KR102183771B1 - 활어차용 산소 발생 장치 - Google Patents
활어차용 산소 발생 장치 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102183771B1 KR102183771B1 KR1020200079013A KR20200079013A KR102183771B1 KR 102183771 B1 KR102183771 B1 KR 102183771B1 KR 1020200079013 A KR1020200079013 A KR 1020200079013A KR 20200079013 A KR20200079013 A KR 20200079013A KR 102183771 B1 KR102183771 B1 KR 102183771B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- oxygen
- pair
- zeolite
- air
- live fish
- Prior art date
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 346
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 346
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 346
- 241000251468 Actinopterygii Species 0.000 title claims abstract description 80
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 170
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 277
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 138
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 claims description 101
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 claims description 95
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 95
- 238000003795 desorption Methods 0.000 claims description 83
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 24
- 239000000428 dust Substances 0.000 claims description 19
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 17
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000011575 calcium Substances 0.000 claims description 12
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 claims description 11
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 239000011148 porous material Substances 0.000 claims description 8
- 239000000377 silicon dioxide Substances 0.000 claims description 7
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 238000001816 cooling Methods 0.000 claims description 6
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 5
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 3
- 238000000638 solvent extraction Methods 0.000 claims description 3
- 230000007774 longterm Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000284 extract Substances 0.000 abstract description 4
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000010926 purge Methods 0.000 description 9
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 5
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N Hydrochloric acid Chemical compound Cl VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000014509 gene expression Effects 0.000 description 2
- KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M lithium chloride Chemical compound [Li+].[Cl-] KWGKDLIKAYFUFQ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000005192 partition Methods 0.000 description 2
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 2
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 2
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- -1 LiCl Chemical class 0.000 description 1
- 235000002597 Solanum melongena Nutrition 0.000 description 1
- 244000061458 Solanum melongena Species 0.000 description 1
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000003365 glass fiber Substances 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen(.) Chemical compound [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 239000013535 sea water Substances 0.000 description 1
- 230000003584 silencer Effects 0.000 description 1
- 229910052665 sodalite Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
- A01K63/042—Introducing gases into the water, e.g. aerators, air pumps
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
- A01K63/02—Receptacles specially adapted for transporting live fish
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0407—Constructional details of adsorbing systems
- B01D53/0446—Means for feeding or distributing gases
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/0454—Controlling adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/02—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography
- B01D53/04—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by adsorption, e.g. preparative gas chromatography with stationary adsorbents
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D53/00—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols
- B01D53/22—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion
- B01D53/228—Separation of gases or vapours; Recovering vapours of volatile solvents from gases; Chemical or biological purification of waste gases, e.g. engine exhaust gases, smoke, fumes, flue gases, aerosols by diffusion characterised by specific membranes
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D71/00—Semi-permeable membranes for separation processes or apparatus characterised by the material; Manufacturing processes specially adapted therefor
- B01D71/02—Inorganic material
- B01D71/028—Molecular sieves
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/02—Preparation of oxygen
- C01B13/0229—Purification or separation processes
- C01B13/0248—Physical processing only
- C01B13/0259—Physical processing only by adsorption on solids
- C01B13/0262—Physical processing only by adsorption on solids characterised by the adsorbent
- C01B13/027—Zeolites
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Environmental Sciences (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Biodiversity & Conservation Biology (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
Abstract
본 발명은 활어차용 산소 발생 장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 활어차에 탑재되는 산소 발생 장치로서, 외부유입 공기를 이용하여 고순도의 산소를 효과적으로 추출낼 수 있고, 또한 흡착베드의 장기 이용성을 확보할 수 있다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 활어차에 탑재되는 산소 발생 장치로서, 외부유입 공기를 이용하여 고순도의 산소를 효과적으로 추출낼 수 있고, 또한 흡착베드의 장기 이용성을 확보할 수 있다.
Description
본 발명은 활어차용 산소 발생 장치에 대한 것이다.
구체적으로, 본 발명은 활어차에 탑재되는 산소 발생 장치로서, 외부유입 공기를 이용하여 고순도의 산소를 효과적으로 추출낼 수 있고, 또한 흡착베드의 장기 이용성을 확보할 수 있는 활어차용 산소 발생 장치에 대한 것이다.
일반적으로 살아있는 상태의 신선한 어류를 어장에서부터 멀리 떨어진 도시의 횟집 등에 공급하기 위해 산소공급장치와 수온조절장치 및 이를 제어하는 컨트롤장치가 구비된 넓은 수조를 적재함에 설치한 활어차를 이용하고 있는데, 어장에서 막 잡아올린 신선한 어류를 해수가 저수된 활어차의 수족관으로 옮겨 담아 산소공급장치와 수온조절장치를 통해 적절한 양의 산소를 공급하면서 적절한 수온을 유지시켜 줌으로써, 횟집 등을 이용하는 소비자가 금방 잡아올린 것과 같이 신선한 상태의 어류를 제공받을 수 있게 된다.
일반적으로 활어차의 산소공급은 PSA, RVSA 방식의 산소 발생기나 압축 산소를 액화하여 저장하는 액체산소용기에 의하여 산소를 수조에 제공하는데, 2021년부터 국제위험물선박운송기준(IMDG)과 국내 법인 "위험물 선박운송 및 저장규칙 제 27조제4항" 및 "위험물 선박운송 기준 별표 1"에 따라 액체 산소와 액체 암모니아, 염산 등을 적재한 탱크차를 여객선에 적재하지 못하도록 하는 액체산소용기 탑재 활어차의 여객선 선적 금지가 시행됨에 따라, 액화산소용기 대신에 외부 유입공기를 이용하여 고순도 산소를 생산하는 산소 발생 장치를 적재한 활어차에 대한 개발이 더욱 가속화되고 있다.
한편, 활어차에 일반적으로 적용되는 산소 발생 장치의 구동 방식인 PSA(Pressure swing adsorption) 방식의 기체 분리 및 정제 공정은 제올라이트 흡착제의 선택적 흡착력을 이용하여 공기중의 질소와 산소를 분리하는 것으로써 흡착탑(module)에 가압 공기를 통과시키고 흡착, 균압, 탈착의 연속동작을 통해 질소, 산소 가스를 생산하는 방식이다. 이와 같은 PSA 방식의 기체 분리 및 정제 공정은 외부에서 유입되는 공기로부터 고순도의 산소를 유량 저감없이 토출하는 것에 대한 기술적 한계가 존재하는데, 이는 제올라이트 흡착베드의 질소 탈착을 수행하는 퍼징 공정과 연관되어 있다.
보다 구체적으로, 질소 탈착을 위한 퍼징 기체인 산소 유량을 증가시키는 경우 퍼징에 따른 질소 탈착 효율이 증가하여 산소 순도 향상은 도모되고 장기 이용성을 확보할 수 있는 이점은 있지만, 퍼징 유량의 증가에 따라 최종적으로 토출되는 산소 유량은 감소하게 되고, 따라서 설치 환경이나 사용자의 선택에 따라 산소 순도와 유량을 적절히 조절하는 방법 이외에는 산소 유량과 산소 순도를 모두 향상시키는 어려운 것이 현실이다.
본 발명은 활어차에 탑재되는 산소 발생 장치로서, 외부유입 공기를 이용하여 고순도의 산소를 유량 저감없이 효과적으로 추출낼 수 있고, 또한 흡착베드의 장기 이용성을 확보할 수 있는 활어차용 산소 발생 장치를 제공한다.
본 발명은 또한, 미세먼지 및 초미세먼지가 제거된 청정 공기를 활어차 운전석에 제공할 수 있도록 설계된 활어차용 산소 발생 장치를 제공한다.
본 발명은 상기 과제를 해결하기 위해 안출된 것으로써, 활어를 수용하는 공간이 구비된 수조를 탑재한 활어차에 설치되어 상기 수조에 산소를 공급하는 활어차용 산소 발생 장치에 대한 것이다.
상기 산소 발생 장치는 흡기팬을 통해 유입되는 외부유입 공기로부터 수분, 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 에어필터; 상기 에어필터의 후단에 위치하여 상기 외부유입 공기를 압축하고, 흡착베드로 상기 외부유입 공기를 가압 제공하는 에어 컴프레서; 상기 에어 컴프레서로부터 가압 제공되는 외부유입 공기의 유량을 제어하는 한 쌍의 솔레노이드 밸브; 상기 한 쌍의 솔레노이드 밸브를 통과하여 유입되는 외부 유입 공기 중 질소를 선택적으로 흡착하는 제올라이트를 포함하는 한 쌍의 흡착베드로서, Si와 Al의 몰비(Si/Al)가 0.90 내지 1.10의 범위 내에 있는 LSX(low silica X)에 리튬 이온을 이온 교환하여 형성되고 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.65 내지 0.95의 범위 내에 있는 제 1 제올라이트가 충전된 제 1 영역; 상기 제 1 영역의 후단에 위치하고 상기 제 1 제올라이트에 칼슘 이온을 이온 교환하여 형성되고 Ca와 Al의 몰비(Ca/Al)가 0.25 내지 0.45의 범위 내에 있는 제 2 제올라이트가 충전된 제 2 영역; 및 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 물리적으로 구획하되 상기 제 1 영역에 위치하는 상기 제 1 제올라이트가 상기 제 2 영역으로 이동하거나 상기 제 2 영역에 위치하는 상기 제 2 제올라이트가 상기 제 1 영역으로 이동하는 것을 제어하는 제올라이트계 멤브레인을 각각 포함하는 한 쌍의 흡착베드; 상기 한 쌍의 흡착베드로부터 토출되는 산소를 압축 저장하고, 저장된 산소를 수조에 공급하는 산소 저장부; 상기 산소 저장부로부터 공급되는 산소를 질소탈착용 산소와 외부토출용 산소로 분기하도록 설계된 산소유량 분기밸브; 상기 산소유량 분기밸브에 의해 분기된 질소탈착용 산소를 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 가압 제공하는 진공펌프; 상기 진공펌프에서 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소가 상기 한 쌍의 흡착베드 중 어느 하나에만 제공되도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 산소흐름 제어밸브; 상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부토출용 산소를 수조 내 온도에 따라 선택적으로 냉각 및 가열하는 산소 온도 조절부; 상기 가열 또는 냉각된 외부토출용 산소를 수조로 공급하기 위해 설계된 복수의 공급 노즐을 포함하는 산소 분배기; 및 상기 상기 에어 컴프레서, 한 쌍의 솔레노이드 밸브, 상기 산소 저장부, 상기 산소유량 분기밸브, 상기 진공펌프, 상기 산소흐름 제어밸브, 상기 산소 온도 조절부 및 상기 산소 분배기의 동작을 제어하여 목적하는 순도, 유량 및 온도의 산소를 외부로 공급하도록 설계된 프로세서를 포함한다.
하나의 예시에서, 상기 에어필터는 외부유입 공기로부터 수분을 필터링하는 수분 제거 필터; 및 상기 수분 제거 필터의 후단에 위치하고, 상기 외부유입 공기로부터 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 헤파필터를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 및 제 2 제올라이트는 각각 직경이 1.5 mm 내지 5.0 mm의 범위 내에 있고, 미세 기공이 3Å 내지 10 Å의 범위 내에 있을 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 제올라이트는 상기 제 2 제올라이트보다 상대적으로 큰 직경과 작은 미세 기공을 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제올라이트계 멤브레인은 FAU 제올라이트, MFI 제올라이트, CHA 제올라이트, DDR 제올라이트 및 MWW 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분을 포함하는 메조포러스 멤브레인일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 산소 온도 조절부는 상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부토출용 산소를 냉각시키는 냉각기; 및 상기 냉각기와 선택적으로 구동하고 상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부토출용 산소를 가열시키는 가열기를 포함할 수 있다.
상기 활어차용 산소 발생 장치는 또한, 상기 한 쌍의 흡착베드 전단에 위치하여 상기 한 쌍의 솔레노이드 밸브를 통과한 외부유입 공기가 상기 한 쌍의 흡착베드로 유입될 수 있도록 상기 외부유입 공기의 흐름을 제어하고, 질소탈착 공정에 의해 상기 한 쌍의 흡착베드로부터 배출되는 질소가 상기 외부로 배출될 수 있도록 상기 질소의 흐름을 제어하는 한 쌍의 제 1 제어밸브; 및 상기 한 쌍의 흡착베드 후단에 위치하여 상기 한 쌍의 흡착베드로부터 배출되는 산소가 상기 산소 저장부를 거쳐 수조 내부로 배출될 수 있도록 상기 산소의 흐름을 제어하고, 상기 진공펌프에서 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소가 상기 산소 저장부로 재유입되는 것을 방지할 수 있도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 한 쌍의 제 2 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 활어차용 산소 발생 장치는 또한, 상기 산소흐름 제어밸브를 통해 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소 중 일부를 분기하여 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 1 영역 방향으로 제공하도록 설계된 바이패스부를 더 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 한 쌍의 흡착베드 각각은 제 2 영역 방향으로 제공되는 산소에 의해 질소 탈착이 수행되는 제 1 흡착베드 및 제 1 영역 방향으로 제공되는 산소에 의해 질소 탈착이 수행되고 상기 제 1 흡착베드의 하부에 위치하는 제 2 흡착베드로 이루어져 있고, 상기 제 1 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되는 경우 상기 제 2 흡착베드의 제 1 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되도록 상기 산소흐름 제어밸브 및 상기 바이패스부로부터 제공되는 산소의 흐름을 제어하는 제 3 내지 제 8 제어밸브를 더 포함할 수 있다.
상기 활어차용 산소 발생 장치는 또한, 상기 에어필터를 통과한 외부유입 공기 중 일부를 분기하는 공기유량 분기밸브; 및 상기 공기유량 분기밸브로부터 분기된 외부유입 공기를 활어차의 운전석에 제공하도록 설계된 공기 분배기를 더 포함할 수 있다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 질소 탈착을 위해 흡착베드로 제공되는 산소 유량을 증가시키지 아니하고도 높은 질소 탈착 효율을 달성할 수 있어, 고순도의 산소를 유량 저감없이 토출할 수 있는 이점이 있다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 또한, 흡착베드 내 제올라이트의 질소 탈착 효율 증대에 따라 흡착베드 교체 주기를 연장시킬 수 있어 타 산소 발생 장치 대비 장기 사용성이 우수하다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 더욱이, 활어차 운전자에게 청정 공기를 제공함으로써 졸음 운전 등을 사전에 예방할 수 있다.
물론, 본 발명의 효과가 상기 언급한 범위 내로 제한되는 것은 아니다.
도 1, 4 및 7은 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치의 일 구성 블록도이다.
도 2는 제올라이트의 파우지사이트 구조를 설명하기 위한 일 도면이다.
도 3은 흡착베드의 길이 방향에 따른 질소 농도 구배 및 질소 흡착율 구배를 설명하기 위한 일 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치 내 외부유입 공기, 산소 및 질소의 흐름을 보다 구체적으로 설명하기 위한 일 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 바이패스부의 구조를 보다 구체적으로 설명하기 위한 일 예시도이다.
도 2는 제올라이트의 파우지사이트 구조를 설명하기 위한 일 도면이다.
도 3은 흡착베드의 길이 방향에 따른 질소 농도 구배 및 질소 흡착율 구배를 설명하기 위한 일 도면이다.
도 5 및 6은 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치 내 외부유입 공기, 산소 및 질소의 흐름을 보다 구체적으로 설명하기 위한 일 도면이다.
도 8은 본 발명에 따른 바이패스부의 구조를 보다 구체적으로 설명하기 위한 일 예시도이다.
이하, 본 발명에 대하여, 도면 및 예시를 들어 보다 구체적으로 설명한다.
본 명세서에서, 단수의 표현은 달리 명시하지 않는 한 복수의 표현을 포함한다.
본 명세서에서 사용되는 용어는, 본 발명에서의 기능을 고려하면서 가능한 현재 널리 사용되는 일반적인 용어들을 선택하였으나, 이는 당 분야에 종사하는 기술자의 의도 또는 판례, 새로운 기술의 출현 등에 따라 달라질 수 있다. 또한, 특정한 경우는 출원인이 임의로 선정한 용어도 있으며, 이 경우 해당되는 발명의 설명 부분에서 상세히 그 의미를 기재할 것이다. 따라서 본 발명에서 사용되는 용어는 단순한 용어의 명칭이 아닌, 그 용어가 가지는 의미와 본 발명의 전반에 걸친 내용을 토대로 정의되어야 한다.
본 발명의 실시예들은 다양한 변환을 가할 수 있고 여러 가지 실시예를 가질 수 있는바, 특정 실시예들을 도면에 예시하고 상세한 설명에 상세하게 설명하고자 한다. 그러나, 이는 특정한 실시 형태에 대해 범위를 한정하려는 것이 아니며, 발명된 사상 및 기술 범위에 포함되는 모든 변환, 균등물 내지 대체물을 포함하는 것으로 이해되어야 한다. 실시예들을 설명함에 있어서 관련된 공지 기술에 대한 구체적인 설명이 요지를 흐릴 수 있다고 판단되는 경우 그 상세한 설명을 생략한다.
본 명세서에서 제 1, 제 2 등의 용어는 다양한 구성요소들을 설명하는데 사용될 수 있지만, 구성요소는 상기 용어들에 의해 한정되어서는 안된다. 상기 용어들은 하나의 구성요소를 다른 구성요소로부터 구별하는 목적으로만 사용된다.
본 명세서에서, "포함하다" 또는 "구성되다" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것이 존재함을 지정하려는 것이지, 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 미리 배제하지 않는 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서, "이루어지다" 또는 "이루어지는" 등의 용어는 명세서 상에 기재된 특징, 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합 이외의 다른 구성이 포함되어 있지 아니함을 강조하기 위한 것으로써, 상기 구성 이외에 하나 또는 그 이상의 다른 특징들이나 숫자, 단계, 동작, 구성요소, 부품 또는 이들을 조합한 것들의 존재 또는 부가 가능성을 배제한 것으로 이해되어야 한다.
본 명세서에서 제시하는‘밸브’ 혹은 ‘부’는 적어도 하나의 기능이나 동작을 수행하며, 적어도 하나의 프로세서에 의해 동작이 제어될 수 있다.
본 발명은 활어차용 산소 발생 장치에 대한 것이다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 활어를 수용하는 공간이 구비된 수조를 탑재한 활어차에 설치되어 상기 수조에 산소를 공급하는 장치로서, 에어 컴프레서에 의해 가압된 공기를 흡착베드로 유입시킨 후 흡착베드 내 제올라이트의 선택적 흡착능을 이용하여 따라 외부유입 공기로부터 산소를 선택적으로 추출 또는 분리하는 PSA 방식으로 구동된다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는, 활어차에 탑재되는 고정형 또는 반이동형 산소 발생 장치로서, 50L/min 내지 500L/min의 토출 유량 범위와 30% 내지 99%의 산소 토출 순도 범위를 가질 수 있다.
일반적으로, PSA 방식의 산소 발생 장치에서 흡착베드 내 제올라이트에 흡착되어 있는 질소탈착을 위해 질소탈착용 산소 유량을 증대시키는 경우, 퍼징에 따른 질소 탈착 효율이 증가하여 산소 순도 향상은 도모될 수 있지만, 분기된 산소 유량의 증가에 따라 최종적으로 외부 토출되는 산소 유량은 감소하게 되고, 이러한 문제는 활어차용 산소 발생 장치에서 수조 내 공급해야하는 산소 유량 저감으로 귀결되어 목적하는 어류의 신선을 담보하기 곤란한 문제가 발생할 수 있다.
본 발명자는, 상기 문제점을 극복하고자, 흡착베드를 길이 방향에 따라 2개의 영역으로 구획한 후, 상대적으로 퍼징 기체의 압력 로드가 심한 흡착베드의 전단 영역에는 흡착 질소의 탈착이 용이한 구조를 가지는 제올라이트 성분을 충전시키고 흡착베드의 출구 영역인 흡착베드의 후단 영역에는 상대적으로 질소 흡착능이 뛰어나 흡착베드에서 토출되는 기체 내 산소 순도 향상에 기여할 수 있는 제올라이트 성분을 충전시킴으로써, 적은 유량의 질소 탈착용 산소를 이용하더라도 고순도의 산소를 토출할 수 있고, 궁극적으로 목적하는 고순도의 산소를 유량 저감없이 수조로 토출할 수 있는 활어차용 산소 발생 장치를 완성하기에 이르렀다.
본 발명자는 또한, 상기 흡착베드를 길이 방향에 따라 2개 영역으로 구획하고 각각 상대적으로 질소 탈착이 용이한 구조를 가지는 제올라이트 및 상대적으로 질소 흡착능이 우수한 제올라이트를 충전시키는 것과 더불어, 분기된 질소 탈착용 산소를 흡착베드의 입구 방향으로 우회제공할 수 있도록 설계된 바이패스 구조를 도입함으로써, 상기 효과를 더욱 증대시키고자 하였다.
본 발명자는 또한, 앞단에 미세먼지나 초미세먼지를 제거하는 헤파필터와 공기유량 분기밸브를 구비하여 생성된 청정 공기를 활어차 운전석에 제공함으로써, 졸음운전 등을 사전에 예방할 수 있는 활어차용 산소 발생 장치를 개발하였다.
도 1은 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치에 대한 일 구성 블록도가 도시되어 있다.
도 1에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 활어를 수용하는 공간이 구비된 수조를 탑재한 활어차에 설치되어 상기 수조에 산소를 공급하는 산소 공급 장치로서, 흡기팬을 통해 유입되는 외부유입 공기로부터 수분, 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 에어필터(100); 에어필터(100)의 후단에 위치하여 상기 외부유입 공기를 압축하고, 흡착베드(400)로 상기 외부유입 공기를 가압 제공하는 에어 컴프레서(200); 에어 컴프레서(300)로부터 가압 제공되는 외부유입 공기의 유량을 제어하는 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300); 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)를 통과하여 유입되는 외부 유입 공기 중 질소를 선택적으로 흡착하는 제올라이트를 포함하는 한 쌍의 흡착베드(400)로서, Si와 Al의 몰비(Si/Al)가 0.90 내지 1.10의 범위 내에 있는 LSX(low silica X)에 리튬 이온을 이온 교환하여 형성되고 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.65 내지 0.95의 범위 내에 있는 제 1 제올라이트가 충전된 제 1 영역(401a,402a); 제 1 영역(401a,402a)의 후단에 위치하고 제 1 제올라이트에 칼슘 이온을 이온 교환하여 형성되고 Ca와 Al의 몰비(Ca/Al)가 0.25 내지 0.45의 범위 내에 있는 제 2 제올라이트가 충전된 제 2 영역(401b,402b); 및 제 1 영역(401a,402a)과 제 2 영역(401b,402b)을 물리적으로 구획하되 제 1 영역(401a,402a)에 위치하는 상기 제 1 제올라이트가 제 2 영역(401b,402b)으로 이동하거나 제 2 영역(401b,402b)에 위치하는 상기 제 2 제올라이트가 제 1 영역(401a,402a)으로 이동하는 것을 제어하는 제올라이트계 멤브레인(401c,402c)을 각각 포함하는 한 쌍의 흡착베드(400); 한 쌍의 흡착베드(400)로부터 토출되는 산소를 압축 저장하고, 저장된 산소를 수조에 공급하는 산소 저장부(500); 산소 저장부(500)로부터 공급되는 산소를 질소탈착용 산소와 외부토출용 산소로 분기하도록 설계된 산소유량 분기밸브(600); 산소유량 분기밸브(600)에 의해 분기된 질소탈착용 산소를 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 가압 제공하는 진공펌프(700); 진공펌프(700)에서 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소가 한 쌍의 흡착베드(400) 중 어느 하나에만 제공되도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 산소흐름 제어밸브(800); 산소 저장부(500)로부터 공급되는 외부토출용 산소를 수조 내 온도에 따라 선택적으로 냉각 및 가열하는 산소 온도 조절부(900); 상기 가열 또는 냉각된 외부토출용 산소를 수조로 공급하기 위해 설계된 복수의 공급 노즐을 포함하는 산소 분배기(1000); 및 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300), 에어 컴프레서(300), 산소 저장부(500), 산소유량 분기밸브(600), 진공펌프(700), 산소흐름 제어밸브(800), 산소 온도 조절부(900) 및 산소 분배기(1000)의 동작을 제어하여 목적하는 순도, 유량 및 온도의 산소를 외부로 공급하도록 설계된 프로세서(1100)를 포함한다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치에 포함되는 에어필터(100)는 산소 발생 장치의 흡기팬이 위치한 공기 흡입구로부터 유입되는 외부유입 공기에 존재하는 수분과 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 에어필터(100)는 흡기팬을 통해 유입되는 외부유입 공기로부터 수분을 필터링하는 수분 제거 필터(101); 및 수분 제거 필터(101)의 후단에 위치하고, 상기 외부유입 공기로부터 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 헤파필터(102)를 포함할 수 있다.
헤파필터(102)는, 구체적으로 1㎛ 내지 10 ㎛의 직경을 가지는 유리섬유로 이루어진 필터로서, H10 내지 H14의 등급을 가져 0.3㎛ 입자에 대한 미세먼지 차단율이 85% 이상인 필터가 채용될 수 있다.
헤파필터(102)를 통과하여 정화된 외부유입 공기는 에어 컴프레서(200)를 거쳐 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)를 통해 흡착베드(400)로 유입된다.
에어 컴프레서(200)는 에어필터(100)의 후단에 위치하여 상기 외부유입 공기를 압축하는 역할과, 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)를 거쳐 흡착베드(400)로 상기 외부유입 공기를 가압 제공하는 역할을 수행하는 구성이다.
에어 컴프레서(200)를 거친 외부유입 공기는 가압되어 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)로 유입된다.
한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)는 에어 컴프레서(200)를 거쳐 가압 제공되는 외부유입 공기의 유량을 제어하는 역할을 수행하는 구성으로서, 프로세서(1100)의 제어 하에 순차 교번 개폐되어 외부유입 공기를 한 쌍의 흡착베드(400) 중 어느 하나에 선택적으로 제공할 수 있다.
하나의 예시에서, 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)는 순차 교번 개폐될 수 있다. 상기에서 ‘순차 교번 개폐된다’는 것은, 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300) 중 어느 하나가 열린 상태가 되어 에어필터(100)로부터 외부유입 공기를 받아들인 후 한 쌍의 흡착베드(400) 중 어느 하나에 상기 외부유입 공기를 제공하는 경우, 다른 하나의 솔레노이드 밸브는 닫힌 상태가 되어 한 쌍의 흡착베드(400) 중 다른 하나에 외부유입 공기가 제공되지 아니하도록 동작된다는 것을 의미한다. 한편, 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)의 교번 개폐 동작은, 프로세서(1100)에 의해 제어된다.
한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)를 통과한 외부유입 공기는 한 쌍의 흡착베드(400)에 유입된다.
한 쌍의 흡착베드(400)는 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)를 통과하여 유입되는 외부유입 공기 중 질소를 선택적으로 흡착하는 제올라이트를 포함하는 것으로써, 제 1 영역(401a,401b), 제 1 영역(401a,401b)의 후단에 위치하는 제 2 영역(402a,402b) 및 제 1 영역(401a,401b)과 제 2 영역(402a,402b)을 물리적으로 구획하는 제올라이트계 멤브레인(401c,402c)를 포함한다.
도 3에는 흡착베드의 길이 방향에 따른 질소 농도 구배 및 질소 흡착율 구배를 설명하기 위한 일 도면이 도시되어 있는데, 일반적으로 흡착베드(400) 앞단에 위치하는 영역은 상대적으로 질소 흡착율 증가 구배가 상승하는 반면 산소 퍼징에 의한 질소 탈착 효율은 저하되는 경향이 있고, 흡착베드(400)의 뒷단에 위치하는 영역은 상대적으로 질소 흡착율 증가 구배가 감소하는 반면 산소 퍼징에 의한 질소 탈착 효율 구배는 상승하는 특징이 있으며, 이는 활어차용 산소 발생 장치에서도 동일하게 적용된다 (도 3 점선).
그러나, 본 발명에 따른 흡착베드(400)는 앞단에 위치하는 제 1 영역(401a,401b)에 질소 탈착 효율이 우수한 제 1 제올라이트를 충전시키고 뒷단에 위치하는 제 2 영역(402a,402b)에 질소 흡착 효율이 우수한 제 2 제올라이트를 충전시킴으로써, 흡착베드(400) 앞단에서의 질소 탈착 효율 저하를 방지함과 동시에 흡착베드(400) 뒷단에서의 질소 흡착 구배 경사를 유지할 수 있도록 하였다 (도 3 실선).
구체적으로, 제 1 영역(401a,401b)은, 한 쌍의 흡착베드(400) 앞단에 위치하는 영역으로써, 후단에 위치하는 제 2 영역(402a,402b) 대비 더 많은 질소탈착용 산소 기체의 압력 부하가 걸리기 때문에 질소 탈착 효율이 후단에 위치하는 제 2 영역(402a,402b)보다 상대적으로 떨어지는데, 본 발명에서는 제 1 영역(401a,401b)에 질소탈착 효율이 우수한 제 1 제올라이트를 충전시킴으로써 이러한 문제점을 극복하고자 하였다.
더 구체적으로, 제 1 영역(401a,401b)은 Si와 Al의 몰비(Si/Al)가 0.90 내지 1.10의 범위 내에 있는 LSX(Low Silica X)에 리튬 이온을 이온 교환하여 형성되고 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.65 내지 0.95의 범위 내에 있는 제 1 제올라이트가 충전된다.
상기 제 1 제올라이트는, 우수한 질소 흡착능을 가짐과 동시에, 산소에 의한 질소 탈착이 용이한 구조인 사이트 III 내 존재하는 리튬 이온을 함유하는 파우지사이트 구조를 가지는 제올라이트이다.
도 2에는 일반적인 파우지사이트 구조가 도시되어 있는데, 본 발명에 따른 파우지사이트 구조를 가지는 제 1 제올라이트는 사이트 I, 사이트 II 및 사이트 III 중 상대적으로 기공이 큰 사이트 III에 리튬 이온이 다수 위치할 수 있도록 리튬 이온과 Al의 몰비가 0.65 내지 0.95로 조절된 것을 특징으로 한다.
즉, 상기 제 1 제올라이트는 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.65 내지 0.95의 범위 내에 있는 파우지사이트 구조의 LiLSX 일 수 있다.
보다 구체적인 예시에서, 상기 제 1 제올라이트는 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.70 내지 0.95 또는 0.75 내지 0.95의 범위 내에 있는 파우지사이트 구조의 LiLSX 일 수 있다.
상기 LiLSX는 LSX(Low Silica X)에 리튬 이온을 이온 교환하여 형성되는데, 상기에서 LSX(Low Silica X)는 Si와 Al의 몰비가 1에 인접한 합성 제올라이트로서 소달라이트(Sodalite)에서 육각형 면이 겹육각형 고리를 만들어 결합한 파우지사이트 구조를 가지는 제올라이트를 의미한다.
LSX(Low Silica X)에 리튬 이온을 이온 교환하는 방법은, 예를 들면 LiCl과 같은 염 1 내지 3M을 이용하여 LSX의 이온 교환을 수행하는 것을 포함할 수 있으나, 이에 제한되는 것은 아니다.
제 2 영역(402a,402b)은, 제 1 영역(401a,402a)의 후단에 위치하는 영역으로써, 전단에 위치하는 제 1 영역(401a,402a) 대비 더 높은 질소 흡착율을 가지는 제올라이트가 위치하여 흡착베드(400) 끝단의 산소 순도를 향상시키는 역할을 수행하는 영역이다.
구체적으로, 제 2 영역(402a,402b)은 상기 제 1 제올라이트에 칼슘 이온을 이온 교환하여 형성되고 Ca와 Al의 몰비(Ca/Al)가 0.25 내지 0.45의 범위 내에 있는 제 2 제올라이트가 충전된다.
상기 제 2 제올라이트는, 세공 크기가 상대적으로 큰 사이트 III 뿐만 아니라, 사이트 I 및 II에도 질소를 흡착할 수 있는 칼슘 양이온이 위치하는 파우지사이트 구조를 가지는 제올라이트로서, 제 1 제올라이트 대비 우수한 질소흡착능을 가지는 제올라이트이다.
보다 구체적으로, 제 2 제올라이트는 제 1 제올라이트인 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.65 내지 0.95, 0.70 내지 0.95 또는 0.75 내지 0.95의 범위 내에 있는 파우지사이트 구조의 LiLSX에 칼슘 이온을 이온 교환하여 형성되고, Ca와 Al의 몰비(Ca/Al)가 0.25 내지 0.45의 범위 내에 있는 LiCaLSX 일 수 있다.
더 구체적인 예시에서, 상기 제 2 제올라이트는 Ca와 Al의 몰비(Ca/Al)가 0.25 내지 0.40 또는 0.25 내지 0.35의 범위 내에 있는 파우지사이트 구조의 LiCaLSX 일 수 있다.
제 1 영역(401a,402a) 및 제 2 영역(402a,402b)에 각각 포함되는 제 1 제올라이트 및 제 2 제올라이트는 소정 직경을 가지는 구형, 반구형, 타원형 혹은 반타원형으로 내부에 세부 기공을 포함하는 다공성 입자 일 수 있다. 따라서, 제 1 제올라이트 및 제 2 제올라이트는 소정 입자 직경 및 세공 기공 직경을 가질 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 및 제 2 제올라이트는 각각 직경이 1.5 mm 내지 5.0 mm의 범위 내에 있고, 미세 기공이 3Å 내지 10Å의 범위 내에 있을 수 있다.
한편, 입자 직경이 작고 미세 기공이 큰 제올라이트가 다수 위치하는 흡착베드 일수록 비표면적의 상대적 증가에 따른 질소 흡착 사이트의 증가로 인해, 질소흡착능 향상이 극대화될 수 있는 바, 제 2 제올라이트는 제 1 제올라이트 대비 상대적으로 큰 비표면적을 가지는 것으로써, 상대적으로 작은 직경을 가짐과 동시에 상대적으로 큰 미세 기공을 가지는 것 일 수 있다.
하나의 예시에서, 상기 제 1 제올라이트는 상기 제 2 제올라이트보다 큰 직경을 가지고, 상기 제 2 제올라이트보다 작은 미세 기공을 가질 수 있다.
더 구체적인 예시에서, 제 1 제올라이트는 직경이 3.0mm 내지 5.0mm의 범위 내에 있고, 미세 기공이 3Å 내지 6Å의 범위 내에 있을 수 있고, 제 2 제올라이트는 직경이 1.5 mm 내지 2.5mm의 범위 내에 있고, 미세 기공이 7Å 내지 10Å의 범위 내에 있을 수 있다.
상기와 같이, 제 1 영역(401a,402a) 및 제 2 영역(402a,402b)에 각각 상대적으로 질소 탈착 효율이 우수한 제 1 제올라이트와 상대적으로 질소 흡착능이 우수한 제 2 제올라이트를 포함시키는 경우, 적은 유량의 질소 탈착용 산소를 이용하더라도 고순도의 산소를 토출할 수 있고, 궁극적으로 목적하는 유량 및 순도의 산소를 수조 내로 토출할 수 있다.
한편, 제 1 영역(401a,402a)과 제 2 영역(402a,402b)은 흡착베드 내에서 소정 영역을 차지하는데, 제 1 영역(401a,402a)이 제 2 영역(402a,402b)보다 더 적은 영역을 차지할 수 있다. 즉, 질소 탈착 효율의 향상에 기여하는 영역을 질소 흡착에 기여는 영역 대비 더 넓게 설계하는 경우, 고순도 산소를 유량 저감없이 발생시키고자 하는 본 발명의 목적을 달성할 수 없을 수 있으므로, 제 1 영역(401a,402a) 대비 제 2 영역(402a,402b)의 면적을 더 넓게 설계할 수 있다.
보다 구체적으로, 제 1 영역(401a,402a)은 흡착베드(400) 전체 길이 대비 20 % 내지 45% 또는 20% 내지 40%에 해당하는 영역을 차지할 수 있다.
제 1 영역(401a,402a)과 제 2 영역(402a,402b)의 사이에는 상기 각 영역을 물리적으로 구분하는 제올라이트계 멤브레인(401c,402c)이 위치한다.
제올라이트계 멤브레인(401c,402c)은 제 1 영역(401a,402a)과 제 2 영역(402a,402b)을 물리적으로 구획하되 제 1 영역(401a,402a)에 위치하는 상기 제 1 제올라이트가 제 2 영역(402a,402b)으로 이동하거나 제 2 영역(402a,402b)에 위치하는 상기 제 2 제올라이트가 제 1 영역(401a,402a)으로 이동하는 것을 제어하는 역할을 수행한다.
제올라이트계 멤브레인(401c,402c)은 흡착베드(400)의 제 1 영역(401a,402a)과 제 2 영역(402a,402b) 각각에 존재하는 제올라이트가 상호 이동하는 것을 제어함과 동시에 공기 기체 내 산소나 질소가 자유롭게 통과할 수 있을 정도의 기공을 가지는 메조포러스(mesoporous) 멤브레인 일 수 있다.
하나의 예시에서, 제올라이트계 멤브레인(401c,402c)은 FAU 제올라이트, MFI 제올라이트, CHA 제올라이트, DDR 제올라이트 및 MWW 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분을 포함하는 메조포러스(mesoporous) 멤브레인 일 수 있다.
외부유입 공기는 한 쌍의 흡착베드(400)를 통과하면 질소가 제거된 고순도 산소로 변화하여 산소 저장부(500)에 저장된다.
산소 저장부(500)는 한 쌍의 흡착베드(400)로부터 토출되는 산소를 압축 저장하고, 저장된 산소를 수조에 공급하는 역할을 수행하는 구성으로서, 에어 컴프레서(200)와 실질적으로 동일한 역할 및 기능을 구현하는 것 일 수 있다.
한편, 목적 산소 유량 및 순도에 따라 산소 저장부(500)에는 적정량의 외부유입 공기가 혼합될 수 있는데, 구체적으로 외부유입 공기의 혼합 정도를 변경하기 위해 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 한 쌍의 흡착베드(400) 각각으로부터 제공되는 고순도 산소의 유량을 제어하는 산소유량 조절부(1200) 및 에어 컴프레서(200)로부터 가압 제공되는 외부유입 공기의 산소 저장부(500) 유입 유량을 조절하는 공기유량 조절부(1300)를 더 포함할 수 있다.
보다 구체적으로, 도 4 내지 7에 도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 흡착베드(400)로부터 제공되는 산소의 유량을 조절하는 산소유량 조절부(1200); 및 에어 컴프레서(200)로부터 가압 제공되는 외부유입 공기의 산소 저장부(500) 유입 유량을 조절하는 공기유량 조절부(1300)를 더 포함할 수 있다. 산소유량 조절부(1200) 및 공기유량 조절부(1300)는 프로세서(1000)의 제어 하에 각각 흡착베드(400)를 통과한 산소의 유량 및 에어 컴프레서(200)로부터 가압 제공되는 외부유입 공기 중 산소 저장부(500)로 유입되는 외부유입 공기의 유량을 조절할 수 있다.
한편, 산소 퍼징 공정에 의해 한 쌍의 흡착베드(400)로부터 탈착되는 질소는 질소 배출부(미도시)를 통해 외부로 배출되는데, 구체적으로 질소 배출부는 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 1 영역으로부터 토출되는 질소를 외부로 배출 할 수 있다.
다른 예시에서, 도 7에 도시되어 있는 것처럼, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치가 질소탈착용 산소를 흡착베드(400)로 유입시키기 위해 바이패스 구조를 가지는 경우, 질소 배출부는 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 1 영역(401a,402a) 및 제 2 영역(401b,402b)으로부터 토출되는 질소를 외부로 배출하는 역할을 수행할 수 있다. 질소 배출부 후단에는, 예를 들면 배출되는 질소에 의해 발생하는 소음을 줄이기 위한 사일런서(sliencer, 미도시)가 위치할 수 있다.
또한, 산소 저장부(500) 후단에는 산소 저장부(500)로부터 공급되는 산소를 질소탈착용 산소와 외부토출용 산소로 분기하도록 설계된 산소유량 분기밸브(600)가 위치한다.
산소유량 분기밸브(600)는 산소 저장부(500)로부터 제공되는 산소를 질소탈착용 산소와 외부토출용 산소로 분기하는 역할을 수행하는 구성으로써, 프로세서(1100)의 제어 하에 동작되어 분기 시간 및 분기 유량 등이 조절될 수 있다.
산소유량 분기밸브(600)에서 분기된 외부토출용 산소는 산소 온도 조절부(900) 및 산소 분배기(1000)를 거쳐 산소 발생 장치 외부에 위치하는 수조로 토출되고, 질소탈착용 산소는 진공펌프(700)를 매개로 흡착베드(400)에 제공된다.
진공펌프(700)는 산소유량 분기밸브(600)에 의해 분기된 질소탈착용 산소를 상기 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 가압 제공하는 역할을 수행하는 구성으로서, 프로세서(1100)의 제어 하에 압력 및 구동 조건이 설정될 수 있다.
진공펌프(700)를 통과하여 가압된 질소탈착용 산소는 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 제공되는데, 이 때 산소흐름 제어밸브(800)는 질소탈착용 산소가 한 쌍의 흡착베드(400) 중 어느 하나에만 제공되도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 역할을 수행한다.
구체적으로, 산소흐름 제어밸브(800)는, 도 5에 도시된 바와 같이, 진공펌프(700)를 통과하여 가압된 질소탈착용 산소가 하단 흡착베드의 제 2 영역 방향으로만 제공되도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어할 수 있다.
다른 예시에서, 산소흐름 제어밸브(800)는, 도 6에 도시된 바와 같이, 진공펌프(700)를 통과하여 가압된 질소탈착용 산소가 상단 흡착베드의 제 2 영역 방향으로만 제공되도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어할 수 있다.
산소 저장부(500)로부터 공급되고, 산소유량 분기밸브(600)를 거쳐 분기된 외부토출용 산소는 산소 온도 조절부(900)에서 선택적으로 냉각 혹은 가열된다.
산소 온도 조절부(900)는 산소 저장부(500)로부터 공급되는 외부토출용 산소를 수조 내 온도에 따라 냉각하거나 가열하는 구성으로서, 냉각기 및 가열기를 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 산소 온도 조절부(900)는 산소 저장부(500)로부터 공급되는 외부 토출용 산소를 냉각시키는 냉각기; 및 상기 냉각기와 선택적으로 구동하고 상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부 토출용 산소를 가열시키는 가열기를 포함할 수 있다.
산소 온도 조절부(900)를 통과한 외부토출용 산소는 적정 온도로 냉각 또는 가온되어 산소 분배기(1000)를 거쳐 수조로 제공된다.
일반적으로, 수조는 복수의 영역으로 구획되어 있고, 각 구획 영역별로 산소를 공급하는 시스템인 바, 산소 분배기(1000)는 복수의 공급 노즐을 포함한다.
즉, 산소 분배기(100)는 가열 또는 냉각된 외부토출용 산소를 수조로 공급하기 위해 설계된 복수의 공급 노즐을 포함한다. 복수의 공급 노즐 각각은 수조의 개별 구획 영역으로 가열 또는 냉각된 외부토출용 산소를 공급하는 역할을 수행한다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치의 각 구성은 프로세서(1100)의 제어 하에 동작되고 구현된다.
구체적으로, 프로세서(1000)는 에어 컴프레서(200), 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300), 산소 저장부(400), 산소유량 분기밸브(600), 진공펌프(700), 산소흐름 제어밸브(800), 산소 온도 조절부(900) 및 상기 산소 분배기(1000)의 동작을 제어하여 목적하는 순도, 유량 및 온도의 산소를 외부로 공급하도록 설계된 프로세서를 포함하는
프로세서(1100)는 본 발명에 따른 산소 발생 장치의 각 구성을 제어하는 역할을 수행하는 구성으로서, 각 구성과 전기적 신호로 연결되어 각 구성의 동작 및 구동을 제어할 수 있다.
프로세서(1100)는 또한, 한 쌍의 흡착베드(400)의 어느 일단에 위치하고 질소 탈착 효율을 측정할 수 있는 센서로부터 획득되는 질소 탈착 효율 측정 결과에 따라 사용자에게 산소 발생 장치 내 흡착베드(400)의 교체 주기 알림을 제공할 수 있도록 설계될 수 있다. 상기 교체 주기 알림은, 예를 들면 LED 램프나 음성 알림 등으로 구현될 수 있고, 각 알림 구성은 프로세서(1100)의 제어 하에 구동 및 동작될 수 있다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 또한, 질소 탈착 효율의 증대 및 그에 따른 고순도 산소의 적정 유량 토출을 위해 설계된 바이패스 구조를 더 포함할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는, 도 7에 도시된 바와 같이, 산소흐름 제어밸브(800)를 통해 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소 중 일부를 분기하여 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 1 영역 방향으로 제공하도록 설계된 바이패스부(1600)를 더 포함할 수 있다.
도 8에는 본 발명에 따른 바이패스부(1600)의 상세 구조를 설명하기 위한 일 예시도가 도시되어 있는데, 도 8에 도시되어 있는 바와 같이, 바이패스부(1600)는 산소흐름 제어밸브(800)를 통해 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소 중 일부를 우회하여 흡착베드(400)의 제 1 영역 방향으로 제공함으로써, 흡착베드(400) 내 질소 탈착 효율 향상을 극대화 시키고, 궁극적으로 고순도 산소를 유량 저감없이 외부로 토출할 수 있도록 도와주는 구성이다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치가 바이패스부(1600)를 포함할 경우, 도 8에 도시된 것처럼, 한 쌍의 흡착베드(400) 각각은 2단 구조의 개별 흡착베드가 적층되어 있는 구조를 가지고, 각 개별 흡착베드로의 질소탈착용 산소 공급은 개별 제어밸브에 의해 제어될 수 있다.
구체적인 예시에서, 도 8에 도시된 것처럼, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치가 바이패스부(1600)를 포함할 경우, 한 쌍의 흡착베드(400) 각각은 제 2 영역 방향으로 제공되는 산소에 의해 질소 탈착이 수행되는 제 1 흡착베드(4011) 및 제 1 영역 방향으로 제공되는 산소에 의해 질소 탈착이 수행되고 제 1 흡착베드(4011)의 하부에 위치하는 제 2 흡착베드(4012)로 이루어질 수 있으며, 이 때 본 발명의 활어차용 산소 발생 장치는 제 1 흡착베드(4011)의 제 2 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되는 경우 상기 제 2 흡착베드(4012)의 제 1 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되도록 산소흐름 제어밸브(800) 및 바이패스부(1600)로부터 제공되는 산소의 흐름을 제어하는 제 3 내지 제 8 제어밸브(미도시)를 더 포함할 수 있다.
상기 제 3 내지 제 8 제어밸브는, 적층 구조의 흡착베드가 상호 역방향 퍼징이 이루어질 수 있도록 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 역할을 수행하는 구성으로서, 예를 들면 프로세서(1100)의 제어 하에 각각 개별적으로 개폐되어 전술한 질소탈착용 산소 흐름 제어를 구현할 수 있다
보다 구체적으로, 프로세서(1100)는 제 1 흡착베드(4011)의 제 2 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되는 경우 제 2 흡착베드(4012)의 제 1 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되도록 상기 제 3 내지 제 8 제어밸브의 개폐를 제어할 수 있다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는, 전술한 구성들을 통해, 질소 탈착을 위해 흡착베드로 제공되는 산소 유량을 증가시키지 아니하고도 높은 질소 탈착 효율을 달성할 수 있고, 고순도의 산소를 유량 저감없이 토출할 수 있는 효과를 달성할 수 있다. 또한, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 흡착베드 내 제올라이트의 질소 탈착 효율 증대에 따라 흡착베드 교체 주기를 연장시킬 수 있어 타 산소 발생 장치 대비 장기 사용성이 우수한 이점이 있다.
본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 또한, 에어필터(100)를 통과하여 정화된 외부유입 공기 중 일부를 분기하여 활어차 운전석에 제공함으로써, 활어차 운전자의 졸음운전 등을 예방할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 에어필터(100)를 통과한 외부유입 공기 중 일부를 분기하는 공기유량 분기밸브; 및 상기 공기유량 분기밸브로부터 분기된 외부유입 공기를 활어차의 운전석에 제공하도록 설계된 공기 분배기를 더 포함할 수 있다.
이하, 도 5 및 도 6을 참조하여, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치 내 외부유입 공기, 산소 및 질소의 흐름과 이에 필요한 추가 구성을 설명한다.
도 5에는 한 쌍의 흡착베드(400) 중 상단 흡착베드로부터 고순도 산소가 토출되고, 하단 흡착베드가 산소 퍼징되는 경우, 각 기체의 흐름을 설명하기 위한 일 기체 흐름도가 도시되어 있다.
도 5에 도시된 바와 같이, 외부유입 공기는 에어필터(100)를 거쳐 에어 컴프레서(200)에 의해 가압되어 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300) 중 상단 솔레노이브 밸브를 통해 유입된 후, 한 쌍의 흡착베드(400) 중 상단 흡착베드를 통과하게 되며, 상단 흡착베드를 통과한 외부유입 공기는 질소가 제거된 고순도 산소로 토출되어 제어 밸브(제 2 제어밸브)의 제어 하에 산소 저장부(500)에 저장되고, 산소유량 분기밸브(600)에 의해 외부토출용 산소와 질소흡착용 산소로 분기된 후, 각각 산소 온도 조절부(900) 및 진공펌프(700) 방향으로 토출된다. 이어서, 진공펌프(700) 방향으로 제공되는 질소흡착용 산소는 산소흐름 제어밸브(800)에 의해 하단 흡착베드로만 공급되어 질소 탈착 공정을 수행한다. 이어서, 질소 탈착 공정이 수행된 하단 흡착베드의 제 1 영역 방향에서는 질소가 토출되어 질소 배출부(미도시)를 매개로 외부로 배출된다.
반대로, 한 쌍의 흡착베드(400) 중 하단 흡착베드로부터 고순도 산소가 토출되고, 상단 흡착베드가 산소 퍼징되는 경우, 각 기체의 흐름을 설명하기 위한 일 기체 흐름도가 도 6에 도시되어 있다.
도 6에 도시된 바와 같이, 외부유입 공기는 에어필터(100)를 거쳐 에어 컴프레서(200)에 의해 가압되어 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300) 중 하단 솔레노이브 밸브를 통해 유입된 후, 한 쌍의 흡착베드(400) 중 하단 흡착베드를 통과하게 되며, 하단 흡착베드를 통과한 외부유입 공기는 질소가 제거된 고순도 산소로 토출되어 제어 밸브(제 2 제어밸브)의 제어 하에 산소 저장부(500)에 저장되고, 산소유량 분기밸브(600)에 의해 외부토출용 산소와 질소흡착용 산소로 분기된 후, 각각 산소 온도 조절부(900) 및 진공펌프(700) 방향으로 토출된다. 이어서, 진공펌프(700) 방향으로 제공되는 질소흡착용 산소는 산소흐름 제어밸브(800)에 의해 상단 흡착베드로만 공급되어 질소 탈착 공정을 수행한다. 이어서, 질소 탈착 공정이 수행된 상단 흡착베드의 제 1 영역 방향에서는 질소가 토출되어 질소 배출부(미도시)를 매개로 외부로 배출된다.
도 5 및 도 6에 도시된 바와 같이, 상단 및 하단에 위치하는 흡착베드의 상호 교번적 산소 및 질소 토출 공정이 수행되기 위해서는 토출되는 산소 및 질소의 흐름을 제어하는 제어밸브의 구성이 더 포함되어야 할 수 있다.
하나의 예시에서, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치는 한 쌍의 흡착베드(400) 전단에 위치하여 한 쌍의 솔레노이드 밸브(300)를 통과한 외부유입 공기가 한 쌍의 흡착베드(400)로 유입될 수 있도록 상기 외부유입 공기의 흐름을 제어하고, 질소탈착 공정에 의해 상기 한 쌍의 흡착베드로부터 배출되는 질소가 상기 외부로 배출될 수 있도록 상기 질소의 흐름을 제어하는 한 쌍의 제 1 제어밸브(1400); 및 한 쌍의 흡착베드(400) 후단에 위치하여 한 쌍의 흡착베드(400)로부터 배출되는 산소가 산소 저장부(500)를 거쳐 수조 내부로 배출될 수 있도록 상기 산소의 흐름을 제어하고, 진공펌프(700)에서 한 쌍의 흡착베드(400)의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소가 산소 저장부(500)로 재유입되는 것을 방지할 수 있도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 한 쌍의 제 2 제어밸브(1500)를 더 포함할 수 있다.
이상에서, 본 발명에 따른 활어차용 산소 발생 장치를 상세한 설명과 도면을 예시로 들어 구체적으로 설명하였지만, 이는 본 발명에 따른 일례에 불과할 뿐, 상기 예시들이 본 발명의 기술적 사상 내지는 권리범위를 제한하지 아니함을 물론이고, 이 기술분야의 통상의 지식을 가진 사람은 본 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 위 예시들을 기초로 다양한 변화 및 변경이 가능하다.
100 : 에어필터
101 : 수분 제거 필터
102 : 헤파필터
200 : 에어 컴프레서
300 : 한 쌍의 솔레노이드 밸브
400 ; 한 쌍의 흡착베드
401a,402a : 제 1 영역
401b,402b : 제 2 영역
401c,402c : 제올라이트계 멤브레인
4011 : 제 1 흡착베드
4012 : 제 2 흡착베드
500 : 산소 저장부
600 : 산소유량 분기밸브
700 : 진공펌프
800 : 산소흐름 제어밸브
900 : 온도 조절부
1000 : 산소 분배기
1100 : 프로세서
1200 : 산소유량 조절부
1300 : 공기유량 조절부
1400 : 한 쌍의 제 1 제어밸브
1500 : 한 쌍의 제 2 제어밸브
1600 : 바이패스부
101 : 수분 제거 필터
102 : 헤파필터
200 : 에어 컴프레서
300 : 한 쌍의 솔레노이드 밸브
400 ; 한 쌍의 흡착베드
401a,402a : 제 1 영역
401b,402b : 제 2 영역
401c,402c : 제올라이트계 멤브레인
4011 : 제 1 흡착베드
4012 : 제 2 흡착베드
500 : 산소 저장부
600 : 산소유량 분기밸브
700 : 진공펌프
800 : 산소흐름 제어밸브
900 : 온도 조절부
1000 : 산소 분배기
1100 : 프로세서
1200 : 산소유량 조절부
1300 : 공기유량 조절부
1400 : 한 쌍의 제 1 제어밸브
1500 : 한 쌍의 제 2 제어밸브
1600 : 바이패스부
Claims (10)
- 활어를 수용하는 공간이 구비된 수조를 탑재한 활어차에 설치되어 상기 수조에 산소를 공급하는 활어차용 산소 발생 장치로서,
흡기팬을 통해 유입되는 외부유입 공기로부터 수분, 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 에어필터;
상기 에어필터의 후단에 위치하여 상기 외부유입 공기를 압축하고, 흡착베드로 상기 외부유입 공기를 가압 제공하는 에어 컴프레서;
상기 에어 컴프레서로부터 가압 제공되는 외부유입 공기의 유량을 제어하는 한 쌍의 솔레노이드 밸브;
상기 한 쌍의 솔레노이드 밸브를 통과하여 유입되는 외부 유입 공기 중 질소를 선택적으로 흡착하는 제올라이트를 포함하는 한 쌍의 흡착베드로서, Si와 Al의 몰비(Si/Al)가 0.90 내지 1.10의 범위 내에 있는 LSX(low silica X)에 리튬 이온을 이온 교환하여 형성되고 Li와 Al의 몰비(Li/Al)가 0.65 내지 0.95의 범위 내에 있는 제 1 제올라이트가 충전된 제 1 영역; 상기 제 1 영역의 후단에 위치하고 상기 제 1 제올라이트에 칼슘 이온을 이온 교환하여 형성되고 Ca와 Al의 몰비(Ca/Al)가 0.25 내지 0.45의 범위 내에 있는 제 2 제올라이트가 충전된 제 2 영역; 및 상기 제 1 영역과 상기 제 2 영역을 물리적으로 구획하되 상기 제 1 영역에 위치하는 상기 제 1 제올라이트가 상기 제 2 영역으로 이동하거나 상기 제 2 영역에 위치하는 상기 제 2 제올라이트가 상기 제 1 영역으로 이동하는 것을 제어하는 제올라이트계 멤브레인을 각각 포함하는 한 쌍의 흡착베드;
상기 한 쌍의 흡착베드로부터 토출되는 산소를 압축 저장하고, 저장된 산소를 수조에 공급하는 산소 저장부;
상기 산소 저장부로부터 공급되는 산소를 질소탈착용 산소와 외부토출용 산소로 분기하도록 설계된 산소유량 분기밸브;
상기 산소유량 분기밸브에 의해 분기된 질소탈착용 산소를 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 가압 제공하는 진공펌프;
상기 진공펌프에서 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소가 상기 한 쌍의 흡착베드 중 어느 하나에만 제공되도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 산소흐름 제어밸브;
상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부토출용 산소를 수조 내 온도에 따라 선택적으로 냉각 및 가열하는 산소 온도 조절부;
상기 가열 또는 냉각된 외부토출용 산소를 수조로 공급하기 위해 설계된 복수의 공급 노즐을 포함하는 산소 분배기; 및
상기 상기 에어 컴프레서, 한 쌍의 솔레노이드 밸브, 상기 산소 저장부, 상기 산소유량 분기밸브, 상기 진공펌프, 상기 산소흐름 제어밸브, 상기 산소 온도 조절부 및 상기 산소 분배기의 동작을 제어하여 목적하는 순도, 유량 및 온도의 산소를 외부로 공급하도록 설계된 프로세서를 포함하는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 에어필터는,
외부유입 공기로부터 수분을 필터링하는 수분 제거 필터; 및
상기 수분 제거 필터의 후단에 위치하고, 상기 외부유입 공기로부터 미세먼지 및 초미세먼지를 필터링하는 헤파필터를 포함하는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 및 제 2 제올라이트는 각각,
직경이 1.5 mm 내지 5.0 mm의 범위 내에 있고, 미세 기공이 3Å 내지 10 Å의 범위 내에 있는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제 1 제올라이트는,
상기 제 2 제올라이트보다 상대적으로 큰 직경과 작은 미세 기공을 가지는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 제올라이트계 멤브레인은,
FAU 제올라이트, MFI 제올라이트, CHA 제올라이트, DDR 제올라이트 및 MWW 제올라이트로 이루어진 군에서 선택되는 어느 하나의 성분을 포함하는 메조포러스 멤브레인인 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 산소 온도 조절부는,
상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부 토출용 산소를 냉각시키는 냉각기; 및
상기 냉각기와 선택적으로 구동하고 상기 산소 저장부로부터 공급되는 외부 토출용 산소를 가열시키는 가열기를 포함하는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 한 쌍의 흡착베드 전단에 위치하여 상기 한 쌍의 솔레노이드 밸브를 통과한 외부유입 공기가 상기 한 쌍의 흡착베드로 유입될 수 있도록 상기 외부유입 공기의 흐름을 제어하고, 질소탈착 공정에 의해 상기 한 쌍의 흡착베드로부터 배출되는 질소가 상기 외부로 배출될 수 있도록 상기 질소의 흐름을 제어하는 한 쌍의 제 1 제어밸브; 및
상기 한 쌍의 흡착베드 후단에 위치하여 상기 한 쌍의 흡착베드로부터 배출되는 산소가 상기 산소 저장부를 거쳐 수조 내부로 배출될 수 있도록 상기 산소의 흐름을 제어하고, 상기 진공펌프에서 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소가 상기 산소 저장부로 재유입되는 것을 방지할 수 있도록 상기 질소탈착용 산소의 흐름을 제어하는 한 쌍의 제 2 제어밸브를 더 포함하는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 산소흐름 제어밸브를 통해 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 제공되는 질소탈착용 산소 중 일부를 분기하여 상기 한 쌍의 흡착베드의 제 1 영역 방향으로 제공하도록 설계된 바이패스부를 더 포함하는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 8항에 있어서,
상기 한 쌍의 흡착베드 각각은,
제 2 영역 방향으로 제공되는 산소에 의해 질소 탈착이 수행되는 제 1 흡착베드 및 제 1 영역 방향으로 제공되는 산소에 의해 질소 탈착이 수행되고 상기 제 1 흡착베드의 하부에 위치하는 제 2 흡착베드로 이루어져 있고,
상기 제 1 흡착베드의 제 2 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되는 경우 상기 제 2 흡착베드의 제 1 영역 방향으로 상기 질소탈착용 산소가 제공되도록 상기 산소흐름 제어밸브 및 상기 바이패스부로부터 제공되는 산소의 흐름을 제어하는 제 3 내지 제 8 제어밸브를 더 포함하는 활어차용 산소 발생 장치. - 제 1항에 있어서,
상기 에어필터를 통과한 외부유입 공기 중 일부를 분기하는 공기유량 분기밸브; 및
상기 공기유량 분기밸브로부터 분기된 외부유입 공기를 활어차의 운전석에 제공하도록 설계된 공기 분배기를 더 포함하는 활어차용 산소 발생 장치.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200079013A KR102183771B1 (ko) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 활어차용 산소 발생 장치 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020200079013A KR102183771B1 (ko) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 활어차용 산소 발생 장치 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR102183771B1 true KR102183771B1 (ko) | 2020-11-27 |
Family
ID=73641616
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020200079013A KR102183771B1 (ko) | 2020-06-29 | 2020-06-29 | 활어차용 산소 발생 장치 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102183771B1 (ko) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114314516A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-04-12 | 中山清匠电器科技有限公司 | 一种智能温控的弥散式制氧机 |
| KR20230065044A (ko) | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 동명대학교산학협력단 | 활어차용 산소발생기 |
| KR102537137B1 (ko) * | 2023-03-23 | 2023-05-26 | 주식회사 오투트리 | 산소가열 히터를 구비하는 고순도 산소발생장치 및 공조장치 통합제어 시스템 |
| KR20230076459A (ko) | 2021-11-24 | 2023-05-31 | 동명대학교산학협력단 | 활어차용 산소발생기의 모니터링 시스템 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100417434B1 (ko) * | 1997-04-17 | 2004-03-19 | 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 | 압력순환흡착(psa)공정을이용한가스분리에사용되는다중층흡착제베드 |
| KR100818594B1 (ko) | 2007-09-14 | 2008-04-02 | 백정용 | 활어차용 산소공급장치 |
| JP6549969B2 (ja) * | 2015-10-27 | 2019-07-24 | 大陽日酸株式会社 | 空気精製装置および空気精製方法 |
-
2020
- 2020-06-29 KR KR1020200079013A patent/KR102183771B1/ko active IP Right Grant
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100417434B1 (ko) * | 1997-04-17 | 2004-03-19 | 프랙스에어 테크놀로지, 인코포레이티드 | 압력순환흡착(psa)공정을이용한가스분리에사용되는다중층흡착제베드 |
| KR100818594B1 (ko) | 2007-09-14 | 2008-04-02 | 백정용 | 활어차용 산소공급장치 |
| JP6549969B2 (ja) * | 2015-10-27 | 2019-07-24 | 大陽日酸株式会社 | 空気精製装置および空気精製方法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20230065044A (ko) | 2021-11-04 | 2023-05-11 | 동명대학교산학협력단 | 활어차용 산소발생기 |
| KR20230076459A (ko) | 2021-11-24 | 2023-05-31 | 동명대학교산학협력단 | 활어차용 산소발생기의 모니터링 시스템 |
| CN114314516A (zh) * | 2022-02-22 | 2022-04-12 | 中山清匠电器科技有限公司 | 一种智能温控的弥散式制氧机 |
| KR102537137B1 (ko) * | 2023-03-23 | 2023-05-26 | 주식회사 오투트리 | 산소가열 히터를 구비하는 고순도 산소발생장치 및 공조장치 통합제어 시스템 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102183771B1 (ko) | 활어차용 산소 발생 장치 | |
| KR102171110B1 (ko) | 공기청정 기능을 구비한 고순도 산소 발생 장치 | |
| KR102451744B1 (ko) | 무선 네트워크를 통해 제어되는 고순도 중대형 산소 발생 장치 | |
| US4545790A (en) | Oxygen concentrator | |
| ES2265322T3 (es) | Procedimiento y sistema para la adsorcion por oscilacion de presion en lecho unico. | |
| US7122073B1 (en) | Low void adsorption systems and uses thereof | |
| EP2059325B1 (en) | Oxygen concentration system and method | |
| US7682429B2 (en) | High output concentrator | |
| KR102208032B1 (ko) | Rvsa 방식의 고순도 산소 발생 장치 | |
| ES2761656T3 (es) | Adsorbentes de alta velocidad y alta resistencia al aplastamiento | |
| US9504953B2 (en) | Oxygen separator and method of generating oxygen | |
| US9486730B2 (en) | Oxygen separator and method of generating oxygen | |
| CN115069062A (zh) | 用于二氧化碳可逆吸附的改进方法及设备 | |
| KR102294123B1 (ko) | 다중 모드의 선택적 운전이 가능한 산소 발생 장치를 포함하는 산소 발생 시스템 | |
| KR102280782B1 (ko) | 다중 모드의 선택적 운전이 가능한 실내용 산소 발생 장치 | |
| KR102483358B1 (ko) | 다단 병렬 구조의 고순도 산소 발생기를 포함하는 고순도 중대형 산소 발생 장치 | |
| CN107921357B (zh) | 具有改进的效率的氧气分离器 | |
| WO1986005119A1 (en) | Pressure swing cycles for gas separations | |
| WO1999022846A1 (en) | Selective adsorption of components of a gas mixture | |
| KR200287012Y1 (ko) | 산소발생기의 수분 흡,탈착장치 | |
| JP5148892B2 (ja) | 酸素濃縮器 | |
| JP2023514811A (ja) | 携帯型酸素濃縮器 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |