KR102036861B1

KR102036861B1 - 휴대용 고순도 산소발생 시스템

Info

Publication number: KR102036861B1
Application number: KR1020170176362A
Authority: KR
Inventors: 김광환; 박성식
Original assignee: 건양대학교 산학협력단
Priority date: 2017-12-20
Filing date: 2017-12-20
Publication date: 2019-10-25
Anticipated expiration: 2037-12-20
Also published as: KR20190074770A

Abstract

본 발명은 일정 농도 이상의 산소공급이 필요한 곳에서 사용하기 위해 공기주입펌프를 통해서 주입된 공기를 제올라이트가 충진된 흡수부를 통과시켜 질소를 흡착 후 미세기공이 형성된 고분자 중공사막을 통과시켜 산소를 정제하고 고분자 중공사막을 통과하지 못한 질소 및 기타 이물질을 배출할 수 있도록 구성된 휴대용 고순도 산소발생 시스템에 관한 것이다.

Description

휴대용 고순도 산소발생 시스템 {Portable High Purity Oxygen Generation System}

본 발명은 산소발생기에 관한 것으로, 자세하게는 일정 농도 이상의 산소공급이 필요한 곳에서 사용하기 위해 공기주입펌프를 통해서 주입된 공기를 제올라이트가 충진된 흡수부를 통과시켜 질소를 흡착 후 미세기공이 형성된 고분자 중공사막을 통과시켜 산소를 정제하고 고분자 중공사막을 통과하지 못한 질소 및 기타 이물질을 배출할 수 있도록 구성된 휴대용 고순도 산소발생 시스템에 관한 것이다.

양식장, 어류운반컨테이너 및 용기, 병원 등 일정 농도 이상의 산소공급이 필요한 곳에서 산소를 얻기 위한 기술로는 1) 촉매를 이용한 산소발생 방식, 2) 전기분해를 이용한 산소발생 방식, 3) PSA(Pressure Swing Adsorption)방식을 이용한 산소발생 등을 들 수 있다.

먼저, 촉매를 이용한 산소발생 방식은 표백제를 이용한 촉매로 물과 반응시켜 산소를 발생시키는 원리로 구조가 매우 간단하고 저가형에 적용되며 고순도의 산소를 발생시킨다. 저가형의 모델이므로 매번 촉매제를 교환해 주어야 하는 불편함이 있어 휴대용 산소발생기로 사용된다.

다음 전기분해를 이용한 산소발생 방식은 물을 전기분해하면 산소와 수소가 발생하는 원리로 역시 구조가 매우 간단하며 고순도의 산소를 발생시킨다. 가장 기초적이며 가장 공개돼있는 기술이지만 상업적으로 활용되지는 않고 있다. 특히 폭발성이 매우 높은 수소가 발생하여 위험하고 수소를 별도로 처리해야 하므로 후처리 공정이 복잡하다.

마지막으로 PSA(Pressure Swing Adsorption)방식을 이용한 산소발생 방식은 흡착제를 이용한 산소발생 원리로 공기 중의 질소분자를 흡착제에 의해 흡수하여 산소의 농도를 높이는 방법으로 현재 가장 많이 활용되고 있다. 또한, 기본 기술에 대한 존속기간 만료로 제작에 어려움이 없으나 흡착제로 쓰이는 원료가 수분에 약해 수분 방지에 심혈을 기울여야 하는 단점이 있다.

도 1은 종래의 산소발생장치의 원리를 나타낸 개념도로서, 동작원리를 간략하게 설명하면 다음과 같다.

AIR BLOWER, COOLER, 2/3-TOWER, 진공펌프 등을 구비하여, 흡착탑을 통과한 공기가 수분, 탄산가스, 액화수소, 기타 불순물이 제거되어 산소/질소만 분리된다. 이때 의료용 산소발생기는 동일한 원리를 이용하지만, 산소의 순도가 90% 이상으로 정제되어야만 한다.

즉 흡입된 대기는 산소 20%, 질소 80%로 구성되며, AIR COMPRESSOR/BLOWER에 의해 유입된 공기는 흡착제(M/S)를 통과하면서 질소는 흡착되고 산소는 그대로 통과하여 저장되거나 사용된다. 이때 흡착탑이 질소로 가득 차면 주기적으로 FLUSHING(재생)하며, 2 ~ 3-TOWER를 사용하여 흡착, 재생을 반복한다.

최근 세계적인 인구 고령화, 만성폐쇄성 폐질환(COPD)과 기타 호흡기질환 환자 증가로 인해 산소발생기의 수요가 증가하고 있으며 의료용뿐 아니라 다양한 산업용 산소발생기에 대한 수요 또한 증가하고 있다.

특히 환자가 의료기관이 아닌 집에서 사용하는 재가치료 장치에 대해 건강보험 지원이 확대되고 휴대용 산소발생기와 기침 유발기 대여료, 자가도뇨 카테터, 자동복막투석 소모품 등 4종류 의료기기 및 소모품 비용의 국가지원도 논의되고 있으며 근래 문제시되는 미세먼지 등에 대한 대책으로서 밀폐된 주거공간에서의 생활을 위한 산소공급의 필요성도 지적되고 있다.

이에 기본적인 산소발생기의 가격적인 부담을 해소함 더불어 휴대 가능한 형태의 제품으로 고순도의 산소를 발생할 수 있는 의료용 산소발생기의 개발이 절실히 요구되고 있다.

대한민국 등록특허 제10-0605549호(2006.07.20)

본 발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위하여 창출된 것으로, 본 발명의 목적은 휴대 가능한 수준으로 소형화 및 경량화되며, 배터리의 효율적인 운용으로 일정시간 상용전력 공급 없이 장소에 구애받지 않고 운용 가능하되 고농도의 산소발생으로 의료용으로 활용 가능한 고순도의 산소를 발생시킬 수 있는 휴대용 고순도 산소발생 시스템을 제공하는 것이다.

상기와 같은 목적을 위해 본 발명은 케이스 내부에 수납되는 휴대용 산소발생 시스템에 있어서, 흡입펌프를 통해 외부의 공기를 흡입 및 가압 토출하되, 흡입되는 공기를 여과하는 흡입필터와, 상기 흡입펌프의 소음을 감쇄시키는 흡입소음기가 설치된 흡기부; 상기 흡기부에서 토출된 공기 중의 질소를 흡착하는 제올라이트가 충진되되, 상측으로 질소가 제거된 고농도의 산소를 배출하도록 제1밸브를 구비한 산소배출구와, 하측으로 상기 제올라이트를 통해 흡착 분리된 질소를 배출하도록 제2밸브를 구비한 질소배출구와, 질소배출에 따른 소음을 감쇄시키는 배출소음기가 설치된 흡수부; 중공사막필터로 이루어져 상기 산소배출구에서 배출되는 산소를 투과시키며 순도를 향상시키는 정제부; 상기 흡기부로 흡입되는 공기와 상기 산소배출구를 통해 배출되는 공기의 산소농도를 각각 측정하는 산소센서와, 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서와, 상기 흡수부 내부의 질소압력 및 농도를 측정하는 질소센서를 구비한 센서부; 외부전원을 통해 충전 가능한 배터리와, 외부전원공급과 함께 상기 배터리 충전하거나 상기 배터리를 통한 전원 공급이 이루어지도록 선택받는 전환부를 구비하는 전원부; 상기 전원부로부터 전원을 공급받고, 상기 센서부의 측정결과를 반영하여 상기 흡입펌프의 구동과, 제1밸브 및 제2밸브의 개폐를 제어하는 제어부; 이루어지는 것을 특징으로 한다.

이때 상기 제어부는 상기 흡기부로 흡입되는 공기의 산소농도에 따른 상기 흡입펌프의 구동정보와 제2밸브의 개폐정보가 저장된 제1저장부를 구비하며, 상기 센서부를 통해 측정된 산소농도와 상기 구동정보 및 개폐정보를 반영하여 흡입펌프와 제1밸브 및 제2밸브를 제어하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 전원부는 상기 배터리의 전원 잔량을 측정하는 전원측정부와, 상기 흡입펌프의 구동에 따른 전력소모 속도 및 상기 배터리의 전원공급 가능시간 및 산소생산 가능량을 계산하는 산출부와, 계산된 전원공급 가능시간을 고려하여 산소생산 가능량이 최대가 될 수 있도록 상기 흡입펌프와 제2밸브를 제어관리 하는 전원관리부와, 배터리의 잔량과 사용 가능시간을 사용자에게 인지시키는 알림부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

또한, 상기 제어부는 상기 흡기부로 흡입되는 공기의 산소농도와 흡기펌프 구동시간 및 상기 산소배출구로 배출되는 산소발생량과 소모전력량을 시간 흐름에 따라 저장하는 제2저장부와, 상기 제2저장부에 저장된 데이터를 분석하여 소모전력량 대비 산소발생량이 가장 높은 흡기펌프의 구동정보 및 제1밸브 및 제2밸브의 개폐정보를 산출하여 상기 제1저장부를 갱신하는 최적화부를 더 포함하는 것이 바람직하다.

본 발명은 휴대 가능한 수준으로 소형화 및 경량화되며, 배터리의 효율적인 운용으로 일정시간 상용전력 공급 없이 장소에 구애받지 않고 운용 가능하되 제올라이트와 중공사막을 통해 질소 및 이물질을 제거된 고순도의 산소를 생산해 낼 수 있다.

도 1은 종래의 산소발생장치의 원리를 나타낸 개념도,
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내부구성을 나타낸 사시도,
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도 이다.

이하, 첨부된 도면을 참조하여 본 발명 휴대용 고순도 산소발생 시스템의 구성을 구체적으로 설명한다.

도 2는 본 발명의 실시예에 따른 내부구성을 나타낸 사시도, 도 3은 본 발명의 실시예에 따른 구성 및 연결관계를 나타낸 블록도로서, 본 발명은 케이스(100) 내부에 수납되는 휴대용 산소발생 시스템으로 박스형태의 케이스(100) 내부에 흡기부(110)와, 흡수부(120)와, 정제부(130)와, 센서부(140)와, 전원부(150)와, 제어부(160)가 내장되는 구조로 이루어진다.

본 발명에 따른 산소발생 시스템이 소형화, 경량화됨에 따라 상기 케이스(100)는 쉽게 이동하며 시간, 장소에 구애받지 않고 사용할 수 있도록 할 수 있는 구조로서 손잡이나 어깨끈이 달린 가방형상을 비롯하여 하부에 이동바퀴가 장착된 캐리어 형태로 이루어질 수 있다.

상기 흡기부(110)는 소형의 공기압축기에 해당하는 구성으로 기본적으로 흡입펌프(111)를 통해 외부의 공기를 흡입 및 가압 토출하여 상기 흡수부(120)로 공급하되, 흡입 측에는 해파 필터 및 활성탄으로 이루어져 흡입되는 공기 중 미세한 이물질을 비롯한 유해가스나 기타의 가스성분을 여과하는 흡입필터(112)와, 휴대용이라는 특성에 맞추어 상기 흡입펌프(111)로부터 발생하는 소음을 50 dBA 수준으로 감쇄시키는 흡입소음기(113)가 설치된다.

통상적으로 공기는 70% 이상의 질소와, 20% 수준의 산소와 잔여 비율의 기타 가스로 이루어지고 있으므로 상기 흡입필터(112)를 통해 질소와 산소 이외의 잔여 가스의 제거가 이루어질 수 있다.

또한, 소음감소를 위해서 상기 흡입펌프(111)는 상기 케이스(100) 내측에 진동을 흡수할 수 있는 소재를 통해 설치됨과 더불어 케이스(100) 전반이 외기를 흡입하는 상기 흡입필터(112)를 비롯하여 후술되는 산소배출구(121) 및 질소배출구(123)를 제외하고는 밀폐구조를 갖되 케이스 내벽 전체가 흡음재로 둘러싸이는 구조를 갖는다.

또한, 상기 흡입펌프(111)에서 발생하는 소음이 상기 흡입필터(112)를 통해 외측으로 발산되는 것을 최소화하기 위하여 상기 흡입소음기(113)는 다수의 판형의 흡음재가 간격을 두고 일부 어긋나도록 배치되면서 지그재그의 공기통로를 형성하며 공기의 흡입은 허용하되 배출되는 소음의 흡수가 이루어질 수 있는 구조로 이루어진다.

상기 흡수부(120)는 상기 흡기부(110)에서 토출된 공기 중의 가장 많은 비율을 차지하는 질소를 흡착하여 그 다음으로 많은 비율을 차지하는 산소의 순도를 향상시키기 위한 구성으로 질소의 흡착 성능이 매우 뛰어난 제올라이트가 충진된 구조체로서, 상측으로는 제올라이트를 통과하며 질소가 제거된 고농도의 산소를 배출하도록 제1밸브(122)를 구비한 산소배출구(121)가 형성되고, 하측으로는 상기 제올라이트를 통해 흡착 분리된 질소를 배출하도록 제2밸브(124)를 구비한 질소배출구(123)가 형성된다.

이때 상기 제1밸브(122) 및 제2밸브(124)는 각각 산소와 질소의 역류를 방지하는 기능을 갖춘 체크밸브이면서 제어신호를 통해 개폐되는 솔레노이드밸브로 이루어지게 되며, 상기 제2밸브(124)를 개방함에 따라 상기 흡수부(120) 내부로부터 대기압보다 높은 압력으로 질소가 배출되며 소음이 발생함에 따라 이러한 소음을 감쇄시키는 배출소음기(125)가 설치된다.

상기 배출소음기(125)는 앞서 언급한 흡입소음기(113)와 마찬가지로 다수의 판형의 흡음재가 간격을 두고 일부 어긋나도록 배치되면서 지그재그의 질소 통로를 형성하며 소음의 흡수가 이루어질 수 있는 구조로 이루어져 배출되는 질소의 감압과 함께 흡음재를 통한 소음감소가 이루어진다.

상기 정제부(130)는 상기 산소배출구에서 배출되는 산소를 투과시키며 순도를 향상시키는 중공사막필터로 이루어진 구성으로, 기존 제올라이트를 이용한 질소흡착시 산소포화 농도가 대략 80 ~ 90%로서, 중공사막필터를 거치면서 95% 이상으로 순도를 높이며 본 발명의 의료용도의 활용이 가능하다.

즉 앞서 언급한 바와 같이 흡입필터(112)를 통해 이물질이나 기타 가스의 제거가 이루어진 상태에서 상기 흡수부(120)를 통과함에 따라 70% 이상의 질소가 흡착되며, 나머지 원하는 20%의 산소가 상기 제1밸브(122) 및 산소배출구(121)를 통해 토출되고, 상기 제올라이트를 통해 흡착된 질소는 적절한 타이밍에 제2밸브(124) 및 질소배출구(123)를 통해 외부로 방출된다.

하지만, 종래의 산소발생기에서 실제 토출되는 산소 농도를 측정하면 대략 80 ~ 90%로 이론적인 수치와는 차이가 있다. 본 발명에서 타깃으로 하는 의료용 산소발생기에서 중요한 요소는 산소농도로서, 통상 의료기기에서 산소 농도가 90% 이상이면 허가를 받을 수 있지만, 포화산소농도를 높임으로 그 효과를 더욱 인정받을 수 있으므로 본 발명과 같이 산소배출구에 중공사막필터인 정제부(130)를 설치함으로 95% 수준까지 높일 수 있게 된다.

이는 말 그대로 산소만을 투과시키는 필터를 이용하는 방식으로 일반 공기 흡입시 이러한 원리를 적용하면 30% 정도의 산소농도를 얻을 수 있으며 이를 통해 제올라이트의 양을 줄일 수 있게 되므로 시스템의 소형화, 경량화 및 저가제작으로 휴대용 제품을 만들 수 있게 된다.

상기 센서부(140)는 구체적으로 상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기와 상기 산소배출구(121)를 통해 배출되는 공기의 산소농도를 각각 측정하는 산소센서(141)와, 상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기의 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서(142)와, 상기 흡수부(120) 내부의 질소압력 및 농도를 측정하는 질소센서(143)를 구비하여 산소발생 원료가 되는 공기의 상태를 비롯하여 생산되는 산소의 품질의 확인과, 상기 제2밸브(124) 및 질소배출구(123)를 통해 흡수부(120) 내부의 질소를 배출하는 타이밍의 근거를 마련하여 효율적인 시스템 운용이 이루어질 수 있도록 한다.

상기 전원부(150)는 흡입펌프(111)의 구동을 비롯하여 산소발생 공정제어 전반에 필요한 전원을 공급하기 위한 구성으로, 본 발명에서는 휴대성이라는 특징에 대응하여 기본적으로 외부 상용전원을 통해 충전 가능한 배터리(151)를 구비하며, 외부전원공급과 함께 상기 배터리(151) 충전하거나 상기 배터리(151)를 통한 전원 공급이 이루어지도록 선택받는 전환부(152)를 구비하여 가정이나 상용전력의 공급이 가능한 장소에서 상용전력을 통한 구동 및 충전이 가능하면서 휴대 중 배터리(151)를 통한 전력공급이 이루어지며 일정 시간 장소에 제약 없이 사용할 수 있다.

상기 제어부(160)는 본 발명 시스템에서 메인 제어 보드에 대응하는 구성으로 상기 전원부(150)로부터 전원을 공급받고, 상기 센서부(140)의 측정결과를 반영하여 상기 흡입펌프(111)의 구동과, 제1밸브(122) 및 제2밸브(124)의 개폐를 제어하며 고순도의 산소의 발생 및 공급이 이루어지도록 한다.

단순하게 상기 흡입펌프(111)를 구동하여 공기를 흡입하는 상태에서 타이머를 통한 제어를 적용하여 일정 시간마다 상기 제1밸브(122)를 차단하고 상기 제2밸브(124)를 개방하며 흡수부(120)에 누적된 질소를 배출시킨 후 역으로 제1밸브(122)를 개방하고 제2밸브(124)를 차단하여 고순도의 산소가 공급되도록 하는 등의 다양한 방식의 제어가 이루어질 수 있으나, 바람직하게는 상기 제어부(160)에 상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기의 산소농도와 온습도에 따라 이론 및 실험값을 통해 고순도의 산소발생량을 최적화할 수 있도록 도출된 상기 흡입펌프의 구동정보와 제1밸브(122) 및 제2밸브(124)의 개폐정보가 저장된 제1저장부(161)를 구비한 상태에서, 상기 센서부(140)를 통해 측정된 산소농도, 질소 농도 및 압력과, 온습도에 대응하여 상기 제1저장부(161)에 저장된 상기 구동정보 및 개폐정보를 반영하여 제어할 수 있다.

또한, 외부에서 상기 배터리(151)를 사용하여 운용함에 있어, 전력 소진으로 필요한 때에 산소공급이 이루어지지 않거나 산소공급이 중단되는 것을 방지하며 효율적인 전원관리가 이루어질 수 있도록 상기 전원부에는 전원측정부(153)와, 산출부(154)와, 전원관리부(155)와, 알림부(156)의 세부구성이 부가될 수 있다.

상기 전원측정부(153)는 상기 배터리(151)의 용량에 대응하여 전압 및 전류 등을 통해 충전된 전원 잔량을 측정하는 구성이다.

상기 산출부(154)는 상기 전원측정부(153)를 통해 측정된 전원 잔량과 가장 많은 전력소모가 이루어지는 흡입펌프(111)의 구동정보를 기반으로, 상기 흡입펌프(111)의 구동에 따른 전력소모 속도 및 상기 배터리(151)의 전원공급 가능시간 및 산소생산 가능량을 계산하게 된다. 이러한 계산을 위해 흡입펌프(111) 구동과 상기 제1밸브(122) 및 제2밸브(124) 개폐에 따른 전력소모량과 상기 배터리(151)의 사양 등이 기초정보로 입력될 필요가 있다.

상기 전원관리부(155)는 상기 산출부(154)를 통해 계산된 전원공급 가능시간을 고려하여 산소생산 가능량이 최대가 될 수 있도록 상기 제어부(160)와 연계하여 상기 흡입펌프(111)와 제1밸브(122) 및 제2밸브(124)를 제어관리하게 된다.

일례로 기본적으로 상기 흡입펌프(111) 구동 중 상기 흡수부(120)의 압력이 상승한 상태에서 산소배출구(121)를 통해 배출되는 산소의 농도가 낮아질 경우 흡입펌프(111)를 정지한 상태에서 제1밸브(122)를 닫고 제2밸브(124)를 개방하여 흡수부(120) 내의 질소를 충분히 배출하게 된다. 이때 산소배출구(121)를 통해 고순도의 산소가 배출되는 상태에서 작동이 중지될 경우 효율이 저하되므로 전력 잔량 대비 질소 배출 타이밍을 조절함으로 효과적인 전력관리가 가능할 것이다

상기 알림부(156)는 배터리(151)의 잔량과 사용 가능시간을 사용자에게 인지시키는 구성으로 램프나 디스플레이를 통한 시각인 출력수단이나, 스피커와 같은 청각적인 출력수단을 통해 전원부족 상황을 비롯하여 추후 사용 가능시간을 사용자가 쉽게 인지할 수 있도록 한다.

또한, 사용자별로 발생한 산소를 활용하는 용도와 시간 등 사용패턴이 상이할 수 있음에 따라 이러한 패턴에 최적화된 운용이 가능하도록 상기 제어부(160)는 상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기의 산소농도와 흡기펌프(111) 구동시간 및 상기 산소배출구(121)로 배출되는 산소발생량과 소모전력량을 시간 흐름에 따라 저장하는 제2저장부(162)와, 상기 제2저장부(162)에 저장된 데이터를 분석하여 소모전력량 대비 산소발생량이 가장 높은 흡기펌프(111)의 구동정보를 산출하여 상기 제1저장부(161)를 갱신하는 최적화부(163)를 더 포함할 수 있다.

산소발생량은 산소센서를 통해 측정되는 산소배출구(121)로 배출되는 산소농도를 통해 파악이 가능하며 용도에 따라, 이를테면 30분 주기로 산소를 사용하는 경우 이에 대한 지속적인 사용정보가 수집되어 제2저장부에 저장됨에 따라 이를 반영하여 최적화된 동작정보 및 개폐정보를 산출하여 이후 별도의 설정 없이도 사용자의 패턴에 맞추어진 최적화 동작이 이루어질 수 있다.

본 발명의 권리는 위에서 설명된 실시 예에 한정되지 않고 청구범위에 기재된 바에 의해 정의되며, 본 발명의 분야에서 통상의 지식을 가진 자가 청구범위에 기재된 권리범위 내에서 다양한 변형과 개작을 할 수 있다는 것은 자명하다.

100: 케이스 110: 흡기부
111: 흡입펌프 112: 흡입필터
113: 흡입소음기 120: 흡수부
121: 산소배출구 122: 제1밸브
123: 질소배출구 124: 제2밸브
125: 배출소음기 130: 정제부
140: 센서부 141: 산소센서
142: 온습도센서 143: 질소센서
150: 전원부 151: 배터리
152: 전환부 153: 전원측정부
154: 산출부 155: 전원관리부
156: 알림부 160: 제어부
161: 제1저장부 162: 제2저장부
163: 최적화부

Claims

케이스(100) 내부에 수납되는 휴대용 산소발생 시스템에 있어서,
흡입펌프(111)를 통해 외부의 공기를 흡입 및 가압 토출하되, 흡입되는 공기를 여과하는 흡입필터(112)와, 다수의 판형의 흡음재가 간격을 두고 지그재그의 공기통로를 형성하는 구조로 이루어져 상기 흡입펌프(111)의 소음을 감쇄시키는 흡입소음기(113)가 설치된 흡기부(110);
상기 흡기부(110)에서 토출된 공기 중의 질소를 흡착하는 제올라이트가 충진되되, 상측으로 질소가 제거된 고농도의 산소를 배출하도록 제1밸브(122)를 구비한 산소배출구(121)와, 하측으로 상기 제올라이트를 통해 흡착 분리된 질소를 배출하도록 제2밸브(124)를 구비한 질소배출구(123)와, 다수의 판형의 흡음재가 간격을 두고 지그재그의 공기통로를 형성하는 구조로 이루어져 질소배출에 따른 소음을 감쇄시키는 배출소음기(125)가 설치된 흡수부(120);
중공사막필터로 이루어져 상기 산소배출구(121)에서 배출되는 산소를 투과시키며 순도를 향상시키는 정제부(130);
상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기와 상기 산소배출구(121)를 통해 배출되는 공기의 산소농도를 각각 측정하는 산소센서(141)와, 온도 및 습도를 측정하는 온습도센서(142)와, 상기 흡수부(120) 내부의 질소압력 및 농도를 측정하는 질소센서(143)를 구비한 센서부(140);
외부전원을 통해 충전 가능한 배터리(151)와, 외부전원공급과 함께 상기 배터리(151) 충전하거나 상기 배터리(151)를 통한 전원 공급이 이루어지도록 선택받는 전환부(152)와, 상기 배터리(151)의 전원 잔량을 측정하는 전원측정부(153)와, 상기 흡입펌프(111)의 구동에 따른 전력소모 속도 및 상기 배터리(151)의 전원공급 가능시간 및 산소생산 가능량을 계산하는 산출부(154)와, 계산된 전원공급 가능시간을 고려하여 산소생산 가능량이 최대가 될 수 있도록 상기 흡입펌프(111)와 제2밸브(124)를 제어관리 하는 전원관리부(155)와, 배터리(151)의 잔량과 사용 가능시간을 사용자에게 인지시키는 알림부(156)를 구비하는 전원부(150);
상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기의 산소농도에 따른 상기 흡입펌프(111)의 구동정보와 제2밸브(124)의 개폐정보가 저장된 제1저장부(161)와, 상기 흡기부(110)로 흡입되는 공기의 산소농도와 흡기펌프(111) 구동시간 및 상기 산소배출구(121)로 배출되는 산소발생량과 소모전력량을 시간 흐름에 따라 저장하는 제2저장부(162)와, 상기 제2저장부(162)에 저장된 데이터를 분석하여 소모전력량 대비 산소발생량이 가장 높은 흡기펌프(111)의 구동정보 및 제1밸브(122) 및 제2밸브(124)의 개폐정보를 산출하여 상기 제1저장부(161)를 갱신하는 최적화부(163)를 구비하며, 상기 전원부(150)로부터 전원을 공급받고 상기 센서부(140)를 통해 측정된 산소농도와 상기 구동정보 및 개폐정보를 반영하여 흡입펌프(111)와 제1밸브(122) 및 제2밸브(124)를 제어하는 제어부(160); 이루어지는 것을 특징으로 하는 휴대용 고순도 산소발생 시스템.
삭제
삭제
삭제