KR100698170B1

KR100698170B1 - 산소발생기

Info

Publication number: KR100698170B1
Application number: KR1020000068067A
Authority: KR
Inventors: 장호근
Original assignee: 엘지전자 주식회사
Priority date: 2000-11-16
Filing date: 2000-11-16
Publication date: 2007-03-22
Also published as: KR20020038026A

Abstract

본 발명은 산소발생기에 관한 것으로서, 산소발생기에서 생성되어 실내 혹은 산소수급자에게 공급되는 산소량을 적절하게 조절하기 위한 것이다.

이를 위해 본 발명은 외부공기로부터 질소를 흡착하는 흡착제(Z)가 내부에 구비된 흡착탑(130)과; 상기 흡착탑(130)과 병렬로 배관 연결되는 공기펌프(110)와; 상기 공기펌프(110)의 입구측에 위치되도록 상기 배관상에 설치되며, 외부(O)측과 공기펌프(110)의 입구측과 흡착탑(130)측의 세 방향 중에서 두방향을 선택적으로 연통시키도록 하는 흡입측밸브(121)와; 상기 공기펌프(110)의 출구측에 위치되도록 상기 배관상에 설치되며, 외부(O)측과 공기펌프(110)의 출구측과 흡착탑(130)측의 세 방향 중에서 두방향을 선택적으로 연통시키도록 하는 배출측밸브(122)와; 상기 흡착탑(130)에서 생성된 산소의 유동량을 조절하는 산소량조절부(240)와, 상기 산소량조절부(240)에 의해 조절된 산소를 실내 혹은 산소수급자에게 공급하는 산소토출부(340)를 구비한 산소배출부(140)를 포함하는 산소발생기가 제공된다.

산소발생기

Description

산소발생기{oxygen generator}

도 1 은 종래 산소발생기의 개략적인 구성도

도 2 는 본 발명에 따른 산소발생기의 구성도

도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 측단면도

도 4a,4b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 측단면 상태도

도 5a,5b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 종단면 상태도

도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 측단면도

도 7a,7b,7c 는 본 발명의 제2실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 종단면 상태도

* 도면의 주요부분의 참조부호에 대한 설명 *

140. 산소배출부 240,250. 산소량조절부

241,251. 연결관체 241a,251b. 돌출부

242. 슬라이딩부재 243. 조절판넬

244. 탄성부재 251a. 산소유동구

252. 개폐부재 340. 산소토출부

본 발명은 산소발생기에 관한 것으로, 보다 상세하게는 실내 혹은 산소수급자에게 공급되는 산소의 량을 조절하기 위한 것이다.

일반적으로, 산소발생기는 대기중에 포함된 대략 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 번거로움과 안정성이 낮다는 문제점을 안고 있었다.

따라서, 근래에는 대기로부터 산소를 흡착 및 탈착시키는 과정을 수행하는 방식을 사용하여 산소를 분리 공급하는 산소발생기가 주로 이용되고 있는데, 도1 은 이와 같은 종래 산소발생기의 개략적인 구성도이다.

도시된 바와 같이, 종래 산소발생기는 공기를 강제 순환시키는 공기펌프(10)와, 상기 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)과, 상기 흡착탑(30)에 연결되어 상기 흡착제(Z)에 의해 분리된 산소 가스를 외부로 배출하는 산소배출부(40)와, 상기 흡착탑(30)과 상기 산소배출부(40) 사이에 설치되는 체크밸브(50)로 크게 구성된다.

한편, 상기 흡착탑(30)에 충전되는 흡착제(Z)로는 일반적으로 질소 흡착성이 뛰어난 제올라이트(zeolite)가 사용된다.

상기와 같이 구성된 종래 산소발생기의 작동은 외부공기로부터 질소를 흡착하여 산소를 분리 발생시키기 위해 흡착탑(30) 내를 가압하는 가압단계와, 흡착제(Z)에 흡착된 질소를 탈착 배출하는 진공단계로 구분되며, 이러한 각 단계에 대해 좀 더 구체적으로 설명하면 다음과 같다.

먼저, 가압단계에서는 공기펌프(10)의 작동에 의해 제1삼방변(21)을 통해서 외부공기가 유입되어 압축된 다음, 제2삼방변(22)을 통해 흡착탑(30)내에 공급됨에 따라 흡착탑(30)은 유입된 외부공기에 의해 가압된다.

이 때, 외부공기 중에 포함되어 있는 질소는 흡착제(Z)에 흡착되고 산소는 분리되며, 일정압력 이상이 되면 체크밸브(50)를 통해 산소배출부(40)로 배출된다.

한편, 진공단계에서는 상기 제1,2삼방변(21),(22)은 가압단계와는 반대로 유로가 전환되고, 공기펌프(10)의 흡입력에 의해 흡착탑(30) 내부가 진공상태로 되면서 흡착제(Z)로부터 질소 가스가 탈착되어 상기 제1삼방변(21), 공기펌프(10), 제 2삼방변(22)을 순차적으로 거쳐 외부로 배출된다.

상기한 바와 같이 산소발생기는 산소를 분리 생성하는 가압단계 및 질소를 탈착 배출하는 진공단계를 반복 수행함으로써, 산소를 발생시키게 되는 것이다.

한편, 종래 산소발생기에서는 산소배출부(40)의 토출구조가 산소마스크의 형태로 형성되어 산소를 실내로 토출하며, 필요에 따라 산소수급자가 산소마스크를 호흡기에 착용함으로써, 산소를 집중 공급받게 된다.

그러나, 종래에는 산소발생기에 실내 혹은 산소수급자에게 공급되는 산소의 량을 조절하는 구성이 없었다.

따라서, 산소수급자가 산소마스크를 착용하여 산소를 공급받는 경우, 산소의 호흡량을 조절하지 못하고, 상기 산소배출부(40)에서 토출되는 대로 산소를 호흡할 수 밖에 없는 실정이다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 산소발생기에서 생성되어 실내 혹은 산소수급자에게 공급되는 산소량을 적절하게 조절하기 위한 것이다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 발명의 형태에 따르면, 외부공기로부터 질소를 흡착하는 흡착제가 내부에 구비된 흡착탑과; 상기 흡착탑과 병렬로 배관 연결되는 공기펌프와; 상기 공기펌프의 입구측에 위치되도록 상기 배관상에 설치되며, 외부측과 공기펌프의 입구측과 흡착탑측의 세 방향 중에서 두방향을 선택적으로 연통시키도록 하는 흡입측밸브와; 상기 공기펌프의 출구측에 위치되도록 상기 배관상에 설치되며, 외부측과 공기펌프의 출구측과 흡착탑측의 세 방향 중에서 두방향을 선택적으로 연통시키도록 하는 배출측밸브와; 상기 흡착탑에서 생성된 산소의 유동량을 조절하는 산소량조절부와, 상기 산소량조절부에 의해 조절된 산소를 실내 혹은 산소수급자에게 공급하는 산소토출부를 구비한 산소배출부를 포함하는 산소발생기가 제공된다.

상기 산소량조절부는, 중공의 연결관체와; 연통구를 갖으며, 상기 연결관체 내면에 밀착 구비되어 미끄럼이동하며, 상기 연결관체의 외부로 일부분이 돌출되는 슬라이딩부재와; 상기 연통구에 끼워지며, 산소의 유동방향으로 갈수록 일단부가 외측방향으로 휘어진 상태로 대칭 구비되어 산소유동로를 형성하는 한 쌍의 조절판넬과; 상기 한 쌍의 조절판넬 사이에 설치되는 탄성부재로 이루어진다.

상기 산소량조절부는, 산소유동구가 형성되는 연결관체와; 일단은 상기 연결관체 내부 일측에 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 연결관체의 외부로 연장 형성되며, 일단과 타단 사이에는 상기 산소유동구를 차단하는 차단부가 형성되는 개폐부재로 이루어진다.

이하, 본 발명의 바람직한 실시예를 첨부한 도 3 내지 도 7a,7b,7c 를 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.

도 2 는 본 발명에 따른 산소발생기의 구성도이고, 도 3 은 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 측단면도이다.

도시한 바와 같이 본 발명에 따른 산소발생기 흡착제(Z)가 내부에 구비된 흡착탑(130)과, 상기 흡착탑(130)과 병렬로 배관 연결되는 공기펌프(110)와, 상기 공기펌프(110)의 입구측에 위치하는 흡입측밸브(121)와, 상기 공기펌프(110)의 출구측에 위치하는 배출측밸브(122)와, 상기 흡착탑(130)에 연결되어 산소를 배출하는 산소배출부(140)로 크게 구성된다.

그리고, 상기 산소배출부(140)에는 상기 흡착탑(130)에서 생성된 산소의 유동량을 조절하는 산소량조절부(240)가 구비됨과 함께, 상기 산소량조절부(240)에 의해 조절된 산소를 실내 혹은 산소수급자에게 공급하는 산소토출부(340)가 구비된 다.

특히, 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부(240)는, 도 3 데 도시한 바와 같이 중공의 연결관체(241) 내면에, 연통구(242a)가 형성된 슬라이딩부재(242)가 밀착 구비되며, 상기 연통구(242a)에는 산소의 유동방향으로 갈수록 일단부가 외측방향으로 휘어진 상태로 대칭 구비되어 산소유동로를 형성하는 한 쌍의 조절판넬(243)이 끼워지고, 상기 한 쌍의 조절판넬(243) 사이에는 상기 조절판넬(243)의 사이 간격을 유지하는 탄성부재(244)가 구비된다.

즉, 상기 슬라이딩부재(242)가 상기 연결관체(241) 내면을 미끄럼이동하면서, 상기 한 쌍의 조절판넬(243)의 사이 공간을 넓게 또는 좁게 변화시킴으로써, 산소유동로를 조절하게 되는 것이다.

그리고, 상기 슬라이딩부재(242)의 일부분이 상기 연결관체(241)의 외부로 돌출되어, 상기 슬라이딩부재(242)를 미끄럼이동시키는 손잡이부 역할을 하며, 상기 연결관체(241)의 외측에는 상기 슬라이딩부재(242)의 미끄럼이동을 제한하는 돌출부(241a)가 형성된다.

또한, 상기 탄성부재(244)는 상기 한 쌍의 조절판넬(243) 내측의 적어도 양단부에 설치되어, 상기 조절판넬(243)간의 사이 간격을 유지할 수 있도록 하는 것이 바람직하다.

한편, 상기 연결관체(241)의 산소유입측은 흡착탑(130)측과 배관에 의해 연결되며, 상기 연결관체(241)의 산소유출측은 산소마스크 형태의 산소토출부(340)와 배관에 의해 또는 직접 연결된다.

이하, 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 작용에 대해 구체적으로 설명한다.

도 4a,4b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 측단면 상태도이고, 도 5a,5b 는 본 발명의 제1실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 종단면 상태도이다.

산소발생기가 작동되면, 산소발생기는 가압단계와 진공단계를 반복 수행하면서, 산소를 분리 생성하고, 이와 같이 생성된 산소는 산소배출부(140)를 통해 실내로 토출되거나, 혹은 산소수급자에게 집중 공급된다.

특히, 본 발명은 산소수급자가 산소마스크 형태인 산소토출부(340)를 통해 산소를 집중적으로 호흡할 경우, 산소수급자는 산소량조절부(240)를 조작함으로써, 산소의 유동량 즉, 산소의 공급량을 조절할 수 있다.

먼저, 산소수급자가 소량의 산소를 원할 경우에는, 도 4a 와 도 5a 에 도시한 바와 같이 슬라이딩부재(242)를 산소유동방향으로 미끄럼이동시킨다.

그러면, 상기 슬라이딩부재의 연통구(242a)가 한 쌍의 조절판넬(243)의 외측면을 각각 가압하여 탄성부재(244)를 압축하면서 이동함에 따라, 상기 대향하는 조절판넬(243)의 사이 간격이 좁아지게 되어, 결국 산소가 유동하는 유동공간이 축소되는 것이다.

특히, 상기 슬라이딩부재(242)를 상기 조절판넬(243)의 일단부까지 이동하였을 경우, 상기 조절판넬(243)이 형성하는 산소유동로의 공간은 최소가 된다.

한편, 상기와 같이 산소유동로가 좁아지게 되면, 상대적으로 산소발생기에 압력이 높아지게 되어, 공급되는 산소의 농도는 증가하게 되어, 산소수급자는 소량의 고농도 산소를 호흡하게 된다.

한편, 산소수급자가 다량의 산소를 원할 경우에는, 도 4b 와 도 5b 에 도시한 바와 같이 슬라이딩부재(242)를 산소유동의 역방향으로 미끄럼이동시킨다.

이 때, 한 쌍의 조절판넬(243)의 사이에 설치된 복수개의 탄성부재(244)가 탄성력에 의해 상기 조절판넬(243)의 내측면을 밀어냄에 따라, 상기 대향하는 조절판넬(243)의 사이 간격이 넓어지게 되어, 산소가 유동하는 유동공간이 확대되는 것이다.

특히, 상기 슬라이딩부재(242)를 상기 조절판넬(243)의 타단부까지 이동하였을 경우, 상기 조절판넬(243)이 형성하는 산소유동로의 공간은 최대가 된다.

한편, 상기와 같이 산소유동로가 넓어지게 되면, 상대적으로 산소발생기에 압력이 낮아지게 되어, 공급되는 산소의 농도는 감가하게 되어, 산소수급자는 다량의 저농도 산소를 호흡하게 된다.

도 6 은 본 발명의 제2실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 측단면도로써, 제2실시예에 따른 산소발생기의 산소배출부(140) 역시 전술한 제1실시예와 같이 흡착탑(130)에서 생성된 산소의 유동량을 조절하는 산소량조절부(250)와, 상기 산소량조절부(250)에 의해 조절된 산소를 실내 혹은 산소수급자에게 공급하는 산소토출부(340)가 구비된다.

그리고, 본 발명의 제2실시예에 따른 산소량조절부(250)는, 도 6 에 도시한 바와같이, 산소유동구(251a)가 형성되는 연결관체(251) 내부에, 상기 산소유동구(251a)를 개폐하는 개폐부재(252)를 구비한 것이다.

특히, 상기 개폐부재(252)의 일단은 상기 연결관체(251) 내부 일측에 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 연결관체(251)의 외부로 연장 형성되며, 일단과 타단 사이에는 상기 산소유동구(251a)를 차단하는 차단부(252a)가 형성된다.

따라서, 상기 개폐부재(252)는 그 일단을 중심으로 산소유동방향에 대하여 수직향향으로 회동함으로써, 상기 산소유동구(251a)를 개폐하게 되는 것이다.

한편, 상기 연결관체(251)의 외부로 돌출되는 상기 개폐부재(252)의 타단은 상기 개폐부재(252)를 회동시키는 손잡이부 역할하며, 상기 연결관체(251)의 외측에는 상기 개폐부재(252)의 회동을 제한하는 돌출부(251b)가 형성된다.

또한, 상기 산소유동구(251a)를 상기 연결관체(251)의 토출측 끝단부에서 단면이 연속적으로 증가하도록 형성함으로써, 토출되는 공기의 압력 손실을 저감하고 유동을 원활하게 하는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 연결관체(251)의 산소유입측은 흡착탑(130)측과 배관에 의해 연결되며, 상기 연결관체(251)의 산소유출측은 산소마스크 형태의 산소토출부(340)와 배관에 의해 또는 직접 연결될 수 있다.

이와 같이 구성된 본 발명의 제2실시예에 따른 산소발생기의 산소량조절부의 작용을 좀 더 구체적으로 설명한다.

도 7a,7b,7c 는 본 발명 산소발생기의 제2실시예에 따른 산소량조절부의 종단면 상태도이다.

먼저, 산소수급자가 다량의 산소를 원할 경우에는, 도 7a 와 같이 개폐부재(252)를 일방향으로 회동하여, 상기 개폐부재의 차단부(252a)가 산소유동구(251a)를 개방하도록 하여, 산소의 공급량을 증가시킨다.

한편, 산소수급자가 소량의 산소의 흡입을 원할 경우에는, 도 7b 와 같이 개폐부재(252)를 타방향으로 회동하여, 상기 개폐부재의 차단부(252a)가 산소유동구(251a)를 부분적으로 차단하도록 하여, 산소의 공급량을 감소시킨다.

또한, 도 7c 와 같이 개폐부재의 차단부(252a)로 산소유동구(251a)를 완전히 차단함으로써, 산소의 유동을 막을 수 있다.

즉, 본 실시예는 개폐부제(252)를 회동하여, 산소유동구(251a)의 개폐의 정도를 조절함으로써, 다량의 저농도 산소 또는 소량의 고농도 산소를 호흡할 수 있게 된다.

이상에서 설명한 바와 같이 본 발명은 산소발생기에서 생성된 산소의 유동량을 조절하는 산소량조절부를 통해 실내 혹은 산소수급자에게 공급되는 산소의 량을 조절할 수 있기 때문에, 산소수급자는 공급받는 산소의 농도 및 유량을 선택하는 것이 가능하다.

Claims

외부공기로부터 질소를 흡착하는 흡착제가 내부에 구비된 흡착탑과;

상기 흡착탑과 병렬로 배관 연결되는 공기펌프와;

상기 공기펌프의 입구측에 위치되도록 상기 배관상에 설치되며, 외부측과 공기펌프의 입구측과 흡착탑측의 세 방향 중에서 두방향을 선택적으로 연통시키도록 하는 흡입측밸브와;

상기 공기펌프의 출구측에 위치되도록 상기 배관상에 설치되며, 외부측과 공기펌프의 출구측과 흡착탑측의 세 방향 중에서 두방향을 선택적으로 연통시키도록 하는 배출측밸브와;

상기 흡착탑에서 생성된 산소의 농도가 상관되어 연동 조절되도록 상기 산소의 유동량을 조절하는 산소량조절부와, 상기 산소량조절부에 의해 조절된 산소를 실내 혹은 산소수급자에게 공급하는 산소토출부를 구비한 산소배출부를 포함하는 산소발생기.
제1항에 있어서,

상기 산소량조절부는, 중공의 연결관체와;

연통구를 갖으며, 상기 연결관체 내면에 밀착 구비되어 미끄럼이동하며, 상기 연결관체의 외부로 일부분이 돌출되는 슬라이딩부재와;

상기 연통구에 끼워지며, 산소의 유동방향으로 갈수록 일단부가 외측방향으로 휘어진 상태로 대칭 구비되어 산소유동로를 형성하는 한 쌍의 조절판넬과;

상기 한 쌍의 조절판넬 사이에 설치되는 탄성부재로 이루어져, 상기 슬라이딩부재의 미끄럼이동에 의해 상기 조절판넬의 사이 공간이 변화되는 것을 특징으로 하는 산소발생기.
제1항에 있어서,

상기 산소량조절부는, 산소유동구가 형성되는 연결관체와;

일단은 상기 연결관체 내부 일측에 회동 가능하게 결합되고, 타단은 상기 연결관체의 외부로 연장 형성되며, 일단과 타단 사이에는 상기 산소유동구를 차단하는 차단부가 형성되는 개폐부재로 이루어져, 상기 개폐부재가 산소의 유동방향에 대하여 수직방향으로 회동하면서, 상기 산소유동구를 개폐하는 것을 특징으로 하는 산소발생기.
제3항에 있어서,

상기 연결관체의 토출측 끝단부에서 상기 산소유동구의 단면이 연속적으로 증가하도록 형성하는 것을 특징으로 하는 산소발생기.