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개인용 VSA방식 소형 산소발생기 개발
Development of Personal Compact Oxygen Generator using Vacuum Swing Absorption 원문보기

한국산학기술학회논문지 = Journal of the Korea Academia-Industrial cooperation Society, v.13 no.6, 2012년, pp.2479 - 2483  

장준영 (계명대학교 연소 및 에너지 실험실)

초록
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본 논문은 휴대 및 이동이 가능한 개인용 소형 산소발생기 개발에 관한 것이다. 소형 산소발생기는 소형 진공펌프에 의해 진공흡착방식으로 작동된다. 각 구성품을 소형화와 경량화에 맞춰 구성하였으며 토출펌프 회전속도, 노즐 직경, 3-way 밸브 작동시간을 변화시키면서 산소농도와 유량을 최적화하였다. 노즐 직경 0.5mm에서 발생된 산소농도는 약 37%이며 유량은 $1{\ell}$/min이다. 노즐로부터 30cm 떨어진 위치에서 약 0.5%의 농도증가 효과가 나타났다.

Abstract ▼ AI-Helper 아이콘AI-Helper

This paper discusses the development of a personal compact oxygen generator for portable and mobility. The compact oxygen generator is operated with vacuum swing absorption by compact vacuum pump. The components of oxygen generator is composed on the miniaturization and weight reduction, and it is o...

주제어

#Compact   #Oxygen Generator   #Vacuum Swing Absorption   #Concentration  

AI 본문요약
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문제 정의

  • 흡착베드의 용량이 적정 용량보다 크거나 작아지면 발생되는 산소의 유량이 줄어들게 된다.또한 진공펌프는 고유량과 고진공을 발생하는 성능이 갖추는 제품이 좋으나 소형화와 경량화가 필수적인 본 연구에서는 크기, 부피, 무게, 소비전력, 산소농도, 산소유량에 맞춰가면서 연구를 진행하였다. 소형 산소발생기는 휴대성과 차량에도 적용이 가능하고 DC 12V에 작동 될 수 있도록 각 구성품의 작동사양을 선정하였다.
  • 본 연구에서는 휴대와 이동이 가능한 소형 산소발생기의 개발을 위해 구성품을 구성하고 최적화시킴으로써 가정, 사무실 및 차량에서도 사용될 수 있는 개인용 산소발생기로 활용하고자 한다.
  • 산소발생기 구성품의 사양과 작동조건에 따라 산소농도 및 유량은 달라지며 본 연구에서는 소형 및 경량화의 관점에 맞춰 각 구성품의 사양을 선정하고 최적화하였다. 최적화는 산소농도와 발생유량을 실험적으로 비교 검토하여 가장 효과적인 결과를 보이는 사양을 최종적으로 적용하였다.
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질의응답

핵심어 질문 논문에서 추출한 답변
산소의 농도에 따라 인체에는 어떤 영향이 있는가? 대기의 평균 산소농도는 약 21%이지만 대도시나 환기가 어려운 지하, 건물내부에서의 산소농도는 이보다 낮아지게 된다. 산소의 농도는 인체의 건강과 직결되어 산소의 농도가 낮을 경우 답답함을 느끼거나 피로감이 증가하며 집중력과 사고력이 저하되고 반대로 산소의 농도가 높아질 경우에는 머리가 맑아지고 운동능력이 향상되고 피로회복 효과가 커진다. 고농도의 산소를 장시간 흡입할 경우 산소독성이 문제가 되기도 하지만 약 30% 정도의 산소농도에서는 신진대사 등 인체의 제반 기능이 원활하게 되는 효과가 있는 것으로 알려져 있다.
산소를 발생시키는 방식은 어떻게 구분되는가? 산소를 발생시키는 방식에는 크게 공기 중에 포함된 산소와 질소를 분리하여 산소를 공급하는 방식과 화학반응을 통해 산소를 발생시키는 방식으로 나뉜다. 화학반응방식은 화학반응과 동시에 열이 발생하는 위험과 인체에 적용하기에는 안전성이 뒷받침되지 않는 문제점이 있다.
진공흡착방식 산소발생기는 어떻게 구성되는가? 그림 1은 진공흡착방식 산소발생기의 작동메커니즘을나타낸 것이다. 산소발생기의 구성부는 크게 공기를 공급하는 공기공급부, 공기에서 산소를 분리하는 산소발생부(흡착베드), 산소토출부, 전자제어부로 구성되어진다.
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참고문헌 (6)

  1. Sun Se Lee, "Trend of Domestic and Foreign Market of Air-Purifier and Development", Magazine of the SAREK, Vol. 33, No. 4, pp. 23-26, 2004. 

  2. Jun Yong Lee, et al., "Variation of Oxygen and Carbon Dioxide Concentration when 2 Persons Occupied in a Room and the Compensating Effects using Oxygen Generator Operation", Proc. of Autumn Conference of Korean Institute of Architectural Sustainable Environment and Building Systems, pp. 139-144, 2007. 

  3. Jong Ryeul Sohn, et al., "Assessment of Conscious Cognition Degree and Survey on Oxygen Generators using the Indoor Environment", Korean J. Sanitation, Vol. 18, No. 4, pp. 64-69, 2003. 

  4. Nam Kyu Joo, et al., "Development of Oxygen Generator for Vehicle with Two Head Vacuum Pump", Journal of the Korean Institute of Illuminating and Electrical Installation Engineers, Vol. 18, No. 3, pp. 114-119, 2004. 

  5. Gab Woo Lee, "A Resent Technology Advance of the Oxygen Generator and its Future Trend", Master's Thesis of AnYang University, 2011. 

  6. Going Yim, "Characteristics of Zeolites", The Journal of Natural Science, Pai Chai University, Vol. 6, No. 3, pp. 103-108, 1993. 

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