KR200185265Y1 - An oxygen concentrator for vehicles - Google Patents

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KR200185265Y1
KR200185265Y1 KR2019990028997U KR19990028997U KR200185265Y1 KR 200185265 Y1 KR200185265 Y1 KR 200185265Y1 KR 2019990028997 U KR2019990028997 U KR 2019990028997U KR 19990028997 U KR19990028997 U KR 19990028997U KR 200185265 Y1 KR200185265 Y1 KR 200185265Y1
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oxygen
storage tank
air
pressure
concentrator
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KR2019990028997U
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Inventor
이태수
김민정
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주식회사보성21씨
주식회사옥시테크
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    • AHUMAN NECESSITIES
    • A62LIFE-SAVING; FIRE-FIGHTING
    • A62BDEVICES, APPARATUS OR METHODS FOR LIFE-SAVING
    • A62B7/00Respiratory apparatus
    • A62B7/02Respiratory apparatus with compressed oxygen or air
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B13/00Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
    • C01B13/02Preparation of oxygen
    • C01B13/0229Purification or separation processes
    • C01B13/0248Physical processing only

Abstract

개시된 내용은 차량에서 사용할 수 있게 함은 물론 2개의 통합베드를 병렬로 연결하여 하나의 고장시에도 산소를 공급할 수 있게 하여 안전성을 배가한 차량용 직류산소농축기에 관한 것이다.Disclosed is a vehicle DC oxygen concentrator that doubles the safety by making it possible to use in a vehicle as well as connecting two integrated beds in parallel to supply oxygen even in one failure.

이러한 본 고안은 구급차에 적용하면 산소탱크를 가지고 다니거나 충전하는 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 여러 환자에게 동시에 산소를 공급할 수 있어 빠른 시간내에 안전하게 환자를 병원까지 후송할 수 있게 하는 효과가 있다. 특히, 본 장치는 소방차에 적용되어 화재시 많은 질식환자들에게 신속한 산소공급이 가능하여 인명구제에 큰 기여를 할 것으로 보이며, 소방수들의 공기탱크를 충전하는 데에도 사용할 수 있다. 또한, 본 장치로부터 산소를 별도의 용기에 가압된 상태로 충전저장할 수 있어 잠수부 뿐만 아니라, 산소충전이 필요한 어느 곳에서나 사용이 가능한 잇점을 가지고 있다. 이상과 같은 잇점들로 인해, 본 장치는 높은 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이에 따라 위급을 요하는 구급차, 소방차등에 유효할 뿐만 아니라, 활어운반트럭, 잠수부 공기탱크충전용 또는 폐수처리장이나 양식장 등에도 사용할 수 있어 그 이용범위가 매우 넓은 것으로 전망된다.The present invention not only eliminates the trouble of carrying or filling oxygen tanks when applied to an ambulance, but also can supply oxygen to several patients at the same time, so that the patient can be safely transported to the hospital. have. In particular, the device is applied to a fire truck, it is possible to provide a rapid oxygen supply to many asphyxiated patients in the case of fire, which is expected to make a great contribution to the life saving, and can also be used to fill the air tank of firefighters. In addition, the oxygen can be charged and stored in a pressurized state in a separate container from the device has the advantage that it can be used in any place that requires oxygen charging as well as divers. Due to the above advantages, this device can ensure high safety and reliability, and thus is effective for emergency ambulances, fire engines, etc., as well as for live transport trucks, divers air tanks, or wastewater treatment plants or farms. It can be used for the back, and its use is expected to be very wide.

Description

차량용 직류산소농축기{An oxygen concentrator for vehicles}DC oxygen concentrator for vehicles {An oxygen concentrator for vehicles}

본 고안은 의료용이나 산업용도로 두루 사용될 수 있는 범용 산축농축기에 관한 것으로, 특히 차량에서 사용할 수 있게 함은 물론 2개의 통합베드를 병렬로 연결하여 하나의 고장시에도 산소를 공급할 수 있게 하여 안전성을 배가한 차량용 직류산소농축기에 관한 것이다.The present invention relates to a general-purpose livestock concentrator that can be used for medical or industrial purposes. Especially, it can be used in a vehicle and doubles safety by connecting two integrated beds in parallel to supply oxygen even in one failure. A vehicle direct current oxygen concentrator.

일반적으로, 산소농축기는 대기중에서 산소를 분리농축하는 장치로 현재 교류의 일반전력을 사용하여 산소를 농축하고 있다. 따라서, 통상 가정용으로 사용되고 있는 데, 이러한 산소농축기의 작동원리는 제올라이트(Zeolite)라 불리는 흡착제가 소정의 기체분자를 흡착시키는 성질을 이용한다. 대기중 약80%를 차지하는 질소는 산소보다 제올라이트에 잘 흡착되므로 공기를 흡착제가 충전된 흡착베드에 유입시키게 되면 질소성분은 흡착되고, 질소성분이 줄어든 기체는 베드상단 출구로 배출된다. 그럼으로써 이렇게 배출된 기체의 주성분은 산소가 되게 된다.In general, the oxygen concentrator is a device for separating and concentrating oxygen in the atmosphere, and is currently concentrating oxygen by using general electric power of AC. Therefore, it is usually used for home use, the operation principle of such an oxygen concentrator utilizes the property that an adsorbent called zeolite adsorbs predetermined gas molecules. Nitrogen, which occupies about 80% of the atmosphere, is better adsorbed to the zeolite than oxygen, so when the air is introduced into the adsorption bed filled with the adsorbent, the nitrogen is adsorbed, and the nitrogen-reduced gas is discharged to the outlet of the upper bed. The main component of the gas thus released is oxygen.

위의 질소흡착과정은 가압기체를 소정의 흡착제를 통과시킴으로써 질소만이 흡착되고 나머지 기체는 통과시켜 공기중의 산소를 분리하여 얻는 과정으로, 이때 흡착제인 제올라이트는 질소가 흡착되어 성능이 격감하므로 질소를 그로부터 분리(탈착)하여 원래의 성능을 회복시켜 주어야 된다. 이 과정이 탈착과정으로 흡착제에 흡착된 흡착기체를 통과하는 기체중 일부를 저압상태에서 재순환시켜 탈착함으로써 흡착제를 세정하여 흡착능을 회복시키게 된다.The above nitrogen adsorption process is a process in which only nitrogen is adsorbed by passing a pressurized gas through a predetermined adsorbent and the remaining gas is passed to separate oxygen from the air. Should be removed (removed) from it to restore its original performance. In this process, some of the gas passing through the adsorbent gas adsorbed by the adsorbent is recycled and desorbed at low pressure to restore the adsorbent to recover the adsorbent capacity.

종래의 알려진 산소농축장치는 그 유출량의 변화를 고려하지 않는 단순한 구조와 성능을 갖는 산소농축기였다. 이와 같은 산소농축장치로는 일본특허공보 특공평6-91927호에 게재된 기체생성장치가 있다. 이 산소농축기의 구조는 크게 네가지로 구분되는 데, 이에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.Conventional known oxygen concentrators are oxygen concentrators having a simple structure and performance that do not take into account changes in the outflow amount. As such an oxygen concentrating device, there is a gas generating device disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-91927. The structure of the oxygen concentrator is divided into four broadly, which is outlined as follows.

이 장치는 공기로부터 질소와 산소를 분리하는 흡착부, 공기압축, 저장, 유출에 관련하는 작동부, 밸브를 개폐하기 위한 제어부 및, 이들을 결합하기 위한 후레임부로 구성되어 있다. 이 기체생성장치의 핵심은 공보에 기재되어 있는 바와 같이 흡착제가 충전된 흡착조에 혼합기체를 공급하면 기체를 흡착하는 공정과, 이 흡착제에 흡착된 기체를 흡착제로부터 탈착하는 공정을 반복하여 필요기체(산소)를 일정한 농도로 얻게 되는 데, 이때 흡착조에서 얻은 필요기체중 일부를 탈착공정을 위해 흡착조로 환류하여 사용하고 있다.The apparatus is composed of an adsorption section for separating nitrogen and oxygen from air, an operation section related to air compression, storage and outflow, a control unit for opening and closing a valve, and a frame section for combining them. The core of this gas generator is to repeat the process of adsorbing the gas by supplying the mixed gas to the adsorption tank filled with the adsorbent as described in the publication, and desorbing the gas adsorbed from the adsorbent from the adsorbent. Oxygen) is obtained at a constant concentration, in which part of the gas required in the adsorption tank is refluxed and used for the desorption process.

이러한 기체생성장치에서는 산소농축만 진행되므로 생산유량에 관계없이 밸브개폐주기는 일정하게 작동한다. 따라서, 농축산소의 공급을 위하여 유출량의 변화가 있는 경우에는 산소순도가 균일하지 않을 뿐더러, 사용자의 임의작동에 따른 산소공급이 불균형적으로 유출되어 농축과정 및 산소공급의 전체시스템이 원활하게 작동하지 않는 문제점을 안고 있었다. 특히, 이 장치에서 공기중 질소를 흡착하는 흡착조(베드)는 단일의 통체로 구성되어 흡착성능이 떨어짐은 물론 이를 극복하기 위해서 그 부피를 크게 해야 하는 폐단이 있었다.In such a gas generator, only oxygen concentration proceeds, so the valve opening and closing cycle operates constantly regardless of the production flow rate. Therefore, if there is a change in the flow rate for the supply of concentrated oxygen, the oxygen purity is not uniform, and the oxygen supply is disproportionately discharged due to the user's arbitrary operation, so that the whole process of the concentration process and oxygen supply does not operate smoothly. I had a problem. In particular, the adsorption tank (bed) that adsorbs nitrogen in the air in this device is composed of a single cylinder, and the adsorption performance is deteriorated, and there is a closed end to increase the volume to overcome this.

그러나, 위와 같은 산소농축기는 가정이나 사무실등의 교류전원하에서만 사용이 가능하므로, 현재 산소를 가장 필요로 하는 앰블런스등의 구급차량은 그나마도 이러한 산소농축기를 이용할 수 없는 실정이다. 그래서, 이동차량은 통상 산소저장탱크를 차량에 싣고 다니며 응급시 이용하고 있다. 다시 말하면, 현재 구급차는 산소저장용 고압탱크를 차량에 탑재하고 환자를 수송하는 등 응급상황에 대처하고 있다. 하지만, 산소저장탱크의 용량에 한계가 있어 환자수송시간에 제약이 있으므로 장거리 응급수송이 불가능할 뿐만 아니라, 수시로 재충전해야 하는 불편함이 있다. 특히, 재충전시간동안 차량은 다른 산소저장탱크를 싣고 환자를 수송하거나, 충전시간동안 기다려야 하는 폐단이 있었다.However, the oxygen concentrator as described above can be used only under an AC power source such as a home or an office, and ambulances such as ambulance that most need oxygen at present do not use such an oxygen concentrator. Therefore, a mobile vehicle usually carries an oxygen storage tank on a vehicle and uses it in an emergency. In other words, ambulances are currently responding to emergency situations such as mounting a high-pressure tank for oxygen storage in a vehicle and transporting a patient. However, there is a limit to the capacity of the oxygen storage tank, so there is a limitation in patient transportation time, so long-distance emergency transportation is not possible, and there is an inconvenience that must be recharged at any time. In particular, during the recharge time, the vehicle had to be loaded with another oxygen storage tank to transport the patient or to wait for the recharge time.

이상과 같이 기존의 의료용 산소농축기는 가정용으로 교류 100~220V를 사용하는 방식으로 차량에 사용하기는 불가능하였으며, 반면 산소저장탱크는 사용, 유지 및 관리의 어려움으로 인하여 차량용 산소농축기의 개발의 필요성이 절실하게 대두되었다.As mentioned above, the existing medical oxygen concentrator was impossible to use in vehicles by using AC 100 ~ 220V for home use, while the oxygen storage tank is not necessary to develop an oxygen concentrator for vehicles due to the difficulty of use, maintenance and management. It desperately emerged.

따라서, 본 고안의 목적은 상기에서와 같은 종래의 결점들을 해소하기 위해서 안출한 것으로서, 차량에서 사용할 수 있게 함은 물론 2개의 통합베드를 병렬로 연결하여 하나의 고장시에도 산소를 공급할 수 있게 하여 안전성을 배가한 차량용 직류산소농축기를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention is to solve the above-mentioned drawbacks as described above, to be used in a vehicle, as well as to connect the two integrated beds in parallel to supply oxygen in the event of a failure The present invention provides a direct current oxygen concentrator for vehicles that has doubled its safety.

도 1은 본 고안에 따른 차량용 직류산소농축기의 구성도,1 is a configuration diagram of a vehicle DC oxygen concentrator according to the present invention,

도 2는 도 1에서 일부분만을 발취해서 나타낸 산소생성과정을 설명하기 위한 부분확대도.FIG. 2 is a partially enlarged view for explaining an oxygen generation process shown by extracting only a portion from FIG.

*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings

10a,10b : 제 1,제 2통합베드 20a,20b : 제 1,제 2공기압축기10a, 10b: 1st, 2nd integrated bed 20a, 20b: 1st, 2nd air compressor

30 : 메인콘트롤러 40 : 주저장탱크30: main controller 40: main storage tank

41 : 압력센서 50 : 흡입필터41: pressure sensor 50: suction filter

60a,60b : 제 1,제 2보조저장탱크 61a,61b : 체크밸브60a, 60b: 1st, 2nd auxiliary storage tank 61a, 61b: check valve

62a,62b : 제 1,제 2압력센서 70a,70b : 제 1,제 2콘트롤러62a, 62b: 1st, 2nd pressure sensor 70a, 70b: 1st, 2nd controller

80 : 콤프레셔 90 : 압력조절기80: compressor 90: pressure regulator

91 : 체크밸브 100 : 유량계91: check valve 100: flow meter

이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 차량용 직류산소농축기는 대기중의 공기를 흡입하여 산소를 분리농축하여 필요시 산소배출구를 통해 공급하는 산소농축기에 있어서, 흡입된 공기중 질소를 흡착하여 산소를 분리하여 농축하는 적어도 한쌍의 산소농축부; 상기 산소농축부로부터 생산공급되는 산소를 가압저장하여 필요시 대상자에게 상기 산소배출구를 통해 공급하는 주저장탱크; 상기 주저장탱크내의 산소압을 측정하는 압력센서; 및 상기 압력센서로부터 전송된 신호를 받아 주저장탱크의 산소저장량이 부족한 경우 상기 산소농축부를 구동제어하여 산소를 생산공급하는 메인콘트롤러를 포함한다.In order to achieve the above object, a direct current oxygen concentrator for a vehicle according to the present invention sucks air in the air, separates and concentrates oxygen, and supplies oxygen through an oxygen outlet if necessary. At least one pair of oxygen concentrating to separate and concentrate; A main storage tank for pressurizing and storing oxygen produced and supplied from the oxygen concentrating unit through the oxygen outlet to the subject if necessary; A pressure sensor for measuring oxygen pressure in the main storage tank; And a main controller for driving and supplying oxygen to the oxygen concentrating unit when the oxygen storage amount of the main storage tank is insufficient in response to the signal transmitted from the pressure sensor.

이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 1은 본 고안에 따른 차량용 직류산소농축기의 구성도로, 이 도면에서는 구성요소들의 작용관계를 알기 쉽게 공기흐름은 실선으로, 센서신호는 일점쇄선으로, 그리고 제어신호는 점선으로 표시하고 있다.1 is a configuration diagram of a vehicle DC oxygen concentrator according to the present invention, the air flow is shown as a solid line, the sensor signal is indicated by a dashed line, and the control signal is indicated by a dotted line so as to clearly understand the working relationship of the components.

도시한 바와 같이, 본 산소농축기는 크게 나누어 내부에 흡착제를 충전하고 공기에서 질소를 흡착하여 산소를 분리하는 한쌍의 제 1,제 2통합베드(10a,10b)와, 이 제 1,제 2통합베드(10a,10b)에 각각 압축공기를 공급하는 제 1,제 2공기압축기(20a,20b)와, 이 모든 시스템을 제어하는 메인콘트롤러(30)로 구성되어 있다. 이에 더하여, 제 1,제 2통합베드(10a,10b)를 통해 생산출력된 산소를 저장하여 일정한 압력으로 필요한 대상에 공급하는 주저장탱크(40)도 구비하고 있다. 물론, 이들은 후레임(미도시)으로 결합되어 단일체를 이루고 있다. 이상의 구성요소에 대해 보다 상세히 설명하면 다음과 같다.As shown in the drawing, the oxygen concentrator is divided into a plurality of first and second integrated beds 10a and 10b for filling an adsorbent therein and adsorbing nitrogen from the air to separate oxygen, and the first and second integrations. The first and second air compressors 20a and 20b respectively supply compressed air to the beds 10a and 10b, and the main controller 30 controls all these systems. In addition, the main storage tank 40 is also provided to store the oxygen produced by the first and second integrated beds (10a, 10b) and to supply to the required object at a constant pressure. Of course, these are combined into a frame (not shown) to form a single body. More detailed description of the above components is as follows.

흡입필터(50)를 통해 제 1,제 2공기압축기(20a,20b)에 깨끗한 공기를 공급하게 된다. 제 1,제 2공기압축기(20a,20b)는 각각 제 1,제 2통합베드(10a,10b)에 압축공기를 공급하도록 연결되어 있다. 그리고, 제 1,제 2통합베드(10a,10b)에는 또한 각각의 통합베드에서 산출된 산소를 일시적으로 모으는 제 1,제 2보조저장탱크(60a,60b)가 설치되어 있다. 이 제 1,제 2보조저장탱크(60a,60b)에는 각각 체크밸브들(61a,61b)이 구비되어 있다. 이 체크밸브(61a,61b)는 일측방향으로만 기체의 유동을 단속하는 밸브로 보조저장탱크(60a,60b)로부터 주저장탱크(40)로의 산소이동을 통제하게 된다. 또한, 제 1,제 2보조저장탱크(60a,60b)에는 각각에 제 1,제 2압력센서(62a,62b)가 구비되어 있어 각 탱크내의 압력을 수시로 검출하게 된다. 이 제 1,제 2압력센서(62a,62b)에 의해 검출된 압력값들은 제 1,제 2콘트롤러(70a,70b)로 입력되어 통합베드의 온/오프제어에 정보로 활용된다. 제 1,제 2콘트롤러(70a,70b)는 메인콘트롤러(30)로부터 작동신호를 받아 공기압축기와 내부밸브들을 주기적으로 작동시킴으로써 제 1,제 2통합베드(10a,10b)의 공기흐름을 제어하게 된다.Clean air is supplied to the first and second air compressors 20a and 20b through the suction filter 50. The first and second air compressors 20a and 20b are connected to supply compressed air to the first and second integrated beds 10a and 10b, respectively. In addition, the first and second integrated beds 10a and 10b are further provided with first and second auxiliary storage tanks 60a and 60b for temporarily collecting oxygen generated in the respective integrated beds. The first and second auxiliary storage tanks 60a and 60b are provided with check valves 61a and 61b, respectively. These check valves (61a, 61b) is a valve for controlling the flow of gas in only one direction to control the movement of oxygen from the auxiliary storage tank (60a, 60b) to the main storage tank (40). In addition, the first and second auxiliary storage tanks 60a and 60b are provided with first and second pressure sensors 62a and 62b, respectively, to detect pressure in each tank at any time. The pressure values detected by the first and second pressure sensors 62a and 62b are input to the first and second controllers 70a and 70b and used as information for on / off control of the integrated bed. The first and second controllers 70a and 70b receive an operation signal from the main controller 30 to periodically operate the air compressor and the internal valves to control the air flow of the first and second integrated beds 10a and 10b. do.

이상의 제 1공기압축기(20a), 제 1통합베드(10a), 제 1보조저장탱크(60a) 및, 제 1콘트롤러(70a)는 제 1산소농축부를 이루며, 일련의 구성요소들을 거치면서 산소를 생성농축하게 된다. 물론, 제 2공기압축기(20b), 제 2통합베드(10b), 제 2저장탱크(60b) 및, 제 2콘트롤러(70b)도 제 2산소농축부를 구성하게 된다. 이와 같이, 본 시스템은 안전성과 산소생산출력의 향상을 위해 2개의 제 1,제 2산소농축부로 구성되어 있으며, 따라서 이들을 동시에 가동시켜 생산출력을 높일 수 있을 뿐만 아니라, 하나의 산소농축부에 이상이 발생하면 다른 산소농축부를 가동시켜 비상시에도 산소를 원활하게 생산할 수 있는 매우 안정적인 시스템을 확보하고 있다.The first air compressor 20a, the first integrated bed 10a, the first auxiliary storage tank 60a, and the first controller 70a form a first oxygen enrichment unit and pass oxygen through a series of components. Production is concentrated. Of course, the second air compressor 20b, the second integrated bed 10b, the second storage tank 60b, and the second controller 70b also constitute the second oxygen concentration unit. As such, the system is composed of two first and second oxygen concentrators to improve safety and oxygen production output. Therefore, the system can be operated at the same time to increase the production output. When this occurs, it operates another oxygen concentrating unit to secure a very stable system that can produce oxygen smoothly even in an emergency.

이상 기술한 제 1,제 2산소농축부에서 출력된 산소는 콤퓨레셔(80)에 의해 주저장탱크(40)로 송출되어 가압저장된다. 이렇게 저장된 산소는 압력조절기(90) 및 유량계(100)를 거쳐 산소를 필요로 하는 환자에게 공급된다. 이때, 압력조절기(90)는 유량계(100)를 통해 환자에게 공급되는 산소를 지정압력(흡입압력)이하로 조절하여 환자가 안전하게 사용할 수 있게 함은 물론, 항균필터를 겸비하고 사용자가 공기를 흡입하기 전에 세균을 여과하여 항균처리된 신선한 산소를 흡입하게 하며, 산소에 혼입된 여러 유해이물질을 걸려 사용의 안전성을 한층 배가하게 한다. 이 압력조절기(90)와 유량계(100) 사이에는 체크밸브(91)가 설치되어 있다. 특히, 주저장탱크(40)에는 압력센서(41)가 설치되어 있어 주저장탱크(40)내부의 압력을 측정하여 메인콘트롤러(30)로 전송한다. 이에 근거하여, 메인콘트롤러(30)는 주저장탱크(40)의 산소압력이 낮으면, 즉 산소저장량이 부족하면 통합베드(10a,10b)를 제어구동시켜 산소를 농축하여 주저장탱크(40)에 공급하므로 주저장탱크(40)는 항상 일정량의 산소를 유지하게 된다.Oxygen output from the first and second oxygen concentration units described above is sent to the main storage tank 40 by the compressor 80 and stored under pressure. The stored oxygen is supplied to the patient in need of oxygen via the pressure regulator 90 and the flow meter 100. At this time, the pressure regulator 90 adjusts the oxygen supplied to the patient through the flow meter 100 to a specified pressure (suction pressure) or less to enable the patient to safely use, as well as having an antibacterial filter and the user inhales the air. The bacteria are filtered before inhalation to inhale fresh oxygen that has been treated with antibacterial treatment. A check valve 91 is provided between the pressure regulator 90 and the flowmeter 100. In particular, the main storage tank 40 has a pressure sensor 41 is installed to measure the pressure inside the main storage tank 40 and transmits to the main controller 30. Based on this, if the oxygen pressure of the main storage tank 40 is low, that is, the oxygen storage amount is insufficient, the main controller 30 controls the integrated bed (10a, 10b) to concentrate the oxygen to the main storage tank 40 Since the main storage tank 40 is always supplied to maintain a certain amount of oxygen.

본 장치는 또한 제 1,제 2통합베드(10a,10b)에서 산소를 농축하는 과정에서 생성된 질소를 배출할 때 주변대기와의 압력차에 의해 소음이 발생되는 것을 저감하기 위해서 소음기(110)를 구비하고 있다. 이 소음기(110)로부터 배출되는 기체성분은 질소가 대부분을 차지하므로 통합베드내로 재유입될 경우 통합베드에서 생산되는 산소농축량이 저하되므로 소음기(110)를 공기압축기의 흡입필터(50)와 분리하여 신선한 공기가 공기압축기(20a,20b)로 흡입되도록 한다.The apparatus also includes a silencer 110 to reduce noise generated by the pressure difference with the surrounding atmosphere when exhausting nitrogen generated in the process of concentrating oxygen in the first and second integrated beds 10a and 10b. Equipped with. Since the gas component discharged from the muffler 110 occupies most of the nitrogen, the oxygen concentration produced in the integrated bed decreases when it is re-introduced into the integrated bed, so that the muffler 110 is separated from the suction filter 50 of the air compressor. Fresh air is sucked into the air compressors 20a and 20b.

도 2는 도 1에서 제 1산소농축부만을 발취해서 상세히 도시한 구성도로, 제 1,제 2산소농축부의 구조가 동일하므로 본 도면에 개시된 부분은 제 2산소농축부의 구조로 봐도 무관하다. 여기서, 통합베드는 동심원상에 배치된 내부베드와 외부베드로 구성되며 본 출원인이 동일자로 출원하므로 그 구조에 대한 상세한 설명은 생략하기로 한다. 이제, 이 도면을 예로 들어 산소생산농축과정에 대해 보다 구체적으로 설명하고자 한다.FIG. 2 is a configuration diagram illustrating only the first oxygen enrichment unit in FIG. 1, and the structure of the first and second oxygen enrichment units is the same, and thus, the part disclosed in this drawing may be viewed as a structure of the second oxygen enrichment unit. Here, the integrated bed is composed of an inner bed and an outer bed disposed on a concentric circle and the applicant will file the same as the detailed description of the structure will be omitted. Now, the drawing will be described in more detail with respect to the oxygen production concentration process as an example.

공기압축기(20)로부터 송출된 압축공기가 제 1솔레노이드밸브(120)에 의해 내부베드(11)와 연결된 접속구(12)를 통해 공급되게 된다. 제 1솔레노이드밸브(120)는 일정한 사이클에 의해 제 1위치(121)와 제 2위치(122)를 절환하게 되는 데, 제 1위치(121)에 있을 때 내부베드(11)로 압축공기가 공급되게 된다. 이렇게 내부베드(11)로 공급된 압축공기는 질소가 흡착제인 제올라이트(13)에 흡착되며 산소만이 상부의 체크밸브(14)를 통해 보조저장탱크(60)로 공급되어 저장되게 된다. 이때, 보조저장탱크(60)로 보내지는 산소중 일부분이 오리피스(15)를 통해 내부베드(11)에서 외부베드(16)로 유동되어 외부베드(16)쪽의 제올라이트(17)를 활성화시키게 된다. 보조저장탱크(60)에 저장된 산소는 압력조절기(90) 및 유량계(100)를 통해 일정압력과 순도를 갖도록 가공된 후 산소배출구(101)를 통해 필요한 대상(환자)에게 공급된다.The compressed air sent out from the air compressor 20 is supplied through the connection port 12 connected to the inner bed 11 by the first solenoid valve 120. The first solenoid valve 120 switches the first position 121 and the second position 122 by a constant cycle. When the first solenoid valve 120 is in the first position 121, the compressed air is supplied to the inner bed 11. Will be. The compressed air supplied to the inner bed 11 is adsorbed to the zeolite 13, which is nitrogen adsorbent, and only oxygen is supplied to and stored in the auxiliary storage tank 60 through the upper check valve 14. At this time, a portion of the oxygen sent to the secondary storage tank 60 flows from the inner bed 11 to the outer bed 16 through the orifice 15 to activate the zeolite 17 toward the outer bed 16. . Oxygen stored in the auxiliary storage tank 60 is processed to have a predetermined pressure and purity through the pressure regulator 90 and the flow meter 100 and then supplied to the required object (patient) through the oxygen outlet 101.

이렇게 내부베드(11)의 제올라이트(13)에 질소가 흡착되어 효율이 떨어지면, 제 1솔레노이드밸브(120)를 절환하여 공기압축기(20)의 압축공기를 외부베드(16)로 공급하게 된다. 그러면, 외부베드(16)내에서 제올라이트(17)가 질소를 흡착하여 산소를 생산하여 체크밸브(18)를 통해 보조저장탱크(60)에 저장시켜 필요할 때, 압력조절기(90) 및 유량계(100)를 경유하여 산소배출구(101)를 통해 필요한 응급환자등이 사용할 수 있게 한다. 물론, 오리피스(15)를 통해 외부베드(16)에서 생산된 산소의 일정량이 내부베드(11)로 보내져 내부베드(11)의 제올라이트(13)를 세정하여 제올라이트(13)로부터 질소를 떨어내어 활성화시키게 된다. 이렇게 제올라이트(13)로부터 분리된 질소는 제 1솔레노이드밸브(120)를 거쳐 제 2솔레노이드밸브(130)로 보내져 소음기(110)를 통해 배출되게 된다.When nitrogen is adsorbed to the zeolite 13 of the inner bed 11 and the efficiency decreases, the first solenoid valve 120 is switched to supply the compressed air of the air compressor 20 to the outer bed 16. Then, the zeolite 17 absorbs nitrogen to produce oxygen in the outer bed 16 and stores the oxygen in the auxiliary storage tank 60 through the check valve 18, when necessary, the pressure regulator 90 and the flow meter 100. Via the oxygen outlet 101 to enable the necessary emergency patients and the like. Of course, a certain amount of oxygen produced in the outer bed 16 through the orifice 15 is sent to the inner bed 11 to clean the zeolite 13 of the inner bed 11 to remove nitrogen from the zeolite 13 to activate it. Let's go. The nitrogen separated from the zeolite 13 is sent to the second solenoid valve 130 via the first solenoid valve 120 is discharged through the silencer 110.

이제, 본 고안이 차량에 장착되어 산소를 생산공급하는 과정에 대해 전도면들을 참조하며 상세히 설명한다.Now, the present invention will be described in detail with reference to conducting surfaces for the process of producing oxygen in a vehicle.

본 장치를 작동시키면 메인콘트롤러(30)는 주저장탱크(40)에 설치된 압력센서(41)로부터 그 내부의 산소압을 읽어들여 산소를 생산할 지를 결정하게 된다. 이때, 주저장탱크(40)내의 산소가 부족할 경우 메인콘트롤러(30)는 제 1콘트롤러(70a)로 구동신호를 보낸다. 그러면, 제 1콘트롤러(70a)는 제 1공기압축기(20a)를 작동시켜 주변공기를 흡입하여 압축공기를 만들어 제 1통합베드(10a)로 보내게 된다. 이때, 제 1공기압축기(20a)로 유입되는 공기는 흡입필터(50)를 거쳐 여과되어 공급된다. 제 1공기압축기(20a)로부터 제 1통합베드(10a)내로 공급된 압축공기는 통합베드내에 충전된 흡착제인 제올라이트(13,17)에 질소가 흡착되며 산소가 분리되게 된다. 이렇게 분리된 산소는 제 1통합베드(10a)상단에 마련된 제 1보조저장탱크(60a)에 임시적으로 저장되었다가 체크밸브(61a)를 거쳐 콤퓨레셔(80)에 의해 주저장탱크(40)에 가압저장되게 된다. 이때, 메인콘트롤러(30)는 주저장탱크(40)에 설치된 압력센서(41)로부터 그 내부압을 파악하면서 제 1산소농축부를 구동시키게 되며, 주저장탱크(40)내에 압력이 일정치에 도달하여 제 1콘트롤러(70a)로 작동중지신호를 보내 제 1산소농축부의 구동을 정지시키게 된다.When the device is operated, the main controller 30 reads the oxygen pressure therein from the pressure sensor 41 installed in the main storage tank 40 to determine whether to produce oxygen. At this time, when the oxygen in the main storage tank 40 is insufficient, the main controller 30 sends a drive signal to the first controller (70a). Then, the first controller 70a operates the first air compressor 20a to inhale the surrounding air to produce compressed air and send it to the first integrated bed 10a. At this time, the air flowing into the first air compressor 20a is filtered and supplied through the suction filter 50. Compressed air supplied from the first air compressor 20a into the first integrated bed 10a is adsorbed to the zeolites 13 and 17, which are adsorbents packed in the integrated bed, to separate oxygen. The oxygen separated in this way is temporarily stored in the first auxiliary storage tank (60a) provided on the upper end of the first integrated bed (10a), and then the main storage tank 40 by the compressor 80 via the check valve (61a) To be stored under pressure. At this time, the main controller 30 drives the first oxygen concentration unit while grasping the internal pressure from the pressure sensor 41 installed in the main storage tank 40, and the pressure reaches a predetermined value in the main storage tank 40. By sending an operation stop signal to the first controller 70a to stop the driving of the first oxygen concentration unit.

한편, 주저장탱크(40)의 압력이 기준치이하로 떨어지고, 제 1산소농축부를 가동시켜도 제 1압력센서(62a)로부터 측정된 제 1보조저장탱크(60a)내의 압력이 낮아지는 경우는 제 1산소농축부의 산소생산량만으로는 부족한 경우이다. 이때에는 많은 출력의 산소생산을 요구하는 경우이므로 메인콘트롤러(40)는 제 2콘트롤러(70b)에도 구동신호를 보내 제 2산소농축부도 가동시킴으로써 제 1산소농축부와 동시에 산소를 생산배출하게 된다. 따라서, 산소생산출력은 2배로 증가하여 큰 소모량을 필요시 사용이 가능하게 된다.On the other hand, when the pressure of the main storage tank 40 falls below the reference value and the pressure in the first auxiliary storage tank 60a measured from the first pressure sensor 62a is lowered even when the first oxygen concentration unit is operated, the first pressure is reduced. This is a case where oxygen production amount of oxygen concentration part is insufficient. In this case, since a large amount of output oxygen is required, the main controller 40 sends a driving signal to the second controller 70b to operate the second oxygen enrichment unit to produce and discharge oxygen simultaneously with the first oxygen enrichment unit. Therefore, the oxygen production output is doubled, so that a large consumption can be used when necessary.

이렇게 생산되어 주저장탱크(40)에 가압저장된 산소는 필요시 산소배출구(101)를 통해 사용하게 되는 데, 이때 압력조절기(90)는 사용자가 사용이 용이한 압력으로 주저장탱크(40)내의 산소압을 감압시켜 송출하는 동시에 그 내부의 항균필터를 통해 세균을 여과하여 안전하고 신선한 공기를 사용자에게 공급하게 된다.The oxygen produced and stored under pressure in the main storage tank 40 is used through the oxygen discharge port 101 when necessary. In this case, the pressure regulator 90 has a pressure within the main storage tank 40 at a user's ease of use. At the same time, the oxygen pressure is reduced and sent out, and bacteria are filtered through the antibacterial filter inside to supply safe and fresh air to the user.

특히, 본 장치는 제 1산소농축기가 작동불능상태, 즉 고장일 때에도 제 2산소농축기를 사용하여 산소의 생산이 가능하므로 안정적인 산소공급이 확보됨은 물론 비상시에도 대처할 수 있는 안전한 시스템을 구축하고 있다. 또한, 본 고안은 메인콘트롤러(40)에서 각각의 산소농축부들에 설치된 개별적인 서브콘트롤러들(70a,70b)을 제어하여 산소농축부들을 구동시키므로 다수의 산소농축부들을 구성하여도 안정적인 작동이 가능하여 동시에 많은 양의 산소를 생산농축할 수 있는 시스템을 구축할 수 있다.In particular, the device is capable of producing oxygen using the second oxygen concentrator even when the first oxygen concentrator is inoperable, that is, a failure, thereby ensuring a stable oxygen supply and building a safe system that can cope with emergencies. In addition, the present invention controls the individual sub-controllers (70a, 70b) installed in each of the oxygen concentrator in the main controller 40 to drive the oxygen concentrator, so that stable operation is possible even by configuring a plurality of oxygen concentrators At the same time, a system can be constructed that can produce and concentrate large amounts of oxygen.

이상 서술한 바와 같이, 본 고안의 차량용 직류산소농축기는 차량에서 사용할 수 있게 함은 물론 2개의 통합베드를 병렬로 연결하여 하나의 고장시에도 산소를 공급할 수 있게 하여 안전성을 확보한 장점을 가지고 있다. 또한, 베드내에 베드를 동심원상에 수납배치하여 2중구조를 갖도록 함으로써 크기를 소형경량화하는 동시에 고유량의 산소를 얻을 수 있는 잇점을 가지고 있다. 본 고안은 구급차에 적용하면 산소탱크를 가지고 다니거나 충전하는 번거로움을 해소할 수 있을 뿐만 아니라, 여러 환자에게 동시에 산소를 공급할 수 있어 빠른 시간내에 안전하게 환자를 병원까지 후송할 수 있게 하는 효과가 있다. 특히, 본 장치는 소방차에 적용되어 화재시 많은 질식환자들에게 신속한 산소공급이 가능하여 인명구제에 큰 기여를 할 것으로 보이며, 소방수들의 공기탱크를 충전하는 데에도 사용할 수 있다. 또한, 본 장치로부터 산소를 별도의 용기에 가압된 상태로 충전저장할 수 있어 잠수부 뿐만 아니라, 산소충전이 필요한 어느 곳이나 사용이 가능한 잇점을 가지고 있다.As described above, the vehicular direct current oxygen concentrator of the present invention can be used in a vehicle, and also has two advantages in that safety is secured by connecting two integrated beds in parallel to supply oxygen even in a single failure. . In addition, the bed is arranged in a bed in a concentric circle to have a double structure, which has the advantage of reducing the size and weight and obtaining a high amount of oxygen. The present invention, when applied to an ambulance, can eliminate the hassle of carrying or filling an oxygen tank, and can supply oxygen to several patients at the same time, so that the patient can be transported to the hospital quickly and safely. . In particular, the device is applied to a fire truck, it is possible to provide a rapid oxygen supply to many asphyxiated patients in the case of fire, which is expected to make a great contribution to the life saving, and can also be used to fill the air tank of firefighters. In addition, the oxygen can be charged and stored in a pressurized state in a separate container from the device has the advantage that it can be used anywhere, as well as divers need oxygen charging.

이상과 같은 잇점들로 인해, 본 장치는 높은 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이에 따라 위급을 요하는 구급차, 소방차등에 유효할 뿐만 아니라, 활어운반트럭, 잠수부공기탱크충전용 또는 폐수처리장이나 양식장 등에도 사용할 수 있어 그 이용범위가 매우 넓은 것으로 전망된다.Due to the above advantages, this device can ensure high safety and reliability, and thus is effective for emergency ambulances, fire trucks, etc., as well as for live transport trucks, diver air tanks, or wastewater treatment plants or farms. It can be used for the back, and its use is expected to be very wide.

Claims (5)

대기중의 공기를 흡입하여 산소를 분리농축하여 필요시 산소배출구를 통해 공급하는 산소농축기에 있어서,In the oxygen concentrator which sucks air in the atmosphere and separates and concentrates oxygen and supplies it through an oxygen outlet, if necessary, 흡입된 공기중 질소를 흡착하여 산소를 분리하여 농축하는 적어도 한쌍의 산소농축부;At least a pair of oxygen concentrators for adsorbing nitrogen in the inhaled air to separate and concentrate oxygen; 상기 산소농축부로부터 생산공급되는 산소를 가압저장하여 필요시 대상자에게 상기 산소배출구를 통해 공급하는 주저장탱크;A main storage tank for pressurizing and storing oxygen produced and supplied from the oxygen concentrating unit through the oxygen outlet to the subject if necessary; 상기 주저장탱크내의 산소압을 측정하는 압력센서; 및A pressure sensor for measuring oxygen pressure in the main storage tank; And 상기 압력센서로부터 전송된 신호를 받아 상기 주저장탱크내의 산소저장량이 부족한 경우 상기 산소농축부를 구동제어하여 산소를 생산공급하는 메인콘트롤러를 포함하는 차량용 직류산소농축기.Receiving a signal transmitted from the pressure sensor oxygen storage in the main storage tank lacks a direct current oxygen concentrator for a vehicle comprising a main controller for producing and supplying oxygen by driving the oxygen concentrating unit. 제 1항에 있어서, 상기 산소농축부는 공기를 여과하는 흡입필터와, 이 여과공기를 압축하여 공급하는 공기압축기와, 흡착제를 내부에 구비하고 상기 공기압축기로부터 온 압축공기로부터 질소를 흡착하여 산소를 분리생산하는 통합베드 및, 상기 통합베드로부터 생산된 산소를 저장하는 보조저장탱크를 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 직류산소농축기.The oxygen concentrating unit according to claim 1, wherein the oxygen concentrating unit includes an intake filter for filtering air, an air compressor for compressing and supplying the filtered air, and an adsorbent therein and adsorbs nitrogen from compressed air from the air compressor. DC oxygen concentrator for a vehicle characterized in that it comprises an integrated bed for separate production, and an auxiliary storage tank for storing the oxygen produced from the integrated bed. 제 2항에 있어서, 상기 산소농축부는 2개가 쌍을 이뤄 상기 메인콘트롤러에 의해 주기적으로 교번 또는 동시에 제어되어 공기로부터 산소를 분리생산하는 제 1,제 2산소농축부로 구성된 것을 특징으로 하는 차량용 직류산소농축기.According to claim 2, wherein the oxygen enrichment unit is a DC direct current oxygen, characterized in that composed of the first and second oxygen enrichment unit which is two pairs are periodically controlled by the main controller periodically or simultaneously to separate and produce oxygen from the air. Thickener. 제 2항 또는 제 3항에 있어서, 상기 산소농축부는 상기 메인콘트롤러로부터 제어신호를 받아 상기 공기압축기 및 상기 통합베드를 제어구동하는 콘트롤러 및, 상기 보조저장탱크의 산소압을 측정하여 상기 콘트롤러로 전송하는 압력센서를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 직류산소농축기.According to claim 2 or 3, wherein the oxygen concentrating unit receives a control signal from the main controller and the controller for driving the air compressor and the integrated bed, and measures the oxygen pressure of the auxiliary storage tank and transmits to the controller DC oxygen concentrator for a vehicle further comprising a pressure sensor. 제 1항에 있어서, 상기 주저장탱크와 상기 산소배출구 사이에는 사용자에게 일정한 압력으로 신선한 산소를 공급하도록 세균을 여과하고 산소압을 제어하는 항균필터 및 압력조절기를 더 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 차량용 직류산소농축기.The vehicle according to claim 1, further comprising an antibacterial filter and a pressure regulator between the main storage tank and the oxygen discharge port to filter bacteria and control oxygen pressure to supply fresh oxygen to a user at a constant pressure. DC oxygen concentrator.
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