KR101088979B1 - 가스 부화 장치 및 그것을 이용한 공기조화 장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 토출구에 이르는 통풍로에서 발생하는 결로수에 의한 소음이나, 통풍로내의 통풍 저항에 의한 악영향을 저감시킨 가스 부화 장치에 관한 것이다.

소정의 가스 성분의 농도를 높이는 기능을 갖는 가스 부화 유닛(31)과, 가스 성분을 송출하는 펌프(32)와, 펌프(32)로부터 송출한 가스 성분을 토출하는 토출구(33)를 구비한 선택성 가스 부화 장치에 있어서, 펌프(32)로부터 토출구(33)에 이르는 통풍로(40)에 결로수 배출 용이 수단(50)을 설치하고 있다.

Description

가스 부화 장치 및 그것을 이용한 공기조화 장치{GAS ENRICHMENT DEVICE AND AIR CONDITIONER UTILIZING SAME}

도 1은 본 발명의 실시예에에 따른 공기조화 장치의 구성도.

도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명

10 : 실외 유닛 20 : 실내 유닛

21 : 팬 31 : 가스 부화 유닛

32 : 감압 펌프 34 : 주 산소 공급관

36 : 주 토출관 40 : 송풍관

50 : 결로수 배출 용이 수단

본 발명은 소정의 가스 성분의 농도를 높이는 기능을 구비한 가스 부화 장치와 이것을 이용한 공기조화 장치에 관한 것이다.

종래에, 선택성 가스 투과막이나 PSA법 등의 흡착제를 이용하여 산소나 질소 등의 특정 가스의 농도를 상대적으로 향상시키는 장치로서, 산소 부화 장치나 질소 부화 장치 등이 의료용 부화 장치, 공기조화기, 공기 청정기 등의 기기에 이용되고 있다.

예컨대, 산소 농도를 향상시키는 것으로서, 분리형 공기조화기의 실외기에 산소 부화 수단을 설치하고, 산소 부화된 공기를 송출 배관을 거쳐 실내기로 이송하며, 실내측으로 방출하여 피공조 공간인 실내의 산소 농도를 향상시켜 거주자의 쾌적성의 용도로 제공하는 예가 일본 특허 공개 공보 제 1991-75423 호, 일본 특허 공개 공보 제 1993-113227 호나 일본 특허 공개 공보 제 2002-39569 호에 개시되어 있다.

한편, 선택성 가스 투과막중 하나인 산소 부화막을 이용하여 실행하는 산소 부화 조작에 있어서, 산소 부화막은 공기 성분의 대부분을 차지하는 질소를 산소와 분리시켜 산소를 우선적으로 투과시키는 특성은 있지만, 동시에 공기 중의 수분도 투과시키는 특징을 갖고 있다.

따라서, 산소 부화막으로 유입하는 1차측의 공기에 대하여, 산소 부화막을 통과한 후의 2차측의 공기에는, 질소가 분리된 것만큼 상대적으로 습도가 높아진다. 그 때문에 이슬점이 1차측의 공기에 비해 상승하여, 산소 부화막을 통과한 후의 2차측의 송출 배관 속에서 종종 결로수를 발생시키게 된다.

그 때문에, 이러한 결로수가 공기조화기의 실내기로 방산되어, 실내를 젖게 하거나, 사용자에게 떨어져 불쾌감을 준다. 또한, 송출 배관 속에 결로수가 발생하면, 송출 배관의 내부에서 결로수가 동결하여 가스 부화된 기체를 반송할 수 없 게 되는 문제나, 송출 배관 속의 기체의 흐름에 맥동이 발생하여 소음을 발생시키거나, 물방울이 파열하는 파열음 등이 발생하는 등의 문제를 야기한다. 또한, 경우에 따라서는 송출 배관 내부에서의 균류 등의 번식을 야기하는 경우도 있다.

본 발명은, 이러한 문제점을 감안하여 성립된 것으로서, 가스 부화된 기체의 송출 배관 속에서 발생하는 결로수의 배출을 용이하게 한 가스 부화장치와 그것을 이용한 공기조화기를 제공하는 것을 목적으로 하고 있다.

소정의 가스 성분의 농도를 높이는 가스 부화 유닛과, 상기 가스 성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스 성분을 토출하는 토출구와, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 이르는 통풍로를 구비하며, 상기 통풍로의 내면에 결로수 배출 용이 수단을 설치하고 있다.

이러한 구성으로 함으로써, 통풍로 속에서 발생하는 결로수가 통풍로내에 체류하는 것을 억제하고, 결로수에 의한 통풍로의 폐색이나 소음 발생 등을 방지하여, 가스 부화 장치의 안정 운전을 실현할 수 있다.

이하, 본 발명의 실시예에 대하여 도면을 이용하여 설명한다. 또한, 이하의 실시예에서는, 가스 부화 장치로서 산소 부화 장치를 거주 공간의 공기조화에 이용하는 분리형의 공기조화 장치에 적용한 경우에 대하여 설명한다.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 공기조화 장치의 구성도이다.

도 1에 있어서, 공기조화 장치는 실외 유닛(10)과 실내 유닛(20)으로 구성되고, 냉매 가스가 순환하도록 접속 배관(도시하지 않음)으로 접속되어 있다. 실외 유닛(10)은 압축기(11), 열 교환기(12) 및 팬(13)을 갖는 동시에, 일 실(一室)의 거리를 두고 가스 부화 유닛(31), 감압 펌프(32) 등의 가스 부화 장치의 주요 구성 부재가 설치되어 있다. 실내 유닛(20)은 팬(21)이나 열 교환기(22)를 갖는 동시에, 가스 부화 장치의 토출구(33)가 설치되어 있다.

가스 부화 장치는 선택성 가스 투과막인 산소 부화막을 구비한 가스 부화 유닛(31)과, 가스 부화 유닛(31)의 2차측을 감압하는 감압 펌프(32)와, 가스 부화 유닛(31)과 감압 펌프(32)를 통기 가능하게 연결하는 주 산소 공급관(34)과, 감압 펌프(32)의 토출측에 연결된 주 토출관(36)을 구비하고 있다.

통풍로인 송풍관(40)은, 주 토출관(36)과 토출구(33)를 접속하는 배관이고, 실외 유닛(10)으로부터 실내 유닛(20)의 내부를 향해 배관되어 있다. 또한 송풍관(40)의 일부는 트랩(trap) 구성을 하고 있다.

이러한 구성에 있어서, 감압 펌프(32)가 운전되면 가스 부화 유닛(31)내에 외기가 흡입되어 산소 부화막을 통과하고, 산소 농도가 높은 공기가 주 산소 공급관(34)을 통과하여 감압 펌프(32)에 흡입된다. 이와 같이 산소 부화된 공기는 주 토출관(36), 송풍관(40)을 순차적으로 통과하여 토출구(33)로부터 실내 유닛(20)내로 송출된다. 이 동작에 의해 가스 부화 장치가 운전된다.

또한, 토출구(33)는 실내 유닛(20)의 하우징 내부 또는 그 부근에 배치되고, 실내 유닛(20)내의 송풍 회로 중에 배치되는 경우에는, 팬(21)의 동작에 의해 취출되는 송풍에 산소 부화 공기가 첨가되어 취출구로부터 실내 공간으로 송출된다. 또한 토출구(33)는, 그 근방에 확관부(擴管部)를 갖는 것이 바람직하고, 본 실시예에서는 토출구(33)를 확관부로 한 구성을 나타내고 있다.

전술한 바와 같이, 산소 부화막을 통과한 후의 공기는 질소가 분리된 만큼 상대적 습도가 높고 이슬점이 상승하여, 송풍관(40)내에서 결로수를 발생하기 쉬운 상태로 되어 있다. 특히, 송풍관(40)이 저온 외기에 노출되는 등의 경우에는, 관내에서 결로한 물이 동결되는 경우도 있다.

본 발명에서는, 도 1에 도시하는 바와 같이 송풍관(40)의 내면에 결로수 배출 용이 수단(50)이 설치되어 있다. 이 결로수 배출 수단(50)으로는, 송풍관(40)의 내면에 친수성 기능 혹은 발수성 기능을 갖는 피막을 실시한 부재를 삽입한 구성이나, 송풍관(40)의 내면의 일부에 친수성 혹은 발수성의 피막을 형성하는 구성으로 할 수도 있다. 더 바람직하게는, 송풍관(40)의 내면 전면에 친수성 피막 혹은 발수성 피막을 형성하거나, 송풍관(40)을 친수성 재료 혹은 발수성 재료로 구성할 수도 있다.

이와 같이, 결로수 배출 용이 수단(50)이 친수성 기능을 갖고 있으면, 송풍관(40)의 관로내에서 결로한 물이 결로수 배출 용이 수단(50)에 접촉하면 젖어 확산하고, 내면에 수막을 만들어 물방울을 만들기 어려워진다. 한편, 결로수 배출 용이 수단(50)이 발수성 기능을 갖고 있으면, 송풍관(40)의 관로내에서 결로한 물은 표면 장력이 큰 송풍관(40)의 관로 내면에 부착되기 어려워진다. 그 때문에, 물방울이 중력이 미치는 방향으로 조속히 낙하하거나, 작은 물방울이면 산소 부화된 공기가 통기하는 풍속에 의해, 토출구쪽으로 압출되어 배출되기 용이해진다. 또한, 이러한 물방울이 송풍관(40)을 낙하하는 경우를 고려하여 트랩부에는 결로수 저류부(도시하지 않음) 등을 설치하고, 송풍관(40)에 있어서 산소 부화된 공기의 통기를 물방울이 방해하지 않도록 구성하면 바람직하다.

이와 같이, 친수성 혹은 발수성 기능을 갖는 결로수 배출 수단(50)을 설치함으로써, 어느 경우도 물방울이 송풍관(40)을 폐색하지 않고 통기에 의한 파열음의 발생이 억제된다. 특히, 가스 부화 유닛(31)을 실외 유닛(10)내에 설치하고 있기 때문에, 특히 외부 기온이 낮을 때 등이라도 그러한 물방울이 동결하여, 송풍관(40)을 폐색할 가능성이 있지만, 본 발명에 의하면 송풍관(40)내에 물방울이 체류하지 않기 때문에 그와 같은 현상이 발생하지 않는다.

이와 같이, 본 발명에 의하면 가스 부화 장치의 운전을 안정적으로 실행할 수 있는 동시에, 특히 거주 공간의 공기조화용 등에 이용한 경우에도, 거주자에 대하여 불쾌감을 주지 않고 쾌적한 공기조화를 실행할 수 있다.

또한, 가스 부화 유닛(31)의 1차측(대기측)에는 체류하는 질소 부화 공기를 제거하기 위한 팬(도시하지 않음)을 배치해 두고, 가스 부화 장치의 운전에 연동하여 동작시키면 바람직하다. 또한, 가스 부화 유닛(31)을 실외 유닛(10)의 팬(13)을 갖는 송풍 회로내에 배치하고, 팬(13)의 송풍에 의해 가스 부화 유닛(31)의 1차측의 질소 부화 공기를 제거하도록 할 수도 있다. 또한 가스 부화 유닛(31), 감압 펌프(32), 주 산소 공급관(34) 및 주 토출관(36)은 독립된 유닛으로서 구성하여, 실외 유닛(10)의 프레임체에 장착하는 구성으로 할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 가스 부화 장치를 거주 공간의 공기조화에 이용하는 분리형의 공기조화 장치에 적용한 경우에 대하여 설명했지만, 예컨대 차량용 공기조화 장치, 일체형 공기조화 장치에 이용할 수도 있고, 그 밖에 공기 청정기나 의료용 산소 부화 장치, 휴대용 산소 부화 장치, 연소 기기용 산소 부화 장치, 냉장고 등 신선도 유지에 이용하는 질소 부화 장치 등에 적용할 수도 있다.

또한, 본 실시예에서는 산소 부화막을 이용한 가스 부화 유닛을 이용하여 설명했지만, 예컨대 중공사막(中空絲膜) 등의 산소 부화를 실현할 수 있는 기능을 가지면 바람직하고, 이 경우에는 감압 펌프 대신에 가압 펌프를 이용하거나 또는 송풍 장치를 펌프로서 이용할 수도 있다.

본 발명에 의하면, 토출구에 이르는 통풍로에서 발생하는 결로수에 의한 소음이나, 통풍로내의 통풍 저항에 의한 악영향을 저감시킨 가스 부화 장치를 제공할 수 있는 효과가 있다.

Claims (11)

1. 가스 부화 장치에 있어서,

   소정의 가스 성분의 농도를 높이는 가스 부화 유닛과, 상기 가스 성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스 성분을 토출하는 토출구와, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 이르는 통풍로를 구비하고, 상기 통풍로의 내면에 친수성 피막 또는 발수성 피막으로 구성되는 결로수 배출 용이 수단을 마련한 것을 특징으로 하는

   가스 부화 장치.
2. 가스 부화 장치에 있어서,

   소정의 가스 성분의 농도를 높이는 가스 부화 유닛과, 상기 가스 성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스 성분을 토출하는 토출구와, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 이르는 통풍로를 구비하고, 상기 통풍로의 내면을 친수성 또는 발수성 중 어느 한쪽의 특성을 갖는 재료로 구성한 것을 특징으로 하는

   가스 부화 장치.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,

   상기 가스 부화 유닛을 공기 중의 산소를 우선적으로 통과시키는 산소 부화막으로 구성한 것을 특징으로 하는

   가스 부화 장치.
4. 실외 유닛과 실내 유닛으로 구성되는 공기조화 장치에 있어서,

   소정의 가스 성분의 농도를 높이는 가스 부화 유닛과, 상기 가스 성분을 송출하는 펌프와, 상기 펌프로부터 송출한 상기 가스 성분을 토출하는 토출구와, 상기 펌프로부터 상기 토출구에 이르는 통풍로와, 상기 통풍로의 내면에 친수성 피막 또는 발수성 피막으로 구성되는 결로수 배출 용이 수단을 구비한 가스 부화 장치를 구비하며,

   상기 가스 부화 유닛과 상기 펌프를 상기 실외 유닛에 배치하고, 상기 토출구를 상기 실내 유닛에 배치한 것을 특징으로 하는

   공기조화 장치.
5. 제 4 항에 있어서,

   상기 가스 부화 유닛을 공기 중의 산소를 우선적으로 통과시키는 산소 부화막으로 구성한 것을 특징으로 하는

   공기조화 장치.
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