KR200190287Y1 - An oxygen concentrator for a single tower - Google Patents
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Abstract
개시된 내용은 단탑형으로 구성하고 산소순도를 높이기 위한 세정탱크와 공기압축기의 효율을 상승시키기 위한 가압보조탱크를 설치함에 의하여 전체크기를 감소시켜 소형경량화하면서도 산소순도 및 생산량을 배가시킨 단탑형 산소발생장치에 관한 것이다. 이러한 본 고안은 공기압축기로 압축된 압축공기를 세정과정시 임시로 가압저장하는 가압보조탱크; 상기 가압보조탱크 및 상기 흡착탑으로 상기 공기압축기에서 압축된 압축공기를 선택적으로 공급하는 제 1솔레노이드밸브;Disclosed is a single-top type oxygen generation system that reduces the overall size and doubles the oxygen purity and production by reducing the overall size by installing a cleaning tank for increasing the oxygen purity and a pressure auxiliary tank for increasing the efficiency of the air compressor. Relates to a device. The present invention is a pressure auxiliary tank for temporarily storing the compressed air compressed by the air compressor during the cleaning process; A first solenoid valve for selectively supplying compressed air compressed by the air compressor to the pressure auxiliary tank and the adsorption tower;
상기 흡착탑에서 생성되어 상기 저장탱크에 저장된 산소를 세정과정시 다시 상기 흡착탑으로 환류공급하는 제 2솔레노이드밸브; 상기 흡착탑에서 생성되어 외부로 출력되는 산소순도를 검출하는 산소센서; 및 상기 산소센서의 검출값을 입력받아 상기 공기압축기 및, 상기 제 1,제 2솔레노이드밸브를 제어하여 전체시스템을 온/오프통제하는 제어부로 구현된다.A second solenoid valve generated by the adsorption tower and supplied back to the adsorption tower during the cleaning process of oxygen stored in the storage tank; An oxygen sensor which detects oxygen purity generated by the adsorption tower and output to the outside; And a control unit which receives the detection value of the oxygen sensor and controls the air compressor and the first and second solenoid valves to control the entire system on / off.
이러한 구성에 의해서, 본 고안의 단탑형 산소발생장치는 전체크기를 감소시켜 소형경량화하면서도 산소순도 및 생산량을 배가시킬 수 있는 잇점을 가지고 있다. 이에 따라서, 본 장치는 고순도와 안정된 생산량을 얻을 수 있을 뿐만아니라, 협소한 공간에도 적용이 가능하며 보다 간편하게 장착할 수 있다.By such a configuration, the single-top oxygen generator of the present invention has the advantage of reducing the overall size and doubling the oxygen purity and production while reducing the size and weight. As a result, the device can not only obtain high purity and stable production, but also can be applied to a narrow space and can be mounted more simply.
Description
본 고안은 의료용이나 산업용도로 두루 사용될 수 있는 범용 산소발생장치에 관한 것으로, 특히 단탑형으로 구성하고 산소순도를 높이기 위한 세정탱크와 공기압축기의 효율을 상승시키기 위한 가압보조탱크를 설치함에 의하여 전체크기를 감소시켜 소형경량화하면서도 산소순도 및 생산량을 배가시킨 단탑형 산소발생장치에 관한 것이다.The present invention relates to a general-purpose oxygen generating device that can be used throughout medical or industrial use, in particular, it is composed of a single-top type, and the overall size by installing a pressure tank to increase the efficiency of the cleaning tank and the air compressor to increase the oxygen purity The present invention relates to a short-top type oxygen generator which reduces the weight and reduces the weight and yields oxygen purity and production.
일반적으로, 산소발생기는 대기중에서 산소를 분리농축하는 장치로, 통상 가정용으로 사용되고 있는 데, 이러한 산소발생기의 작동원리는 제올라이트(Zeolite)라 불리는 흡착제가 소정의 기체분자를 흡착시키는 성질을 이용한다. 대기중 약80%를 차지하는 질소는 산소보다 제올라이트에 잘 흡착되므로 공기를 흡착제가 충전된 흡착베드에 유입시키게 되면 질소성분은 흡착되고, 질소성분이 줄어든 기체는 베드상단 출구로 배출된다. 그럼으로써 이렇게 배출된 기체의 주성분으로 산소를 얻게 된다.In general, the oxygen generator is a device for separating and concentrating oxygen in the atmosphere, and is generally used for home use. The operating principle of the oxygen generator uses a property of adsorbent called zeolite to adsorb predetermined gas molecules. Nitrogen, which occupies about 80% of the atmosphere, is better adsorbed to the zeolite than oxygen, so when the air is introduced into the adsorption bed filled with the adsorbent, the nitrogen is adsorbed, and the nitrogen-reduced gas is discharged to the outlet of the upper bed. As a result, oxygen is obtained as the main component of the emitted gas.
위의 질소흡착과정은 가압기체를 소정의 흡착제를 통과시킴으로써 질소만이 흡착되고 나머지 기체는 통과시켜 공기중의 산소를 분리하여 얻는 과정으로, 이때 흡착제인 제올라이트는 질소가 흡착되어 성능이 격감하므로 질소를 그로부터 분리(탈착)하여 원래의 성능을 회복시켜 주어야 된다. 이 과정이 탈착과정으로 흡착제에 흡착된 흡착기체를 통과하는 기체중 일부를 저압상태에서 재순환시켜 탈착함으로써 흡착제를 세정하여 흡착능을 회복시키게 된다.The above nitrogen adsorption process is a process in which only nitrogen is adsorbed by passing a pressurized gas through a predetermined adsorbent and the remaining gas is passed to separate oxygen from the air. Should be removed (removed) from it to restore its original performance. In this process, some of the gas passing through the adsorbent gas adsorbed by the adsorbent is recycled and desorbed at low pressure to restore the adsorbent to recover the adsorbent capacity.
종래의 알려진 산소발생장치는 그 유출량의 변화를 고려하지 않는 단순한 구조와 성능을 갖는 산소발생기였다. 이와 같은 산소발생장치로는 일본특허공보 특공평6-91927호에 게재된 기체생성장치가 있다. 이 산소발생기의 구조는 크게 네가지로 구분되는 데, 이에 대해 개략적으로 설명하면 다음과 같다.Known oxygen generators in the related art are oxygen generators having a simple structure and performance that do not take into account the change in the flow rate. Such an oxygen generator includes a gas generator disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 6-91927. The structure of this oxygen generator is divided into four major, which is outlined as follows.
이 장치는 공기로부터 질소와 산소를 분리하는 흡착부, 공기압축, 저장, 유출에 관련하는 작동부, 밸브를 개폐하기 위한 제어부 및, 이들을 결합하기 위한 프레임부로 구성되어 있다. 이 기체생성장치의 핵심은 공보에 기재되어 있는 바와 같이 흡착제가 충전된 흡착조에 혼합기체를 공급하면 기체를 흡착하는 공정과, 이 흡착제에 흡착된 기체를 흡착제로부터 탈착하는 공정을 반복하여 필요기체(산소)를 일정한 농도로 얻게 되는 데, 이때 흡착조에서 얻은 필요기체중 일부를 탈착공정을 위해 흡착조로 환류하여 사용하고 있다.The apparatus is composed of an adsorption section for separating nitrogen and oxygen from air, an operation section related to air compression, storage, and outflow, a control section for opening and closing a valve, and a frame section for combining them. The core of this gas generator is to repeat the process of adsorbing the gas by supplying the mixed gas to the adsorption tank filled with the adsorbent as described in the publication, and desorbing the gas adsorbed from the adsorbent from the adsorbent. Oxygen) is obtained at a constant concentration, in which part of the gas required in the adsorption tank is refluxed and used for the desorption process.
이러한 기체생성장치에서는 산소농축만 진행되므로 생산유량에 관계없이 밸브개폐주기는 일정하게 작동한다. 따라서, 농축산소의 공급을 위하여 유출량의 변화가 있는 경우에는 산소순도가 균일하지 않을 뿐더러, 사용자의 임의작동에 따른 산소공급이 불균형적으로 유출되어 농축과정 및 산소공급의 전체시스템이 원활하게 작동하지 않는 문제점을 안고 있었다. 특히, 이 장치에서 공기중 질소를 흡착하는 흡착조(베드)는 단일의 통체로 구성되어 흡착성능이 떨어짐은 물론 이를 극복하기 위해서 그 부피를 크게 해야 하는 폐단이 있었다.In such a gas generator, only oxygen concentration proceeds, so the valve opening and closing cycle operates constantly regardless of the production flow rate. Therefore, if there is a change in the flow rate for the supply of concentrated oxygen, the oxygen purity is not uniform, and the oxygen supply is disproportionately discharged due to the user's arbitrary operation, so that the whole process of the concentration process and oxygen supply does not operate smoothly. I had a problem. In particular, the adsorption tank (bed) that adsorbs nitrogen in the air in this device is composed of a single cylinder, and the adsorption performance is deteriorated, and there is a closed end to increase the volume to overcome this.
또한, 위와 같은 산소발생기는 산소저장탱크의 용량에 한계가 있어 환자수송차량에 적용할 경우 환자수송시간에 제약이 있으므로 장거리 응급수송이 불가능할 뿐만 아니라, 수시로 재충전해야 하는 불편함이 있었다. 특히, 재충전시간동안 차량은 다른 산소저장탱크를 싣고 환자를 수송하거나, 충전시간동안 기다려야 하는 폐단이 있었다.In addition, the oxygen generator as described above has a limitation in the capacity of the oxygen storage tank, so when applied to the patient transport vehicle, there is a restriction in the patient transportation time, not only long-distance emergency transport is not convenient, but also had to be recharged from time to time. In particular, during the recharge time, the vehicle had to be loaded with another oxygen storage tank to transport the patient or to wait for the recharge time.
이상과 같은 문제점들을 극복하기 위해서 본 출원인은 양탑형의 통합베드를 적용한 산소발생장치를 기출원한 바 있다. 그러나, 이러한 기출원된 통합베드는 고순도 및 많은 출력을 얻을 수 있는 매우 훌륭한 장점을 가짐에도 불구하고, 듀얼베드(Dual Bed)를 적용함으로써 그 크기가 커져 소형화의 실현에 지장을 주는 문제가 발견되었다.In order to overcome the problems described above, the applicant has filed an application for an oxygen generating device using a double-bed integrated bed. However, even though such an integrated bed has a very good advantage of high purity and high output, it has been found that the problem is that the size of the dual bed is increased and thus it is difficult to realize the miniaturization. .
따라서, 본 고안의 목적은 협소한 공간에도 적용이 가능하며 고순도와 안정된 생산량을 얻을 수 있도록 단탑형으로 구성하면서도 산소순도를 높이기 위한 세정탱크와 공기압축기의 효율을 상승시키기 위한 가압보조탱크를 그 내부에 설계함으로써 전체크기를 감소시켜 소형경량화하면서도 산소순도 및 생산량을 배가시킬 수 있는 단탑형 산소발생장치를 제공함에 있다.Therefore, the object of the present invention is applicable to a narrow space, and it is composed of a single-top type to obtain high purity and stable production, but also pressurized auxiliary tank for increasing the efficiency of the cleaning tank and the air compressor to increase the oxygen purity therein. The present invention provides a single-top oxygen generator that can reduce the overall size and reduce the size and weight while doubling oxygen purity and yield.
도 1은 본 고안에 따른 단탑형 산소발생장치의 일실시예를 나타낸 구성도,1 is a block diagram showing an embodiment of a single-top oxygen generator according to the present invention,
도 2는 본 고안에 따른 단탑형 산소발생장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도,Figure 2 is a block diagram showing another embodiment of the single-top oxygen generator according to the present invention,
도 3은 본 고안의 단탑형 산소발생장치가 차량에 적용된 예를 보여주는 도면.3 is a view showing an example in which the tower-type oxygen generator of the present invention is applied to a vehicle.
*도면의 주요부분에 대한 부호설명* Code descriptions for the main parts of the drawings
10 : 공기압축기 11 : 흡입필터10 air compressor 11 suction filter
12 : 소음기 20 : 흡착탑12: silencer 20: adsorption tower
21 : 오리피스 30 : 저장탱크21: Orifice 30: Storage Tank
31 : 압력센서 40 : 제어부31: pressure sensor 40: control unit
50 : 세정탱크 60 : 가압보조탱크50: cleaning tank 60: pressure auxiliary tank
70 : 제 1솔레노이드밸브 81,82 : 체크밸브70: first solenoid valve 81,82: check valve
90 : 제 2솔레노이드밸브 100 : 압력조절기90: second solenoid valve 100: pressure regulator
110 : 유량계 111 : 산소센서110: flow meter 111: oxygen sensor
112 : 산소배출구 120 : 제 3솔레노이드밸브112: oxygen outlet 120: third solenoid valve
200 : 공조매니폴드200: air conditioning manifold
이와 같은 목적을 달성하기 위한 본 고안에 따른 단탑형 산소발생장치는 대기중의 공기를 공기압축기로 흡입압축하여 흡착탑에서 산소를 분리농축하여 저장탱크에 저장했다가 필요시 산소배출구를 통해 공급하는 산소발생기에 있어서, 상기 공기압축기로 압축된 압축공기를 세정과정시 임시로 가압저장하는 가압보조탱크; 상기 가압보조탱크 및 상기 흡착탑으로 상기 공기압축기에서 압축된 압축공기를 선택적으로 공급하는 제 1솔레노이드밸브; 상기 흡착탑에서 생성되어 상기 저장탱크에 저장된 산소를 세정과정시 다시 상기 흡착탑으로 환류공급하는 제 2솔레노이드밸브; 상기 흡착탑에서 생성되어 외부로 출력되는 산소순도를 검출하는 산소센서; 및 상기 산소센서의 검출값을 입력받아 상기 공기압축기 및, 상기 제 1,제 2솔레노이드밸브를 제어하여 전체시스템을 온/오프통제하는 제어부를 포함한다.In order to achieve the above object, the single-top oxygen generator according to the present invention sucks and compresses air in the air with an air compressor, separates and concentrates oxygen in the adsorption tower, stores it in a storage tank, and supplies oxygen through an oxygen outlet if necessary. In the generator, the auxiliary pressure tank for temporarily storing the compressed air compressed by the air compressor during the cleaning process; A first solenoid valve for selectively supplying compressed air compressed by the air compressor to the pressure auxiliary tank and the adsorption tower; A second solenoid valve generated by the adsorption tower and supplied back to the adsorption tower during the cleaning process of oxygen stored in the storage tank; An oxygen sensor which detects oxygen purity generated by the adsorption tower and output to the outside; And a control unit which receives the detection value of the oxygen sensor and controls the air compressor and the first and second solenoid valves to control the entire system on / off.
이하, 본 고안의 바람직한 실시예를 첨부된 도면들에 의거하여 상세히 설명한다.Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
도 1은 본 고안에 따른 단탑형 산소발생장치의 일실시예를 나타낸 구성도이다. 이 도면에서는 구성요소들의 작용관계를 알기 쉽게 하기 위해서 공기흐름은 실선으로, 센서신호는 일점쇄선으로, 그리고 제어신호는 점선으로 표시하고 있다.1 is a block diagram showing an embodiment of a single-top oxygen generator according to the present invention. In this figure, the air flow is indicated by a solid line, the sensor signal by a dashed line, and the control signal by a dotted line in order to clearly understand the working relationship of the components.
본 산소발생장치는 대분하면 대기중의 공기를 압축공기로 가공하여 공급하는 공기압축기(10)와, 내부에 흡착제를 충전하고 공기압축기(10)로부터 보내진 압축공기에서 질소를 흡착하여 산소를 분리하는 흡착탑(20)과, 흡착탑(20)에서 생산출력된 산소를 저장하고 일정한 압력으로 변환하여 필요한 대상에게 공급하는 저장탱크(30) 및, 이 모든 구성요소들을 제어하여 소망하는 출력을 얻을 수 있도록 제어하는 제어부(40)를 구비하고 있다. 또한, 흡착탑(20)의 질소탈착공정을 위해 본 장치는 흡착탑(20)과 연결된 세정탱크(50)를 마련하고 있으며, 가압시간을 단축하고 생산효율을 상승시키기 위한 가압보조탱크(60)를 흡착탑(20)의 전단계에 설치하고 있다. 이상의 구성요소들은 하나의 프레임(미도시)으로 결합되어 일체화되어 있으며, 이에 대해서는 이하부터 보다 상세히 설명한다.This oxygen generating device is an air compressor (10) for processing and supplying air in the compressed air, and an adsorbent therein, and adsorbs nitrogen from the compressed air sent from the air compressor (10) to separate oxygen. The adsorption tower 20, the storage tank 30 for storing the oxygen produced in the adsorption tower 20, and converts it to a constant pressure and supplies it to the required target, and control all these components to obtain the desired output The control part 40 is provided. In addition, for the nitrogen desorption process of the adsorption tower 20, the apparatus is provided with a cleaning tank 50 connected to the adsorption tower 20, the adsorption tower 60 pressurization auxiliary tank 60 to shorten the pressurization time and increase the production efficiency It is installed in the previous stage of (20). The above components are combined into one frame (not shown) to be integrated, which will be described in more detail below.
도시한 바와 같이, 흡입필터(11)를 통해 공기압축기(10)에 공기중의 먼지를 제거하여 공급한다. 그러면, 제 1솔레노이드밸브(70)를 거쳐 흡착탑(20)으로 압축공기가 유입되게 된다. 이 제 1솔레노이드밸브(70)는 제 1위치(71)에서는 공기압축기(10)의 공기를 흡착탑(20)으로 공급하고, 제 2위치(72)에서는 공기압축기(10)의 압축공기를 가압보조탱크(60)로 공급저장하게 된다. 흡착탑(10)에서 질소가 흡착되어 산소가 출력되는 데, 이 출력된 산소는 저장탱크(30)로 공급되어 일시 저장되게 된다. 이 저장탱크(30)와 흡착탑(20) 사이에는 제 1체크밸브(81)가 개재되어 저장탱크(30)에서 흡착탑(20)으로 산소가 역류하지 못하도록 한다.As shown, dust in the air is removed and supplied to the air compressor 10 through the suction filter 11. Then, compressed air is introduced into the adsorption tower 20 via the first solenoid valve 70. The first solenoid valve 70 supplies the air of the air compressor 10 to the adsorption tower 20 in the first position 71, and pressurized auxiliary air of the air compressor 10 in the second position 72. Supply and storage to the tank (60). Nitrogen is adsorbed in the adsorption tower 10 to output oxygen, and the output oxygen is supplied to the storage tank 30 to be temporarily stored. A first check valve 81 is interposed between the storage tank 30 and the adsorption tower 20 to prevent oxygen from flowing back from the storage tank 30 to the adsorption tower 20.
한편, 세정탱크(50)와 흡착탑(20) 사이에는 제 2솔레노이드밸브(90)가 구성되어 있어 제 2위치(92)에서 세정탱크(50)내의 저장산소를 흡착탑(20)으로 환류하여 흡착탑(20)을 세정할 수 있게 한다. 이때, 흡착탑(20)을 세정하기 위해 역류되는 유량은 세정탱크(50)의 부피에 관계된다. 그리고, 제 2솔레노이드밸브(90)와 흡착탑(20) 사이에는 오리피스(21)가 설치되어 산소의 역류시 오리피스(21)틀 통해 천천이 흡착탑(20)으로 환류되게 된다.On the other hand, the second solenoid valve 90 is configured between the cleaning tank 50 and the adsorption tower 20, so that the storage oxygen in the cleaning tank 50 is refluxed to the adsorption tower 20 at the second position 92 so that the adsorption tower ( 20) to be cleaned. At this time, the flow rate flowing back to clean the adsorption tower 20 is related to the volume of the cleaning tank (50). In addition, an orifice 21 is installed between the second solenoid valve 90 and the adsorption tower 20 such that the flow of gas flows back to the adsorption tower 20 through the orifice 21 when oxygen is flowed back.
저장탱크(30)에는 또한 압력센서(31)가 구비되어 있어 탱크내의 압력을 수시로 검출하여 제어부(40)로 전송함에 의하여 이상작동상태를 감지하게 한다. 저장탱크(30)에 저장된 산소는 압력조절기(100)와 유량계(110)를 거치면서 사용자에게 알맞는 상태로 가공되어 출력되게 된다. 이때, 압력조절기(100)와 유량계(110) 사이에도 제 2체크밸브(82)가 설치되어 공급되는 산소의 역류를 방지하게 된다. 특히, 본 장치는 유량계(110)를 거쳐 출력되는 산소배출부분에 산소센서(111)를 설치하여 출력되는 산소의 순도값을 검출함으로써 산소발생기의 온/오프(On/Off)제어를 위한 정보로 이용하게 된다.The storage tank 30 is also provided with a pressure sensor 31 to detect the abnormal operating state by detecting the pressure in the tank from time to time to the control unit 40. The oxygen stored in the storage tank 30 is processed and output in a state suitable for the user while passing through the pressure regulator 100 and the flow meter 110. At this time, the second check valve 82 is installed between the pressure regulator 100 and the flow meter 110 to prevent the reverse flow of oxygen supplied. In particular, the device is installed as an information for the on / off control of the oxygen generator by detecting the purity value of the oxygen output by installing the oxygen sensor 111 in the oxygen discharge portion output through the flow meter 110. Will be used.
본 장치는 위에서도 간략히 설명했듯이 가압시간을 단축하여 흡착탑(20)에서의 산소생산출력을 상승시키기 위하여 공기압축기(10)와 흡착탑(20) 사이에 가압보조탱크(60)를 구비하고 있다. 이것은 흡착탑(20)의 세정과정중에도 공기압축기(10)로 압축된 공기를 제 1솔레노이드밸브(70)를 제 2위치(72)로 전환시켜 가압보조탱크(60)내에 저장하고 있다가, 흡착탑(20)이 세정과정을 마치고 가동되는 즉시 가압보조탱크(60)로부터 필요량의 압축공기를 단시간내에 공급받아 흡착탑(20)의 가동효율을 상승시키게 된다. 이때, 가압보조탱크(60)로부터 흡착탑(20)으로의 압축공기의 공급/단속은 그들 사이에 개재된 제 3솔레노이드밸브(120)에 의해 이루어지게 된다. 즉, 제 3솔레노이드밸브(120)는 제 1위치(121)에서는 공급통로가 차단되어 있다가, 제 2위치(122)로 전환되면 가압보조탱크(60)내의 압축공기를 흡착탑(20)으로 공급하게 된다. 물론, 이 제 3솔레노이드밸브(120) 뿐만아니라 위에서 기설명한 제 1,제 2솔레노이드밸브(70,90)도 제어부(40)에 의해 제어되게 된다.As briefly described above, the apparatus includes a pressurization auxiliary tank 60 between the air compressor 10 and the adsorption tower 20 to shorten the pressurization time and increase the oxygen production output in the adsorption tower 20. During the cleaning process of the adsorption tower 20, the air compressed by the air compressor 10 is switched to the first solenoid valve 70 to the second position 72 and stored in the pressure auxiliary tank 60. Immediately after 20) the cleaning process, the required amount of compressed air is supplied from the pressure auxiliary tank 60 in a short time to increase the operating efficiency of the adsorption tower 20. At this time, the supply / interruption of the compressed air from the pressure auxiliary tank 60 to the adsorption tower 20 is made by the third solenoid valve 120 interposed therebetween. That is, in the third solenoid valve 120, the supply passage is blocked at the first position 121, and when it is switched to the second position 122, the compressed air in the pressure auxiliary tank 60 is supplied to the adsorption tower 20. Done. Of course, not only the third solenoid valve 120 but also the first and second solenoid valves 70 and 90 described above are controlled by the controller 40.
또한, 본 장치는 흡착탑(20)에서 산소를 농축하는 과정에서 발생된 질소를 배출할 때, 주변대기와의 압력차에 의한 소음발생을 저감하기 위해서 배출부측에 소음기(12)를 장착하고 있다. 이 소음기(12)로부터 배출되는 기체성분은 대부분이 질소이므로 흡착탑(20)내로 재유입될 경우 흡착탑(20)에서 생성되는 산소농축량이 저하되게 된다. 그러므로, 소음기(12)는 공기압축기(10)의 흡입필터(11)와 분리하여 멀리 이격시켜 놓음으로써 신선한 공기가 공기압축기(10)로 흡입되도록 한다.In addition, the device is equipped with a silencer 12 on the discharge side in order to reduce the noise generated by the pressure difference with the surrounding atmosphere when discharging nitrogen generated in the concentration of oxygen in the adsorption tower 20. Since most of the gaseous components discharged from the muffler 12 are nitrogen, when the gas is re-introduced into the adsorption tower 20, the oxygen concentration generated in the adsorption tower 20 is lowered. Therefore, the silencer 12 is separated from the intake filter 11 of the air compressor 10 and spaced apart to allow fresh air to be sucked into the air compressor 10.
도 2는 본 고안에 따른 단탑형 산소발생장치의 다른 실시예를 나타낸 구성도이다. 본 도면에 개시된 실시예는 도 1에서 기설명한 실시예와 거의 동일한 구성을 가지므로 동일한 부분에 대해서는 다시 언급하지 않고, 상이한 부분에 대해서만 중점적으로 설명하도록 한다.Figure 2 is a block diagram showing another embodiment of the single-top oxygen generator according to the present invention. Since the embodiment disclosed in this drawing has a configuration substantially the same as the embodiment described in FIG. 1, the same parts will not be described again, and only the different parts will be described.
본 실시예에서는 세정탱크없이 흡착탑(20)에서 곧바로 저장탱크(30)로 연결되어 있다. 따라서, 흡착탑(20)의 세정시 저장탱크(30)내에 저장된 압축공기를 환류시켜 흡착제에서 질소를 탈착분리하게 된다. 다시 말하면, 흡착탑(20)에서 생성출력된 산소는 제 1체크밸브(81)를 거쳐 저장탱크(30)내에 저장되고, 흡착탑(20)의 세정시에는 제 2솔레노이드밸브(90)가 제 2위치(92)로 제어부(40)에 의해 제어전환되어 저장탱크(30)내의 압축공기가 흡착탑(20)으로 오리피스(21)를 거쳐 서서히 환류하게 된다. 본 실시예에서는 세정탱크가 생략되었으므로 저장탱크(30)로부터 흡착탑(20)으로 역류하는 유량은 제 2솔레노이드밸브(90)의 개폐시간을 제어하여 조절하게 된다.In this embodiment, it is connected directly to the storage tank 30 from the adsorption tower 20 without the cleaning tank. Accordingly, when cleaning the adsorption tower 20, the compressed air stored in the storage tank 30 is refluxed to desorb and separate nitrogen from the adsorbent. In other words, the oxygen generated in the adsorption tower 20 is stored in the storage tank 30 via the first check valve 81, and when the adsorption tower 20 is cleaned, the second solenoid valve 90 is located in the second position. Control 92 is controlled by the control unit 40 to gradually reflux the compressed air in the storage tank 30 via the orifice 21 to the adsorption tower 20. In this embodiment, since the cleaning tank is omitted, the flow rate flowing back from the storage tank 30 to the adsorption tower 20 is controlled by controlling the opening / closing time of the second solenoid valve 90.
도 3은 본 고안의 단탑형 산소발생장치가 차량에 적용된 예를 보여주는 도면으로, 여기에서는 본 단탑형 산소발생장치를 차량의 공조장치에 연결하여 차내 탑승객들에게 신선한 공기를 공급하도록 구성하고 있다. 이를 위해 본 산소발생장치(1)의 산소배출구(112)를 차량의 공조매니폴드(200)에 연결하고, 본 장치의 소음기(12)를 차량의 외부에 설치하고 있다. 이와 같이 차량에 적용된 본 단탑형 산소발생장치의 동작구현원리에 대해 도 1 및 도 3을 연관하여 참조하며 상세히 설명하기로 한다.3 is a view showing an example in which the tower-type oxygen generator of the present invention is applied to a vehicle. Here, the stage-type oxygen generator is connected to an air conditioner of the vehicle and configured to supply fresh air to passengers in the vehicle. To this end, the oxygen outlet 112 of the oxygen generator 1 is connected to the air conditioning manifold 200 of the vehicle, and the silencer 12 of the apparatus is installed outside the vehicle. As described above with reference to Figs. 1 and 3 for the operation principle of the present step-top type oxygen generating device applied to the vehicle will be described in detail.
본 장치를 작동시키게 되면 제어부(40)는 산소배출구쪽에 설치된 산소센서(111)로부터 산소순도를 검출하여 산소를 생산할 지를 판단하게 된다. 이때, 저장탱크(30)내의 산소가 부족하다고 판단되면 제어부(40)는 공기압축기(10)에 구동신호를 보낸다. 그러면, 공기압축기(10)가 작동하여 흡입필터(11)를 거쳐 여과된 공기를 갖고 압축공기를 생성하게 된다. 이 압축공기는 흡착탑(20)으로 보내져 그 내부에서 흡착제인 제올라이트에 의해 질소가 흡착되어 산소가 분리되게 되고, 이렇게 분리된 산소는 흡착탑(20) 상부에 마련된 제 1체크밸브(81)를 경유하여 저장탱크(30)에 가압저장되게 된다. 저장탱크(30)가 입정압이 되면 제어부(40)는 제 2솔레노이드밸브(90)를 제 2위치(92)로 절환시켜 세정탱크(50)내에 산소를 충진하게 된다. 제어부(40)는 계속해서 차내에 설치된 산소센서(111)로부터 그 내부산소순도를 파악하면서 산소생산을 제어하게 된다.When the device is operated, the control unit 40 detects oxygen purity from the oxygen sensor 111 installed at the oxygen outlet side and determines whether to produce oxygen. At this time, if it is determined that the oxygen in the storage tank 30 is insufficient, the control unit 40 sends a drive signal to the air compressor (10). Then, the air compressor 10 operates to generate compressed air with the air filtered through the suction filter 11. The compressed air is sent to the adsorption tower 20, where nitrogen is adsorbed by zeolite, which is an adsorbent, to separate oxygen, and the oxygen is separated through the first check valve 81 provided above the adsorption tower 20. The pressure is stored in the storage tank 30. When the storage tank 30 reaches the pressure, the control unit 40 switches the second solenoid valve 90 to the second position 92 to fill the cleaning tank 50 with oxygen. The controller 40 continuously controls the oxygen production while grasping the internal oxygen purity from the oxygen sensor 111 installed in the vehicle.
한편, 흡착과정이 끝나고 흡착탑(20)의 흡착제가 오염되어 세정이 필요하다고 판단되면 제어부(40)는 제 1솔레노이드밸브(70)를 제 2위치(72)로 전환시켜 흡착탑(20)내에 충만된 질소를 대기중으로 배출한다. 이때, 질소는 소음기(12)를 거치면서 배출되어 배출소음이 저감되게 된다. 그리고 나서, 제어부(40)는 제 2솔레노이드밸브(90)를 제 2위치(92)로 절환시켜 세정탱크(50)내의 산소를 오리피스(21)를 통해 흡착탑(20)내로 천천히 환류시키면서 흡착제에 부착된 질소를 탈착세정하여 외부로 배기하게 된다. 이와 같은 세정과정중에는 제 1솔레노이드밸브(70)가 제 2위치(72)에 있게 되므로 공기압축기(10)에 의해 압축되는 공기는 가압보조탱크(60)내에 저장되게 된다.On the other hand, if it is determined that the adsorption process of the adsorption tower 20 is contaminated after the adsorption process and the cleaning is necessary, the controller 40 converts the first solenoid valve 70 to the second position 72 and is filled in the adsorption tower 20. Nitrogen is released into the atmosphere. At this time, nitrogen is discharged while passing through the silencer 12 to reduce the discharge noise. Then, the control unit 40 switches the second solenoid valve 90 to the second position 92 and attaches to the adsorbent while slowly refluxing oxygen in the cleaning tank 50 into the adsorption tower 20 through the orifice 21. The denitrated nitrogen is desorbed and exhausted to the outside. During this cleaning process, since the first solenoid valve 70 is in the second position 72, the air compressed by the air compressor 10 is stored in the pressure auxiliary tank 60.
이와 같이 흡착탑(20)의 세정과정이 끝나면 제 2솔레노이드밸브(90)가 제 1위치(91)로 복귀하며 폐쇄되고, 제 3솔레노이드밸브(120)가 제 2위치(122)로 전환되면서 개방되어 가압보조탱크(60)내에 충만된 압축공기가 흡착탑(20)내로 유입되게 된다. 이와 동시에, 제 1솔레노이드밸브(70)도 제 1위치(71)로 전환되어 공기압축기(10)로 압축된 압축공기도 가압보조탱크(60)내의 압축공기와 함께 흡착탑(20)으로 공급되므로 급속하게 흡착압력을 형성할 수 있게 된다.When the cleaning process of the adsorption tower 20 is completed as described above, the second solenoid valve 90 returns to the first position 91 and is closed, and the third solenoid valve 120 is opened while being switched to the second position 122. The compressed air filled in the pressure auxiliary tank 60 is introduced into the adsorption tower 20. At the same time, the first solenoid valve 70 is also switched to the first position 71 and compressed air compressed by the air compressor 10 is also supplied to the adsorption tower 20 together with the compressed air in the pressure auxiliary tank 60. Adsorption pressure can be formed easily.
이상의 공정을 거쳐 생산된 산소는 저장탱크(30)내에 가압저장되어 있다가, 필요시 산소배출구(112)를 통해 필요한 곳으로 공급되게 된다. 이때, 압력조절기(100)를 통해 사용이 용이한 압력으로 저장탱크(30)에서 공급되는 산소압을 감압시켜 송출하게 되며, 압력조절기(100)내에는 항균필터가 내장되어 있어 그를 통해 세균도 여과되어 안전하고 신선한 공기가 차량의 공조매니폴드(200)로 공급되게 된다. 이에 따라서, 차량의 공조장치를 작동하면 공조매니폴드(200)를 통해 신선한 산소가 차내로 공급되게 되는 것이다. 신선한 산소가 차내로 유입되므로 탑승객들은 보다 쾌적한 승차감을 얻을 수 있고, 운전시의 피로도도 감소되게 된다.Oxygen produced by the above process is stored under pressure in the storage tank 30, it is supplied to the required place through the oxygen outlet 112 if necessary. At this time, the pressure regulator 100 is sent out by reducing the oxygen pressure supplied from the storage tank 30 at an easy-to-use pressure, the antibacterial filter is built in the pressure regulator 100 to filter bacteria through it. Safe and fresh air is supplied to the air conditioning manifold 200 of the vehicle. Accordingly, when the air conditioner of the vehicle is operated, fresh oxygen is supplied into the vehicle through the air conditioning manifold 200. As fresh oxygen flows into the car, passengers can get a more comfortable ride, and driving fatigue is reduced.
이상 서술한 바와 같이, 본 고안의 단탑형 산소발생장치는 단탑형으로 구성하면서도 산소순도를 높이기 위한 세정탱크와 공기압축기의 효율을 상승시키기 위한 가압보조탱크를 그 내부에 설계함으로써 전체크기를 감소시켜 소형경량화하면서도 산소순도 및 생산량을 배가시킬 수 있는 잇점을 가지고 있다. 이에 따라서, 본 장치는 고순도와 안정된 생산량을 얻을 수 있을 뿐만아니라, 차량과 같이 협소한 공간에도 적용이 가능하며 보다 휴대가 간편한 효과를 지니고 있다.As described above, the single-top oxygen generator of the present invention is designed in a single-top type while reducing the overall size by designing the inside of the pressurizing auxiliary tank for increasing the efficiency of the cleaning tank and the air compressor to increase the oxygen purity. It has the advantage that it can double oxygen purity and production while miniaturization and light weight. Accordingly, the present device not only can obtain high purity and stable production, but also can be applied to a narrow space such as a vehicle and has a more portable effect.
이상과 같은 잇점들로 인해, 본 장치는 높은 안전성과 신뢰성을 확보할 수 있으며, 이에 따라 위급을 요하는 구급차, 소방차등에 유효할 뿐만 아니라, 활어운반트럭, 잠수부공기탱크충전용 또는 폐수처리장이나 양식장 등에도 널리 사용할 수 있어 그 이용범위가 매우 광범위할 것으로 전망된다.Due to the above advantages, this device can ensure high safety and reliability, and thus is effective for emergency ambulances, fire trucks, etc., as well as for live transport trucks, diver air tanks, or wastewater treatment plants or farms. It can be widely used in the back, and its use is expected to be very broad.
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