KR102503020B1 - 산소 농축 장치 - Google Patents

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후쿠오 요네자와
케이이치 히루타
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Abstract

[과제]
결로를 최대한 방지할 수 있는 산소 농축 장치를 제공하는 것.
[해결수단]
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에서 수분이 제거된 건조한 공기가, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 건조 공기 배출구(24d)에서 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에 공급된다. 따라서 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서 생성된 농축 산소는 수분이 적어진다. 또한 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 취입구(24a)에는 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서 건조한 농축 질소가 도입되어 수분 제거용 중공사막 멤브레인 내에서 제거된 수분과 혼합하여 제거된 수분의 농도를 낮춘 후, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구(24b)에서 배출된다.

Description

산소 농축 장치{Oxygen Concentrator}
본 발명은 독서나 공부 등의 효율을 향상시키기 위해, 독서나 공부를 하고 있는 사람 등에게 농축 산소를 공급하는 산소 농축 장치에 관한 것이다.
종래의 높은 산소 농도 기체를 공급하는 장치로서, 예를 들어, 일본 특허 공개 2005-16867 호 공보(특허문헌 1)에 기재되어 있는 바와 같이, 책상 위에 높은 산소 농도 기체를 뿜어내는 장치가 설치되어 있는 것이 종래부터 알려져 있다. 이 높은 산소 농도 기체의 공급 장치는, 높은 산소 농도 기체의 발생 장치가 실외에 설치되어 있으며, 대대적으로 운반이나 공사 등에 시간이 걸렸다.
그래서 책상 위에 간단하게 놓을 수 있는 컴팩트한 산소 농축 장치를, 예를 들어, 일본 특허 공개 2015-230774 호 공보(특허문헌 2)에 기재되어 있는 바와 같이, 검토해 왔다.
그러나, 특허문헌 2의 산소 농축 장치는 조명 스탠드에 내장되어 있어, 산소 농축 장치 단독으로는 설치할 수 없다. 또한 생성된 농축 산소는 수분을 많이 포함하고 있어, 산소 흡입구용 튜브 안이나 산소 농축 장치 안팎에서 결로할 수 있고 곰팡이 등이 발생하여 비위생적이다.
따라서, 공급하는 공기로부터 수분을 제거하고, 생성된 농축 산소의 수분 농도를 감소시킨 것을, 일본 특허 출원 2016-88007 호로써 출원했다. 이로 인해, 산소 흡인구용 튜브 내에서 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있었다. 그러나, 제거된 수분은 산소 농축 장치의 내측과 외측으로 배출되며, 이 수분이 산소 농축 장치 안팎에서 결로할 수 있고 곰팡이 등이 발생하여 비위생적이다.
[특허문헌 1] 일본 특허 공개 2005-16867 호 공보 [특허문헌 2] 일본 특허 공개 2015-230774 호 공보
해결하고자 하는 문제점은, 제거된 수분이 산소 농축 장치의 내측이나 외측에 결로될 우려가 있다는 점이다.
본 발명의 산소 농축 장치(1)는, 공기 중의 산소를 농축하여 공급한다. 그리고, 공기 취입구(33), 농축 산소 배출구(34) 및 농축 질소 배출구(36)를 갖는 산소 농축용 중공사막 멤브레인(hollow fiber membrane)(11), 이 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 공기 취입구에 공기를 공급하기 위한 공기 공급용 펌프(21), 상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 농축 산소 배출구에서 농축된 산소를 흡인하여 본체의 외부에 공급하는 농축 산소용 펌프(22), 상기 공기 공급용 펌프에서 상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인에 공급되는 공기의 수분을 제거하는 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)을 구비하고 있다. 수분 제거용 중공사막 멤브레인은, 상기 공기 공급용 펌프에서 공기를 수집하여 넣는 공기 취입구(24c), 수분을 제거한 공기를 배출하여 산소 농축용 중공사막 멤브레인에 공급하는 건조 공기 배출구(24d), 상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서의 농축 질소를 수집하여 넣는 농축 질소 취입구(24a) 및 제거된 수분을 상기 수집된 농축 질소와 혼합하여 배출하는 수분 배출구(24b)를 구비하고 있다.
또한, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 취입구에는 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 배출구에서 배출되는 농축 질소 전량이 공급되는 경우가 있다.
또한, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서의 가습된 농축 질소가 농축 산소용 펌프를 냉각하도록 제공되는 경우가 있다.
그리고, 상기 펌프의 적어도 한쪽 및 이 펌프를 구동하는 구동용 모터(23)로 압축기(compressor)(26)가 형성되어 있으며, 이 압축기는 압축기 커버(27)로 덮여 있고, 이 압축기 커버 내에, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서 가습된 농축 질소가 배출되는 경우가 있다.
또한, 농축 산소용 펌프 및 공기 공급용 펌프는, 구동용 모터를 사이에 두고 옆 측에 배열되어, 농축 산소용 펌프, 공기 공급용 펌프 및 구동용 모터로 가로로 긴 압축기를 구성하고 있으며, 이 가로로 긴 압축기는 압축기 커버로 덮여 있고, 이 압축기 커버 내의 농축 산소용 펌프 배치 측 공간에, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서 가습된 농축 질소가 배출되며, 압축기 커버의 공기 공급용 펌프 측에는 압축기 커버 내에 공기를 공급하는 흡기용 팬(28)이 배치되어 있는 경우가 있다.
본 발명에 의하면, 수분 제거용 중공사막 멤브레인이 설치되고, 이 수분 제거용 중공사막 멤브레인으로 수분이 제거된 건조한 공기가 산소 농축용 중공사막 멤브레인에 공급되므로, 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서 공급되는 농축 산소가 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있다. 그리고 수분 제거용 중공사막 멤브레인이 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서 건조된 농축 질소를 수집하여, 제거된 수분을 상기 수집된 농축 질소와 혼합하여 배출하기 때문에, 배출되는 수분의 농도가 건조한 농축 질소에 의해 저하되고, 수분 제거용 중공사막 멤브레인 내외에서 결로를 최대한 방지할 수 있다. 이와 같이 하여, 산소 농축 장치 안팎에서 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있으며, 곰팡이 등의 발생을 억제할 수 있어 비위생적이 되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 취입구에, 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 배출구에서 배출되는 농축 질소 전량이 공급되는 경우에는, 수분 제거용 중공사막 멤브레인에서 배출되는 수분의 농도를 보다 효율적으로 감소시킬 수 있다.
그리고, 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서 가습된 농축 질소가, 농축 산소용 펌프를 냉각하기 위해 공급되는 경우에는, 온도가 높아지는 농축 산소용 펌프를 냉각하는 것이 가능함과 함께, 가습된 농축 질소가, 온도가 높아진 농축 산소용 펌프의 열에 의해 가열되기 때문에 가습된 농축 질소의 온도가 상승하고 가습된 농축 질소가 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있다.
또한, 펌프의 적어도 한쪽 및 이 펌프를 구동하는 구동용 모터로 압축기가 형성되어 있으며, 이 압축기는 압축기 커버로 덮여 있고, 이 압축기 커버 내에, 상기 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서 가습된 농축 질소가 배출되는 경우에는, 온도가 높아진 압축기 커버 내부를 냉각할 수 있음과 동시에, 가습된 농축 질소가, 온도가 높아진 압축기 커버에 열에 의해 가열되기 때문에, 가습된 농축 질소의 온도가 상승하고 가습된 농축 질소가 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있다.
[도 1] 도 1은 본 발명의 산소 농축 장치의 실시 형태의 정면도이다.
[도 2] 도 2는 산소 농축 장치의 내부 평면도이다.
[도 3] 도 3은 산소 농축 장치의 내부 우측면도이다.
[도 4] 도 4는 산소 농축 장치의 내부 좌측 모습이다.
[도 5] 도 5는 개략적 기체의 흐름을 설명하기 위한 회로도이다.
결로하는 것을 최대한 방지할 수 있는 산소 농축 장치를 제공한다는 목적을, 산소 농축용 중공사막 멤브레인에 공급하는 공기를 수분 제거용 중공사막 멤브레인으로 제습함과 동시에, 수분 제거용 중공사막 멤브레인은 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서 건조된 농축 질소를 수집하여, 제거된 수분이 수집된 농축 질소와 혼합하여 배출하는 것으로 실현했다.
다음으로, 본 발명의 산소 농축 장치의 일 실시예에 대하여, 도 1 내지 도 5를 이용하여 설명한다. 도 1은 본 발명의 산소 농축 장치의 실시 형태의 정면도이다. 도 2는 산소 농축 장치의 내부 평면도이다. 도 3은 산소 농축 장치의 내부 우측면도이다. 도 4는 산소 농축 장치의 내부 좌측면도이다. 도 5는 개략적 기체의 흐름을 설명하기 위한 회로도이다.
또한, 배관이 도에서 겹쳐있어 알아보기가 어렵기 때문에, 배관의 일부를 자르거나 구부리거나 하여 도시되어 있다. 도 3에서는, 압축기 커버의 오른쪽 벽 등이 제거된 상태로 도시되어 있다. 또한, 도 5의 회로도는 부품의 배치 위치가 적절히 변경되어 있다. 예를 들어, 에어 필터는 오른쪽에 기재되어 있지만, 실제로는 도 2, 도 3 및 도 4에서 알 수 있듯이, 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 위쪽에 위치하고 있다. 또한, 도 5에서 압축기 커버, 흡기용 팬 및 배기용 팬 등은 점선으로 도시되어 있다.
산소 농축 장치(1)는 가로로 길게 형성되어, 산소 농축 장치(1)의 전원 스위치(2), ON-OFF 등을 표시하는 표시부(3)과, 내부의 공기를 배출하는 배기구멍(4)이 전면에 설치되어 있다.
산소 농축 장치(1)의 가로로 긴 본체 케이스(6)의 내부에는 가로로 긴 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11), 이 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에 공기를 공급하는 공기 공급용 펌프(21), 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에서 농축된 산소를 흡인하는 농축 산소용 펌프(22), 공기 공급용 펌프(21) 및 농축 산소용 펌프(22)를 구동하는 구동원인 구동용 모터(23), 및 가로로 긴 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)이 설치되어 있다. 또한 본체 케이스(6)에는 튜브용 구멍(25)이 형성되어 있다.
산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)은, 가로로 긴 단면원형의 통체(31) 내에 다수의 중공사(32)가 배열되어 있다. 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 오른쪽 말단부에 설치된 공기 취입구(33)로 가압된 공기가 들어가면 이 공기는 중공사(32)의 중공부를 흐른다.
그때, 산소는 질소보다 중공사(32)의 막을 투과하기 쉽기 때문에 중공사(32)의 외측 공기는 산소 농도가 높아지는 한편, 중공사(32)의 내측 공기는 질소 농도가 높아진다. 중공사(32)의 외측 농축 산소는 통체(31)의 농축 산소 배출구(34)로 배출된다. 또한 중공사(32)의 내측 농축 질소는 통체(31)의 왼쪽 말단부에 마련된 농축 질소 배출구(36)로 배출된다. 이 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)은 좌우 방향으로 길게 배치되어 있다.
좌우 한 쌍의 공기 공급용 펌프(21) 및 농축 산소용 펌프(22)는, 그 사이에 구동용 모터(23)를 두고 배치되고, 가로로 긴 2 헤드형 압축기(26)를 구성하고 있다. 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 정면에서 오른쪽으로 공기 공급용 펌프(21), 구동용 모터(23), 농축 산소용 펌프(22)의 순으로 좌우 방향으로 배치되어 있다. 이 압축기(26)는 방음을 위해 압축기 커버(27)로 덮여있다. 이 압축기 커버(27)에는 오른쪽 벽에 흡기용 팬(28)이, 앞 벽에 배기용 팬(29)이 설치되어 있다. 이 흡기용 팬(28)은 오른쪽, 즉 공기 공급용 펌프(21)가 배치된 측에 위치하고, 배기용 팬(29)은 구동용 모터(23)의 앞쪽 즉, 구동용 모터(23)에 인접하여 배치되어 있다.
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)은 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)과 마찬가지로 중공사막 멤브레인이지만, 그 지름과 길이는 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)보다 작다. 중공사막 멤브레인은 수분, 산소, 질소의 순으로 투과하기 쉬우므로, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에서 수분을 감소시킨 후 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에 수분이 적어진 건조된 공기를 공급한다. 이 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)은 농축 질소 취입구(24a), 수분 배출구(24b), 공기 취입구(24c) 및 건조한 공기를 배출하는 건조 공기 배출구(24d)를 구비하고 있다.
그리고 앞쪽에서 안쪽을 향해, 압축기(26), 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24) 및 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 순으로 병렬로 배치되어 있다. 즉, 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11) 및 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 축선 방향에 대해 대략 직각 방향으로 줄지어 있다. 또한 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)은 압축기(26)의 구동용 모터(23)의 옆에 위치해 있다.
구동용 모터(23)에 의해 공기 공급용 펌프(21) 및 농축 산소용 펌프(22)가 구동되면, 공기 공급용 펌프(21)는 에어 필터(41)를 통해 공기를 도입하여, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 공기 취입구(24c)에 공급한다. 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에 공급된 공기는 수분이 투과하여 제거된 건조한 공기와, 투과하여 제거된 수분을 포함하는 습기를 가진 기체로 분리된다.
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 건조 공기 배출구(24d)에서 건조된 공기는, 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 공기 취입구(33)에서 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 중공사(32) 내에 공급된다.
한편, 농축 산소용 펌프(22)는 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 통체(31) 내의 농축 산소를 농축 산소 배출구(34)로부터 흡입하여, 튜브(44)를 통해 산소 농축 장치(1)의 외측 산소 마스크 등의 산소 흡인구(46)에 공급한다. 이 튜브(44)는 그 일말단이 농축 산소용 펌프(22)에 연결되고 다른 말단은 산소 농축 장치(1)의 본체 케이스(6) 튜브용 구멍(25)을 통해서 본체 케이스(6) 밖으로 유도된다.
또한, 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 농축 질소 배출구(36)에서 배출된 건조된 농축 질소는 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 농축 질소 취입구(24a)로부터 흘러들어와, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24) 내에서 투과하여 제거된 수분과 혼합되어 가습된 농축 질소가 되고, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 수분 배출구(24b)에서 배출된다. 이 가습된 농축 질소는, 압축기 커버(27)의 천판에 형성된 구멍(27a)에서 압축기 커버(27) 내로 유입한다. 이 구멍(27a)은 압축기 커버(27)의 왼쪽 부분, 즉 농축 산소용 펌프(22) 배치 측에 형성되어 있다.
압축기 커버(27)의 구멍(27a)에서 들어온 가습된 농축 질소는, 농축 산소용 펌프(22)와 구동용 모터(23)를 냉각하여 배기용 팬(29)에 의해 본체 케이스(6)의 배기구(4)에서 산소 농축 장치(1) 밖으로 배기된다. 또한 흡기용 팬(28)에 의해 압축기 커버(27) 내로 흡입된 공기는 공기 공급용 펌프(21)와 구동용 모터(23)를 냉각하여 배기용 팬(29)에 의해 본체 케이스(6)의 배기구(4)에서 산소 농축 장치(1) 밖으로 배출된다.
이와 같이하여, 산소 흡인구(46)에서 농축 산소가, 산소 농축 장치(1)가 놓여져 있는 책상에서 독서나 공부를 하고 있는 사람 등에 공급된다. 이 농축 산소에 의해 독서나 공부를 하고 있는 사람 등이 각성하여 작업 효율이 향상된다.
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)이 형성되어 있고, 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에는 건조된 공기가 공급된다. 이로 인해, 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에서 생성되는 농축 산소에 함유된 수분이 감소하고, 튜브(44)의 안 또는 산소 흡인구(46)의 안팎에서 결로가 방지된다.
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)은 압축기(26)에 인접하여 배치되어 있다. 이 압축기(26)의 구동용 모터(23)와 펌프(21), (22)는 구동시 발열하여, 그 열에 의해 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)가 따뜻해지게 된다. 따라서, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 온도, 더 나아가 생성된 수분 많은 기체의 온도가 상승하고, 생성된 수분 많은 기체가 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있다.
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 중공사 내측을 흐르는 공기로부터, 수분이 중공사 외측에 투과하여 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 통체와 중공사 사이에 유입하지만, 이 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 통체와 중공사 사이에는 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에서 건조된 농축 질소가 흐르고 있다. 따라서, 건조한 농축 질소가 투과한 수분(즉, 제거된 수분)과 혼합하여 투과된 수분의 농도가 크게 떨어진다. 그 결과, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24) 내외에서 결로 발생을 최대한 방지할 수 있다. 또한, 중공사의 외측 수증기압이 감소하고 수분의 투과 효율이 향상된다.
수분 제거용 중공사막 멤브레인(24) 내 결로를 방지하기 위해, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에 공급하는 건조한 농축 질소의 양이 커지도록 공기 공급용 펌프(21)의 토출 유량을 크게 하고, 펌프의 입출력의 압력차가 작아지게 한다. 그리고 공기 공급용 펌프(21)와 농축 산소용 펌프(22)는 대략 동일한 용량이기 때문에, 펌프의 입출력의 압력 차이가 농축 산소용 펌프(22) 쪽이 커져 공기 공급용 펌프(21)보다 온도가 높아지는 경향이 있다. 따라서, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에서 가습된 농축 질소로, 온도가 높아지는 농축 산소용 펌프(22)를 효율적으로 냉각한다.
이와 같이하여, 산소 농축 장치(1) 안팎에서 결로하는 것을 최대한 방지할 수 있고, 곰팡이 등의 발생을 방지할 수 있어 위생적이다. 한편, 구동용 모터(23)와 펌프(21), (22)는 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 수분 배출구(24b)에서 가습된 농축 질소에 의해 냉각되며, 고온이 되는 것을 방지할 수 있어 농축 효율이 향상됨과 동시에 고장 등의 문제가 감소한다.
이상, 본 발명의 실시예를 상세히 설명하였으나, 본 발명은 상기 실시예에 한정되는 것이 아니고 특허 청구범위에 기재된 본 발명의 요지의 범위 내에서 다양한 변경을 할 수 있다. 본 발명의 변경예를 하기에 예시한다.
(1) 산소 농축 장치는 설치시에 방향을 변경하는 것이 가능하다. 예를 들어, 세로로 놓는 것도 가능하다.
(2) 산소 농축 장치는, 설치 장소는 적절히 선택 가능하며 책상 위 이외의 장소에 설치하는 것도 가능하다. 또한, 농축 산소 공급처는 적절히 선택 가능하며 독서나 공부를 하고 있는 사람 등에 한정되는 것은 아니다.
(3) 중공사막 멤브레인의 통체의 단면은, 원형이지만 그 형상은 적절히 변경 가능하다. 예를 들어, 타원과 다각형 등으로도 가능하다.
(4) 압축기 커버(27)는 반드시 설치할 필요는 없다. 그러나 방음을 위해 마련하는 것이 바람직하다.
(5) 압축기 커버(27)는 압축기(26)의 전체를 덮는 것도 가능하고 부분적으로 덮는 것도 가능하다.
(6) 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)에서 생성된 농축 질소는 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에 전량 공급되고 있지만, 반드시 전량 공급할 필요는 없다. 그러나 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24) 내외에서 수분 농도를 저하시키기 위해서는 전량 공급하는 것이 바람직하다.
(7) 산소 농축 장치(1)의 부재나 배관 등의 배치는 적절하게 변경 가능하다.
(8) 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에서 가습된 농축 질소는, 압축기 커버(27) 내에 공급되고 있지만 공급하지 않는 것도 가능하다. 즉, 본체 케이스(6) 안팎에 직접 배출하는 것도 가능하다.
(9) 공기 공급용 펌프(21)는 흡기용 팬(28)에서 냉각되어 있지만, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)에서 가습된 농축 질소로 냉각하도록 구성하는 것도 가능하다.
(10) 농축 산소용 펌프(22) 및 공기 공급용 펌프(21)의 양자가, 하나의 구동용 모터(23)에서 구동되도록 구성되어 있지만, 각 펌프마다 구동용 모터를 설치하는 것도 가능하다.
(11) 중공사의 재질 등은 적절히 선택 가능하다. 또한, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)의 중공사는 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 중공사(32)와 동일한 재질로 형성되어 있지만, 상이하게 하는 것도 가능하다. 이 경우에는 산소 투과량에 대한 수분의 투과량의 비율이, 수분 제거용 중공사막 멤브레인(24)이 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11) 쪽보다 커지도록 재료를 선정하는 것이 바람직하다.
(12) 중공사막 멤브레인의 구조와 형태는 적절히 변경 가능하다. 예를 들어 실시예에서는, 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)은 가늘고 길게 직선상으로 형성되고, 농축 질소 배출구(36) 및 공기 취입구(33)가 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 다른 말단부에 형성되어있지만, 중공사를 굽은 모양 등으로 하여 농축 질소 배출구(36)를 공기 취입구(33)에 인접하여 설치하는 것도 가능하다. 또한 농축 질소 배출구(36), 농축 산소 배출구(34) 및 공기 취입구(33)를 산소 농축용 중공사막 멤브레인(11)의 일말단면에 나란히 배치하는 것도 가능하다.
독서나 공부 등의 효율을 향상시키기 위해, 독서나 공부를 하고 있는 사람 등에게 농축 산소를 공급하는 산소 농축 장치에 적용하는 것이 최적이다.
1 산소 농축 장치
11 산소 농축용 중공사막 멤브레인
21 공기 공급용 펌프
22 농축 산소용 펌프
23 구동용 모터
24 수분 제거용 중공사막 멤브레인
24a 농축 질소 취입구
24b 수분 배출구
24c 공기 취입구
24d 건조 공기 배출구
26 압축기
27 압축기 커버
28 흡기용 팬
33 공기 취입구
34 농축 산소 배출구
36 농축 질소 배출구

Claims (5)

  1. 공기 중의 산소를 농축하여 공급하는 산소 농축 장치에 있어서,
    공기 취입구, 농축 산소 배출구 및 농축 질소 배출구를 갖는 산소 농축용 중공사막 멤브레인(hollow fiber membrane)과,
    상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 공기 취입구에 공기를 공급하기 위한 공기 공급용 펌프와,
    상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 농축 산소 배출구에서 농축된 산소를 흡인하여 본체의 외부에 공급하는 농축 산소용 펌프와,
    상기 공기 공급용 펌프에서 상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인에 공급되는 공기의 수분을 제거하는 수분 제거용 중공사막 멤브레인을 구비하고 있으며,
    상기 수분 제거용 중공사막 멤브레인은, 상기 공기 공급용 펌프에서의 공기를 수집하여 넣는 공기 취입구, 수분을 제거한 공기를 배출하여 산소 농축용 중공사막 멤브레인에 공급하는 건조 공기 배출구, 상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인에서 농축 질소를 수집하여 넣는 농축 질소 취입구, 및 제거된 수분을 상기 수집된 농축 질소와 혼합하여 배출하는 수분 배출구를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
  2. 제 1항에 있어서, 상기 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 취입구에는, 상기 산소 농축용 중공사막 멤브레인의 농축 질소 배출구에서 배출되는 농축 질소의 전량이 공급되는 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
  3. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서의 가습된 농축 질소가, 상기 농축 산소용 펌프를 냉각하도록 공급되는 것을 특징으로 하는 산소 농축 장치.
  4. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 펌프의 적어도 한쪽 및 상기 펌프를 구동하는 구동용 모터로 압축기(compressor)가 형성되어 있으며,
    상기 압축기는 압축기 커버로 덮여 있고,
    상기 압축기 커버 안에, 상기 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서의 가습된 농축 질소가 배출되는 것을 특징으로 하는 산소 농축장치.
  5. 제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 농축 산소용 펌프 및 공기 공급용 펌프는, 구동용 모터를 사이에 두고 옆 측에 배열되어, 농축 산소용 펌프, 공기 공급용 펌프 및 구동용 모터로 가로로 긴 압축기를 구성하고 있으며,
    상기 가로로 긴 압축기는 압축기 커버로 덮여 있고,
    상기 압축기 커버 내의 농축 산소용 펌프 배치 측의 공간에, 상기 수분 제거용 중공사막 멤브레인의 수분 배출구에서의 가습된 농축 질소가 배출되며,
    상기 압축기 커버의 공기 공급용 펌프 측에는, 압축기 커버 내에 공기를 공급하는 흡기용 팬이 배치되어 있는 것을 특징으로 하는 산소 농축장치.
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