KR102112536B1 - 복합산소발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과산화수소 분해를 이용하여 산소발생기와 가습기를 합쳐서 하나로 만든 복합산소발생기에 관한 것으로서, 쉽게 구할 수 있는 저농도의 과산화수소를 이용하여 낮은 비용으로 적절한 산소농도와 습도를 유지시키는 복합산소발생기에 관한 것이다.
상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 과산화수소가 내부에 저장되는 저장기; 상기 저장기의 외측면에 설치되며 과산화수소와 촉매 반응하여 산소와 물을 생성하도록 이산화망간이 구비되는 분해기; 상기 저장기의 하부 일측에 연결된 관을 통해 과산화수소를 공급받아 상기 분해기의 하부로 공급되게 하는 펌프; 상기 분해기에서 발생하는 물과 산소를 공급받아 저장되는 물탱크; 및 상기 물탱크의 하부 일측에 연결된 관을 통해 물을 공급받아 수증기가 분사되는 가습기;를 포함하는 것을 특징으로 하는 복합산소발생기를 제공한다.

Description

복합산소발생기{Complex oxygen generator}

본 발명은 과산화수소 분해를 이용하여 산소발생기와 가습기를 합쳐서 하나로 만든 복합산소발생기에 관한 것으로서, 쉽게 구할 수 있는 저농도의 과산화수소를 이용하여 낮은 비용으로 적절한 산소농도와 습도를 유지시키는 복합산소발생기에 관한 것이다.

산소는 인체의 생명유지는 물론 건강문제와도 직결되는 원소로서, 일반적으로 산소농도가 정상치 이하로 떨어질 경우 두통이나 불쾌감을 느끼게 되는 등 각종 심신질환이 야기되며, 반대로 산소발생기 등을 이용해 실내의 산소농도를 높여 주게 되면 폐나 피부 호흡을 통한 신진대사가 높아져 영양소 흡수를 촉진하고 혈액이 정화되며 체력회복, 신체 면역력강화 및 두뇌활동이 증진되는 효과가 있다.

한편, 최근 대기오염 문제가 심각하게 대두되면서 인공적으로 산소를 발생시키는 산소발생기에 대한 관심이 높아지고 있는 바, 현재 상품화되어 있는 산소발생기로는 맴브레인(Membrane) 공법이나, 공기액화분리 공법, PSA(Pressure Swing Adsorption) 공법 등을 사용하는 제품을 들 수 있다.

맴브레인 공법의 산소발생기는 미세 여과막 통과 추출방식을 사용하는 시스템으로서 산소와 질소의 분자 크기 차이를 이용해 대용량의 산소를 발생시킬 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 맴브레인 방식은 보통 30~35% 정도의 저농도 산소가 발생되는 취약점이 있으며, 수분의 분리가 불가능하고, 100psi 정도의 고압이 요구되며, 소형/경량화가 곤란한 단점이 있다.

공기액화분리 공법의 산소발생기는 극저온 방식의 시스템으로서 산소와 질소의 액화차이를 이용하여 원료공기를 일정한 압력까지 압축시키는 압축공정과, 수분, 이산화탄소 등을 제거하는 예비공정과, 냉각/액화시킨 공기를 비점차를 이용해 액화산소와 액화질소로 정류, 분리하는 공정을 통해 산소를 발생시킨다. 이러한 공기액화분리 공법의 산소발생기는 대량생산이 가능한 장점이 있는 반면, 대규모의 설비가 요구되고 고압에 의한 폭발의 위험이 있다.

PSA 공법의 산소발생기는 고압의 공기를 지올라이트(Zeolite)에 통과시켜 질소분자를 선택적으로 흡착시키는 방식으로 산소를 발생시키는 시스템으로서 보통 80~96%의 고순도 산소를 얻을 수 있는 장점이 있다. 그러나, 이러한 PSA 공법의 산소발생기는 가격이 매우 비싸며, 산소발생량이 상대적으로 적은 단점이 있다.

종래의 산소발생기는 산소부화막방식을 이용해 농축하는 방식으로 매우 고가의 제품이 많아 일반인들이 가정에서 쉽게 구비할 수 없는 어려움이 있다.

KR 1020040024228 A

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해소하기 위한 것으로, 가정에서 편리하게 이용할 수 있으며 누구나 안전하게 사용할 수 있는 복합산소발생기를 제공하는데에 목적이 있다.

밀폐된 공간에서 생활하는 현대인에게 고순도의 산소와 적절한 수분을 공급해 더 나은 쾌적한 환경을 제공하는데에 목적이 있다.

하나의 제품으로 쾌적한 산소농도와 습도를 유지해 저렴한 가격과 저전력으로 유지비가 적게 드는 복합산소발생기를 제공하는데에 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 발명은, 과산화수소가 내부에 저장되는 저장기; 상기 저장기의 외측면에 설치되며 과산화수소와 촉매 반응하여 산소와 물을 생성하도록 이산화망간이 구비되는 분해기; 상기 저장기의 하부 일측에 연결된 관을 통해 과산화수소를 공급받아 상기 분해기의 하부로 공급되게 하는 펌프; 상기 분해기에서 발생하는 물과 산소를 공급받아 저장되는 물탱크; 및 상기 물탱크의 하부 일측에 연결된 관을 통해 물을 공급받아 수증기가 분사되는 가습기;를 포함하되, 상기 저장기는, 과산화수소가 상기 분해기로 유입되는 통로에 조절밸브가 구비되어 물과 산소의 발생량이 제어되고, 상기 분해기는, 상기 물탱크로 연결된 관에 필터가 구비되며, 상기 분해기 내에서 과산화수소와 이산화망간의 촉매 반응으로 인해 발생하는 가루를 제거하여 상기 물탱크로 물을 공급하며, 상기 물탱크는, 물이 상기 가습기로 공급되는 통로에 조절밸브가 구비되어 수증기 발생량이 제어되고, 상기 분해기는 PH 측정기가 더 갖추어져 과산화수소가 안전수치를 벗어나면 작동이 정지되게 하는 것을 특징으로 하는 복합산소발생기를 제공한다.

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상기 과제의 해결 수단에 의한 본 발명에 따른 복합산소발생기는 누구나 안전하게 사용할 수 있으며 크기를 소형화할 수 있어 도서관, 독서실, 가정 등 설치가 가능하다.

또한, 적절한 산소를 간단한 방법을 이용하여 얻을 수 있어 높은 산소농도의 실내에서 생활할 수 있으며 건강한 생활을 할 수 있으며 집중력이 높아져 업무의 효율성이 증대되어 보다 효율적으로 효과적인 업무를 할 수 있는 효과가 있다.

또한, 하나의 제품으로 가습기와 산소발생기의 기능을 하여 가격경쟁력이 우수하며 주변에서 쉽게 구할 수 있는 과산화수소를 이용하기 때문에 접근성을 높이는 효과가 있다.

도 1은 본 발명에 따른 복합산소발생기의 구성도이다.
도 2는 본 발명에 따른 복합산소발생기의 유체흐름도이다.

이하 본 발명의 실시예에 따른 보행 보조 안경을 도면을 통해 상세히 설명한다. 또한, 이하에 설명하는 일 실시예는 특허청구범위에 기재된 본 발명의 내용을 부당하게 한정하지 않으며, 본 실시 형태에서 설명되는 구성 전체가 본 발명의 해결 수단으로서 필수적이라고는 할 수 없다.

도 1은 본 발명에 따른 복합산소발생기의 구성도이고, 도 2는 본 발명에 따른 복합산소발생기의 유체흐름도이다.

도 1과 도 2를 참조하면, 본 발명에 따른 복합산소발생기는 저장기(100), 분해기(200), 펌프(300), 물탱크(400), 가습기(500)로 구성되며 이하 각 구성을 자세히 설명하면 다음과 같다.

상기 저장기(100)는 과산화수소가 내부에 저장된다.

상기 저장기(100)에 수용되는 과산화수소는 안전한 5% 정도의 농도로 사용하는 것이 바람직하다.

상기 분해기(200)는 상기 저장기(100)의 외측면에 고정 설치되며 과산화수소와 촉매 반응하여 물과 산소를 생성하도록 이산화망간이 구비된다.

상기 분해기(200)는 기다란 원통형으로 형성되어 상부와 하부에 관이 갖추어진다.

그리고 상기 분해기(200)에는 필터가 구비되어 상기 분해기(200) 내에서 과산화수소와 이산화망간의 촉매 반응으로 인해 발생하는 가루를 제거하여 물을 공급한다.

이러한 필터로는 정수기에 사용되는 필터가 사용될 수 있으며, 과산화수소에 의해 부식되지 않는 PVC 소재의 필터를 사용할 수 있다.

또한, 과산화수소가 상기 분해기(200)를 지나온 지점에 pH 측정기를 설치하여 안전 수치를 벗어날 경우 기기 작동이 정지하도록 할 수 있다.

상기 저장기(100)의 과산화수소가 상기 분해기(200)로 유입되는 통로에 조절밸브(600)가 구비되어 물과 산소의 발생량을 제어한다.

상기 펌프(300)는 상기 저장기(100)의 하부 일측에 연결된 관을 통해 과산화수소를 공급받아 상기 분해기(200)의 하부로 공급되게 한다.

상기 펌프(300)는 과산화수소가 상기 분해기(200)의 하부에 형성된 관으로 유입되어 상부로 이동하면서 촉매 반응을 할 수 있도록 압력을 가한다.

상기 물탱크(400)는 상기 분해기(200)의 상부에 형성된 관으로부터 물과 산소를 공급받아 저장된다.

상기 가습기(500)는 상기 물탱크(400)의 하부 일측에 연결된 관을 통해 물을 공급받아 수증기를 분사시킨다.

그리고 상기 가습기(500)는 상기 물탱크(400)에서 공급받은 물을 수증기로 분사시키기 위해 외부 전력과 연결되어 가동된다.

또한, 상기 가습기(500)는 시중에 판매되고 있는 가습기를 사용할 수 있다.

상기 물탱크(400)에는 물이 상기 가습기(500)로 공급되는 통로에 상기 조절밸브(600)가 구비되어 수증기 발생량을 제어한다.

이하에서는, 산소 발생 원료로 사용되는 과산화수소가 사용되고, 촉매로서 이산화망간이 사용된 실시예를 중심으로 본 발명의 구성 및 작용을 설명하기로 한다.

상기 저장기(100) 내에 수용되는 과산화수소와 상기 분해기(200) 내에 구비되는 이산화망간이 촉매 반응하여 산소와 물로 분해된다. 이러한 물과 산소의 발생량을 조절하기 위하여 상기 저장기(100)와 상기 펌프(300)를 연결하는 관에 구비되는 조절밸브(600)에 의해 유량이 조절된다. 그리고 발생하는 물과 산소는 상기 분해기(200)에 연결된 관을 통해 상기 물탱크(400)로 배출된다. 그리고 배출되는 물을 이용하여 상기 가습기(500)에서 수증기를 배출하기 위해 복합산소발생기의 상기 펌프(300)와 가습기(500)가 외부 전력과 연결되어 작동된다.

복합산소발생기에서 발생하는 산소는 21~23%의 농도와 40~60%의 습도를 유지하여 쾌적한 실내를 만들어 주며 간단한 구조로 크기를 소형화 할 수 있어 어디에서든 전력만 연결하여 편리하게 사용할 수 있다.

복합산소발생기는 과산화수소가 부식성을 지니기 때문에 내식성을 가진 소재를 사용해야 하며 이용이 편리하도록 가벼운 PVC, 알루미늄관 및 폴리카보네이트를 사용하는 것이 바람직하다.

이상과 같이 기본적인 기술적 사상은 하나의 제품으로 가습기와 산소발생기의 역할과 기능을 갖추며 안전하고 활용성이 높은 과산화수소를 이용해 누구나 사용할 수 있는 복합산소발생기를 제공하는 것임을 알 수 있다.

이러한 본 발명의 기본적인 기술적 사상 범주내에서 당업계의 통상적인 지식을 가진 자에 의해 다양한 변형이 가능함은 물론이며, 따라서 본 발명의 범주는 다양한 변형 예들을 포함하도록 작성된 특허청구범위 내에서 해석되어야 할 것이다.

100 : 저장기
200 : 분해기
300 : 펌프
400 : 물탱크
500 : 가습기
600 : 조절밸브

Claims (4)

1. 과산화수소가 내부에 저장되는 저장기;
   상기 저장기의 외측면에 설치되며 과산화수소와 촉매 반응하여 산소와 물을 생성하도록 이산화망간이 구비되는 분해기;
   상기 저장기의 하부 일측에 연결된 관을 통해 과산화수소를 공급받아 상기 분해기의 하부로 공급되게 하는 펌프;
   상기 분해기에서 발생하는 물과 산소를 공급받아 저장되는 물탱크; 및
   상기 물탱크의 하부 일측에 연결된 관을 통해 물을 공급받아 수증기가 분사되는 가습기;를 포함하되,
   상기 저장기는,
   과산화수소가 상기 분해기로 유입되는 통로에 조절밸브가 구비되어 물과 산소의 발생량이 제어되고,
   상기 분해기는,
   상기 물탱크로 연결된 관에 과산화수소에 내식성을 가진 PVC 소재의 필터가 구비되어, 상기 분해기 내에서 과산화수소와 이산화망간의 촉매 반응으로 인해 발생하는 가루를 제거하여 상기 물탱크로 물을 공급하며,
   상기 물탱크는,
   물이 상기 가습기로 공급되는 통로에 조절밸브가 구비되어 수증기 발생량이 제어되고,
   상기 분해기는 PH 측정기가 더 갖추어져 과산화수소가 안전수치를 벗어나면 작동이 정지되게 하는 것을 특징으로 하는 복합산소발생기.
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