KR20040098238A - 산소발생장치용 필터조립체 - Google Patents

Abstract

본 발명은 산소발생장치용 필터조립체에 관한 것으로, 산소발생장치의 토출구에 구비되어 이 토출구로 배출되는 산소를 통과시키도록 다수의 관통공이 외주면에 형성되는 몸체; 및 상기 몸체의 측면에 나란하게 구비되고, 상기 관통공으로 유입된 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하도록 섬유원단에 수용성비타민이 혼합된 흡착제가 도포되거나 내재되는 필터를 특징으로 한다.

Description

산소발생장치용 필터조립체{Filter assembly for oxygen generator}

본 발명은 산소발생장치용 필터조립체에 관한 것이다.

일반적으로, 산소발생장치는 초박막 산소발생장치, 중공사 산소발생장치 및 피에스에이(PSA; Pressure Swing Adsorption) 산소발생장치 등으로 나뉜다.

이러한 산소발생장치들은 도면에 구체적으로 도시되지 않았지만, 초박막 산소발생장치는 초박막멤브레인으로 공기를 인입시켜 산소와 질소를 생성하는 것이고, 중공사 산소발생장치는 중공사 멤브레인으로 공기를 인입시켜 산소와 질소를 생성하는 것이며, 피에이에스 산소발생장치는 다수의 흡착탑에 공기를 인입하여 산소와 질소를 생성하는 것이다.

이러한 산소발생장치들의 대략적인 동작은 우선 압축기 또는 진공펌프를 가동시켜 흡입구로 외부공기를 흡입한다.

흡입구로 흡입된 공기는 멤브레인(또는 흡착탑)으로 인입되는데, 이 멤브레인으로 인입된 공기는 산소와 질소로 분리되고, 분리된 산소는 산소토출구를 통해 사용자들에게 공급되고, 질소는 질소토출구를 통해 실외로 방출되거나 타 용도로 사용된다.

하지만, 종래의 산소발생장치들의 경우, 토출구를 통해 배출되는 산소에 불필요하게 함유된 습기, 냄새 및 활성화산소를 제거할 수 없는 문제점이 있었다.

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위해 안출된 것으로, 토출구에서 배출되는 산소로부터 습기, 냄새 및 활성화 산소를 제거하여 사용자들에게 보다 쾌적한 환경을 제공하도록 하는 산소발생장치용 필터조립체를 제공하는데 그 목적이 있다.

도 1은 본 발명에 따른 산소발생장치용 필터조립체의 구조를 도시한 구성도이고,

도 2는 본 발명에 따른 필터조립체를 초박막 산소발생장치에 적용한 실시예이고,

도 3은 본 발명에 따른 필터조립체를 중공사 산소발생장치에 적용한 실시예이며,

도 4는 본 발명에 따른 필터조립체를 피에스에이 산소발생장치에 적용한 실시예이다.

-도면의 주요부분에 대한 부호의 설명-

10; 필터조립체 20; 몸체

21; 가이드 22; 관통공

30; 필터 31; 섬유원단

32; 수용성비타민이 혼합된 흡착제 40; 초박막산소발생장치

41; 흡입필터 42; 진공펌프

43; 소음관 44; 초박막멤브레인

45; 산소발생모듈 46; 필터조립체

47; 필터케이스 48; 산소배출관

50; 중공사산소발생장치 51; 흡입장치

52; 제 1압축기 53; 제 1소음기

54; 제 2소음기 55; 제 2압축기

56; 중공사멤브레인 57; 필터조립체

58; 필터케이스 59; 산소배출관

60; 피에스에이산소발생장치 61; 압축기

62; 제 1흡착탑 63; 제 2흡착탑

64; 산소탱크 65; 필터조립체

66; 필터케이스 67; 질소배관

상기한 목적을 달성하기 위한 본 발명의 형태에 따르면, 산소발생장치의 토출구에 구비되어 이 토출구로 배출되는 산소를 통과시키도록 다수의 관통공이 외주면에 형성되는 몸체; 및 상기 몸체의 측면에 나란하게 구비되고, 상기 관통공으로 유입된 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하도록 섬유원단에 수용성비타민이 혼합된 흡착제가 도포되거나 내재되는 필터를 특징으로 하는 산소발생장치용 필터조립체를 제공한다.

상기 필터에서 흡착제는 제올라이트인 것을 특징으로 한다.

아울러, 상기 필터에서 수용성비타민은 아스콜빈산인 것을 특징으로 한다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명에 따른 산소발생장치용 필터조립체에 관한 바람직한 실시예를 설명하면 다음과 같다.

도 1은 본 발명에 따른 산소발생장치용 필터조립체의 구조를 도시한 구성도이다.

본 발명에 따른 필터조립체(10)는 필터(30)와 몸체(20)로 이루어진다.

우선, 몸체(20)는 산소발생장치의 토출구에 구비되어 토출구로 배출되는 산소를 통과시키기 위한 다수의 관통공(22)이 외주면에 형성된다.

실시예로, 상기 몸체(20)에는 사각형상의 관통공(22)이 구비되는데, 이 관통공(22)들은 사각형상 외에도 기타 원형 또는 다각형상으로 형성되어도 무방하다.

몸체(20)의 관통공(22)은 산소가 진행하는 통로역할을 한다.

또한 몸체(20)의 일측 양단에는 'ㄱ'자로 굴곡된 한 쌍의 가이드(21)가 구비된다. 이 가이드들(21)은 필터(30)가 일단 끼워진 상태에서 필터(30)가 유동없이 고정될 수 있게 한다.

실시예에서 몸체(20)는 하나로 이루어지지만, 한 쌍으로 구비되어 필터(30)를 내재시킬 수도 있다.

한편, 필터(30)는 몸체(20)의 일측에 결합되어 몸체(20)의 관통공(22)으로 유입된 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하도록 섬유원단(31)에 수용성비타민이 혼합된 흡착제(32)가 도포되거나 내재된 것이다.

실시예에서, 필터(30)는 섬유원단(31)에 수용성비타민이 혼합된 흡착제(32)가 도포된 상태가 도시되어 있다. 하지만, 실시예와 달리 필터(30)는 수용성비타민이 혼합된 흡착제(32)를 둘러싸는 방식 섬유원단(31)으로 이루어질 수 있다.

여기서 필터(30)에 사용된 수용성비타민은 아스콜빈산(Ascorbic Acid, Viatamin C; 12)인 것이 바람직하다.

통상 아스콜빈산(12)은 산소라디칼(oxygen free radical) 및 이것으로부터 파생된 여러가지 산소화합물, 즉 활성산소를 억제하는 항산화물질이다.

또한 필터(30)에 사용된 흡착제(adsorbent)는 통상 기체나 용액의 분자들이 달라붙도록 하는 고체물질을 말하며, 그 종류로는 활성탄, 규조토, 제올라이트, 실리카겔, 녹말, 벤토나이트, 알루미나 등이 있다.

본 발명에서 사용되는 흡착제는 제올라이트(zeolite)가 바람직하다.

통상 제올라이트는 알칼리 및 알칼리토 금속의 규산알루미늄 수화물인 광물의 총칭으로서, 흡착제 또는 크기가 다른 미립물질을 분리시키는 분자체 등으로 주로 사용된다.

이 제올라이트가 필터(30)에서 흡착제로 사용될 시 그 역할은, 산소로부터 불순물을 제거하여 물질을 정제하는 것과, 산소로부터 습기의 제거 및 냄새의 제거하는 것 등이다.

도 2 내지 도 4는 본 필터조립체를 각 산소발생장치에 적용한 실시예를 도시한 것이다.

우선, 도 2는 본 발명에 따른 필터조립체를 초박막 산소발생장치에 적용한 실시예이다.

실시예에서, 초박막 산소발생장치(40)는 흡입필터(41), 진공펌프(42), 소음관(43), 초박막멤브레인(44)이 구비된 산소발생모듈(45) 및 필터조립체(46)가 구비된 필터케이스(47) 등으로 이루어진다.

초박막 산소발생장치(40)의 동작은 도시된 바와 같이, 진공펌프(42)의 가동과 더불어 흡입필터(41)를 통해 공기가 유입되며, 이 흡입필터(41)에 의해 공기로부터 먼지 등과 같은 불순물을 걸러진다.

이렇게 흡입필터(41)를 통과한 공기는 진공펌프(42)를 통과하며, 진공펌프(42)를 통과한 공기는 다시 폭이 협소한 소음관(43)을 통과하게 된다.

상기 소음관(43)은 흡입필터(41)로부터 공기가 흡입될 때 발생된 소음과, 진공펌프(42)에서 발생된 소음을 제거하는 것이다.

이러한 소음관(43)을 통과한 공기는 산소발생모듈(45)에 인입되는데, 구체적으로는 산소발생모듈(45)의 내부에 구비된 초박막멤브레인(44)으로 인입된다.

초박막멤브레인(44)으로 인입된 공기는 고농도산소와 고농도질소로 분리된다.

여기서, 초박막멤브레인(44)의 구조는 구체적으로 도시되지 않았지만, 외부에 원통형 또는 기타 다각형의 몸통을 가지며, 이 몸통 내부에 다수의 세라믹 분리막이 구비된다. 초박막멤브레인(44)은 각 분리막들이 형성한 내부경로로 공기를 통과시켜 고농도산소와 고농도질소로 분리하는 방식을 가진다.

상기 초박막멤브레인(44)에서 생성된 고농도산소는 산소발생모듈(45)의 외부에 구비된 산소배출관(48)을 따라 초박막 산소발생장치(40)의 토출구에 구비된 통형상의 필터케이스(47)로 인입된다.

필터케이스(47) 내부에는 필터조립체(46)가 구비되어 있으며, 이러한 필터조립체(46)는 필터에 형성된 수용성비타민이 혼합된 흡착제에 의해 필터케이스(47)로 인입된 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하여 사용자들에게 더욱 쾌적한 실내환경을 제공한다.

한편, 본 실시예에서 질소배출관은 도시되지 않았지만, 산소발생모듈(45)의 타측에 구비되어 초박막멤브레인(44)에서 생성된 질소를 실외로 방출한다.

도 3은 본 발명에 따른 필터조립체를 중공사 산소발생장치에 적용한 실시예이다.

중공사 산소발생장치(50)는 흡입장치(51), 다수의 압축기(52,55), 다수의 소음기(53,54), 중공사멤브레인(56) 및 필터조립체(57)가 내장된 필터케이스(58) 등으로 이루어진다.

중공사 산소발생장치(50)의 동작은, 제 1압축기(52)의 가동과 더불어 흡입장치(51)를 통해 공기가 흡입되는데, 이 흡입장치(51)는 흡입된 공기로부터 먼지 등과 같은 불순물을 걸러낸다.

흡입장치(51)를 통과한 공기는 제 1압축기(52)를 거치게 되며, 상기 제 1압축기(52)를 통과한 공기는 제 1소음기(53) 및 제 2소음기(54)를 차례로 통과한다.

이러한 제 1소음기(53) 및 제 2소음기(54)는 흡입장치(51)와 제 1압축기(52)를 거치면서 발생된 소음을 제거하는 역할을 한다.

제 1소음기(53) 및 제 2소음기(54)를 통과한 공기는 중공사멤브레인(56)으로 인입된다.

이러한 중공사멤브레인(56)은 내부로 인입된 공기로부터 고농도산소와 고농도질소를 생성한다.

여기서, 중공사멤브레인(56)의 내부구조는 구체적으로 도시되지 않았지만, 외부에 원통형 또는 기타 다각형상의 본체가 구비된다. 그리고 중공사멤브레인(56)의 본체 내부에는 다수의 중공사(hollow-fiber)가 구비되며, 이 중공사를 고정시키고 산소와 질소를 분리시키기 위해 에폭시수지로 경화시킨 풋팅부가 형성된다.

이러한 중공사멤브레인(56)에서 생성된 산소는 중공사멤브레인(56)의 본체와 연결된 산소배출관(59)을 따라 제 2압축기(55)를 거친 뒤 중공사 산소발생장치(50)의 토출구에 구비된 통형상의 필터케이스(58)로 인입된다.

여기서, 제 2압축기(55)는 중공사멤브레인(56)에서 생성된 산소를 필터케이스(58)에 일정압력으로 배출하는 것이다.

한편, 필터케이스(58) 내부에는 필터조립체(57)가 구비되며, 필터조립체(57)에 내재한 수용성비타민이 혼합된 흡착제에 의해 필터케이스(58)로 인입된 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하여 사용자들에게 더욱 쾌적하고 안락한 실내환경을 제공한다.

실시예에서 질소배출관은 도시되지 않았지만, 중공사멤브레인(56)의 타측에 구비되어 중공사멤브레인(56)에서 생성된 고농도의 질소를 실외로 방출한다.

도 4는 본 발명에 따른 필터조립체를 피에스에이(PSA; Pressure Swing Adsorption) 산소발생장치에 적용한 실시예이다.

피에스에이 산소발생장치(60)는 흡착제 CMS(Carbon Molecular Sieve), ZMS(Zeolite Molecular Sieve)의 선택적인 흡착능력을 이용하여 공기중의 산소와 질소를 분리하는 장치이다.

이러한 피에스에이 산소발생장치(60)는 주로 자동차에 적용되는 장치이다.

피에스에이 산소발생장치(60)는 압축기(61), 한 쌍의 흡착탑(62,63), 산소탱크(64) 및 필터조립체(65)가 내장된 필터케이스(66) 등으로 이루어진다.

실시예의 동작은 도시된 바와 같이, 압축기(61)는 가동과 더불어 공기를 흡입구를 통해 흡입한다.

압축기(61)로 흡입된 공기는 배관을 따라 제 1흡착탑(62) 및 제 2흡착탑(63)에 인입된다.

여기서 제 1흡착탑(62) 및 제 2흡착탑(63)은 공기가 내부로 들어오는 순간 흡착탑(62,63) 입구쪽의 구비된 흡착제에 의해 산소가 흡착되도록 한다.

제 1흡착탑(62)과 제 2흡착탑(63)에서 흡착된 산소는 배관을 따라 산소탱크(64)에 인입되어 저장된다.

이 산소탱크(64)에 저장된 고농도산소는 다시 피에스에이 산소발생장치(60)의 토출구에 구비된 필터케이스(66)로 인입된다.

상기 필터케이스(66)에 인입된 산소는 필터케이스(66) 내부에 구비된 필터조립체(65)의 수용성비타민이 혼합된 흡착제에 의해 습기, 냄새 및 활성산소가 제거되어 사용자들에게 더욱 쾌적하고 안락한 실내환경을 제공한다.

반면, 제 1흡착탑(62)과 제 2흡착탑(63)에서 분리된 질소는 질소배관(67)을 따라 실외로 방출되거나 다른 용도로 사용된다.

한편, 도 2 내지 도 4에 도시된 산소발생장치 외에도 도면에 도시되지 않았지만, 공기조화기, 공기청정기 및 가습기의 토출구에 본 필터조립체를 구비하여 배출되는 공기로부터 습기, 냄새 및 활성산소가 제거할 수 있다.

아울러, 냉장고의 야채용기에도 본 필터조립체를 적용하여 냉장고 내부의 활성화산소를 억제한다면 야채용기에 저장된 과일 및 야채를 오랜기간 신선하게 유지할 수 있다.

본 발명에 따른 산소발생장치용 필터조립체는 초박막 산소발생장치, 중공사 산소발생장치 및 피에스에이 산소발생장치 등의 토출구에 구비되어 배출되는 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하기 때문에 사용자가 더욱 더 쾌적하고 안락함을 느낄 수 있는 우수한 효과가 있다.

부가적으로, 본 필터조립체를 공기조화기, 공기청정기 및 가습기 등의 토출구에 적용하여 배출되는 공기로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거할 수 있으며, 아울러 냉장고의 야채용기에도 적용하여 과일 또는 야채의 신선도를 장기간 유지시킬 수 있는 장점이 있다.

Claims (3)

1. 산소발생장치의 토출구에 구비되어 이 토출구로 배출되는 산소를 통과시키도록 다수의 관통공이 외주면에 형성되는 몸체; 및

   상기 몸체의 측면에 나란하게 구비되고, 상기 관통공으로 유입된 산소로부터 습기, 냄새 및 활성산소를 제거하도록 섬유원단에 수용성비타민이 혼합된 흡착제가 도포되거나 내재되는 필터를 특징으로 하는 산소발생장치용 필터조립체.
2. 제 1항에 있어서,

   상기 필터에서 흡착제는 제올라이트인 것을 특징으로 하는 산소발생장치용 필터조립체.
3. 제 1항에 있어서,

   상기 필터에서 수용성비타민은 아스콜빈산인 것을 특징으로 하는 산소발생장치용 필터조립체.