수 있을 것이다.

Claims (3)

  1. 하나의 입구와 제 1 및 제 2 출구를 가지며, 내부가 빈 몸체;
    상기 몸체 내부를 입구 및 제 1 출구와 소통되는 제 1 공간 및 제 2 출구와 소통되는 제 2 공간으로 구획하며, 공기 중의 산소에 대한 선택적 투과성을 가져 제 1 공간 및 제 2 공간의 공기를 각각 질소부화공기 및 산소부화공기로 분리하는 분리막 부재; 및
    상기 몸체 둘레에 배치되는 전열선과 몸체 내부 또는 외부의 온도를 검출하는 온도 센서와, 상기 전열선에 인가되는 전원을 단속하며 상기 온도 센서로부터 검출된 값이 제 1 기준치 이하면 온되고 상기 제 1 기준치보다 높은 제 2 기준치 이상이면 오프되는 스위치를 가지는 가열 수단을 포함하는 산소 공급 기능을 가지는 공기 조화기의 산소부화공기 분리 장치.
  2. 삭제
  3. 제 2 항에 있어서, 상기 전열선이 외부로 노출되는 것을 방지하도록 상기 전열선과 몸체를 수용하는 외부 케이스를 더 포함하는 산소부화공기 분리 장치.
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