KR200287012Y1 - 산소발생기의 수분 흡,탈착장치 - Google Patents

Abstract

본 고안은 압축된 공기를 제올라이트베드에 공급하는 관로 상에 수분 흡,탈착이 이루어지는 필터를 배치하여 양호하게 수분이 제거된 건조한 공기가 제올라이트베드에 공급되도록 하는 산소발생기의 수분 흡,탈착장치에 관한 것이다. 본 수분 흡,탈착장치는 전자밸브와 한 쌍의 제올라이트베드의 연결 관로 상에 각각이 수분 흡,탈 행정을 이루는 수분여과필터가 부착되어 구성된다. 이에 따라 압축공기에 함유된 수분을 제거하여 건공기만을 제올라이트베드에 공급하여서 제올라이트의 질소흡착력을 증대하면서 사용수명을 연장하고, 질소와 산소의 분리로 순산소농도를 용이하게 얻을 수 있으며 편리하고 안전한 사용을 이루고 고장 없는 사용으로 제품신뢰성을 이루게 되므로 경제적인 사용을 이루는 효과가 있다.

Description

산소발생기의 수분 흡,탈착장치{Apparatus of Water Percolation for Oxygen Generator}

본 고안은 산소발생기의 수분 흡,탈착장치에 관한 것으로, 더욱 상세하게는 압축된 공기를 제올라이트베드에 공급하는 관로 상에 수분 흡,탈착이 이루어지는필터를 배치하여 양호하게 수분이 제거된 건조한 공기가 제올라이트베드에 공급되도록 하는 산소발생기의 수분 흡,탈착장치에 관한 것이다.

일반적으로 산소발생기는 공기를 압축하는 공기압축기와, 이 공기압축기에 의하여 압축된 공기를 유로의 개방에 따라 공기의 흐름을 통제하는 솔레로이드밸브와, 산소를 걸러내기 위한 한 쌍의 제올라이트베드 등으로 이루어지고 있다.

이러한 산소발생기의 공기압축기는 대기중의 수분이 함유된 공기를 그대로 가압하여 압축공기를 만들고, 압축된 공기는 주의 조건에 따라 다르지만 수분을 함유하고 있다.

종래의 PSA(Pressure Swing Absorption)장치내의 제올라이트는 근본적으로 수분에 취약한 구조로 되어 있다. 따라서 수분이 함유된 압축공기를 그대로 제오라이트에 공급하면 제어라이트의 수명이 단축됨과 동시에 질소흡착 성능이 저하되는 문제가 있다.

종래에도 압축공기에 함유된 수분을 제거하기 위한 필터를 적용한 산소발생기가 있으나 수분이 미약하게 제거된 상태로 압축공기가 제올라이트베드에 공급되고 있기 때문에 질소흡착성능이 저하되어 산소발생량이 적어지는 문제가 있다.

본 고안은 이와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 대기중의 공기를 가압하여 압축시킨 압축공기내의 수분을 충분히 흡수하여 여과된 건조공기만을 제올라이트베드에 공급함으로써 질소 흡착량의 증대함과 동시에 순산소발생 량을 증대하는 산소발생기의 수분 흡,탈착장치를 제공하는데 그 목적이 있다.

상기 목적을 달성하기 위한 본 고안은, 공기를 압축하는 공기압축기와 연결되어 관로를 분배하는 전자밸브를 구비하고, 상기 전자밸브에 한 쌍의 제올라이트베드 일측이 연결되고 타측 연결관로 상의 분기점에 오리피스가 설치된 산소발생기에 있어서, 상기 전자밸브와 한 쌍의 제올라이트베드의 연결 관로 상에 각각이 수분 흡,탈 행정을 이루는 수분여과필터가 부착되어 이루어진 것을 특징으로 한다.

도 1은 본 고안의 수분 흡,탈착장치가 적용된 산소발생기의 구성도이고,

도 2는 본 고안에 의한 수분여과필터의 종단면도이다.

*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*

10 ; 공기압축기 20,22 ; 제올라이트베드

24 ; 압력평행밸브 26 ; 오리피스

30 ; 전자밸브 32 ; 배출밸브

40,42 ; 수분여과필터 44 ; 1차여과필터

46 ; 케이스 48 ; 다공성파이프

50 ; 출입구 52 ; 배출구

60 ; 알루미나

이하, 본 고안을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명한다.

도 1은 본 고안의 수분 흡,탈착장치를 적용한 산소발생기를 구성도로 도시하고, 도 2는 본 고안에 의한 수분여과필터를 종단면도로 도시하고 있다.

도 1 내지 도 2에 도시된 바와 같이 본 고안의 산소발생기의 수분 흡,탈착장치는 대기중의 공기를 소정의 압력으로 압축하는 공기압축기(10)와, 연결된 관로를 통하여 압축된 공기를 순차적으로 분배하여 한 쌍의 제올라이트베드(20)(22)에 공급하는 전자밸브(30;솔레노이드밸브)와, 상기 전자밸브(30)와 공기압축기(10)를 연결하는 배관관로 상에 배치되어 압축공기에 함유된 수분을 흡,탈착하는 한 쌍의 수분여과필터(40)(42)로 구성된다.

공기압축기(10)는 대기중의 공기를 소정의 압력으로 압축하여 제올라이트베드(20)(22)로 공기를 공급함으로써 공기중의 질소를 흡착하고 분리하고 순산소만을 생성할 수 있도록 하고, 여기서 압축된 공기는 전자밸브(30)와 제올라이트베트(20)(22)를 연결하는 배관의 관로를 따라 공급되고 있다.

전자밸브(30)는 공기압축기(10)와 한 쌍의 제올라이트베드(20)(22)를 연결하고 있으며, 공기압축기(10)에서 압축된 공기를 공급하는 관로를 분배하여 한번은 하나의 제올라이트베드(20)를 기초로 산소발생을 이루게 하고, 한번은 다른 제올라이트베드(22)를 기초로 산소발생을 이루게 한다. 여기서 상기 제올라이트베드(20(22)는 압축공기를 흡수하여 공기 속의 질소만을 흡착하여 순산소를 생성하여 배출하면서 흡착된 질소를 탈착하여 배출하고 있다.

여과필터(40)(42)는 상기 전자밸브(30)와 한 쌍의 제올라이트베드(20(22)의 연결 관로 상에 한 쌍이 배치되어서 각각의 수분 흡,탈 행정을 통하여 압축공기내의 수분을 흡수한 후 탈착을 이룸과 동시에 수분이 분리된 건공기가 전자밸브(30)로 공급되도록 한다.

여기서 상기 수분여과필터(40)(42)는 알루미나(60)가 충진된 케이스(46)의 일측에 다공성파이프(48)를 내장하고 그 다공성파이프(48)에 출입구(50)를 연결하여 수분함유압축공기가 유입되고 수분탈착공기가 배출되도록 하고, 상기 출입구(50)의 반대측에는 배출구(52)를 부착하여 알루미나(60)를 통과하는 건공기와 탈착된 질소를 배출되도록 한다.

여기서 상기 수분여과필터(40)(42)는 상기 공기압축기(10)와 전자밸브(30)의 관로 상에 적어도 하나이상을 직렬이나 병렬의 어느 하나이거나 이들이 혼합되는 형태로 배치되는 것으로 어느 하나에 한정하지 않고 본 고안이 적용되는 범주 내에서 실시가 가능할 것이다.

한편, 상기 한 쌍의 제올라이트베드(20)(22)의 일측에는 압력평행밸브(70)가부착되어 제올라이트베드(20)(22)의 각각에 걸려있는 2bar의 압력을 순간적으로 평행을 유지하여 질소의 탈착이 용이한 환경을 이루게 한다.

그리고 상기 압력평행밸브(70)와는 별도로 제올라이트베드(20)(22)를 연결하여 분기되는 분기점에 배출과 이동압을 조정하는 오리피스(72)를 설치하여 질소를 탈착한 공기(순산소)가 일부는 배출되어 목적가스가 되고, 일부는 반대쪽 베드에 흡착되어 있는 질소를 탈착하여 전자밸브(30)에 부착되어 있는 배출밸브(74)를 통하여 대기 또는 저장용기 등으로 배출하게 된다.

이상과 같은 구성으로 이루어지는 본 고안은 공기압축기(10)에 의하여 약 2bar의 공기를 압축하여 압축공기를 만들고, 관로 상에 설치되어 있는 1차여과필터(44)를 통하여 압축공기 내부에 함유된 수분을 일부제거 한다.

이렇게 수분이 일부 제거된 압축공기는 전자밸브(30)를 통하여 방향이 전환되어 한 쌍의 제올라이트베드(20)(22)에 압축공기를 공급하게 된다. 상기 전자밸브(30)를 통하여 방향이 전환된 압축공기는 수분여과필터(40)(42)를 거쳐 수분이 제거된 건공기(Dry)를 생성하게 된다.

여기서 건공기를 생성하는 수분여과필터(40)(42)는 도 2에 도시된 바와 같이 수분이 함유된 압축공기는 출입구(50)로 유입되어 다공성 물질(물방울의 표면적을 넓게 할 수 있는 구조)로 만들어진 다공성파이프(48)의 원주방향으로 지나 알루미나(60)가 충진된 케이스(46)를 경유하면서 배출구(52)를 통하여 제올라이트베드(20)(22)로 들어가게 된다. 이때 압축공기 내의 수분은 알루미나(60)에 흡착되고 건조한 공기만이 배출구(52)를 통하여 제올라이트베드(20)(22)에 들어가게 된다.

이렇게 수분이 제거된 건공기가 한 쌍의 제올라이트베드(20)(22)중 하나의 제올라이트베드(20)에 공급되어 질소가 흡착된 후 순산소만을 배출하는 과정을 이루고, 반대쪽 제올라이트베드(22)에서 탈착시킨 질소가 상기 배출구(52)쪽으로 유입되어 알루미나(60)에 흡착된 수분을 탈착하여 대기중으로 방출시켜 다음번 공정이 맞이하는 것이다.

따라서 상기 수분여과필터(40)(42)를 통하여 수분이 제거된 건공기가 제올라이트베드(20)(22)에 공급되므로 제올라이트의 질소흡착력이 향상되어 다량의 순산소를 생성함과 동시에 제올라이트의 사용수명을 연장할 수 있는 것이다.

이상과 같이, 본 고안은 압축공기에 함유된 수분을 제거하여 건공기만을 제올라이트베드에 공급하여서 제올라이트의 질소흡착력을 증대하면서 사용수명을 연장하고, 질소와 산소를 분리하여 얻고자하는 순산소농도를 용이하게 얻어 편리하고 안전한 사용을 이루게 하고, 특히, 장마철과 같이 높은 습도조건에서도 원활한 작동을 이루게 하며, 고장 없이 오랜 사용으로 제품신뢰성을 이루게 하며 경제적인 사용을 이루는 효과가 있다.

Claims (3)

1. 공기를 압축하는 공기압축기와 연결되어 관로를 분배하는 전자밸브를 구비하고, 상기 전자밸브에 한 쌍의 제올라이트베드 일측이 연결되고 타측 연결관로 상의 분기점에 오리피스가 설치된 산소발생기에 있어서,

   상기 전자밸브와 한 쌍의 제올라이트베드의 연결 관로 상에 각각이 수분 흡,탈 행정을 이루는 수분여과필터가 부착된 것을 특징으로 하는 산소발생기의 수분 흡,탈착장치.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 수분여과필터는 내부에 알루미나가 충진된 케이스와, 케이스의 일측에 내장된 다공성파이프에 마련되어 수분함유압축공기가 유입되고 수분탈착공기가 배출되는 출입구와, 상기 출입구의 반대측에 마련되어 알루미나를 통과하는 건공기와 탈착된 질소가 배출되는 배출구로 이루어짐을 특징으로 하는 산소발생기의 수분 흡,탈착장치.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 수분여과필터는 상기 공기압축기와 전자밸브의 관로상에 적어도 하나이상이 병렬과 직렬로 배치되는 것을 특징으로 하는 산소발생기의 수분 흡,탈착장치.