KR20050100028A - 산소발생기 - Google Patents

Abstract

본 발명은 과산화수소수를 산소가스와 물로 분해하여 산소가스를 발생시키는 산소발생기에 관한 것으로, 과산화수소수를 공급하기 위한 과산화수소수 저장 용기와; 가열에 의해 과산화수소수를 산소가스와 물로 분해하여 산소가스를 발생시키는 반응조와; 반응조 상부에 인접하게 설치되어, 미 분해된 상태로 증발되는 과산화수소수 증기를 산소가스와 물로 분해하는 필터와; 필터에 인접하게 설치되어, 발생된 산소 가스를 가스 방울로 가시화하기 위한 수조와; 반응조 하부에 인접하게 설치되어 반응조 내부의 폐액 배출할 수 있는 폐액배출밸브와; 폐액배출밸브에 인접하게 설치되며, 내부 하단에 촉매가 설치되어, 폐액 내부에 미분해된 과산화수소수를 산소가스와 물로 완전히 분해시키며, 그 결과로 얻어지는 물폐액을 저장하는 역할을 하는 폐액 저장 용기와; 물폐액을 기화시키기 위한 폐액 가열부로 기본적인 구성이 이루어져, 반응조의 히터를 켜면 산소 가스가 발생되고, 히터를 끄면 산소가스가 발생되지 않으며, 페액 가열부의 히터를 켜면 물폐액이 기화되어 가습되며, 폐액 가열부의 히터를 끄면 가습 작용이 중지되는 것을 특징으로 하는 산소발생기를 제공한다.

Description

산소발생기{Oxygen generator}

본 발명은 산소를 발생시키는 장치에 관한 것이다.

최근 대기 오염이 심해짐에 따라 산소발생기가 주목을 받고 있다.

종래의 산소발생기로는 1) 공기 중의 산소가스에 대한 투과율이 그 외의 가스에 대한 투과율 보다 높은 얇은 막을 이용하여, 통상의 공기에 비해 산소 농도가 높은 공기를 공급하는 방법, 2) 공기 중의 산소 이외의 가스를 선택적으로 흡착시키는 제올라이트 등의 흡착제를 사용하여, 통상의 공기에 비해 산소 농도가 높은 공기를 공급하는 방법, 3) 과산화수소부가물을 주 성분으로 하는 액체에 심지를 설치하여, 모세관 현상을 이용하여 심지의 상부에 상기 액체가 공급되게 하고, 심지 상부의 액체를 가열하여 증발되면서 화학적으로 분해되게 하여 산소를 발생시키는 방법, 4) 과산화수소부가물과 효소 등을 주성분으로 하는 고체 분말을 물과 혼합할 때 일어나는 화학반응을 이용하여 산소를 발생시키는 방법 등이 주류를 이루고 있다.

상기의 방법들 중 1)과 2)는 공기 중에 포함되어 있는 산소를 농축하는 방법으로서, 엄밀한 의미에서는 산소발생방법이 아닌 산소농축방법이며, 공기 중의 산소 이외의 가스가 부산물로서 생성되므로 이 부산물 가스의 배기를 위한 실외기가 필요하고, 이에 따른 2차 공해, 즉, 산소 농도가 높은 공기를 공급 받는 실내 쪽은 좋으나 실외기로부터는 산소 농도가 낮은 공기가 배출되므로 이에 따른 실외 공해의 문제점이 있으며, 공기를 얇은 막 또는 흡착제에 불어넣기 위한 공기 압축기 등이 필요하므로 장치가 대형화되며, 고가라는 단점이 있다. 3)과 4)의 방법은 산소를 발생시키는 방법이므로, 상기의 2차 공해의 문제는 없으나, 3)의 경우는 산소의 발생량이 적어 적용에 한계가 있다는 문제점이 있고, 4)의 방법은 산소 발생 지속 시간이 수분 정도로 짧아, 지속적으로 산소를 발생시킬 수 없다는 문제점이 있다.

상기의 방법 이외에, 과산화수소수를 가열하여 산소가스와 물로 분해시켜서 산소 가스를 발생시키는 방법이 있으나, 이 경우, 산소 가스와 함께 분해되지 않은 과산화수소수 증기도 함께 증발되므로, 인체에 유해하다는 문제점이 있고, 또한, 산소 가스의 발생량을 일정하게 유지시키기 곤란하며, 과산화수소수를 완전히 산소가스와 물로 분해시키기가 용이하지 않아서, 미 분해된 폐액의 처리가 곤란하다는 문제점이 있다.

본 발명은 이와 같은 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 과산화수소수를 산소발생 용액으로 사용하여, 상기 용액을 가열함으로써 산소가스와 물로 분해하여 산소가스를 발생시키며, 이때 미 분해된 상태로 증발되는 과산화수소수 증기를 촉매로 채워진 필터에 통과시켜서 완전히 분해 시키며, 또한, 가열 온도를 조절함으로써, 산소가스의 분출량을 일정하게 유지하거나 증감시킬 수 있으며, 아울러, 폐액 중의 미분해 과산화수소수를 촉매와 접촉시켜서 완전히 산소가스와 물로 분해시켜서 폐액이 물이 되도록하며, 물 폐액을 가열하여 수증기화 함으로써 폐액이 남지 않고, 가습 기능도 할 수 있는 산소발생기를 제공하고자 한다.

따라서, 본 발명의 목적은, 산소를 자체적으로 발생시킬 수 있어서 상기한 2차 공해의 문제점이 없으며, 순도가 높은 산소를 장시간 지속적으로 발생시킬 수 있고, 산소의 발생량을 제어할 수 있으며, 폐액이 남지 않고, 가습 기능이 있으며, 장치 구성이 단순하여 소형이며 저가인 산소발생기를 제공하는데 있다.

본 발명의 산소발생기는, 과산화수소수를 공급하기 위한 과산화수소수 저장 용기와; 가열에 의해 과산화수소수를 산소가스와 물로 분해하여 산소가스를 발생시키는 반응조와; 반응조 상부에 인접하게 설치되어, 미 분해된 상태로 증발되는 과산화수소수 증기를 산소가스와 물로 분해하는 필터와; 필터에 인접하게 설치되어, 발생된 산소 가스를 가스 방울로 가시화하기 위한 수조와; 반응조 하부에 인접하게 설치되어 상기 분해 반응이 완료된 폐액을 배출할 수 있는 폐액 배출 밸브와; 폐액 배출 밸브에 인접하게 설치되며, 내부 하단에 촉매가 설치되어, 폐액 중의 미 분해된 과산화수소수를 산소가스와 물로 완전히 분해시키며, 그 결과로 얻어지는 물폐액을 저장하는 역할을 하는 폐액 저장 용기와; 물폐액을 기화시키기 위한 폐액 가열부로 기본적인 구성이 이루어져, 반응조의 히터를 켜면 산소 가스가 발생되고, 히터를 끄면 산소가스가 발생되지 않으며, 페액 가열부의 히터를 켜면 물폐액이 기화되어 가습되며, 폐액 가열부의 히터를 끄면 가습 작용이 중지되는 것을 특징으로 한다.

본 발명의 산소발생기의 상기 촉매로는, 이산화망간, 숯, 니켈, 코발트, 은, 백금, 팔라듐된 군에서 선택한 하나 이상의 촉매를 사용할 수 있다.

이하에서는, 본 발명에 따른 산소발생기의 적합한 실시예에 대하여 첨부 도면을 참조하여 상세히 설명하기로 한다.

도1은 본 발명의 산소발생기의 일 실시예의 주요부분을 나타내는 개략도이다.

본 발명의 산소발생기(10)는, 과산화수소수(11)를 공급하기 위한 과산화수소수 저장 용기(12)와; 과산화수소수(11)의 공급을 제어하기 위한 밸브1(13)과; 가열에 의해 과산화수소수(11)를 산소가스와 물로 분해하여 산소가스를 발생시키는 반응조(14)와; 반응조(14) 하부에 인접하게 설치되는 반응조 히터(15)와; 반응조(14) 상부에 인접하게 설치되며, 내부에 촉매(16)가 채워져 있어서, 미 분해된 상태로 증발되는 과산화수소수 증기를 분해하는 필터(17)와; 필터(17)에 인접하게 설치되어, 내부에 물(18)이 채워져 있어, 발생된 산소 가스를 가스 방울(19)로 가시화할 수 있는 수조(20)와; 수조(20)의 물(18)이 필터(17)로 역류되는 것을 방지하기 위한 밸브2(21)와; 반응조 내부의 압력을 조절하기 위한 밸브3(22)과; 반응조(14) 하부에 인접하게 설치되어 상기 분해 반응이 완료된 폐액을 배출하기 위한 밸브4(23)와; 내부 하단에 촉매(24)가 설치되어, 폐액 내부에 미분해된 과산화수소수를 산소가스와 물로 완전히 분해시키며, 물폐액(25)을 저장하는 역할을 하는 폐액 저장 용기(26)와; 폐액 저장 용기(26) 내부의 가스를 방출하기 위한 밸브5(27)와; 내부 하단에 히터(28)가 설치되어, 물폐액(25)을 기화시키기 위한 폐액 가열부(29)로 구성된다.

본 발명의 산소발생기(10)의 사용 방법은 다음과 같다. 밸브2(21)과 밸브4(23)과 밸브5(27)를 닫고, 밸브1(13)과 밸브3(22)을 열면, 과산화수소수 저장 용기(12) 내부의 과산화수소수(11)가 반응조(14)로 유입된다. 반응조(14)에 과산화수소수(11)가 일정량 유입되면, 밸브1(13)과 밸브3(22)를 닫고, 밸브2(21)을 연다. 반응조 히터(15)를 이용하여 과산화수소수(11)을 가열하면, 과산화수소수가 산소가스와 물로 분해되며, 일부 미 분해된 과산화수소수가 증발된다. 산소가스는 필터(17)와 수조(20)을 통과하여 산소가스 방울(19)로서 분출된다. 미 분해된 과산화수소수 증기는 필터(17)을 통과하면서 산소가스와 물로 완전히 분해되며, 발생된 산소가스는 수조(20)을 통과하여 산소가스 방울(19)로서 분출되며, 물은 반응조(14)로 떨어진다. 산소가스 발생을 멈추고자 할 때에는 반응조 히터(15)를 끄면 되고, 이때 수조의(20) 물(18)이 반응조(14) 내부로 역류되는 것을 막기 위하여 밸브2(21)를 닫는다. 산소가스를 다시 발생시키고자 할때에는, 반응조 히터(15)를 켜고, 밸브2(21)를 열면된다.

반응조(14)에서 발생되는 산소가스의 양이 급격하게 저하되면, 상기 분해 반응이 거의 완료된 것이므로, 반응조 히터(15)를 끄고, 밸브2(21)을 닫은 후, 밸브4(23)을 열어, 폐액을 폐액 저장 용기(26)으로 보낸다. 폐액 저장용기(26) 내부 하단에는 촉매(24)가 설치되어 있으므로, 폐액 중에 포함되어 있는 미 분해 과산화수소수는 이 촉매에 의해 산소가스와 물로 완전히 분해된다. 이 때, 발생된 산소가스를 방출하기 위하여 밸브5(27)을 연다. 또한, 물 폐액(25)을 기화시켜서 가습하고자 할 때에는 폐액 가열부(29)에 설치된 히터(28)을 켜면 된다.

다시 계속해서 산소를 발생시키고자 할 때에는, 상기의 과정을 반복하면 된다.

이상의 설명에서와 같이, 본 발명에 의한 산소발생기는, 산소를 자체적으로 발생시킬 수 있으며, 순도가 높은 산소를 장시간 지속적으로 발생시킬 수 있고, 산소의 발생량을 제어할 수 있으며, 폐액이 남지 않고, 가습 기능이 있으며, 장치 구성이 단순하여 소형이며 저가인 산소발생기를 제공하는 효과가 있다.

도1은 본 발명의 산소발생기의 일실시예의 주요부분을 나타내는 개략도.

※도면 주요부분에 대한 부호의 설명

10: 본 발명의 산소발생기의 일실시예

11: 과산화수소수 12: 과산화수소수 저장 용기

13, 21, 22, 23, 27: 밸브 14: 반응조

15: 반응조 히터 16: 촉매

17: 필터 18: 물

19: 가스방울 20: 수조

24: 촉매 25: 폐액

26: 폐액 저장 용기 28: 히터

29: 폐액 가열부

Claims (4)

1. 과산화수소수를 공급하기 위한 수단과; 가열에 의해 과산화수소수를 산소가스와 물로 분해하여 산소가스를 발생시키는 반응조와; 반응조 하부에 인접하게 설치되는 반응조 히터와; 반응조 상부에 인접하게 설치되며, 내부에 촉매가 채워져 있어서, 미 분해된 상태로 증발되는 과산화수소수 증기를 분해하는 필터와; 반응조 하부에 인접하게 설치되어 반응미 분해된 과산화수소수를 산소가스와 물로 완전히 분해시키며, 그 결과로 얻어지는 물폐액을 저장하는 역할을 하는 폐액 저장 용기로 구성된 것을 특징으로 하는 산소발생기
2. 제1항에 있어서,

   상기 촉매는, 이산화망간, 숯, 니켈, 코발트, 은, 황동, 백금, 팔라듐된 군에서 선택한 하나 이상의 촉매인 것을 특징으로 하는 산소발생기
3. 제1항에 추가하여,

   상기 필터에 인접하게 설치되어, 내부에 물이 채워져 있어, 발생된 산소 가스를 가스 방울로 가시화할 수 있는 수조가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 산소발생기
4. 제1항에 추가하여,

   상시 폐액 저장 용기에 인접하게 설치되며, 내부 하단에 히터가 설치되어, 상기 물폐액을 기화시키기 위한 폐액 가열부가 추가로 설치된 것을 특징으로 하는 산소발생기