KR200287035Y1 - The System of Oxygen Generation using Polymer Membrane - Google Patents
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Abstract
본 고안은 공기중의 산소를 선택적으로 분리할 수 있는 고분자 막을 이용 한 산소 발생모듈과 외부 공기의 유입과 산소 발생기에서 농축된 질소를 외부로 방출하는 유니트와 발생된 산소를 실내에 공급하는 유니트로 구성된 산소 발생기를 통해 실내의 공기중의 산소농도를 1 -1.5% 증대시킬 수 있으며, 별도의 환기장치 없이 연속 사용이 가능하고, 기존의 산소 발생기 보다 장치의 구성요소가 단순화되어 장치의 소형화 및 경량화가 가능한 것을 특징으로 하는 것이다.The present invention is an oxygen generating module using a polymer membrane that can selectively separate oxygen in the air, a unit for injecting outside air and releasing concentrated nitrogen from the oxygen generator to the outside, and a unit for supplying generated oxygen to the room. The oxygen generator can increase the oxygen concentration in the indoor air by 1 -1.5%, and can be used continuously without a separate ventilation device, and the components of the device are simpler and lighter than the existing oxygen generator. It is characterized by the possible.
또한 실내 산소 공급기는 물과 같은 액체를 통해 산소가 공급되도록 고안 되어 있어, 이 액체에 라벤더, 로즈마리등의 천연 아로마 향을 첨가하여 사용하여, 실내의 불쾌한 냄새를 제거하거나 아로마테라피 효과를 얻을 수 있다.In addition, the indoor oxygen supply device is designed to supply oxygen through a liquid such as water, and by using natural aromatic aromas such as lavender and rosemary to this liquid, it can remove the unpleasant odor of the room or obtain an aromatherapy effect. .
Description
본 고안은 고분자 막을 이용한 산소발생 시스템과 발생된 산소의 실내 공급 시스템에 관한 것으로, 보다 상세하게는 고분자 막을 이용한 산소 발생기와 외부 공기의 유입과 산소 발생기에서 농축된 질소를 외부로 방출하는 유니트(Unit)와 발생된 산소를 실내에 공급하는 유니트로 구성된 산소 발생기에 관한 것이다.The present invention relates to an oxygen generation system using a polymer membrane and an indoor supply system of generated oxygen. More specifically, an oxygen generator using a polymer membrane and an inlet of outside air, and a unit for releasing concentrated nitrogen from an oxygen generator (Unit) And it relates to an oxygen generator consisting of a unit for supplying the generated oxygen to the room.
일반적으로 공기는 79%의 질소와 21%정도의 산소로 구성되어 있으며, 인간은 공기중의 산소를 폐를 통해 흡수하여 인체에 공급한다. 그러나 산업사회의 발달로 대기오염이 심해지고 또 도시의 거대화로 산소의 주 공급원인 산림면적이 줄어들고, 냉난방을 위한 외기와의 차단, 지하공간 이용증대 등 생활환경 변화로 공기중의 산소 농도가 변화되는 환경에서 생활함으로 각종 호흡기 질환이 발생하고 있다.In general, air is composed of 79% nitrogen and 21% oxygen, and humans absorb oxygen from the air through the lungs and supply it to the human body. However, due to the development of the industrial society, air pollution is getting worse and the urban area is decreasing and the forest area, which is the main source of oxygen, is reduced, and the oxygen concentration in the air is changed due to changes in the living environment such as blocking the outdoor air for cooling and heating and increasing use of underground space. Various respiratory diseases are occurring by living in an environment that will become.
기존의 산소발생기는 진폐증환자를 위해 의료용으로 사용되고 있는 것으로 대부분이 PSA(Pressure Swing Adsorption)기술을 이용한 고농도의 산소를 공기 중에서 흡착, 제조하는 방법이다. 실용신안공보 20-0249977, 20- 0245282, 20-0269013등 산소 발생에 관한 기술이 등록되어 있지만 모두 PSA기술에 의한 산소 발생방법이다.Existing oxygen generators are used for medical treatment for pneumoconiosis patients. Most of them are adsorption and production of high concentrations of oxygen in the air using PSA (Pressure Swing Adsorption) technology. Although there are registered technologies related to oxygen generation, such as Utility Model Publications 20-0249977, 20-0245282, and 20-0269013, all of them are oxygen generation methods using PSA technology.
PSA에 의한 산소발생은 제올라이트를 충전한 컬럼(Column)에 압축공기를 통과시켜 산소를 선택적으로 흡탈착을 반복함으로서 산소를 발생시킨다. 따라서 2개 이상의 컬럼을 사용하여야하며 압축공기를 흡착탑에 반복적으로 공급하기 위한 별도의 분배수단이 필요하여 장치의 운전이 복잡하고 소형, 경량화에 어려움이 있다.Oxygen generation by PSA generates oxygen by passing compressed air through a column filled with zeolite and selectively adsorbing and desorbing oxygen. Therefore, two or more columns must be used, and a separate distribution means for repeatedly supplying compressed air to the adsorption tower is required, which makes the operation of the device complicated, compact, and light in weight.
이 문제점을 해결하기 위하여 컬럼의 수를 4 또는 6개 이상으로 분리하여 운전의 연속성과 흡탈착시간을 단축함으로 효율을 증대하는 방법도 개발되어 있으나 가격이 상승하는 문제를 안고 있다.In order to solve this problem, a method of increasing the efficiency by separating the number of columns into four or six or more and reducing the continuity of the operation and the adsorption and desorption time has also been developed, but there is a problem that the price increases.
위와 같은 기존의 산소발생기의 단점을 개선하기 위하여, 본 고안은 공기 중의 산소를 선택적으로 분리할 수 있는 고분자 막을 이용한 산소 발생과 외부 공기의 유입과 산소 발생기에서 농축된 질소를 외부로 방출하는 유니트와 발생된 산소를 실내에 공급하는 유니트로 구성된 산소 발생기를 통해 실내의 공기중의 산소농도를 1 -1.5% 증대시킴으로 피로회복과 세포의 활성화를 돕고, 별도의 환기 없이 연속 사용이 가능하며, 기존의 산소 발생기보다 장치의 구성요소가 단순화되어 장치의 소형화 및 경량화가 가능 한 것을 제공하는 것이다.In order to improve the shortcomings of the conventional oxygen generator as described above, the present invention provides a unit for generating oxygen and inflow of outside air and releasing nitrogen concentrated in the oxygen generator to the outside using a polymer membrane that can selectively separate oxygen in the air Oxygen generator, which is a unit that supplies the generated oxygen to the room, increases oxygen concentration in the air by 1 -1.5% to help fatigue recovery and cell activation, and can be used continuously without additional ventilation. The components of the device are simplified rather than the oxygen generator to provide that the device can be made smaller and lighter.
또한 발생산소의 양이나 산소농도의 증대를 위해 고분자 막의 배열을 병렬 또는 직렬로 자유롭게 변경할 수 있어 장치의 용량 변화에도 쉽게 제작이 가능하도록 하는 것이다.In addition, the arrangement of polymer membranes can be freely changed in parallel or in series in order to increase the amount of generated oxygen or oxygen concentration, so that it is possible to easily manufacture the capacity change of the device.
도 1은 본 고안에 따른 고분자 막을 이용한 산소 발생 시스템의 사시도이다.1 is a perspective view of an oxygen generation system using a polymer membrane according to the present invention.
도 2는 본 고안의 일 실시예에서 사용된 고분자 막을 이용한 산소 발생 시스템 구성도 이다.2 is an oxygen generating system configuration using a polymer membrane used in an embodiment of the present invention.
상기 목적을 달성하기 위하여 본 고안의 기술적 특징은 외부의 공기를 유입하는 공기유입 유니트를 통해 유입한 후, 공기를 공기 중에 함유한 미세 먼지를 공기필터로 제거하고 공기 압축기에서 압축한 공기를 고분자 막에 통과시킴으로서 연속적으로 산소를 분리하여 실내에 공급 유니트를 통해 공급하고 농축된 질소는 실외 방출 유니트를 통해 방출하는 시스템으로 구성됨을 특징으로 한다.In order to achieve the above object, the technical features of the present invention are introduced through an air inlet unit for introducing external air, and then the fine dust containing air in the air is removed with an air filter and the air compressed in the air compressor polymer membrane. It is characterized in that it consists of a system that continuously separates oxygen by passing through and supplies it to the room through a supply unit, and concentrated nitrogen is discharged through an outdoor discharge unit.
이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 고안의 바람직한 실시 예를 상세히 설명 하면 다음과 같다.Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 따른 산소 발생 시스템의 사시도 이고, 도 2는 산소 발생기의 장치 구성도 이다.1 is a perspective view of an oxygen generating system according to the present invention, Figure 2 is a device configuration of the oxygen generator.
도 1에서와 같이 산소 발생 시스템은 소음기가 부착된 공기 흡입유니트(1)를 외부에 설치하고, 이를 통해 외부 공기를 유입관(3)을 통해 산소 발생기(5)로 공급한다. 산소 발생기에서 고분자 막에 의해 분리된 산소는 실내 공급관(6) 과 실내 산소 공급기(7)를 통해 공급된다. 또한 농축 분리된 질소는 배출관 (4)를 통해 소음기가 부착된 배출 유니트(2)를 통해 실외로 배출된다.As shown in FIG. 1, the oxygen generating system installs an air intake unit 1 having a silencer attached thereto, and supplies external air to the oxygen generator 5 through an inlet pipe 3. The oxygen separated by the polymer membrane in the oxygen generator is supplied through the indoor supply pipe 6 and the indoor oxygen supply 7. In addition, the concentrated nitrogen is discharged to the outside through the discharge unit (2) with a silencer through the discharge pipe (4).
상기한 공기 유입 유니트(1)와 배출 유니트(2)는 공기의 유입, 배출시 발생 하는 소음을 제거하기 위하여 소음기가 부착되어 있으며 실외에 간단하게 설치가 가능하여 환기없이 사용할 수 있다.The air inlet unit (1) and the discharge unit (2) is equipped with a silencer to remove the noise generated when the air inlet, discharge, and can be easily installed outdoors can be used without ventilation.
상기의 산소 공급기(5)는 도 2에서 보는 바와 같이 유입 유니트(1)에서 유입 한 공기는 공기필터(11)에서 미세먼지를 제거하고 제습기(12)를 거쳐 공기 압축기(13)에 유입된다.As shown in FIG. 2, the oxygen supplier 5 removes fine dust from the air filter 11 and flows into the air compressor 13 through the dehumidifier 12.
상기한 공기필터(11)는 5 - 15㎛의 입자를 포집할 수 있으며, 더 상세하게는 5㎛ 크기의 입자를 제거할 수 있는 것이 바람직하다.The air filter 11 may collect particles of 5-15 μm, and more preferably, particles having a size of 5 μm may be removed.
공기 압축기(13)에서 3 - 8㎏/㎠으로 압축된 공기는 압축과정에서 발생하는 습기를 제거하기 위해 제습설비(14,15)를 거쳐 고분자 막(16)에 공급된다. 고분자 막(16)은 폴리술폰(Polysulfone)을 지지체로 하여 그 표면에 방향족 폴리이미드(Aromatic polyimide)나 폴리디메틸실록산(Polydimethylsiloxane) 을 코팅한 것을 중공사형으로 제조한 막으로 제조한 것으로, 산소 분리능 35 -45%, 질소 분리능 90 - 99.9%을 가진 중공사막을 사용한다.The air compressed at 3-8 kg / cm 2 from the air compressor 13 is supplied to the polymer membrane 16 via the dehumidification facilities 14 and 15 to remove moisture generated during the compression process. The polymer membrane 16 is made of polysulfone coated with an aromatic polyimide or polydimethylsiloxane on the surface of a polysulfone as a support. A hollow fiber membrane with -45% and nitrogen resolution of 90-99.9% is used.
고분자 막에서 분리된 산소는 공급기(7)를 통해 산소를 공급하고, 농축된 질소는 고분자 막내의 압력을 조정하는 압력조정 밸브(17)를 거쳐 외부 배출기(2)를 통해 외부로 배출된다.Oxygen separated from the polymer membrane supplies oxygen through the feeder 7, and concentrated nitrogen is discharged to the outside through the external discharger 2 via a pressure regulating valve 17 for adjusting the pressure in the polymer membrane.
상기한 제습설비(14)는 압축공기의 제습을 위하여 온도를 조정하는 기능을 가지고 있으며 제습설비(15)는 내부에서 응축된 응축수를 외부로 제거할 수 있도록 배출기능(22)을 가지고 있다. 또한 고분자 막에 공급되는 압축공기 중의 미세 수분을 제거하기 위한 필터(21)를 장착하는 것이 바람직하다.The dehumidification facility 14 has a function of adjusting the temperature for dehumidification of the compressed air and the dehumidification facility 15 has a discharge function 22 to remove the condensed water condensed inside. In addition, it is preferable to mount a filter 21 for removing fine moisture in the compressed air supplied to the polymer membrane.
상기한 고분자 막(16)은 운전압력과 온도에 따라 투과되는 산소량과 산소 농도가 변화되며, 표에서 보는 바와 같이 35%이상의 산소를 발생하기 위해서는 4.5 - 5㎏/㎠의 압력으로 운전하는 것이 바람직하다.The polymer membrane 16 changes the amount of oxygen permeated and the oxygen concentration according to the operating pressure and temperature, and as shown in the table, it is preferable to operate at a pressure of 4.5-5 kg / cm 2 to generate more than 35% of oxygen. Do.
상기한 고분자 막(16)을 이용한 산소 발생기의 유량을 증대하기 위해서는 고분자 막의 배열을 병렬로 연결하여 사용할 수 있으며, 또한 발생산소의 순도를 높이기 위해서는 고분자 막의 배열을 직렬로 연결하여 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다.In order to increase the flow rate of the oxygen generator using the polymer membrane 16, an array of polymer membranes may be connected in parallel, and in order to increase the purity of oxygen generated, the polymer membrane array may be connected in series. Have.
산소 공급기(7)는 내부에 물과 같은 액체를 통해 산소가 공급되도록 고안 되어 있으며, 이 액체에 라벤더, 로즈마리등의 아로마 향을 첨가하여 사용할 수 있어, 실내의 불쾌한 냄새를 제거하거나 아로마테라피 효과를 얻을 수 있다.Oxygen supply (7) is designed to supply oxygen through a liquid such as water inside, it can be used by adding aroma scent of lavender, rosemary, etc. to this liquid, to remove the unpleasant odor of the room or aromatherapy effect You can get it.
상기와 같은 동작에 의해 산소 발생기로부터 35%이상의 산소를 발생하여 실내에 공급함으로써 1 -1.5%이상의 산소농도가 높은 신선한 공기를 호흡할 수 있다.By generating the oxygen of 35% or more from the oxygen generator by the operation as described above it is possible to breathe fresh air having a high oxygen concentration of 1 -1.5% or more.
이상 본 고안의 바람직한 실시예에 대해 상세히 기술하였지만, 본 고안이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 가진 사람이라면, 첨부된 청구범위에 정의된 본 고안의 범위를 벗어나지 않으면서 본 고안을 여러 가지로 변형 또는 변경하여 실시할 수 있음을 알게 될 것이다. 따라서 본 고안의 실시예의 변경은 본 고안의 기술범위를 벗어날 수 없는 것이다.Although a preferred embodiment of the present invention has been described in detail above, those skilled in the art to which the present invention belongs, various modifications of the present invention without departing from the scope of the invention defined in the appended claims It will be appreciated that it may be modified or implemented. Therefore, the change of the embodiment of the present invention is not to escape the technical scope of the present invention.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안은 공기중의 산소를 선택적으로 분리할 수 있는 고분자 막을 이용한 산소 발생기와 외부 공기의 유입과 산소 발생기에서 농축된 질소를 외부로 방출하는 유니트(Unit)와 발생된 산소를 실내에 공급하는 유니트로 구성된 산소 발생기를 통해 실내의 공기중의 산소농도를 1 -1.5%증대시킴으로 피로회복과 세포의 활성화를 돕고, 별도의 환기 없이 연속 사용이 가능하며, 기존의 산소 발생기보다 장치의 구성요소 가 단순화되어 장치의 소형화 및 경량화가 가능한 것을 제공하는 것이다.As described above, the present invention provides an oxygen generator using a polymer membrane capable of selectively separating oxygen in the air, a unit for injecting external air and releasing nitrogen concentrated in the oxygen generator to the outside and generated oxygen. The oxygen generator composed of units to supply indoors increases oxygen concentration in the air by 1 -1.5% to help fatigue recovery and cell activation, and can be used continuously without additional ventilation. Its components are simplified to provide that the device can be miniaturized and light weight.
또한 실내 산소 공급기는 물과 같은 액체를 통해 산소가 공급되도록 고안 되어 있어, 이 액체에 라벤더, 로즈마리등의 아로마 향을 첨가하여 사용할 수 있음으로, 실내의 불쾌한 냄새를 제거하거나 아로마테라피 효과를 얻을 수 있다.In addition, the indoor oxygen supply device is designed to supply oxygen through a liquid such as water, and can be used by adding aromatic aromas such as lavender and rosemary to the liquid, thereby removing unpleasant odors in the room or obtaining an aromatherapy effect. have.
이 표는 본 고안의 일 실시예에서 측정한 압력에 따른 산소 발생량과 농도 변화를 측정한 결과을 나타낸 도표이다.This table is a chart showing the results of measuring the oxygen generation amount and concentration change according to the pressure measured in one embodiment of the present invention.
Claims (4)
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| KR2020020014760U KR200287035Y1 (en) | 2002-05-15 | 2002-05-15 | The System of Oxygen Generation using Polymer Membrane |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100550408B1 (en) * | 2002-11-04 | 2006-02-08 | 주식회사 케이피씨 | A Oxygen And Nitrogen Separate Supply Apparatus |
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2002
- 2002-05-15 KR KR2020020014760U patent/KR200287035Y1/en not_active IP Right Cessation
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