KR100954893B1 - 가스 부화장치 및 이를 구비한 공기조화장치 - Google Patents

Abstract

냉매의 흐름 방향에 따른 팽창기를 사용함으로써, 밀도비가 일정한 제약을 최대한 피하여, 폭넓은 운전범위내에서 높은 동력회수효과를 얻는 것이다.

소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 선택성가스부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 트랩을 설치한 것을 특징으로 하는 선택성가스 부화장치이다.

Description

가스 부화장치 및 이를 구비한 공기조화장치{GAS ENRICHMENT FILM APPARATUS AND AIR CONDITIONING APPARATUS HAVING THE SAME}

도 1은 본 발명의 하나의 실시예에 의한 공기조화장치의 구성도이다.

도 2는 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치의 주요부구성도이다.

도 3은 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치의 주요부구성도이다.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10 : 실외유니트 20 : 실내유니트

31 : 가스부화유니트 32 : 감압펌프

33 : 토출구 34 : 산소공급주관

36 : 토출주관 4O : 송풍관

41 : 트랩 42 : 용적부

43 : 역지 밸브

본 발명은 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 구비한 가스 부화 (富化)장치 및 이를 구비한 공기조화장치에 관한 것이다.

종래, 선택성가스투과막을 사용하는 산소부화장치나 질소부화장치 등의 특정한 가스농도를 상대적으로 향상시키는 장치에 대해서는 의료용 산소부화장치, 공기조화기, 공기청정기 등의 기기에 대하여 여러가지 제안이 이루어지고 있다.

예를 들면, 산소농도를 향상시키는 것으로서, 분리형 공기조화기의 실외기에 산소부화수단을 설치하여, 그 산소가 부화된 공기를, 송출배관을 통해 실내기에 보내어, 실내측으로 방출하여 피공기조절공간인 실내의 산소농도를 향상시켜, 거주자의 쾌적성용으로 사용되는 것이 있다(예컨대 특허문헌 1).

한편, 특허문헌 1에 있어서도 과제로서 제시되고 있는 바와 같이, 선택성가스투과막의 하나인 산소부화막을 사용하여 하는 산소부화장치에서는, 산소부화막은 공기성분의 대부분을 차지하는 질소와 분리시켜 선택적으로 산소를 투과시키지만, 현재 실용화되어 있는 산소부화막은 산소와 동시에 적어도 공기중의 수분도 투과시키는 특징을 가지고 있다.

즉, 산소부화막의 1차측의 공기에 대하여, 막을 투과한 2차측에서는 질소가 분리된 만큼 상대적으로 습도가 높아져 노점이 1차측의 공기에 비교해서 상승하기 때문에, 막의 2차측 배관내에서 종종 결로수를 발생시켜 버리는 것이 알려져 있다.

상기 결로수가 공기조화기의 실내기로 방산(放散)되어, 실내를 젖게 하거나, 사용자에게 떨어져 내려 불쾌감을 주거나 하지 않도록 특허문헌 1에서는, 실내기에 있어서, 산소부화공기의 수송유로에 산소부화공기를 냉각하여 함유수분을 결로시키는 열교환기와 그 후류측에 물분리기를 개재하여, 수분이 실내에 비산하는 것을 미연에 방지하고 있다.

이와 같이 선택성가스투과막이나, PSA법 등의 흡착재를 사용하여 행하는 가스부화장치에서는, 분리장치의 2차측에서는 필연적으로 상대습도가 올라가고, 공기의 노점이 상승하기 때문에 결로가 발생하기 쉽다.

[특허문헌 1]

일본 특개평5-113227호 공보(도 1 등)

그러나, 종래기술에서는, 다음과 같은 과제가 발생할 가능성이 있다.

즉, 우선 첫번째로 적어도 선택성가스투과막의 2차측에서 부화공기의 수송유로가 저온분위기에 노출되는 경우(예를 들면, 수송유로가 옥외대기에 노출되고 있으며, 대기온도가 낮아지는 경우) 수송유로의 내부에서 결로수가 동결하여 산소가 부화된 공기가 실내로 반송할 수 없게 될 가능성이 있다. 또한, 둘째로 수송유로중에 결로수가 발생하여, 그것이 부화공기의 흐름에 의해서 실내로 운반될 때에 '보글보글'이나 '콩콩'과 같은 공기맥동이나 파열음이 발생하는 경우가 있으며, 그것이 사용자가 거주하는 실내측에 전파하여 사용자에게 불쾌감을 줄 가능성이 있다. 또한 이 결로수가 감압펌프로 역류하면, 내부부품의 수명에 영향을 미치는 동시에, 만일 펌프가 결로수를 다량으로 압축하면, 액체 압축에 의해 압축기구가 파손할 가능성도 있다.

그래서 본 발명은 펌프에의 결로수의 역류를 방지하는 것을 목적으로 한다.

청구항 1에 기재된 본 발명의 가스 부화장치는 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 가스부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 트랩을 설치하고, 상기 토출구를 확관부로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 2에 기재된 본 발명의 가스 부화장치는 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 가스 부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 결로수를 모으는 용적부를 설치하고, 상기 토출구를 확관부로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 3에 기재된 본 발명은, 청구항 2에 기재된 가스 부화장치에 있어서, 상기 용적부를, 상기 펌프보다도 낮은 위치에 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 4에 기재된 본 발명은, 청구항 2에 기재된 가스 부화장치에 있어서, 상기 용적부의 용적을, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 용적 이상으로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 5에 기재된 본 발명의 가스 부화장치는 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 가스 부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로에 역지밸브를 설치하고, 상기 토출구를 확관부로 한 것을 특징으로 한다.

청구항 6에 기재된 본 발명은, 청구항 5에 기재된 가스 부화장치에 있어서, 상기 역지밸브를, 상기 펌프측에 설치한 것을 특징으로 한다.

청구항 7에 기재된 본 발명은, 청구항 1에서 청구항 6중의 어느 한 항에 기재된 가스 부화장치에 있어서, 상기 가스부화유니트를, 공기중의 산소를 우선적으로 통과시키는 산소부화막에 의해서 구성한 것을 특징으로 한다.

청구항 8에 기재된 본 발명은, 청구항 1에서 청구항 6중의 어느 한 항에 기재된 가스부화장치에 있어서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 실외공간에 배치하고, 상기 토출구를 실내공간에 배치한 것을 특징으로 한다.

청구항 9에 기재된 본 발명의 공기조화장치는, 청구항 1에 기재된 가스 부화장치를 구비하여, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 상기 실외유니트에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내유니트에 배치한 것을 특징으로 한다.

청구항 10에 기재된 본 발명은, 청구항 9에 기재된 공기조화장치에 있어서, 상기 트랩을 상기 실외유니트내부에 설치한 것을 특징으로 한다.
청구항 11에 기재된 본 발명의 공기조화장치는, 청구항 2 내지 4 항중의 어느 한 항에 기재된 가스 부화장치를 구비하고, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 상기 실외유니트에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내유니트에 배치한 것을 특징으로 한다.
청구항 12에 기재된 본 발명은, 청구항 11에 기재된 공기조화장치에 있어서, 상기 용적부를 상기 실외유니트 내부에 설치한 것을 특징으로 한다.
청구항 13에 기재된 본 발명의 공기조화장치는, 제 5 항 또는 제 6 항에 기재된 가스 부화장치를 구비하고, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 상기 실외유니트에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내유니트에 배치한 것을 특징으로 한다.
청구항 14에 기재된 본 발명은, 청구항 13에 기재된 공기조화장치에 있어서, 상기 역지밸브를 상기 실외유니트 내부에 설치한 것을 특징으로 한다.

[발명의 실시형태]

본 발명의 제 1 실시형태에 의한 가스 부화장치는, 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 트랩을 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 통풍로에서 발생한 결로수는 트랩에 저류하여 펌프에는 역류하여 침입하지 않기 때문에, 결로수에 의한 펌프에의 영향을 없앨 수 있다.

본 발명의 제 2 실시형태에 의한 가스 부화장치는, 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 결로수를 모으는 용적부를 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 통풍로에서 발생한 결로수는 용적부에 저류하여 펌프에는 역류하여 침입하지 않기 때문에, 결로수에 의한 펌프에의 영향을 없앨 수 있다.

본 발명의 제 3 실시형태는, 제 2 실시형태에 의한 가스 부화장치에 있어서, 용적부를, 상기 펌프보다도 낮은 위치에 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 펌프에는 역류하여 침입하지 않기 때문에, 결로수에 의한 펌프에의 영향을 없앨 수 있다.

본 발명의 제 4 실시형태는, 제 2 실시형태에 의한 가스 부화장치에 있어서, 용적부의 용적을, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 용적 이상으로 한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 통풍로에서 발생한 결로수를 확실히 용적부에서 저류할 수가 있다.

본 발명의 제 5 실시형태에 의한 가스 부화장치는, 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로에 역지밸브를 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 통풍로에서 발생한 결로수는 역지밸브에 의해서 펌프에는 역류하여 침입하지 않기 때문에, 결로수에 의한 펌프에의 영향을 없앨 수 있다.

본 발명의 제 6 실시형태는, 제 5 실시형태에 의한 가스 부화장치에 있어서, 역지밸브를, 상기 펌프측에 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 이 역지 밸브에 의해서, 보다 확실히 결로수에 의한 펌프에의 영향을 없앨 수 있다.

본 발명의 제 7 실시형태는, 제 1에서 제 6 실시형태에 의한 가스 부화장치에 있어서, 가스부화유니트를, 공기중의 산소를 우선적으로 통과시키는 산소부화막에 의해서 구성한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 다른 방식에 비교하여 펌프에의 부담이 작고, 저비용으로 산소부화의 공기를 추출할 수 있다.

본 발명의 제 8 실시형태는, 제 1에서 제 6 실시형태에 의한 가스 부화장치에 있어서, 가스부화유니트와 펌프를 실외공간에 배치하고, 토출구를 실내공간에 배치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 실외에서 산소부화된 공기를 추출하여, 실내로 이 산소부화된 공기를 방출할 수 있기 때문에 실내를 산소부화된 상태로 할 수 있다.

본 발명의 제 9 실시형태는, 제 1에서 제 6 실시형태에 의한 가스 부화장치를 구비하여, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 가스부화유니트와 펌프를 실외유니트에 배치하고, 토출구를 실내유니트에 배치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 공기조화기능에 산소부화기능을 추가한 공기조화장치를 실현할 수가 있다.

본 발명의 제 10 실시형태는, 제 9 실시형태에 의한 공기조화장치에 있어서, 트랩, 상기 용적부, 또는 상기 역지 밸브를 상기 실외유니트 내부에 설치한 것이다. 본 실시형태에 의하면, 실외유니트 내부에, 트랩, 상기 용적부, 또는 상기 역지밸브를 설치함으로써, 이들의 보호를 도모할 수 있다.

[실시예]

이하에 본 발명의 하나의 실시예에 의한 가스부화장치를, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.

도 1은 본 실시예에 의한 공기조화장치의 구성도이다.

동 도면에 있어서, 공기조화장치는 실외유니트(10)와 실내유니트(20)로부터 구성되며, 냉매가스가 순환하도록 접속배관(도시하지 않음)으로 접속되어 있다. 실외유니트(10)는 압축기(11), 열교환기(12), 및 팬(13)을 가지는 동시에, 1실을 격리하여 가스부화유니트(31), 감압펌프(32) 등의 가스 부화장치의 주된 구성부재가 설치된다. 실내유니트(20)는 팬(21)이나 열교환기(22)를 가지는 동시에, 가스 부화장치의 토출구(33)가 설치된다.

가스 부화장치는, 선택성가스투과막인 산소부화막을 구비한 가스부화유니트(31)와, 가스부화유니트(31)의 2차측을 감압하는 감압펌프(32)와, 가스부화유니트(31)와 감압펌프(32)를 통풍가능하게 연결하는 산소공급주관(34)과, 감압펌프(32)의 토출측에 연결된 토출주관(36)을 구비하고 있다.

송풍관(40)은 토출주관(36)과 토출구(33)를 접속하는 배관이고, 실외유니트 (10)로부터 도출하여 실내유니트(20)내로 도입되어 있다. 또한 송풍관(40)의 일부는 트랩(41)을 구성하고 있다. 이 트랩(41)은 토출주관(36)과의 연결부에 구성되고, 실외유니트(10)의 내부에 배치되어 있다.

또, 가스부화유니트(31)의 1차측(대기측)에는, 체류하는 질소부화공기를 소기(掃氣)하기 위한 팬(도시하지 않음)을 배치해 두고, 가스 부화장치의 운전에 연달아 동작시키면 된다. 또한, 가스부화유니트(31)를, 실외유니트(10)의 팬 (13)을 가진 송풍회로내에 배치하여, 팬(13)의 송풍에 의해서 가스부화유니트 (31)의 1차측의 질소부화공기를 소기하도록 하여도 좋다. 또한 가스부화유니트 (31), 감압펌프(32), 산소공급주관(34) 및 토출주관(36)은, 독립한 유니트로서 구성하여, 실외유니트(10)의 틀체에 장착하는 구성으로 하여도 좋다.

한편, 토출구(33)는, 실내유니트(20)의 개체내부 또는 그 부근에 배치되어, 실내유니트(20)내의 송풍회로중에 배치되는 경우에는, 팬(21)의 동작에 의해 내뿜어지는 송풍에 산소부화공기가 첨가되어 취출구(吹出口)로부터 실내공간으로 송출된다. 또한 토출구(33)는 그 근방에 확관부를 가진 것이 바람직하고, 본 실시예에서는 토출구(33)를 확관부로 한 구성을 나타내고 있다. 이와 같이 확관부를 설치함으로써, 밀어내진 빙결이나 결로수를 토출구(33)로부터 비산하지 않고, 확관부로 일단 받음으로 해서 융해·증발을 촉진할 수 있다. 또 본 실시예에 나타낸 바와 같이, 열교환기(22)의 송풍회로의 상류측에서, 열교환기(22)의 위쪽에 토출구(33)를 설치하는 것으로도 결로수 등의 비산을 방지할 수가 있다.

다음에, 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치에 대하여 설명한다.

도 2는 본 실시예에 의한 공기조화장치의 주요부 구성도이다. 동일 기능 동일 구성의 부재에는 동일 번호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 송풍관(40)의 일부에 결로수를 모으는 용적부(42)를 설치하고 있다. 용적부(42)의 용적은 감압펌프(32)로부터 토출구(33)에 달하는 통풍로의 용적 이상으로 하는 것이 바람직하다. 또한 용적부(42)는 감압펌프(32)보다도 낮은 위치에 설치하는 것이 바람직하고, 트랩(41)에 설치하고 있다.

본 실시예와 같이 용적부(42)를 설치함으로써, 결로수가 다량으로 발생하더라도 이 용적부(42)내에 모음으로써, 감압펌프(32)로 역류하는 일이 없다.

다음에, 본 발명의 다른 실시예에 의한 공기조화장치에 대하여 설명한다.

도 3은 본 실시예에 의한 공기조화장치의 주요부 구성도이다. 한편 동일 기능의 동일 구성의 부재에는 동일 번호를 붙이고 설명을 생략한다.

본 실시예에서는, 송풍관(40)의 일부에 결로수의 역류를 방지하는 역지밸브 (43)를 설치하고 있다. 이 역지밸브(43)는 감압펌프(32)측에 설치하는 것이 바람직하고, 본 실시예에서는 트랩(41)에 설치하고 있다.

본 실시예와 같이 역지밸브(43)를 설치함으로써, 결로수가 다량으로 발생하더라도 이 역지 밸브(43)에 의해서 역류하는 일이 없고, 감압펌프(32)내에의 결로수가 침입하는 것이 없다.

상기 구성에 있어서, 감압펌프(32)가 운전되면, 가스부화유니트(31)내에서 산소부화막을 통과한 공기는 산소공급주관(34)을 통과하여 감압펌프(32)에 흡입되고, 산소부화된 공기가 토출주관(36), 송풍관(40)을 차례로 통과하여 토출구(33)로부터 실내유니트(20)내에 송출된다.

또, 본 실시예에서는, 가스 부화장치를 거주공간의 공기조화에 사용하는 분리형의 공기조화장치에 적용한 경우에 대하여 설명하였지만, 예를 들면 차량용 공기조화장치, 일체형 공기조화장치에 사용하여도 좋고, 기타 공기청정기나 의료용 산소부화장치, 휴대용 산소부화장치, 연소기기용 산소부화장치, 냉장고 등의 신선도 유지에 사용하는 질소부화장치 등에 적용하여도 좋다.

또한, 본 실시예에서는 산소부화막을 사용한 가스부화유니트를 사용하여 설명하였지만, 예를 들면 중공사 막(中空絲膜) 등의 산소부화를 실현할 수 있는 기능을 가지면 좋고, 이 경우에는, 감압펌프 대신에 가압펌프를 사용하거나, 또는 송풍장치를 펌프로서 사용할 수도 있다.

이상과 같이 본 발명에 의하면, 감압펌프로부터의 소음이나 토출구에 달하는 통풍로에서 발생하는 결로수에 의한 소음을 방지할 수가 있다.

또한 본 발명에 의하면, 감압펌프에의 결로수의 역류를 방지할 수가 있다.

Claims (14)

1. 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 가스부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 트랩을 설치하고, 상기 토출구를 확관부로 한 것을 특징으로 하는 가스부화장치.
2. 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 가스부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 일부에 결로수를 모으는 용적부를 설치하고, 상기 토출구를 확관부로 한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
3. 제 2 항에 있어서, 상기 용적부를, 상기 펌프보다도 낮은 위치에 설치한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
4. 제 2 항에 있어서, 상기 용적부의 용적을, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로의 용적 이상으로 한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
5. 소정의 가스성분의 농도를 높이는 기능을 가진 가스부화유니트와, 상기 가스성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스성분을 토출하는 토출구를 구비한 가스 부화장치로서, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 달하는 통풍로에 역지밸브를 설치하고, 상기 토출구를 확관부로 한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 역지밸브를, 상기 펌프측에 설치한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
7. 제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 가스부화유니트를, 공기중의 산소를 우선적으로 통과시키는 산소부화막에 의해서 구성한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
8. 제 1 항 내지 제 6 항중의 어느 한 항에 있어서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 실외공간에 배치하고, 상기 토출구를 실내공간에 배치한 것을 특징으로 하는 가스 부화장치.
9. 제 1 항에 기재된 가스 부화장치를 구비하고, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 상기 실외유니트에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내유니트에 배치한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
10. 제 9 항에 있어서, 상기 트랩을 상기 실외유니트 내부에 설치한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
11. 제 2 항 내지 제 4 항중의 어느 한 항에 기재된 가스 부화장치를 구비하고, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 상기 실외유니트에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내유니트에 배치한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
12. 제 11 항에 있어서, 상기 용적부를 상기 실외유니트 내부에 설치한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
13. 제 5 항 또는 제 6 항에 기재된 가스 부화장치를 구비하고, 실외유니트와 실내유니트로 구성된 공기조화장치로서, 상기 가스부화유니트와 상기 펌프를 상기 실외유니트에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내유니트에 배치한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.
14. 제 13 항에 있어서, 상기 역지밸브를 상기 실외유니트 내부에 설치한 것을 특징으로 하는 공기조화장치.

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