KR101643396B1 - 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치 - Google Patents

Abstract

본 발명은 냉각된 산소기체를 발생 및 토출하여 강력한 냉풍기능을 수행함과 동시에 고 순도의 산소공급으로 공기 청정 및 인체의 신진대사를 증대시키도록 한 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치에 관한 것으로, 기체산소를 발생하는 산소발생기와, 상기 산소발생기로부터 출력되는 기체산소에 압력을 가하여 강력하게 토출시켜 주는 압축기와, 상기 산소발생기로부터 토출되는 상온의 산소기체를 급냉시켜 전송하는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 토출되는 냉각된 기체 산소를 송풍팬을 통해 송풍 출력하는 송풍기를 포함하고; 상기 열교환기는 액화산소가 충전된 액화산소통과, 상기 액화산소통을 감싸며 밀봉 형성되는 외부통을 포함하며; 상기 외부통의 일측에는 산소발생기의 토출관과 이어지는 입력관이 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 입력관을 통해 외부통 내부로 유입된 관은 액화산소통의 외주면에 나선형으로 권취되고 다시 외부통의 타측에 형성된 유출구를 통해 제1출력관으로 이어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

Description

냉각 산소를 토출하는 냉풍장치{COOLING APPARATUS DISCHARGING COOLING OXYGEN}

본 발명은 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 냉각된 산소기체를 발생 및 토출하여 강력한 냉풍기능을 수행함과 동시에 고 순도의 산소공급으로 공기 청정 및 인체의 신진대사를 증대시키도록 한 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치에 관한 것이다.

일반적으로 에어컨은 냉각 효율을 향상시키기 위하여 다양한 기술들이 제안되고 있는데, 그 중의 하나로 공개특허공보 10-2004-0098235가 개시된다.

이 기술은 한 쌍의 실내 열교환기 중 어느 하나만이 냉방 작동될 때 냉방 능력을 감소시키지 않으며 압축기로의 액복귀 여유율을 향상시킬 수 있는 냉방 능력이 향상된 냉난방 겸용 멀티 에어컨으로, 열교환 매체를 압축하는 압축기와, 열교환 매체를 실외의 공기와 열 교환시키는 실외 열교환기와, 상기 실외 열교환기와 상기 압축기 사이에 설치된 한 쌍의 실내 열교환기와, 열교환 매체의 흐름을 단속하는 솔레노이드 밸브와, 모세관과 열교환 매체의 방향을 절환 시켜주는 4웨이 밸브로 구성된 냉난방 겸용 멀티 에어컨에 있어서, 상기 실외 열교환기의 하단부에 보조증발기가 구비되고, 상기 솔레노이드 밸브의 개폐에 의해 상기 한 쌍의 실내 열교환기 중 어느 하나만 냉방으로 작동할 경우 상기 압축기로부터 토출된 열교환 매체는 운전 중인 실내 열교환기와 열 교환한 후 상기 보조증발기를 통과하면서 열교환 할 수 있도록 다시 실외 열교환기 하단부로 유입되는 것을 특징으로 한다.

그러나 이와 같은 냉풍기능은 냉난방 겸용 에어컨을 이용한 구성으로, 난방기능이 없는 에어컨에는 적용하기 어려운 문제점이 있다.

한편, 공개특허공보 10-2003-0085625에는 에어컨 산소공급장치가 개시된다.

이 기술은 실외기의 내부 일정위치에 고정 설치되어 실내기로 보내어지는 산소와 외부로 배출되는 질소를 선택적으로 차단하는 솔레노이드 밸브의 하면에 히터부를 부가 설치하여 솔레노이드 밸브를 건조 또는 보온시키고자 하는 에어컨의 산소공급장치에 관한 것으로, 실외기의 내부로 유입되는 외부공기의 오염물질을 필터링하는 필터와, 상기 필터와 연결되어 필터링된 상기 외부공기의 소음을 줄이기 위한 흡기소음기와, 상기 흡기소음기로부터 배출되는 상기 외부공기를 압축하기 위한 공기압축기와, 상기 공기압축기로부터 유출된 상기 외부공기를 산소와 질소로 분리하기 위한 산소/질소 분리기와, 상기 공기압축기와 산소/질소 분리기 사이에 개재되어 상기 산소와 질소를 선택적으로 차단하기 위한 솔레노이드 밸브를 포함하여 이루어진 에어컨 산소공급장치에 있어서, 상기 솔레노이드 밸브를 건조 또는 보온시키기 위해 상기 솔레노이드 밸브에 인접되도록 히터부가 설치된 것을 특징으로 한다.

그러나 이 기술의 단점은 에어컨에서 산소발생을 위하여 산소/질소 분리기와 히터부를 사용함으로써, 구성이 복잡하고 전력소모가 크며 산소발생 목적 이외에는 또 다른 유기적인 향상된 기능이 발생되지 않는다는 점이다.

공개특허공보 10-2004-0098235, 공개특허공보 10-2003-0085625

본 발명은 상기한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로, 본 발명의 목적은 냉각된 산소기체를 발생 및 토출하여 강력한 냉풍기능을 수행함과 동시에 고 순도의 산소공급으로 공기 청정 및 인체의 신진대사를 증대시키도록 한 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치를 제공하는 것에 있다.

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명은 기체산소를 발생하는 산소발생기와, 상기 산소발생기로부터 출력되는 기체산소에 압력을 가하여 강력하게 토출시켜 주는 압축기와, 상기 산소발생기로부터 토출되는 상온의 산소기체를 급냉시켜 전송하는 열교환기와, 상기 열교환기로부터 토출되는 냉각된 기체 산소를 송풍팬을 통해 송풍 출력하는 송풍기를 포함하고; 상기 열교환기는 액화산소가 충전된 액화산소통과, 상기 액화산소통을 감싸며 밀봉 형성되는 외부통을 포함하며; 상기 외부통의 일측에는 산소발생기의 토출관과 이어지는 입력관이 유입되는 유입구가 형성되고, 상기 입력관을 통해 외부통 내부로 유입된 관은 액화산소통의 외주면에 나선형으로 권취되고 다시 외부통의 타측에 형성된 유출구를 통해 제1출력관으로 이어지도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르자면 상기 열교환기의 나선부관의 하부를 분기하여 외부통에 설치된 배수구를 통해 분기관이 형성하며, 상기 분기관에는 제1개폐밸브를 장착 설치한 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르자면 상기 액화산소통의 상단에 형성된 토출관에는 제2출력관이 연결되고, 상기 제2출력관에는 제2개폐밸브가 설치되는 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르자면 상기 송풍기는 본체와, 상기 본체의 상단에 형성되는 냉기 송풍구와, 하부 일측에 공기흡입부가 형성된 하부커버와, 상기 본체의 내부 상부에 설치되는 송풍팬을 포함하고, 열교환기로부터 연결되는 제1출력관과 제2출력관의 단부가 상기 송풍팬에 위치하여, 상기 송풍팬의 구동으로 냉각된 산소가스가 송풍구를 통해 외부로 토출되도록 구성된 것을 특징으로 한다.

또한 본 발명에 따르자면 상기 산소발생기의 토출관과 열교환기의 입력관 사이에는 발전기가 개재되고, 상기 발전기에는 축전지가 연결되며, 상기 발전기는 토출관과 입력관 사이에는 발전구동부를 형성하고, 여기에 회전날개를 장착 설치한 것을 특징으로 한다.

이와 같이 본 발명은 냉각된 산소기체를 발생 및 토출하여 강력한 냉풍기능을 수행함과 동시에 고 순도의 산소공급으로 공기 청정 및 인체의 신진대사를 증대시키도록 한 효과를 제공한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치의 구성도,
도 2는 본 발명에 따른 열교환기의 주요부분 단면 구성도,
도 3 및 도 4는 본 발명에 따른 송풍기의 사시도 및 측단면도,
도 5는 본 발명에 따른 발전기의 주요 구성부분을 도시한 도면이다.

이하 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시 예를 보다 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치의 구성도이다.

도시된 바와 같이, 본 발명 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치는,

기체산소를 발생하는 산소발생기(10)와, 상기 산소발생기(10)로부터 출력되는 기체산소에 압력을 가하여 강력하게 토출시켜 주는 압축기(20)와, 상기 산소발생기로부터 토출되는 상온의 산소기체를 급냉시켜 전송하는 열교환기(30)와, 상기 열교환기(30)로부터 토출되는 냉각된 기체 산소를 송풍팬(44)을 통해 송풍 출력하는 송풍기(40)를 포함한다.

또한 상기 산소발생기(10)의 토출관(11)과 열교환기(30)의 입력관(P1) 사이에는 발전기(50)가 개재되고, 상기 발전기(50)에는 축전지(60)가 연결되어 생성된 전기를 축전하여 준다.

상기 열교환기(30)의 구성을 도 2를 참조하여 설명한다.

상기 열교환기(30)는 2중관으로 구성되는 것으로, 액화산소(LOX)가 충전된 액화산소통(31)과, 상기 액화산소통(31)을 감싸며 밀봉 형성되는 외부통(32)을 포함한다.

여기서 상기 액화산소(LOX)는 산소를 영하 183℃ 이하의 온도로 압축한 담청색의 산소로, 상기 액화산소통(31)은 상기 액화산소(LOX)를 충전한 용기로 표면온도는 매우 차가운(영하 183℃) 상태를 유지하게 된다.

또한 상기 외부통(32)의 일측에는 산소발생기(10)의 토출관(11)과 이어지는 입력관(P1)이 유입되는 유입구(32a)가 형성되고, 상기 입력관(P1)을 통해 외부통(32) 내부로 유입된 관은 액화산소통(31)의 외주면에 나선형으로 권취(P2)되고 다시 외부통(32)의 타측에 형성된 유출구(32b)를 통해 제1출력관(P3)으로 이어지도록 구성된다.

여기서 상기 입력관(P1)을 통해 외부통(32) 내부로 유입되는 기체산소는 상온인데, 나선부관(P2)을 통과하면서 액화산소통(31)의 표면과 열교환이 이루어져 급냉되어지며, 냉각된 기체산소는 제1출력관(P3)을 통해 배출된다.

또한 상기 나선부관(P2)의 하부를 분기하여 외부통(32) 하부에 설치된 배수구(32c)를 통해 분기관(P4)이 형성되도록 구성하며, 상기 분기관(P4)에는 제1개폐밸브(S1)를 장착 설치한다.

상기 분기관(P4)은 나선부관(P2)을 통과하는 상온의 기체산소가 냉각되면서 발생하는 관내의 결로현상을 해소하기 위한 것으로, 상기 제1개폐밸브(S1)는 냉풍 운전동작 시에는 폐쇄된 상태를 유지하다 냉각 운전이 중지되면, 개방되어 냉풍 운전 시 나선부관(P2)의 내부에 생성된 이슬(물)을 외부로 배출하여 주게 된다.

또한 상기 액화산소통(31)의 상단에 형성된 토출관(31a)에는 제2출력관(P5)이 연결되고, 상기 제2출력관(P5)에는 제2개폐밸브(S2)가 설치된다.

상기 제2개폐밸브(S2)는 상기 액화산소통(31)의 토출관(31a)으로부터 토출되는 매우 낮은 온도의 액화산소(LOX)의 출력을 단속하게 되는데, 상기 제2개폐밸브(S2)는 일정한 주기에 따라 간헐적으로 개방되도록 제어하여, 상기 액화산소통(31)에 충전된 액화산소(LOX)가 충분한 시간을 가지고 소진될 수 있도록 하여준다.

본 발명에 따르자면 상기 열교환기(30)는 상기 액화산소통(31)에 충전된 액화산소(LOX)가 소진되면, 토출부(31a)를 통해 다시 충전시켜 사용하게 된다.

상기 열교환기(30)의 제1출력관(P3)과 제2출력관(P5)는 송풍기(40)로 이어진다.

상기 송풍기(40)는 도 3 및 도 4에 도시된 바와 같이, 본체(41)와, 상기 본체(41)의 상단에 형성되는 냉기 송풍구(42)와, 하부 일측에 공기흡입부(43a)가 형성된 하부커버(43)와, 상기 본체의 내부 상부에 설치되는 송풍팬(44)을 포함하고, 열교환기(30)로부터 연결되는 제1출력관(P3)과 제2출력관(P5)의 단부가 상기 송풍팬(44)에 위치하여, 상기 송풍팬(44)의 구동으로 냉각된 산소가스가 송풍구(42)를 통해 외부로 토출되도록 구성된다.

여기서 표시기호 45는 본체(41) 내부에 유입된 제1출력관(P3)과 제2출력관(P5)을 지지하는 지지대이다.

한편, 상기 발전기(50)는 상기 산소발생기(10)의 토출관(11)과 열교환기(30)의 입력관(P1) 사이에 개재되는 것으로, 상기 산소발생기(10)의 토출관(11)을 통해 강력하게 토출되는 기체산소를 이용하여 발전을 수행하기 위한 구성요소이다.

상기 발전기(50)는 도 5에서와 같이 토출관(11)과 입력관(P1) 사이에 발전구동부(51)를 형성하고, 여기에 회전날개(52)를 장착 설치한다.

상기 회전날개(52)의 축은 발전기의 회전축으로 가동되며, 상기 토출관(11)을 통해 이송되는 기체 산소의 토출로 상기 회전날개(52)가 회전되면 발전기가 가동되어 소정의 전기를 발생하게 된다.

상기 이때 발생된 전기를 축전지(60)에 저장하여 주고, 상기 축전지(60)에 충전된 전기는 본 발명 냉풍장치의 각 부위에 공급전원으로 재이용하여, 에너지를 절감하는 효과를 제공한다.

이와 같이 구성된 본 발명 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치의 전체 동작을 설명한다.

먼저, 냉풍운전을 개시하면 산소발생기(10), 압축기(20) 및 송풍팬(44)이 구동되며, 제1개폐밸브(S1) 및 제2개폐밸브(S2)는 폐쇄된다.

따라서 상기 산소발생기(10)가 가동되어 공기 중에 있는 오염물질과 질소를 제거하고 산소를 고농축시켜 토출관(11)을 통해 배출시켜준다.

동시에 상기 압축기(20)가 투출관(21)을 통해 강력한 에어를 공급함에 따라 상기 산소발생기(10)의 토출관(11)을 통해 토출되는 기체 산소는 강력한 힘으로 토출되어 진다.

상기 토출관(11)으로 토출된 기체산소는 발전기(50)의 회전날개(52)를 강제 회전시켜 발전을 수행하며, 상기 발전기(50)는 발전된 전기를 축전지(60)로 공급하여 축전시켜준다.

또한 상기 발전기(50)를 통과한 기체산소는 입력관(P1)을 통해 열교환기(30)의 내부로 유입되며, 액화산소통(31)의 외주면에 권취된 나선부관(P2)을 통과하면서 열교환이 이루어져 급냉되어진다.

상기 냉각된 기체산소는 제1개폐밸브(S1)가 폐쇄되어 분기관(P4)으로는 이동하지 못하고, 제1출력관(P3)을 통해 송풍기(40)로 이송된다.

상기 제1출력관(P1)을 통해 송풍기(40)로 이송된 냉각된 차가운 산소기체는 송풍팬(44)의 구동에 의해 송풍구(42)를 통해 실내로 토출되어진다.

상기 기체산소는 차가운 바람으로 상기 송풍팬(44)에서 바람과 결합되면서 매우 강한 냉풍이 되며, 사용자는 냉각효과를 만끽함과 동시에 고 순도 산소를 호흡하게 되어 최적, 최상의 환경으로 냉각효과를 누리게 된다.

또한 미 도시된 제어부의 제어에 의해, 상기 제2개폐밸브(S2)를 개방하면 열교환기(30)의 액화산소통(31)에 압축 충전된 액화산소(LOX)가 토출구(31a)를 통해 제2출력관(S2)으로 출력되면서 매우 강력한 냉풍을 송풍기(40)를 통해 제공하게 된다.

이와 같은 냉풍 운전이 종료되면, 제어부는 산소발생기(10), 압축기(20) 및 송풍팬(44)의 구동을 중지시키고, 제1개폐밸브(S1)는 개방하고, 제2개폐밸브(S2)는 폐쇄시켜준다.

따라서 냉풍운전 시 열교환기(30)의 나선부관(P2) 내부에 형성된 이슬이 나선관부(P2)를 타고 흘러내리면서 분기관(P4) 및 제1개폐밸브(S1)를 통해 외부로 배출되도록 하여 결로현상을 방지하여 준다.

10: 산소발생기 20: 압축기
30: 열교환기 40: 송풍기
50: 발전기 60: 축전지

Claims (5)

1. 기체산소를 발생하는 산소발생기(10)와, 상기 산소발생기(10)로부터 출력되는 기체산소에 압력을 가하여 강력하게 토출시켜 주는 압축기(20)와, 상기 산소발생기로부터 토출되는 상온의 산소기체를 급냉시켜 전송하는 열교환기(30)와, 상기 열교환기(30)로부터 토출되는 냉각된 기체 산소를 송풍팬(44)을 통해 송풍 출력하는 송풍기(40)를 포함하고;
   상기 열교환기(30)는 액화산소(LOX)가 충전된 액화산소통(31)과, 상기 액화산소통(31)을 감싸며 밀봉 형성되는 외부통(32)을 포함하며;
   상기 외부통(32)의 일측에는 산소발생기(10)의 토출관(11)과 이어지는 입력관(P1)이 유입되는 유입구(32a)가 형성되고, 상기 입력관(P1)을 통해 외부통(32) 내부로 유입된 관은 액화산소통(31)의 외주면에 나선형으로 권취(P2)되고 다시 외부통(32)의 타측에 형성된 유출구(32b)를 통해 제1출력관(P3)으로 이어지도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치.
   
2. 청구항 1에 있어서,
   상기 열교환기(30)의 나선부관(P2)의 하부를 분기하여 외부통(32)에 설치된 배수구(32c)를 통해 분기관(P4)이 형성하며, 상기 분기관(P4)에는 제1개폐밸브(S1)를 장착 설치한 것을 특징으로 하는 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치.
3. 청구항 1에 있어서,
   상기 액화산소통(31)의 상단에 형성된 토출관(31a)에는 제2출력관(P5)이 연결되고, 상기 제2출력관(P5)에는 제2개폐밸브(S2)가 설치되는 것을 특징으로 하는 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치.
   
4. 청구항 1에 있어서,
   상기 송풍기(40)는 본체(41)와, 상기 본체(41)의 상단에 형성되는 냉기 송풍구(42)와, 하부 일측에 공기흡입부(43a)가 형성된 하부커버(43)와, 상기 본체의 내부 상부에 설치되는 송풍팬(44)을 포함하고, 열교환기(30)로부터 연결되는 제1출력관(P3)과 제2출력관(P5)의 단부가 상기 송풍팬(44)에 위치하여, 상기 송풍팬(44)의 구동으로 냉각된 산소가스가 송풍구(42)를 통해 외부로 토출되도록 구성된 것을 특징으로 하는 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치.
   
5. 청구항 1에 있어서,
   상기 산소발생기(10)의 토출관(11)과 열교환기(30)의 입력관(P1) 사이에는 발전기(50)가 개재되고, 상기 발전기(50)에는 축전지(60)가 연결되며,
   상기 발전기(50)는 토출관(11)과 입력관(P1) 사이에는 발전구동부(51)를 형성하고, 여기에 회전날개(52)를 장착 설치한 것을 특징으로 하는 냉각 산소를 토출하는 냉풍장치.

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