KR100686107B1 - Device for sensing pressure leakage in oxygen generator - Google Patents
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Abstract
본 발명은 산소발생기의 공기 유로를 형성하는 관로에 설치되어 공기압의 누설을 감지하는 산소발생기의 압력누설 감지장치에 관한 것으로, 본 발명의 압력누설 감지장치는, 공기펌프에 의해 외부의 공기를 인입하여 가압에 의해 질소의 흡착과정을 수행함으로써 산소를 분리시켜 사용자에 배출하도록 된 산소발생기에 있어서, 상기 공기펌프와 산소분리장치를 연결하는 관로 상에 수직하게 연통된 중공의 몸체와; 상기 몸체 내의 하단부에 몸체 내주면을 따라 밀폐되게 설치되어 관로를 따라 유동하는 공기압에 의해 팽창 및 수축가능하도록 된 유연한 격막과; 상기 격막의 상부에 소정의 수두로 채워진 전해질액과; 외부 전원과 연결되고, 상기 격막의 상하 진동에 의해 변화되는 전해질액의 수두에 따라서 전해질액에 담겨져 전류가 흐를 수 있도록 상기 몸체 상단부에 서로 다른 높이로 설치된 다수의 전극봉과; 상기 전극봉에 연결되어 전류의 흐름 상태를 사용자에게 가시적으로 전달하여 주는 발광소자를 포함하여 구성된다.The present invention relates to a pressure leak detection device for an oxygen generator installed in a pipeline forming an air flow path of an oxygen generator, the pressure leak detection device of the oxygen generator, the pressure leakage detection device of the present invention draws in the outside air by the air pump An oxygen generator isolating the oxygen by performing the adsorption process of nitrogen by pressurization to be discharged to the user, comprising: a hollow body vertically communicated on the pipe connecting the air pump and the oxygen separation device; A flexible diaphragm installed at a lower end of the body in a sealed manner along the inner circumferential surface of the body to expand and contract by air pressure flowing along a pipe line; An electrolyte solution filled with a predetermined head on the diaphragm; A plurality of electrode rods connected to an external power source and installed at different heights in the upper end of the body so that current flows in the electrolyte solution according to the head of the electrolyte solution changed by vertical vibration of the diaphragm; It is configured to include a light emitting device connected to the electrode to visually transfer the current flow state to the user.
산소발생기, 압력감지장치Oxygen Generator, Pressure Sensing Device
Description
도 1은 일반적인 산소발생기의 구성을 나타낸 구성도1 is a configuration diagram showing the configuration of a typical oxygen generator
도 2는 본 발명에 따른 압력누설 감지장치의 구성을 나타낸 요부단면도2 is a sectional view showing the main parts of the pressure leakage detecting apparatus according to the present invention;
* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *Explanation of Reference Symbols in Major Parts of Drawings
600 - 감지장치 610 - 몸체600-Sensor 610-Body
620 - 격막 631~634 - 전극봉620-
A, B, C - 발광다이오드 L - 전해질액A, B, C-light emitting diode L-electrolyte
본 발명은 산소발생기에 관한 것으로, 특히 산소발생기의 공기 유로를 형성하는 관로에 설치되어 공기압의 누설을 감지하도록 된 산소발생기의 압력누설 감지장치에 관한 것이다.The present invention relates to an oxygen generator, and more particularly, to an apparatus for detecting pressure leakage of an oxygen generator installed in a conduit forming an air flow path of an oxygen generator to detect leakage of air pressure.
일반적으로, 산소발생기는 대기중에 포함된 21%의 산소를 분리하여 사용자에게 공급할 수 있도록 한 것으로, 주지된 바와 같이 물을 전기분해하는 방식, 화학물질의 반응에 의한 방식 등을 이용할 수 있으나, 이러한 방식들은 취급상의 번거 로움과 안정성이 낮다는 문제점을 안고 있었다.In general, the oxygen generator is to be supplied to the user by separating the oxygen of 21% contained in the atmosphere, it is possible to use a method such as the electrolysis of water, the reaction of chemicals, etc. The methods suffered from troublesome handling and low stability.
따라서, 근래에는 대기로부터 산소를 흡착 및 탈착시키는 과정을 수행하는 방식을 사용하여 산소를 분리 공급하는 산소발생기가 주로 이용되고 있는데, 이러한 산소발생기의 구성의 일례를 첨부된 도면을 참조하여 설명하면 다음과 같다.Therefore, in recent years, an oxygen generator for separating and supplying oxygen by using a method of adsorbing and desorbing oxygen from the atmosphere is mainly used. An example of the configuration of the oxygen generator will be described with reference to the accompanying drawings. Same as
도 1에 도시된 바와 같이, 종래의 산소발생기는 공기를 강제 순환시키는 공기펌프(10)와, 이 공기펌프(10)에 병렬로 연결되어 공기유로를 선택적으로 생성하는 2개의 삼방변(21, 22)과, 상기 2개의 삼방변(21, 22)에 연결되고 그 내부에 공기로부터 질소를 흡착하는 흡착제(Z)가 충전된 흡착탑(30) 및, 이 흡착탑(30)에 연결되어 흡착탑을 통해 분리된 산소 가스를 외부로 배출하는 산소배출부(40)로 구성된다.As shown in FIG. 1, the conventional oxygen generator includes an
그리고, 상기 흡착탑(30)에 충전되는 흡착제(Z)로는 주로 질소 흡착성이 뛰어난 제올라이트(zeolite)가 사용된다.As the adsorbent Z filled in the
상기와 같이 구성된 종래의 일반적인 산소발생기의 동작은 다음과 같이 이루어진다.Operation of the conventional general oxygen generator configured as described above is made as follows.
산소발생기의 운전을 개시하면, 공기펌프(10)의 작동에 의해 제 1삼방변(21)을 통해서 외부의 공기가 인입되어 압축된 다음 제 2삼방변(22)을 통해 흡착탑(30)내에 공급되고, 이로써 흡착탑(30)은 송출된 외부 공기에 의해 가압된다.When the operation of the oxygen generator starts, the outside air is drawn in through the first three-way (21) by the operation of the
이와 같이 외부공기에 의해 가압된 흡착탑(30) 내에서는 흡착제(Z)에 의해 대기 중의 질소는 흡착되고 산소는 분리되어 산소배출부(40)로 배출되게 된다.As described above, in the
한편, 일정시간이 경과한 후에는 흡착제로부터 질소를 탈착하는 과정이 수행 되게 되는데, 이 때 상기 제 1,2삼방변(21, 22)은 초기와는 반대의 유로를 형성하게 된다.On the other hand, after a certain time elapses the process of desorbing nitrogen from the adsorbent is carried out, wherein the first, two, and three
즉, 탈착모드가 선택되면, 제 1삼방변(21)과 제 2삼방변(22)은 그 유로가 전환되고, 공기펌프(10)의 작동에 의해 흡착탑(30) 내부가 진공상태로 되면서 흡착제(Z)로부터 질소 가스가 탈착되어 상기 제 1삼방변(21)과 공기펌프(10), 제 2삼방변(22)을 순차적으로 거쳐 외부로 배출된다. That is, when the desorption mode is selected, the flow path of the first three-
이러한 탈착과정은 흡착탑(30)내의 질소 가스가 완전히 탈착되어 배출될 때까지 진행된다.This desorption process proceeds until the nitrogen gas in the
이상과 같이 산소발생기는 상기와 같은 흡착 및 탈착과정을 수행하며 사용자에게 산소를 제공하게 되는데, 이러한 과정을 통한 산소의 발생은 흡착제인 제올라이트의 양과 제공되는 공기압에 비례한다.As described above, the oxygen generator performs the adsorption and desorption process as described above and provides oxygen to the user. The generation of oxygen through this process is proportional to the amount of zeolite as the adsorbent and the air pressure provided.
따라서, 산소발생기에서 공기가 유동하는 관로와 각 구성부의 연결부위의 누설 및 관로에 의한 압력손실 등의 여러가지 요인에 따라 압력이 저하되면 산소 발생이 저하되는 문제점이 야기되었다. Therefore, when the pressure is lowered according to various factors such as leakage of the connection part of the air flow line and each component and pressure loss caused by the pipe in the oxygen generator, the generation of oxygen is lowered.
이에 따라, 최근에는 산소발생기의 관로(25)에 압력을 감지할 수 있는 센서(60)를 설치하거나, 유량계 등을 장착하여 유량을 체크하는 방법을 이용하여 압력 누설을 감지함으로써 사후 조처를 취하였다.Accordingly, in recent years, a post-measurement has been taken by installing a
그러나, 상기와 같이 압력누설을 감지하기 위하여 센서를 장착하는 경우에는 누설의 감지는 용이하게 이루어지나 장비의 비용이 고가이므로 단가가 상승하게 되는 요인이 되고, 유량계를 장착하는 경우에도 비용이 많이 소요될 뿐만 아니라 누 설의 확인이 어려운 문제점이 있었다.However, in the case of mounting a sensor to detect the pressure leakage as described above, it is easy to detect the leak, but the cost of the equipment is expensive, which is a factor that increases the cost, and even if a flow meter is installed, it may be expensive. In addition, it was difficult to identify leaks.
이에 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 산소발생기의 공기 유로인 관로에 설치 비용이 저렴하고 정확하게 압력누설을 감지할 수 있는 구조로 이루어진 압력누설 감지장치를 설치하여 산소발생기의 작동의 신뢰성을 향상시킴에 그 목적이 있다.Accordingly, the present invention has been made in order to solve the above problems, by installing a pressure leakage detection device made of a structure that can detect pressure leakage accurately and cheaply installed in the air passage of the oxygen generator air passage of the oxygen generator The purpose is to improve the reliability of operation.
상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명은, 외부의 공기를 인입하여 강제 순환시키는 공기펌프와; 상기 공기펌프에 공기가 유동하는 관로를 매개로 연결되어, 공기펌프에 의해 흡입된 외부 공기가 인입되면서 가압에 의해 질소의 흡착을 수행함으로써 산소를 분리시키는 산소분리장치 및; 상기 산소분리장치에서 분리된 산소 가스를 외부로 배출시키는 산소배출장치를 포함하여 구성된 산소발생기에 있어서, 상기 공기펌프와 산소분리장치를 연결하는 관로 상에 수직하게 연통된 중공의 몸체와; 상기 몸체 내의 하단부에 몸체 내주면을 따라 밀폐되게 설치되어 관로를 따라 유동하는 공기압에 의해 팽창 및 수축가능하도록 된 유연한 격막과; 상기 격막의 상부에 소정의 수두로 채워진 전해질액과; 외부 전원과 연결되고, 상기 격막의 상하 진동에 의해 변화되는 전해질액의 수두에 따라서 전해질액에 담겨져 전류가 흐를 수 있도록 상기 몸체 상단부에 서로 다른 높이로 설치된 다수의 전극봉과; 상기 전극봉에 연결되어 전류의 흐름 상태를 사용자에게 가시적으로 전달하여 주는 발광소자를 포함하여 구성된 것을 특징으로 하는 산소발생기의 압력누설 감지 장치를 제공한다.
In order to achieve the above object, the present invention, the air pump for forced circulation by drawing the outside air; An oxygen separation device connected to the air pump through a pipe line through which air flows, and separating oxygen by adsorbing nitrogen by pressurization while the outside air sucked by the air pump is introduced; An oxygen generator comprising an oxygen discharge device for discharging the oxygen gas separated from the oxygen separation device to the outside, comprising: a hollow body vertically communicated on a pipe connecting the air pump and the oxygen separation device; A flexible diaphragm installed at a lower end of the body in a sealed manner along the inner circumferential surface of the body to expand and contract by air pressure flowing along a pipe line; An electrolyte solution filled with a predetermined head on the diaphragm; A plurality of electrode rods connected to an external power source and installed at different heights in the upper end of the body so that current flows in the electrolyte solution according to the head of the electrolyte solution changed by vertical vibration of the diaphragm; It is connected to the electrode provides a pressure leak detection device of the oxygen generator, characterized in that configured to include a light emitting device for visually transmitting the current flow state to the user.
이하, 본 발명에 따른 산소발생기의 압력누설 감지장치의 일 실시예를 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings an embodiment of the pressure leakage detection device of the oxygen generator according to the present invention will be described in detail.
이해를 돕기 위하여, 압력누설 감지장치를 제외한 산소발생기의 기본구성에 대해서는 전술한 종래의 기술에서 설명한 것과 동일하므로 도 1을 참조하여 설명하기로 한다.For the sake of clarity, the basic configuration of the oxygen generator except for the pressure leakage detecting device is the same as that described in the above-described conventional technology, which will be described with reference to FIG. 1.
본 발명의 압력누설 감지장치(600)는 제 2삼방변(22)과 흡착탑(30)을 연결하는 관로(25) 상에 설치되는 것이 바람직하다. Pressure
여기서, 상기 압력누설 감지장치의 구성을 살펴보면, 공기가 유동하는 관로(25)에 중공의 원통형 몸체(610)가 수직하게 연통되도록 설치되어 있고, 상기 몸체(610)의 하단부, 즉 몸체(610)와 관로(25)가 연접하는 부위에는 상기 몸체(610) 내주면을 따라 유연한 격막(620)이 설치되는 바, 상기 몸체(610)는 격막(620)에 의해 관로(25)로부터 완전 폐쇄상태로 된다.Here, looking at the configuration of the pressure leak detection device, the hollow
또한, 상기 격막(620)의 바로 위쪽에는 염화나트륨 용액과 같은 전해질액(L)이 소정의 높이만큼 채워져 있다. In addition, an electrolyte solution L such as sodium chloride solution is filled directly above the
그리고, 상기 몸체(610)의 상단부에는 변화하는 전해질액의 높이에 따라 담겨지거나 혹은 담겨지지 않도록 그 하단부가 상기 격막(620)으로부터 서로 다른 높이를 갖도록 된 다수의 전극봉(631, 632, 633, 634)이 설치되어 있는데, 이들 전극봉(631~634)들 중 높이가 가장 낮은 하나의 전극봉(631)은 외부전원의 양극(+)에, 다른 전극봉(632, 633, 634)들은 각각 전류의 흐름 상태를 사용자에게 가시적으로 전달하기 위한 다수의 발광다이오드(A, B, C: LED)를 매개로 외부전원의 음극(-)에 연결된다.In addition, a plurality of
따라서, 전해질액(L)에 담겨지게 되는 전극봉은 전류의 흐름을 허용하므로 이에 연결된 발광다이오드(A, B, C)에서는 빛이 발산되고, 이와 반대로 전해질액(L)에 담겨져 있지 않은 전극봉은 전류가 흐르지 않게 되므로 이에 연결된 발광다이오드에서는 빛이 발산되지 않게 되는 바, 본 발명은 이와 같은 원리를 이용하여 가장 높은 위치의 전극봉(634)에 연결된 발광다이오드(C)를 정상상태로, 그 다음으로 높은 위치의 전극봉(633)에 연결된 발광다이오드(B)를 저압상태로, 그 다음으로 높은 위치의 전극봉(632)에 연결된 발광다이오드(A)를 위험상태로 표시하면, 사용자는 전해질액의 수두의 변화에 따른 발광다이오드(A, B, C)의 발광 여부에 의해 공기압의 상태를 용이하게 파악할 수가 있다. Therefore, since the electrode to be contained in the electrolyte (L) allows the flow of current, light is emitted from the light emitting diodes (A, B, C) connected thereto, and conversely, the electrode not contained in the electrolyte (L) is the current. Since no light is emitted from the light emitting diodes connected thereto, the present invention uses the same principle to bring the light emitting diodes C connected to the
이를 구체적으로 설명하면, 산소발생기의 동작이 개시되면 공기펌프(10; 도 1참조)에 의해 관로(25)를 따라 공기가 유동하게 되고, 관로(25) 상에 설치된 압력누설 감지장치에서는 격막(620)이 공기압에 의해 부풀려지게 되어 전해질액(L)의 높이가 상승하게 된다. In detail, when the operation of the oxygen generator is started, the air flows along the
이 때, 산소발생기에서 공기압의 누설이 없다면, 전해질액(L)은 가장 높은 위치의 전극봉(634)의 하단이 잠겨질 정도의 높이까지 상승하게 되어 모든 전극봉(631~634)에서 전류가 흐를 수 있게 되고, 이에 따라 각 전극봉(631~634)에 연결된 발광다이오드(A, B, C)들 모두가 빛을 발산하게 된다. 이 때의 초기 작동시 전해질액 높이를 기준수두로 한다.At this time, if there is no leakage of air pressure in the oxygen generator, the electrolyte (L) is raised to a height that the bottom of the
만일 산소발생기의 가동중 공기유출에 의한 공기압 누설이 발생하게 되면 공기압이 저하되면서 격막(620)이 수축되어 전해질액(L)의 수두가 낮아지게 되는데, 전해질액(L)의 수두가 점차 낮아져 두번째 높은 위치의 전극봉(633) 하단이 겨우 잠길 정도까지 내려오는 경우에는 정상상태를 표시하는 발광다이오드(C)의 불이 꺼지고, 저압상태 및 위험상태 발광다이오드(B, A)에만 불이 들어오면서 저압상태임을 알리게 된다.If air pressure leakage occurs due to air leakage during operation of the oxygen generator, the
그리고, 공기유출이 과다하여 전해질액(L)의 수두가 세번째 높은 위치의 전극봉(632) 하단이 겨우 잠길 정도까지 낮아지게 되면, 저압상태를 표시하는 발광다이오드(B)의 불이 꺼지면서 위험상태임을 알리게 되는 것이다.When the head of the electrolyte (L) becomes excessively low so that the lower end of the
이와 같이 본 발명은 공기압의 변화에 따라 전해질액(L)의 수두가 변화하게 되고, 이러한 전해질액(L)의 수두 변화에 따라 각 전극봉(631~634)에 전류의 흐름 여부가 결정되므로 각 전극봉(631~634)에 연결된 발광다이오드(A, B, C)의 발광 여부를 파악함으로써 압력누설을 감지할 수가 있다.As described above, according to the present invention, the head of the electrolyte solution L changes according to the change in air pressure, and according to the change in the head of the electrolyte solution L, whether or not current flows in each
이상에서와 같이 본 발명에 따르면, 고가의 압력감지용 센서나 유량계를 설치않고 관로를 유동하는 공기의 압력에 따른 전해질액의 수두 변화를 전기적으로 감지하여 표시할 수 있도록 함으로써 설치 비용을 줄일 수 있고 압력누설의 감지가 용이하게 이루어질 수 있다. As described above, according to the present invention, the installation cost can be reduced by electrically detecting and displaying a change in the head of the electrolyte depending on the pressure of the air flowing through the pipe without installing an expensive pressure sensor or a flow meter. Detection of pressure leakage can be made easily.
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
N231 | Notification of change of applicant | ||
A201 | Request for examination | ||
E902 | Notification of reason for refusal | ||
E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
GRNT | Written decision to grant | ||
LAPS | Lapse due to unpaid annual fee |