KR102617883B1 - 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템 - Google Patents
가변용량형 고순도 산소 발생 시스템 Download PDFInfo
- Publication number
- KR102617883B1 KR102617883B1 KR1020210054716A KR20210054716A KR102617883B1 KR 102617883 B1 KR102617883 B1 KR 102617883B1 KR 1020210054716 A KR1020210054716 A KR 1020210054716A KR 20210054716 A KR20210054716 A KR 20210054716A KR 102617883 B1 KR102617883 B1 KR 102617883B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- oxygen
- flow rate
- compressed air
- discharge end
- inlet
- Prior art date
Links
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 257
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 title claims abstract description 257
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 257
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims abstract description 72
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims abstract description 55
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 38
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 19
- 239000003463 adsorbent Substances 0.000 claims abstract description 12
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims abstract description 4
- 238000005259 measurement Methods 0.000 claims description 17
- 238000005192 partition Methods 0.000 claims description 2
- 208000028659 discharge Diseases 0.000 description 71
- 238000009530 blood pressure measurement Methods 0.000 description 16
- 239000002585 base Substances 0.000 description 13
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 12
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 9
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 230000000844 anti-bacterial effect Effects 0.000 description 4
- 229910021536 Zeolite Inorganic materials 0.000 description 3
- HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N dioxosilane;oxo(oxoalumanyloxy)alumane Chemical compound O=[Si]=O.O=[Al]O[Al]=O HNPSIPDUKPIQMN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 3
- 239000010457 zeolite Substances 0.000 description 3
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 230000001877 deodorizing effect Effects 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 239000011550 stock solution Substances 0.000 description 2
- 238000005728 strengthening Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 235000001674 Agaricus brunnescens Nutrition 0.000 description 1
- 241000607479 Yersinia pestis Species 0.000 description 1
- YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] Chemical compound [O--].[Al+3].[Al+3].[O-][Si]([O-])([O-])[O-] YKTSYUJCYHOUJP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- 244000052616 bacterial pathogen Species 0.000 description 1
- 230000002612 cardiopulmonary effect Effects 0.000 description 1
- 230000003749 cleanliness Effects 0.000 description 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 239000003814 drug Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 235000013305 food Nutrition 0.000 description 1
- 230000006870 function Effects 0.000 description 1
- 230000036039 immunity Effects 0.000 description 1
- 238000007689 inspection Methods 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 229910052604 silicate mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 230000001954 sterilising effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- 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
-
- 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
- B01D53/047—Pressure swing adsorption
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2253/00—Adsorbents used in seperation treatment of gases and vapours
- B01D2253/10—Inorganic adsorbents
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2257/00—Components to be removed
- B01D2257/10—Single element gases other than halogens
- B01D2257/102—Nitrogen
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40001—Methods relating to additional, e.g. intermediate, treatment of process gas
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01D—SEPARATION
- B01D2259/00—Type of treatment
- B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices
- B01D2259/40003—Methods relating to valve switching
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Oil, Petroleum & Natural Gas (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Separation Of Gases By Adsorption (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
경제성이 개선되도록, 본 발명은 실외로부터 흡입된 공기를 압축하여 압축공기를 공급하는 압축공기공급부; 상기 압축공기공급부의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기가 저장되는 공기저장탱크의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 액체를 수집하는 기액분리부와, 상기 기액분리부의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 불순물을 수집하는 코레이서필터를 포함하는 필터부; 상기 코레이서필터의 토출단에 각 유입단이 연결되며, 상기 압축공기에 포함된 질소가 흡착되며 분리농축된 산소가 기설정된 시간당 산소토출유량으로 설정되도록 기설정량의 흡착제가 균일하게 각각 개별 충진된 복수개의 흡착배드가 구비되는 복수개의 산소발생부; 각 상기 흡착배드의 유입단 및 토출단에 각각 개별 구비되는 복수개의 유량가변밸브; 각 상기 유량가변밸브에 전기적으로 연결되고 각 상기 유량가변밸브를 개별적으로 개방 및 폐쇄 제어하는 제어부; 및 각 상기 산소발생부의 토출단에 유입단이 연결되고 각 상기 산소발생부에서 분리농축된 산소가 저장되는 하나의 산소저장탱크를 포함하는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 제공한다.
Description
본 발명은 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 경제성이 개선되는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 산소발생장치는 대기 중에서 산소를 분리 및 농축하는 장치로서 가정용, 산업용, 의료용 등에 널리 이용되고 있다.
여기서, 상기 산소발생장치에는 제올라이트(Zeolite)라 불리는 흡착제를 이용한 압력순환흡착(Pressure Swing Adsorption, 이하 PSA) 방식이 널리 사용되고 있다. 이때, 상기 PSA 방식은 대기 공기 중의 약 80%를 차지하는 질소가 상대적으로 높은 압력에서 산소보다 상기 흡착제에 잘 흡착되는 특성을 이용하여 공기 중의 질소를 제거하여 산소의 농도를 높이는 방식이다.
한편, 상기 PSA 방식을 사용하는 종래의 산소발생장치에는 유입되는 공기를 압축하는 압축공기공급부와 상기 흡착제가 충진된 흡착배드가 구비되었다. 이때, 종래의 산소발생장치는 상기 압축공기공급부를 통해 압축된 공기가 상기 흡착배드로 유입되며 압축된 공기는 상기 흡착배드로부터 질소가 흡착되고 산소가 농축된 후 상기 흡착배드의 출구로 배출되어 산소를 공급하였다.
여기서, 종래의 산소발생장치는 공급되는 산소량이 제한되어 있어, 산소발생장치 설치 후 용량 증설이 요구되는 경우에는 별도의 설치공간을 확보하여 추가적인 산소발생장치의 설치가 요구되어 경제성이 저하되는 문제점이 있었다.
더불어, 종래의 산소발생장치는 산소발생기의 공급유량을 가변적으로 감소시키지 못하므로 생산효율이 저하되는 문제점이 있었다.
상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여, 본 발명은 경제성이 개선되는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 제공하는 것을 해결과제로 한다.
상기의 과제를 해결하기 위하여, 본 발명은 실외로부터 흡입된 공기를 압축하여 압축공기를 공급하는 압축공기공급부; 상기 압축공기공급부의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기가 저장되는 공기저장탱크의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 액체를 수집하는 기액분리부와, 상기 기액분리부의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 불순물을 수집하는 코레이서필터를 포함하는 필터부; 상기 코레이서필터의 토출단에 각 유입단이 연결되며, 상기 압축공기에 포함된 질소가 흡착되며 분리농축된 산소가 기설정된 시간당 산소토출유량으로 설정되도록 기설정량의 흡착제가 균일하게 각각 개별 충진된 복수개의 흡착배드가 구비되는 복수개의 산소발생부; 각 상기 흡착배드의 유입단 및 토출단에 각각 개별 구비되는 복수개의 유량가변밸브; 각 상기 유량가변밸브에 전기적으로 연결되고 각 상기 유량가변밸브를 개별적으로 개방 및 폐쇄 제어하는 제어부; 및 각 상기 산소발생부의 토출단에 유입단이 연결되고 각 상기 산소발생부에서 분리농축된 산소가 저장되는 하나의 산소저장탱크를 포함하되, 각 상기 유량가변밸브는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 각 상기 흡착배드의 유입단 및 토출단마다 각각 세트화되어 개별 구비되고, 각 상기 산소발생부의 유입단측 배관에는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 제1보조유량가변밸브가 각각 구비되고, 각 상기 산소발생부의 토출단측 배관에는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 제2보조유량가변밸브가 각각 구비되며, 상기 제어부는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량 가변을 위해 각 복수개로 구비된 각 상기 흡착배드의 개방 개수 및 폐쇄 개수가 스텝식으로 조절되도록 상기 유량가변밸브를 개별 개방 및 폐쇄 제어하되, 하나의 상기 흡착배드의 유입단에 구비된 유량가변밸브 및 토출단에 구비된 유량가변밸브를 동시에 개방 및 폐쇄 제어함과 더불어, 상기 제1보조유량가변밸브 및 상기 제2보조유량가변밸브를 스텝식으로 개별 개방 및 폐쇄 제어함을 특징으로 하는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 제공한다.
여기서, 상기 산소저장탱크에 저장된 산소가 토출되는 대상구역에 구비되되 상기 제어부에 통신 연결되며 상기 대상구역의 산소 농도를 측정하는 산소농도측정센서를 더 포함하고, 상기 제어부는 상기 산소농도측정센서에 의해 측정되는 상기 대상구역의 산소 농도와 복수개로 구획 설정된 기설정치를 비교하여 개방되는 각 상기 유량가변밸브의 개수를 개별 제어하되, 상기 기설정치는 상기 흡착배드의 개수에 대응되는 단위로 단계별로 복수개 구획 설정됨이 바람직하다.
삭제
삭제
또한, 상기 코레이서필터의 토출단에 연결되는 인렛배관부와, 상기 산소저장탱크의 유입단에 토출단이 연결되는 아웃렛배관부와, 상기 인렛배관부의 토출단에 유입단이 연결되고 토출단이 각 상기 흡착배드의 개수에 대응되는 개수로 분기되어 각 상기 흡착배드의 유입단에 병렬로 연결되는 호환인렛연결부와, 각 상기 흡착배드의 개수에 대응되는 개수로 유입단이 분기되어 각 상기 흡착배드의 토출단에 병렬로 연결되고, 토출단이 상기 아웃렛배관부의 유입단에 연결되는 호환아웃렛연결부를 포함하되, 상기 호환인렛연결부 및 상기 호환아웃렛연결부는 각 상기 흡착배드 간의 간격에 대응되는 길이로 분할 구비되어 상호 조립 연결되고, 각 상기 조립연결배관과 각 상기 흡착배드 사이에 상호 조립 연결되되 상기 유량가변밸브가 각각 배치되는 티관을 포함함이 바람직하다.
상기의 해결 수단을 통하여, 본 발명은 다음과 같은 효과를 제공한다.
첫째, 공기중 질소를 흡착 제거하는 복수개의 흡착배드의 유입단 및 토출단마다 유량가변밸브가 구비되어 흡착배드의 개방 개수 및 폐쇄 개수가 단계적으로 제어됨에 따라 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변 조절되므로 제품의 경제성 및 제어정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
둘째, 유량가변밸브에 의해 개별적으로 폐쇄되어 하나의 흡착배드에 압축공기의 공급이 중지되면 흡착제에 의한 질소성분의 흡착이 중지됨에 따라 개별 흡착배드의 내구성이 보존되므로 사용가능한 수명이 현저히 증가될 수 있다.
셋째, 제어부가 산소가 토출되는 대상구역에 구비된 산소농도측정센서에 의해 측정되는 대상구역의 산소 농도와 흡착배드의 개수에 대응되는 단위로 단계별로 복수개 구획 설정된 기설정치를 비교하여 개방되는 각 유량가변밸브의 개수를 자동 제어하여 대상구역의 산소 농도가 안정적으로 유지될 수 있다.
넷째, 흡착배드 간의 간격에 대응되는 마디 단위로 분할 구비되어 상호 조립 연결되는 복수개의 조립연결배관과, 각 조립연결배관과 각 흡착배드 사이에 상호 조립 연결되는 티관을 포함하여 구비되는 호환인렛연결부를 통해 복수개의 흡착배드에 배관 연결시 조립성 및 호환성이 개선될 수 있다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 개요도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부를 나타낸 상면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부의 모듈베이스부 내부를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 예시도.
도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 개요도.
도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부를 나타낸 측면도.
도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부를 나타낸 상면도.
도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부의 모듈베이스부 내부를 나타낸 예시도.
도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 예시도.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 예시도이고, 도 2는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 개요도이며, 도 3은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부를 나타낸 측면도이고, 도 4는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부를 나타낸 상면도이며, 도 5는 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템에서 산소발생부의 모듈베이스부 내부를 나타낸 예시도이고, 도 6은 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템을 나타낸 예시도이다.
도 1 내지 도 6에서 보는 바와 같이, 본 발명의 일실시예에 따른 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)은 압축공기공급부(10), 공기저장탱크(20), 필터부(30), 산소발생부(40), 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h, 54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h), 제어부(60) 및 산소저장탱크(70)를 포함한다.
여기서, 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)은 실외로부터 공기를 흡입하여 압력순환흡착 방식을 통해 상기 산소발생부(40)가 배치된 실내 등과 같은 대상구역(s)에 산소를 공급하기 위한 시스템이다.
그리고, 상기 압축공기공급부(10)는 실외로부터 흡입된 공기를 압축하여 압축공기를 공급하도록 유입단이 실외로 연통되어 구비됨이 바람직하다. 이러한 상기 압축공기공급부(10)는 복수개로 구비될 수 있다.
상세히, 상기 압축공기공급부(10)는 유입단이 실외로부터 공기가 흡입되어 공급되는 공급유로와 연결되어 구비될 수 있다. 여기서, 상기 압축공기공급부(10)는 공기를 가압 압축하는 컴프레서(Compressor)로 구비될 수 있으며 흡입된 실외공기는 가압되어 압축된 후 토출단을 통해 압축공기로 공급될 수 있다. 이때, 압축되는 공기 압력이 6.5~7.5kPa로 설정될 수 있다.
이때, 상기 압축공기공급부(10)는 전원을 인가받는 상기 제어부(60)에 의해 제어될 수 있다. 또한, 상기 압축공기공급부(10)는 상기 제어부(60)에 의해 전원이 공급되어 구동상태가 제어될 뿐만 아니라, 상기 압축공기의 공급량이 조절되도록 설정된 유량설정값에 따라 회전수가 제어될 수 있다. 예컨대, 상기 유량설정값이 공급량에 따라 5단계로 구분되어 낮은 단계로 설정되는 경우, 상기 압축공기공급부(10)의 회전수가 제한되어 상기 압축공기의 공급량이 제한될 수 있으며, 소비 전력이 저감될 수 있다.
여기서, 기설정된 회전수 미만으로 상기 압축공기공급부(10)의 회전수가 제한되면 압축 공정이 불안정해져 작동이 정지할 수 있다. 따라서, 상기 압축공기공급부(10)는 상기 유량설정값이 최소값으로 설정되어도 기설정된 회전수를 갖고 구동상태가 유지될 수 있다.
한편, 상기 압축공기공급부(10)의 토출단(11)측 배관에는 상기 압축공기가 감압되기 위해 공기가 실외로 배출되도록 공기배출배관(12) 및 공기배출밸브가 연결되어 구비될 수 있다. 상세히, 상기 공기배출밸브는 상기 압축공기공급부(10)와 연결되며 실외와 연통되는 공기배출배관(12)에 구비될 수 있다. 이때, 상기 공기배출밸브는 상기 압력측정치에 따라 상기 압축공기가 감압되도록 개방되어 상기 공기배출배관(12)를 통해 상기 압축공기공급부(10) 내부의 공기가 선택적으로 실외로 배출될 수 있다.
여기서, 상기 공기배출밸브는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 공기배출밸브는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
한편, 상기 공기저장탱크(20)는 각 상기 압축공기공급부(10)의 토출단(11)측 배관에 각 유입단(21)측 배관이 병렬로 연결되어 상기 압축공기공급부(10)로부터 공급된 상기 압축공기가 저장되도록 구비될 수 있다. 이러한 상기 공기저장탱크(20)는 상기 압축공기공급부(10)의 개수에 대응되어 복수개로 구비될 수 있다.
여기서, 상기 공기저장탱크(20)의 각 유입단(21)측 배관이 병렬로 연결되도록 상기 공기저장탱크(20)의 각 유입단(21)측 배관 사이를 연결하는 병렬배관(13)이 구비될 수 있다. 이를 통해, 상기 공기저장탱크(20)의 각 유입단(21)측 배관으로 공급되는 압축공기의 압력이 균등화될 수 있다.
한편, 상기 필터부(30)는 기액분리부(31)와 코레이서필터(34)를 포함하여 구비될 수 있다. 상세히, 상기 기액분리부(31)는 각 상기 공기저장탱크(20)의 토출단(22)측 배관에 각 유입단(32)측 배관이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 액체를 수집하며 수집된 액체를 제외한 기체를 배출하도록 구비될 수 있다. 이러한 상기 기액분리부(31)는 상기 공기저장탱크(20)의 개수에 대응되어 복수개 구비될 수 있다.
상세히, 각 상기 공기저장탱크(20)의 토출단(22)측 배관에는 제1통과배관(23)과 상기 기액분리부(31)의 유입단(32)측 배관이 분기되어 연결됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제1통과배관(23)은 상기 압축공기가 상기 기액분리부(31)를 거치지 않고 상기 산소발생기(40)로 공급되도록 구비되며, 상기 압축공기의 공급이 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 제1통과밸브(23a)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제1통과밸브(23a)는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제1통과밸브(23a)는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 기액분리부(31)의 유입단(32)측 배관에는 상기 압축공기의 공급이 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 제1기액분리밸브(32a)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제1기액분리밸브(32a)는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제1기액분리밸브(32a)는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
그리고, 상기 기액분리부(31)의 토출단(33)측 배관에는 상기 압축공기의 공급이 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 제2기액분리밸브(33a)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제2기액분리밸브(33a)는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제2기액분리밸브(33a)는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 기액분리부(31)의 토출단(33)측 배관은 상기 제1통과배관(23)의 토출단에 합류되어 상기 산소발생부(40)측으로 연결됨이 바람직하다. 즉, 상기 기액분리부(31)의 토출단(33)측 배관 및 상기 제1통과배관(23)의 토출단이 합류되어 상기 코레이서필터(34)의 유입단(36)측 배관에 연결될 수 있다.
여기서, 상기 제어부(60)는 상기 제1통과밸브(23a)의 개방 제어시에는 상기 제1기액분리밸브(32a) 및 상기 제2기액분리밸브(33a)를 폐쇄 제어하되, 상기 제1통과밸브(23a)의 폐쇄 제어시에는 상기 제1기액분리밸브(32a) 및 상기 제2기액분리밸브(33a)를 개방 제어함이 바람직하다.
한편, 상기 코레이서필터(34)는 각 상기 기액분리부(31)의 토출단(33)측 배관 및 상기 제1통과배관(23)의 토출단에 유입단(36)측 배관이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 불순물을 수집하도록 구비될 수 있다. 이러한 상기 코레이서필터(34)는 상기 공기저장탱크(20)의 개수에 대응되어 복수개 구비될 수 있다.
여기서, 상기 코레이서필터(34)는 흡입된 실외공기가 여과됨에 따라 이물질이 제거되도록 헤파필터(High Efficiency Particulate Air Filter)를 포함하여 구비될 수 있다. 이러한 상기 헤파필터는 먼지를 포집하는데 널리 사용되는 필터로서 반도체, 초 VSI제조공장, 전자광학관련 사업, 병원, 의약품, 식품산업 및 버섯재배 등에 많이 사용된다.
상세히, 상기 기액분리부(31)의 토출단(33)측 배관 및 상기 제1통과배관(23)의 토출단이 합류된 위치에 제2통과배관(35)과 상기 코레이서필터(34)의 유입단(36)측 배관이 분기되어 연결됨이 바람직하다.
여기서, 상기 제2통과배관(35)은 상기 압축공기가 상기 코레이서필터(34)를 거치지 않고 상기 산소발생기(40)로 공급되도록 구비되며, 상기 압축공기의 공급이 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 제2통과밸브(35a)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 제2통과밸브(35a)는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 제2통과밸브(35a)는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
또한, 상기 코레이서필터(34)의 유입단(36)측 배관 및 상기 코레이서필터(34)의 토출단측 배관에는 상기 압축공기의 공급이 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 필터밸브(36a)가 구비될 수 있다. 여기서, 상기 필터밸브(36a)는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 필터밸브(36a)는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
여기서, 상기 코레이서필터(34)의 토출단측 배관은 상기 제2통과배관(35)의 토출단에 합류되어 상기 산소발생부(40)측으로 연결됨이 바람직하다. 즉, 상기 코레이서필터(34)의 토출단측 배관 및 상기 제2통과배관(35)의 토출단이 합류되어 상기 산소발생부(40)의 유입단(41)측 배관에 연결될 수 있다.
이때, 상기 제어부(60)는 상기 제2통과밸브(35a)의 개방 제어시에는 상기 필터밸브(36a)를 폐쇄 제어하되, 상기 제2통과밸브(35a)의 폐쇄 제어시에는 상기 필터밸브(36a)를 개방 제어함이 바람직하다.
따라서, 각 상기 공기저장탱크(20)의 토출단(22)측 배관에는 제1통과배관(23)과 상기 기액분리부(31)의 유입단(32)측 배관이 분기되어 연결되며, 상기 기액분리부(31)의 토출단(33)측 배관 및 상기 제1통과배관(23)의 토출단이 합류된 위치에 제2통과배관(35)과 상기 코레이서필터(34)의 유입단(36)측 배관이 분기되어 연결되므로, 산소 발생을 위한 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)의 가동을 중단하지 않고도 상기 기액분리부(31) 및 상기 코레이서필터(34)를 포함하는 상기 필터부(30)의 검사 및 교체가 가능하여 사용편의성 및 검사편의성이 현저히 개선될 수 있다.
한편, 상기 산소발생부(40)는 각 상기 코레이서필터(34)의 토출단측 배관 및 상기 제2통과배관(36)의 토출단에 각 유입단(41)측 배관이 연결되며, 상기 압축공기에 포함된 질소가 흡착되며 분리농축된 산소가 기설정된 시간당 산소토출유량으로 설정되도록 기설정량의 흡착제가 균일하게 각각 개별 충진된 복수개의 흡착배드(44)가 각각 구비됨이 바람직하다. 이러한 상기 산소발생부(40)는 복수개의 흡착배드(44)를 각각 포함하며 복수개로 구비됨이 바람직하다. 예컨대, 상기 산소발생부(40)가 3개 구비되되, 각 상기 산소발생부(40)마다 상기 흡착배드(44)가 8개 구비될 수 있다.
이때, 상기 흡착제는 제올라이트(Zeolite)로 구비될 수 있다. 이때, 상기 제올라이트는 미세한 다공질로 형성되어 기체분자를 흡착하는 성질이 있으며, 알칼리 금속 또는 알칼리토류 금속을 함유하는 함수 알루미늄 규산염 광물의 일종이다.
여기서, 상기 흡착제는 대기 공기 중의 약 77%를 차지하는 질소의 흡착률이 우수하므로 상기 압축공기가 상기 흡착제가 충진된 흡착배드(44)에 유입되면 질소성분은 흡착됨에 따라 산소가 분리농축될 수 있다. 또한, 상기 분리농축된 산소는 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측 배관을 통해 상기 산소저장탱크(70)로 공급된 후 대상구역(s)으로 공급될 수 있다. 예컨대, 질소가 흡착됨에 따라 분리농축된 산소 농도가 전체 중량에 대하여 85~95중량%로 설정될 수 있다. 더욱이, 흡착된 질소는 별도로 구비되는 질소배출배관을 통해 배출될 수 있다.
한편, 이하에서 상기 산소발생부(40)의 배관연결 구조를 상세히 설명한다.
상세히, 각 상기 산소발생부(40)는 육면체 등의 케이스 형태로 구비되되 내부에 인렛배관부(42)와 아웃렛배관부(46)가 구비되는 모듈베이스부(48)와, 상기 모듈베이스부(48)의 일측에 종방향 및 횡방향을 따라 복수개 정렬되는 상기 흡착배드(44)를 포함함이 바람직하다. 또한, 상기 모듈베이스부(48)의 외측에는 모니터링부(49), PLC 콘트롤러 등으로 구비되는 조작부(65) 및 상기 제어부(60)가 배치될 수 있다.
그리고, 상기 인렛배관부(42)는 상기 모듈베이스부(48)의 내부에 구비되되, 각 상기 코레이서필터(34)의 토출단측 배관 및 상기 제2통과배관(36)의 토출단에 연결된 각 상기 산소발생부(40)의 유입단(41)측 배관에 유입단이 연결됨이 바람직하다.
여기서, 상기 인렛배관부(42)의 유입단은 상기 모듈베이스부(48)의 외면 일측에 형성된 인렛단자(42a)에 연결되며, 각 상기 산소발생부(40)의 유입단(41)측 배관이 상기 인렛단자(42a)에 접속됨에 따라 상기 인렛배관부(42)의 유입단에 연결될 수 있다.
또한, 상기 인렛배관부(42)에는 상기 인렛배관부(42)가 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 인렛밸브(42c)가 구비될 수 있으며, 압축공기의 압력을 측정 및 표시하는 인렛계기부(42b)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 흡착배드(44)의 유입단과 상기 인렛배관부(42)의 토출단(42c) 사이에는 호환인렛연결부(43)가 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 호환인렛연결부(43)는 상기 흡착배드(44)의 상부 및 하부 중 어느 일측에 배치될 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 호환인렛연결부(43)가 상기 흡착배드(44)의 하부에 배치된 경우를 예로써 도시 및 설명한다.
또한, 상기 호환인렛연결부(43)의 유입단은 상기 인렛배관부(42)의 토출단(42c)에 연결되며, 상기 호환인렛연결부(43)의 토출단은 각 상기 흡착배드(44)의 개수에 대응되는 개수로 분기되어 각 상기 흡착배드(44)의 유입단에 병렬로 연결됨이 바람직하다.
그리고, 상기 호환인렛연결부(43)는 각 상기 흡착배드(44) 간의 간격에 대응되는 길이를 갖는 마디 단위로 복수개로 분할 구비되어 상호 조립 연결되는 복수개의 조립연결배관과, 각 상기 조립연결배관과 각 상기 흡착배드(44) 사이에 상호 조립 연결되는 티관을 포함하여 구비될 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 각 상기 조립연결배관은 수평방향으로 배치되고 각 상기 티관은 수직방향으로 배치되는 경우를 예로써 도시한다.
여기서, 상기 티관은 'T'자 형태로 구비되는 배관으로 일측단이 상기 흡착배드(44)의 유입단 및 토출단에 연결될 수 있으며, 타측단 양단이 상기 조립연결배관에 연결되어 조립될 수 있다.
또한, 상기 티관에는 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)가 하나씩 각각 배치될 수 있다.
이를 통해, 각 상기 흡착배드(44)의 개수에 대응되어 상기 호환인렛연결부(43)가 구비되므로 교체가 용이하고 호환성이 개선되며, 복수개의 흡착배드(44)에 배관 연결시 조립성이 개선될 수 있다.
한편, 상기 흡착배드(44)의 토출단과 상기 아웃렛배관부(46)의 유입단(46a) 사이에는 호환아웃렛연결부(45)가 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 호환아웃렛연결부(45)는 상기 흡착배드(44)의 상부 및 하부 중 다른 일측에 배치될 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 상기 호환아웃렛연결부(45)가 상기 흡착배드(44)의 상부에 배치된 경우를 예로써 도시 및 설명한다.
또한, 상기 호환아웃렛연결부(45)의 유입단은 각 상기 흡착배드(44)의 개수에 대응되는 개수로 분기되어 각 상기 흡착배드(44)의 토출단에 병렬로 연결되며, 상기 호환아웃렛연결부(45)의 토출단은 상기 아웃렛배관부(46)의 유입단(46a)에 연결됨이 바람직하다.
이때, 상기 호환아웃렛연결부(45)는 각 상기 흡착배드(44) 간의 간격에 대응되는 마디 단위로 분할 구비되어 상호 조립 연결되는 복수개의 조립연결배관과, 각 상기 조립연결배관과 각 상기 흡착배드(44) 사이에 상호 조립 연결되는 티관을 포함하여 구비될 수 있다. 이때, 본 발명의 일실시예에서 각 상기 조립연결배관은 수평방향으로 배치되고 각 상기 티관은 수직방향으로 배치되는 경우를 예로써 도시한다. 이를 통해, 각 상기 흡착배드(44)의 개수에 대응되어 상기 호환아웃렛연결부(45)가 구비되므로 호환성이 개선될 수 있다.
한편, 상기 아웃렛배관부(46)는 상기 호환아웃렛연결부(45)의 토출단에 유입단이 연결되며, 상기 산소저장탱크(70)의 유입단(71)측 배관에 연결된 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측 배관에 토출단이 연결됨이 바람직하다. 여기서, 상기 아웃렛배관부(46)는 상기 모듈베이스부(48)의 내부에 구비되되 상기 인렛배관부(42)와 상하방향으로 구획 이격 배치됨이 바람직하다.
여기서, 상기 아웃렛배관부(46)의 토출단(46c)은 상기 모듈베이스부(48)의 외면 일측에 형성된 아웃렛단자(42d)에 연결되며, 각 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측 배관이 상기 아웃렛단자(42d)에 접속됨에 따라 상기 아웃렛배관부(46)의 토출단에 연결될 수 있다. 또한, 상기 아웃렛배관부(46)에는 상기 아웃렛배관부(46)가 선택적으로 개방 및 폐쇄되도록 아웃렛밸브(46b)가 구비될 수 있다.
한편, 상기 인렛배관부(42)에는 상기 흡착배드(44)에 흡착된 질소가 세정되기 위해 상기 산소저장탱크(70)에 저장된 산소가 압력차에 의해 상기 흡착배드(44)로 역배출되도록 선택적으로 구동되는 상기 인렛밸브(42c)가 구비될 수 있다.
또한, 상기 아웃렛배관부(46)에는 상기 흡착배드(44)의 토출단과 상기 산소저장탱크(70)의 유입단 사이에 연결되되, 상기 제어부(60)가 상기 인렛밸브(42c)를 순간적으로 구동 제어시 상기 산소저장탱크(70)에 저장된 산소가 압력차에 의해 상기 흡착배드(44)로 역배출되는 오리피스관이 더 구비될 수 있다.
이에 따라, 흡착질소는 상기 인렛밸브(42c)의 구동으로 내부의 압력차가 발생하면, 상기 산소저장부(70)에 저장된 상기 흡착배드(44)로 역배출되어 상기 흡착배두(44)에 흡착된 질소가 세정될 수 있다.
더욱이, 상기 모듈베이스부(48)의 내부에는 상호 연결된 산소리턴배관(46e), 산소방전배관(46g) 및 산소오프배관(46j)이 구비될 수 있으며, 상기 모듈베이스부(48)의 외면 일측에는 상기 산소리턴배관(46e)이 연결되는 산소리턴단자(46f), 상기 산소방전배관(46g)이 연결되는 산소방전단자(46g) 및 상기 산소오프배관(46j)이 연결되는 산소오프단자(46k)이 상호 이격되며 형성될 수 있다.
한편, 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)는 복수개로 구비되어 각 상기 흡착배드(44)의 유입단 및 토출단에 각각 개별 구비됨이 바람직하다. 이때, 각 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)는 상기 제어부(60)에 회로 연결되거나 통신 연결되어 전기적으로 연결됨이 바람직하다.
여기서, 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)는 상기 산소저장탱크(70)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 각 상기 흡착배드(44)의 유입단 및 토출단에 한쌍으로 구비됨이 바람직하다. 즉, 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)는 각 상기 흡착배드(44)의 유입단 및 토출단마다 각각 하나씩 세트화되어 개별 구비됨이 바람직하다.
이때, 하나의 흡착배드(44)의 유입단에 구비된 유량가변밸브 및 토출단에 구비된 유량가변밸브가 쌍으로 상기 제어부(60)에 의해 동시에 개방 제어되거나 폐쇄 제어될 수 있다.
더불어, 상기 제어부(60)는 산소의 시간당 유량 가변을 위해 각 복수개로 구비된 각 상기 흡착배드(44)의 개방 개수가 선택적으로 조절되도록 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)를 스텝식으로 개별 개방 및 폐쇄 제어하도록 구비됨이 바람직하다.
이때, 스텝식이라 함은 각 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)가 개별로 개방 또는 폐쇄되어 각 상기 흡착배드(44)의 개방 개수 및 폐쇄 개수가 단계적으로 제어됨을 의미한다.
예컨대, 각 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)가 개별로 개방 또는 폐쇄됨에 따라 조절되는 각 상기 흡착배드(44)의 개방 개수가 1개에서 8개로 순차적으로 증가됨에 따라 상기 산소저장탱크(70)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 단계적으로 증가될 수 있다.
또한, 각 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)가 개별로 개방 또는 폐쇄됨에 따라 조절되는 각 상기 흡착배드(44)의 개방 개수가 8개에서 1개로 순차적으로 감소됨에 따라 상기 산소저장탱크(70)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 단계적으로 감소될 수 있다.
더욱이, 각 상기 산소발생부(40)의 유입단(41)측 배관에는 상기 산소저장탱크(70)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 제1보조유량가변밸브(51)가 각각 구비될 수 있다.
더불어, 각 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측 배관에는 상기 산소저장탱크(70)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 제2보조유량가변밸브(52)가 각각 구비될 수 있다.
이때, 하나의 산소발생부(40)의 유입단 및 토출단에 각각 구비된 상기 제1보조유량가변밸브(51) 및 상기 제2보조유량가변밸브(52)가 상기 제어부(60)에 의해 동시에 개방 제어되거나 폐쇄 제어될 수 있다.
그리고, 상기 제어부(60)는 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)를 스텝식으로 개별 개방 및 폐쇄 제어함과 더불어, 상기 제1보조유량가변밸브(51) 및 상기 제2보조유량가변밸브(52)를 스텝식으로 개별 개방 및 폐쇄 제어하도록 구비됨이 바람직하다.
이때, 하나의 산소발생부(40)에 구비되는 상기 제1보조유량가변밸브(51) 및 상기 제2보조유량가변밸브(52)가 상기 제어부(60)에 의해 폐쇄 제어되는 경우 하나의 산소발생부(40)에 포함된 복수개의 흡착배드(44) 전체가 동시에 폐쇄 제어될 수 있다.
이를 통해, 공기중 질소를 흡착 제거하는 각 상기 흡착배드(44)의 유입단 및 토출단마다 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)가 구비되어 각 상기 흡착배드(44)의 개방 개수 및 폐쇄 개수가 단계적으로 제어됨에 따라 상기 산소저장탱크(70)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변 조절될 수 있다. 따라서, 제품의 경제성 및 제어정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
또한, 상기 흡착배드(44)의 개방 개수 및 폐쇄 개수가 상기 제어부(60)에 의해 전기적으로 자동 제어됨에 따라 실내 등과 같은 대상구역(s)에 공급되는 산소의 시간당 유량이 실시간으로 가변 조절되므로 대상구역(s)에 농축된 산소를 초기 공급시 높은 유량으로 공급하되 점차적으로 시간당 유량을 감소 제어할 수 있어 제어정밀성이 현저히 개선될 수 있다.
더욱이, 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)에 의해 개별적으로 폐쇄되어 하나의 흡착배드(44)에 압축공기의 공급이 중지되면 흡착제에 의한 질소성분의 흡착이 중지됨에 따라 개별 흡착배드(44)의 내구성이 보존되므로 사용가능한 수명이 현저히 증가될 수 있다.
한편, 상기 산소저장탱크(70)는 각 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측 배관에 유입단(71)측 배관이 연결되고 각 상기 산소발생부(40)에서 분리농축된 산소가 저장되도록 구비됨이 바람직하다.
여기서, 각 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측 배관이 하나의 산소저장탱크(70)의 유입단(71)측 배관으로 합류되어 분리농축된 산소가 저장됨이 바람직하다.
그리고, 상기 산소저장탱크(70)의 토출단(72)측 배관은 상기 산소저장탱크(70)에 저장된 산소가 토출되는 대상구역(s)으로 연통됨이 바람직하다. 이때, 상기 산소저장탱크(70)의 토출단(72)측 배관에는 상기 대상구역(s)으로의 산소 공급이 개방 및 폐쇄되도록 산소배출밸브(73)가 구비될 수 있다. 상기 산소배출밸브(73)는 솔레노이드밸브로 구비됨이 바람직하며, 상기 제어부(60)로부터 전원을 인가받아 제어에 따라 전기적으로 작동될 수 있다. 물론, 경우에 따라 상기 산소배출밸브(73)는 전자밸브 등으로 구비될 수도 있다.
더욱이, 상기 산소저장탱크(70)의 토출단(72)측 배관은 상기 모듈베이스부(48)의 내부를 거쳐 상기 대상구역(s)으로 연통될 수 있다. 이를 통해, 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)이 설치된 상태에서 사용자가 상기 산소저장탱크(70)에 직접 접근하지 않고 상기 모듈베이스부(48) 내부로부터 상기 산소저장탱크(70)에 연결되되 상기 대상구역(s)으로 연통되는 배관을 통해 산소를 공급받도록 구성될 수 있어 사용편의성이 개선될 수 있다.
한편, 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)은 분리농축된 산소의 유량을 측정하며 상기 제어부(60)에 통신 연결되는 산소유량측정센서(61)를 포함함이 바람직하다. 이때, 상기 산소유량측정센서(61)는 상기 아웃렛배관부(46)에 구비될 수 있으나 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
또한, 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)은 상기 압축공기공급부(10)에 연결되며 내부에 압축되는 공기의 압력을 검출하고 상기 제어부(60)에 통신 연결되는 산소압력측정센서(62)를 포함함이 바람직하다.
더불어, 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)은 상기 산소저장탱크(70)에 저장된 산소가 토출되는 대상구역(s)에 구비되되 상기 제어부(60)에 통신 연결되며 상기 대상구역(s)의 산소 농도를 측정하는 산소농도측정센서(63)를 더 포함함이 바람직하다.
더욱이, 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)은 분리농축된 산소의 온도를 측정하며 상기 제어부(60)에 통신 연결되는 온도센서(64)를 포함할 수 있다. 이때, 상기 온도센서(64)는 상기 아웃렛배관부(46) 또는 상기 산소저장탱크(70)에 구비될 수 있으나 위치가 이에 한정되는 것은 아니다.
그리고, 상기 모니터링부(49)에는 상기 산소유량측정센서(61), 상기 산소압력측정센서(62), 산소농도측정센서(63) 및 상기 온도센서(64)로부터 측정되는 산소의 유량, 압력, 농도 및 온도가 표시될 수 있다.
한편, 상기 공기배출밸브는 상기 산소압력측정센서(62)로부터 검출된 압력측정치에 따라 상기 압축공기가 감압되도록 공기가 실외로 배출되도록 구비됨이 바람직하다. 여기서, 상기 제어부(60)는 상기 산소압력측정센서(62)로부터 측정되는 상기 압력측정치가 기설정된 압력기준치를 초과할 경우 상기 공기배출밸브를 개방 제어하되, 상기 압력측정치가 기설정된 압력기준치 이하인 경우 상기 공기배출밸브를 폐쇄 제어함이 바람직하다.
여기서, 상기 산소압력측정센서(62)는 상기 압축공기공급부(10) 내부에 공기가 압축되는 과정에 발생되는 상기 압축공기의 압력을 검출할 수 있다. 또한, 상기 산소압력측정센서(62)에서 검출되는 압력값, 즉 압력측정치는 상기 제어부(60)에 전송될 수 있다. 따라서, 상기 제어부(60)는 입력받은 상기 압력측정치에 따라 상기 공기배출밸브의 작동상태를 제어할 수 있다.
그리고, 상기 제어부(60)는 전원을 인가받아 상기 압축공기공급부(10), 상기 산소압력측정센서(62) 및 상기 공기배출밸브의 구동을 제어하도록 각각 연결될 수 있다. 또한, 상기 산소압력측정센서(62)로부터 전송되는 상기 압력측정치를 입력받아 기설정된 압력기준치와 비교할 수 있다.
이때, 상기 제어부(60)는 상기 압력측정치가 상기 기설정된 압력기준치를 초과할 경우 상기 공기배출밸브가 개방되도록 제어함이 바람직하다. 또한, 상기 제어부(60)의 제어에 의해 상기 공기배출밸브가 개방됨에 따라 상기 압축공기공급부(10) 내부의 공기가 실외로 배출될 수 있으며 상기 압축공기가 감압될 수 있다.
한편, 상기 산소농도측정센서(63)는 상기 산소저장탱크(70)에 저장된 산소가 토출되는 대상구역(s)에 구비되되 상기 제어부(60)에 통신 연결되며 상기 대상구역(s)의 산소 농도를 측정하도록 구비됨이 바람직하다.
그리고, 상기 제어부(60)는 상기 산소농도측정센서(63)에 의해 측정되는 상기 대상구역(s)의 산소 농도와 복수개로 구획 설정된 기설정치를 비교하여 개방되는 각 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)의 개수를 개별 제어함이 바람직하다. 이때, 산소 농도에 대한 상기 기설정치는 상기 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템(100)에 구비된 상기 흡착배드(44)의 총 개수에 대응되는 단위로 단계별로 복수개 구획 설정될 수 있다. 또한, 복수개의 상기 기설정치를 기준으로 하여 각 기설정치 사이에 산소 농도에 대한 복수개의 기설정구간이 설정됨으로 이해함이 바람직하다.
예컨대, 상기 제어부(60)는 상기 산소농도측정센서(63)에 의해 측정되는 상기 대상구역(s)의 산소 농도가 제1기설정치 미만인 경우 각 상기 유량가변밸브 전체를 개방 제어하고, 상기 산소농도측정센서(63)에 의해 측정되는 상기 대상구역(s)의 산소 농도가 상기 제1기설정치 이상이며 상기 제1기설정치보다 큰 제2기설정치 미만인 경우 각 상기 유량가변밸브 중 어느 일부를 개방 제어하되 나머지를 폐쇄 제어하며, 상기 산소농도측정센서(63)에 의해 측정되는 상기 대상구역(s)의 산소 농도가 상기 제2기설정치보다 큰 제3기설정치 이상인 경우 각 상기 유량가변밸브 전체를 폐쇄 제어할 수 있다.
이를 통해, 상기 제어부(60)가 산소가 토출되는 대상구역(s)에 구비된 상기 산소농도측정센서(63)에 의해 측정되는 상기 대상구역(s)의 산소 농도와 상기 흡착배드(44)의 개수에 대응되는 단위로 단계별로 복수개 구획 설정된 기설정치를 비교하여 개방되는 각 상기 유량가변밸브(53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h)의 개수를 자동 제어할 수 있다. 따라서, 대상구역의 산소 농도가 안정적으로 유지될 수 있다.
한편, 상기 산소발생부(40)의 토출단(47)측에는 산소조절부(미도시)가 더 구비될 수 있다. 이때, 상기 산소조절부(미도시)는 상기 산소발생부(40)로부터 상기 분리농축된 산소가 대상구역(s)에 일정한 압력으로 배출되도록 감압밸브로 구비될 수 있다. 즉, 상기 산소조절부(미도시)가 감압밸브로 구비됨에 따라 상기 분리농축된 산소의 압력은 상기 산소조절부(미도시)의 설정된 압력으로 유지될 수 있다. 그리고, 상기 산소조절부(미도시)를 통해 대상구역(s)에 분리농축된 산소가 배출될 수 있다. 따라서, 상기 압축공기공급부(10)로부터 압축되어 압력이 상승된 상기 분리농축된 산소를 감압하여 설정된 압력에 따라 안정적으로 산소를 대상구역(s)에 공급할 수 있다.
한편, 상기 분리농축된 산소의 습도가 조절되거나 향균 효과가 제공되도록 유입단이 상기 산소조절부(미도시)의 토출단에 연결되는 첨가제수용부(미도시)가 더 구비될 수도 있다. 여기서, 상기 첨가제수용부(미도시)에는 내측에 수용공간이 형성되되, 상기 수용공간에는 물 내지 피톤치드 원액 등이 수용될 수 있다. 이때, 피톤치드(Phytoncide)는 해충과 병균으로부터 자신을 보호하기 위해 내뿜는 휘발성의 자연 항균 물질 물질로, 상기 피톤치드는 인체에 유익하게 작용하여 스트레스 해소, 면역강화, 심폐기능 강화, 탈취, 향균 및 살균 작용 등의 효과가 있다.
여기서, 상기 수용공간에 수용된 물 내지 피톤치드 원액이 증발되며 상기 분리농축된 산소와 혼합될 수 있으며, 상기 혼합된 산소는 습도가 조절되거나 피톤치드가 함유되어 상기 산소배출구로 배출되어 대상구역(s)에 공급될 수 있다. 따라서, 상기 혼합된 산소가 대상구역(s)에 공급됨에 따라 사용에게는 더욱 쾌적감을 제공할 수 있다. 더욱이, 피톤치드가 혼합된 산소의 경우, 쾌적감뿐만 아니라 향균 내지 탈취효과가 제공되어 대상구역(s)의 청결성이 향상될 수 있다.
이때, 이상에서 기재된 "포함하다", "구성하다" 또는 "구비하다" 등의 용어는, 특별히 반대되는 기재가 없는 한, 해당 구성 요소가 내재할 수 있음을 의미하는 것이므로, 다른 구성 요소를 제외하는 것이 아니라 다른 구성 요소를 더 포함할 수 있는 것으로 해석되어야 한다. 기술적이거나 과학적인 용어를 포함한 모든 용어들은, 다르게 정의되지 않는 한, 본 발명이 속하는 기술 분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 일반적으로 이해되는 것과 동일한 의미가 있다. 사전에 정의된 용어와 같이 일반적으로 사용되는 용어들은 관련 기술의 문맥상의 의미와 일치하는 것으로 해석되어야 하며, 본 발명에서 명백하게 정의하지 않는 한, 이상적이거나 과도하게 형식적인 의미로 해석되지 않는다.
이상 설명한 바와 같이, 본 발명은 상술한 각 실시예에 한정되는 것은 아니며, 본 발명의 청구항에서 청구하는 범위를 벗어남 없이 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자에 의해 변형 실시되는 것은 가능하며, 이러한 변형 실시는 본 발명의 범위에 속한다.
100: 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템
10: 압축공기공급부 20: 공기저장탱크
30: 필터부 31: 기액분리부
34: 코레이서필터 40: 산소발생부
49: 모니터링부 60: 제어부
61: 산소유량측정센서 62: 산소압력측정센서
63: 산소농도측정센서 70: 산소저장탱크
53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h: 유량가변밸브
10: 압축공기공급부 20: 공기저장탱크
30: 필터부 31: 기액분리부
34: 코레이서필터 40: 산소발생부
49: 모니터링부 60: 제어부
61: 산소유량측정센서 62: 산소압력측정센서
63: 산소농도측정센서 70: 산소저장탱크
53a,53b,53c,53d,53e,53f,53g,53h,54a,54b,54c,54d,54e,54f,54g,54h: 유량가변밸브
Claims (5)
- 실외로부터 흡입된 공기를 압축하여 압축공기를 공급하는 압축공기공급부;
상기 압축공기공급부의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기가 저장되는 공기저장탱크의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 액체를 수집하는 기액분리부와, 상기 기액분리부의 토출단에 유입단이 연결되고 상기 압축공기에 포함된 불순물을 수집하는 코레이서필터를 포함하는 필터부;
상기 코레이서필터의 토출단에 각 유입단이 연결되며, 상기 압축공기에 포함된 질소가 흡착되며 분리농축된 산소가 기설정된 시간당 산소토출유량으로 설정되도록 기설정량의 흡착제가 균일하게 각각 개별 충진된 복수개의 흡착배드가 구비되는 복수개의 산소발생부;
각 상기 흡착배드의 유입단 및 토출단에 각각 개별 구비되는 복수개의 유량가변밸브;
각 상기 유량가변밸브에 전기적으로 연결되고 각 상기 유량가변밸브를 개별적으로 개방 및 폐쇄 제어하는 제어부; 및
각 상기 산소발생부의 토출단에 유입단이 연결되고 각 상기 산소발생부에서 분리농축된 산소가 저장되는 하나의 산소저장탱크를 포함하되,
각 상기 유량가변밸브는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 각 상기 흡착배드의 유입단 및 토출단마다 각각 세트화되어 개별 구비되고, 각 상기 산소발생부의 유입단측 배관에는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 제1보조유량가변밸브가 각각 구비되고, 각 상기 산소발생부의 토출단측 배관에는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량이 가변되도록 제2보조유량가변밸브가 각각 구비되며,
상기 제어부는 상기 산소저장탱크에 공급되는 산소의 시간당 유량 가변을 위해 각 복수개로 구비된 각 상기 흡착배드의 개방 개수 및 폐쇄 개수가 스텝식으로 조절되도록 상기 유량가변밸브를 개별 개방 및 폐쇄 제어하되, 하나의 상기 흡착배드의 유입단에 구비된 유량가변밸브 및 토출단에 구비된 유량가변밸브를 동시에 개방 및 폐쇄 제어함과 더불어, 상기 제1보조유량가변밸브 및 상기 제2보조유량가변밸브를 스텝식으로 개별 개방 및 폐쇄 제어함을 특징으로 하는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템. - 삭제
- 삭제
- 제 1 항에 있어서,
상기 산소저장탱크에 저장된 산소가 토출되는 대상구역에 구비되되 상기 제어부에 통신 연결되며 상기 대상구역의 산소 농도를 측정하는 산소농도측정센서를 더 포함하고,
상기 제어부는 상기 산소농도측정센서에 의해 측정되는 상기 대상구역의 산소 농도와 복수개로 구획 설정된 기설정치를 비교하여 개방되는 각 상기 유량가변밸브의 개수를 개별 제어하되,
상기 기설정치는 상기 흡착배드의 개수에 대응되는 단위로 단계별로 복수개 구획 설정됨을 특징으로 하는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템. - 제 1 항에 있어서,
상기 코레이서필터의 토출단에 연결되는 인렛배관부와,
상기 산소저장탱크의 유입단에 토출단이 연결되는 아웃렛배관부와,
상기 인렛배관부의 토출단에 유입단이 연결되고 토출단이 각 상기 흡착배드의 개수에 대응되는 개수로 분기되어 각 상기 흡착배드의 유입단에 병렬로 연결되는 호환인렛연결부와,
각 상기 흡착배드의 개수에 대응되는 개수로 유입단이 분기되어 각 상기 흡착배드의 토출단에 병렬로 연결되고, 토출단이 상기 아웃렛배관부의 유입단에 연결되는 호환아웃렛연결부를 포함하되,
상기 호환인렛연결부 및 상기 호환아웃렛연결부는 각 상기 흡착배드 간의 간격에 대응되는 길이로 분할 구비되어 상호 조립 연결되고,
각 상기 조립연결배관과 각 상기 흡착배드 사이에 상호 조립 연결되되 상기 유량가변밸브가 각각 배치되는 티관을 포함함을 특징으로 하는 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210054716A KR102617883B1 (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020210054716A KR102617883B1 (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20220147793A KR20220147793A (ko) | 2022-11-04 |
| KR102617883B1 true KR102617883B1 (ko) | 2023-12-27 |
Family
ID=84101398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020210054716A KR102617883B1 (ko) | 2021-04-28 | 2021-04-28 | 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR102617883B1 (ko) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR102616228B1 (ko) * | 2023-03-06 | 2023-12-19 | 최창호 | 건물용 산소공급장치 및 이의 시공방법 |
| KR102607312B1 (ko) * | 2023-07-04 | 2023-11-30 | 주식회사 오투트리 | 실외배치형 산소 발생기를 포함하는 산소 발생 시스템을이용한 실내 공간 내 산소공급 방법 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100468915B1 (ko) | 2002-05-03 | 2005-02-02 | 삼성전자주식회사 | 산소발생기의 질소흡착장치 |
| KR101313924B1 (ko) * | 2011-12-29 | 2013-10-01 | 이상곤 | 산소발생장치 |
-
2021
- 2021-04-28 KR KR1020210054716A patent/KR102617883B1/ko active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20220147793A (ko) | 2022-11-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR102617883B1 (ko) | 가변용량형 고순도 산소 발생 시스템 | |
| US9095811B2 (en) | Oxygen concentration system and method | |
| KR101767640B1 (ko) | 산소발생장치 | |
| CN104271218B (zh) | 通过吸附来浓缩气体的系统和方法 | |
| JPS60222129A (ja) | ガス状混合物を吸着分留する装置と方法 | |
| JP5430129B2 (ja) | 酸素濃縮器 | |
| KR102417781B1 (ko) | 산소 농축 장치 | |
| KR102291765B1 (ko) | 균질 흡입공기를 이용한 산소발생장치 | |
| JP4313087B2 (ja) | 酸素濃縮装置 | |
| CN204588703U (zh) | 一种绿色储粮制氮系统 | |
| CN201701837U (zh) | 调压式高流量气源净化器 | |
| KR20030067797A (ko) | 산소발생장치 | |
| KR200296848Y1 (ko) | 소형 산소농축기 | |
| CN112484203A (zh) | 一种智慧教室用通风系统及控制方法 | |
| JP5073313B2 (ja) | 酸素濃縮器 | |
| CN206919138U (zh) | 具有自动除湿功能的新风机 | |
| Sameer et al. | Development and integration of oxygen generator for home air conditioner | |
| WO2015127209A1 (en) | Electronic e-cylinder | |
| KR102624523B1 (ko) | 고순도 중대형 산소 발생 장치 및 공기청정용 디바이스 통합제어 시스템 | |
| CN217437904U (zh) | 一种医用产品灭菌用空压机管道排水装置 | |
| CN1143990C (zh) | 具有复合式高效空气净化器的中央暖冷房机 | |
| JPH09108527A (ja) | 濃縮酸素供給方法及び装置 | |
| CN209068676U (zh) | 一种绿色建筑过滤通风装置 | |
| JP6927927B2 (ja) | 酸素供給装置 | |
| KR200203610Y1 (ko) | 가정용 산소발생 공기정화기 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant |