KR200429623Y1

KR200429623Y1 - 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수있도록 된 산소발생장치

Info

Publication number: KR200429623Y1
Application number: KR2020060015180U
Authority: KR
Inventors: 장순배
Original assignee: 주식회사 엠에스제이; 장순배
Priority date: 2006-06-07
Filing date: 2006-06-07
Publication date: 2006-10-25

Abstract

본 고안은 중공사막에 대한 기체의 선택적인 확산 및 투과속도의 차이를 이용한 산소발생장치에 관한 것으로, 특히 하나의 산소분리모듈과 하나의 펌프만으로도 2개의 펌프 또는 2개의 산소분리모듈을 구성할 경우와 거의 동일한 농도와 양의 산소를 발생시킬 수 있어 동일한 효율의 산소발생장치를 훨씬 저렴한 비용으로 제작할 수 있도록 한 것이다.

종래의 산소발생장치로서, 압입펌프와 흡입펌프에 의한 산소의 투과가 가능하도록 된 산소분리모듈을 사용하는 것은 장시간의 사용 시 모터의 열 발생에 따른 펌프 효율의 저하로 산소 발생량이 점차 저하되는 문제점이 있고, 이러한 문제점의 해결을 위하여 송풍기에 의한 자연적인 공기의 흐름을 유도하여 산소의 투과가 가능하도록 된 산소분리모듈 2개를 병렬로 연결하여 각각의 산소분리모듈에 2개의 헤드를 갖는 흡입펌프를 연결시켜 구성토록 한 것은 산소분리모듈의 추가 구비에 따른 압력 손실의 차이로 흡입펌프의 효율이 저하되어 산소의 발생량에서 거의 차이가 없고 다만 제작비용의 상승만이 있을 뿐이었다.

따라서 본 고안에서는 송풍팬에 의한 공기의 흐름을 유도하여 산소의 투과가 가능하도록 된 구조의 산소분리모듈 한개에 하나의 흡입펌프를 연결하여 구성토록 한 것이다.

또한 이러한 산소분리모듈에는 2개의 송풍팬을 추가시켜 내부로는 공기의 흐름 상승에 따른한 산소의 투과율을 높혀 산소를 보다 효율적으로 분리할 수 있도록 하여 산소의 발생량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.

산소분리모듈, 중공사막, 흡입펌프

Description

저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치{A low-priced oxygen generator}

도 1은 본 고안의 구성을 나타낸 사시도.

도 2는 산소분리모듈이 분해된 상태의 본 고안 구성을 나타낸 사시도.

도 3은 종래의 산소발생장치 구성도.

도 4는 종래의 또 다른 산소발생장치의 구성도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

10: 산소분리모듈 11: 케이스

12: 중공사막 13: 결속부재

14: 덮개 15: 산소수집공간

16: 송풍팬 17: 제2송풍팬

20: 흡입펌프 21: 구동모터

22: 헤드 23: 산소흡입도관

24: 산소토출도관 25: 오리피스

본 고안은 중공사막에 대한 기체의 선택적인 확산 및 투과속도의 차이를 이용하여 공기로부터 산소를 분리하여 공급시킬 수 있도록 한 산소발생장치에 관한 것으로, 특히 하나의 산소분리모듈과 하나의 펌프만으로도 2개의 펌프 또는 2개의 산소분리모듈을 구성할 경우와 거의 동일한 농도와 양의 산소를 발생시킬 수 있어 동일한 효율의 산소발생장치를 훨씬 저렴한 비용으로 제작할 수 있도록 한 것이다.

종래에 이러한 원리에 의하여 제작되어진 산소발생장치는 도 3에 도시된 바와 같이 내부에 수 개의 중공사막(101)이 일자로 수납된 산소분리모듈(100)의 전,후단에 압입펌프(200)와 흡입펌프(300)를 각각 연결하여 압입펌프(200)로는 외부의 공기를 중공사막(101)의 일단이 수집되어 있는 산소분리모듈(100)의 유입부(102)로 펌핑시켜 공급되도록 하고, 흡입펌프(300)로는 산소분리모듈(100) 내부로 유입된 공기로부터 중공사막(101)에 대한 투과속도가 빠른 산소를 흡입시켜 사용을 원하는 곳으로 배출되도록 하고, 투과속도가 낮은 질소및 기타 가스들은 중공사막(101)의 타단이 수집되어 있는 산소분리모듈(100)의 배출부(103)를 통하여 외부로 방출되도록 되어 있다.

그러나 이러한 구성체의 산소발생장치는 중공사막(101)의 수납 구조 상, 산소분리모듈(100)에의 강제 공기 주입 및 흡입이 이루어져야 산소의 분리가 가능하도록 된 것으로, 이때 2개의 펌프(200)(300)는 한개의 구동모터에 2개의 헤드가 결합된 것을 사용하여 경량화가 가능하도록 하였던 것이나 이러한 구조의 펌프 사용은 한개의 구동모터로 압입 및 흡입 기능을 위한 동력을 동시에 발생시켜야 하기 때문에 장시간의 사용 시 모터의 열 발생에 따른 펌프 효율의 저하로 산소 발생량 이 점차 저하되는 문제점이 있었던 것이다.

따라서 이러한 문제점의 해결을 위하여 제안된 것으로는 도 4에 도시된 바와 같이 동일한 규격으로 이루어지는 2개의 산소분리모듈(600a)(600b)을 병렬로 구비하고, 각각의 산소분리모듈(600a)(600b)에는 하나의 구동모터를 사용하는 2개의 흡입펌프(800a)(800b)를 각각 연결시켜 구성토록 한 것이 있다.

그러나, 이러한 구성체의 산소발생장치는 산소분리모듈의 추가 구비에 따른 공기의 유입량을 배가시킬 수 있어 산소의 발생량을 증가시킬 수 있을 것으로 예측되었으나, 추가로 구비되는 산소분리모듈에 의하여 흡입 시 작용되는 압력 손실의 차이로 흡입펌프의 효율이 저하되어 제 효율을 얻을 수 없기 때문에 발생되는 산소의 양이 거의 차이가 없었던 것이고, 다만 산소분리모듈의 추가 구비에 따른 제작비용의 상승만이 있을 뿐이었다.

따라서 본 고안은 상기한 종래의 문제점을 모두 동시에 해결하기 위하여 안출한 것으로, 송풍팬에 의한 공기의 흐름을 유도하여 산소의 투과가 가능하도록 된 구조의 산소분리모듈 한개에 하나의 흡입펌프를 연결하여 구성토록 하여 흡입펌프가 제 효율을 지속적으로 유지할 수 있도록 한 것이다.

또한 이러한 산소분리모듈에는 2개의 송풍팬을 장착시켜 내부로는 공기의 흐름 상승에 따른 중공사막에 대한 산소의 투과율을 높혀 산소를 보다 효율적으로 분리하여 산소의 발생량을 증가시킬 수 있도록 한 것이다.

이하에서는 본 고안의 구성을 첨부 도면을 참조하여 보다 구체적으로 설명하기로 한다.

도 1과 도 2에 도시된 바와 같이 본 고안의 산소발생장치는 케이스(11) 내부에 수납되는 수 개의 중공사막(12) 일단과 타단 모두가 결속부재(13)에 의하여 다발 상태로 수집되고, 상기 케이스(11)의 어느 부분에는 공기의 입출을 위한 기공(11a)과 상기 기공(11a)을 통한 공기의 흐름을 유도하기 위한 송풍팬(16)이 장착된 하나의 산소분리모듈(10)과, 상기 산소분리모듈(10)로부터 분리된 산소를 하나의 구동모터(21)에 하나의 헤드(22)가 장착된 하나의 흡입펌프(20)로 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 구성된 것이다

이때 상기 케이스(11)에는 공기의 흐름 유도를 배가시키기 위한 제2송풍팬(17)이 장착되어 공기의 유입량을 증가시킬 수 있도록 함으로써 보다 많은 양의 산소를 제공할 수 있도록 하는 것이다.

이때 상기 제2송풍팬(17)은 상기 결속부재(13)의 상측으로 결합되는 덮개(14)에 의하여 제공되는 산소수집공간(15)으로의 흐름을 유도할 수 있는 위치에 형성시키는 것이 산소의 분리 효율을 보다 높일 수 있는 것이다.

즉, 제2송풍팬(17)은 산소의 농도가 다른 부분보다 상대적으로 높은 중공사막(12)의 결속부가 위치된 부분에 형성시키는 것이 산소의 수집 효율을 높일 수 있어 보다 우수한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

또한, 상기 산소분리모듈(10)은 사각함체형으로 형성되어 중공사막(12)을 보다 콤팩트하게 수납시킬 수 있고, 육면의 형성으로 상기 기공(11a)을 서로 대응되 는 면에 형성시킬 수 있어 공기의 흐름을 원활하게 할 수 있고, 상기 기공(11a)이 형성된 각 면의 외측으로 송풍팬(16)과 제2송풍팬(17)을 각각 노출되게 장착시켜 팬 가동 시 발생되는 열을 산소분리모듈(10)의 외부로 용이하게 방출시킬 수 있어 산소분리모듈(10) 내부로의 열 발생에 의한 기기의 고장을 방지할 수 있는 것이다.

이때 상기 송풍팬(16)과 제2송풍팬(17)의 경우, 본 고안에서는 케이스(11)의 서로 인접되는 면에 형성되는 것으로 도시되어 있으나, 서로 대응되는 면에 형성시키는 것이 공기의 보다 원활한 흐름을 유도할 수 있는 것이다.

또한, 상기 케이스(11)의 어느 일면으로는 상기 결속부재(13)의 외주면 일부가 끼워져 결합되는 관통홀(18)이 형성되는 것이고, 이 관통홀(18)은 케이스(10)의 어느 일면에 인접되는 어느 일측으로 개구되어 이에 인접되는 어느 일 면이 탈착됨에 따라 개폐토록 되어 결속부재(13)의 용이한 탈착이 가능한 구조로 형성됨으로써 결속부재(13)에 구속되어 있는 중공사막(12)의 수납 및 교체가 용이하도록 되어 있다.

이때 탈착되는 케이스(11)의 어느 일 면에는 상기 결속부재(13)의 외주면 나머지 부분이 끼워져 관통홀(18)의 개구된 부분을 차단시켜 결속부재(13)를 케이스(11)의 어느 일면에 견고하게 결합시킬 수 있도록 하기 위한 차단부재(15)가 형성되는 것이다.

또한 상기 탈착되는 케이스(11)의 어느 일면은 케이스(11)의 개구된 면에 나사고정되어 탈부착되는 것이고, 이 면의 외측으로 상기 송풍팬(16)과 제2송풍팬(17)도 나사 고정되는 것이다.

또한, 상기 흡입펌프(20)의 헤드(22)에 형성되는 흡입구(22a)에는 상기 산소분리모듈(10)의 덮개(14)에 형성된 진공돌부(14a)에 연결되어 분리된 산소를 흡입시켜 이송시키기 위한 산소흡입도관(23)이 연결되고, 토출구(22b)에는 흡입된 산소를 토출시켜 필요한 곳으로 이송시켜 제공하기 위한 산소토출도관(24)이 연결되는 것으로, 이것은 산소발생장치에 적용되는 통상의 흡입펌프(20) 구성이다.

또한, 상기 흡입펌프(20)의 산소토출도관(24)에는 오리피스(25)를 장착시켜 산소의 토출 유속 변화에 따른 압력의 저하로 산소의 토출 시 헤드(22)에서 발생되는 산소의 토출음을 상쇄시킬 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 흡입펌프(20)의 구동모터(21)에는 일단에만 헤드(22)가 형성되어 헤드(22)가 형성되어 있지 않은 타단으로 구동모터(22)에서 발생되는 열을 외부로 방출시켜 냉각 기능을 갖을 수 있도록 한 냉각팬(26)을 장착시킴으로써 구동모터(21)의 열 발생에 의한 펌프 효율의 저하를 방지할 수 있도록 되어 있다.

또한, 상기 흡입펌프(20)의 산소흡입도관(23)에는 구동모터(21)의 정지 시 개구되어 외부의 공기를 일정 시간 동안 유입시키기 위한 솔레노이드 밸브(27)가 장착되어 산소흡입도관(23)에의 진공 상태를 해체토록 함으로써 흡입펌프(20)의 재 가동이 원활하게 이루어지도록 되어 있다.

한편, 본 고안의 산소발생장치에 적용된 기술은 산소분리모듈(10)의 케이스(11)가 사각함체형으로 형성시키는 것으로만 설명되어 있으나, 원통형으로 이루어진 것에도 동일하게 적용됨은 물론이다.

따라서 하나의 송풍팬을 갖는 하나의 산소분리모듈(10)로부터 분리된 산소를 하나의 구동모터(21)에 하나의 헤드(22)를 갖는 하나의 흡입펌프(20)만으로 흡입시켜 토출토록 된 구성된 본 고안의 산소발생장치는 장시간의 구동 시에도 모터에의 열 발생이 심하지 않아 흡입펌프(20)의 제 효율을 지속적으로 유지시킬 수 있기 때문에 분리된 산소의 양 그대로를 제공할 수 있는 것이다.

따라서 산소 발생량이 점차 저하되는 문제점을 해결할 수 있는 것이다.

이것은, 동일한 면적의 중공사막이 수납된 2개의 산소분리모듈과 하나의 구동모터에 하나의 헤드를 갖는 흡입펌프로 구성된 종래의 산소발생장치와, 하나의 송풍팬을 갖는 하나의 산소분리모듈과 하나의 구동모터에 하나의 헤드를 갖는 하나의 흡입펌프로 구성된 본 고안의 산소발생장치로부터 발생되는 산소의 농도 및 유량을 5번 측정한 결과, 종래의 산소발생장치에서는 35%의 농도를 갖는 산소가 평균 2.3ℓ/min 발생되었고, 본 고안을 샘플로 만든 산소발생장치에서는 34%의 농도를 갖는 산소가 평균 2.1ℓ/min 발생되었음을 확인할 수 있어 본 고안의 효율성을 입증할 수 있는 것이다.

즉, 본 고안의 산소발생장치는 하나의 산소분리모듈(10)에 대하여 하나의 헤드(22)를 갖는 흡입펌프(20)만으로도 종래에 2개의 산소분리모듈(10) 사용으로 2개의 헤드를 갖는 흡입펌프의 구성체로 이루어진 산소발생장치와 거의 유사한 농도와 유량의 산소를 제공할 수 있음을 확인할 수 있는 것이다.

또한, 제2송풍팬(17)의 추가는 공기의 흐름 속도를 배가시킬 수 있어 중공사막(12)에 대한 산소의 분리 효율을 높일 수 있는 것으로, 특히 제2송풍팬(17)이 산소의 농도가 상대적으로 높은 위치에 형성되어 분리된 산소가 산소수집공간(15)으 로 이동되는 속도를 증가시킬 수 있어 보다 많은 양의 산소를 공급할 수 있는 것이다.

또한, 상기 흡입펌프(32)의 산소토출도관(24)에 장착된 오리피스(25)에 의하여 흡입펌프의 헤드(22) 부분에서 발생되는 산소의 토출음을 상쇄시킬 수 있어 소음에 대한 방지 대책까지도 강구할 수 있는 것이다.

상술한 바와 같이 본 고안의 산소발생장치는 하나의 산소분리모듈과 하나의 펌프만의 구성체로도 2개의 펌프 또는 2개의 산소분리모듈을 구성할 경우와 거의 동일한 농도와 양의 산소를 발생시킬 수 있기 때문에 종래와 거의 동일한 효율의 산소발생장치를 훨씬 적은 비용으로 제공할 수 있는 탁월한 효과를 얻을 수 있는 것이다.

Claims

중공사막에 대한 기체의 선택적인 확산 및 투과속도의 차이를 이용하여 공기로부터 산소를 분리하여 공급시킬 수 있도록 된 것에 있어서, 케이스(11) 내부에 수납되는 수 개의 중공사막(12) 일단과 타단 모두가 결속부재(13)에 의하여 다발 상태로 수집되고, 상기 케이스(11)의 어느 부분에는 공기의 입출을 위한 기공(11a)과 상기 기공(11a)을 통한 공기의 흐름을 유도하기 위한 송풍팬(16)이 장착된 하나의 산소분리모듈(10)과, 상기 산소분리모듈(10)로부터 분리된 산소를 하나의 구동모터(21)에 하나의 헤드(22)가 장착된 하나의 흡입펌프(20)로 흡입시켜 토출시킬 수 있도록 구성되어 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 1항에 있어서, 상기 케이스(11)에는 공기의 흐름 유도를 배가시키기 위한 제2송풍팬(17)이 장착된 것이 특징인 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 1항 또는 제 2항에 있어서, 상기 산소분리모듈(10)의 케이스(11)는 사각함체형으로 형성되어 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 2항에 있어서, 상기 제2송풍팬(17)은 상기 중공사막(12)의 결속부가 위치된 부분에 형성되어 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 3항에 있어서, 상기 케이스(11)의 어느 일면으로는 결속부재(13)의 외주면이 끼워져 결합되는 관통홀(18)이 형성되고, 이 관통홀(18)은 케이스(10)의 어느 일면에 인접되는 어느 일측으로 개구되어 이에 인접되는 어느 일 면이 탈착됨에 따라 개폐토록 되어 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 1항에 있어서, 상기 흡입펌프(20)의 산소토출도관(24)에는 산소의 토출음 상쇄를 위한 오리피스(25)가 장착되어 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 1항 또는 제 6항에 있어서, 상기 흡입펌프(20)의 구동모터(21)에는 냉각팬(26)이 형성되어 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 1항에 있어서, 상기 흡입펌프(20)의 산소흡입도관(23)에는 구동모터(21)의 정지 시 외부의 공기를 일정 시간 동안 유입시키기 위한 솔레노이드 밸브(27)가 장착된 것이 특징인 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.
제 2항에 있어서, 상기 제2송풍팬(17)은 상기 케이스(11)에 형성되는 송풍팬(16)과 대응되는 면에 형성된 것이 특징인 저렴한 단가로 거의 동일한 효율의 산소를 제공할 수 있도록 된 산소발생장치.