KR20210139102A - Oxygen Generator for Fish Farms - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 산소발생기에 관한 것으로서, 상세하게는 유지관리가 어렵고 고가인 컴프레셔를 대체하여 새로운 구성으로 시스템화한 양식장용 산소발생기를 제안한다.The present invention relates to an oxygen generator, and in particular, it proposes an oxygen generator for aquaculture that is systematized with a new configuration by replacing an expensive compressor that is difficult to maintain and maintain.
산소는 인간을 포함한 모든 생명체의 생존에 필수불가결한 요소로서, 산업적으로는 병원 등 각종 분야에서 고순도 산소를 활용하여 오염된 수질이나 대기를 정화하는데 널리 사용되고 있다.Oxygen is an essential element for the survival of all living things including humans, and industrially, it is widely used in various fields such as hospitals to purify polluted water or air by using high-purity oxygen.
구체적으로 공업용 산소 발생기를 통해 일반 양식장, 횟집, 활어차 등에서 그 규모와 용도에 따라 맞춤형으로 사용할 수 있으며, 농업, 어업, 축산업 등 다양한 분야에서 용도에 맞게 활용할 수 있어 시장성이 크고 경제발전 기여도가 우수한 분야에 속한다.Specifically, the industrial oxygen generator can be customized according to the size and use in general aquaculture farms, sushi restaurants, live fish cars, etc. belong to the field
산소발생기는 크게 PSA(pressure swing adsorption) 방식과 멤브레인(membrane) 방식으로 구분되는데, PSA 방식은 대기중의 공기를 컴프레셔로 압축한 후 압축된 공기를 흡착제(zeolite)가 들어 있는 통(bed)으로 보내어 압축공기 중 질소를 흡착제가 흡착하는 한편 흡착되지 않은 산소는 토출기(배출기)로 보내어서 배출하게 된다. 이때의 산소 순도가 80%±5%의 고농도가 되고, 흡착되었던 질소는 따로 배출시킨다. 멤브레인 방식은 필터를 이용하여 산소를 추출하는 방식인데, 이 방식은 산소의 순도가 낮아서 30±5% 정도의 산소농도를 얻을 수 있다. 멤브레인 방식은 주로 개인용으로 사용하며 튜브를 코에 대고 개인 호흡용으로 사용하기에 안성맞춤이다. 그에 반해 PSA 방식은 일정한 공간의 산소농도를 높이는데 쓰이므로 주택, 사무실 등에 사용되고 있다.Oxygen generator is largely divided into PSA (pressure swing adsorption) method and membrane method. The adsorbent adsorbs nitrogen in the compressed air, while the unadsorbed oxygen is sent to the ejector (discharger) to be discharged. At this time, the oxygen purity becomes high concentration of 80%±5%, and the adsorbed nitrogen is discharged separately. The membrane method is a method of extracting oxygen using a filter. In this method, oxygen concentration of about 30±5% can be obtained because the purity of oxygen is low. The membrane method is primarily for personal use and is perfect for personal breathing with a tube over the nose. On the other hand, the PSA method is used to increase the oxygen concentration in a certain space, so it is used in houses and offices.
광어 등 어류 양식장에서는 고농도의 산소가 대량으로 필요하며, 이를 위하여 주로 PSA 방식의 산소발생기를 이용하고 있는데(예를 들어, 공개특허 10-2018-0098067, 등록실용신안 20-0219405 등), 종래의 산소발생기는 구체적으로는 도 1에 도시한 바와 같이 에어 컴프레셔, 에어 드라이어, 에어 탱크, 데시칸트 드라이어, 산소발생기, 산소 탱크 등으로 구성되고, 이 방식에 의하여 순도 80% 산소를 분당 최고 20리터 생산하며, 제올라이트 분자체를 이용하여 질소를 선택 흡착하고 있다.Fish farms such as flatfish require a large amount of high-concentration oxygen, and for this purpose, PSA-type oxygen generators are mainly used (eg, Patent Publication 10-2018-0098067, Utility Model Registration 20-0219405, etc.), Specifically, as shown in FIG. 1, the oxygen generator is composed of an air compressor, an air dryer, an air tank, a desiccant dryer, an oxygen generator, an oxygen tank, etc., and in this way, 80% pure oxygen is produced up to 20 liters per minute and nitrogen is selectively adsorbed using a zeolite molecular sieve.
이러한 기존의 PSA 방식의 산소발생기는 제올라이트를 이용하여 대기 중의 질소만을 선택적으로 흡착하여 산소를 분리하기 위해 가압 및 감압 공정이 주기적으로 반복되며, 대용량의 컴프레셔가 필요하고 또한 컴프레셔에서 생산한 압축공기에서 이물질을 제거하고 냉각하는 등 일련의 과정을 위한 설비가 요구된다. This conventional PSA-type oxygen generator uses zeolite to selectively adsorb only nitrogen in the atmosphere and periodically repeats the pressurization and decompression processes to separate oxygen, and requires a large-capacity compressor. Equipment for a series of processes such as removing foreign substances and cooling is required.
그런데 종래의 산소발생기는 높은 마력의 컴프레셔와 더불어 필터, 드라이어, 산소 발생 베드에 이르는 과정에서 고압 공기의 생산, 이물질 제거, 냉각 등의 단계를 거치면서 전력 소모량이 과다하게 많으며, 특히 장비 고장 시 수리비용이 과다하여 산소발생기 운영자에게 큰 부담이 되고 있다. 특히 산소 발생에 필요한 많은 양의 공기를 생성하기 위해 고압의 압축공기를 위한 높은 용량(마력)의 컴프레셔가 필요하여 초기 투자비용이 클 뿐만 아니라 이로 인하여 친환경적 설비 구축이 어려우며, 비용 절감을 위해 오일 인젝션 컴프레셔를 사용하게 되면 환경 문제를 야기하게 된다. 또한, 효율이 낮은 제올라이트를 사용하게 되면 산소발생기 규모가 더 커지는 문제가 있고, 전술한 전력 소모 이외에도 정기적인 필터 교환 및 각종 소모품 교체 등으로 인해 유지비용이 과다하게 발생하여 양식업 등 산소발생기 사용 업체의 경쟁력을 저하시키는 요인이 되고 있다. However, conventional oxygen generators consume excessively high power consumption as they go through stages such as production of high-pressure air, removal of foreign substances, and cooling in the process from high-horsepower compressors to filters, dryers, and oxygen generating beds. Due to the excessive cost, it is a great burden on the oxygen generator operator. In particular, a high capacity (horsepower) compressor for high-pressure compressed air is required to generate a large amount of air required for oxygen generation, so the initial investment cost is high, and it is difficult to build an eco-friendly facility. Using a compressor causes environmental problems. In addition, if zeolite with low efficiency is used, there is a problem that the oxygen generator size becomes larger, and in addition to the above-mentioned power consumption, maintenance costs are excessive due to regular filter replacement and replacement of various consumables, etc. It is a factor that reduces competitiveness.
본 발명은 전술한 기술적 배경하에서 창안된 것으로, 본 발명의 목적은 고가의 대용량 컴프레셔를 대체하고 오일 인젝션 컴프레셔를 배제한 새로운 구성의 산소발생기를 제공하는 것이다. The present invention has been devised under the above technical background, and an object of the present invention is to provide an oxygen generator of a new configuration that replaces an expensive high-capacity compressor and excludes an oil injection compressor.
본 발명의 다른 목적은 설치비용이 감소되고 전력소모 및 유지비용을 절감할 수 있는 양식장용 산소발생 시스템을 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide an oxygen generating system for aquaculture that can reduce installation cost and reduce power consumption and maintenance cost.
본 발명의 또 다른 목적은 오일 등의 이물질이 발생하지 않고 친환경적으로 설비를 구축하여 양식업의 경쟁력을 향상시킬 수 있는 새로운 산소발생기를 제공하는 것이다. Another object of the present invention is to provide a new oxygen generator capable of improving the competitiveness of aquaculture by constructing an environment-friendly facility without generating foreign substances such as oil.
기타, 본 발명의 또 다른 목적 및 기술적 특징은 이하의 상세한 설명에서 보다 구체적으로 제시될 것이다.In addition, other objects and technical features of the present invention will be presented in more detail in the following detailed description.
상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 외부의 공기를 압력을 가하여 공급하는 블로어, 상기 블로어로부터 공급되는 공기의 수분과 이물질을 제거하는 공기 필터부, 상기 블로어에서 공급되는 공기를 저장하는 제1 공기 탱크, 내부에 흡착제가 내장되어 있고 상기 공기 필터부를 통과하여 공급되는 공기를 전달받아 질소와 산소를 분리하는 산소발생 베드, 산소발생 베드에서 생산되는 산소를 저장하는 산소 탱크, 산소 탱크의 산소를 양식장 수조로 전달하는 산소 공급부, 및 상기 산소발생 베드 후단 또는 상기 산소 탱크 후단에 설치되며 산소발생 베드로 공급되는 공기 또는 산소 탱크에 저장되는 산소의 유압을 높여 공급하기 위한 에어 부스터 또는 진공펌프를 포함하며, 상기 공기 필터부는 블로어에서 공급되는 공기를 공급받아 수분을 제거하는 에어 세퍼레이터, 블로어에서 공급되는 공기를 정화하는 드라이어, 또는 블로어에서 공급되는 공기를 정화하는 제1필터를 포함하는 것을 특징으로 하는 양식장용 산소발생기를 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention provides a blower for supplying external air by applying pressure, an air filter unit for removing moisture and foreign substances in the air supplied from the blower, and first air for storing the air supplied from the blower. Tank, an oxygen generating bed that has a built-in adsorbent and receives air supplied through the air filter unit to separate nitrogen and oxygen, an oxygen tank that stores oxygen produced in the oxygen generating bed, and a farm for oxygen in the oxygen tank An oxygen supply unit for delivering to the water tank, and an air booster or vacuum pump installed at the rear end of the oxygen generating bed or at the rear end of the oxygen tank to increase the hydraulic pressure of the air supplied to the oxygen generating bed or oxygen stored in the oxygen tank, The air filter unit for aquaculture, characterized in that it comprises an air separator for removing moisture by receiving the air supplied from the blower, a dryer for purifying the air supplied from the blower, or a first filter for purifying the air supplied from the blower An oxygen generator is provided.
본 발명에 있어서, 상기 공기 필터부와 산소발생 베드 사이에 산소발생 베드로 유입되는 공기를 추가로 정화하기 위한 제2필터 및 산소발생 베드로 전의 공기를 일시적으로 저장하는 제2 공기 탱크를 더 포함할 수 있다. In the present invention, it may further include a second filter for further purifying the air flowing into the oxygen generating bed between the air filter unit and the oxygen generating bed and a second air tank for temporarily storing the air before the oxygen generating bed. have.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 산소발생 베드는 산소 발생용 제1베드와 제2베드가 한 쌍으로 구성하여 배치되고, 산소발생 베드에 유입되는 공기와 산소발생 베드에서 분리 배출되는 산소와 질소의 흐름을 통제하는 복수의 밸브를 선택적으로 제어하여 제1베드와 제2베드를 순차적으로 반복 동작시키는 것이 바람직하다. In addition, in the present invention, in the oxygen generating bed, the first bed and the second bed for generating oxygen are arranged as a pair, and the air introduced into the oxygen generating bed and oxygen and nitrogen separated from the oxygen generating bed are separated. It is preferable to sequentially and repeatedly operate the first bed and the second bed by selectively controlling a plurality of valves for controlling the flow.
본 발명에 따르면, 양식장 등에서 생산성을 높이기 위해 사용하는 산소발생기의 구성을 새로운 요소들로 대체하고 시스템화하여 에너지 절감, 효율 극대화, 비용 절감 등의 효과를 얻을 수 있다. According to the present invention, it is possible to obtain effects such as energy saving, efficiency maximization, and cost reduction by replacing and systemizing the configuration of an oxygen generator used to increase productivity in aquaculture farms, etc. with new elements.
구체적으로 기존 PSA 방식 대비 50% ~ 80% 정도의 에너지 절감할 수 있으며, 오일 인젝션 컴프레셔 등의 사용을 배제하여 환경문제를 해결하는 한편, 장비의 운용 비용, 크기 등을 대폭 줄여 고장 시 즉각적인 대응 가능한 장점이 있다.Specifically, it can reduce energy by 50% to 80% compared to the existing PSA method, solve environmental problems by excluding the use of oil injection compressors, etc., while significantly reducing the operating cost and size of equipment, enabling immediate response in case of failure There are advantages.
특히, 기존 산소발생기에서 많은 부분을 차지하는 컴프레셔 비용을 줄여 전력소모 및 유지비용 절감이 가능하고, 오일 등의 이물질을 걸러내기 위한 필터를 줄여 추가로 유지비용이 절감된다. 또한, 장비 장애 시 적은 비용으로 유지보수가 가능하며 즉각적인 복구가 가능하기 때문에 노후한 산소발생기 교체로 인한 화재사고나 여름철 고수온기에 양식 어류가 대량 폐사되는 사고를 예방할 수 있다. In particular, it is possible to reduce power consumption and maintenance costs by reducing the compressor cost, which occupies a large part in the existing oxygen generator, and further reduces maintenance costs by reducing the filter for filtering foreign substances such as oil. In addition, in case of equipment failure, maintenance is possible at low cost and immediate recovery is possible, so it is possible to prevent fire accidents due to replacement of old oxygen generators or mass deaths of farmed fish during high temperature in summer.
이와 같은 새로운 산소발생기를 통해 양식 어가의 소득 증진은 물론 해당 양식업의 경쟁력 강화에 크게 기여할 수 있다.Through such a new oxygen generator, it can greatly contribute to not only increasing the income of aquaculture fishers but also strengthening the competitiveness of the aquaculture industry.
도 1은 기존의 PSA 방식 산소발생기의 구성을 보인 모식도
도 2는 본 발명의 양식장용 산소발생기 구성을 보인 모식도
도 3은 산소 발생 과정을 보인 순서도
도 4는 산소발생 베드의 구성을 보인 모식도1 is a schematic diagram showing the configuration of a conventional PSA type oxygen generator;
Figure 2 is a schematic diagram showing the configuration of an oxygen generator for aquaculture of the present invention
3 is a flowchart showing an oxygen generation process;
4 is a schematic diagram showing the configuration of an oxygen generating bed;
본 발명은 개선된 양식장용 산소발생기를 제안한다. 대용량 산소발생기와 소형 캐비넷 산소발생기의 단점을 제거하고 장점을 접목하여 에너지 절감 및 효율 극대화 기여할 수 있도록 산소발생기의 구성 요소들을 변경하거나 새롭게 제작하여 제공한다. The present invention proposes an improved oxygen generator for aquaculture. To eliminate the disadvantages of large-capacity oxygen generators and small cabinet oxygen generators, and to combine the advantages to contribute to energy saving and maximization of efficiency, oxygen generator components are modified or newly manufactured and provided.
기존의 고압 컴프레셔를 이용해 산소를 만드는 방식에서, 블로어를 이용해 저압의 공기를 생산해 흡입하는 방식으로 대체하는 한편, 산소발생 베드를 개선하여 고밀도 제올라이트를 사용하도록 산소발생기 시스템을 전체적으로 소형화하고, 공기 유량 대비 30% 산소발생량에서 50% 이상으로 성능을 개선한다.While replacing the existing method of making oxygen using a high-pressure compressor to a method of producing and sucking low-pressure air using a blower, the oxygen generator system was improved to use high-density zeolite by improving the oxygen generating bed. Improves performance from 30% oxygen generation to 50% or more.
대형 양식장등에서 사용하는 산소발생기는 높은 마력의 컴프레셔, 필터, 드라이어, 산소발생 베드의 순으로 공기가 이동하면서 산소가 발생하게 되는데, 컴프레셔에서 생산한 고압의 공기를 이물질 제거, 냉각 등의 과정을 거쳐 산소발생 베드에서 고순도의 산소를 만드는 방식으로 이루어지기 때문에 전력 소모량이 많으며, 장비 고장 시 전체 시스템을 수리해야 하는 불편이 있고 비용 과다로 사용자에게 큰 부담이 되었다.Oxygen generators used in large aquaculture farms generate oxygen as air moves in the order of a high horsepower compressor, filter, dryer, and oxygen generating bed. Since it is done in a way that makes high-purity oxygen in the oxygen generating bed, it consumes a lot of power, inconvenient to repair the entire system in case of equipment failure, and is a great burden to users due to excessive cost.
반면, 본 발명에서는 블로어, 공기 필터부, 산소발생 베드로 구성되는 산소발생기로서 컴프레셔를 사용하지 않으며, 공기 필터부는 원심분리기, 드라이어, 필터 등을 포함하는 저가의 제품으로 구성하여 전력 소모 및 부품 교환 문제를 해소하고, 산소 발생 베드에서 생산된 산소를 산소 탱크와 용해기 및 공급관을 통해 양식장의 각 수조로 전달하여 양식 대상물에 적합한 용존산소량을 공급할 수 있다. On the other hand, in the present invention, a compressor is not used as an oxygen generator composed of a blower, an air filter unit, and an oxygen generating bed, and the air filter unit is composed of low-cost products including a centrifugal separator, a dryer, and a filter, so power consumption and parts exchange problems The oxygen produced in the oxygen generating bed can be delivered to each tank of the aquaculture farm through the oxygen tank, dissolver, and supply pipe, thereby supplying an appropriate amount of dissolved oxygen to the aquaculture target.
블로어에서 공급되는 공기는 공기 탱크를 거쳐 공기 필터부로 전달될 수 있으며, 필터링 과정을 거친 공기는 추가로 필터링 과정을 거쳐 산소발생 베드로 전달될 수 있다. 이를 위하여, 공기 탱크를 공기필터부의 분리기 전후단이나 필터 전후단 등에 설치하여 운용할 수 있고, 산소발생 베드에 전달되는 공기의 공급 압력을 위하여 또는 용해기를 거쳐 각 양식 수조로 공급되는 산소의 압력을 증진시키기 위해 산소발생 베드 전후단이나 산소 탱크 전후단 등에 에어부스터 등의 장치를 추가로 배치하여 운용할 수 있다. The air supplied from the blower may be delivered to the air filter unit through the air tank, and the filtered air may be further filtered and delivered to the oxygen generating bed. To this end, the air tank can be installed and operated at the front and rear ends of the separator of the air filter unit or the front and rear ends of the filter, and the pressure of oxygen supplied to each aquaculture tank through the dissolver or for the supply pressure of the air delivered to the oxygen generating bed In order to increase the efficiency, devices such as an air booster may be additionally arranged and operated at the front and rear ends of the oxygen generating bed or the front and rear ends of the oxygen tank.
이하, 도면을 참조하며 바람직한 실시예를 통하여 본 발명의 기술적 구성 및 효과에 대해 보다 상세하게 설명한다. Hereinafter, with reference to the drawings, the technical configuration and effects of the present invention will be described in more detail through preferred embodiments.
도 2는 본 발명의 양식장용 산소 발생기의 구성을 모식적으로 보인 것으로, 외부의 공기를 압력을 가하여 공급하는 블로어(110), 상기 블로어로부터 공급되는 공기의 수분과 이물질을 제거하는 공기 필터부(120), 상기 블로어에서 공급되는 공기를 저장하는 공기탱크(130), 내부에 흡착제가 내장되어 있고 상기 공기 필터부를 통과하여 공급되는 공기를 전달받아 질소와 산소를 분리하는 산소발생 베드(150), 산소발생 베드에서 생산되는 산소를 저장하는 산소탱크(170) 및 산소 탱크의 산소를 양식장 수조로 전달하는 산소 공급부(180)를 포함하고 있다. 2 is a schematic view of the configuration of an oxygen generator for aquaculture of the present invention, a
또한, 본 발명의 양식장용 산소발생기는 공기 공급을 위한 블로어와 더불어, 상기 산소발생 베드 후단 또는 상기 산소 탱크 후단에 설치되며 산소발생 베드로 공급되는 공기 또는 산소 탱크에 저장되는 산소의 유압을 높여 공급하기 위한 에어 부스터(160) 또는 진공펌프를 포함한다. In addition, the oxygen generator for aquaculture of the present invention is installed at the rear end of the oxygen generating bed or the rear end of the oxygen tank, together with a blower for air supply, and increasing the hydraulic pressure of the air supplied to the oxygen generating bed or oxygen stored in the oxygen tank. Includes an air booster 160 or a vacuum pump for.
블로어는 압력이 약하지만 1마력 성능으로 30마력 상당의 컴프레셔와 동일한 유량을 생산할 수 있으며, 가격 또한 컴프레셔(500만원대)에 비해 매우 저렴(블로어 단가 : 30만원 이하)하여 전체적인 산소발생기 시스템을 간소화하는데 유리하다. 또한, 에어부스터 또는 진공펌프에 의해 진공압을 발생시켜 산소발생 베드로 유입되는 공기 또는 산소탱크에 저장되는 산소의 유압을 높임으로써 컴프레셔를 구비하지 않고도 충분한 공기 흐름 내지 산소 유동을 가능하게 한다.Although the pressure of the blower is weak, it can produce the same flow rate as a compressor of 30 horsepower with 1 horsepower performance, and the price is also very low compared to the compressor (5 million won) (Blower unit price: 300,000 won or less), simplifying the overall oxygen generator system. It is advantageous. In addition, by increasing the hydraulic pressure of the air flowing into the oxygen generating bed or oxygen stored in the oxygen tank by generating a vacuum pressure by an air booster or a vacuum pump, sufficient air flow or oxygen flow is possible without a compressor.
본 발명에 있어서, 상기 공기 필터부는 블로어에서 공급되는 공기를 공급받아 수분을 제거하는 에어 세퍼레이터, 블로어에서 공급되는 공기를 정화하는 드라이어, 또는 블로어에서 공급되는 공기를 정화하는 제1필터를 포함할 수 있는데, 이들의 종류 및 수는 산소발생 베드에서 생성되는 산소 유량에 따라 달라질 수 있다. 공기 필터부에서 에어 세퍼레이터는 1차 공기탱크로부터 드라이어로 가는 중간에 원심분급기(분체의 분급에 사용되는 건식 분급기) 등을 설치하여 공기 중의 수분이나 이물질을 제거할 수 있다. 드라이어는 블로어에서 생산된 공기가 원심분급기를 통과한 후 공기를 냉각시켜 수분을 제거하고 저온의 공기를 공급할 수 있도록 한다. 제1 필터는 공기 여과기로서, 냉각식 드라이어를 통과한 공기를 여과하는 과정을 통해 이물질과 수분 등을 불출하여 정화된 공기를 2차 공기탱크로 보내는 기능을 한다. In the present invention, the air filter unit may include an air separator that receives air supplied from a blower and removes moisture, a dryer that purifies the air supplied from the blower, or a first filter that purifies the air supplied from the blower. However, their type and number may vary depending on the oxygen flow rate generated in the oxygen generating bed. In the air filter unit, the air separator can remove moisture or foreign substances in the air by installing a centrifugal classifier (a dry classifier used for classifying powders) in the middle from the primary air tank to the dryer. The dryer allows the air produced by the blower to pass through the centrifugal classifier and then cool the air to remove moisture and supply low-temperature air. The first filter is an air filter and functions to send the purified air to the secondary air tank by discharging foreign substances and moisture through the process of filtering the air that has passed through the cooling dryer.
전술한 제1 공기탱크의 수 및 배치 형태는 공기 필터부의 규모 및 사이즈에 따라 다르게 설정할 수 있다. 예를 들어, 제1 공기탱크는 공기 필터부 앞단에 설치하여 블로어에서 생산된 공기를 보관하면서 일정한 압력을 유지하고 공기 필터부로 분출하여 공급할 수 있다. 공기 탱크를 설치함으로써 블로어의 약한 유압으로 인하여 산소발생 베드 동작에 무리가 가는 것을 방지할 수 있다. The number and arrangement of the above-described first air tanks may be set differently according to the size and size of the air filter unit. For example, the first air tank may be installed at the front end of the air filter unit to maintain a constant pressure while storing the air produced by the blower, and may be supplied by blowing to the air filter unit. By installing an air tank, it is possible to prevent excessive pressure on the operation of the oxygen generating bed due to the weak hydraulic pressure of the blower.
본 발명의 양식장용 산소발생기에 있어서, 상기 에어부스터 또는 진공펌프는 산소발생기에서 만든 산소를 산소 탱크로부터 양식장의 각 수조에 PE관 등의 공급라인을 통해 전달하는 과정에서 산소의 공급 유량 및 유압을 제어하기 위해 설치되며, 에어부스터의 위치는 산소발생 베드 후단이나 산소탱크 후단에 설치할 수 있고, 이와 더불어 산소발생 베드에 공급되는 공기의 압력을 높이기 위해 공기 필터부 후단에도 추가적으로 에어 부스터를 배치할 수도 있다. 각종 필터부 및 공기 탱크와 에어부스터 등을 통해, 컴프레셔보다 저마력의 블로어를 사용하더라도 흡착식 분리 방식에 의해 원활한 산소발생이 가능하며, 특히 산소발생 베드의 구조 및 기능을 변경함으로써 저전력 소모가 가능한 산소발생 시스템의 구현이 가능하게 된다. In the oxygen generator for aquaculture of the present invention, the air booster or vacuum pump controls the supply flow rate and hydraulic pressure of oxygen in the process of delivering oxygen produced by the oxygen generator from the oxygen tank to each tank of the farm through a supply line such as a PE pipe. It is installed to control, and the position of the air booster can be installed at the rear end of the oxygen generating bed or at the rear end of the oxygen tank. have. Through various filters, air tanks, and air boosters, even if a blower with a lower horsepower than a compressor is used, oxygen can be generated smoothly by the adsorption separation method. The implementation of the generation system becomes possible.
또한, 본 발명에 있어서, 상기 공기 필터부와 산소발생 베드 사이에 산소발생 베드로 유입되는 공기를 추가로 정화하기 위한 제2필터(141) 및 산소발생 베드로 전의 공기를 일시적으로 저장하는 제2 공기 탱크(142)를 더 포함할 수 있다. In addition, in the present invention, a
2차 공기탱크는 공기 필터부를 통해 정화된 공기를 보관하며, 2차 필터는 공기 정화 장치를 통해 공기를 추가적으로 여과(수분 불출)하여 산소발생 베드로 전달한다. 산소발생 베드는 필터부에서 정화된 공기를 공급받아 내부의 흡착제를 통해 산소와 질소를 분리하며, 예를 들어 질소는 하단으로 배출되고 산소는 상단으로 배출하여 산소 탱크로 공급할 수 있다. 산소 탱크는 산소발생기에서 생성된 산소를 양식장에 공급하기 전에 저장한다. The secondary air tank stores the air purified through the air filter unit, and the secondary filter additionally filters the air (water dispensing) through the air purification device and delivers it to the oxygen generating bed. The oxygen generating bed is supplied with purified air from the filter unit and separates oxygen and nitrogen through an adsorbent inside, for example, nitrogen is discharged to the bottom and oxygen is discharged to the top to be supplied to the oxygen tank. Oxygen tanks store the oxygen produced by the oxygen generator before feeding it to the farm.
본 발명에 있어서, 상기 산소발생 베드는 산소 발생용 제1베드와 제2베드가 한 쌍으로 구성하여 배치되고, 산소발생 베드에 유입되는 공기와 산소발생 베드에서 분리 배출되는 산소와 질소의 흐름을 통제하는 복수의 밸브를 선택적으로 제어하여 제1베드와 제2베드를 순차적으로 반복 동작시키는 것이 바람직하다. In the present invention, in the oxygen generating bed, the first bed and the second bed for generating oxygen are arranged as a pair, and the air introduced into the oxygen generating bed and the flow of oxygen and nitrogen separated from the oxygen generating bed are separated. It is preferable to sequentially and repeatedly operate the first bed and the second bed by selectively controlling a plurality of valves to be controlled.
도 3을 참조하면, 산소발생 베드의 구성을 모식적으로 보인 것으로 한 쌍의 베드(150a, 150b)와 한 쌍의 유입 밸브(152a, 152b) 및 한 쌍의 배출 밸브(154a, 154b)가 상호 유기적으로 연결되어 있다. 메인 밸브(151)를 통해 베드로 공급되는 공기는 유입 밸브 중 제1밸브(152a)를 on 상태로 하여 제1베드(150a)로 유입되고, 제1베드 내에 장입된 제올라이트에 의해 질소가 흡착되면서 산소가 분리되며, 분리된 산소는 배출밸브 중 제1밸브(154a)를 on 상태로 하여 산소 탱크로 유입된다. 이 때 유입 밸브의 제2밸브(152b)는 off 상태가 되어 제2베드로 공기가 유입되지 않으며, 배출 밸브의 제2밸브(154b)도 off 상태를 유지한다. 이후 유입 밸브의 제2밸브(152b)를 on 상태로 하여 제2배드로 공기가 유입되고 동일한 과정의 산소 분리가 이루어지며, 배출 밸브의 제2밸브(154b)를 on 상태로 하여 분리된 산소를 산소탱크로 전달한다. 이 때 유입 밸브의 제1밸브는 off 상태로 하여 공기가 제1베드에 유입되지 않으며 대신 제1베드에 흡착되어 남아 있는 질소가 내부 압력에 의해 외부로 배출된다. 3, the configuration of the oxygen generating bed is schematically shown. A pair of
이러한 과정은 제1베드와 제2베드에 선택적으로 순착적인 동작에 의해 진행될 수 있으며, 이와 같은 왕복 선택형 공기 유입 및 산소 분리 동작에 의해 적은 용량의 블로어와 에어부스터를 사용하더라도 균일하고 효율적인 산소 발생이 가능하게 된다. This process can be carried out by selectively sequential operations on the first bed and the second bed, and by such a reciprocating selective air inflow and oxygen separation operation, uniform and efficient oxygen generation can be achieved even with a small-capacity blower and air booster. it becomes possible
이러한 왕복 순차 동작형 산소발생 베드는 산소 발생용 메인 베드와 비상 시 대체하여 사용하는 산소 발생용 보조 베드로 구성하여 운용할 수도 있다. 또한, 전술한 블로어와 에어부스터를 사용함으로써 산소발생 베드의 사이즈를 기존 대용량 산소발생기 대비 1/5 수준으로 줄일 수 있으며, 이러한 사이즈 감소를 통해 대형 베드이면서도 기존의 직경 2mm 이상의 제올라이트 대신 소형 제올라이트(직경 0.6 ~ 1.4mm 수준)를 베드에 충진할 수 있어 산소발생 효율을 높일 수 있다. Such a reciprocating sequential operation type oxygen generating bed may be operated by composing a main bed for oxygen generation and an auxiliary bed for oxygen generation to be used instead of an emergency bed. In addition, by using the above-mentioned blower and air booster, the size of the oxygen generating bed can be reduced to 1/5 of that of the existing large-capacity oxygen generator. 0.6 ~ 1.4mm level) can be filled in the bed to increase the oxygen generation efficiency.
도 4는 본 발명의 양식장용 산소발생기의 산소 발생 과정을 보인 것으로, 블로어에서 충분한 유량의 공기가 생산되어 시스템으로 공급되며(단계 S110), 에어세퍼레이터, 에어 드라이어, 에어 필터 등의 공기 필터부에서 블로어를 통해 공급되는 공기의 수분 제거, 정화, 냉각 등의 과정이 진행된다(단계 S120). 블로어에서 공급된 공기는 산소발생 베드에 유입되기 전에 임시로 공기 탱크에 저장되는데(단계 S130) 공기 탱크는 전술한 바와 같이 공기 필터부의 전단이나 후단에 배치될 수 있고, 필요에 따라 필터부 내에 더 배치되는 것도 가능하다. 필터링이 완료된 공기는 산소발생 베드에 공급되어 질소가 흡착되고 산소만 분리되며, 질소는 베드 밖으로 배출된다(단계 S140). 분리된 산소는 임시로 산소 탱크에 저장되고(단계 S150) 이후 필요에 따라 양식장 내 각 수조에 산소를 공급하게 된다(단계 S160).4 is a view showing the oxygen generation process of the oxygen generator for aquaculture of the present invention, and a sufficient flow rate of air is produced by the blower and supplied to the system (step S110), and in the air filter unit such as an air separator, an air dryer, an air filter, etc. Processes such as moisture removal, purification, and cooling of the air supplied through the blower are performed (step S120). The air supplied from the blower is temporarily stored in an air tank before it enters the oxygen generating bed (step S130). The air tank may be disposed at the front or rear end of the air filter unit as described above, and may be further contained in the filter unit as necessary. It is also possible to place The filtered air is supplied to the oxygen generating bed so that nitrogen is adsorbed and only oxygen is separated, and nitrogen is discharged out of the bed (step S140). The separated oxygen is temporarily stored in an oxygen tank (step S150), and thereafter, oxygen is supplied to each tank in the aquaculture farm as needed (step S160).
양식장 내 산소 공급을 위해서는 산소 용해기와 각 수조에 산소를 공급하기 위한 개별 관(PE 관)이 설치되어 용존산소량을 공급할 수 있다. For oxygen supply in the farm, an oxygen dissolver and an individual pipe (PE pipe) for supplying oxygen to each tank are installed to supply the dissolved oxygen amount.
본 발명에 있어서, 시스템의 탱크, 배관은 물론 핵심부품인 베드, 블로어, PCB, 솔레노이드 밸브, 드레인 등의 부품에 표면처리 등의 부식방지 기술을 적용하고, 열에 의한 취성이나 물리적 충격에 의한 깨짐 현상에도 강한 고기능성 소재를 사용할 수 있다.In the present invention, corrosion prevention technology such as surface treatment is applied to parts such as bed, blower, PCB, solenoid valve, drain, etc., which are core components as well as tank and piping of the system, and cracking caused by heat brittleness or physical impact High-performance materials that are strong against
본 발명은 양식장에서 어류 양식의 생산성을 높이기 위해 사용하는 산소발생기에 있어서, 기존의 산소발생 방식을 개선하여 에너지 절감, 산소발행 효율 향상, 비용 절감 등의 효과를 얻을 수 있다. 특히, 기존 방식 대비 80% 정도의 에너지 절감할 수 있고, 오일 인젝션 컴프레셔를 제거하여 환경문제 해결하는 한편, 장비의 설치 비용, 크기 등을 대폭 줄여 고장 시 즉각적인 대응이 가능한 장점이 있다.According to the present invention, in an oxygen generator used to increase the productivity of fish farming in aquaculture, effects such as energy saving, oxygen issuance efficiency improvement, and cost reduction can be obtained by improving the existing oxygen generation method. In particular, it can save about 80% of energy compared to the existing method, solve environmental problems by removing the oil injection compressor, and significantly reduce the installation cost and size of equipment, enabling immediate response in case of failure.
대용량 PSA 산소발생기는 산소 생산량과 비례한 높은 마력의 컴프레셔가 필요하고 고장 시 타지에 부품을 신청하고 수리 출장을 요청하는 과정에서 정비 시간 지연으로 대량 폐사 우려가 상존하였으며, 캐비넷형 소형 산소발생기는 여러 대를관리하는 과정에서 많은 유지비용이 발생하고 산소 공급량은 설비가 한정되어 최대 사용량이 한정되는 반면, 본 발명의 산소발생기는 양식장의 여건에 맞게 산소공급량을 조절하면서도 설비의 유지 관리가 용이하고 에너지를 절감하여 양식어가의 부담을 최소화하면서도 양식업 경쟁력을 높이는데 크게 일조할 것으로 기대된다.Large-capacity PSA oxygen generators require a high-horsepower compressor that is proportional to oxygen production, and in the event of a breakdown, there is a constant risk of mass death due to delay in maintenance time in the process of requesting parts and a repair business trip abroad. In the process of managing the plant, a lot of maintenance costs are incurred and the maximum amount of oxygen supply is limited due to the limited equipment, whereas the oxygen generator of the present invention adjusts the oxygen supply according to the conditions of the aquaculture farm, while maintaining the facility and maintaining the energy. It is expected to greatly contribute to enhancing the competitiveness of the aquaculture industry while minimizing the burden on aquaculture farmers.
이상에서 바람직한 실시예를 통하여 본 발명을 예시적으로 설명하였으나, 본 발명은 이와 같은 특정 실시예에만 한정되는 것은 아니며 본 발명에서 제시한 기술적 사상, 구체적으로는 특허청구범위에 기재된 범주 내에서 다양한 형태로 수정, 변경, 또는 개선될 수 있을 것이다.Although the present invention has been exemplarily described through preferred embodiments above, the present invention is not limited to such specific embodiments, and various forms within the scope of the technical idea presented in the present invention, specifically, the claims may be modified, changed, or improved.
110:블로어
120:공기 필터부
130:공기 탱크
150:산소발생 베드
150a:제1베드
150b:제2베드
152a,152b:유입 밸브
154a,154b:배출 밸브
160:에어부스터
170:산소 탱크
180:산소공급부110: blower 120: air filter unit
130: air tank 150: oxygen generating bed
150a:
152a, 152b:
160: air booster 170: oxygen tank
180: oxygen supply unit
Claims (3)
상기 블로어로부터 공급되는 공기의 수분과 이물질을 제거하는 공기 필터부,
상기 블로어에서 공급되는 공기를 저장하는 제1 공기 탱크,
내부에 흡착제가 내장되어 있고, 상기 공기 필터부를 통과하여 공급되는 공기를 전달받아 질소와 산소를 분리하는 산소발생 베드와,
산소발생 베드에서 생산되는 산소를 저장하는 산소 탱크,
산소 탱크의 산소를 양식장 수조로 전달하는 산소 공급부, 및
상기 산소발생 베드 후단 또는 상기 산소 탱크 후단에 설치되며, 산소발생 베드로 공급되는 공기 또는 산소 탱크에 저장되는 산소의 유압을 높여 공급하기 위한 에어 부스터 또는 진공펌프를 포함하며,
상기 공기 필터부는 블로어에서 공급되는 공기를 공급받아 수분을 제거하는 에어 세퍼레이터, 블로어에서 공급되는 공기를 정화하는 드라이어, 또는 블로어에서 공급되는 공기를 정화하는 제1필터를 포함하는 것을 특징으로 하는
양식장용 산소발생기.
A blower that supplies external air by applying pressure,
an air filter unit that removes moisture and foreign substances from the air supplied from the blower;
A first air tank for storing the air supplied from the blower,
an oxygen generating bed having a built-in adsorbent therein, receiving air supplied through the air filter unit, and separating nitrogen and oxygen;
Oxygen tank for storing oxygen produced in the oxygenation bed;
an oxygen supply that delivers oxygen from the oxygen tank to the fish tank, and
It is installed at the rear end of the oxygen generating bed or the rear end of the oxygen tank, and includes an air booster or vacuum pump for supplying the air supplied to the oxygen generating bed or oxygen stored in the oxygen tank by increasing the hydraulic pressure,
The air filter unit comprises an air separator for removing moisture by receiving the air supplied from the blower, a dryer for purifying the air supplied from the blower, or a first filter for purifying the air supplied from the blower.
Oxygen generator for aquaculture.
상기 공기 필터부와 산소발생 베드 사이에 산소발생 베드로 유입되는 공기를 추가로 정화하기 위한 제2필터 및 산소발생 베드로 전의 공기를 일시적으로 저장하는 제2 공기 탱크를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 양식장용 산소발생기.
According to claim 1,
For aquaculture, characterized in that it further comprises a second filter for further purifying the air flowing into the oxygen generating bed between the air filter unit and the oxygen generating bed and a second air tank for temporarily storing the air before the oxygen generating bed. oxygen generator.
상기 산소발생 베드는 산소 발생용 제1베드와 제2베드가 한 쌍으로 구성하여 배치되고, 산소발생 베드에 유입되는 공기와 산소발생 베드에서 분리 배출되는 산소와 질소의 흐름을 통제하는 복수의 밸브를 선택적으로 제어하여 제1베드와 제2베드를 순차적으로 반복 동작시키는 것을 특징으로 하는 양식장용 산소발생기.
According to claim 1,
In the oxygen generating bed, a first bed and a second bed for generating oxygen are arranged as a pair, and a plurality of valves control the flow of air introduced into the oxygen generating bed and oxygen and nitrogen separated and discharged from the oxygen generating bed. Oxygen generator for aquaculture, characterized in that the first and second beds are sequentially and repeatedly operated by selectively controlling the.
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2020
- 2020-05-13 KR KR1020200057405A patent/KR102421813B1/en active IP Right Grant
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