KR100448568B1 - One body oxygen generator - Google Patents

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Abstract

본 발명은 일체형 산소 발생기에 관한 것으로서, 구체적으로 복수 개의 제올라이트 베드와 산소 저장부를 하나의 구조내에 유기적으로 형성하여 산소 운반 및 압력 제공용 관의 길이에 따른 압력 손실 및 압력 누설 등을 예방하고, 공정의 복잡성을 개선한 간단한 구성을 갖는 일체형 산소 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated oxygen generator, and specifically, a plurality of zeolite beds and oxygen storage units are organically formed in one structure to prevent pressure loss and pressure leakage according to the length of the pipe for oxygen transport and pressure supply, and the process It relates to an integrated oxygen generator having a simple configuration that improves the complexity of.

본 발명에 따르면 압력스윙흡착방식 산소 발생기를 구성하는 복수개의 제올라이트 베드와 산소 드레인단 및 기타 제반 장치들을 관이 배제된 일체형으로 형성하여 관의 길이나 제올라이트 베드의 위치에 따른 압력 손실 및 압력저하를 제거할 수 있다. 그리고, 제올라이트 베드로부터 산소를 제공받는 산소 드레인단이 각각의 제올라이트 베드로부터 거의 동일한 거리에 위치하고 있으므로 각각의 공정별로 공기의 이송이 일정하게 되는 효과가 있다. 또한, 산소 발생기의 스윙 밸브 속도를 적절히 제어함에 따라 일정한 산소함량의 정량을 공급할 수 잇는 효과가 있으며, 종래에 비해 대폭 작아진 부피에 의해 소형으로 제작되어 자동차나 건물 등의 실내에 산소를 저렴한 가격으로 공급할 수있는 효과가 있다.According to the present invention, a plurality of zeolite beds and oxygen drain stages and other various devices constituting the pressure swing adsorption type oxygen generator are formed integrally without the tube, thereby reducing pressure loss and pressure drop according to the length of the tube or the position of the zeolite bed. Can be removed In addition, since the oxygen drain stage, which receives oxygen from the zeolite bed, is positioned at substantially the same distance from each zeolite bed, there is an effect that the transfer of air is constant for each process. In addition, by appropriately controlling the swing valve speed of the oxygen generator, it is possible to supply a certain amount of oxygen content, and it is manufactured in a small size by a significantly smaller volume than in the prior art, and the oxygen is cheaply priced in an interior of a car or a building. There is an effect that can be fed into.

Description

일체형 산소 발생기{ONE BODY OXYGEN GENERATOR}Integrated Oxygen Generator {ONE BODY OXYGEN GENERATOR}

본 발명은 일체형 산소 발생기에 관한 것으로서, 구체적으로 복수 개의 제올라이트 베드와 산소 저장부를 하나의 구조내에 유기적으로 형성하여 산소 운반 및 압력 제공용 관의 길이에 따른 압력 손실 및 압력 누설 등을 예방하고, 공정의 복잡성을 개선한 간단한 구성을 갖는 일체형 산소 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to an integrated oxygen generator, and specifically, a plurality of zeolite beds and oxygen storage units are organically formed in one structure to prevent pressure loss and pressure leakage according to the length of the pipe for oxygen transport and pressure supply, and the process It relates to an integrated oxygen generator having a simple configuration that improves the complexity of.

일반적으로 공기는 일종의 혼합기체로서, 주성분인 산소와 질소 외에 소량의 이산화탄소, 아르곤 등 비활성기체를 포함하고 있으며, 그중에서도 공기의 21%를 차지하는 산소는 사람이나 동물의 호흡에 필수적인 성분이라 할 수 있다.In general, air is a kind of mixed gas, and in addition to oxygen and nitrogen as main components, it contains a small amount of inert gas such as carbon dioxide and argon, and oxygen, which occupies 21% of air, is an essential component for human or animal respiration.

이러한 산소는 보통 도심속에서는 산소농도가 21%이하로 검출되나, 맑은 숲속에서는 23% ~ 25%정도이므로 미량의 산소 변화에 따라 사람이 느끼는 청량감이 달라지며, 이러한 이유에 의해서 많은 산소 발생기들이 개발되고 있으며, 근래에는 기체 혼합물로부터 특정 성분을 분리하거나 혹은 제거시켜 기체를 분리, 정제하는데 사용되는 PSA(Pressure Swing Absorption, 이하' 압력스윙흡착'이라 함)공정을 적용한 산소 발생기가 제시되고 있다.Such oxygen is usually detected in the city at less than 21% oxygen concentration, but in the clear forest, it is about 23% to 25%, so the refreshing feeling felt by the change of trace amount of oxygen changes, and many oxygen generators are developed for this reason. Recently, an oxygen generator using a PSA (Pressure Swing Absorption) process, which is used to separate or purify a gas by separating or removing a specific component from a gas mixture, has been proposed.

특히 압력스윙흡착방식의 산소발생기는 1938년 처음으로 Besser등에 의해 연구된 이래 뛰어난 흡착,분리특성에 의해 분리공정에서 널리 사용되어 지는 합성 지올라이트를 사용한 것이며, 세부적인 공정은 다음과 같이 4공정으로 나누어 진다.In particular, the pressure swing adsorption oxygen generator is a synthetic zeolite which is widely used in the separation process due to its excellent adsorption and separation characteristics since it was first studied by Besser et al. In 1938. Divided.

먼저, 제 1 공정에서는 압축된 공기가 흡착제(Zeolite)로 충전된 제올라이트 베드(미도시)를 통과하면서, 강흡착 성분인 질소는 흡착제에 흡착되고, 약흡착 성분인 산소는 그대로 통과되어 생산가스로 나온다.First, while compressed air passes through a zeolite bed filled with zeolite (not shown), nitrogen as a strong adsorption component is adsorbed to the adsorbent, and oxygen as a weak adsorption component is passed through as a production gas. Comes out.

그리고, 제 2공정에서는 흡착탑 I이 강흡착 성분인 질소로 포화되면 흡착탑I로의 공기 공급이 끝나고, 흡착탑 II로 압축공기가 공급되어지며 흡착탑 I에서와 같은 공정을 거친며, 이와 동시에 고압상태인 흡착탑 I은 입구가 열리며 감압되며 질소의 탈착이 이루어진다.In the second process, when the adsorption tower I is saturated with nitrogen, which is a strong adsorption component, the air supply to the adsorption tower I is finished, the compressed air is supplied to the adsorption tower II, and the adsorption tower I undergoes the same process as in the adsorption tower I. I is depressurized with the inlet open and nitrogen desorption occurs.

제3공정은 감압이 끝이 나면 출구가 열리면서 고압의 산소가 유입되어 흡착탑을 세정하게 된다. 흡착탑 II는 계속 압축공기가 공급되며 질소로 포화 될때까지 공정이 진행된다.In the third process, when the decompression is finished, the outlet is opened and high pressure oxygen is introduced to clean the adsorption tower. The adsorption tower II continues to supply compressed air and continue the process until it is saturated with nitrogen.

제4공정은 흡착탑 II가 질소로 포화되면 입구가 닫히며 감압 단계로 넘어간다. 동시에 세정된 흡착탑 I은 다시 압축공기가 공급되며 산소를 발생하게 된다. 이와같은 일련의 공정을 반복하며 연속적으로 산소를 발생시키게 된다.In the fourth process, when the adsorption tower II is saturated with nitrogen, the inlet is closed and the pressure is reduced. At the same time, the cleaned adsorption tower I is supplied with compressed air and generates oxygen. This series of processes is repeated to generate oxygen continuously.

이상과 같은 공정들을 적용하여 산소를 발생하는 종래의 PSA 산소 발생기의 전체 계통을 도 1에 나타내었다The overall system of a conventional PSA oxygen generator generating oxygen by applying the above processes is shown in FIG. 1.

도 1에서는 위에서 언급한 흡착탑 대신 제올라이트 베드라고 명명하였으나, 이는 개념상 동일한 것이며, 한 예로 3개의 제올라이트 베드를 병행 설치되어 있으며, 콤프레셔에 의해 압축된 공기를 각각의 제올라이트 베드로 일정한 시간 간격을 두고 순차적으로 주입하기 위하여 스윙 밸브를 배치하였다.In FIG. 1, the zeolite bed is named instead of the above-mentioned adsorption tower, but it is conceptually the same. For example, three zeolite beds are installed in parallel, and the air compressed by the compressor is sequentially spaced at a predetermined time interval to each zeolite bed. The swing valve was placed for injection.

각각의 제올라이트 베드는 그 출력단이 모두 산소 드레인단으로 집결되도록 연결되어 있으며, 산소 드레인단에서는 집적된 산소를 밸브의 개폐에 따라 외부로 배출하도록 구성되어 있다.Each zeolite bed is connected such that the output stages are all collected at an oxygen drain stage, and the oxygen drain stage is configured to discharge the accumulated oxygen to the outside as the valve is opened and closed.

이와 같은 구성에서 각각의 공정별로 발생하는 공기의 이송은 공압용 배관 유니트와 배관 또는 연결 파이프로 구성되어 있는데, 도 1에 나타나듯이 제올라이트 베드의 위치에 따라 산소 드레인단과의 거리가 다르므로, 관의 길이에 따른 압력손실 및 압력 저하가 발생하는 원인이 된다.In this configuration, the air transfer generated by each process is composed of a pneumatic piping unit and a pipe or a connecting pipe. As shown in FIG. 1, the distance from the oxygen drain stage is different depending on the position of the zeolite bed. Pressure loss and pressure drop along the length may occur.

그리고, 관의 길이가 다름에 따라 발생하는 압력차이는 제올라이트 베드의 수명이나 공기의 흡착률을 저하시켜 공정원가를 상승시키고, 수시로 제올라이트 베드의 상태를 점검하거나 유지보수하는데 들어가는 공정이 복잡해지게 되는 등의 많은 문제점이 발생한다.In addition, the pressure difference generated as the length of the pipe decreases increases the process cost by lowering the lifetime of the zeolite bed or the adsorption rate of air, and complicates the process for checking or maintaining the state of the zeolite bed from time to time. Many problems arise.

본 발명은 상술한 바와 같은 문제를 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 제올라이트 베드를 이용한 산소 발생기에서 각각의 공정별로 공기의 이송을 일정하게 할 수 있도록 하여, 관의 길이나 제올라이트 베드의 위치에 따른 압력손실 및 압력저하를 방지할 수 있도록 함에 있다.The present invention is to solve the problems as described above, an object of the present invention is to ensure a constant transport of air for each process in the oxygen generator using a zeolite bed, the length of the tube or the position of the zeolite bed To prevent the pressure loss and pressure drop.

본 발명의 다른 목적은 후술될 구성 및 작용에서 더욱 상세히 설명될 것이다.Other objects of the present invention will be described in more detail in the configurations and operations described below.

도 1은 종래의 PSA 산소 발생기를 나타내기 위한 계통도.1 is a system diagram for showing a conventional PSA oxygen generator.

도 2는 본 발명에 따른 일체형 산소 발생기를 나타내기 위한 전체 사시도.2 is an overall perspective view for showing the integrated oxygen generator according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 상부 커버의 수평 단면도.3 is a horizontal cross-sectional view of the top cover according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 하부 커버의 수직 단면도.4 is a vertical sectional view of the lower cover according to the invention.

도 5는 본 발명에 따른 압축기를 나타내는 전체 사시도.도 6은 본 발명에 따른 상부 커버의 사시도.도 7은 발생 산소의 이동을 나타내어주는 상부 커버의 수직 단면도.Figure 5 is an overall perspective view of the compressor according to the present invention. Figure 6 is a perspective view of the upper cover according to the present invention. Figure 7 is a vertical sectional view of the upper cover showing the movement of generated oxygen.

*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명** Description of the symbols for the main parts of the drawings *

21, 22, 23: 제올라이트 베드 40: 공기 여과부21, 22, 23: zeolite bed 40: air filter

50: 산소 드레인 수단 60: 스윙 밸브50: oxygen drain means 60: swing valve

80: 상부 커버 120: 관통홀80: upper cover 120: through hole

70: 산소 유입구 90: 하부 커버70: oxygen inlet 90: lower cover

110: 공기 압축부 130: 모터110: air compression unit 130: motor

본 발명에 따른 일체형 산소 발생기는, 하측에 공기가 유입되는 공급 단부를 가지고, 내측에는 공기중에서 우선적으로 흡착성이 강한 성분을 흡착하는 제올라이트를 함유하며, 상측에 상기 제올라이트에 의해 흡착된 공기로 부터 유출된 산소가 흘러 나가는 유출 단부를 가지되, 원통으로 형성된 복수개의 제올라이트 베드로 이루어진 공기 여과부와; 상기 제올라이트 베드와 동일한 형상의 원통으로 소정 점을 중심으로 원형배치되며, 인접된 면이 상호 면접되어 이루어진 산소 드레인 수단과; 상기 공기 여과부의 하측에 위치하는 공급 단부에 소정 시간 간격에 따라 순차적으로 압축 공기를 제공하기 위한 스윙 밸브와; 상기 공기 여과부 및 산소 드레인 수단의 상부를 덮어주기 위한 것으로, 그 중심부에 상기 제올라이트 베드에서 유출된 산소가 상기 산소 드레인 수단으로 유입될 수 있도록 경로를 제공하기 위한 산소 유입구가 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 상부 커버;를 갖는 것을 특징으로 한다.The integrated oxygen generator according to the present invention has a supply end through which air flows in the lower side, contains a zeolite that adsorbs a highly adsorbable component in the air preferentially in the air, and flows out from the air adsorbed by the zeolite on the upper side. An air filtration part having an outlet end through which the oxygen flows out, the air filter comprising a plurality of zeolite beds formed in a cylinder; An oxygen drain means having a cylindrical shape having the same shape as that of the zeolite bed and having a circular arrangement around a predetermined point, wherein adjacent surfaces are interviewed with each other; A swing valve for sequentially supplying compressed air at a predetermined time interval to a supply end positioned below the air filtration unit; The upper portion of the air filtering portion and the oxygen drain means, the oxygen inlet for providing a path so that the oxygen flowing out of the zeolite bed flows into the oxygen drain means is formed to protrude outward Characterized in that it has a top cover.

그리고, 모터의 일축에 연설된 피스톤의 왕복운동에 의해 공기를 흡입 및 압축하여 상기 스윙 밸브측으로 인가하는 압축기를 더 포함하고, 모터의 타축에는 웜기어와 같은 소정 기어가 연동되며, 상기 소정 기어에 의해 감속 또는 가속된 회전력이 상기 스윙 밸브로 인가되도록 구성되는 것으로, 바람직하게는 감속 또는 가속된 회전력에 의해 상기 압축기로부터 인가되는 압축 공기는 상기 스윙 밸브에 의해 상기 공기 여과부측으로 대략 20초 정도의 시간 간격을 두고, 순차적으로 제공하도록 설정되는 것이다.The compressor further includes a compressor that sucks and compresses air by the reciprocating motion of the piston spoken to one shaft of the motor and applies the compressed air to the swing valve side. A predetermined gear, such as a worm gear, is interlocked with the other shaft of the motor. The decelerated or accelerated rotational force is configured to be applied to the swing valve. Preferably, the compressed air applied from the compressor by the decelerated or accelerated rotational force is about 20 seconds to the air filter part by the swing valve. It is set to be provided at intervals and sequentially.

그리고, 상기 모터를 제어하는 모터 제어수단을 더 가지며, 상기 모터 제어수단의 제어에 의해 상기 모터의 회전 속도가 제어됨에 따라 공기의 압축률과 스윙 밸브의 공기제공시간이 제어될 수 있으며, 상기 산소 드레인 수단에 유입되어 저장되는 산소의 양을 감지하여 상기 모터 제어수단으로 감지신호를 인가함으로써 일정한 산소가 공급되도록 하는 산소 감지 센서가 더 포함될 수 있다.The apparatus further includes a motor control means for controlling the motor, and as the rotational speed of the motor is controlled by the control of the motor control means, the compression ratio of air and the air providing time of the swing valve can be controlled, and the oxygen drain An oxygen detecting sensor may be further included to sense an amount of oxygen introduced into and stored in the means and to supply a constant oxygen by applying a detection signal to the motor control means.

이하, 첨부한 도면을 참조로 본 발명의 바람직한 실시예를 상세히 설명한다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 바람직한 일 실시예를 나타내는 사시도로서, 전체적으로 공기 여과부(40), 산소 드레인 수단(50), 스윙밸브(60), 상부 커버(80), 하부 커버(90) 및 공기 압축부(110)로 구성된다.Figure 2 is a perspective view showing a preferred embodiment according to the present invention, the air filter 40, oxygen drain means 50, swing valve 60, upper cover 80, lower cover 90 and air as a whole Compression section 110 is configured.

구체적으로 공기 여과부(40)는 제 1 제올라이트 베드(21), 제 2 제올라이트 베드(22) 및 제 3 제올라이트 베드(23)로 명명한 복수 개의 제올라이트 베드들로 구성되는데, 각각의 제올라이트 배드(21),(22),(23)는 하측에 압축 공기가 유입되는 공급 단부(미도시)를 가지며, 내측에는 유입된 압축 공기중에서 우선적으로 흡착성이 강한 성분을 흡착하는 제올라이트(미도시)를 함유하며, 상측에는 상기 제올라이트에 의해 질소 등이 흡착된 후에 최종적으로 외부로 산소가 유출되는 유출 단부(미도시)를 가진다.Specifically, the air filtering unit 40 is composed of a plurality of zeolite beds, which are referred to as the first zeolite bed 21, the second zeolite bed 22, and the third zeolite bed 23, each of the zeolite beds 21 ), (22), (23) has a supply end (not shown) in which compressed air is introduced into the lower side, and contains a zeolite (not shown) that adsorbs a highly adsorptive component in the compressed air introduced therein. The upper side has an outlet end (not shown) in which oxygen is finally discharged to the outside after nitrogen or the like is adsorbed by the zeolite.

이러한 제올라이트 베드(21), (22), (23)들은 도 2의 사시도와 도 3의 상부 커버(80) 단면도에서 알수 있듯이 서로 밀착되도록 배치되는데, 일 실시예로 3개의 제올라이트 베드(21), (22), (23)와 하나의 산소 드레인단(50)이 모여 그 단면이 클로버 형상이 되도록 배치된다.이와 같은 배치구조는 압축공기를 흡입하여 산소를 분리해내는 제올라이트 베드의 필터링 특성상 산소를 발생시키기 위한 압축 공기가 제올라이트 베드 내부로 가장 골고루 효율적으로 분산되기 위해서는 원통형상의 형태가 가장 효율적임을 고려한 구성이며, 완전히 원통형상 4개를 같이 모이도록 구성하는 금형은 제작이 곤란하고, 내측에 십자형상에 가까운 비효율적 공간부가 발생하는 반면, 실시예와 같은 클로버 단면 구조는 금형 제작이 용이하고, 산소 발생의 효율저하가 거의 없게 되는 것이다.These zeolite beds 21, 22, 23 are arranged to be in close contact with each other, as can be seen in the perspective view of Figure 2 and the top cover 80 of Figure 3, in one embodiment three zeolite beds 21, (22) and (23) and one oxygen drain stage 50 are arranged so that their cross-section is clover-shaped. Such an arrangement allows oxygen to be absorbed due to the filtering characteristics of the zeolite bed that separates oxygen by sucking compressed air. In order to distribute the compressed air most efficiently and efficiently into the zeolite bed, the cylindrical shape is considered to be the most efficient. A mold composed of four completely cylindrical shapes is difficult to manufacture and has a cross shape inside. While the inefficient space portion close to is generated, the cross-sectional structure of the clover as in the embodiment is easy to manufacture the mold and there is almost no decrease in the efficiency of oxygen generation. Will.

그리고, 이와 같은 클로버 형태의 단면을 갖는 공기 여과부(40)의 중심부위에 도 3과 같이 상부 커버(80)의 관통홀(120)이 위치하도록 구성되며, 이러한 본 발명에 따른 구성은 종래 방식에서 일반적으로 산소의 이송에 이용되는 관을 배제시키는 구성이 가능해지도록 하기 위해 상부 커버(80)에서 관통되어있는 부분으로 산소가 통과하도록 구성된 것이다.즉, 제올라이트 베드(21),(22),(23)측으로부터 순차적으로 발생된 산소는 상부 커버(80)측의 관통홀 (120)을 통해 차례로 상부 커버(80)의 내측으로 유입되며, 유입된 산소는 도 6의 사시도와 도 7의 단면도에서 나타나는 바와 같이 상부 커버의 돌출된 내측 공간부 즉, 산소 유입구(70)를 경유하여 관통홀(120)을 통해 산소 드레인 수단(50)측으로 유입되어 모이게 구성된다.상기와 같은 배치구조는 그 중심에 모든 제올라이트 베드(21),(22),(23)와 산소 드레인 수단(50)간의 산소 경로로 상부 커버(80)를 이용함에 따라, 리브나 관 등이 배제된 형태로 용이한 실시가 가능하게 되며, 이러한 이유에서 볼때 중심에 산소 경로를 제공할 수 있는 관통홀(120)과 내측에 산소 유입구(70)를 갖는 상부커버(80)의 격벽을 4분할, 5분할 등으로 분할하는 배치 또한 충분히 실시 가능한 것이며, 도 2에 제시되어 있는 형상은 하나의 실시예임을 주지하여야 한다.그리고, 상기 공기 여과부(40)와 산소 드레인 수단(50)에는 공통적으로 상부와 하부를 커버하는 상부 커버(80)와 하부 커버(90)가 덮고 있는데, 도 3에서는 하측방향에서 위로 바라본 상부 커버(80)의 수평 단면 형상을 잘 나타내고 있다.도 3에서는 제올라이트 베드 (21), (22), (23)에서 발생된 산소가 상부 커버(80)의 내측에 마련된 공간 즉 산소 유입구(70)로 유입되기 위한 역할을 수행하는 관통홀 (120)이 잘 나타나 있으며, 도 3에서와 같이 관통홀 (120)이 각각의 제올라이트 베드 (21), (22), (23)의 상측 중에서 소정 영역만큼 관통 형성되어 있는 이유는 제올라이트 베드의 상측 부분에서 공기압적인 구성을 고려할 때 개방된 부위가 너무 많으면 제올라이트 베드 내부의 압력이 저하되어 산소 이외의 성분을 흡착시키는 공정 수행에 지장을 초래할 수 있기 때문이다.In addition, the through hole 120 of the upper cover 80 is positioned on the center of the air filtration unit 40 having such a clover-shaped cross section as shown in FIG. 3. In general, it is configured to allow oxygen to pass through the portion penetrated in the upper cover 80 so as to allow a configuration to exclude a tube used for oxygen transfer. That is, the zeolite beds 21, 22, 23 The oxygen generated sequentially from the) side is sequentially introduced into the upper cover 80 through the through hole 120 on the upper cover 80 side, and the introduced oxygen appears in the perspective view of FIG. 6 and the cross-sectional view of FIG. 7. As shown in the drawing, the upper inner cover of the upper cover, that is, the oxygen inlet 70 passes through the through hole 120 and flows into the oxygen drain means 50.By using the upper cover 80 as an oxygen path between the allite beds 21, 22, 23 and the oxygen drain means 50, it is possible to easily implement the form in which ribs and pipes are excluded. For this reason, the arrangement of dividing the partition wall of the upper cover 80 having the through-hole 120 and the oxygen inlet 70 therein, which can provide the oxygen path in the center, into 4 divisions, 5 divisions, etc. is also sufficient. It should be noted that the shape shown in FIG. 2 is one embodiment. The upper cover 80 which covers the upper and lower parts of the air filtration part 40 and the oxygen drain means 50 in common. ) And the lower cover 90 are illustrated in FIG. 3, which shows the horizontal cross-sectional shape of the upper cover 80 viewed upward from the lower side. In FIG. 3, the zeolite beds 21, 22, and 23 are shown. The space where the generated oxygen is provided inside the upper cover 80, namely The through hole 120 that serves to enter the small inlet 70 is shown well, as shown in Figure 3 through hole 120 of each of the zeolite bed (21), (22), (23) The reason why the upper part of the zeolite bed is penetrated by a predetermined area is that if there are too many open parts in the upper part of the zeolite bed, the pressure inside the zeolite bed is lowered, which may interfere with the process of adsorbing components other than oxygen. Because it can.

위와 같은 구성을 갖는 공기 여과부(40)의 하부에는 복수 개의 제올라이트 베드(21), (22), (23)에 소정 시간간격에 따라 순차적으로 압축공기를 제공하기 위한 스윙 밸브(60)가 구성되는데, 스윙 밸브(60)에는 압축공기가 지나갈 수 있는 압축공기 인가용 관통홀(미도시)이 형성되어 있으며, 스윙 밸브(60)가 소정 시간간격으로 회전함에 따라 압축 공기 인가용 관통홀(미도시)이 제올라이트 베드(21), (22), (23)의 하부에 순차적으로 위치하게 되어 제올라이트 베드(21), (22), (23)에 소정 시간동안 순차적으로 압축공기가 제공되어질 수 있도록 구성된다.The lower portion of the air filter 40 having the configuration described above is a swing valve 60 for sequentially providing compressed air to the plurality of zeolite beds 21, 22, 23 according to a predetermined time interval is configured The swing valve 60 has a through hole for applying compressed air through which the compressed air can pass (not shown), and the through hole for applying compressed air as the swing valve 60 rotates at a predetermined time interval (not shown). H) are sequentially positioned below the zeolite beds 21, 22 and 23 so that the compressed air can be sequentially provided to the zeolite beds 21, 22 and 23 for a predetermined time. It is composed.

또한, 소정 모터(130)가 도 5와 같이 공기 여과부(100)의 일측에 부착되어 피스톤 왕복운동에 의해 공기를 흡입 및 압축하여 스윙 밸브(60)측에 인가하는 압축기가 구성된다.In addition, a predetermined motor 130 is attached to one side of the air filtering unit 100 as shown in Figure 5 is configured to suck and compress air by the piston reciprocating motion to apply to the swing valve 60 side.

이상과 같은 구성을 갖는 일체형 산소 발생기의 동작 흐름은 다음과 같다.The operation flow of the integrated oxygen generator having the above configuration is as follows.

먼저, 모터(130)의 축에 연동되는 공기 압축부(110)에서 공기를 흡입하여 피스톤 왕복운동에 의해 공기를 압축하여 스윙 밸브(60)측으로 인가한다.First, the air is sucked from the air compression unit 110 interlocked with the shaft of the motor 130 to compress air by the piston reciprocating motion and apply it to the swing valve 60 side.

이때, 스윙 밸브(60)의 압축 공기 인가용 관통홀(미도시)이 현재 제 1 제올라이트 베드(21)의 압축 공기 공급 단부(미도시)측에 위치하고 있다면, 압축 공기 인가용 관통홀(미도시)를 통과한 압축 공기는 제 1 제올라이트 베드(21)측으로 유입되며, 유입된 공기중에서 강흡착 성분인 질소는 제올라이트(미도시)에 흡착되고, 약흡착 성분인 산소는 제올라이트를 통과하여 제올라이트 베드(21) 외부로 밀려나오게 되며, 이때 외부로 배출되는 산소는 제올라이트 베드(21)의 상측이 상부 커버(80)에 의해 막혀있는 관계로 상부 커버(80)의 관통홀(120)을 통과하여 도 7에 게시된 상부 커버(80)의 내측에 마련된 산소 유입구(70)로 나가게 되며, 내측 공간부(86)에서 일차적으로 모이는 산소는 산소 드레인 수단(50)으로 유입되어 모이게 된다.At this time, if the compressed air applying through hole (not shown) of the swing valve 60 is currently located at the compressed air supply end (not shown) side of the first zeolite bed 21, the compressed air applying through hole (not shown) The compressed air passing through) is introduced into the first zeolite bed 21, and nitrogen, which is a strong adsorption component, is adsorbed to the zeolite (not shown), and oxygen, which is a weak adsorption component, passes through the zeolite to form the zeolite bed ( 21) It is pushed out, and the oxygen discharged to the outside passes through the through-hole 120 of the upper cover 80, the upper side of the zeolite bed 21 is blocked by the upper cover 80, Figure 7 The oxygen inlet 70 provided inside the upper cover 80 posted in the exit, the oxygen collected primarily in the inner space 86 is introduced into the oxygen drain means 50 is collected.

그리고, 제 1 제올라이트 베드(21)에서의 산소 발생 공정이 끝나는 소정 시간이 되면 스윙 밸브(60)의 관통홀(미도시)이 제 2 제올라이트 베드(22)의 압축 공기 공급 단부(미도시)측으로 회전하여 위치하며, 제 1 제올라이트 베드(21)내의 압력이 감압되어 질소의 탈착이 이루어짐과 동시에 제 2 제올라이트 베드(22)에서는 질소의 흡착, 산소의 통과가 다시 이루어지게 된다.When the oxygen generation process in the first zeolite bed 21 ends, the through hole (not shown) of the swing valve 60 moves toward the compressed air supply end (not shown) of the second zeolite bed 22. It is positioned to rotate, the pressure in the first zeolite bed 21 is reduced to desorption of nitrogen and at the same time the adsorption of nitrogen and the passage of oxygen in the second zeolite bed 22 is made again.

제 2 제올라이트 베드(22)에서도 질소의 흡착후에 약흡착 성분인 산소가 외부로 나오게 되며, 여기서도 위의 제 1 제올라이트 베드(21)과 유사한 메커니즘, 즉, 상기 관통홀(120)을 통해 상부 커버(80)의 내측에 마련된 산소 유입구(70)에 일차로 모인 산소는 상기 관통홀(120)을 통해 산소 드레인 수단(50)으로 유입되어 모이게 되며, 산소 드레인 수단(50)측에서 볼때는 제 1 제올라이트 베드(21)에서 발생되어 유입된 산소에 이어 계속하여 제 2 제올라이트 베드(22), 제 3 제올라이트 베드(23), 또다시 제 1 제올라이트 베드(21), 제 2 제올라이트 베드(22) 등과 같은 순서로 순환하면서 산소가 모이게 된다.In the second zeolite bed 22, oxygen, which is a weak adsorption component, comes out after the adsorption of nitrogen. Here, the upper cover (through the through hole 120) is similar to the mechanism of the first zeolite bed 21. Oxygen collected primarily in the oxygen inlet 70 provided inside the 80 is introduced into the oxygen drain means 50 through the through-hole 120 and collected, and when viewed from the oxygen drain means 50 side, the first zeolite Subsequent to the oxygen generated and introduced in the bed 21, the second zeolite bed 22, the third zeolite bed 23, the first zeolite bed 21, the second zeolite bed 22, and the like are sequentially arranged. Oxygen is collected during the cycle.

결국, 상술한 바와 같은 구조는 종래와는 달리 공기 압축부(110)에서 스윙 밸브(60)측으로 인가되는 부분만을 제외한다면 공기의 흐름을 유도하는 관이 필요치 않은 구성을 가질 수 있으며, 하나의 일체로 이루어진 간소한 구성으로 원활한 산소 발생이 이루어 질 수 있다.As a result, the structure as described above may have a configuration that does not require a pipe for inducing the flow of air, except for the portion that is applied to the swing valve 60 in the air compression unit 110, unlike the prior art, one integral The simple configuration consists of a smooth oxygen generation can be made.

상술한 바와 같이 본 발명의 바람직한 실시예에 대해 상세히 설명하였지만, 본 발명의 분야에 속하는 통상의 지식을 가진 자라면 본 발명의 정신 및 범위를 벗어나지 않는 범위내에서 본 발명을 얼마든지 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 잘 알것이며, 본 발명의 진정한 기술적 보호범위는 특허청구범위에 의하여 정해져야 할 것이다.Although the preferred embodiment of the present invention has been described in detail as described above, those skilled in the art will be able to modify or change the present invention as many as possible without departing from the spirit and scope of the present invention. It will be appreciated that the true technical protection scope of the present invention should be defined by the claims.

본 발명에 따르면 압력흡착방식 산소 발생기를 구성하는 복수개의 제올라이트 베드와 산소 드레인단 및 기타 제반 장치들을 관이 배제된 일체형으로 형성하여 관의 길이나 제올라이트 베드의 위치에 따른 압력 손실 및 압력저하를 제거할 수 있다.According to the present invention, a plurality of zeolite beds, oxygen drain stages, and other various devices constituting the pressure adsorption type oxygen generator are formed integrally without a tube, thereby eliminating pressure loss and pressure drop according to the length of the tube or the position of the zeolite bed. can do.

그리고, 제올라이트 베드로부터 산소를 제공받는 산소 드레인단이 각각의 제올라이트 베드로부터 거의 동일한 거리에 위치하고 있으므로 각각의 공정별로 공기의 이송이 일정하게 되는 효과가 있다.In addition, since the oxygen drain stage, which receives oxygen from the zeolite bed, is positioned at substantially the same distance from each zeolite bed, there is an effect that the transfer of air is constant for each process.

또한, 산소 발생기의 스윙 밸브 속도를 적절히 제어함에 따라 일정한 산소함량의 정량을 공급할 수 잇는 효과가 있으며, 종래에 비해 대폭 작아진 부피에 의해 소형으로 제작되어 자동차나 건물 등의 실내에 산소를 저렴한 가격으로 공급할 수 있는 효과가 있다.In addition, by appropriately controlling the swing valve speed of the oxygen generator, it is possible to supply a certain amount of oxygen content, and it is manufactured in a small size by a significantly smaller volume than in the prior art, and the oxygen is cheaply priced in an interior of a car or a building. There is an effect that can be supplied.

Claims (5)

일체형 산소 발생기에 있어서,In the integrated oxygen generator, 하측에 공기가 유입되는 공급 단부를 가지고, 내측에는 공기중에서 우선적으로 흡착성이 강한 성분을 흡착하는 제올라이트를 함유하며, 상측에 상기 제올라이트에 의해 흡착된 공기로 부터 유출된 산소가 흘러 나가는 유출 단부를 가지되, 원통으로 형성된 복수개의 제올라이트 베드로 이루어진 공기 여과부와;It has a supply end in which air flows in the lower side, and it contains the zeolite which adsorbs a component adsorbable preferentially in air inside, and has an outflow end which flows out the oxygen which flowed out from the air adsorbed by the said zeolite in the upper side. An air filtration part including a plurality of zeolite beds formed in a cylinder; 상기 제올라이트 베드와 동일한 형상의 원통으로 소정 점을 중심으로 원형배치되며, 인접된 면이 상호 면접되어 이루어진 산소 드레인 수단과;An oxygen drain means having a cylindrical shape having the same shape as that of the zeolite bed and having a circular arrangement around a predetermined point, wherein adjacent surfaces are interviewed with each other; 상기 공기 여과부의 하측에 위치하는 공급 단부에 소정 시간 간격에 따라 순차적으로 압축 공기를 제공하기 위한 스윙 밸브와;A swing valve for sequentially supplying compressed air at a predetermined time interval to a supply end positioned below the air filtration unit; 소정 모터의 일축에 연설된 피스톤의 왕복운동에 의해 공기를 흡입 및 압축하여 상기 스윙 밸브측으로 인가하는 압축기와;A compressor for sucking and compressing air by the reciprocating motion of the piston extended to one axis of a predetermined motor and applying the air to the swing valve side; 상기 공기 여과부 및 산소 드레인 수단의 상부를 덮어주기 위한 것으로, 그 중심부에 상기 제올라이트 베드에서 유출된 산소가 상기 산소 드레인 수단으로 유입될 수 있도록 경로를 제공하기 위한 산소 유입구가 외측으로 돌출되게 형성되어 있는 상부 커버;를 갖는 것을 특징으로 하는 일체형 산소 발생기.The upper portion of the air filtering portion and the oxygen drain means, the oxygen inlet for providing a path so that the oxygen flowing out of the zeolite bed flows into the oxygen drain means is formed to protrude outward An integrated oxygen generator having an upper cover. 삭제delete 삭제delete 제 1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 모터를 제어하는 모터 제어수단을 더 가지며, 상기 모터제어수단의 제어에 의해 상기 모터의 회전 속도가 제어됨에 따라 공기의 압축률과 스윙 밸브의 공기제공시간이 제어됨을 특징으로 하는 일체형 산소 발생기.And a motor control means for controlling the motor, wherein the compression rate of the air and the air providing time of the swing valve are controlled as the rotational speed of the motor is controlled by the control of the motor control means. 제 1항 또는 제 4항에 있어서,The method according to claim 1 or 4, 상기 산소 드레인 수단에 유입되어 저장되는 산소의 양을 감지하여 상기 모터 제어수단으로 감지신호를 인가함으로써 일정한 산소가 공급되도록 하는 산소 감지 센서가 더 포함되는 것을 특징으로 하는 일체형 산소 발생기.And an oxygen detecting sensor configured to detect an amount of oxygen introduced into and stored in the oxygen drain means and apply a detection signal to the motor control means to supply a constant oxygen.
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