KR200278106Y1

KR200278106Y1 - 산소 농도 자동 제어 시스템

Info

Publication number: KR200278106Y1
Application number: KR2020020000487U
Authority: KR
Inventors: 김태진
Original assignee: (주)바이오텔
Priority date: 2002-01-08
Filing date: 2002-01-08
Publication date: 2002-06-21

Abstract

본 고안은 산소 농도 자동 제어 시스템에 관한 것으로, 특히 산소 공급기에서 실내로 공급되는 산소의 농도를 제어하는 시스템에 있어서, 실내에 설치되어 실내의 대기중의 산소 농도 값을 측정하여 송출하는 적어도 하나 이상의 산소 센서와, 산소 센서에서 송출되는 산소 농도 값과 기 저장된 산소 농도 값을 비교하여 산소 공급기에서 공급되는 산소량을 조절하는 중앙 제어부를 이용하여 실내에 공급되는 산소량을 제어함으로써, 실내에 공급되는 산소량을 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Description

산소 농도 자동 제어 시스템{SYSTEM FOR AUTOMATICALLY CONTROLLING OXYGEN CONCENTRATION}

본 고안은 산소 농도 자동 제어 시스템에 관한 것으로서, 실내에 설치된 다수의 산소 센서를 이용하여 실내에 산소를 공급하는 산소 공급 장치를 제어하는 산소 농도 자동 제어 시스템에 관한 것이다.

일반적으로, 산소 공급 장치에서 사용되는 산소 공급기는 대기 중에서 산소를 분리 농축하는 장치로 현재 교류의 일반 전력을 사용하여 산소를 농축하고 있다. 따라서, 통상 가정용으로 사용하고 있는데, 이러한 산소 농축기의 작동 원리는 제올라이트(Zeolite)라 불리는 흡착제가 소정의 기체 분자를 흡착시키는 성질을 이용한다. 대기 중에 약 80%를 차지하는 질소는 일정 압력 하에서 산소보다 제올라이트에 잘 흡착되므로 공기 흡착제가 충전된 베드에 공기를 유입시키게 되면 공기 중에 질소 성분은 흡착제에 의해서 흡착되고, 질소 성분이 줄어든 산소는 베드 상단 출구의 출구로를 통해 배출되어 산소 포집 탱크에 포집된다.

이러한 산소 발생기를 이용하여 실내에 산소를 배출시키는 산소 공급 장치는 실내에 대기 중의 산소 농도에 따라서 산소량을 조절해야 하는데, 대기중에 공급되는 산소량을 조절하는 방법으로는 사용자가 임의의 조절 수단을 이용하여 조절하는 것이 있다.

그러나, 상기와 같은 방법으로 실내에 공급되는 산소량을 조절하는 것은 실내에 공급되는 산소량을 정밀하게 제어할 수 없는 문제점이 있다.

본 고안의 목적은 이와 같은 종래 기술의 문제점을 해결하기 위한 것으로, 실내에 설치된 다수의 산소 센서에서 송출되는 산소 농도 값과 기 저장된 산소 농도 값을 비교하여 실내에 공급되는 산소량을 조절하는 산소 농도 자동 제어 시스템을 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위하여 본 고안은, 산소 공급기(150)에서 실내(200)로 공급되는 산소의 농도를 제어하는 시스템에 있어서, 상기 실내(200)에 설치되어 상기 실내의 대기중의 산소 농도 값을 측정하여 송출하는 적어도 하나 이상의 산소 센서(210)와, 상기 산소 센서(210)에서 송출되는 산소 농도 값과 기 저장된 산소 농도 값을 비교하여 상기 산소 공급기(150)에서 공급되는 산소량을 조절하는 중앙 제어부(110)를 포함한다.

도 1은 본 고안에 따른 산소 농도 자동 제어 시스템을 나타내는 구성 도이고,

도 2는 본 고안의 산소 공급 장치에 사용되는 터치 패널을 나타내는 블록 도이다.

＜도면의 주요부분에 대한 부호의 설명＞

100 : 흡입 필터 101 : 공기 압축기

102 : 공급 밸브 103a, 103b : 베드

104 : 산소 포집 탱크 105 : 유량 제어부

110 : 중앙 제어부 111 : 키 입력부

112 : 표시부 120 : 산소 공급부

121, 210 : 산소 센서 122 : 배출구

150 : 산소 공급기 141 : 전원 버튼

142 : 보정 버튼 143 : 셋팅 버튼

144 : 표시창 200 : 실내

본 고안의 실시 예는 다수개가 존재할 수 있으며, 이하에서 첨부한 도면을 참조하여 바람직한 실시 예에 대하여 상세히 설명하기로 한다. 이 기술 분야의 숙련자라면 이 실시 예를 통해 본 고안의 목적, 특징 및 이점들을 잘 이해할 수 있을 것이다.

도 1은 본 고안에 따른 산소 농도 자동 제어 시스템을 나타내는 블록 도이고, 도 2는 본 고안의 외부에 설치된 산소 공급 장치에 사용되는 터치 패널을 나타내는 블록 도이다.

도 1을 참조하면, 산소 농도 자동 제어 시스템은 실외에 설치된 산소 공급기(150)와, 실내(200)에 설치된 다수의 산소 센서(210/1 ∼ 210/n : 210)를 포함하며, 산소 공급기(150)는 흡입 필터(100), 공기 압축기(101), 공급 밸브(102), 베드(103a, 103b), 산소 포집 탱크(104), 유량 제어부(105), 중앙 제어부(110), 키 입력부(111), 표시부(112), 산소 공급부(120)로 구성된다.

산소 공급기(150)에 대해서 간략하게 설명하면, 흡입 필터(100)는 대기 중에 공기를 흡입하여 흡입된 공기에 먼지를 제거한 후에 공기 압축기(101)에 공급하고, 공기 압축기(101)는 먼지가 제거된 공기를 압축 공기로 가공하여 베드(103a, 103b)에 공급한다.

베드(103a, 103b)에 공급된 압축 공기는 공급 밸브(102)에 의해서 제어되는데, 공급 밸브(102)는 공기 압축기(101)에서 공급되는 압축 공기를 절환하는 기능을 담당하며 두 개의 베드(103a, 103b)들을 교번하면서 작동시킬 수 있고, 위치 변경에 따라 각각의 베드(103a, 103b)에 공기 압축기(101)에서 공급되는 압축 공기를 공급한다.

베드(103a, 103b)는 공기 압축기(101)로부터 보내진 압축 공기에서 질소를 흡착시키고 산소를 분리하는데, 이렇게 분리된 산소는 산소 포집 탱크(104)로 유입되어 임시로 저장된다. 특히, 베드(103a, 103b)와 산소 포집 탱크(104) 사이에는 셔틀 밸브(도시하지 않음)가 구비되는데, 셔틀 밸브는 2개의 입구가 있어 고압의 기체가 유입되는 입구가 개방되어 베드(103a, 103b)로부터 산소 포집 탱크(104)로의 산소 이동을 전환하게 하고, 산소 포집 탱크(104) 내의 산소가 베드(103a, 103b)로 역류하지 못하도록 단속하게 된다.

베드(103a, 103b)에 공급된 압축 공기 중에서 산소를 농축하는 과정에서 발생되는 질소는 공급 밸브(102)를 통해서 외부로 배출되게 되는데, 그 원리는 주변 대기와 베드(103a, 103b) 내의 압력 차를 이용하여 베드(103a, 103b)에서 발생된 질소는 외부로 배출된다.

유량 제어부(105)는 중앙 제어부(110)에 의해서 제어되어 산소 공급부(120)에 공급되는 산소량을 결정하고, 결정된 산소량을 산소 포집 탱크(104)로부터 인출하여 산소 공급부(120)에 공급한다. 산소 공급기(150)의 초기 구동에 따라 유량 제어부(105)는 산소 공급부(120)에 산소 공급을 중단시켜 산소 공급부(120)에 설치된 산소 센서를 보정시킨다.

중앙 제어부(110)는 산소 공급기(150)를 전반적으로 제어하는 수단으로서, 특히, 유량 제어부(105)를 제어하여 공급되는 산소의 량과 농도를 조절하고, 공급 밸브(102)를 조절하여 베드(103a, 103b)에 압축 공기를 공급하거나 베드(103a, 103b)에 잔류하는 질소 가스를 외부로 배출시킨다.

또한, 중앙 제어부(110)는 실내(200)에 설치된 다수의 산소 센서(210)에서 측정된 산소 농도 값과 기 저장된 산소 농도의 기준 값을 비교하여 제어하는데, 다수의 산소 센서(210)에 설치된 실내의 위치에 따라 측정된 산소 농도 값이 다르기 때문에 산소 센서(210)에서 측정된 산소 농도 값들에 대한 평균값을 산출하고, 산출된 평균값과 기 저장된 기준 값을 비교하여 유량 제어부(105)를 통해 실내(200)로 공급되는 산소량을 제어함으로써 실내(200)의 산소 농도를 제어한다.

이때, 중앙 제어부(110)에 저장된 기준 값은 대기중의 산소의 비율이 20∼50%인데 더욱 바람직하게는 21∼23%이다.

키 입력부(111)는, 도 2에 도시된 바와 같이, 사용자의 전원 버튼(141) 또는 보정 버튼(142) 조작에 따라서 초기 구동 신호와 보정 신호를 발생하여 중앙 제어부(110)에 전달하고, 키 입력부(111)에서 발생된 신호에 따라서 중앙 제어부(110)는 산소 공급부(120)에 산소 공급을 중지시킨다.

사용자가 원하는 외부로 공급되는 산소 농도를 결정하기 위해서 외부 패널에 부착된 셋팅 버튼(143)을 조작하면, 키 입력부(111)는 셋팅 신호를 발생하여 중앙 제어부(110)에 전달하고, 중앙 제어부(110)는 키 입력부(111)에서 입력된 셋팅 신호에 따라 유량 제어부(105)를 제어하여 사용자가 원하는 산소 농도를 갖는 산소를 산소 공급부(120)를 통해 실내(200)로 배출한다.

표시부(112)는 중앙 제어부(110)로부터 현재의 대기 상태 및 공급되는 산소의 량 등의 데이터를 전송 받아 외부 패널에 장착된 LCD 표시창(144)에 디스플레이 한다.

산소 공급부(120)에는 실내(200)에 공급되는 산소의 양과 공급되는 산소의 농도를 감지하는 산소 센서(121)와, 실내(200)로 산소 또는 공기와 같은 기체를 배출하는 기체 배출구(122)를 포함하며, 중앙 제어부(110)의 제어에 따라 유량 제어부(105)를 통해 유입되는 산소를 실내(200)와 연결된 기체 배출구(122)를 통해 배출하고, 중앙 제어부(110)로부터 입력되는 초기 구동 신호 또는 보정 신호에 응답하여 산소 센서(121)를 보정시킨다.

고 농도의 산소가 존재하는 산소 공급부(120)에 설치된 산소 센서(121)는 일정 시간 경과 후에는 특성이 나빠져서 대기 중으로 공급되는 산소의 농도를 제대로측정하지 못하는 현상이 발생함으로 기 설정된 시간 후에는 보정이 필요하여, 사용자가, 도 2에 도시된 바와 같이, 산소 공급 장치의 전원 버튼(141)을 온 시키거나 산소 공급기(150)의 동작 중에 외부에 설치된 보정 버튼(142)을 누르는 경우에 산소 센서(121)는 보정된다.

사용자가 전원 버튼(111)이나 보정 버튼(112)을 누르게 되면, 키 입력부(140)는 초기 구동 신호 또는 보정 신호를 발생하여 중앙 제어부(110)에 전송하고, 전송된 신호에 따라서 중앙 제어부(110)는 기 설정된 시간 동안 유량 제어부(105)를 통한 산소 공급을 중지하고, 산소 공급의 중지에 따라 산소 센서(121)는 보정되는데, 보정을 위해서 유입되는 공기는 기체 배출구(122)를 통해 실내(200)로 배출된다.

상기와 같은 과정을 거쳐서 산소 센서(121)의 보정이 완료되면, 중앙 제어부(110)는 유량 제어부(105)를 통한 산소 공급을 실시하는데, 유량 제어부(105)를 통해 공급되는 산소는 기체 배출구(122)를 통해 실내(200)로 공급된다.

실내(200)는 산소 공급기(150)로부터 공급되는 산소가 공급되는 공간으로써, 공급되는 산소의 농도를 측정하기 위해서 다수의 산소 센서(210)가 설치되어 산소 센서(210)에서 측정된 실내(200) 대기중의 산소 농도 값을 산소 공급기(150)의 중앙 제어부(110)에 제공되며, 중앙 제어부(110)는 다수의 산소 센서(210)에서 제공되는 산소 농도 값들에 대한 평균값을 계산하고, 계산된 평균값과 기 저장된 기준 값을 비교하여 실내(200)에 공급되는 산소의 량을 결정한다.

다수의 산소 센서(210)는 실내(200)의 다른 위치에 배치되며, 각각의 산소 센서(210)에서 송출되는 산소 농도 값은 차이가 있기 때문에 중앙 제어부(110)는 각각의 산소 센서(210)에서 송출되는 산소 농도 값들에 대한 평균값을 산출한다.

이상 설명한 바와 같이, 실내에 설치된 다수의 산소 센서로부터 송출되는 실내의 산소 농도 값과 산소 공급기에 기 저장된 산소 농도 값을 비교하여 실내에 공급되는 산소량을 제어함으로써, 실내에 공급되는 산소량을 정밀하게 제어할 수 있는 효과가 있다.

Claims

산소 공급기(150)에서 실내(200)로 공급되는 산소의 농도를 제어하는 시스템에 있어서,

상기 실내(200)에 설치되어 상기 실내의 대기중의 산소 농도 값을 측정하여 송출하는 적어도 하나 이상의 산소 센서(210)와,

상기 산소 센서(210)에서 송출되는 산소 농도 값과 기 저장된 산소 농도 값을 비교하여 상기 산소 공급기(150)에서 공급되는 산소량을 조절하는 중앙 제어부(110)를 포함하는 것을 특징으로 하는 산소 농도 자동 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 중앙 제어부(110)는,

상기 산소 센서(210)로부터 송출되는 산소 농도 값들에 대한 평균값과 상기 기 저장된 산소 농도 값을 비교하여 상기 산소 공급기(150)에서 공급되는 산소량을 조절하는 것을 특징으로 하는 산소 농도 자동 제어 시스템.
제 1 항에 있어서,

상기 산소 센서(210)는,

상기 실내(200)의 각기 다른 위치에 설치되는 것을 특징으로 하는 산소 농도 자동 제어 시스템.