氧气浓缩的方法以及具有去除冷凝水功能的装置制造方法及图纸

一种氧气浓缩装置，其包括：被填充有吸附剂的至少一个吸附床，该吸附剂能够相对于氧气选择性地吸附氮气；空气供应机，其将增压空气供应到吸附床；流动通道调节阀单元，其通过允许将增压空气从空气供应机供应到吸附床并且通过允许从要被泄压的吸附床中排出空气来调节流动通道，以便交替地执行氮气吸附工序和氮气解吸工序；以及除水单元，其将水从空气供应机供应的增压空气中分离并且去除分离的水。流动通道调节单元和除水单元被至少部分地容纳于单个壳体中。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种变压吸附式氧气浓缩方法和装置。
技术介绍
氧气浓缩装置是将氧气从环境空气中分离且浓缩的装置，并且被广泛地使用于住宅用途、工业用途、医疗用途等。已使用多种类型的氧气浓缩装置，并且在它们之中的变压吸附(PSA)式基于的原理是使用吸附剂分离且浓缩氧气并且使用吸附剂吸附空气中的氮气，以增加氧气浓度。由于PSA式仅使用增压空气以及吸附剂，它不会排放污染物并且容易使用，因此它被广泛地使用。在使用变压吸附工序的氧气浓缩装置中通常使用的吸附剂是合成沸石。在相对高的压力下，氮气比氧气更容易被吸附到沸石中。使用这种特性，得到具有相对较高的氧气浓度的气体。此时，如果沸石吸附氮气，则其吸附能力变差，因此有必要从沸石中解吸氮气，以恢复原始的吸附能力。为了吸附氮气，增压空气被供应到填充有吸附剂的吸附床，但此时，在空气的增压期间可能产生水。如果沸石被暴露于具有水的增压空气，则沸石的氮吸附能力变差，并且由于在PSA工序期间的压力变化耐用性变差，以致沸石颗粒磨损或破裂。为了解决这些问题，变压吸附式氧气浓缩装置具有除水单元。例如，已经引入了吸附除水法(韩国专利公开第10-2000-0030484号)，其使增压空气经过具有积水干燥剂(诸如硅胶或氧化铝)的除水设备，或者冷冻除水法(韩国专利公开第10-2003-0017054号)，其降低增压空气的露点温度，以凝结空气中的水。然而，在传统技术中，独立于氧气浓缩工序之外执行除水工序，因此效率变差。进一步，除水设备被形成为增压空气流动部件之外的独立部件，因此整体体积增加。进一步，存在要提供用于除水的额外部件(诸如滤水器)的问题。专利
技术实现思路
技术问题本专利技术致力于提供氧气浓缩装置以及氧浓缩方法，其中，除水工序与氧气浓缩工序共同执行，以提高效率，并且还能在不使用具有大体积的单独的除水设备的情况下除去增压空气中的水。技术解决方案根据本专利技术的示例实施方式，一种氧气浓缩方法，其使用氧气浓缩装置，该氧气浓缩装置包括：第一吸附床和第二吸附床，它们被各自形成为允许在它们的下部供应的空气向上移动并且各自填充有吸附剂，该吸附剂能够相对于氧气选择性地吸附氮气，并且通过交替地执行第一吸附床和第二吸附床的增压工序和泄压工序来执行氧气浓缩，该方法包括：通过将增压空气供应到第一吸附床从而增加第一吸附床的压力来在第一吸附床中执行氮气吸附，并且同时从第二吸附床移除氮气；当第一吸附床的压力变成预定压力时，通过将第一吸附床的上部的空气移动到第二吸附床的上部，使第一吸附床的上部和第二吸附床的上部的压力平衡；通过将第一吸附床的上部的空气移动到第二吸附床的上部且通过将第一吸附床的下部的空气移动到第二吸附床的下部，使第一吸附床的上部和下部与第二吸附床的上部和下部的压力平衡；通过将增压空气供应到第二吸附床从而增加第二吸附床的压力来在第二吸附床中执行氮气吸附，并且同时从第一吸附床移除氮气；当第二吸附床的压力变成预定压力时，通过将第二吸附床的上部的空气移动到第一吸附床的上部，使第一吸附床的上部和第二吸附床的上部的压力平衡；通过将第二吸附床的上部的空气移动到第一吸附床的上部且通过将第二吸附床的下部的空气移动到第一吸附床的下部，使第一吸附床的上部和下部与第二吸附床的上部和下部的压力平衡；并且在预定的时间内去除从将要被供应到第一吸附床和第二吸附床的增压空气中分离出的水。去除分离出的水可在使上部的压力平衡的起始点时开始并且在预定的时间内进行。去除分离出的水可在增压空气被供应到第一吸附床和第二吸附床的过程中开始并且在预定的时间进行，并且在去除分离出的水结束之后开始使上部的压力平衡。预定的时间可被设置在0.1至1秒之间。一种根据本专利技术的示例实施方式的氧气浓缩装置包括：被填充有吸附剂的至少一个吸附床，该吸附剂能够相对于氧气选择性地吸附氮气；空气供应机，其将增压空气供应到吸附床；流动通道调节阀单元，其通过允许将增压空气从空气供应机供应到吸附床并且通过允许从要被泄压的吸附床中排出空气来调节流动通道，以便交替地执行氮气吸附工序和氮气解吸工序；以及除水单元，其将水从空气供应机供应的增压空气中分离，并且去除分离的水。流动通道调节单元和除水单元被至少部分地容纳于单个壳体中。除水单元可包括水分离罐，其限定水分离空间，水在水分离空间中被从空气供应机供应的增压空气中分离，并且壳体可包括：第一空气进口，其突出到壳体外部，以便将空气供应机的增压空气供应到水分离空间；第二空气进口，其突出到壳体外部，以便将空气供应机的增压空气供应到流动通道调节单元；以及空气移动通路，其被形成为将已经过水分离空间的空气排出到外部。此时，氧气浓缩装置可进一步包括盖部，其被选择性地连接覆盖第二空气进口和空气移动通路的出口，以便选择性地形成包括第二空气进口和空气移动通路的出口的空气移动空间。除水单元可包括除水调节阀，其操作为选择性地去除被储存在水分离空间中的水。至少一个吸附床可包括第一吸附床和第二吸附床，并且氧气浓缩装置可进一步包括：开/关阀，其被设置为选择性地连接第一吸附床的上连通口和第二吸附床的上连通口；以及孔，其被设置在连接上连通口的流动通道中。流动通道调节阀单元可选择性地调节空气供应机的流动通道、第一吸附床的下连通口和第二吸附床的下连通口以及氮气排出通路。在开/关阀关闭的状态下，增压空气可被供应到第一吸附床，以致在第一吸附床中执行氮气吸附工序，并且在第一吸附床中的氮气吸附工序结束之后或者当在第一吸附床中执行氮气吸附工序时，在开/关阀打开的状态下，除水单元可操作为去除从增压空气中分离的水。在开/关阀关闭的状态下，增压空气可被供应到第二吸附床，以致在第二吸附床中执行氮气吸附工序，并且在第二吸附床中的氮气吸附工序结束之后或者当在第二吸附床中执行氮气吸附工序时，在开/关阀打开的状态下，除水单元可操作为去除从增压空气中分离的水。有益效果根据本专利技术，除水工序与氧气浓缩工序共同执行，因此能提高整体效率。进一步，由于流动通道调节单元和除水单元被容纳于单个壳体中，因此结构简单并且能减小整体体积。附图说明图1是根据本专利技术的实施方式的氧气浓缩装置的示意性的立体视图。图2是根据本专利技术的实施方式的氧气浓缩装置的示意图。图3是壳体的立体视图，该壳体接收根据本专利技术的实施方式的氧气浓缩装置的流动通道调节阀单元和除水单元。图4是沿图3中的线Ⅳ-Ⅳ所取的剖视图。图5至图12是用于说明根据本专利技术的实施方式的氧气浓缩装置的氧气浓缩工序的视图。图13是示出了根据本专利技术的实施方式的氧气浓缩装置的氧气浓缩工序中的压力变化的视图。具体实施方式在下文中，将参考附图详细地描述本专利技术的实施方式。参考图1至图4，提供了至少一个吸附床11和13，其填充有能够相对于氧气选择性地吸附氮气的吸附剂。尽管两个吸附床11和13被示例地示出于图中，但是吸附床的数量并不被限制于此。吸附床11和13可具有塔状形状，并且在底部和顶部各自设置有开口，以便空气可进入且排出，并且例如可被形成为使得空气可进入下开口，并且可在穿过吸附剂的同时向上移动并且可随后通过上开口排出。被设置于吸附床11和13中的吸附剂可由相对于空气中的氧气来说更容易吸附氮气的材料形成，并且可为沸石。空气供应机20将空气供应给吸附床11和13。空气供应机20可为压缩机，其能增压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种氧气浓缩方法，其使用氧气浓缩装置，所述氧气浓缩装置包括第一吸附床和第二吸附床，该第一吸附床和第二吸附床被各自形成为允许在它们的下部供应的空气向上移动并且各自填充有吸附剂，吸附剂能够相对于氧气选择性地吸附氮气，并且通过交替地执行第一吸附床和第二吸附床的增压工序和泄压工序来执行氧气浓缩，所述方法包括：通过将增压空气供应到第一吸附床从而增加第一吸附床的压力来在第一吸附床中执行氮气吸附，并且同时将氮气从第二吸附床中移除；当第一吸附床的压力变成预定压力时，通过将第一吸附床的上部的空气移动到第二吸附床的上部来使第一吸附床的上部和第二吸附床的上部的压力平衡；通过将第一吸附床的上部的空气移动到第二吸附床的上部且通过将第一吸附床的下部的空气移动到第二吸附床的下部来使第一吸附床的上部和下部与第二吸附床的上部和下部的压力平衡；通过将增压空气供应到第二吸附床从而增加第二吸附床的压力来在第二吸附床中执行氮气吸附，并且同时将氮气从第一吸附床中移除；当第二吸附床的压力变成预定压力时，通过将第二吸附床的上部的空气移动到第一吸附床的上部来使第一吸附床的上部和第二吸附床的上部的压力平衡；通过将第二吸附床的上部的空气移动到第一吸附床的上部且通过将第二吸附床的下部的空气移动到第一吸附床的下部来使第一吸附床的上部和下部与第二吸附床的上部和下部的压力平衡；并且在预定的时间内去除从将要被供应到第一吸附床和第二吸附床的增压空气中分离出的水。...

【技术特征摘要】
2015.09.09 US 14/848,6291.一种氧气浓缩方法，其使用氧气浓缩装置，所述氧气浓缩装置包括第一吸附床和第二吸附床，该第一吸附床和第二吸附床被各自形成为允许在它们的下部供应的空气向上移动并且各自填充有吸附剂，吸附剂能够相对于氧气选择性地吸附氮气，并且通过交替地执行第一吸附床和第二吸附床的增压工序和泄压工序来执行氧气浓缩，所述方法包括：通过将增压空气供应到第一吸附床从而增加第一吸附床的压力来在第一吸附床中执行氮气吸附，并且同时将氮气从第二吸附床中移除；当第一吸附床的压力变成预定压力时，通过将第一吸附床的上部的空气移动到第二吸附床的上部来使第一吸附床的上部和第二吸附床的上部的压力平衡；通过将第一吸附床的上部的空气移动到第二吸附床的上部且通过将第一吸附床的下部的空气移动到第二吸附床的下部来使第一吸附床的上部和下部与第二吸附床的上部和下部的压力平衡；通过将增压空气供应到第二吸附床从而增加第二吸附床的压力来在第二吸附床中执行氮气吸附，并且同时将氮气从第一吸附床中移除；当第二吸附床的压力变成预定压力时，通过将第二吸附床的上部的空气移动到第一吸附床的上部来使第一吸附床的上部和第二吸附床的上部的压力平衡；通过将第二吸附床的上部的空气移动到第一吸附床的上部且通过将第二吸附床的下部的空气移动到第一吸附床的下部来使第一吸附床的上部和下部与第二吸附床的上部和下部的压力平衡；并且在预定的时间内去除从将要被供应到第一吸附床和第二吸附床的增压空气中分离出的水。2.根据权利要求1所述的氧气浓缩方法，其中，去除分离出的水在使上部的压力平衡的起始点时开始并且在预定的时间内进行。3.根据权利要求1所述的氧气浓缩方法，其中，去除分离出的水在增压空气被供应到第一吸附床和第二吸附床的过程中开始并且在预定的时间内进行，并且其中，在去除分离出的水结束之后开始使上部的压力平衡。4.根据权利要求1所述的氧气浓缩方法，其中，预定的时间被设置在0.1至1秒之间。5.一种氧气浓缩装置，其包括：至少一个吸附床，其被填充有吸附剂，所述吸附剂能够相对于氧气选择性地吸附氮气；空气供应机，其将增压空气...

【专利技术属性】
技术研发人员：李泰秀，金炫成，韩信奎，吴承权，李康韩，
申请(专利权)人：韩国奥科有限公司，
类型：发明
国别省市：韩国;KR