KR101231773B1 - An oxygen generator for vehicle - Google Patents
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Abstract
본 발명에 따른 차량용 산소발생기는 산소부화막부와 진공펌프부를 포함한다. 상기 산소부화막부는 외부 공기가 흡입되는 흡입구, 공기로부터 산소를 추출해 내는 산소부화막, 상기 산소부화막을 통과하여 농축되는 산소가 배출되는 산소배출구, 제1 공기배출구, 상기 제1 공기배출구에 위치하는 팬 및 산소부화막 케이스를 포함한다. 상기 진공펌프부는 상기 산소부화막부 내를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프 및 진공펌프 케이스를 포함한다. 상기 제1 공기배출구는 산소부화막 케이스의 측면에 형성되어 진공펌프로 공기를 토출시킨다.The vehicle oxygen generator according to the present invention includes an oxygen enrichment membrane part and a vacuum pump part. The oxygen enrichment membrane unit is located at an intake port through which external air is inhaled, an oxygen enrichment layer extracting oxygen from air, an oxygen outlet port through which oxygen is concentrated through the oxygen enrichment layer, and a first air outlet port and a first air outlet port. And a fan and an oxygen enrichment membrane case. The vacuum pump part includes a vacuum pump and a vacuum pump case for making the inside of the oxygen enrichment membrane part into a vacuum state. The first air outlet is formed on the side of the oxygen enrichment membrane case to discharge air with a vacuum pump.
따라서 산소부화막에서 수집될 수 있는 산소의 수집 효율을 향상시킬 수 있고, 산소발생기에서 발생되는 소음이나 진동 등을 감쇠할 수 있게 되며, 진공펌프의 냉각을 효율적으로 할 수 있게 된다.Therefore, it is possible to improve the collection efficiency of oxygen that can be collected in the oxygen enrichment membrane, to attenuate noise or vibration generated in the oxygen generator, and to efficiently cool the vacuum pump.
Description
본 발명은 차량용 산소발생기에 관한 것이다. 보다 자세하게는, 본 발명은 산소를 효율적으로 발생하고 산소농축과정 중에 발생되는 공기를 진공펌프 냉각에 이용할 수 있는 차량용 산소발생기에 관한 것이다.The present invention relates to a vehicle oxygen generator. More specifically, the present invention relates to a vehicle oxygen generator capable of generating oxygen efficiently and using air generated during the oxygen concentration process for cooling the vacuum pump.
산소발생기는 대기 중의 공기를 흡입하여, 고농도의 산소를 농축하는 장치이다. 근래에 들어 차량 내의 쾌적한 환경을 조성하기 위하여 차량용 산소발생기가 도입되고 있는 실정이다.An oxygen generator is a device that inhales air in the atmosphere and concentrates a high concentration of oxygen. Recently, in order to create a comfortable environment in a vehicle, an oxygen generator for a vehicle has been introduced.
산소발생기의 주요 구성으로는 산소를 농축하는 산소부화막과 이러한 산소부화막에 산소 흡입을 위한 진공상태를 만드는 진공펌프가 있다. 산소부화막은 일반적인 외부 공기가 이동하는 구간과 농축된 산소가 수집되는 구간을 사이에 위치하는 막이다. 편의상 외부 공기가 이동하는 구간을 산소부화막의 외부, 농축된 산소가 수집되는 구간을 내부라고 지칭하면, 외부에서 산소가 이동하는 동안에 상기 산소부화막의 내부에서는 진공펌프 등을 통하여 상대적으로 낮은 기압 또는 진공상태를 형성하게 되고, 이로 인하여 공기 중에 포함되어 있던 산소가 상기 산소부화막을 통과하여 내부에 진입하여 수집되게 된다.The main components of the oxygen generator include an oxygen enrichment membrane for concentrating oxygen and a vacuum pump for creating a vacuum state for oxygen suction in the oxygen enrichment membrane. The oxygen enrichment membrane is a membrane positioned between a section in which general external air moves and a section in which concentrated oxygen is collected. For convenience, when the section in which the outside air moves is referred to as the outside of the oxygen enrichment membrane and the section in which the concentrated oxygen is collected, the inside of the oxygen enrichment membrane is relatively low air pressure or vacuum through a vacuum pump or the like during the oxygen movement from the outside. As a result, the oxygen contained in the air passes through the oxygen enrichment layer and enters and is collected therein.
수집되어 농축된 산소들은 별도의 튜브를 통하여 전달되게 되고, 상기 튜브는 차량의 실내와 연결되어 차량 내에 농축된 산소를 공급할 수 있게 되는 것이다.The collected and concentrated oxygen is delivered through a separate tube, and the tube is connected to the interior of the vehicle to supply the concentrated oxygen in the vehicle.
기존의 산소발생기는 외부공기로부터 산소부화막부에서 발생되는 산소만을 추출하여 이용하고 남은 공기는 외부로 배출하였다. 외부에서 유입된 공기는 산소만을 추출되기 위하여 이용되고, 산소추출을 위한 진공을 제공하는 진공펌프의 경우에는 별도의 장치에 의해서 냉각이 된다. 또한, 외부공기 유입을 위한 팬이 외부를 향하여 설치되어 있기 때문에, 소음 등 여러 가지 문제점이 발생하게 된다.The existing oxygen generator extracts and uses only oxygen generated in the oxygen enrichment membrane part from the outside air and discharges the remaining air to the outside. The air introduced from the outside is used to extract only oxygen, and in the case of a vacuum pump providing a vacuum for oxygen extraction, it is cooled by a separate device. In addition, since a fan for inflow of external air is installed toward the outside, various problems such as noise occur.
언급한 것처럼 기존의 산소발생기의 외부를 향하여 설치된 팬의 경우에는 소음이나 진동이 발생하여 외부에 소음이나 진동을 전달하게 되어 이를 감쇄시키는 것이 필요하며, 차량에 적용되는 경우 특히 소음이 많은 문제가 될 수 있다. 또한, 진공펌프에서 발생되는 열로 인해 성능이 저하되어 이를 냉각시키기 위한 별도의 팬이 필요하다.As mentioned above, in the case of a fan installed toward the outside of the existing oxygen generator, noise or vibration is generated to transmit the noise or vibration to the outside, and it is necessary to attenuate it, especially when applied to a vehicle. Can be. In addition, the performance is reduced due to the heat generated in the vacuum pump requires a separate fan for cooling it.
산소부화막의 경우에는 산소를 농축하기 위하여 일정 풍량 이상의 공기가 지속적으로 공급되어야 할 필요성이 있는데, 현재의 알려진 구조에서는 부분적으로 풍량의 분포가 불균일하게 되어 산소발생기의 효율을 떨어뜨리는 문제가 있다.In the case of the oxygen enrichment membrane, there is a need to continuously supply air of a predetermined amount or more in order to concentrate the oxygen. In the current known structure, there is a problem in that the distribution of the amount of air is not uniform, which lowers the efficiency of the oxygen generator.
본 발명의 목적은 산소를 효율적으로 발생하고 산소농축과정 중에 발생되는 공기를 진공펌프 냉각에 이용할 수 있는 차량용 산소발생기를 제공하는 데에 있다.An object of the present invention is to provide an oxygen generator for a vehicle that can efficiently generate oxygen and use air generated during the oxygen concentration process for cooling the vacuum pump.
본 발명에 따른 차량용 산소발생기는 산소부화막부와 진공펌프부를 포함한다. 상기 산소부화막부는 외부 공기가 흡입되는 흡입구, 공기로부터 산소를 추출해 내는 산소부화막, 상기 산소부화막을 통과하여 농축되는 산소가 배출되는 산소배출구, 산소부화막을 통과하고 남은 외부 공기를 배출하는 제1 공기배출구, 상기 제1 공기배출구에 위치하는 팬 및 산소부화막 케이스를 포함한다. 상기 진공펌프부는 상기 산소부화막부 내를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프 및 진공펌프 케이스를 포함한다. 상기 차량용 산소발생기는 상기 제1 공기배출구 및 팬을 산소부화막부와 진공펌프부를 연통하도록 형성시키고, 상기 제1 공기배출구 및 팬이 산소부화막부 측면의 횡길이에 대하여 중앙에 위치하도록 할 수 있다.The vehicle oxygen generator according to the present invention includes an oxygen enrichment membrane part and a vacuum pump part. The oxygen enrichment membrane unit may have an intake port through which external air is inhaled, an oxygen enrichment membrane extracting oxygen from air, an oxygen exhaust outlet through which oxygen is concentrated through the oxygen enrichment membrane, and a first external exhaust gas remaining through the oxygen enrichment membrane. And an air outlet, a fan and an oxygen enrichment membrane case positioned at the first air outlet. The vacuum pump part includes a vacuum pump and a vacuum pump case for making the inside of the oxygen enrichment membrane part into a vacuum state. The vehicle oxygen generator may form the first air outlet port and the fan to communicate with the oxygen enrichment membrane unit and the vacuum pump unit, and allow the first air outlet port and the fan to be centrally positioned with respect to the horizontal length of the side surface of the oxygen enrichment membrane unit.
바람직하게는 상기 흡입구는 상기 산소부화막 케이스의 전면부, 후면부 및 하부에 설치되어 다양한 방향에서 공기를 흡입하도록 하는 것을 특징할 수 있다.Preferably, the suction port may be installed at the front part, the rear part and the lower part of the oxygen enrichment membrane case to suck air in various directions.
또한, 상기 진공펌프 케이스의 상단에는 상기 진공펌프를 냉각한 공기가 배출되는 제2 공기배출구를 포함할 수 있다.In addition, the upper end of the vacuum pump case may include a second air outlet for discharging the air cooling the vacuum pump.
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이와 같이 본 발명의 차량용 산소발생기에 따르면, 변화된 산소부화막부의 구조로 인하여 보다 균일한 공기의 이동속도분포를 이끌어 낼 수 있게 되기 때문에, 산소부화막에서 수집될 수 있는 산소의 수집 효율을 향상시킬 수 있다.As described above, according to the vehicle oxygen generator of the present invention, because of the structure of the oxygen enrichment membrane portion, it is possible to derive a more uniform movement velocity distribution of air, thereby improving the collection efficiency of oxygen that can be collected in the oxygen enrichment membrane. Can be.
또한, 팬의 구조가 산소부화막부의 내부에 설치되기 때문에, 전체적으로 외곽의 크기가 감소되는 효과가 있다.In addition, since the structure of the fan is provided inside the oxygen enrichment membrane portion, there is an effect that the overall size of the outside is reduced.
또한, 상기 상소부화막부와 진공펌프부를 조립하여 산소발생기 전체를 조립할 경우, 상기 팬이 내부에 위치하게 되기 때문에, 상기 팬이 구동되는 때에 발생될 수 있는 구동 소음이나 진동이 감소되는 효과가 있다. 또한, 팬이 직접적으로 외부에 노출되지 않기 때문에, 외부물질로 인한 파손가능성을 현저하게 줄일 수 있게 된다.In addition, when assembling the entire gas generator and the vacuum pump unit to assemble the entire oxygen generator, since the fan is located inside, there is an effect of reducing driving noise or vibration that may be generated when the fan is driven. In addition, since the fan is not directly exposed to the outside, it is possible to significantly reduce the possibility of damage due to foreign materials.
또한, 산소부화막부에서 발생되는 잔여 공기가 상기 진공펌프부 내부를 순환하여 나가게 되므로, 상기 진공펌프부 내에 위치하는 진공펌프의 냉각기능을 할 수 있게 된다.In addition, since the residual air generated in the oxygen enrichment membrane part circulates inside the vacuum pump part, the cooling function of the vacuum pump located in the vacuum pump part can be performed.
이하, 첨부된 도면을 참고하여 본 발명의 실시예에 따른 내용을 자세히 설명하겠다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the content according to an embodiment of the present invention.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기의 산소부화막부를 나타내는 사시도이다. 도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기의 산소부화막부와 진공펌프부가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다. 도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기가 구동되는 모습을 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an oxygen enrichment membrane part of a vehicle oxygen generator according to an embodiment of the present invention. 2 is a perspective view illustrating a state in which an oxygen enrichment membrane unit and a vacuum pump unit of a vehicle oxygen generator according to an exemplary embodiment of the present invention are combined. 3 is a perspective view illustrating a state in which a vehicle oxygen generator is driven according to an embodiment of the present invention.
도 1 내지 3을 참조하면, 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기는 산소부화막부와 진공펌프부로 구성되어 있다. 또한 산소부화막부는 도 1에 도시된 바와 같이, 외부 공기가 흡입되는 흡입구(116), 공기로부터 산소를 추출해 내는 산소부화막(미도시), 상기 산소부화막을 통과하여 농축되는 산소가 배출되는 산소배출구(115), 제1 공기배출구(111), 상기 제1 공기배출구에 위치하는 팬(113) 및 산소부화막 케이스(110)를 포함한다.1 to 3, the oxygen generator for a vehicle according to an embodiment of the present invention is composed of an oxygen enrichment membrane portion and a vacuum pump portion. In addition, as illustrated in FIG. 1, the oxygen enrichment membrane unit may include an
상기 산소부화막부에 대한 부분을 먼저 설명하면, 상기 산소부화막부는 도 1에 도시되어 있지는 않지만, 상기 산소부화막 케이스(110) 내에 설치되어 있는 산소부화막에 의하여 외부의 공기로부터 산소를 수집하는 부분이다.Referring to the portion of the oxygen enrichment membrane portion first, the oxygen enrichment membrane portion is not shown in Figure 1, but collects oxygen from the outside air by the oxygen enrichment membrane provided in the oxygen
외부의 공기는 상기 흡입구(116)를 통하여 상기 산소부화막부로 유입된다. 상기 흡입구(116)는 상기 산소부화막부의 전면부, 후면부 및 하부에 설치될 수 있다. 또한 상기 흡입구(116)는 이외에도 상기 산소부화막 케이스(110)의 다양한 곳에 설치될 수 있다.External air flows into the oxygen enrichment membrane through the
상기 흡입구(116)로부터 외부의 공기가 흡입되어 상기 산소부화막을 통하여 산소가 수집되게 된다. 이러한 외부 공기의 흡입력은 상기 팬(113)을 통하여 동력이 전달된다.Outside air is sucked from the
기존의 외부에서 공기를 빨아들여 산소부화막부 내부로 공기를 밀어 넣는 구조에서 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 산소발생기의 경우 내부의 팬이 외부의 공기를 빨아들이는 방식을 채택하였다.In the conventional structure of sucking air from the outside and pushing the air into the oxygen enrichment membrane part, the vehicle oxygen generator according to an embodiment of the present invention adopts a method in which the fan inside sucks the outside air.
기존의 장치의 경우에는 상기 팬(113)이 상기 산소부화막 케이스(110)의 바깥 흡입구(116)에 위치하였다. 이러한 경우에는, 전체적으로 상기 산소부화막 케이스(110)의 크기나 형태 등이 비대해 질뿐만 아니라, 상기 산소부화막(110) 내부의 공기의 흐름이 불균일하게 될 수 있다. 또한, 외부의 물질 등이 외부로 돌출되어진 팬을 통하여 유입되어 내부의 산소부화막 등이 손상될 우려가 있다.In the conventional apparatus, the
하지만, 본 발명의 경우에는 상기 팬(113)이 내부를 향하여 설치되었기 때문에, 상기 팬(113)으로부터 발생할 수 있는 소음이나 진동이 내부에서 흡수될 수 있게 된다.However, in the case of the present invention, since the
상기 본 발명에 따른 구조는 또한, 상기 팬(113)의 위치가 실질적으로 진공펌프부와 연결되는 부분에 위치하여 내부에 자리 잡게 된다. 따라서 상기 팬(113)이 외부로 노출되기 때문에 발생하는 소음이나 진동 같은 부작용 뿐 아니라, 외부 물질이 유입되어 상기 팬(113) 등이 고장 나는 일이 발생할 염려도 없고, 상기 팬(113)이 내부에 위치함으로써 상기 산소부화막 케이스(110)의 설계를 간편화 하고, 소형화 할 수 있게 되는 장점이 있다.In the structure according to the present invention, the position of the
또한 상기 산소배출구(115)를 통하여 수집된 산소가 이동하게 되고, 이는 산소배출튜브(130) 같은 이송 수단을 통하여 차량 실내로 공급되게 된다.In addition, the oxygen collected through the
상기 진공펌프부는 상기 산소부화막부 내를 진공상태로 만들기 위한 진공펌프(121) 및 진공펌프 케이스(120)를 포함한다.The vacuum pump unit includes a
도 2를 참조하면, 상기 산소부화막부와 상기 진공펌프부가 결합되어 있는 모습을 볼 수 있다. 도 2에 나타난 화살표 방향은 외부 공기의 흐름을 나타내는데, 상기 흡입구(116)를 통하여 외부 공기가 흡입되고, 상기 진공펌프부를 경유하여 제2 공기배출구를 통하여 배출되게 된다.Referring to FIG. 2, it can be seen that the oxygen enrichment membrane unit and the vacuum pump unit are coupled. The arrow direction shown in FIG. 2 indicates the flow of outside air, and the outside air is sucked through the
도 3을 참조하면, 상기 진공펌프부의 구동을 상세하게 알 수 있다. 상기 팬(113)을 통하여, 산소 수집과정에서 산소를 수집하고 남은 외부 공기가 상기 진공펌프부로 유입되게 된다. 도 3에 도시된 점선 방향을 따라서, 상기 유입된 공기들이 이동하게 되며, 산소를 수집하고 남은 공기들은 상기 점선의 경로대로 이동하면서 상기 진공펌프(121)를 냉각하게 된다.Referring to Figure 3, it can be seen in detail the driving of the vacuum pump unit. Through the
상기 진공펌프(121)는 상기 산소부화막에 산소를 수집할 수 있도록 낮은 기압 또는 진공을 만드는 역할을 하는데, 기존의 펌프들이 구동하는데에 따라 일정한 냉각 장치가 필요한 것처럼, 상기 진공펌프(121)또한 구동 중에 냉각의 필요성이 있다. 따라서 산소수집과정에서 산소가 수집되고 남은 외부 공기의 흐름을 상기 진공펌프(121)를 경유하도록 함으로써 냉각의 효과를 볼 수 있게 된다.The
이러한 외부 공기는 상기 제2 공기배출구(122)를 통하여 외부로 빠져나가게 된다. 본 발명의 일실시예에 따른 차량용 산소발생기의 제2 공기배출구(122)는 실질적으로 상기 진공펌프 케이스(120)의 상부에 위치하지만, 이는 상기 외부공기의 흐름이 상기 진공펌프(121)를 통과하여 충분한 냉각을 공급할 수 있는 경로에 위치한다면, 측면이나 배면 등 다양한 곳에 위치할 수 있다.The outside air is discharged to the outside through the
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기의 산소부화막부 내의 공기 유동속도를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the air flow rate in the oxygen enrichment membrane portion of a vehicle oxygen generator according to an embodiment of the present invention.
도 4를 참조하면, 상기 산소부화막부 내의 외부 공기의 흐름이 비교적 균일하게 분포되어 있음을 알 수 있다. 이렇게 외부 공기의 흐름 속도가 균일하게 분포되어야 상기 산소부화막을 통하여 수집될 수 있는 산소가 상기 산소부화막 전역에 걸쳐 고르게 수집될 수 있으며, 산소를 효과적으로 수집할 수 있게 된다.Referring to FIG. 4, it can be seen that the flow of external air in the oxygen enrichment membrane portion is distributed relatively uniformly. When the flow rate of the outside air is uniformly distributed, oxygen that can be collected through the oxygen enrichment layer can be collected evenly throughout the oxygen enrichment layer, and oxygen can be effectively collected.
이상에서 설명한 바와 같이, 본 발명에 따른 바람직한 실시예를 기초로 설명하였으나, 본 발명은 특정 실시예에 한정되는 것은 아니며, 해당분야 통상의 지식을 가진 자가 특허청구범위 내에서 기재된 범주 내에서 변경할 수 있다. As described above, the present invention has been described based on the preferred embodiments, but the present invention is not limited to the specific embodiments, and those skilled in the art can change the scope within the scope of the claims. have.
도 1은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기의 산소부화막부를 나타내는 사시도이다.1 is a perspective view showing an oxygen enrichment membrane part of a vehicle oxygen generator according to an embodiment of the present invention.
도 2는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기의 산소부화막부와 진공펌프부가 결합된 상태를 나타내는 사시도이다.2 is a perspective view illustrating a state in which an oxygen enrichment membrane unit and a vacuum pump unit of a vehicle oxygen generator according to an exemplary embodiment of the present invention are combined.
도 3은 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기가 구동되는 모습을 나타내는 사시도이다.3 is a perspective view illustrating a state in which a vehicle oxygen generator is driven according to an embodiment of the present invention.
도 4는 본 발명의 일 실시예에 따른 차량용 산소발생기의 산소부화막부 내의 공기 유동속도를 나타내는 도면이다.4 is a view showing the air flow rate in the oxygen enrichment membrane portion of a vehicle oxygen generator according to an embodiment of the present invention.
< 도면 부호의 상세한 설명 ><Detailed description of reference numerals>
110 : 산소부화막부 케이스 111 : 제1 공기배출구 110: oxygen enrichment membrane case 111: first air outlet
113 : 팬 113: fan
115 : 산소배출구 116 : 흡입구115: oxygen outlet 116: inlet
120 : 진공펌프부 케이스120: vacuum pump case
121 : 진공펌프 122 : 제2 공기배출구121: vacuum pump 122: second air outlet
125 : 고정부125: fixed part
130 : 산소배출튜브130: oxygen discharge tube
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