KR20100088963A

KR20100088963A - 산소발생장치

Info

Publication number: KR20100088963A
Application number: KR1020090008128A
Authority: KR
Inventors: 이종범
Original assignee: 이종범
Priority date: 2009-02-02
Filing date: 2009-02-02
Publication date: 2010-08-11

Abstract

본 발명은 하부베이스와 케이스사이에 형성된 내부공간을 양분하도록 상기 하부베이스상에 수직하게 설치된 수직판을 구비하는 본체부 ; 상기 분리판의 일측면에 고정설치되어 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 이물질을 여과하는 공기흡입필터부와, 상기 하부베이스의 상부면에 고정설치되어 상기 공기흡입필터부와 연결된 흡입배관을 통해 유입되는 공기를 압축하는 압축기를 구비하는 흡입압축부 ; 상기 압축기에 연결된 압축공기공급배관과 연결되고, 질소를 배출하는 질소배출배관과 연결되는 솔레노이드밸브를 갖추어 상기 압축공기배관과 질소배출배관에 연결된 2개의 유로를 교번시키는 분배부; 상기 솔레노이드밸브의 2개의 유로에 각각 연결된 제1,2연결배관과 각각 결합되는 제1,2흡착탱크를 상기 수직판의 일측면에 구비하여 압축공기에 포함된 질소를 흡착하는 흡착부 ; 및 상기 제1,2흡착탱크에 연결된 제1,2산소배출배관과 결합되는 산소배출라인을 갖추고, 상기 산소배출라인의 길이중간에 구비되는 감압기에 의해서 압력이 낮아진 공기를 일정량의 저장하는 공기보조탱크를 갖추어 상기 공기보조탱크에 저장된 산소농도가 높은 공기를 외부로 배출하는 저장부를 포함한다.

산소, 공기흡입필터, 질소, 흡착탱크, 압축공기, 감암기, 공기보조탱크

Description

산소발생장치{Oxygen Generating Device}

본 발명은 산소를 발생시키는 장치에 관한 것으로, 더욱 상세히는 제한된 내부공간에 배치되는 각 구성부품의 집적도를 높여 소형화를 도모하고, 조립구조를 단순화하고, 압축배기공간과 흡착저장공간을 양분하여 장치의 효율을 높일 수 있는 산소발생장치에 관한 것이다.

일반적으로 산소발생장치는 산업용, 가정용 및 의료용으로 다양한 용도로 사용될 수 있다.

예를 들면, 사무실이나 일반 가정과 같은 공간에 산소를 흡입할 수 있도록 공급하여 현대인의 일상생활에 쌓인 피로회복 및 세포의 활성화를 돕기 위한 용도로 많이 사용될 수 있으며, 헬스클럽과 같이 다수의 사람들이 운동을 실시하는 공간에 충분한 산소를 공급하여 운동 능률을 향상시키고, 건강을 증진시키기 위해서 사용될 수 있다.

또한, 지속적인 산소공급을 필요하는 병원의 입원환자에게 산소를 공급함으로써 치료목적으로 사용될 수도 있다.

이러한 다양한 용도로 사용되는 산소를 발생시키는 여러가지 방법 중 하나로서, 과탄산소다에 이산화망간이나 특정 효소를 촉매로 이용하여 물과 함께 반응시킴으로써, 산소를 발생시키는 방법이 알려져 있는데, 이 방법은 쉽게 산소를 만들 수 있다는 장점이 있지만 발생시간이 극히 짧아 응급을 요하는 환자에게 임시로 산소를 투여하는 정도로 밖에 사용할 수 없기 때문에 일반적인 용도의 산소 발생장치로는 부적합하다.

다른 하나의 산소발생방법으로는 물을 전기분해하는 방법이 알려져 있으나, 이는 전통적으로 많이 사용되는 방법으로서, 이러한 방법은 전기의 소모가 많고 소모품의 가격이 높을 뿐만 아니라 순수한 물을 이용해야 하는 등 설비 및 관리면에서 여러 제약조건이 수반되어 이를 일반인이 이용하기에는 매우 어렵다.

또 다른 산소발생시방법으로는 공기를 이용하는 방법이 있는데, 규모가 클 경우에는 액화공기의 저온증류법을 이용하여 산소를 제조할 수 있겠으나, 규모가 작은 경우에는 흡착법을 이용하는 방법이 많이 사용되고 있다.

즉, 흡착법을 이용하여 공기로부터 산소를 제조하는 방법은 현재 많이 공개되어 있는 상태이고, 그 중에서 가장 많이 이용하고 있는 방법이 진공탈착을 이용한 진공순환흡착(VSA)을 이용한 것이다.

이러한 산소발생방법은 흡착제에 흡착된 질소의 탈착을 위하여 진공감압을 실시하였는데, 이때 압축기 이외에 진공펌프가 추가적으로 사용되기 때문에 조립구조가 복잡해지고, 장치크기를 줄여 소형화하는데 한계가 있었다.

따라서, 본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로, 그 목적은 제한된 내부공간에 배치되는 각 구성부품의 집적도를 높여 소형화를 도모하고, 조립구조를 단순화하고, 압축배기공간과 흡착저장공간을 양분하여 장치의 효율을 높일 수 있는 산소발생장치를 제공하고자 한다.

상기와 같은 목적을 달성하기 위한 구체적인 수단으로서, 본 발명은 하부베이스와 케이스사이에 형성된 내부공간을 양분하도록 상기 하부베이스상에 수직하게 설치된 수직판을 구비하는 본체부 ; 상기 분리판의 일측면에 고정설치되어 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 이물질을 여과하는 공기흡입필터부와, 상기 하부베이스의 상부면에 고정설치되어 상기 공기흡입필터부와 연결된 흡입배관을 통해 유입되는 공기를 압축하는 압축기를 구비하는 흡입압축부 ; 상기 압축기에 연결된 압축공기공급배관과 연결되고, 질소를 배출하는 질소배출배관과 연결되는 솔레노이드밸브를 갖추어 상기 압축공기배관과 질소배출배관에 연결된 2개의 유로를 교번시키는 분배부; 상기 솔레노이드밸브의 2개의 유로에 각각 연결된 제1,2연결배관과 각각 결합되는 제1,2흡착탱크를 상기 수직판의 일측면에 구비하여 압축공기에 포함된 질소를 흡착하는 흡착부 ; 및 상기 제1,2흡착탱크에 연결된 제1,2산소배출배관과 결합되는 산소배출라인을 갖추고, 상기 산소배출라인의 길이중간에 구비되는 감압기에 의해서 압력이 낮아진 공기를 일정량의 저장하는 공기보조탱크를 갖추어 상기 공기보조탱크에 저장된 산소농도가 높은 공기를 외부로 배출하는 저장부를 포함하는 산소발생장치를 제공한다.

바람직하게, 상기 압축기는 상부면에 방열판을 구비하고, 상기 압축기와 대응하는 하부베이스의 상부면에는 복수개의 방열홀을 복수개 구비하며,

바람직하게, 상기 압축기와 대응하는 일측에는 외부공기를 케이스내부로 강제공급하여 상기 압축기를 공냉시키면서 상기 압축기가 설치된 내부공간을 냉각시키는 냉각팬을 구비한다.

더욱 바람직하게, 상기 냉각팬의 반대편에는 전원인가시 상기 압축기가 설치된 내부공간의 내부공기를 외부로 강제로 배출하는 배기팬을 구비한다.

바람직하게, 상기 제1,2흡착탱크는 상기 수직판의 좌우양단으로부터 일측으로 절곡된 날개판과 접하여 수직하게 고정설치된다.

바람직하게, 상기 제1,2흡착탱크는 상기 하부베이스의 바닥면으로부터 일정높이 돌출된 지지리브상에 각각 안착된다.

바람직하게, 상기 질소배출배관은 상기 압축기가 설치되는 공간으로 질소를 배출할 수 있도록 상기 공간에 배출구를 배치한다.

본 발명에 의하면, 압축기와 질소가스 배출구가 배치되고, 냉각팬 및 배기팬이 설치되어 공기압축이 이루어지고 질소배출이 이루어지는 압축배기공간과, 공기흡입필터부와 공기보조탱크 및 제1,2흡착탱크가 배치되어 공기흡입이 이루어지고 흡입된 공기에 포함된 질소를 흡착하고 산소농도가 높아진 공기를 저장하는 흡착저 장공간을 하부베이스와 케이스사이에 구비되는 수직판에 의해서 양분함으로써, 제한된 내부공간에 복수개의 구성부품의 집적도를 높일 수 있기 때문에 장치전체 크기를 줄여 소형화를 도모할 수 있으며, 전체구조를 단순화할 수 있다.

또한, 외부배출되는 질소가 강제흡입되는 공기흡입필터부로 유입되는 것을 방지하여 높은 산소농도를 갖는 공기를 제조할 수 있고, 작동효율을 높일 수 있는 효과가 얻어진다.

이하 본 발명의 실시 예에 대해 첨부된 도면에 따라 더욱 상세히 설명한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치를 도시한 외관도이고, 도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치에서 케이스가 제거된 정면도이며, 도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치에서 케이스가 제거된 후면도이다.

본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치(100)는 도 1 내지 3에 도시한 바와 같이, 본체부(110), 흡입압축부(120), 분배부(130), 흡착부(140) 및 저장부(150)를 포함한다.

상기 본체부(110)는 하부베이스, 케이스 및 수직판을 포함하는바, 상기 하부베이스(111)는 장치의 자유로운 이동이 가능하도록 하부면에 복수개의 휠부재(111a)를 구비하는 대략 사각판상의 구조물이다.

상기 케이스(112)는 상기 하부베이스(111)의 상측으로 조립되어 일정크기의 내부공간을 형성하도록 상기 하부베이스(111)의 상측으로 조립되고, 후술하는 압축 기와 대응하는 외부면에 흡기그릴(112a)을 구비하고, 배기팬과 대응하는 외부면에 배기그릴(112b)를 각각 구비한다.

상기 수직판(113)은 상기 하부베이스(111)와 케이스(112)사이에 형성되는 내부공간을 양분하도록 상기 하부베이스(111)에 하부단이 수직되어 상기 하부베이스의 표면으로부터 수직하게 연장되는 판부재이다.

상기 흡입압축부(120)는 상기 수직판(113)을 기준으로 하여 양분되는 서로 다른 공간에 배치되는 공기흡입필터부(121)와 압축기(123)를 포함하는바, 상기 공기흡입필터부(121)는 공기를 흡입하는 흡입홀(121a)을 외부 일측면에 복수개 형성하여 상기 분리판(113)의 후면 상단에 고정설치되는 원통구조물이다.

이러한 공기흡입필터부(121)의 내부공간에는 상기 흡입홀(121a)을 통해 강제 흡입된 외부공기에 포함된 이물질 및 수분을 제거한 다음 상기 압축기(123)측으로 공급할 수 있도록 여과부재(미도시)를 구비하는 것이 바람직하다.

상기 압축기(123)는 상기 공기흡입필터부(121)와 흡입배관(122)을 매개로 연결되어 전원인가시 강제흡입된 외부공기를 대기압보다 높은 압력으로 압축된 압축공기로 전환하도록 상기 하부베이스(111)의 상부면에 고정설치된다.

여기서, 상기 압축기(123)는 전원인가에 따른 공기압축을 위한 작동시 발생되는 자체열을 외부로 방출할 수 있도록 상부면에 방열판(123a)을 구비하고, 상기 압축기(123)와 대응하는 하부베이스의 상부면에는 공기압축시 발생되는 열을 외부로 방출할 수 있도록 복수개의 방열홀(123b)을 복수개 관통형성하며, 상기 압축기(123)와 대응하는 일측에는 전원인가시 외부공기를 케이스(112)내부로 강제공급 하여 상기 압축기를 공냉시키면서 상기 압축기가 설치된 내부공간을 냉각시킬 수 있도록 냉각팬(123c)을 구비한다.

또한, 상기 압축기(123)는 공기압축시 상기 하부베이스와의 접촉에 의해서 발생되는 소음을 흡수하여 소음발생을 최소화할 수 있도록 고무부재와 같은 충격흡수부재(123d)를 매개로 상기 하부베이스(111)상에 고정설치되는 것이 바람직하다.

그리고, 상기 냉각팬(123d)의 반대편에는 전원인가시 상기 압축기(123)가 설치된 내부공간의 내부공기를 외부로 강제로 방출하도록 작동하는 배기팬(124)을 구비한다.

여기서, 상기 냉각팬(123c)과 배기팬(124)은 상기 수직판(113)으로부터 상기 압축기(123)가 설치된 내부공간으로 서로 다른 높이를 갖도록 절곡형성되는 팬브라켓에 고정설치된다.

상기 분배부(130)는 상기 압축기(123)에서 압축된 고온 고압의 압축공기가 배출되는 배출단과 일단이 연결된 압축공기공급배관(125)과 타단이 연결되는 솔레노이드밸브(131)를 포함한다.

여기서, 상기 압축공기공급배관(125)은 고온고압의 압축공기에서 발생되는 열의 방열효율을 높일 수 있도록 열전도율이 높은 금속소재로 이루어지고, 이동경로를 길게 하여 열방출효율을 높일 수 있도록 권선형으로 감겨지는 것이 바람직하다.

상기 솔레노이드밸브(131)는 상기 공기흡입필터부(121)가 설치되는 공간에 배치될 수 있도록 수직판(113) 외부면에 고정설치되고, 이러한 솔레노이드밸브(131)에는 압축공기로부터 흡착되어 제거된 질소를 배출할 수 있도록 질소배출배관(132)과 연결된다.

이에 따라, 상기 솔레노이드밸브(131)는 상기 압축공기공급배관(125)과 연결되는 유로와 상기 질소배출배관(132)과 연결되는 유로를 서로 교번시킴으로써 후술하는 제1,2연결배관(143,144)과 교대로 연결될 수 있는 것이다.

그리고, 상기 질소배출배관(132)은 상기 압축기(123)가 설치되는 공간에 질소가 배출되는 배출구(123a)를 배치하여 상기 공간으로 질소를 배출할 수 있도록 상기 수직판(113)에 상기 배출구(123a)를 설치하는 것이 바람직하다.

상기 흡착부(140)는 상기 솔레노이드밸브(131)에 구비되는 2개의 유로에 각각 연결되는 제1,2연결배관(143,144)과 각각 결합된 제1,2흡착탱크(141,142)를 포함하는바, 상기 제1,2흡착탱크(141,142)는 상기 공기흡입필터부(121)가 구비되는 공간에 배치되도록 상기 수직판(113)의 일측면에 각각 수직하게 구비됨으로써, 상기 제1,2연결배관(143,144)을 통해 선택적으로 유입되는 압축공기를 공급받아 이에 포함된 포함된 질소를 흡착하여 제거하고, 질소가 제거되어 산소농도가 높은 공기를 상단에 연결된 산소배출배관(145,146)을 통하여 배출하는 것이다.

여기서, 상기 제1,2흡착탱크(141,142)의 내부공간에는 압축공기에 포함된 질소를 흡착할 수 있도록 제올라이트와 같은 흡착제를 충진하며, 하부단에는 상기 제1,2연결배관(143,144)이 각각 연결되어 압축공기가 공급되고, 상부단에는 질소가 제거되어 산소농도가 높은 공기가 배출되는 제1,2산소배출배관(145,146)이 각각 연 결된다.

이에 따라, 상기 솔레노이드밸브(131)의 작동에 의해서 상기 제1흡착탱크(141)와 결합된 제1연결배관(143)의 유로가 압축공기공급배관(125)과 연결되고, 상기 제2흡착탱크(142)와 결합된 제2연결배관(144)의 유로가 질소배출배관(132)과 연결되면, 상기 제1흡착탱크(141)에서는 그 하부단으로 압축공기가 공급되어 압축공기에 포함된 질소를 흡착하는 공정이 이루어지고, 상기 제2흡착탱크(142)에서는 질소배출배관(132)을 통하여 질소배출공정이 이루어지게 된다.

반면에, 상기 솔레노이드밸브(131)의 작동에 의해서 상기 압축공기공급배관에 연결된 유로와 상기 질소배출배관에 연결된 유로가 서로 전환되어 상기 제1흡착탱크(141)와 결합된 제1연결배관(143)의 유로가 질소배출배관(132)과 연결되고, 상기 제2흡착탱크(142)와 결합된 제2연결배관(144)의 유로가 압축공기공급배관(125)과 연결되면, 상기와 반대로 상기 제1흡착탱크(141)에서는 흡착된 질소를 배출하는 공정이 이루어지고, 상기 제2흡착탱크(142)에서는 압축공기를 공급받아 질소를 흡착하는 질소흡착공정이 이루어진다.

한편, 상기 제1,2흡착탱크(141,142)는 상기 공기흡입필터부(121)가 설치되는 공간에서 수직상태를 안정적으로 유지하도록 상기 수직판의 좌우양단으로부터 일측으로 절곡된 날개판(114a,114b)과 접하여 수직하게 고정설치되는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제1,2흡착탱크(141,142)는 상기 하부베이스(1110의 바닥면으로부터 일정높이 돌출된 지지리브(115a,115b)상에 각각 안착됨으로써, 상기 제1,2흡착탱크(141,142)의 하부단에 제1,2연결배관(143,144)과의 결합작업을 원활하게 수행 할 수 있도록 한다.

상기 저장부(150)는 상기 제1,2흡착탱크(141,142)의 각 상단에 연결되어 산소농도가 높아진 공기가 배출되는 제1,2산소배출배관(145,146)과 결합되는 산소배출라인(151)을 구비한다.

상기 산소배출라인(151)의 길이중간에는 이를 통하여 공급되는 공기의 압력을 대기압으로 낮출 수 있도록 감압기(152)를 구비하고, 상기 산소배출라인(151)은 공기보조탱크(153)와 연결됨으로써 상기 감압기에 의해서 대기압으로 압력이 낮아진 공기를 일정량의 저장하게 된다.

그리고, 상기 공기보조탱크(153)에 저장된 산소농도가 높은 공기는 산소공급라인(154)을 통하여 외부로 배출되어 공급된다.

한편, 상기 수직판(113)에는 상기 냉각팬(123c), 배기팬(124)및 압축기(123)와 전기적으로 연결되어 이들의 작동시키를 제어하고, 상기 솔레노이드 밸브(131)와 전기적으로 연결되어 상기 압축공기공급배관(125), 질소배출배관(132)과 연결된 유로를 교대로 전환시키는 제어판넬(160)을 구비한다.

그리고, 상기 공기보조탱크(153)로부터 산소공급라인(154)을 통하여 외부로 배출되는 토출량을 확인할 수 있도록 토출유량계(163)를 상기 케이스의 일측면에 구비하는 것이 바람직하다.

본 발명은 특정한 실시예에 관련하여 도시하고 설명하였지만, 이하의 특허청구범위에 의해 마련되는 본 발명의 정신이나 분야를 벗어나지 않는 한도 내에서 본 발명이 다양하게 개조 및 변화될 수 있다는 것을 당업계에서 통상의 지식을 가진 자는 용이하게 알 수 있음을 밝혀두고자 한다.

도 1은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치를 도시한 외관도이다.

도 2는 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치에서 케이스가 제거된 정면도이다.

도 3은 본 발명의 바람직한 실시 예에 따른 산소발생장치에서 케이스가 제거된 후면도이다.

* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명 *

110 : 본체부 111 : 하부베이스

112 : 케이스 113 : 수직판

120 : 흡입압축부 121 : 공기흡입필터부

122 : 흡입배관 123 : 압축기

124 : 배기팬 125 : 압축공기공급배관

130 : 분배부 131 : 솔레노이드밸브

132 : 질소배출배관 140 : 흡착부

141 : 제1흡착탱크 142 : 제2흡착탱크

143 : 제1연결배관 144 : 제2연결배관

150 : 저장부 151 :산소배출라인

152 : 감압기 153 : 공기보조탱크

Claims

하부베이스와 케이스사이에 형성된 내부공간을 양분하도록 상기 하부베이스상에 수직하게 설치된 수직판을 구비하는 본체부 ;

상기 분리판의 일측면에 고정설치되어 외부로부터 흡입된 공기에 포함된 이물질을 여과하는 공기흡입필터부와, 상기 하부베이스의 상부면에 고정설치되어 상기 공기흡입필터부와 연결된 흡입배관을 통해 유입되는 공기를 압축하는 압축기를 구비하는 흡입압축부 ;

상기 압축기에 연결된 압축공기공급배관과 연결되고, 질소를 배출하는 질소배출배관과 연결되는 솔레노이드밸브를 갖추어 상기 압축공기배관과 질소배출배관에 연결된 2개의 유로를 교번시키는 분배부;

상기 솔레노이드밸브의 2개의 유로에 각각 연결된 제1,2연결배관과 각각 결합되는 제1,2흡착탱크를 상기 수직판의 일측면에 구비하여 압축공기에 포함된 질소를 흡착하는 흡착부 ; 및

상기 제1,2흡착탱크에 연결된 제1,2산소배출배관과 결합되는 산소배출라인을 갖추고, 상기 산소배출라인의 길이중간에 구비되는 감압기에 의해서 압력이 낮아진 공기를 일정량의 저장하는 공기보조탱크를 갖추어 상기 공기보조탱크에 저장된 산소농도가 높은 공기를 외부로 배출하는 저장부를 포함하는 산소발생장치.
제1항에 있어서, 상기 압축기는 상부면에 방열판을 구비하고, 상기 압축기와 대응하는 하부베이스의 상부면에는 복수개의 방열홀을 복수개 구비함을 특징으로 하는 산소발생장치.
제1항에 있어서, 상기 압축기와 대응하는 일측에는 외부공기를 케이스내부로 강제공급하여 상기 압축기를 공냉시키면서 상기 압축기가 설치된 내부공간을 냉각시키는 냉각팬을 구비함을 특징으로 하는 산소발생장치.
제3항에 있어서, 상기 냉각팬의 반대편에는 전원인가시 상기 압축기가 설치된 내부공간의 내부공기를 외부로 강제로 배출하는 배기팬을 구비함을 특징으로 하는 산소발생장치.
제1항에 있어서, 상기 제1,2흡착탱크는 상기 수직판의 좌우양단으로부터 일측으로 절곡된 날개판과 접하여 수직하게 고정설치됨을 특징으로 하는 산소발생장치.
제1항에 있어서, 상기 제1,2흡착탱크는 상기 하부베이스의 바닥면으로부터 일정높이 돌출된 지지리브상에 각각 안착됨을 특징으로 하는 산소발생장치.
제1항에 있어서, 상기 질소배출배관은 상기 압축기가 설치되는 공간으로 질소를 배출할 수 있도록 상기 공간에 배출구를 배치함을 특징으로 하는 산소발생장 치.