KR100642520B1 - High Efficiency Adsorption Air Dryer with First Guide Vane of Porosity Impinging Plate - Google Patents

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KR100642520B1 KR1020040093745A KR20040093745A KR100642520B1 KR 100642520 B1 KR100642520 B1 KR 100642520B1 KR 1020040093745 A KR1020040093745 A KR 1020040093745A KR 20040093745 A KR20040093745 A KR 20040093745A KR 100642520 B1 KR100642520 B1 KR 100642520B1
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    • B01D2259/00—Type of treatment
    • B01D2259/40—Further details for adsorption processes and devices

Abstract

본 발명에 의한 고효율 흡착식 드라이어는 타워 입·출구부분에 구멍 크기가 일정한 다공성 형태인 충돌판(8, 8-1)이 가이드 베인(7, 7-1) 상·하부에 설치되어, 타워내 상·하부에서 발생하는 주위 유동의 박리와 유동 분배의 불균일성을 최소화 시키므로서, 에너지 손실을 크게 감소시킬 수 있다.In the high efficiency adsorption type dryer according to the present invention, impingement plates 8 and 8-1 having a porous shape having a constant hole size are installed at the top and bottom of guide vanes 7 and 7-1. Energy loss can be greatly reduced by minimizing the separation of ambient flow occurring at the bottom and the nonuniformity of flow distribution.

또 기존의 흡착식 드라이어의 에너지 효율에 비하여 에너지 절감 및 제습 효율을 2배 가까이 향상 시켜 최적의 흡착식 드라이어 조건이 되도록 함으로서 유동의 손실로 인한 에너지 소비량을 크게 감소시키는데 가능하며, 타워내 전 영역에 균일한 유동이 흐를 수 있게 하고, 이로 인하여 에너지 소비량을 최소화하여 흡착식 드라이어의 제습 효율을 높이고자 입·출구측에 다공성 충돌판(8, 8-1)을 장착한 고효율 흡착식 드라이어로서 제습 효율을 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the energy saving and dehumidification efficiency is nearly doubled compared to the energy efficiency of conventional adsorption dryers, so that the optimum adsorption dryer conditions can be used to greatly reduce the energy consumption due to loss of flow. High efficiency adsorption dryers equipped with porous impingement plates 8 and 8-1 on the inlet and outlet sides to increase the dehumidification efficiency of the adsorption dryer by minimizing the energy consumption, thereby increasing the dehumidification efficiency. It can be effective.

흡착식 드라이어, 타워, 겔, 데드존, 타공망, 다공성 충돌판, 가이드 베인, 채널 유동Adsorption Dryer, Tower, Gel, Dead Zone, Perforated Network, Porous Collision Plate, Guide Vane, Channel Flow

Description

다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 장착한 고효율 흡착식 드라이어{High Efficiency Adsorption Air Dryer with First Guide Vane of Porosity Impinging Plate}High Efficiency Adsorption Air Dryer with First Guide Vane of Porosity Impinging Plate}

도 1은 일반적인 흡착식 드라이어 장치를 나타내는 구성도.1 is a block diagram showing a typical adsorption dryer device.

도 2는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 실시예를 나타내는 개념도.2 is a conceptual view showing an embodiment of a high efficiency adsorption dryer according to the present invention.

도 3은 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 부분 확대도.3 is a partially enlarged view of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention.

도 4는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 3차원 형상을 나타내는 개념도.Figure 4 is a conceptual diagram showing a three-dimensional shape of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention.

도 5는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 3차원 형상을 나타내는 부분확대도.Figure 5 is a partially enlarged view showing a three-dimensional shape of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention.

도 6은 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 입·출구측에 설치된 다공성 충돌판의 부분확대도.Figure 6 is a partially enlarged view of the porous impingement plate installed on the inlet and outlet side of the high efficiency adsorption type dryer according to the present invention.

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<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명><Explanation of symbols for the main parts of the drawings>

1 : 유입구 2 : 유출구 3 : 겔(Gel)1: Inlet 2: Outlet 3: Gel

4 : 데드존(dead zone) 5 : 흡착식 드라이어 6 : 입구측 타공망4 dead zone 5 adsorption dryer 6 inlet perforated network

6-1 : 출구측 타공망 7 : 입구측 가이드 베인 7-1 : 출구측 가이드 베인6-1: Outer perforated network 7: Inlet guide vane 7-1: Outlet guide vane

8 : 입구측 다공성 충돌판 8-1 : 출구측 다공성 충돌판 9 : 고정 볼트8 Inlet Porous Collision Plate 8-1 Outlet Porous Collision Plate 9 Fixing Bolt

10 : 가이드 베인 날개 11 : 다공성 충돌판의 구멍 12 : 타워10: guide vane wing 11: hole of porous impact plate 12: tower

Q1 : 1차 유체 Q2 : 2차 유체Q 1 : Primary Fluid Q 2 : Secondary Fluid

D : 흡착식 드라이어 타워 직경 H : 흡착식 드라이어 타워 높이D: adsorption dryer tower diameter H: adsorption dryer tower height

다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 장착한 고효율 흡착식 드라이어{High Efficiency Adsorption Air Dryer with Second Guide Vane of Porosity Impinging Plate}에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 흡착식 드라이어 입·출구측에 다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 설치함으로써 유동 분배의 불균일성 또는 유동이 흐르지 않는 데드존(Dead Zone)과 박리영역을 최소화 시킬 수 있다. 즉 흡착식 드라이어 내부의 유동을 본 발명한 고효율 흡착식 드라이어[도 2]에서와 같이 타워 전 영역에 균일하게 흐르게 함으로써 흡착식 드라이어의 에너지 절감 및 제습 효율을 크게 증가시킬 수 있도록 한 고효율 흡착식 드라이어에 관한 장치이다.TECHNICAL FIELD The present invention relates to a high efficiency adsorption air dryer having a secondary guide vane, which is a porous collision plate. By installing a primary guide vane, which is a plate, it is possible to minimize the non-uniformity of the flow distribution or the dead zone where the flow does not flow and the peeling area. In other words, the device is a device for a high efficiency adsorption dryer which can increase the energy saving and dehumidification efficiency of the adsorption dryer by uniformly flowing the flow inside the adsorption dryer throughout the tower area as in the high efficiency adsorption dryer [FIG. 2] of the present invention. .

일반적으로 흡착식 드라이어의 경우 타워 입구를 지나는 유동은 급격한 단면적 증가로 인하여 타워내 좌·우측부에 매우 큰 박리유동과 데드존 영역이 발생한다. 이것은 흡착식 드라이어의 효율이 저하시 되는 가장 큰 원인으로 타워 직경(D)이 크면 클수록 좌·우측부에서 발생하는 박리 유동 또한 크게 형성되고, 유동 분배가 균일하지 못하는 불안정한 형태로 흐르게 된다. 이 박리 유동에 의하여 유동은 흡착식 드라이어 타워내 좌·우측부로 흐르지 못하고 중심부분에만 흐르게 되는 채널유동(Channel Flow)이 형성된다. 이 흡착식 드라이어 타워 내부에서 발생하는 유동의 박리 및 타워 전 영역에 도달하지 못하는 유동분배의 불균일성에 의하여 에너지 손실이 크게 발생하게 되며, 흡착식 드라이어의 가장 중요한 수분의 제거 및 노점온도 유지에 대한 제습효율 성능이 크게 저하하게 된다. 일반적으로 흡착식 드라이어는 냉동식 에어드라이로 얻을 수 있는 건조공기보다 더 완전히 건조한 공기를 필요로 하는 에어 라인(Air Line)에 적합한 기기로 최저노점(압력하 -40℃)까지 건조시킬 수 있어 동절기에도 사용이 용이하며, 대부분 산업 현장에서 가장 널리 사용되고 있다. 또한 적용범위 또한 매우 넓고, 압축공기의 많은 양의 수분 등을 제거할 수 있어서 그 신뢰성 또한 높다. 그러므로 미세한 수분으로도 제품 및 고가의 치명적 문제를 일으킬 수 있는 전자, 의료, 제약, 식품, 화학반응 산업등과 같이 산업현장에서 없어서는 안 될 필수 장비로서 오래 전부터 산업용 에어 드라이어로 광범위하게 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다. 하지만 대부분의 기존 흡착식 드라이어 타워 내부의 유동이 흐르지 않는 데드존(Dead Zone)이 발생함으로써 흡착식 드라이어의 제습 효율이 저하하고 에너지 소비량이 크게 증가하는 문제가 있기 때문에 현재 흡착식 드라이어는 한계점이 이르렀다고 볼 수 있다. 따라서 본 발명은 고효율 흡착식 드라이어를 사용하는 경우, 기존의 흡착식 드라이어의 에너지 효율에 비하여 에너지 절감 및 제습 효율을 2배 가까이 향상시켰다. 이것은 타워 내부의 유동이 균일한 흐름으로 타워내 전 영역에 걸쳐 매끄럽게 진행될 수 있도록 흡착식 드라이어 입·출구측 부분에 다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 구성하여 좌·우측부에 발생되는 유동의 박리영역을 크게 감소시킴으로써, 기존의 흡착식 드라이어의 에너지 효율이 현저하게 향상된다. 이로 인하여 에너지 소비량을 최소화하여 흡착식 드라이어의 제습 효율을 높이고자 다공성 충돌판과 가이드 베인을 장착한 고효율 흡착식 드라이어에 관한 것이다.In general, in the case of the adsorption dryer, the flow through the tower inlet generates a great separation flow and dead zone in the left and right sides of the tower due to the rapid increase in the cross-sectional area. This is the biggest cause of the deterioration of the efficiency of the adsorption dryer, the larger the tower diameter (D), the larger the separation flow generated in the left and right side is also formed, the flow distribution is unstable, flow is not uniform. This separation flow forms a channel flow in which the flow does not flow to the left and right portions of the adsorption dryer tower, but flows only in the center portion. Due to the separation of the flow occurring inside the adsorption dryer tower and the nonuniformity of the flow distribution that does not reach the entire area of the tower, energy loss is greatly generated, and the dehumidification efficiency performance to remove the most important moisture and maintain the dew point temperature of the adsorption dryer. This is greatly reduced. In general, adsorption dryers are suitable for air lines that require more completely dry air than can be obtained with refrigerated air dryers. They can be dried to the lowest dew point (-40 ° C under pressure). It is easy to use and most widely used in industrial sites. In addition, the scope of application is also very wide, it is possible to remove a large amount of water, such as compressed air, the reliability is also high. Therefore, it is an essential equipment that is indispensable in the industrial field such as electronic, medical, pharmaceutical, food, and chemical reaction industries which can cause the product and expensive fatal problem even with fine moisture, and can be used extensively as an industrial air dryer for a long time. Have However, most of the existing adsorption dryer towers have a dead zone that does not flow, resulting in a dehumidification efficiency of the adsorption dryer and a significant increase in energy consumption. have. Therefore, when the high efficiency adsorption dryer is used, the present invention improves energy saving and dehumidification efficiency by nearly twice compared to the energy efficiency of the conventional adsorption dryer. This allows the flow inside the tower to form a primary guide vane, a porous collision plate, on the inlet / outlet side of the adsorption dryer so that the flow can be smoothly flowed over the entire area within the tower. By greatly reducing the peeling area, the energy efficiency of the conventional adsorption dryer is significantly improved. Therefore, the present invention relates to a high efficiency adsorption dryer equipped with a porous impingement plate and guide vanes in order to minimize energy consumption and to increase the dehumidification efficiency of the adsorption dryer.

일반적으로 에어드라이어(Air Dryer)는 대기중의 공기를 압축기에서 흡입, 가압 후 얻어진 압축공기(Compressed Air)에 대하여 많은 양의 수분과 먼지 및 윤활유 등의 유해물질이 포함되어 있으며, 이렇게 압축공기 속의 수분 등을 초기에 제거하기 위한 기계가 바로 Air Dryer 또는 제습 장치라고 한다. 압축 공기는 제품의 생산활동에 필수적인 요소이지만 압축공기 속의 수분 및 기타 유해물질은 제품 생산에서 품질 및 생산성, 내구성 등에 치명적인 요소로 작용한다. 그 중에서도 수분은 가장 유해한 요소 중 하나로 에어 드라이어를 통한 수분의 제거는 에어 시스템(Air System)에서 가장 중요한 공정이며, 이 에어드라이어는 크게 냉동식 에어드라이어(Refrigerated Air Dryer)와 흡착식 에어드라이어(Adsorption Air Dryer)로 나뉘어 진다. 그 중에 흡착식 에어드라이어는 물리적 방법의 일종으로 물질이 고체 표면에 붙어 버리는 상태를 이용한 것이며, 건조제는 끝이 뾰족하거나 구슬모양의 과립물질로서 대부분 실리콘 디옥사이드(S1O2)로 되어 있다. 이것은 보통 겔(Gel)이라 불리우고 있으며, 겔은 물이나 증기를 흡착하여, 습기 있는 압축공기가 이 건조제를 지나가면 건조제가 압축공기중의 습기와 결합하여 혼합물을 형성하므로 공기는 습기를 잃고 건조된다. 그리고 활성 알루미나 겔 건조제로 채워진 2개의 타워(Tower)로 구성되어 있으며, 하나의 타워는 공기를 제습시키고, 그동안 다른 타워는 건조제를 낮은 압력과 낮은 습도의 공기로 재생시킨다. 또한 마이크로 프로세스로 타이머와 밸브를 완전한 제습과 재생과정을 제어한다. 형식에는 건조 공기의 일부를 열원으로 사용하지 않고 재생하는 비가열 재생식 드라이어(Heatless Type), 재생 열원인 히터가 타워 내부에 장치되어 건조 공기의 일부를 열원으로 사용하고 재생하는 가열 재생식 드라이어(Heat-Regenerative Dryer), 압축공기중 퍼지 에어(Purge Air)손실이 전혀 없는 흡착가열 순환재생식 드라이어(Heater Non Purge Type)등 크게 3종류가 있다. 비가열 재생식 드라이어는 완전 건조공기를 필요로 하는 라인(Line)에 적합하며, 압력조점 -40℃를 기준으로 건조제 재생을 위해 5∼13% 압축공기를 소모한다. 퍼지 율(Purge Rate)을 최소화하기 위해 드라이어에서는 노점 온도에 따라 퍼지 율이 조절될 수 있도록 제어 시스템을 장착한다. 그리고 건조 공기의 일부는 열원을 사용하지 않고 재생하는 방식으로서 히터나 전기 제어반이 없어 구조가 간단하며 건조제의 수명이 길고 보수관리가 편리하여 반영구적으로 사용가능하다. 가열 재생식 드라이어는 별도의 열원이 있다는 것 외에 비가열 재생식 드라이어와 같다. 가열된 열량에 따라 이 형식의 드라이어는 -40℃의 압력노점을 얻기 위해 2∼6% 퍼지 에어(Purge Air)를 필요로 하며, 초·건조용 화학, 섬유, 전자산업 등의 계장용 또는 공정용 압축공기를 사용하는 전공정에 사용되고 중형이상의 기종에서 주로 사용된다. 열원으로는 스트림(Stream), 전기 히터(Heater)등이 있다. 흡착 가열 순환재생식 드라이어는 흡착한 수분을 탈착하기 위해 재생시 입구 공기의 일부를 본류에서 분리하여 가열한 후 흡착제를 건조시키고 이를 냉각시켜 수분을 제거한 후 비례변을 이용하여 본류에 합류시키는 방법으로 압축공기의 손실이 전혀 없다. 그리고 배관이 폐쇄 회로로 구성되어 있어 퍼지 에어 손실이 없고, 기계 주변이 깨끗하며, 외부로부터의 오염 가능성이 없어 에어나 질소, 산소, 프로판가스, 부탄가스, 에틸렌가스등의 폭발성가스에 적합한 제습장치이다.In general, an air dryer contains a large amount of harmful substances such as moisture, dust, and lubricating oil with respect to compressed air obtained after inhaling and pressurizing air in a compressor. The machine for initially removing moisture is called an air dryer or a dehumidifier. Compressed air is an essential element in the product's production activities, but moisture and other harmful substances in the compressed air play a critical role in the quality, productivity and durability of the product. Among them, water is one of the most harmful elements, and the removal of water through the air dryer is the most important process in the air system, which is mainly a refrigerated air dryer and an adsorption air dryer. It is divided into Dryer. Among them, the adsorption-type air dryer is a kind of physical method, in which a substance adheres to a solid surface, and a desiccant is mostly made of silicon dioxide (S 1 O 2 ) as a pointed or bead-shaped granular material. This is commonly called a gel, which adsorbs water or vapors, and when the compressed air passes through the desiccant, the desiccant combines with the moisture in the compressed air to form a mixture and the air loses moisture and dries out. . It consists of two towers filled with activated alumina gel desiccant, one tower dehumidifies the air, while the other tower regenerates the desiccant with low pressure and low humidity air. The micro process also controls timers and valves for complete dehumidification and regeneration. The type includes a non-heating regenerative dryer (Heatless Type) which regenerates a part of dry air without using it as a heat source, and a heater that is a regenerative heat source is installed inside the tower to use a part of dry air as a heat source. Heat-Regenerative Dryer and Heater Non Purge Type with no Purge Air Loss in Compressed Air. Non-heat regenerative dryers are suitable for lines that require complete drying air and consume 5 to 13% compressed air for regeneration of the desiccant based on a pressure of -40 ° C. To minimize the purge rate, the dryer is equipped with a control system to adjust the purge rate according to the dew point temperature. And part of the dry air is a regeneration method without using a heat source, and since there is no heater or an electric control panel, the structure is simple, and the life of the desiccant is long and convenient for maintenance and management can be used semi-permanently. Heat regenerative dryers are like non-heat regenerative dryers, except that there is a separate heat source. Depending on the amount of heat heated, this type of dryer requires 2 to 6% purge air to achieve a pressure dew point of -40 ° C and is used for instrumentation or processes in the ultra-dry chemical, textile and electronics industries. It is used in the whole process using compressed air for general use. Heat sources include streams and electric heaters. Adsorption Heating Circulation Regenerative Dryer is a method in which a part of the inlet air is separated from the main stream to be heated to desorb the adsorbed moisture, and then the adsorbent is dried, cooled to remove the moisture, and then joined to the main stream using a proportional valve. There is no loss of compressed air. It is a dehumidifier that is suitable for explosive gases such as air, nitrogen, oxygen, propane gas, butane gas and ethylene gas because there is no purge air loss, clean around the machine and there is no possibility of contamination from the outside because the pipe is composed of closed circuit .

상기와 같은 흡착식 드라이어는 기계적인 원리로 제습을 하기 때문에 저노점이 불가능한 냉동식에 비해, 화학적 건조제를 사용하여, 압력하 -40℃의 노점도 확보할 수 있으므로 반도체 제조 공정 등의 아주 미세한 수분으로도 제품에 치명적인 문제가 될 수 있는 곳에서는 반드시 사용해야 하는 필수 장비이다. 대부분 산업 현장에서 가장 널리 사용되고 있으며, 적용범위 또한 매우 넓고, 압축공기의 많은 양의 수분 등을 제거할 수 있어서 그 신뢰성 또한 높으며, 보수 설치가 용이하고 건조제만 교환하면 반영구적으로 사용가능하여, 오래 전부터 산업용 에어 드라이어로 광범위하게 사용할 수 있는 특징을 가지고 있다.As the above-mentioned adsorption-type dryer is dehumidified by mechanical principle, it is possible to secure dew point of -40 ℃ under pressure by using chemical desiccant, compared to refrigeration where low dew point is impossible. It is an essential piece of equipment that must be used where it can be fatal to the product. It is most widely used in most industrial sites, and its range of application is very wide, and it can remove a large amount of moisture in compressed air, so its reliability is high, it is easy to install and repair, and it can be used semi-permanently by changing desiccant. It is widely used as an industrial air dryer.

상기와 같은 기존 흡착식 드라이어(5) 장치의 가장 일반적인 구조는 도 1에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 흡착식 드라이어 타워 유입구(1), 1차 유체(Q1)가 타워내 겔(3)과의 물리적 상호 작용으로 인해 수분 제거가 일어나는 타워측(12), 그리고 유출구(2) 부분으로 이루어져 있다. 타워(12)내 상·하부에는 건조제인 겔(3)이 채워지며, 겔(3)을 지지할 수 있도록 받침대 역할을 하는 메시(mesh) 형태의 입·출구측 타공망(6, 6-1)이 설치되어 있다. 1차 유체(Q1)는 흡착식 드라이어(5)의 유입구(1)를 통하여 타워(12)로 흐르게 되며, 이 1차 유체(Q1)는 타워(12)내의 겔(3)이라 불리우는 건조제의 상부를 향하여 흘러가는 동안 압축공기중의 습기와 그 외의 미립자가 제거되어 초 건조공기(Dew Point, -40℃)로 유출구(2)로 토출 된다.As shown in FIG. 1, the most common structure of the conventional adsorption dryer 5 device as described above is largely the adsorption dryer tower inlet 1, the primary fluid Q 1 physically with the gel 3 in the tower. It consists of a tower side (12) and an outlet (2) part where water is removed due to the interaction. The upper and lower portions of the tower 12 are filled with a gel 3 as a desiccant, and a mesh type inlet and outlet side perforation network 6 and 6-1 serving as a pedestal to support the gel 3. Is installed. Primary fluid (Q 1) is the so called gel 3 within, and flow to the tower 12 through the inlet port (1) of the adsorption-type dryer (5), a first fluid (Q 1), a tower (12) a drying agent Moisture and other fine particles in the compressed air are removed while flowing toward the upper portion, and discharged to the outlet 2 by ultra-dry air (Dew Point, -40 ° C).

상기의 흡착식 드라이어 장치의 가장 주된 목적은 1차 유체(Q1)가 타워(12)내의 겔(3)과의 물리적 방법의 일종으로 물질이 고체표면에 붙어 버리는 상태를 이용한 것인데, 1차 유체(Q1)중의 습기와 그 외의 미립자가 건조제를 지나가면 건조제가 압축공기중의 습기와 결합하여 혼합물을 형성함으로써 1차 유체(Q1)는 습기를 잃고 건조되는 제습 작용으로 인하여 공정상에서 필요로 하는 최저노점과 제습 효율을 향상시킬 수 있도록 한 것이다. 하지만 흡착식 드라이어 입구를 지나는 유동은 타워(12)내로 유입되는 동시에 급격한 단면적 증가로 인하여 좌·우측부에서 매우 큰 박리영역이 발생하여 에너지 손실이 크게 발생되고, 겔(3)과의 제습 효과가 크게 저하하는 현상이 생기는 중요한 원인으로 된다. 또한 좌·우측부에 발생한 이 박리 유동에 의하여 흡착식 드라이어 타워내 좌·우측부로 흐르지 못하고 중심부분에만 흐르게 되며, 좌·우측부에는 유동이 흐르지 않게 되는 데드존(Dead Zone, 4)이 발생하는 현상이 일어나기 때문에 흡착식 드라이어의 제습 효율이 떨어지는 문제가 제시되고 있고, 전체 산업 공정 시스템상의 효율을 크게 감소시키는 원인이 야기된다.The main purpose of the adsorption dryer device is to use a state in which the material adheres to the solid surface by means of a physical method of the primary fluid Q 1 with the gel 3 in the tower 12. Q 1 ) When moisture and other particulates pass through the desiccant, the desiccant combines with the moisture in the compressed air to form a mixture, whereby the primary fluid (Q 1 ) loses moisture and dries, which is necessary for the process. It aims to improve the minimum dew point and dehumidification efficiency. However, the flow passing through the adsorption dryer enters the tower 12 and at the same time, due to the rapid increase in cross-sectional area, a very large peeling area is generated at the left and right sides, resulting in a large energy loss and a great dehumidification effect with the gel 3. It becomes an important cause of the phenomenon which falls. In addition, due to the separation flow generated in the left and right parts, a dead zone (4) occurs in which the flow does not flow to the left and right parts of the adsorption dryer tower, but only to the center part, and the flow does not flow to the left and right parts. Because of this, a problem of lowering the dehumidification efficiency of the adsorption dryer is proposed, which causes a cause of greatly reducing the efficiency on the entire industrial process system.

본 발명은 상기와 같은 종래의 문제점을 해결하기 위하여 발명한 것으로서, 본 발명에 의한 고효율 흡착식 드라이어는 타워 입·출구측에 다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 설치함으로써 타워내 좌·우측부에 발생되는 유동의 박리영역을 크게 감소시킬 수 있을 뿐만 아니라 타워 내부의 유동이 불균일하게 흐르는 유동분배의 불균일성 및 채널 유동(Channel Flow)과 데드존(Dead Zone) 부분을 최소화 시킬 수 있다. 따라서 기존의 흡착식 드라이어의 에너지 효율을 현재 보다 더 향상시키고, 이로 인하여 최저 노점과 에너지 절감 또한 크게 향상 시키고 흡착식 드라이어에 있어서 최적의 제습 성능을 얻을 수 있도록 하는 것을 그 기술적 과제로 한다.The present invention has been invented to solve the conventional problems as described above, the high-efficiency adsorption dryer according to the present invention by installing the first guide vane, which is a porous collision plate on the tower inlet and outlet sides, the left and right side in the tower In addition to reducing the separation area of the flow generated at the same time, it is possible to minimize the nonuniformity of the flow distribution, and the channel flow and dead zone parts, in which the flow inside the tower flows unevenly. Therefore, the technical problem is to improve the energy efficiency of the conventional adsorption dryer more than now, thereby to significantly improve the lowest dew point and energy savings, and to obtain the optimum dehumidification performance in the adsorption dryer.

상기의 목적을 달성하기 위한 본 발명을 첨부된 도면을 참조하여 상세하게 설명하면 다음과 같다.The present invention for achieving the above object will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

도 2는 본 발명에 따른 다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 가진 고효율 흡착식 드라이어 장치의 실시예를 나타내는 개념도 이며, 도 3은 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 부분 확대도이다. 도 4는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 3차원 형상을 나타내는 개념도이며, 도 5는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 3차원 형상을 나타내는 부분 확대도이다. 도 6은 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 입·출구측에 설치된 다공성 충돌판의 부분 확대도이다.Figure 2 is a conceptual diagram showing an embodiment of a high efficiency adsorption dryer device having a primary guide vane which is a collision plate of the porous form according to the present invention, Figure 3 is a partially enlarged view of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention. 4 is a conceptual view showing a three-dimensional shape of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention, Figure 5 is a partially enlarged view showing a three-dimensional shape of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention. Figure 6 is a partially enlarged view of the porous impingement plate installed on the inlet and outlet side of the high efficiency adsorption type dryer according to the present invention.

본 발명에 의한 다공성 형태의 충돌판인 1차 가이드 베인을 장착한 고효율 흡착식 드라이어(2차원)의 실시예는 도 2에 도시되어 있는 바와 같이, 크게 흡착식 드라이어 타워 유입구(1), 1차 유체(Q1)가 타워내 겔(3)과의 물리적 상호 작용으로 인해 수분 제거가 일어나는 타워측(12), 그리고 유출구(2) 부분으로 이루어져 있다. 또한 타워(12) 상·하부에는 각각의 입·출구측 타공망(6, 6-1), 가이드 베인(7, 7-1), 다공성 충돌판(8, 8-1)이 타워(12) 입·출구부분에 삽입된다. 1차 유체(Q1)는 흡착식 드라이어(5)의 유입구(1)를 통하여 입구측 다공성 충돌판(8) 및 가이드 베인(7), 타공망(6)을 통과한 뒤 타워(12)상부로 흐르게 되며, 이 유동은 출구측 타공망(6-1), 다공성 충돌판(8-1), 가이드 베인(7-1)을 향해 흐르게 된다. 그리고 1차 유체(Q1)는 타워(12)내의 겔(3)이라 불리우는 건조제의 상부를 향하여 흘러가는 동안 압축공기중의 습기와 그 외의 미립자가 제거되어 초 건조공기(Dew Point, -40℃)로 유출구(2)로 토출 된다. 여기서 입·출구측 다공성 충돌판(8, 8-1)은 유입구(1)로 통한 유동을 1차로 균일하게 흐르게 하기 위하여 충돌판의 구멍 크기를 일정 간격 비율로 형성하였다. 즉 다공성 충돌판(8, 8-1)이 1차로 유동분배를 균형있게 한 후 다시 2차 가이드 베인(7, 7-1)에 의해 2차로 유동분배를 할 수 있도록 하였다. 그리고 2차 가이드 베인(7, 7-1)은 타공망(6, 6-1)과 다공성 충돌판(8, 8-1)사이에 삽입되어, 다공성 충돌판(8, 8-1)의 2차 유동분배를 위해 다공성 충돌판(8, 8-1)과 같이 입·출구측에 구성되어 있다.
그리고, 타공망(6, 6-1)은 건조제인 겔(3)을 지지할 수 있도록 받침대 역할을 할 뿐만 아니라 1차 유체(Q1)가 타워(12)내를 균일하게 통과할 수 있도록 메시 개구율과 겔(3)크기 조건과 고려하여 메시 간격을 일정하게 형성하였다. 그리고 입구측의 다공성 충돌판(8) 및 가이드 베인(7)에 의해 타워(12) 전 영역내로 균일하게 얻어진 유동은 출구측의 다공성 충돌판(8-1) 및 가이드 베인(7-1)에 의하여 유출구(2)로 유동이 집중된다. 이 집중된 유동은 유출구(2)를 통과하는 동안 유동손실 및 압력손실을 감소시킬 목적으로 출구측에도 다공성 충돌판(8-1)을 형성하였다.As shown in FIG. 2, an embodiment of the highly efficient adsorption dryer (two-dimensional) equipped with a primary guide vane, which is a porous collision plate according to the present invention, has a large adsorption dryer tower inlet 1 and a primary fluid ( Q 1 ) consists of the tower side 12 and the outlet 2 part where water removal occurs due to physical interaction with the gel 3 in the tower. In addition, the inlet and outlet side perforation networks (6, 6-1), guide vanes (7, 7-1), and porous impingement plates (8, 8-1) enter the tower (12) above and below the tower (12). It is inserted at the exit. The primary fluid Q 1 flows through the inlet port 1 of the adsorption dryer 5 through the inlet porous impingement plate 8, the guide vanes 7, and the perforation network 6, and then flows over the tower 12. This flow is directed toward the outlet perforated network 6-1, the porous impingement plate 8-1, and the guide vanes 7-1. And while the primary fluid Q 1 flows toward the upper part of the desiccant called gel 3 in the tower 12, the moisture and other fine particles in the compressed air are removed to remove the ultra-dry air (Dew Point, -40 ° C). Is discharged to the outlet (2). In this case, the inlet and outlet side porous impingement plates 8 and 8-1 formed hole sizes of the impingement plate at regular intervals so as to uniformly flow the flow through the inlet 1. That is, the porous impingement plates 8 and 8-1 firstly balanced the flow distribution, and were then able to perform second flow distribution again by the secondary guide vanes 7 and 7-1. The secondary guide vanes 7 and 7-1 are inserted between the perforated networks 6 and 6-1 and the porous impingement plates 8 and 8-1, so that the secondary guide vanes 7 and 7-1 are secondary to the porous impingement plates 8 and 8-1. It is configured on the inlet and outlet side like porous impingement plates 8 and 8-1 for flow distribution.
In addition, the perforations 6 and 6-1 serve as a pedestal so as to support the gel 3 which is a desiccant, and the mesh aperture ratio so that the primary fluid Q 1 can be uniformly passed through the tower 12. Considering the gel and size conditions of the gel (3) was formed a constant mesh spacing. The flow uniformly obtained into the entire area of the tower 12 by the porous collision plate 8 and the guide vanes 7 on the inlet side is transferred to the porous collision plate 8-1 and the guide vanes 7-1 on the outlet side. The flow is concentrated at the outlet 2. This concentrated flow formed a porous impingement plate 8-1 on the outlet side for the purpose of reducing the flow loss and the pressure loss while passing through the outlet 2.

상기의 흡착식 드라이어 입·출구측에 다공성 형태의 충돌판(8, 8-1)을 형성시키는 이유는, 타워(12)내 좌·우측부에서 발생하는 박리유동을 해소하고, 겔(3)과의 물리적 상호 작용으로 인해 수분 제거를 더 확실하게 하고 제습 효과 또한 최대화시킬 수 있을 뿐만 아니라, 기존 유동분배의 불균일한 흐름을 타워(12) 전 영역에 걸쳐 균일하게 하여 최적의 흡착식 드라이어 제습 효율을 얻을 수 있게 된다.The reason for forming porous impingement plates 8 and 8-1 on the inlet and outlet sides of the adsorption type dryer is to eliminate the peeling flow occurring at the left and right sides of the tower 12, and Not only ensures more moisture removal and maximizes the dehumidification effect, but also ensures that the non-uniform flow of the existing flow distribution is uniform across the entire area of the tower 12 for optimum adsorption dryer dehumidification efficiency. It becomes possible.

도 3은 본 발명에 따른 입구측 다공성 충돌판(8)을 장착한 고효율 흡착식 드라이어의 내부구조를 개략적으로 나타내었다. 그림에서 흡착식 드라이어 유입구(1)로부터 1차 유체(Q1)가 유입되어 다공성 충돌판(8)과 가이드 베인(7), 타공망(6)을 지나 타워(12) 전체 영역을 통과하게 되며, 이 다공성 충돌판(8)과 가이드 베인(7)에 의하여 타워(12) 좌·우측부에서 발생하는 박리유동의 규모를 크게 저감시키게 되고, 이 유동은 일정 구멍으로 이루어진 다공성 형태의 충돌판(8)에 부딪혀 유동이 1차로 균일하게 분산되어 가이드 베인(7)을 통과하게 된다. 다공성 충돌판(8)에 의하여 형성된 1차 균일한 유동은 가이드 베인(7)에 의하여 2차 균일한 유동으로 형성되고, 타워의 전 영역에 걸쳐 유동분배가 균일하게 진행되어 흡착식 드라이어 유출구(2)로 흐르게 된다. 여기서 유체(공기)의 성질을 고려하여 충돌판 구멍 크기를 유입구(1) 및 유출구(2) 직경비 조건과 고려하여 중심에서부터 일정 비율로 다공성 형태로 형성하였다. 즉 1차 유동중에 일부분은 다공성 충돌판을 통과하게 되며 다공성 충돌판을 통과하지 못한 나머지 유동은 가이드 베인(7)을 따라 타워(12)내 전 영역에 걸쳐 2차로 균일하게 흐르게 된다. 따라서 기존 불균일한 유동을 타워 전 영역에 균일한 유동을 얻을 수 있고, 다공성 충돌판(8)에 의해 편중되어 있던 유동을 타워 전 영역내로 고루 분포시킴으로서 에너지 절감과 제습 효율을 크게 높일 수 있다.Figure 3 schematically shows the internal structure of the high-efficiency adsorption type dryer equipped with the inlet-side porous impingement plate 8 according to the present invention. In the figure, the primary fluid Q 1 is introduced from the adsorption dryer inlet 1 and passes through the entire area of the tower 12 through the porous impingement plate 8, the guide vanes 7, and the perforation network 6. The porous impact plate 8 and the guide vanes 7 greatly reduce the size of the peeling flow occurring at the left and right sides of the tower 12, and the flow is made of a porous impact plate 8 having a predetermined hole. Impinging on it causes the flow to be uniformly distributed firstly and through the guide vanes 7. The primary uniform flow formed by the porous impingement plate 8 is formed as the secondary uniform flow by the guide vanes 7, and the flow distribution proceeds uniformly over the entire area of the tower, so that the adsorption dryer outlet 2 Will flow into. Here, in consideration of the properties of the fluid (air), the impact plate hole size was formed in a porous form at a predetermined ratio from the center in consideration of the diameter ratio conditions of the inlet (1) and the outlet (2). That is, part of the primary flow passes through the porous impingement plate, and the remaining flow that does not pass through the porous impingement plate flows uniformly in the secondary along the guide vanes 7 and over the entire area in the tower 12. Therefore, uniform nonuniform flow can be obtained in the entire area of the tower, and the energy that is biased by the porous impingement plate 8 can be evenly distributed in the entire area of the tower, thereby greatly increasing energy saving and dehumidification efficiency.

도 4는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어의 3차원 형상을 나타내는 실시예를 나타내는 개념도 이며, 2차원 형상에서 볼 수 없었던 각각의 구성 부분인 다공성 충돌판(8, 8-1), 가이드 베인(7, 7-1) 및 타공망(6, 6-1)을 3차원으로 나타내었다.4 is a conceptual view showing an embodiment showing a three-dimensional shape of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention, each of the components of the porous impingement plates 8, 8-1 and guide vanes 7, which were not seen in the two-dimensional shape. , 7-1) and perforated networks 6 and 6-1 are shown in three dimensions.

도 5는 본 발명에 따른 고효율 흡착식 드라이어 내부 구조를 3차원 형상으로 부분 확대하여 그 내부구조를 개략적으로 나타내었다. 여기서 입구측 타공망(6)은 건조제인 겔(3)을 지지할 수 있도록 가이드 베인(7) 상부에 위치하게 되며, 타워내 건조제의 받침대 역할을 할 수 있도록 겔(3)과 가이드 베인(7)의 분포된 하중을 고려하였고, 1차 유체(Q1)가 타워(12)내를 균일하게 통과할 수 있도록 메시 개구율과 겔(3)크기 조건과 고려하여 메시 형상을 설계되었다.Figure 5 schematically shows the internal structure by partially expanding the internal structure of the high efficiency adsorption dryer according to the present invention in a three-dimensional shape. Here, the inlet-side perforated network 6 is positioned above the guide vanes 7 so as to support the gel 3 as the desiccant, and the gel 3 and the guide vane 7 to serve as a pedestal for the desiccant in the tower. The mesh load was designed in consideration of the mesh aperture ratio and the gel (3) size conditions so that the primary fluid (Q 1 ) can pass evenly through the tower (12).

도 6은 본 발명에 적용된 입·출구측 다공성 충돌판(8, 8-1)을 개략적으로 나타내었다. 그림에서 충돌판(8, 8-1)의 구멍 크기 및 간격 또한 일정비율로 되어 있다는 것을 볼 수 있으며, 1차 균일한 유동 분포와 출구측의 압력손실을 최소화할 수 있도록 일정 비율형태의 다공성 충돌판(8, 8-1)을 구성하였다.6 schematically shows the inlet and outlet side porous impingement plates 8 and 8-1 applied to the present invention. In the figure, it can be seen that the hole size and spacing of the impingement plates 8 and 8-1 are also in a constant ratio, and the porous collisions in a constant ratio form to minimize the first uniform flow distribution and the pressure loss on the outlet side. The plates 8 and 8-1 were constructed.

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위 내용에서 알 수 있는 바와 같이, 흡착식 드라이어 유동손실은 입·출구측 다공성 충돌판(8, 8-1) 장치에 의해 확실히 감소 될 수 있는데, 이것은 본 발명의 다공성 충돌판(8, 8-1)에 의하여 타워내 좌·우측부에서 발생하는 박리유동이 감소되고, 유동이 타워 전체로 균일하게 흐르게 되어 흡착식 드라이어 에너지 절감과 제습 효율을 크게 향상시켰기 때문이다. 위에서 언급되어진 바와 같이 기존의 흡착식 드라이어 내부 입·출구측에 다공성 충돌판(8, 8-1)을 설치할 경우 흡착식 드라이어의 성능 향상이 크게 기여됨을 알 수 있다.As can be seen from the above, the adsorption dryer flow loss can be reliably reduced by the inlet and outlet side porous impingement plates 8 and 8-1, which is the porous impingement plates 8 and 8-1 of the present invention. This is because the separation flow generated at the left and right sides of the tower is reduced, and the flow is uniformly flowed through the tower, greatly improving the energy saving of the adsorption dryer and the dehumidification efficiency. As mentioned above, when the porous impingement plates 8 and 8-1 are installed at the inlet / outlet side of the conventional adsorption dryer, it can be seen that the performance improvement of the adsorption dryer is greatly contributed.

본 발명에 의한 고효율 흡착식 드라이어는 타워 입·출구부분에 구멍 크기가 일정한 다공성 형태인 충돌판(8, 8-1)이 타워내 상·하부에 설치되어, 타워내 상·하부에서 발생하는 주위 유동의 박리와 유동 분배의 불균일성을 최소화 시키므로서, 에너지 손실을 크게 감소시킬 수 있다.In the high efficiency adsorption dryer according to the present invention, the impingement plates 8 and 8-1 having a porous shape having a constant hole size are installed at the top and the bottom of the tower, and the surrounding flows generated at the top and the bottom of the tower. By minimizing the delamination and nonuniformity of flow distribution, the energy loss can be greatly reduced.

또 기존의 흡착식 드라이어의 에너지 효율에 비하여 에너지 절감 및 제습 효율을 2배 가까이 향상 시켜 최적의 흡착식 드라이어 조건이 되도록 함으로서 유동의 손실로 인한 에너지 소비량을 크게 감소시키는데 가능하며, 타워내 전 영역에 균일한 유동이 흐를 수 있게 하고, 이로 인하여 에너지 소비량을 최소화하여 흡착식 드라이어의 제습 효율을 높이고자 입·출구측에 다공성 충돌판(8, 8-1)을 장착한 고효율 흡착식 드라이어로서 제습 효율을 보다 증대시킬 수 있는 효과가 있다.In addition, the energy saving and dehumidification efficiency is nearly doubled compared to the energy efficiency of conventional adsorption dryers, so that the optimum adsorption dryer conditions can be used to greatly reduce the energy consumption due to loss of flow. High efficiency adsorption dryers equipped with porous impingement plates 8 and 8-1 on the inlet and outlet sides to increase the dehumidification efficiency of the adsorption dryer by minimizing the energy consumption, thereby increasing the dehumidification efficiency. It can be effective.

Claims (3)

흡착식 드라이어에 있어서 다공성 형태의 충돌판(8, 8-1)인 1차 가이드 베인이 장착된 고효율 흡착식 드라이어에 관한 것으로, 타워 입·출구부분에 설치된 것을 특징으로 하는 흡착식 드라이어.A high efficiency adsorption dryer equipped with a primary guide vane, which is a porous collision plate (8, 8-1), in an adsorption dryer, characterized in that the adsorption dryer is installed at the inlet and outlet of a tower. 제1항에 있어서 다공성 충돌판(8, 8-1)이 가이드 베인(7, 7-1) 상·하부에 설치된 것을 특징으로 하는 흡착식 드라이어.The adsorption type dryer of claim 1, wherein the porous impingement plates (8, 8-1) are provided at the upper and lower portions of the guide vanes (7, 7-1). 제1항에 있어서 다공성 형태의 충돌판의 타공망 직경이 4.0mm 구멍 크기와 타공망과의 거리(피치, Pitch)가 50mm로 일정한 것을 특징으로 하는 흡착식 드라이어.2. The adsorption dryer according to claim 1, wherein the perforated net diameter of the porous collision plate is constant at a distance of 4.0 mm and the distance (pitch, pitch) of the perforated net is 50 mm.
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